《單片機原理及應(yīng)用》課程教學大綱

1、單片機原理及應(yīng)用課程教學大綱第一部分 大綱說明一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)單片機原理及應(yīng)用是計算機科學與技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、電子信息工程專業(yè)的專業(yè)課。本課程是以MCS-51單片機為范例學習單片機原理的課程，是一門面向應(yīng)用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程。通過對該課程的學習，可以培養(yǎng)和鍛煉學生運用單片機技術(shù)對硬件、軟件進行開發(fā)設(shè)計的能力，提高動手操作和技術(shù)創(chuàng)新的能力，為后續(xù)計算機類、電子信息類課程打下基礎(chǔ)，為將來從事自動化工作以及應(yīng)用電子產(chǎn)品的設(shè)計、檢測和維修奠定堅實的基礎(chǔ)。二、預(yù)備知識先修數(shù)字電路、微機原理課程或其它有關(guān)知識。三、課程特點1、工作原理與編程方法、接口技術(shù)并重；2、軟件與硬件結(jié)

2、合；3、理論與實踐結(jié)合。四、教學總體目標與要求通過理論教學與實驗教學，使學生理解單片機的硬件組成結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計、外部功能擴展，掌握單片機的基本原理、編程技術(shù)、中斷技術(shù)、系統(tǒng)擴展、定時器、串行接口和其他輸入/輸出接口技術(shù)，并且學習、了解典型的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)方法。 在各章節(jié)知識點中，按“了解”、“理解”、“掌握”三個層次要求。1.了解對于本課程的次要內(nèi)容要求學生能夠了解。所涉及的內(nèi)容都是一些基本概念和簡單敘述，知道了就行，沒有進一步深入和擴展的要求。2.理解對于本課程的一般內(nèi)容要求學生能夠理解。即要求學生能夠理解所學內(nèi)容，對所涉及的內(nèi)容能夠進行簡單的分析和判斷。3.掌握對

3、于本課程的重點內(nèi)容要求學生達到掌握的程度。即要求學生能夠全面、深入地掌握所學內(nèi)容，能夠舉一反三，熟練解決相關(guān)問題。第二部分 課程學時分配課程總學時為54學時，其中講課36學時，實驗18學時。具體安排如下：內(nèi)容講課學時實驗學時概述2單片機硬件結(jié)構(gòu)4指令系統(tǒng)、尋址方式、匯編語言程序設(shè)計83中斷、定時器與串行口及其應(yīng)用66單片機系統(tǒng)擴展43單片機的接口與應(yīng)用63單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計23單片機C語言程序設(shè)計4合計3618第三部分 教學內(nèi)容和教學要求第一章 概述（2）（一）教學內(nèi)容1.1單片機的發(fā)展、分類、特點與應(yīng)用。1.2單片機的概念1.3單片機的發(fā)展1.4單片機的應(yīng)用 （二）教學要求了解：單片機的發(fā)展

4、、分類、特點與應(yīng)用，單片機的的概念、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，典型單片機系列的基本情況。第二章 MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)（4）（一）教學內(nèi)容 2.1 MCS-51單片機的邏輯結(jié)構(gòu)及信號引腳重要組成部分，引腳的名稱和功能，引腳的復合功能。2.2 MCS-51單片機的存儲器結(jié)構(gòu)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器及特殊單元外部數(shù)據(jù)存儲器專用寄存器的名稱、功能和尋址程序存儲器的功能及特殊單元位尋址區(qū)2.3 MCS-51單片機并行輸入/輸出口電路結(jié)構(gòu) 基本電路結(jié)構(gòu)、特點和使用。3.4 MCS-51單片機時鐘電路與時序 時鐘電路，時序定時單位，典型時序。3.5 8031單片機的最小系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)和工作時序（二） 教學要求掌握：單片機芯

