A. 單片機的參考文獻內容
單片機的參考文獻內容
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單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。
單片機的參考文獻
[1]陳堂敏.劉煥平主編.單片機原理與應用.北京:北京理工大學出版社,2007.
[2]沈美明.溫動蟬編著.IBM-PC匯編語言程序設計.北京:清華大學出版社,1994.
[3]張仰森等編.微型計算機常用軟硬體技術速查手冊.北京:北京希望電腦公司,1994.
[4]江修汗等編.計算機控制原理與應用.西安:西安電子科技大學出版社,1999.
發展歷史
單片機（Microcontrollers）誕生於1971年，經歷了SCM、MCU、SoC三大階段，早期的SCM單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此後在8051上發展出了MCS51系列MCU系統。基於這一系統的單片機系統直到現在還在廣泛使用。隨著工業控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想並未得到很廣泛的應用。90年代後隨著消費電子產品大發展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是後來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，並且進入主流市場。
而傳統的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數百倍。高端的32位Soc單片機主頻已經超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。
當代單片機系統已經不再只在裸機環境下開發和使用，大量專用的嵌入式操作系統被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統。
主要階段
早期階段
SCM即單片微型計算機（Microcontrollers）階段，主要是尋求最佳的單片形態嵌入式系統的最佳體系結構。「創新模式」獲得成功，奠定了SCM與通用計算機完全不同的發展道路。在開創嵌入式系統獨立發展道路上，Intel公司功不可沒。
中期發展
MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術發展方向是：不斷擴展滿足嵌入式應用時，對象系統要求的各種外圍電路與介面電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領域都與對象系統相關，因此，發展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發展也有其客觀因素。在發展MCU方面，最著名的廠家當數Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優勢，將MCS-51從單片微型計算機迅速發展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統發展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。
當前趨勢
SoC嵌入式系統(System on Chip）式的獨立發展之路，向MCU階段發展的重要因素，就是尋求應用系統在晶元上的最大化解決，因此，專用單片機的發展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術、IC設計、EDA工具的發展，基於SoC的單片機應用系統設計會有較大的發展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統。
早期發展
1971年intel公司研製出世界上第一個4位的微處理器；Intel公司的霍夫研製成功世界上第一塊4位微處理器晶元Intel 4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器，霍夫被英國《經濟學家》雜志列為「二戰以來最有影響力的`7位科學家」之一。
1971年11月，Intel推出MCS-4微型計算機系統（包括4001 ROM晶元、4002 RAM晶元、4003移位寄存器晶元和4004微處理器）其中4004（下圖）包含2300個晶體管，尺寸規格為3mm×4mm，計算性能遠遠超過當年的ENIAC，最初售價為200美元。
1972年4月，霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel 8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。
1973年intel公司研製出8位的微處理器8080；1973年8月，霍夫等人研製出8位微處理器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，第二代微處理器就此誕生。
主頻2MHz的8080晶元運算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，使用了基於6微米技術的6000個晶體管，處理速度為0.64MIPS（Million Instructions Per Second ）。
1975年4月，MITS發布第一個通用型Altair 8800，售價375美元，帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。
1976年intel公司研製出MCS-48系列8位的單片機，這也是單片機的問世。
Zilog公司於1976年開發的Z80微處理器，廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。當時，Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。
20世紀80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量，I/O口功能，系統擴展方面都有了很大的提高。
【拓展內容】
電氣自動化單片機論文
【摘要】
過去的以教師為中心的單片機課程教學，由於課程的綜合性太強使得學生在學習過程中對很多知識點難以接受，我們通過對本門課程項目式和模塊化改革的結合，合理安排教學內容和教學資源，降低初學者入門門檻，引導學生以興趣為導向，極大的提高了學習者主動獲取知識的意願，明顯提高了本課程的教學效果。
【關鍵詞】 模塊化教學；項目驅動；教學改革
「單片機技術」課程在本科院校里是電子信息類專業的必修課程，這門課程是以電子技術基礎，編程語言，計算機理論等知識為基礎的一門專業性和應用性很強的綜合性課程。基於以上特點，對於初學者來說對單片機的理論知識的正確把握往往感覺比較吃力，給初學者造成學習困難。但是經過我們多年的教學經驗，這類有很強的應用性和實用性的課程，以項目式教學更能推動學生的學習興趣，同時模塊化的教學設計更能降低初學者入門的門檻。兩者相結合教學方法的採用對本門課程的教學效果提升明顯.
