《单片机应用技术》教学大纲.doc

课程编号：064083课程名称：单片机应用技术（Application Technique of Single Chip Microcomputer）单片机应用技术教学大纲课程类别（专业基础课）适用专业电子信息工程、电子科学与技术专业及其相近专业开课学期4学分4总学时64理论学时48与其他课程的联系：先修电路分析，模拟电路，数字电路，C语言建议教材何立民主编，张俊谟单片机中级教材-原理与应用，北京航空航天大学出版社，2006年主要参考书1 李鸿编著，单片机原理及应用，湖南大学出版社，2004年。2 马家辰等编著，MCS-51单片机原理及接口技术，哈尔滨工业大学出版社，1998年。3 诏俊杰等编著，微型计算机原理与应用，高等教育出版社，1993年。4 周航慈著，单片机程序设计基础，北京航空航天大学出版社，2001年。5 刘昌华编，8051单片机的C语言应用程序设计与实践，国防工业出版社，2008年。一、课程的性质、地位和任务单片机应用技术课程是通信和电子信息工程类专业的一门重要课程。单片机由于体积小、功能强、价格低，可广泛地箝入到诸如高档玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通信设备中，成为现代电子系统中最重要的智能化部件。它也是电子类专业的必修专业限选课程，其实验教学不单独开课。本课程的主要内容包括化学单片机指令系统、功能单元、程序设计、系统扩展、典型外围接口技术（打*内容不作统一要求）。本课程的教学目的是：使学生掌握止前最流行的80C51单片机的结构、原理、以及较简单的单片机应用系统的设计方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事电子系统设计、电子技术开发打下良好的基础。本课程的教学要求是：本课程是一门理论性和实践性均很强的课程，力求做到精选内容、保证基础和重点、加强概念、注重实用，面向电子技术的新发展，联系实际、配合实验与实践学环节，确保教学的效果。二、课程章节的基本要求及学时分配讲授学期章节教学内容学时分配理论实践合计第一章 绪 论22第二章 单片机的基本结构与工作原理66第三章 80C51单片机指令系统66第四章 80C51单片机的功能单元8614第五章 80C51单片机的程序设计8412第六章 80C51单片机系统扩展8311第七章 单片机的典型外围接口技术8311第八章 80C51单片机的应用系统举例22合 计481664三、教学章节教学目的、基本内容要求、重点和难点第一章 绪 论1教学目的通过本章的学习，使学生能获得单片机的发展概况、单片机的特点及应用领域、嵌入式系统等基本知识。2基本内容要求 了解单片机的发展概况、应用领域，典型单片机系列的基本情况，嵌入式系统3教学重点典型单片机系列的特点，单片机与嵌入式系统4教学难点单片机与嵌入式系统第二章 单片机的基本结构与工作原理1教学目的通过本章的学习，使学生能获得80c51单片机的基本组成、结构和特点、存储器配置、工作方式的基本知识和应用。2基本内容要求1）掌握MCS-51单片机的组成及其结构特点。2）掌握MCS-51单片机储存器的配置形式及其地址空间。3）掌握程序储存器、外部数据储存器、内部数据储存器、特殊功能寄存器在使用时的要求，以及各个储存器空间的功能划分。4）理解时序概念。5）了解复位状态和复位电路、低功耗工作方式。3教学重点单片机的组成及其结构特点；储存器的配置形式及其地址空间；程序储存器、外部数据储存器、内部数据储存器、特殊功能寄存器的使用和功能划分。4教学难点程序储存器、外部数据储存器、内部数据储存器、特殊功能寄存器的使用；时序概念。第三章 80C51单片机指令系统1教学目的通过本章的学习，使学生能获得单片机指令的寻址方式、功能和用法的基本知识，能读通和编写简短的程序段。2基本内容要求1）掌握80C51的指令分类、指令格式。2）掌握指令中的操作数采用的寻址方式。3）掌握指令的功能与用法，能读通和编写简短的程序段。3教学重点寻址方式及各种寻址方式适用的存贮空间、指令功能与用法。4教学难点指令的用法和编写程序。第四章 80C51单片机的功能单元1教学目的通过本章的学习，使学生能获得并行I/O接口、串行接口、定时器/计数器、中断系统的基本知识和应用。2基本内容要求1）掌握各功能单元的基本应用方法。2）掌握并行接口（ P0 、P1 、P2 、P3）的内部结构及其特点。3）掌握定时器/计数器T0、T1的结构原理和特点、以及T0、T1的应用编程。