《单片机原理及应用》课程教学大纲.doc

单片机原理及应用课程教学大纲英文译名：Principle and appliction of single-chip-computer适用专业： 计算机科学与技术适用层次： 专升本学 分 数：6 总学时数：96 一、本课程教学目的和任务单片机原理及应用是面向计算机科学与技术及相关专业本科生的专业课，以MCS51系列单片机为对象，全面系统地阐述了单片微机的原理及应用。本课程是微机接口原理与应用的后续课程，使学生在了解一般微机原理的基础上，进一步学习单片机的原理及应用。MSC51系列单片机是目前应用很广的一种单片微机，被广泛应用于工业控制、机电和家电产品，在一般的嵌入式系统中也有大量的应用。本课程系统地讲授MSC51单片机的硬件结构、指令系统、扩展方法及一般应用，让学生对微机系统的原理与应用有进一步的了解，特别是对将微机应用于工业控制并进一步发展为嵌入式系统，有相当的作用。本课程是相关专业毕业前最后几门专业课之一。学好本课程，将为学生的毕业设计提供了必要的技能训练，并为学生今后从事相关专业的工作，打下良好的基础。 二、本课程的基本要求1、了解MCS51系列单片机的硬件结构，对MCS51系列单片机的一般原理，主要功能及工作方式有较深入的理解。2、熟悉MCS51系列单片机的指令系统，并能熟练编写相关的应用程序。3、了解MSC51系列单片机的扩展方法，能使用一些常用的存储器芯片、输入/输出芯片等与MSC51系列单片机组成较完整的、能够正常运行的单片机电路。4、了解MSC51系列单片机在实际应用中的一般性使用方法，并能用一些常用的集成电路，与MSC51系列单片机组成有实际应用价值的单片机控制电路。 三、本课程与其他课程的关系(前修课程要求等)先修课：计算机组成原理与汇编语言、微型计算机接口技术及应用、数字电子与数字逻辑。后续课：本课程要求学生有一定硬件知识基础。课程教学中需要使用组成原理、接口技术、汇编语言、数字逻辑等的一些知识。如果学生没有学好这些知识，应适当自学补充。本课程特别会用汇编语言编程、组成原理的知识，学生最好先复习一下原来学习的汇编语言、组成原理的知识。四、课程内容第一章 微型计算机的基本概念 学习目的和要求1. 了解冯.诺依曼计算机的思想2. 掌握各中数制之间的转换3. 掌握通用微机的组成结构 考核知识点1. 冯.诺依曼计算机体系结构2. 不同数制之间的转换，反码、补码的表示3. 存储器 考核要求(一) 冯.诺依曼计算机体系结构1. 识记：微型计算机2. 领会：微型计算机的组成及体系结构3. 简单应用：分析微型计算机的各个部分4. 综合应用：阐述微型计算机各部分地区的作用及工作原理(二) 不同数制之间的转换，反码、补码的表示1. 识记： 数制2. 领会：数及数的表示3. 简单应用：不同数制之间的转换4. 综合应用：不同数制之间的转换及反码、补码的表示(三) 存储器1. 识记：存储器2. 领会：不同类型存储器的存储原理、堆栈原理3. 简单应用：正确区别不同类型存储器4. 综合应用：计算存储器的地址第二章 MCS51系列单片机的硬件结构 学习目的和要求1. 了解MCS51系列单片机的主要功能及结构框图2. 掌握MCS51系列单片机中存储器的安排、特性及使用方法3. 掌握MCS51系列单片机中定时器/计数器的原理及使用方法4. 掌握MCS51系列单片机中并行、串行输入/输出接口的原理及使用方法5. 掌握MCS51系列单片机中中断系统的结构及使用方法6. 了解MCS51系列单片机的复位和节电工作方式 考核知识点1. MCS51系列单片机的主要功能2. MCS51系列单片机存储器的安排方法3. MCS51系列单片机的定时器/计数器、并行输入/输出接口、串行输入/输出接口的工作原理及使用方法4. MCS51系列单片机的中断系统的结构5. MCS51系列单片机的复位状态 考核要求(一) MCS51系列单片机的主要功能1、 识记：MCS51系列单片机的各功能组成部分2、 领会：MCS51系列单片机的主要功能3、 简单应用：分析MCS51系列单片机的各功能模块4、 综合应用：能熟练使用MCS51系列单片机的各种功能(二) MCS51系列单片机存储器的安排方法1. 识记：MCS51系列单片机存储器的分类2. 领会：MCS51系列单片机存储器的作用3. 简单应用：MCS51系列单片机存储器的使用4. 综合应用：MCS51系列单片机存储器的使用(三) MCS51系列单片机的定时器/计数器、并行输入/输出接口、串行输入输出/接口的工作原理及使用方法1. 识记：MCS51系列单片机的定时器/计数器、并行输入/输出接口、串行输入输出/接口的功能2. 领会：MCS51系列单片机的定时器/计数器、并行输入/输出接口、串行输入输出/接口的原理3. 