1、單片機項目驅動教學法
以往的單片機教學模式是以教師為中心，老師在課堂上按照教材，或者教學大綱按部就班的講授理論原理和知識點；以課堂教學為中心，學生學習為被動接受，由於知識點綜合性比較強，理論太深奧使得學生往往學習興趣不高，同時缺乏動手實踐機會，教學效果一般不夠理想。以項目驅動的教學法是學生為主體，教師為主導，以實踐應用為根本目標，圍繞具體的項目構建教學內容體系，通過師生共同參與完成一個具體的項目而展開的教學活動。注重的不是最終的結果，而是項目完成的過程，在項目的教學實施過程中，學生按需學習，親身實踐，學生在項目的實踐過程中，理解知識和掌握技能，學習成為一個參與的創造實踐活動，培養分析和解決問題的能力。引進單片機項目教學方式打破了原有的教學組織安排，以項目的開發步驟作為教學內容，將課程的內容分解為一個個小項目，從項目引入到項目解析再到任務分解然後到知識點講解最後知識點應用，將原教學方案里單片機的知識點穿插到具體項目開發的過程中。這裡麵包含了軟、硬平台搭建到項目展開再到項目完成的一系列教學活動，使學生從被動學習變為主動學習，按照這種方法我們將以往教學體系中的知識內容變化為若干個工程項目，然後圍繞著這些工程項目任務的展開同時開展教學，讓學生以具體工作目標的展開來進行教學環節的工作。有利於激發學生的學習積極性和創新能力，調動了學生的學習積極性。在這整個過程中，學生能很好的把握課程的知識要求，在體驗創新與探索的過程中，又培養了學生們的分析解決問題的能力及團隊協作能力等。
2、模塊化的單片機教學方法
任何復雜的系統都是由具有完整基本功能的功能模塊電路組成，單片機應用系統也是如此，一般由cpu系統、中斷系統、I/O口等。同時任何復雜的電路系統都可以分解為多個具備單一功能的模塊電路，按照這個思路，學習單片機系統我們也可以從單片機的功能模塊電路入手，我們根據學生的認知規律，和學習單片的一般原理的方法，機將單片機教學模塊分成幾個部分，這裡面每個部分有自己的專用模塊[3]。比如程序功能部分、硬體部分；在對硬體電路設計部分進行模塊化設計，將單片機的各個功能模塊以獨立的原理圖形式出現，我們把單片機個硬體按功能分為了鍵盤模塊、數碼管顯示模塊、感測器控制模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、通信模塊等幾大模塊，如圖1。各個模塊通過麵包板上預留的連接器與系統主板進行連接，然後用排線組合成所需要的系統。在教學過程中，要不斷收集遇到的各種硬體功能模塊電路，弄清它們的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系統化整為零，建立起自己的硬體模塊庫。指導學生學會搜集、分析別人的設計案例、論文和相關書籍中的功能模塊電路，不斷地充實自己的功能模塊電路庫，日積月累，學生就會覺得自己的單片機系統設計能力越來越強。最後在進行模塊分解時，各模塊功能盡可能專一，聯系盡可能簡單，使模塊獨立性強，方便教學實用的模塊。
3、總結
新興本院校定位應用型教學型高校，以培應用型、創新型人才為目標。在此基礎上的以項目驅動法教學和模塊化教學為主線，以實際應用為培養為目標的「單片機技術」課程教學改革思路，按照這個方式能使學生在項目模塊化的環節中一步一個台階。此教學法脫離了枯燥無味的說教模式，使學生在具體的設計項目的工作環境里輕松自在的狀態來投入到學習中，思維能力、動手能力、學習能力以及團隊協作能力都有了明顯提高，模塊化學習過程中所積累的各種電路系統模塊也促進構建成學生進行科技創新實踐、參加大學生創新創業訓練的重要模塊庫，激發了學生學習的主動性和成就感。法國文化教育學家斯普朗格曾言：教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創造力量誘導出來。本課程的教學改革正是朝著這個方向前進。
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