《51單片機(jī)原理及接口技術(shù)》.doc

單片機(jī)原理及接口技術(shù)（8051）教學(xué)大綱一、課程代號(hào):二、課程名稱: 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 英文名稱： principle and interface technology of microcontroller三、課程描述：課程總學(xué)時(shí)：60學(xué)時(shí)（其中，講課50學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)，a) 適用專業(yè)：電類專業(yè)專科b) 先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電工與電子技術(shù)推薦教材：胡漢才,單片微機(jī)原理及其接口技術(shù),清華大學(xué)出版社,2002參考書目:1. 李朝青等. 單片機(jī)原理及接口技術(shù). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000 2. 吳秀清，周荷琴，微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1999.23. 沙占友等. 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì). 北京：電子工業(yè)出版社，2003 課程的性質(zhì)、任務(wù)和目的單片機(jī)原理及接口技術(shù)是機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主干課之一。是技術(shù)型專業(yè)基礎(chǔ)課。其任務(wù)是講述微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、I/O接口及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、匯編語言簡單程序設(shè)計(jì)。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬、軟件開發(fā)方法，輸入輸出（I/O）接口及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)。并結(jié)合專業(yè)能設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用的微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本課程以MCS-51單片機(jī)為典型機(jī)講述。四.主要內(nèi)容、重點(diǎn)及深度第一章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 11 微型計(jì)算機(jī)概述111 微型計(jì)算機(jī)的概念112 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展113 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用12 微型計(jì)算機(jī)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換13 微型計(jì)算機(jī)組成原理 131 微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)132 微型計(jì)算機(jī)的基本原理133 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成14 單片微型計(jì)算機(jī)概述141單片機(jī)的分代和發(fā)展142單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)143典型單片機(jī)性能概覽144單片機(jī)在工業(yè)控制中的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)： 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和在工業(yè)控制中的應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容介紹教學(xué)目的和要求：1了解微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用；2掌握微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、原理和系統(tǒng)的組成。第二章 MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理21 MCS-51 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部基本組成和信號(hào)引腳功能 211 MCS-51單片機(jī)的基本組成 212 MCS-51單片機(jī)的信號(hào)引腳22 8051的內(nèi)部存儲(chǔ)器 221 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的低128單元 222 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高128單元 223堆棧及堆棧指示器 224內(nèi)部程序存儲(chǔ)器23 并行輸入/輸出電路結(jié)構(gòu) 231 P0口 232 P1口 233 P2口 234 P3口24時(shí)鐘電路與時(shí)序 241 時(shí)鐘電路 242 時(shí)序定時(shí)單位 243 MCS-51單片機(jī)的指令時(shí)序25 MCS-51單片機(jī)工作方式 251 復(fù)位方式 252 程序執(zhí)行方式 253 單步執(zhí)行方式 254 掉電保護(hù)方式 255 低功耗方式(80C51)教學(xué)重點(diǎn):MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部基本組成和信號(hào)引腳功能教學(xué)難點(diǎn): MCS-51單片機(jī)的四個(gè)八位并行I/O口P0、P1、P2和P3的邏輯電路原理和組成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)的各自不同功能。教學(xué)目的和要求：1. 掌握MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳和MCS-51單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)2. 掌握單片機(jī)本身輸入/輸出邏輯電路的結(jié)構(gòu)及使用方法。第三章 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)31 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)概述 311 指令格式 312 尋址方式 313 單片機(jī)執(zhí)行指令的過程 314 指令中符號(hào)意義說明32 數(shù)據(jù)傳送類指令 321 內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)傳送指令組 322 外部RAM數(shù)據(jù)傳送指令組 323 程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送指令組 324 數(shù)據(jù)交換指令組 325 堆棧操作指令組 326 數(shù)據(jù)傳送類指令匯總及說明33 算術(shù)運(yùn)算類指令 331 加法指令組 332 帶進(jìn)位加法指令組 333 帶借位減法指令組 334 加1指令組 335 減1指令組 336 乘除指令組 337 十進(jìn)制調(diào)整指令 338 算術(shù)運(yùn)算類指令匯總34 邏輯運(yùn)算及位移類指令 341 邏輯與運(yùn)算指令組 342 邏輯或運(yùn)算指令組 343 邏輯異或運(yùn)算指令組 344 累加器清零取反指令組 345 移位指令組 346 邏輯運(yùn)算及位移類指令匯總35 控制轉(zhuǎn)移類指令 351 無條件轉(zhuǎn)移指令組 352 條件轉(zhuǎn)移指令組 353 子程序調(diào)用與返回指令組 354 空操作指令 355 移位指令組 356 控制轉(zhuǎn)移類指令匯總36 布爾變量操作類指令 361 位傳送指令組 362 位置位復(fù)位指令組 363 位運(yùn)算指令組 364 位控制轉(zhuǎn)移指令組 365 布爾變量操作類指令匯總本章重點(diǎn)： MCS-51單片機(jī)的指令格式、尋址方式和指令執(zhí)行過程。本章難點(diǎn)： 條件轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用與返回指令的書寫格式、功能和使用時(shí)的注意事項(xiàng)。教學(xué)目的和要求：掌握MCS-51單片機(jī)的指令格式、尋址方式、指令執(zhí)行過程和MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的分類，并能編寫簡單的匯編語言程序。