单片机发展方向及教学改革探讨 ----基于可仿真的STC15F2K60S2系列.

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1 单片机发展方向及教学改革探讨 ----基于可仿真的STC15F2K60S2系列

2 STC15F2K60S2系列结构框图

3 STC15F2K60S2系列管脚图 LQFP-44封装(12mmx12mm)

4 PDIP-40封装

5 LQFP-32封装 LQFP-32封装(9mmx9mm)

6 SOP-32封装

7 SKDIP-28/SOP-28封装

8 STC15F2K60S2系列最小应用系统 内部高可靠复位，可彻底省掉外部复位电路
P5.4/RST/MCLKO脚出厂时默认为I/O口，可以通过 STC-ISP 编程器将其设置为RST复位脚(高电平复位). 内部高精度时钟，温飘±1%(-40℃~+85℃),常温下温飘5‰, 可彻底省掉昂贵的外部晶振 建议在Vcc和Gnd之间就近加上电源去耦电容C1(47uF)和C2(0.1uF) ，可去除电源线的噪声，提高抗干扰能力

9 STC15F2K60S2系列外接有外部晶振和外部复位的最小应用系统
内部高可靠复位，可彻底省掉外部复位电路，当然也可以使用外部复位电路复位。 P5.4/RST/MCLKO脚出厂时默认为I/O口，如需做RST复位脚，须在STC-ISP编程烧录时将其设置为RST复位脚(高电平复位). 内部高精度时钟，温飘±1%(-40℃~+85℃),常温下温飘5‰, 可彻底省掉昂贵的外部晶振 当然也可以使用外部晶振。默认使用内部时钟，如需用外部晶振，则须在ISP编程烧录时选择“外部晶体或时钟”

10 利用RS-232转换器的ISP典型应用线路图

11 利用USB转串口的ISP下载编程典型应用线路图

12 STC15系列ISP下载编程软件

13 STC15F104W系列结构框图

14 STC15F104W系列管脚图 SOP-8封装

15 STC15F104S系列结构框图

16 STC15F104S系列管脚图 SOP-16/DIP-16封装

17 STC15F1K28AD系列结构框图

18 SOP-16/DIP-16封装

19 SOP-20/DIP-20封装

20 SKDIP-28/SOP-28封装

21 STC15F1K28AD系列管脚图 SOP-32封装

22 LQFP-32封装 LQFP-32封装(9mmx9mm)

23 STC15F1K60XW系列结构框图

24 STC15F1K60XW系列管脚图 LQFP-44封装(12mmx12mm)

25 PDIP-40封装

26 STC15F4K60S4系列结构框图

27 STC15F4K60S4系列管脚图 LQFP-48封装(9mmx9mm)

28 PDIP-40封装

29 STC对单片机相关学科群部分课程改革的呼吁
教育部和工信部对推动中国单片机教学改革有兴趣的同仁约我对这方面提一点看法，与高校及企业合作多年的经验，我确实也深有感触。 STC自成立起就一直专注于国内流行的8051单片机的研发工作，和各高校以及企业保持着密切的联系和紧密的合作。根据我们STC与高校及企业合作多年的经验，我们深刻感受到当前大学里单片机课程教育存在的弊端，主要是开设的时间和顺序以及完整性，不需要增加教学时间，还可适当减少课时，当前单片机课程教育的改革迫在眉睫。对此我们提出以下建议：

30 单片机相关课程教学之最小系统课程： 《C语言程序设计》 大学一年级第一学期 《数字电路基础》 大学一年级第一学期
《数字电路基础》 大学一年级第一学期 《微机原理及单片机应用》 大学一年级第二学期 《数据结构》 大学一年级第二学期 《实时操作系统》 大学二年级第一学期 《模拟电路》 大学二年级第一学期

31 首先，我们建议《C语言程序设计》课程必须保证在大学一年级第一学期开设，很多高校已这样做了，但还有部分学校滞后了，我的观念晚学不如早学，工科非工科都应将此门课作为进入信息时代的计算机扫盲课（word/excel/打字就由学生自学吧），学好了《C语言程序设计》课程就打好了单片机学习中的部分软件基础。相对于用汇编语言开发程序，C语言也将程序开发难度降低了很多，对开发人员来说，效率得到极大的提高，打个不确当的比方，大专生就相当于本科生的能力了，本科生就相当于研究生的能力了。 其次，我们强烈建议将《数字电路》课程提前放在大学一年级第一学期开设，《数字电路》能帮助学生理解微机原理和基本的数字系统，并能设计一些简单的硬件电路系统，是单片机学习的硬件基础。