5、片的內(nèi)部組成及存儲器結(jié)構(gòu)，存儲器地址空間、內(nèi)部與外部存儲器的尋址與訪問。理解：單片機時鐘電路與時序、輸入輸出口以及引腳的使用，單片機存儲器四大物理空間和三大邏輯空間的編址結(jié)構(gòu)。了解：單片機的復位功能、省電工作方式以及片內(nèi)振蕩器電路。 第三章 MCS-51單片機指令系統(tǒng)、尋址方式、匯編語言設(shè)計(8)（一） 教學內(nèi)容3.1 MCS-51單片機指令的尋址方式指令系統(tǒng)特點、各種尋址方式及其特點和使用。3.2 MCS-51單片機指令分類介紹數(shù)據(jù)傳送類指令算術(shù)運算類指令邏輯運算及移位類指令控制轉(zhuǎn)移類指令位操作類指令3.3匯編語言程序設(shè)計概述單片機匯編語言程序的結(jié)構(gòu)形式MCS-51匯編語言的偽指令3.4 M

6、CS-51單片機匯編語言程序設(shè)計舉例順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計子程序及其調(diào)用程序設(shè)計查表程序設(shè)計綜合性程序設(shè)計3.5 單片機匯編語言源程序程序的編輯和匯編（二） 教學要求掌握：各種尋址方式，常用指令的功能和使用方法；單片機匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計方法；利用開發(fā)工具進行程序調(diào)試的方法。理解：常用指令的特點，查表、譯碼等簡單程序設(shè)計方法。了解：所有指令的功能。第四章 單片機的中斷與定時系統(tǒng)、串行口（6）（一） 教學內(nèi)容4.1 輸入/輸出與中斷輸入/輸出及工作方式（無條件工作方式、查尋工作方式、中斷工作方式）中斷的作用、中斷的功能、中斷申請和響應(yīng)過程4.2 MCS-51

7、單片機中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器（TCON、IE、IP、SCON） 中斷請求、響應(yīng)和返回過程。中斷應(yīng)用程序設(shè)計舉例4.3 MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器定時器/計數(shù)器的定時和計數(shù)功能與定時器/計數(shù)器有關(guān)的特殊功能寄存器（TMOD、TCON、THx、TLx）定時工作方式0、1、2、3定時/計數(shù)應(yīng)用舉例4.4 定時器/計數(shù)器與中斷綜合應(yīng)用舉例4.5 串行口結(jié)構(gòu)與工作原理4.6 串行通信工作方式 4.7 串行口應(yīng)用舉例 （二） 教學要求掌握：中斷程序設(shè)計方法和編程技術(shù)；定時/計數(shù)器的兩種工作模式、四種操作方式，可編程控制寄存器的編程設(shè)定以及計數(shù)初值的計算；單片機串行口波特率

8、的設(shè)置及計算方法，串行口應(yīng)用。理解：理解中斷概念、原理和中斷實現(xiàn)的方法，中斷源，中斷特殊功能寄存器，中斷響應(yīng)過程，定時器、串行口特殊功能寄存器及功能和使用方法。了解：MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；定時/計數(shù)器系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)；串行通訊口的結(jié)構(gòu)、四種串行通訊工作方式。第五章MCS-51單片機系統(tǒng)擴展（4）（一）教學內(nèi)容5.1系統(tǒng)功能擴展的基本知識、單片機對外總線及外部地址空間選址及編址方法5.2常用器件擴展5.3 存儲系統(tǒng)的擴展 5.4 外部并行I/O接口的擴展；可編程并行接口芯片8255A原理及應(yīng)用。（二）教學要求掌握：系統(tǒng)功能擴展的基本原理及使用總線進行單片機擴展的方法；單片機對外部存儲器

9、、并行I/O口的擴展技術(shù)和實現(xiàn)方法。理解：幾種典型外圍功能接口芯片與單片機之間的擴展技術(shù)及編程設(shè)定的控制方法。了解：RAM、并行I/O接口芯片8255A的功能、結(jié)構(gòu)、原理和驅(qū)動方式。第六章 單片機的接口與應(yīng)用（6）6.1 單片機按鍵、鍵盤及其接口 獨立式按鍵接口、行列式按鍵接口，單片機擴展鍵盤接口方法及編程。6.2 單片機顯示及顯示器接口 LED、LCD的顯示原理及與單片機的連接方式6.3 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器接口 ADC0809和DAC0832轉(zhuǎn)換器的原理，與單片機的接口技術(shù)以及應(yīng)用編程。6.4 傳感器、繼電器與單片機的接口掌握：鍵盤與單片機的接口方式，獨立式按和行列式按鍵的編程方法；LED