第四章 存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器擴(kuò)展41 單片機(jī)擴(kuò)展及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 411 單片機(jī)的擴(kuò)展結(jié)構(gòu) 412 單片機(jī)擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)42 擴(kuò)展存儲(chǔ)器編址及映象 421 存儲(chǔ)器編址技術(shù) 422 存儲(chǔ)映象43 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 431 只讀存儲(chǔ)器概述 432 典型只讀存儲(chǔ)器芯片 433 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例44 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 441 隨機(jī)存儲(chǔ)器概述 44典型隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片 44隨機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例 44擴(kuò)展既可讀又可寫的程序存儲(chǔ)器45 單片機(jī)存儲(chǔ)器的特點(diǎn) 45多種存儲(chǔ)器的交疊 45交疊存儲(chǔ)器的實(shí)用本章重點(diǎn): MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器編址技術(shù)和存儲(chǔ)映象概念。本章難點(diǎn): MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器交疊配置的特點(diǎn)和使用方法。教學(xué)目的和要求：教學(xué)目的 使學(xué)生掌握MCS-51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)。第五章 中斷與定時(shí)51 微型計(jì)算機(jī)中斷技術(shù)概述 51什么是中斷 51中斷功能 51中斷處理流程52 MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng) 52中斷源 52中斷控制 52中斷響應(yīng) 52中斷請求的解除53 MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 53定時(shí)方法概述 53定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)和計(jì)數(shù)功能 53定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器 53定時(shí)工作方式0 53定時(shí)工作方式1 53定時(shí)工作方式2 53定時(shí)工作方式3 53用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器進(jìn)行外部中斷擴(kuò)展54 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器與中斷聯(lián)合使用本章重點(diǎn): MCS-51單片機(jī)的中斷源的使用場合和使用方法，對于中斷系統(tǒng)的控制方法、與中斷系統(tǒng)有關(guān)的寄存器位定義及使用方法；與可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有關(guān)的控制寄存器的使用方法，MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的四種工作方式。本章難點(diǎn): 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器與中斷的聯(lián)合使用教學(xué)目的和要求：教學(xué)目的： 使學(xué)生掌握MCS-51單片機(jī)的中斷技術(shù)和可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用方法。第六章 單片機(jī)I/O擴(kuò)展及應(yīng)用61 微型計(jì)算機(jī)I/O接口技術(shù)概述 61計(jì)算機(jī)為什么需要I/O接口電路 61接口與端口 61數(shù)據(jù)總線隔離技術(shù) 61I/O編址技術(shù) 61I/O數(shù)據(jù)傳送的控制方式62 MCS-51單片機(jī)I/O口直接應(yīng)用 62有關(guān)I/O的操作指令 62I/O口的直接應(yīng)用63 單片機(jī)簡單I/O擴(kuò)展 63簡單輸入接口擴(kuò)展 63簡單輸出接口擴(kuò)展64 8255作單片機(jī)的可編程I/O擴(kuò)展 64單片機(jī)的可編程I/O擴(kuò)展 648255的邏輯結(jié)構(gòu)和信號(hào)引腳 648255的工作方式及數(shù)據(jù)I/O操作 648255控制字及初始化編程65 單片機(jī)打印機(jī)接口技術(shù) 65微型打印機(jī)簡介 65查詢方式的打印驅(qū)動(dòng)66 8155作單片機(jī)的可編程I/O擴(kuò)展 668155的基本結(jié)構(gòu)及工作方式 668155與MCS-51單片機(jī)的連接 668155的命令/狀態(tài)字 668155的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 668155應(yīng)用舉例67 單片機(jī)鍵盤接口技術(shù) 67按鍵識(shí)別流程 67鍵盤接口及程序設(shè)計(jì)78 單片機(jī)LED顯示器接口技術(shù) 78LED顯示器 788155作LED顯示器接口及顯示程序本章重點(diǎn): 8155的作為可編程I/O接口的擴(kuò)展方法、工作方式及數(shù)據(jù)I/O操作過程。本章難點(diǎn): 鍵盤接口技術(shù)和LED顯示器接口技術(shù)教學(xué)目的和要求： 1掌握微型計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)，熟悉掌握8155、8255等常用的可編程輸入/輸出接口電路的使用方法；2掌握微型打印機(jī)、鍵盤和LED顯示器的使用方法。第七章 AT89C51/LV51單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理 71 AT89C51 Flash 單片機(jī) 71AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖及引腳 71震蕩器及工作方式 71對Flash 存儲(chǔ)器及接口編程72 AT89LV51 Flash 單片機(jī)教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)： 片內(nèi)閃存存儲(chǔ)器(Flash Memory)的特點(diǎn)和使用方法。教學(xué)目的和要求：1掌握AT89C51/LV51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳功能；2掌握片內(nèi)閃存存儲(chǔ)器(Flash Memory)的特點(diǎn)和使用方法。五.學(xué)時(shí)分配表章序內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配作業(yè)題量備注講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題課外其它小計(jì)1微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)22MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理43MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)714存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器擴(kuò)展5中斷與定時(shí)6446單片機(jī)I/O擴(kuò)展及應(yīng)用214總計(jì)308240撰稿人：劉士光審稿人：系（院）領(lǐng)導(dǎo)：principle and interface technology of microcontroller syllabusA, course code:B, course name: principle and interface technology of microcontrollerC, course description:The course is total to learn the hour:60 learn( among them, prelect 50 learn, experiment 10 learn,Apply to profession:The machine design manufacturing and its automatizationTake the course first: Altitude mathematics , the university physics , electrician and electronics techniquesThe suggestion choosey schoolbook:Hu Hancai, principle and interface technology of microcontroller, Tsinghua university publisher, version 2Teaching