江苏单片机原理与应用大纲.doc

江苏单片机原理与应用大纲南京理工大学编(高纲号0535)I、课程的性质与目的一、课程的性质与设置目的单片机原理与应用课程是我省高等教育自学考试电子工程专业(本科段)考试计划规定的考试科目。单片微型计算机作为微型计算机家族发展中的一个分支，以其独特的结构和优点，越来越深受各个应用领域的关注和重视，应用领域十分广泛。在这机关报工程应用背景下，开设本课程显得尤为重要。本课程是一门面向应用的综合性专业科，以MCS-51系列单片机为主展开讨论。在学习微型计算机基本原理的基础上，注重单片机系统的设计和工程的实际应用。通过本课程的学习，为后续课程及课程设计和毕业设计打下坚实的基础。二、本课程的基本要求通过本课程的学习，提出学习的基本要求如下：1、了解单片微型计算机的基本概念，掌握MCS-51系列单片机系统结构，及其引脚功能和内部组成部分的功能。掌握MCS-51系列单片机存储器结构和寻址方式。2、熟练掌握MCS-51系列单片机的指令系统，熟练掌握汇编语言程序设计方法和程序设计的基本结构。3、掌握MCS-51系列单片机中定时/计数器与串行通讯技术，以及中断系统，学会I/O接口技术的应用。4、掌握MCS-51系列单片机系统扩展技术，初步掌握单片机系统的设计开发方法。通过实例分析，进一步巩固和加深对所学理论知识的理解。三、本课程与相关课程的关系本课程是一门面向应用的专业课程，需要有许多先期基础知识课程的支撑，与本课程有关的先修课程有模拟电路技术、数字电路技术、计算机基础等课程。为了加强实践训练与实际应用能力，本课程需进行实验。通过实验让学生获得感性认识和实际动手能力。、课程内容与考核目标1、绪论一、课程内容1、1单片微型计算机单片微型计算机发展历史、单片微型计算机发展总趋势的特点1、2Intel MCS系列单片微机简介MCS-48系列单片微机、MCS-51系列单片微机、MCS-96系列单片微机1、3单片微机工业产品(IGP)概念二、考核知识点1、单片微机发展的特点2、Intel MCS系列单片微机的种类3、MCS-51系列单片微机各产品性能4、单片微机工业产品(IGP)概念三、考核要求(1)识记1、MCS-51系列单片微机各产品性能2、Intel MCS系列单片微机的种类(2)领会1、单片微机发展的特点2、单片微机工业产品(IGP)概念2、MCS-51单片微机系统结构一、课程内容2、1电子计算机、微型计算机、单片微机的硬件组成结构电子计算机的硬件组成结构、微型计算机的硬件组成结构、单片微型计算机的硬件组成结构、MCS-51单片微机内部功能部件、MCS-51单片微机结构框图2、2 8051单片微机引脚功能说明主电源引脚、外接晶振或外部振荡器引脚、控制或选通复用引脚、多功能I/O口引脚、8051引脚和逻辑符号图2、3中央处理器CPU算术/逻辑运算部件ALU、专用寄存器(累加器A、寄存器B、程序状态字PSW、堆栈及栈指针SP、数据指针DPTR)、振荡器、时钟电路及时序、取指/执行时序图2、4并行I/O口结构并行I/O口的内部结构、读-修改-写操作、并行I/O口的写操作、并行I/O口的负载能力、总2、5 RST/VPD引脚功能复位(RESET)、节电运行方式2、6EPROM型8751H单片微机8751H内部EPROM编程、8751H内部程序的校验、内部程序存储器保密位、片内EPROM的擦除。2、7片内振荡器HMOS型8051片内振荡器、CHMOS型80C51片内振荡器二、考核知识点1、单片微型计算机的硬件组成结构2、MCS-51单片微机内部功能部件3、8051单片微机内部功能部件4、8051中央处理器CPU的结构5、并行I/O口的结构6、复位(RESET)和节电运行方式7、片内振荡器原理与结构8、EPROM型8751H单片微机三、考核要求(1)识记1、MCS-51单片微机的硬件组成结构和内部功能部件2、8051单片微机引脚分类和功能及8051引脚和逻辑符号图3、8051中央处理器CPU中算术/逻辑运算部件ALU、专用寄存器的功能4、MCS-51单片微机的时钟周期、机器周期、指令周期的分配5、总线的概念及分类(2)领会1、微型计算机的硬件组成结构2、8051中央处理器CPU中时钟电路及时序和取指/执行时序图3、并行I/O口内部结构及读、写操作，及并行I/O口的负载能力4、复位(RESET)操作的功能和复位后CPU内部的状态5、节电运行方式6、片内振荡器原理与结构7、EPROM型8751H单片微机(3)应用1、MCS-51单片微机内部寄存器的分配和正确使用2、MCS-51单片微机4个并行I/O口的分工和正确使用3、MCS-51存储器和布尔(位)处理器一、课程内容3、1概述半导体随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、静态RAM、动态RAM、EPROM、EEPROM 