32 再次，就是要学习《微机原理及单片机应用》了，我们强烈建议将《微机原理及单片机应用》课程提前到大学一年级第二学期开设。许多学校的相关工科专业都是在大学三年级第二学期才开设这门课程。由于接触单片机的时间晚，学生根本没时间认真学习和研究单片机，更没时间应用所学的知识开发一些单片机项目。在许多学生只学到一些单片机皮毛的情况下，他们便匆匆步入社会进入了相关行业。这种情况往往导致很多学生不能胜任自己的岗位，工作起来很吃力，而且极容易被淘汰。这就有了“学生抱怨就业难，企业却反映招不到人才”的怪现象。如果将《微机原理及单片机应用》课程提前至大学一年级第二学期开设，学生及早接触单片机的话，那么对单片机有兴趣或以后想从事相关行业的同学在意识到单片机的重要性后，仍然有充足的时间去研究单片机，从而将单片机系统设计搞熟。这样在他们毕业以后进入相关行业及企业工作就会很快能胜任。单片机课程不是一门纯理论性的课程，更多的需要学生去动手实践和开发，所以学习单片机以及开发单片机项目能提高学生的创新能力，如果学得太晚就很难学以致用。其实很多工科的专业课程都如此，很多学生在学习完这些专业课程后之所以云里雾里、不知所云，就是因为没有花时间或没有足够的时间去研究和实践应用所学的内容。如果这些动手实践型的专业课程开设的太晚，学生在学习完之后根本没有时间去动手应用的话，那么这些课程就会形同虚设，对学生以后的就业将起不到应有的帮助作用。

33 另外，为了使学生在开发程序时，能得心应手，我们建议在大学一年级第二学期应再开设《数据结构》课程，提高开发效率，降低开发难度，同时如果《C语言程序设计》没学好，通过对《数据结构》的学习，也可算对《C语言程序设计》的复习，为单片机开发打好软件基础。还是那个不确当的比方，有《数据结构》作为基础比没有《数据结构》作为基础的，大专生就相当于本科生的能力了，本科生就相当于研究生的能力了。 最后，我们建议在大学二年级第一学期开设《实时操作系统》和《模拟电路》等后续课程。这些课程是对前面所学课程的补充和提高，如果《数据结构》没学好，学习《实时操作系统》也可算对《数据结构》的复习，为单片机开发打好软件基础。基于实时操作系统的单片机开发，对开发者的能力要求可大幅降低，能较容易开发出大型、复杂的单片机项目。还是那个不确当的比方，有《实时操作系统》作为基础比没有《实时操作系统》作为基础的，大专生就相当于本科生的能力了，本科生就相当于研究生的能力了。

34 教材《单片微型计算机原理及接口技术》 (陈桂友主编)的介绍
本书是教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会立项的“工程应用型自动化专业课程体系与教材建设”项目的成果。由原教育部副部长吴启迪教授和教育部高等学校自动化专业分委员会主任、中国工程院院士清华大学吴澄教授共同作序。由高等教育出版社出版,山东大学陈桂友教授主编，姚永平主审。 网上订购

35 该教材的内容简介 本书从介绍微型计算机的基本结构和工作原理入手，介绍单片微型计算机（单片机）的构成、各个模块的工作过程、接口原理、应用电路设计、汇编语言和C语言设计，内容尽可能地选择了目前实际工程中常用的新技术、新器件，力图达到学以致用的根本目的。 全书共分12章，第1章简要介绍微型计算机的发展历史及应用；第2章介绍微型计算机的基础知识，包括数制编码、微型计算机的常见电路、常见技术术语等；第3章介绍计算机系统的组成与工作原理，介绍模型机的构成及工作过程，并介绍单片机的内部结构及典型系统构成；第4章介绍单片机的指令系统及汇编语言程序设计，介绍单片机程序仿真调试和下载的方法；第5章介绍单片机的C语言程序设计与调试，介绍C语言与单片机汇编语言之间的联系；第6章介绍中断的概念和单片机的中断系统；第7章介绍定时器计数器与可编程计数器阵列；第8章介绍数据通信技术，主要介绍常用的并行接口和串行接口工作原理、接口方法以及常用的数据接口芯片及其使用实例；

