单片机原理与接口技术
单片机原理与接口技术
少于1000 人选课
更新日期:2026/04/03
开课平台学银在线
开课高校台州学院
开课教师范剑王正初林树森劳立明
学科专业工学自动化类
开课时间2026/03/04 - 2026/07/31
课程周期22 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

本课程以“项目驱动、学做相融”的创新学习方式,基于单片机学习开发板,手把手地带着初学者step by step动手实践,边做边学单片机。我们将聚焦于一系列功能完备的单片机开发项目,把单片机的知识和技术要点进行重构,并渗透应用于项目之中,指导学习者动手实践,在项目开发实战中学习和总结。您在学习本课程过程如果需要开发板,可以通过QQ联系购置或租用(QQ172322528)。本课程的讲述是以项目开发为主线的,同时也兼顾了知识内容的层次递进式学习和应用。

首先我们指导大家先安装单片机项目设计开发的软件,然后带着大家做一些单片机学习的“热身运动”,比如,回顾学习单片机的基础知识,学习一些常用的接口电路设计,目的是为后续项目开发打好基础。接着以“狂奔的花式LED”项目带大家熟悉单片机项目开发的套路,顺便强化一下C语言程序设计基础,并借以“引燃”大家学习单片机的兴趣。

然后领着各位去“开挖、解剖”单片机,把单片机的内部“家底”翻个底朝天;还不过瘾!那就开启正式的单片机项目开发之旅。我们会带你去企业现场设计 “流水线货品计数显示系统”,开发“一键多用的控制系统”,研制“机床工作台自动控制系统”,在这些项目中你将会熟练使用LED液晶显示器、按键,会设计直流电机的驱动电路等等。更重要的是通过这些案例的学习,你将逐渐理解并在实践中熟练应用单片机项目的系统设计方法,为下一步开发功能复杂的控制系统打下基础。这时,我会向你引荐单片机的“中断”,设计几个案例带你学习和感受这种新的系统任务管理模式,并继续趁热打铁,引入定时器和计数器,同大家一起设计“秒表”、开发“电子琴”、也让单片机“唱唱歌”犒劳大家努力学习单片机。也通过这样一些案例让大家深刻感受到单片机是如此的实用,也给大家赋能,勇敢挑战各种复杂项目的开发,并享受设计过程带来的乐趣。

学习单片机就是要开发复杂工程项目系统,我们会继续引入矩阵按键,带领读者感受和完成实用的貌似“不可能完成”的项目开发任务,比如利用单片机开发完整意义的数控系统,在讲到串行通信,把网络数控加工的实现方法一并解决。

总之,本课程的学习是通过反复单片机项目开发实践,让读者能熟练应用单片机软硬件资源,熟练掌握单片机系统的项目开发思路和方法,能从容有序和有信心地使用单片机开发复杂工程项目,让读者在不断的学习实践过程中领悟单片机“学做相融之法”、“工程应用之妙”、“任务管理之道”。

你将收获什么?

1)若干年后,你可能忘记了什么是单片机,但你不会忘记本课程教给你的一种有效管理复杂任务的方法。

2)学做相融、知行合一。在提升自我学习能力的同时,养成学以致用、勇于实践的学习习惯,树立信心,敢于挑战。

3)你会感受到step by step学习单片机的快乐,在分步骤实施项目开发过程中,是自己愉快地推着自己继续学习,感受成功的喜悦!在我们的牵引下,你会真切感觉自己一点一点地在进步,能力在提升。

4)学完本课程,你将能把单片机资源熟练地应用于复杂控制系统开发,有信心解决复杂系统的电气控制软硬件设计,对于相关领域的新知识,你会勇于去学习和大胆实践,而不会惧怕和回避。

5)学完本课程,你将感受到团队学习和团队协作项目开发的重要性,你会勇于承担自己的责任,会感到自己与队友的沟通能力有很大提高,会乐于向同仁表达自己的想法、展示自己的成果、分享自己的经验和思考。 

6)学完本课程,你会勇于担负起自己建设强大祖国的责任,会感受到作为机电工程师的自豪,坚定面对挑战、战胜困难的信心。

适合什么人学习?