3、2 MCS-51存储器结构MCS-51程序存储器地址空间、MCS-51数据存储器地址空间、特殊功能寄存器地址空间3、3外部存储器与访问外部程序存储器与访问、外部数据存储器与访问、外部扩展地址/数据总线3、4 MCS-51的寻址方式寄存器寻址方式、直接寻址方式、寄存器间接寻址方式、立即寻址方式、变址间接寻址方式、相对寻址方式、位寻址方式3、5布尔(位)处理器二、考核知识点1、半导体存储器的类型、名词定义及使用2、MCS-51存储器结构，程序存储器、数据存储器、特殊功能寄存器的地址空间及地址空间的分配3、外部程序、数据存储器与访问及外部扩展地址/数据总线(PO口、P2口)4、MCS-51寻址方式的种类、各寻址方式访问的地址空间及应用5、布尔(位)处理器三、考核要求(1)识记1、半导体存储器的类型、名词定义及使用2、MCS-51程序、数据存储器结构及地址空间的分配3、MCS-51寻址方式的种类及定义(2)领会1、MCS-51特殊功能寄存器地址空间的分配2、访问外部程序、数据存储器执行时序及外部扩展地址/数据总线(PO口、P2口)的应用3、各种寻址方式访问的地址空间及应用4、位寻址空间及布尔(位)处理器(3)应用1、综合MCS-51存储器结构的映象，进一步分析访问各存储器地址空间的寻址方式4、MCS-51指令系统一、课程内容4、1概述指令系统、汇编语言、MCS-51汇编语言的指令格式、MCS-51指令系统的分类4、2数据传送类指令MCS-51的数据传送、一般数据传送类指令、栈操作类指令、累加器传送类指令、16位数据传送指令4、3算术运算类指令算术运算操作、加法类指令、减法类指令、乘法类指令、除法类指令4、4逻辑运算类指令累加器A逻辑运算及循环位移类指令双操作数逻辑运算及循环位移类指令4、5控制转移类指令无条件转移类指令、子程序调用类指令、返回类指令、转移类指令、条件转移类指令、判零转移指令、比较转移指令、循环转移指令、空操作指令4、6布尔(位)处理类指令布尔(位)数据传送类指令、布尔(位)操作指令、布尔(位)逻辑运算指令、布尔(位)条件转移指令二、考核知识点1、MCS-51汇编语言的指令格式及MCS-51指令系统的特点2、数据传送类指令的类型、特点及应用3、算术运算类指令的类型、特点及应用4、逻辑运算及循环位移类指令的类型、特点及应用5、控制转移类指令的类型、特点及应用6、布尔(位)处理类指令的类型、特点及应用三、考核要求(1)识记1、MCS-51汇编语言的指令格式2、数据传送指令的指令格式3、算术运算类指令的指令格式4、逻辑运算及循环位移类指令的指令格式5、控制转移类指令的指令格式6、布尔(位)处理类指令的类型及指令格式(2)领会1、数据传送类指令的应用，及执行后存储器、寄存器各单元内容的变化2、算术运算类指令的应用及对标志位的影响3、二-十进制高速指令应用的场合、执行的条件、执行后的结果4、逻辑运算及循环位移类指令的应用及对标志位的影响5、并行I/O口逻辑运算的应用6、控制转移类指令的应用及对SP、PC的影响7、相对偏移量的概念及计算8、比较转移指令和循环转移指令的功能及应用9、布尔(位)处理类指令的特点及应用(3)应用1、对给定的程序段进行分析，确定其完成的功能及各种状态的变化2、编制一个程序段，实现某个指定的功能或期望的结果5、定时/计数器与串行通讯口一、课程内容5、1MCS-51的定时/计数器MCS-51的定时/计数器的基本原理、定时/计数器控制与状态寄存器、定时/计数器的工作方式、定时/计数器2、定时/计数器编程举例5、2MCS-51的串行通讯口串行通讯概述、MCS-51的串行通讯接口、MCS-51的串行通讯技术二、考核知识点1、MCS-51的定时/计数器的基本原理2、控制定时/计数器的特殊功能寄存器TMOD和TCON 