《51单片机原理及接口技术》.doc

单片机原理及接口技术（8051）教学大纲一、课程代号:二、课程名称: 单片机原理及接口技术 英文名称： principle and interface technology of microcontroller三、课程描述：课程总学时：60学时（其中，讲课50学时，实验10学时，a) 适用专业：电类专业专科b) 先修课程：高等数学、大学物理、电工与电子技术推荐教材：胡汉才,单片微机原理及其接口技术,清华大学出版社,2002参考书目:1. 李朝青等. 单片机原理及接口技术. 北京：北京航空航天大学出版社，2000 2. 吴秀清，周荷琴，微型计算机原理与接口技术，中国科学技术大学出版社，1999.23. 沙占友等. 单片机外围电路设计. 北京：电子工业出版社，2003 课程的性质、任务和目的单片机原理及接口技术是机械制造及其自动化专业的主干课之一。是技术型专业基础课。其任务是讲述微型计算机系统的硬件结构、I/O接口及存储器的扩展、汇编语言简单程序设计。通过本课程的教学，使学生掌握微型计算机应用系统的硬、软件开发方法，输入输出（I/O）接口及存储器的扩展技术，应用程序设计技术和微型计算机应用系统的抗干扰技术。并结合专业能设计简单、实用的微型计算机应用系统。本课程以MCS-51单片机为典型机讲述。四.主要内容、重点及深度第一章 微型计算机基础 11 微型计算机概述111 微型计算机的概念112 微型计算机的发展113 微型计算机的应用12 微型计算机数制间的转换13 微型计算机组成原理 131 微型计算机的基本结构132 微型计算机的基本原理133 微型计算机系统的组成14 单片微型计算机概述141单片机的分代和发展142单片机的内部结构143典型单片机性能概览144单片机在工业控制中的应用教学重点： 单片机的内部结构和在工业控制中的应用学习内容介绍教学目的和要求：1了解微型计算机的发展及其在生产中的应用；2掌握微型计算机的基本结构、原理和系统的组成。第二章 MCS-51单片机结构和原理21 MCS-51 MCS-51单片机的内部基本组成和信号引脚功能 211 MCS-51单片机的基本组成 212 MCS-51单片机的信号引脚22 8051的内部存储器 221 内部数据存储器的低128单元 222 内部数据存储器的高128单元 223堆栈及堆栈指示器 224内部程序存储器23 并行输入/输出电路结构 231 P0口 232 P1口 233 P2口 234 P3口24时钟电路与时序 241 时钟电路 242 时序定时单位 243 MCS-51单片机的指令时序25 MCS-51单片机工作方式 251 复位方式 252 程序执行方式 253 单步执行方式 254 掉电保护方式 255 低功耗方式(80C51)教学重点:MCS-51单片机的内部基本组成和信号引脚功能教学难点: MCS-51单片机的四个八位并行I/O口P0、P1、P2和P3的逻辑电路原理和组成单片机应用系统时的各自不同功能。教学目的和要求：1. 掌握MCS-51单片机的内部结构及信号引脚和MCS-51单片机内部存储器的特点、结构2. 掌握单片机本身输入/输出逻辑电路的结构及使用方法。第三章 MCS-51单片机指令系统31 MCS-51单片机指令系统概述 311 指令格式 312 寻址方式 313 单片机执行指令的过程 314 指令中符号意义说明32 数据传送类指令 321 内部RAM数据传送指令组 322 外部RAM数据传送指令组 323 程序存储器数据传送指令组 324 数据交换指令组 325 堆栈操作指令组 326 数据传送类指令汇总及说明33 算术运算类指令 331 加法指令组 332 带进位加法指令组 333 带借位减法指令组 334 加1指令组 335 减1指令组 336 乘除指令组 337 十进制调整指令 338 算术运算类指令汇总34 逻辑运算及位移类指令 341 逻辑与运算指令组 342 逻辑或运算指令组 343 逻辑异或运算指令组 344 累加器清零取反指令组 345 移位指令组 346 逻辑运算及位移类指令汇总35 控制转移类指令 351 无条件转移指令组 352 条件转移指令组 353 子程序调用与返回指令组 354 空操作指令 355 移位指令组 356 控制转移类指令汇总36 布尔变量操作类指令 361 位传送指令组 362 位置位复位指令组 363 位运算指令组 364 位控制转移指令组 365 布尔变量操作类指令汇总本章重点： MCS-51单片机的指令格式、寻址方式和指令执行过程。