reference book:1.Li Chaoqing etc. Principle and interface technology of microcontroller . Beijing aviation aerospace university publisher ,20002.Wang Furui etc. Principles and interface technique of microcomputer , Chinese science technique university publisher,1999.23.Sha Zhanyou etc. Outer electric circuit design of microcontroller. The electronics industry publisher,2003.The property, mission and purposes of the coursePrinciple and interface technology of microcontroller is one of the main courses of the machine design manufacturing and its automatization profession.It is a professional technique foundation course.Its mission is narrating hardware structure, I/ O interface circuit ,expanding memory, assemble language simple program design.predominate hard and software design method of the microcomputer application system. This course takes MCS-51 microcontroller as the typical model microcontroller to relate.D.Four.Main contents, point and depthChapter 1 microcomputer foundation1.1 microcomputer summarization1.2 conversions of the microcomputer number systems1.3 constitute principle of microcomputers1.4 microcontroller summarizationTeaching point: internal structure and application in industry of microcontroller.The teaching purpose and request:1. the development and application in the production of microcontroller.2. predominate basic structure, principle and constitute of systems of microcomputer.Chapter 2 structure and principle of MCS-51 microcontroller.2. 1 ntramural constitute and function of signal lead feet of MCS-51 microcontroller.2.2 internal memory of 8051 microcontroller.2.3 structure of collateral input/output interface circuit 2.4 clock electric circuits and time sequence2.5 work mode of MCSs-51 microcontroller. The teaching point: ntramural constitute and function of signal lead feet of MCS-51 microcontroller.The teaching difficult: the logic electric circuit principle and constitute of MCS-51 microcontroller.The teaching purpose and request:1.predominate Internal structure , function of signals lead feet and characteristics of memory.2. predominate structure of internal inpuy/output interface logic electric circuit and operation method of microcontroller.Chapter 3 instruction system of MCS-51 microcontroller3. 1 MCS-51 microcontroller instruction system summarization3.2 data transmissions instruction 3.3 arithmetic operations instruction3.4 logic operations and shift instruction3.5 controls transfer instruction3.6 爾soperating variable instruction The teaching point and difficult: The instruction format, look for the address method and implement instructions process of MCS-51 microcontroller.The teaching purpose and request:Predominate instruction format, look for the address method, implement instructions process and instruction classification of MCS-51 microcontroller.Chapter 4 memory and memory ream4.1 microcontroller system expand and its structure4.2 compile address for expanding memory and reflect elephant4.3 Read only memory ( ROM) expands 4.4 Random accesse memory( RAM) expands4.5 microcontrollers characteristics The teaching point: compile address technique and reflect elephant concept of MCS-51 microcontroller.The teaching difficult: memory structure characteristics and operation method of MCS-51 microcontroller.The teaching purpose and request: Predominate expanding memory method of MCS-51 microcontroller. Chapter 5 interrupt and time5. 1 interrupt technique summarization of microcomputer 5. 2 interrupt system of MCSs-51 microcontroller 5. 3 timer/counter of MCSs-51 microcontroller 5. 4 Consociation usage of timer/counter with the interruptionThe teaching point and difficult: Consociation usage of timer/counter with the interruptionThe teaching purpose and request: Predominate interruption technique and Operation method of timer/counter Chapter 6 I/ O expand and applied of microcontroller6. 1 I/ O interface technique summarization of microcomputer6. 2 oneself I/O interface direct application of MCSs-51 microcontroller6. 3 simple I/O expand interface expand of MCSs-51 microcontroller6. 4 programmable I/O interface circuit 82556. 5 printers interface circuit technique of MCSs-51 microcontroller6. 6 programmable I/O interface circuit 8155 6. 7 keyboards interface circuit technique of MCSs-51 microcontroller6. 8 LED display interface circuit technique of MCSs-51 microcontrollerThe teaching point:expand