3、定时/计数器的工作方式4、定时/计数器应用编程5、串行通讯的基本原理及通讯方式6、MCS-51串行通讯的工作方式及控制7、MCS-51双机通讯和多机通讯技术的实现三、考核要求(1)识记1、MCS-51的定时/计数器的基本原理2、定时/计数器的工作方式3、串行通讯的基本原理及通讯方式4、MCS-51串行通讯的工作方式(2)领会1、特殊功能寄存器TMOD和TCON的应用2、定时/计数器初值的计算及应用编程3、MCS-51串行通讯的应用编程(3)应用1、按给定要求编写定时/计数器初试化程序段2、编写程序实现MCS-51双机通讯和多机通讯技术6、中断系统一、课程内容6、1中断概述中断、中断源、查询中断、向量中断、中断技术的优点6、2MCS-51的中断系统MCS-51的中断源、中断控制、中断优先级6、3响应中断的条件和过程响应中断的条件、响应中断的过程6、4关于外部中断电平触发方式、跳变触发方式6、5中断响应时间中断响应时间的计算6、6中断技术应用举例二、考核知识点1、中断的基本概念、方式及中断技术的优点2、MCS-51的中断源、中断控制及中断优先级3、响应中断的条件和过程，及各中断源的向量地址4、外部中断的触发方式5、中断响应时间的计算6、MCS-51中断技术的应用三、考核要求(1)识记1、中断的基本概念、方式及中断技术的特点2、MCS-51的中断源的种类及各中断源的向量地址3、外部中断的触发方式(2)领会1、MCS-51中断设置与控制2、MCS-51中断优先级设置3、MCS-51中断响应的条件和响应过程4、中断响应时间的计算5、MCS-51中断技术的应用(3)应用1、针对各中断源编写中断初始化程序及相应的中断服务程序7、汇编语言程序设计基础一、课程内容7、1程序设计概述汇编语言程序设计的步骤与方法、算法、流程图、源程序、汇编与调试、常用伪指令7、2程序设计基础和和举例简单结构程序、分支结构程序、循环结构程序、子程序结构程序、查表结构程序7、3应用程序设计与技巧举例MCS-51源程序的基本格式、常用功能模块程序段设计举例、数字滤波程序设计举例、数字滤波程序段设计举例、软件抗干扰技术简介、系统的复位7、4应用程序的开发和调试单片微机应用软件的开发、程序的检测与调试二、考核知识点1、汇编语言程序设计的基本概念、方法与步骤2、常用伪指令的格式及应用3、程序设计基本结构及应用4、根据程序的逻辑结构和算法，设计程序流程图5、MCS-51源程序的基本格式及应用6、常用功能模块程序段设计7、数字滤波程序段设计8、软件抗干扰技术与系统的复位9、单片微机就用软件的开发、程序的检测与调试三、考核要求(1)识记1、汇编语言程序设计的基本概念、方法与步骤2、常用伪指令的格式及应用4、程序设计基本结构种类5、MCS-51源程序的基本格式(2)领会1、程序设计基本结构及应用2、根据程序的逻辑结构和算法，设计程序流程图3、常用功能模块程序段设计4、数字滤波程序段设计5、软件抗干扰干扰技术与系统的复位(3)应用1、采用汇编语言设计与开发程序段2、借助开发系统对程序进行检测与调试8、单片微机系统功能扩展来一、课程内容8、1概述确定单片硬件系统总体方案、应用系统分析、硬件系统配置、地址空间的分配和译码8、2外部存储器扩展外部程序存储器扩展、外部数据存储器扩展、外部EEP、ROM存储器扩展8、3并行I/O接口的扩展8031配置8155H/8156H扩展RAM、定时器和I/O接口8031配置8255A扩展并行I/O接口8、4D/A和A/D转换器的扩展8031外部扩展D/A转换器、8031外部扩展A/D转换器8、5外部中断源的扩展8、6MCS-51外部总线的驱动二、考核知识点1、单片机硬件系统总体方案的设计2、系统地址空间的分配和译码3、系统外部存储器的扩展4、采用8155H/8156H扩展RAM、定时器和I/O接口5、采用8255扩展并行I/O接口6、MCS-51外部中断源的扩展和外部总线的驱动7、D/A和A/D转换器的扩展三、考核要求(1)识记1、应用系统分析和系统配置2、系统地址空间的分配和译码(2)领会1、外部程序和数据存储器扩展2、外部EEPROM存储器扩展3、通用接口芯片8155H/8156H的结构及应用4、通用接口芯片8255A的结构及应用5、MCS-51外部中断源的扩展和外部总线的驱动(3)应用1、8031配置8155H/8156H扩展RAM、定时器和I/O接口2、8031配置8255扩展并行I/O接口3、8031外部扩展D/A转换器DAC0832 4、8031外部扩展A/D转换器ADC0809 9、MCS-51单片微机的开发与应用一、课程内容9、1单片微机开发、应用概述单片微机在智能仪器中的应用、单片微机在家用电器中的应用、单片微机在工业测控领域中的应用、单片微机在通讯技术中的应用、单片微机在军事装备中的应用9、2单片微机的开发、应用过程9、3MCS-51的仿真开发器9、4MCS-51系列单片微机的开发、应用举例二、考核知识点1、单片微机的开发、应用过程及实例2、MCS-51的仿真开发器的基本结构及应用三、考核要求(1)识记1、单片微机在各领域中的应用2、单片微机的开发、应用的过程(2)领会MCS-51的仿真开发器的基本结构(3)应用设计MCS-51系列单片微机开发、应用的实例来源：考试大-自学考试、实践性环节的训练与考核一、类型：课程实验二、目的和要求1、目的通过实验进一步理解MCS-51系列单片微机的基本原理。