本章难点： 条件转移指令、子程序调用与返回指令的书写格式、功能和使用时的注意事项。教学目的和要求：掌握MCS-51单片机的指令格式、寻址方式、指令执行过程和MCS-51单片机指令系统的分类，并能编写简单的汇编语言程序。第四章 存储器与存储器扩展41 单片机扩展及系统结构 411 单片机的扩展结构 412 单片机扩展的实现42 扩展存储器编址及映象 421 存储器编址技术 422 存储映象43 程序存储器扩展 431 只读存储器概述 432 典型只读存储器芯片 433 程序存储器扩展举例44 数据存储器扩展 441 随机存储器概述 44典型随机存储器芯片 44随机存储器扩展举例 44扩展既可读又可写的程序存储器45 单片机存储器的特点 45多种存储器的交叠 45交叠存储器的实用本章重点: MCS-51单片机的存储器编址技术和存储映象概念。本章难点: MCS-51单片机的片内外程序存储器和数据存储器交叠配置的特点和使用方法。教学目的和要求：教学目的 使学生掌握MCS-51单片机的程序存储器和数据存储器的扩展技术。第五章 中断与定时51 微型计算机中断技术概述 51什么是中断 51中断功能 51中断处理流程52 MCS-51单片机中断系统 52中断源 52中断控制 52中断响应 52中断请求的解除53 MCS-51单片机定时器/计数器 53定时方法概述 53定时器/计数器的定时和计数功能 53定时器/计数器的控制寄存器 53定时工作方式0 53定时工作方式1 53定时工作方式2 53定时工作方式3 53用定时器/计数器进行外部中断扩展54 定时器/计数器与中断联合使用本章重点: MCS-51单片机的中断源的使用场合和使用方法，对于中断系统的控制方法、与中断系统有关的寄存器位定义及使用方法；与可编程定时器/计数器有关的控制寄存器的使用方法，MCS-51单片机定时器/计数器的四种工作方式。本章难点: 定时器/计数器与中断的联合使用教学目的和要求：教学目的： 使学生掌握MCS-51单片机的中断技术和可编程定时/计数器的使用方法。第六章 单片机I/O扩展及应用61 微型计算机I/O接口技术概述 61计算机为什么需要I/O接口电路 61接口与端口 61数据总线隔离技术 61I/O编址技术 61I/O数据传送的控制方式62 MCS-51单片机I/O口直接应用 62有关I/O的操作指令 62I/O口的直接应用63 单片机简单I/O扩展 63简单输入接口扩展 63简单输出接口扩展64 8255作单片机的可编程I/O扩展 64单片机的可编程I/O扩展 648255的逻辑结构和信号引脚 648255的工作方式及数据I/O操作 648255控制字及初始化编程65 单片机打印机接口技术 65微型打印机简介 65查询方式的打印驱动66 8155作单片机的可编程I/O扩展 668155的基本结构及工作方式 668155与MCS-51单片机的连接 668155的命令/状态字 668155的定时器/计数器 668155应用举例67 单片机键盘接口技术 67按键识别流程 67键盘接口及程序设计78 单片机LED显示器接口技术 78LED显示器 788155作LED显示器接口及显示程序本章重点: 8155的作为可编程I/O接口的扩展方法、工作方式及数据I/O操作过程。本章难点: 键盘接口技术和LED显示器接口技术教学目的和要求： 1掌握微型计算机的接口技术，熟悉掌握8155、8255等常用的可编程输入/输出接口电路的使用方法；2掌握微型打印机、键盘和LED显示器的使用方法。第七章 AT89C51/LV51单片机结构和原理 71 AT89C51 Flash 单片机 71AT89C51单片机的结构框图及引脚 71震荡器及工作方式 71对Flash 存储器及接口编程72 AT89LV51 Flash 单片机教学重点与教学难点： 片内闪存存储器(Flash Memory)的特点和使用方法。教学目的和要求：1掌握AT89C51/LV51单片机的内部结构及信号引脚功能；2掌握片内闪存存储器(Flash Memory)的特点和使用方法。五.学时分配表章序内容各教学环节学时分配作业题量备注讲授实验讨论习题课外其它小计1微型计算机基础22MCS-51单片机结构和原理43MCS-51单片机指令系统714存储器与存储器扩展5中断与定时6446单片机I/O扩展及应用214总计308240撰稿人：刘士光审稿人：系（院）领导：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 尔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