36 该教材的内容简介(续) 第9章是模数转换器与数模转换器，分别介绍两种转换器的原理和典型芯片的应用；第10章介绍人机交互接口设计，人机交互接口是单片机应用系统必不可少的接口应用；第11章介绍单片机系统的看门狗技术、时钟选择及省电方式的原理和技术；第12章介绍应用系统的设计实例，从硬件和软件两个方面介绍应用系统的设计。每章都有配套的习题，所举例程均经调试通过，很多程序均来自科研和实际应用系统。为了便于学习，开发了与教材配套的综合教学实验平台，该平台提供了20余种实验供学生选用学习，也为善于思考、乐于动手实践的学生提供了自学习实验手段。 本书深入浅出，层次分明，实例丰富，通俗易懂，突出实用，可操作性强，特别适合于作为普通高校计算机类、电子类、电气自动化及机械专业的教学用书。还可作为高职高专以及培训班的教材使用。同时，也可作为从事单片机应用领域的工程技术人员的参考书。

37 教材《增强型8051单片机实用开发技术》 (陈桂友主编)的介绍
本书可作为普通高等学校或高职高专学校计算机类、电子信息类、电气自动化与机电一体化等专业的教学用书。此外，《增强型8051单片机实用开发技术》可作为电子设计竞赛、电子设计工程师考证的培训教材,也是单片机应用技术爱好者的自学教材和单片机应用工程技术人员的重要参考书籍。 网上订购

38 该教材的内容简介 《十一五高等院校规划教材•增强型8051单片机实用开发技术》以STC系列增强型STC12C5A60S2单片机为背景，介绍单片机的硬件结构与指令系统、汇编语言程序设计及调试、C51语言程序设计及调试、内部接口与应用编程，以Keil μVision集成开发环境作为程序设计和调试环境，用目前流行的智能车控制器和压力测控系统两个典型案例介绍了单片机应用系统的设计方法和步骤，使得单片机的学习与应用变得更简单、更清晰。采用汇编语言和C语言对照编程，满足喜好采用汇编语言编程者与喜好C语言编程者的共同需求。特别介绍了嵌入式操作系统μC/OS—II的裁剪和应用，可为读者进一步学习嵌入式操作系统打下一定的基础。

39 该教材的编者推荐 STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,硬件看门狗，2路PWM, 2路通用全双工异步串行口(UART)8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。具有ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口直接下载用户程序。 STC12C5A60S2增强型8051 CPU指令代码完全兼容传统8051的同时，又增强了数据处理能力。原来讲解8051单片机的师资力量可以充分发挥以前讲解单片机原理及应用课程的经验；对于具有8051单片机知识的读者，不存在转型问题。

40 该教材的编者推荐(续) 本教材突出实用性，在学习单片机指令系统前的第1章就专门介绍了学习单片机所需的基础知识、硬件环境和软件环境，对于单片机初学者来讲非常必要。强化单片机知识的应用性与实践性，不论是一条指令，或若干条指令，或一个程序段都可以用开发工具进行仿真调试或在线联机调试。强化单片机应用系统的概念，学习单片机就是为了能开发与制作有具体意义的单片机应用系统，因此本教材第12章用目前流行的智能车控制器和压力测控系统两个典型案例介绍了单片机应用系统的设计方法和步骤。另外本教材还在11章特别介绍了嵌入式操作系统μC/OS—II的裁剪和应用，为读者进一步学习嵌入式操作系统打下了一定的基础。教材的每一章都给出了相应的习题，便于教学。与教材配套的电子教案、书中的所有实例以及最后一章的应用系统设计先关内容都可以从http：//