零基础、刚刚接触单片机的学习者; 

学过单片机,但又感觉实施项目开发有困难的学习者;

正想用单片机实施有关创新项目或竞赛,想短时间就能获得提高并完成的实践学习者。

课程大纲

课程章节

  • 单片机开发软件的安装和基础知识回顾
  • 单片机仿真软件安装
  • 常用的接口电路简介
  • 奔跑吧!LED!!
  • 单片机内部硬件电路介绍
  • 我的LED,我做主!
  • 自动流水线计数系统设计
  • 我和中断有个约会
  • 定时器是啥玩意?
  • 用上定时器,以前的难题再也不难了!
  • 第九次课:期中测试
  • 课程大作业
  • 宝宝乐电子琴设计
  • 矩阵按键的设计和应用
  • 八段数码管的应用
  • 数控系统开发
  • 串口通信
  • 课程考试要求及相关结课事宜
  • 直流电机调速控制SETP BY STEP专题(I)-开环控制
  • 直流电机调速控制SETP BY STEP专题(II)-闭环控制

单片机开发软件的安装和基础知识回顾

1.1 教学参考书及历年考题

1.2 学完本课程,你将能独立设计开发这些项目!

1.3 KEIL、STC编程器及通信驱动软件的安装

1.4 Keil 软件的安装

1.5 开发调试软件的初步使用

1.6 新建程序的方法调试单片机运行

1.7 从传统的开关控制到信号控制

1.8 认识开发板

1.9 单片机入门基础知识之数制转换

1.10 单片机入门基础知识之逻辑运算

1.11 单片机入门基础知识之C程序入门基础

单片机仿真软件安装

2.1 完成国家精品在线课程内容学习

2.2 Proteus 软件安装过程

2.3 Proteus电路图打开及仿真调试过程

2.4 Proteus仿真调试练习

2.5 使用Keil软件的程序编译及仿真运行

2.6 练习:在给定电路上对给定程序完成编译和仿真。

常用的接口电路简介

3.1 LED灯接口电路

3.2 独立按键的接口电路

3.3 重温很有用的三极管

3.4 继电器控制接口电路

3.5 蜂鸣器接口电路

3.6 八段数码管接口电路

3.7 作业及第一次直播课视频回放

奔跑吧!LED!!

4.1 学完本讲,你能干这个!

4.2 简单的输出控制连接在P1口上的LED

4.3 给大家引荐一个很有用的sbit定义

4.4 闪烁LED控制的实现

4.5 奔跑吧!LED!

4.6 第二次课线下案例设计

4.7 本讲课堂练习

4.8 课后作业

4.9 优秀学习报告展示

单片机内部硬件电路介绍

5.1 完成国家精品在线课程内容学习

5.2 你很快就能掌握的40个引脚功能

5.3 单片机内部结构简单介绍

5.4 单片机的时钟和复位电路介绍

5.5 P1口内部电路介绍

5.6 P3口第二功能简介

5.7 第三次课的线下讲解内容及课后作业

5.8 优秀学习报告展示

我的LED,我做主!

6.1 单个LED灯的按键点亮控制

6.2 针对前一个案例的程序优化设计

6.3 led灯的开关两键控制

6.4 led灯的单键复用控制

6.5 单个LED不过瘾,多个LED跑起来!