4）掌握80C51单片机的中断系统的结构原理和特点以及应用编程。5）掌握串行口的功能特点及应用编程。3教学重点并行I/O的结构原理、接口功能，读引脚和读锁存器操作，定时器/计数器T0，T1的工作方式、相关的专用寄存器、应用编程。串行口的功能特点、相关的专用寄存器、工作方式，初始化编程、中断系统、中断源与标志及中断矢量、外部中断的两种触发方式、中断允许和优先级控制，中断响应的条件、响应的过程式、简单应用编程。4教学难点定时器/计数器、串行口、中断系统的应用编程。第五章 80C51单片机的程序设计1教学目的通过本章的学习，使学生能获得单片机汇编语言程序设计、C51语言程序设计的基本知识和编程方法，能读通和编写程序。2基本内容要求1）了解汇编语言程序设计的基本概念。2）掌握汇编语言程序设计的基本结构及编程方法，包括顺序结构、选择结构、循环结构及子程序和中断服务程序的设计方法，查表指令的应用，比较指令和散转指令实现三分支和多分支程序。3）掌握伪指令的定义与正确使用。4）学会常用汇编语言的调试环境的使用。5）了解C51的及其程序设计。3教学重点选择结构、循环结构程序，查表程序，子程序调用与中断程序。4教学难点查表程序、子程序调用与中断程序、C51的结构及其程序设计。第六章 80C51单片机系统扩展1教学目的通过本章的学习，使学生能获得单片机的外部并行扩展、外部串行扩展的基本知识和扩展方法，能画出扩展电路图并编写接口程序。2基本内容要求1）了解有关系统的基本概念，理解并行三总线结构、SPI和I2C两种串行总线结构。2）理解外部程序存贮器读周期、外部数据存储器读/写周期的时序波形。3）掌握程序存贮器，数据存贮器、I/O口的并行扩展，画出扩展电路图并编写接口程序。4）掌握用80C51单片机的串行口方式0扩展并行接口I/O。5）了解串行扩展的一般方法。3教学重点并行扩展三总线，程序存贮器、数据存贮器、I/O口的并行扩展、串行口方式0的扩展，画出扩展电路图并编写接口程序。4教学难点画出扩展电路图并编写接口程序，串行扩展，SPI和I2C两种串行总线结构。第七章 单片机的典型外围接口技术1教学目的通过本章的学习，使学生能获得键盘接口、显示接口、DAC接口、ADC接口的基本知识，能掌握相应接口的工作原理和简单编程。2基本内容要求1）掌握键盘、LED显示接口电路及工作原理、简单编程。2）掌握并行DAC与80C51单片机接口方法和简单编程。3）掌握并行ADC与80C51单片机接口方法和简单编程。4）了解串行DAC、ADC的接口。3教学重点简单键盘、LED显示接口电路的工作原理及编程，并行DAC，ADC与80C51单片机接口方法及编程。4教学难点矩阵式键盘、LED动态显示接口、并行DAC、ADC接口的编程。第八章 80C51单片机的应用系统举例（2学时）1教学目的通过本章的学习，使学生能获得单片机应用系统设计的基本思路和方法。2基本内容要求1）理解压力、流速数据采集系统设计的基本思路、系统框图、硬件电路设计、软件设计方法。2）理解单片机控制的电加热锅炉电路设计的基本思路、系统框图、硬件电路设计、软件设计方法。3教学重点应用系统设计思路，硬件电路设计、软件设计方法4教学难点 硬件电路设计、软件设计方法四、本课程实验教学1实验目的与要求本课程是一门实践性很强的课程，通过实验可以加深学生对单片机的功能结构、寻址方式、指令系统的理解，提高程序设计与调试、各功能单元的应用以及系统扩展的能力，使单片机的基本知识、基本方法和基本技能方面受到较系统的训练,为单片机的实际应用打下坚实的基础。本课程实验课不单独设课。2实验内容本课程安排6个实验，实验学时为16学时。序号实验项目名称学时分配实验类型实验要求1简单程序调试实验2学时验证性必做2数据传送实验2学时验证性必做3I/O接口实验3学时设计性必做4外部中断控制实验3学时设计性必做5定时器/计数器实验3学时设计性必做6数码管显示实验3学时设计性必做7电子钟实验5学时综合性选做合计21学时五、本课程的教学方式与考核方法单片机应用技术选择具有代表性的、使用较为广泛的MCS-51系列单片机进行学习（具体以80C51为例），介绍了80C51单片机的硬件组成、软件编程及一般应用系统组成。通过本课程的学习，要求掌握80C51单片机的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、单片机常用接口等应用技术。在保证完成大纲规定的基本要求前提下，对讲授次序、课时分配、教学内容以及教学方式、方法可根据实际情况灵活掌握，适