10、、LCD的顯示原理及與單片機的連接方式，編程和應(yīng)用，ADC0809和DAC0832轉(zhuǎn)換器與單片機的接口及應(yīng)用編程。理解：LED、LCD的接口技術(shù)，行列式按鍵的編碼方法。了解：LED、LCD的顯示原理，傳感器、繼電器與單片機的接口。第七章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計（2）（一）教學內(nèi)容7.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程7.2 單片機開發(fā)工具和開發(fā)方法7.3 單片機應(yīng)用系統(tǒng)舉例（二）教學要求掌握：單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程和開發(fā)方法。第八章 單片機C語言程序設(shè)計（4）（一）教學內(nèi)容8.1 單片機C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)8.2 單片機C語言程序設(shè)計示例（二）教學要求掌握：用C51語言編寫簡單的單片機應(yīng)用程序了解：單片

11、機C語言程序設(shè)計的基本方法。第四部分 實驗教學大綱課程編號: 課程名稱：單片機原理及應(yīng)用 英文名稱：Fundamentals of Mono-Chip Computers & Applications 課程類型: 專業(yè)選修課學時：18學分：0適用對象: 計算機科學與技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、電子信息工程先修課程：數(shù)字電路、微機原理一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是一門實踐性很強的專業(yè)課。教學目的是使學生理解單片機的硬件組成結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計、外部功能擴展，掌握單片機的基本原理、編程技術(shù)、中斷技術(shù)、系統(tǒng)擴展、定時器、串行接口和其他輸入/輸出接口技術(shù)，并且學習、了解典型的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思想和

12、實現(xiàn)方法。通過對該課程的學習，可以培養(yǎng)和鍛煉學生運用單片機技術(shù)對硬件、軟件進行開發(fā)設(shè)計的能力，提高動手操作和技術(shù)創(chuàng)新的能力，為后續(xù)計算機類、電子信息類課程打下基礎(chǔ)，為將來從事自動化工作以及應(yīng)用電子產(chǎn)品的設(shè)計、檢測和維修奠定堅實的基礎(chǔ)。 二、教學基本要求通過本實驗，應(yīng)使學生基本掌握MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)原理、程序框圖和實驗步驟，掌握單片機的接口技術(shù)，提高單片機系統(tǒng)的設(shè)計能力，并以此為切入點，在基礎(chǔ)實驗和技能實驗的學習中，融會貫通，提高應(yīng)用水平。該實驗主要為設(shè)計型實驗，要求學生自己設(shè)計實驗方案，自己動手編制程序并調(diào)試通過，以增加對單片機原理及應(yīng)用的感性認識，更好地掌握這些專業(yè)知識，提高動手能力。

13、三、實驗內(nèi)容及要求實驗一 DVCC單片機實驗系統(tǒng)熟悉，簡單程序設(shè)計實驗（驗證性實驗，3學時）熟悉DVCC單片機實驗系統(tǒng)的各組成部分及基本操作，掌握MCS-51系列單片機匯編語言的使用，進一步鞏固語法規(guī)則，同時學習使用PC機進行軟件輔助開發(fā)的方法。編制并驗證兩個小程序。實驗二 單片機數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計實驗（設(shè)計性實驗，3學時）進一步熟悉實驗系統(tǒng)和單片機指令系統(tǒng)，編制一個比較復雜的程序，并加以驗證，要求在實驗前將程序流程圖、源程序設(shè)計出來；掌握8031內(nèi)部RAM和外RAM的數(shù)據(jù)操作，從而了解這兩部分RAM的特點和使用方法。實驗三 工業(yè)順序控制（綜合性實驗，3學時）掌握P1口作為輸入、又作為輸出的應(yīng)用方法，學習延時子程序的編程和使用；掌握工業(yè)順序控制程序的簡單編程，中斷的使用。實驗四 8255PC口控制PB口（設(shè)計性實驗，3學時）掌握單片機與8255的接口原理，熟悉對8255初始化編程和輸入、輸出軟件的設(shè)計方法以及通過8255并行口讀取開關(guān)數(shù)據(jù)的方法。實驗五 交通燈控制實驗（設(shè)計性實驗，3學時）進一步了解8255芯片的結(jié)構(gòu)及編程方法，學習模擬交通燈控制的實現(xiàn)方法；掌握單片機開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品的流程和方法。實驗六 ADC0809數(shù)據(jù)采集實驗（綜合性實驗，3學時）了解AD