单片机原理及应用(专)教学大纲.doc

单片机原理及应用教学大纲总学时：64（其中理论学时：44 上机学时：20）先修课程：电工电子技术基础、信号与系统、高频电子线路适用专业：通信技术开课单位：机电工程学院一、课程教学内容第一章 微型计算机系统基本知识第一节 概述发展概况，80C51系列单片机，单片机的特点和应用。第二节 单片机系统的组成微处理器，总线，存储器，输入输出设备及其接口电路。第三节 计算机中数的表示方法及其运算二、十、十六进制数制转换及其运算，原码、反码和补码。第四节 常用编码 8421BCD码，ASCII码。第二章 80C51单片机内部结构和工作原理第一节 内部结构和引脚功能 80C51内部结构框图，引脚定义及功能。第二节 存储空间配置和功能程序、外部数据、内部数据存储器，特殊功能寄存器，程序计数器PC。第三节 I/O端口结构及工作原理 P1、P2、P3口。第四节 时钟和时序时钟电路，时钟周期和机器周期，一般指令取值/执行时序。第五节 复位和低功耗工作方式复位方式，低功耗工作方式。第六节 ATMEL89系列单片机 AT89C51系列单片机、AT89C2051系列单片机。第三章 80C51系统单片机指令系统第一节 指令系统基本概念 指令基本格式，指令分类，指令系统中的常用符号，寻址方式。第二节 指令系统数据传送类指令，逻辑运算及移位指令，算术运算类指令。第四章 汇编语言程序设计第一节 汇编语言程序设计基本概念汇编语言及其语句结构、伪指令、汇编及程序设计的基本方法。第二节 程序设计举例顺序、分支、查表、散转程序。第五章 中断系统和定时/计数器第一节 80C51中断系统中断概述，中断源和中断控制寄存器，中断处理过程。第二节 80C51定时/计数器 定时/计数器概述，定时/计数器的控制寄存器，定时/计数器工作方式。第六章 串行通信第一节 串行通信概述异步通信和同步通信，串行通信波特率，串行通信的制式。第二节 80C51串行口串行口特殊功能寄存器，串行工作方式。第三节 多机通信多机通信原理，多机通信应用举例。第七章 80C51并行扩展技术第一节 并行扩展技术 并行扩展连接方式，并行扩展寻址方式。第二节 并行扩展外ROM并行扩展EPROM，并行扩展E2PROM。第三节 并行扩展外RAM 第四节 用74系列芯片并行扩展I/O口74373扩展输入口，74377扩展输出口，扩展总线驱动能力。第五节 并行扩展I/O口可编程芯片介绍第八章 80C51串行扩展技术 第一节 串行扩展概括串行扩展特点，串行扩展方式分类。第二节 80C51移位寄存器串行扩展技术移位寄存器串行扩展方式，串行方式0归一化子程序。第三节I2C总线串行扩展技术I2C总线串行扩展概述，80C51单主系统虚拟I2C总线软件包。第四节 虚拟I2C总线扩展I/O口I2C总线扩展I/O口通用器件PCF8574， PCF8574应用实例。第五节 虚拟I2C总线扩展AT24CXX系列E2PROMI2C总线E2PROM芯片AT24C02，扩展AT24C02应用实例。第六节 串行扩展93CX6系列E2PROMAT93C46特点，引脚功能和指令系统，AT93C46读写应用。第九章 常用外围设备接口电路第一节 LED数码管显示接口 LED数码管，LED数码管编码方式，静态显示及其典型应用电路。第二节 键盘接口 键盘接口概述，独立式按键及其接口电路，矩阵式键盘及其接口电路。第三节 A/D转换接口电路A/D转换接口电路基本概念，并行A/D ADC0839及其接口电路，串行A/D ADC0832及其接口电路。第四节 D/A转换接口电路D/A转换的基本概念，DAC0832及其接口电路，DAC0832应用实例。第五节 开关量驱动输出接口电路驱动发光二极管，驱动继电器，光电隔离接口，驱动晶闸管。第十章 单片机应用系统第一节 单片机应用系统的设计总体设计，硬件设计，软件设计，抗干扰设计。第二节 单片机应用系统的开发工具开发工具概述，单片机开发系统的功能及应用系统的调试。第三节 单片机温度控制系统应用实例系统要求和控温方案，硬件、软件设计，改进提高。