6.6 第四次课线下教学项目设计任务

6.7 优秀学习报告

自动流水线计数系统设计

7.1 传感器的选型与使用测试

7.2 多模式控制系统的程序架构

7.3 设计一个简单的增量计数系统

7.4 带启动停止控制的计数显示

7.5 增加计数初始化清零功能

7.6 增加减量计数的工作模式

7.7 程序优化设计

7.8 流水计数综合系统开发创新设计

7.9 第五次课线下教学项目设计

7.10 优秀学习报告

我和中断有个约会

8.1 完成国家精品在线课程内容学习

8.2 引入中断

8.3 中断源

8.4 单片机的五个中断源

8.5 中断允许机制

8.6 中断优先级机制

8.7 中断程序的处理过程

8.8 采用中断解决跑马灯控制的BUG

8.9 跑马灯控制的优化设计

8.10 推乒乓球模拟游戏设计

8.11 次数检测案例的再设计

8.12 第六次课线下案例设计及课后作业

8.13 第七次课线下案例设计及课后作业

定时器是啥玩意?

9.1 完成国家精品在线课程内容学习

9.2 干嘛要用定时器?

9.3 定时器就那么点事

9.4 单片机定时器工作机制

9.5 定时器机制的设置方法

用上定时器,以前的难题再也不难了!

10.1 感觉一下LED闪烁的新玩法

10.2 50毫秒闪烁有些快,慢点,再慢点

10.3 把按键加进去控制,定时检测按键

10.4 按键的长按与短按控制,学完你也能干了!

10.5 设计秒表,你值得拥有!

10.6 第八次课线下案例设计及课后作业

第九次课:期中测试

11.1 项目开发:小盆栽自动浇花系统开发

课程大作业

12.1 课程大作业课题

宝宝乐电子琴设计

13.1 喇叭喇叭发个音

13.2 你听我唱“哆来咪”

13.3 弹首曲儿送给你

13.4 歌曲自动播,宝宝哈哈乐

13.5 单片机的计数器工作原理

13.6 按键计数显示系统开发的新玩法

13.7 计数器扩展为外部中断的用法

13.8 第十次课线下案例设计及课后作业

矩阵按键的设计和应用

14.1 矩阵按键的设计原理

14.2 矩阵按键的应用

14.3 矩阵按键头文件的制作

14.4 EEprom的使用

14.5 第十一次课线下案例设计

八段数码管的应用

15.1 数码管显示一个简单的数

15.2 数码管显示两位数

15.3 按键次数的计数的数码管显示

15.4 消灭BUG

数控系统开发

16.1 第十二次课线下项目设计

16.2 数控系统开发 II (课堂现场实录)

串口通信

17.1 完成国家精品在线课程内容学习

17.2 串行通信基础知识(课堂实录)

17.3 单片机发送一个字符到PC机

17.4 把按键按下的计数次数值发送到PC机

17.5 定时把按键按下的计数次数值发送到PC机

17.6 单片机接收一串从PC机发来的字符

17.7 建立PC机与单片机之间的通信协议

17.8 第十四次课 网络数控加工的设计与实现

17.9 课程大实验:单轴数控工作台控制系统开发设计

课程考试要求及相关结课事宜

18.1 期末考试要求

18.2 课程学习效果自评问卷

直流电机调速控制SETP BY STEP专题(I)-开环控制

19.1 开场白

19.2 先玩一个简单的上电转动控制

19.3 让电机转动慢下来试试

19.4 用定时器来协助完成调速控制

19.5 进一步,改用定时中断的方式试试

19.6 继续把调速的档位设计的多一点

19.7 继续把调速控制的按键加到系统中去

19.8 继续加入起停控制和液晶显示信息

19.9 请大家课后继续完善的课题

直流电机调速控制SETP BY STEP专题(II)-闭环控制

20.1 先来认识圆光栅码盘

20.2 借使用圆光栅得机会顺便回顾计数功能的应用

20.3 设计一个直流电机的转速计

20.4 继续设计输出指定占空比的转速计

20.5 设计一个能输出给定转速的电机转速控制系统

20.6 优化的闭环调速系统

20.7 把调速控制的按键也加到系统里去

20.8 请大家课后继续完善的课题

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