41 该教材的读者推荐 STC12C5A60S2作为为一款国产新兴增强型8051单片机，其功能强大，集成10位ADC，具有双串口，两路PWM，价格低廉，适合作为各种电子产品的核心处理器。由于市面对其新增功能模块的功能、原理及应用实例的介绍材料少之又少，部分初学者对其新功能只能望洋心叹。《增强型8051单片机实用开发技术》一书从功能、原理到用法、源程序，将STC12C5A60S2新功能的神秘面纱逐步揭开，读者使用起来不再困难！书中还添加了嵌入式操作系统在单片机上的裁剪和应用，并介绍了智能车控制器和压力测控系统两个典型案例，这也是一般教材所没有的，足以体验编者经验之丰富，思维之缜密。该书内容丰富又言简意赅，一经面市，被广大单片机爱好者誉为“单片机白皮书”，支持国产！支持STC！支持正版！

42 教材《STC系列增强型8051单片机原理及应用》 (丁向荣主编)的介绍
《新编电气与电子信息类高等教育规划教材•STC系列增强型8051单片机原理与应用》以STC系列增强型STC10F08XE / STC11F60XE / STC11F02E单片机为主线，介绍STC增强型8051单片机的硬件结构与指令系统、汇编语言程序设计、C51语言程序设计、内部接口与应用编程以及单片机应用系统的设计，提出多种实践模式：Keil C集成开发环境、Proteus仿真软件以及实物运行开发环境，使得单片机的学习与应用变得更简单、更清晰。采用汇编语言和C语言（C51）对照编程，满足喜好采用汇编语言编程者与喜好C语言编程者的共同需求。 全国各大书店和京东商城、当当网、亚马逊等有售

43 该教材的内容简介 《新编电气与电子信息类高等教育规划教材•STC系列增强型8051单片机原理与应用》以STC系列增强型STC10F08XE / STC11F60XE / STC11F02E单片机为主线，介绍增强型8051单片机的硬件结构与指令系统、汇编语言程序设计、C51语言程序设计、内部接口与应用编程以及单片机应用系统的设计，提出多种实践模式：Keil C集成开发环境、Proteus仿真软件以及实物运行开发环境，使得单片机的学习与应用变得更简单、更清晰。 《新编电气与电子信息类高等教育规划教材:STC系列增强型8051单片机原理与应用》可作为普通高等学校计算机类、电子信息类、电气自动化与机电一体化等专业的单片机教学用书，基础较好的高职高专也可选用《新编电气与电子信息类高等教育规划教材:STC系列增强型8051单片机原理与应用》。此外，《新编电气与电子信息类高等教育规划教材:STC系列增强型8051单片机原理与应用》可作为电子设计竞赛、电子设计工程师考证的培训教材,也是单片机应用技术爱好者的自学教材和单片机应用工程技术人员的重要参考书籍。

44 推荐两本书参考书 单片机入门和C语言入门教学二和一
强力推荐《单片机C语言轻松入门》第二版，作者周坚，2011年5月北京航空航天大学出版社出版。此书是C语言由零开始、单片机由零开始的经典入门书，是二合一教学改革的先驱。周坚2006年第一版就身体力行、以一人之力进行了教改。书重印了5次，还是比较受欢迎的，现在是第二版。另一本强力推荐的C语言由零开始、单片机由零开始的入门书是《单片机应用技术》(C语言版)，作者李文华，2011年7月人民邮电出版社出版。该书按照“项目化教学”的原则，将单片机和C语言的内容合二为一，以掌握单片机应用技能为目标，打破了知识体系的束缚，内容贴近电子行业的岗位能力要求。强力推荐参考以上两本书，作为我们以下进一步改革的参考。

45 建议工科非计算机专业出两本单片机学科群的书，将单片机教育插入大一的第一学期开始。
第一学期的参考书推荐封面如下： 普通高等教育十二五规划教材 主编：xxx 主审：xxx C语言程序设计(VC和keil-C) 单片微型计算机原理及应用 基于可仿真的STC15F2K60S2系列 工科非计算机专业创新教材 高等教育出版社

46 第二学期的参考书推荐封面如下： 普通高等教育十二五规划教材 主编：xxx 主审：xxx 数据结构(单片机C语言版) 嵌入式实时操作系统
在可仿真的STC15F2K60S2上实现 工科非计算机专业创新教材 清华大学出版社