第四节 汽车倒车测距仪应用实例工作原理，硬件电路，软件程序。第五节 大电流正弦波稳流电源控制实例概述，主控电路工作原理，单片机控制电路，程序设计。第六节 智能型即热式热水器控制实例控制电路和工作原理，模糊控制简介，程序设计。二、习题课，课堂讨论1. 80C51系统单片机指令系统问题讨论。2. 顺序、分支、查表、散转程序的问题分析。3. 中断处理过程，定时/计数器的控制寄存器、定时/计数器工作方式疑难问题分析。三、实验内容1. 存储器块清零。2. 程序跳转表。3. 交通灯实验。4. P1口输入、输出实验。5. 查询式键盘实验。6. LED点阵显示实验。7. 计数器实验。8. 定时器实验。9. 外部中断实验。10. 80C51与PC机串行口通信实验。教学大纲说明书一、课程的性质与任务单片机原理及应用是已具备相当的电子电路和计算机及控制理论知识的机电类学生所学的一门专业课，教学上应以单片机结构及应用设计为主，使学生对于单片机的组成原理和结构有比较深刻的理解，基本掌握单片机应用系统的设计方法，可比较灵活地使用单片机构成系统的外围芯片，具备单片机软硬件设计的能力。通过对该课程的学习，可使学生对电子技术向着模块化、智能化方向的发展趋势有一初步认识，可以培养和锻炼学生运用单片机技术对硬件、软件进行开发设计的能力，提高分析问题和解决问题的能力和技术创新的能力，为将来从事自动控制及应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。二、本课程与其他课程的关系与分工本课程系是高等院校电气工程及其自动化专业的一门职业核心课程，课程内容侧重于实际应用，以电子电路和计算机控制理论为基础，又为EDA原理及应用、可编程控制器应用技术、自动检测技术等课程的学习奠定基础，是一门非常重要的专业课程。三、各章内容的基本要求及重点、难点第一章 微型计算机系统基本知识基本要求：掌握单片机系统的组成。重点：数制转换及其运算。第二章 80C51单片机内部结构和工作原理基本要求：掌握单片机的内部结构、引脚功能及其工作原理，时钟和时序。重点：引脚功能和工作原理。第三章 80C51系统单片机指令系统基本要求：掌握单片机的指令分类及格式。重点：各类指令格式。第四章 汇编语言程序设计 基本要求：了解汇编语言的特点及其语句格式，汇编语言程序设计的特点，汇编语言的伪指令以及汇编语言的编辑和汇编等知识，掌握顺序、分支和循环等基本程序结构的设计方法。重点：顺序、分支和循环等基本程序结构的设计方法。第五章 中断系统和定时/计数器基本要求：掌握80C51中断系统、定时/计数器的基本知识。重点：中断的概念和中断控制，定时/计数器的原理和在实际中的应用。第六章 串行通信基本要求：了解多机通信原理，掌握串行通信的基本概念，80C51串行工作方式。重点：80C51串行工作方式。第七章 80C51并行扩展技术基本要求：了解并行扩展方式，掌握并行扩展外ROM、RAM。重点：并行扩展外ROM、RAM。第八章 80C51串行扩展技术 基本要求：了解串行扩展方式和I2C总线串行扩展技术，掌握移位寄存器串行扩展方式。重点：移位寄存器串行扩展方式。第九章 常用外围设备接口电路基本要求：了解LED数码管显示接口和开关量驱动输出接口电路，掌握键盘接口，A/D、D/A转换接口电路。重点：键盘接口，A/D、D/A转换接口电路。第十章 单片机应用系统基本要求：了解单片机应用系统的开发工具，理解汽车倒车测距仪应用，掌握单片机应用系统的设计方法。重点：单片机应用系统的设计方法。四、作业要求书面作业：用单片机设计简单的自动控制系统。每次上课结束后布置本章课后练习题，要求学生在认真复习的基础上独立完成作业，要理解全书的整体结构，每章教学结束后，要理解清楚本章属于整体结构的哪一部分。五、学时分配环节学时内容讲课上机小计第一章44第二章426第三章628第四章628第五章6410第六章426第七章426第八章325第九章325第十章426合计442064六、推荐教材和主要参考