单片机原理及应用系统思维教学

沧州交通学院电子与电气工程学院 沈 敏 张 静 张汝峰 郭宝军

单片机原理与应用是高校工业自动化、电子信息/通信工程、机电一体化、机械制造及自动化等工科类专业的必修课。单片机是设计计算机控制系统常用的控制器，掌握单片机系统设计是大学生参加学科竞赛、进入社会参加工作的重要技能。

从教学角度出发，受学时限制以及市场单片机主流产品等因素，多选择CPU字长是8位的MCS-51系列单片机，但是在实际应用中有16位、32位字长的单片机，有非51系列的单片机。学习单片机原理及应用最重要不是记住几条指令，会设置寄存器等理论知识，而是抓住本质，掌握精髓，抽象出学习单片机的系统思维，在学会MC-51单片机的同时，可以掌握任何一款单片机的使用才是学习单片机原理与应用的根本所在。

本文以单片机原理与应用课程内容为基础，对该课程所蕴含的系统思维做了研究和探索，有助于学生迅速掌握单片机系统设计。

1 单片机硬件理论中蕴含的系统思维

单片机是一个计算机系统，由硬件和软件系统构成。单片机系统设计首先要分析系统功能需求，根据系统功能需求进行硬件系统设计，在硬件设计基础上完成软件设计。而单片机硬件系统设计的前提是熟悉并掌握单片机的硬件资源及其使用，MCS-51单片机集成的硬件资源和功能如表1所示。

表1 MCS-51单片机硬件资源和功能

不同型号的单片机，其硬件资源不尽相同，但都是由CPU、存储器和I/O接口构成的，在使用单片机设计系统的时候首先要选择合适的单片机。……