掌握MCS-51系列单片微机芯片和外部扩展芯片的使用方法。熟悉MCS-51系列单片微机开发系统的使用。掌握常用程序段的编程方法。运用MCS-51系列单片微机开发系统，对程序进行仿真调试。了解MCS-51系列单片微机扩展系统的设计。2、要求到主考学校或其他指定的场所进行实验。实验前必须熟读实验指导书，了解实验装置的原理和操作步骤。实验时必须按照指导书的内容和指导教师的指示进行。实验通过后，必须写出实验报告。实验报告的内容包括：实验装置描述、实验方法、操作步骤、测量仪器、实验结果、实现现象观察和分析。实验报告经指导教师检查并签字后有效。三、内容实验1、开发装置的操作与简单程序练习实验2、分支、循环程序和子程序编程及仿真调试实验3、堆栈、表格的处理和使用及仿真调试实验4、算术运算、逻辑运算程序编程及仿真调试实验5、定时器/计数器和中断技术的应用实验实验6、D/A、A/D转换器实验注：实验3、4中任选一项，实验5、6中任选项一项。四、与课程考试的关系1、建议与课程自学过程同步进行。2、实验内容应在考试试题中得到反映。3、考试通过但实验未通过的考生不能取得本课程的成绩。、有关说明及实施要求一、关于课程内容与考核目标的说明1、本大纲是MCS-51系列单片微型计算机及其应用课程学习和考核的主要依据，教材的内容是大纲所规定课程的内容的扩展。大纲中规定的课程内容和考核知识点都包含在指定的教材中，而教材中有些内容可作为自学参考，大纲中不作要求。2、在自学本课程之前应先通读大纲，了解课程的内容、考核知识点和考核要求。明确考核目标，使自学应考者有的放矢地系统地学习教材；使辅导教师更好地组织教学内容；使命题教师能够更加明确命题范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易程度。本大纲要求学习和掌握的知识点都可作为考核的内容。3、本大纲按照识记、领会、应用三个层次规定达到能力层次的要求。识记：要求考生能够识别和记忆大纲中规定的考核知识点有关定义、公式、表达式、格式、原则、重要结论、特征、特点及适用范围等主要内容，能够根据考核的不同要求，作出正确的表述、选择和判断。是较低的要求。领会：要求考生能够领悟和理解本大纲规定的有关考核知识点的内涵和外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系，并能正确地解释说明和论述。是较高层次的要求。应用：要求考生能够运用大纲中规定有关知识点分析和解决应用问题。二、自学方法指导1、根据考核要求中的三个能力层次，在全面系统学习的基础上掌握重点概念和重点问题，如单片微机系统的内部结构和功能、指令系统和汇编语言程序设计、单片微机系统功能扩展等，注意各章内容之间的内在联系。2、本课程是一门实践性较强的课程，考生在自学过程中必须注意理论联系实际，按实验的目的、要求和内容认真做好实验。建议实验与课程自学过程同步进行。3、考生在自学时要注意基本能力的培养，即系统分析和综合、系统硬件配置、系统软件设计以及实验能力等。为了培养能力，要认真做一定数量的习题和实验。4、本课程建议6学分(包括实验)，建议自学分配学时如下表：章次课程内容自学时间(小时)1绪论5 2MCS-51单片微机系统结构25 3MCS-51存储器和布尔(位)处理器20 4MCS-51指令系统30 5定时/计数器与串行通讯口20 6中断系统10 7汇编语言程序设计基础30 8单片微机系统功能扩展20 9MCS-51单片微机的开发与应用20三、对社会助学的要求1、社会助学指导教师应熟悉本大纲所要求的内容、考核知识点和考核要求，辅导内容必须以本大纲为依据。切实作好对自学应考者的辅导，防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确导向。2、注意自学考试的特点，命题将覆盖各章，不可随意增删和圈定重点以免导向失误。考核知识点不要求的内容则不考。3、注意培养考生的自学能力和分析、设计及应用的能力，努力引导自学应考者将识记、领会与应用联系起来，把知识和理论转化为能力。着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。4、建议课程学习和实验同步进行。实验可以在主考学校，也可以在有条件的地方进行。在实验中，指导教师对考生遇到的实际问题应及时进行具体的帮助。四、关于命题考试的若干规定1、本大纲各章所规定的考核知识点及知识点下的知识细目，都属于本课程命题考试的内容