单片机原理及应用
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课程评价
spContent=该课程以STC公司的15系列单片机IAP15W4K58S4和Keil uVision5集成开发环境为硬件和软件平台,以8051架构、指令系统、汇编语言和C语言程序设计、接口驱动和控制,以及RTX51操作系统为主线,将C语言程序设计和单片机进行系统化深度融合。通过该课程的讲解,帮助大家掌握学习嵌入式系统的方法和思路。
—— 课程团队
课程概述

       该课程是电子信息类专业乃至工科非计算机专业学生必须学习的一门专业课,在很多学校也同时开设微机原理和接口技术的相关课程。与微机原理和接口技术课程相比,该课程能够更透彻的帮助学习者理解和掌握计算机系统的关键单元,包括处理器、指令系统、存储器系统和外设等。此外,学习者通过Keil uVision5集成开发环境提供的强大设计和调试环境,一方面彻底掌握C语言的语法以及使用技巧,另一方面,能更加透彻地理解和掌握计算机系统中抽象的术语和概念,比如数据类型和存储方法。
       该课程以STC公司新一代可硬件仿真的STC15系列8051单片机IAP15W4K58S4为授课硬件平台,在该系列单片机中引入了新的芯片设计技术和先进计算机架构,使得比传统MCS-51单片机的性能提高了几十倍。在该系列单片机中,STC公司引入了在线硬件调试技术,通过keil uVision5集成开发环境,实现对8051单片机的软件仿真和在线硬件调试功能,使得广大学习者能更加透彻地看清楚8051系统的软件和硬件。此外,在该系列单片机中也集成了大量新的外设,通过对这些外设原理地系统讲解,帮助学习者掌握这些外设的驱动和控制方法。
       随着信息技术的发展,虽然以ARM 32位单片机为代表的嵌入式系统越来越多地出现在高性能应用中,但是8051单片机在目前电子系统中仍然发挥着其不可替代的作用,尤其是对广大嵌入式系统的学习者来说,8051单片机课程绝对是他们进入嵌入式系统设计领域的一扇大门。当学习者彻底掌握8051单片机软件和硬件时,很高兴,这扇大门已经打开,此时你完全具备了自己学习ARM 32位嵌入式系统的能力。

      


授课目标

通过对8051单片机内核架构、指令系统、汇编语言和C语言程序设计,以及接口驱动和控制的介绍,使学生掌握学习嵌入系统的方法,更重要的是使学生真正掌握C语言,并通过在单片机上编写C语言代码,将软件和嵌入式系统进行系统化深度融合,为学生进一步学习ARM 32位嵌入式系统打下坚实的基础。

课程大纲
预备知识

该课程需要预先系统学习数字电路/数字逻辑电路的知识,EDA课程的知识将帮助学生理解单片机的底层硬件结构。

证书要求

完成课后作业和单元测验,课后作业占比20%,单元测验占比80%

参考资料

[1] 何宾。STC单片机原理及应用-从器件、汇编、C到操作系统的分析和设计(第2版)。北京:清华大学出版社,2019.01。(教材)

[2] 何宾。STC单片机C语言程序设计-8051体系架构、编程实例及项目实战。北京:清华大学出版社,2018.12。(参考书)

 

[3] 何宾。STC8系列单片机开发指南:面向处理器、程序设计和操作系统的分析与应用。北京:电子工业出版社,2018.06。(参考书)

  


常见问题

1. 为什么工科非计算机专业(尤其是电类专业)学生要学习8051单片机课程?

      STC单片机是高职和本科学生,甚至是研究生学习嵌人式系统最好的人门级学习素材,也是相关专业学生必须掌握的最基本的计算机软件和硬件知识及技能。

  8051单片机自面世到现在经历了30多年,单片机课程教学中抛弃8051单片机的呼声日益高涨,因为很多人认为8051落伍了。因此,他们希望一上来就开始学习更高级的处理器。从技术上来说,8051是有些落后了。但是,8051带给初学者,特别是国内高校的学生,是完善的生态系统,包括开放的内部结构、完全公开的指令系统、大量的应用设计案例、容易人手的uVision5软件集成开发环境等,这些都是初学嵌入式系统最好的素材。

2.课程为什么要用STC15系列为平台?

    对于STC单片机来说,从15系列开始,单片机提供了硬件可在线调试功能,使得学习者可以很清楚地观察软件和真实硬件之间的交互,并实现软件仿真所不能完成的任务,比如中断。我认为这个功能其带给学生对单片机的软件和硬件认知要远远超过proteus对单片机的仿真效果!!!

3.授课教师如何得到STC捐赠的实验箱?

    老师可以在公告中查看STC售后和技术支持服务热线,详细了解STC捐赠实验箱的流程,得到实验箱的最大好处就是学生可以随时随地地做实验。

4.STC公司到底是一家什么样的公司,为什么要采用它的单片机作为8051单片机教学平台?

   STC/江苏国芯科技有限公司是国产单片微型计算机的领航者,是1T 8051 单片机的领航者,STC 是SysTem Chip(系统芯片)的缩写,因性能出众,引导着行业的发展方向,被用户评为51 中的战斗机,是ISP/IAP 技术全球领航者。

   江苏国芯科技有限公司原名南通国芯微电子有限公司,在原宏晶科技/STC 的支持下,已成长为江苏的高科技龙头,中国单片机领军企业。江苏国芯科技为国家科技安全参与全球竞争,在欧美部分核心高科技产品对中国禁售的严峻形势下,江苏国芯在逐步填补国内很多高科技空白,只要我们能设计了,禁售就会逐步取消。
   STC江苏国芯科技现具备0.35um/0.18um/0.11um/55nm/40nm/10nm 的高阶数模混合集成电路设计能力,现设计完成后的芯片外包给全球最大的晶圆代工厂TSMC 代工生产(同时在给Ti/Freescale/NXP 服务),外包给富士通封装,江苏国芯完成最核心的设计和功能测试。

   STC全球规模已达150 余人,研发团队40 余人(以留美海归/恢复高考后的第一批大学生/台湾交大/台大的博士及硕士等背景的资深研发人员为主)。

5.STC单片机的用户群有哪些?

   现国内高校工科非计算机专业学单片机原理/微机原理多是使用基于STC 的单片机教材,基于STC 的单片机教材有数百本之多,STC 与各大高校联合建设的STC 高新能单片机联合实验室已有近千所,不但建到了校级,还建设到了院级/系级。为我国高校单片机原理/微机原理教学改革做出了应有的供献。浙江大学/上海交通大学/中山大学/山东大学/哈尔滨工业大学/深圳大学/南京航空航天大学/东南大学/电子科技大学/湖南大学/国防科技大学等国内著名高校的教材建设/校内STC 比赛正全面前进中。每年从高校毕业已学过STC 单片机的大学生有数十万人之多,为我国的电子信息产业做出了应有的贡献。