简单应用：MCS51系列单片机的定时器/计数器、并行输入/输出接口、串行输入输出/接口的使用4. 综合应用：MCS51系列单片机的定时器/计数器、并行输入/输出接口、串行输入输出/接口的使用(四) MCS51系列单片机的中断系统的结构1. 识记：MCS51系列单片机中断源的种类2. 领会：MCS51系列单片机各中断源中断优先级的安排3. 简单应用：MCS51系列单片机各中断源的使用方法4. 综合应用：MCS51系列单片机各中断源的使用方法(五) MCS51系列单片机的复位状态1. 识记：MCS51系列单片机的复位方法2. 领会：MCS51系列单片机复位作用3. 简单应用：MCS51系列单片机复位后的状态4. 综合应用：MCS51系列单片机复位后的运行状态第三章 MCS51系列单片机的指令系统和汇编语言程序示例 学习目的和要求 1 了解MCS51系列单片机指令的寻址方式2 掌握MCS51系列单片机各类指令3 理解并掌握MCS51系列单片机伪指令格式及使用方法4 能使用MCS51系列单片机的指令系统编写初步的应用程序 考核知识点1. MCS51系列单片机指令的寻址方式2. MCS51系列单片机各类指令的使用3. MCS51系列单片机各类伪指令意义及使用方法4. MCS51系列单片机的编程 考核要求(一) MCS51系列单片机指令的寻址方式1. 识记：MCS51系列单片机指令的寻址方式2. 领会：MCS51系列单片机各类寻址方式的特点3. 简单应用：MCS51系列单片机各类寻址方式的简单应用4. 综合应用：MCS51系列单片机各类寻址方式的综合应用(二) MCS51系列单片机各类指令的使用1. 识记：MCS51系列单片机指令的分类2. 领会：MCS51系列单片机各类指令功能3. 简单应用：MCS51系列单片机各类指令的使用4. 综合应用：MCS51系列单片机各类指令的使用(三) MCS51系列单片机各类伪指令意义及使用方法1. 识记：MCS51系列单片机各类伪指令的意义2. 领会：MCS51系列单片机各类伪指令的意义3. 简单应用：MCS51系列单片机各类伪指令的使用方法4. 综合应用：利用伪指令编写完整的MCS51系列单片机应用程序(四) MCS51系列单片机的编程1. 识记：MCS51系列单片机编程的意义2. 领会：MCS51系列单片机程序的结构和编程方法3. 简单应用：编写简单的MCS51系列单片机程序4. 综合应用：编写较复杂的MCS51系列单片机程序第四章 MCS51系列单片机的扩展 学习目的和要求1. 了解怎样构成MCS51系列单片机的最小系统2. 掌握MCS51系列单片机片外程序存储器和片外数据存储器的扩展方法3. 掌握MCS51系列单片机I/O接口的扩展方法及编程4. 能够独立设计出包括片外程序存储器、片外数据存储器、I/O接口及相应程序的完整的单片机系统 考核知识点1. MCS51系列单片机片外程序存储器的扩展2. MCS51系列单片机片外数据存储器的扩展3. MCS51系列单片机I/O接口的扩展及编程4. MCS51系列单片机系统的综合设计 考核要求(一) MCS51系列单片机片外程序存储器的扩展1. 识记：MCS51系列单片机的最小系统2. 领会：MCS51系列单片机片外程序存储器的扩展原理及方法3. 简单应用：MCS51系列单片机片外程序存储器的扩展4. 综合应用：设计带有片外程序存储器的MCS51系列单片机系统，并能正确计算出地址空间(二) MCS51系列单片机片外数据存储器的扩展1. 识记：MCS51系列单片机片内RAM与片外RAM的区别2. 领会：MCS51系列单片机片外数据存储器的扩展原理及方法3. 简单应用：MCS51系列单片机片外数据存储器的扩展及存储器地址空间的计算4. 综合应用：设计同时带有片外程序存储器、片外数据存储器的MCS51系列单片机系统，并能正确计算出地址空间(三) MCS51系列单片机I/O接口的扩展及编程1. 识记：MCS51系列单片机片内I/O接口与扩展I/O接口的区别2. 领会：MCS51系列单片机扩展I/O接口的方法3. 简单应用：设计带有扩展I/O接口的MCS51系列单片机系统4. 综合应用：设计带有扩展I/O接口的MCS51系列单片机系统，并按相应电路进行编程(四) MCS51系列单片机系统的综合设计1. 识记：完整的MCS51系列单片机应用系统2. 领会：设计完整的MCS51系列单片机系统的方法3. 简单应用：设计一个包括片外程序存储器、片外数据存储器、扩展I/O接口的完整的MCS51系列单片机系统4. 综合应用：设计一个包括片外程序存储器、片外数据存储器、扩展I/O接口的完整的MCS51系列单片机系统，并按相应电路进行编程 第五章 MCS51系列单片机的接口与应用 学习目的和要求1. MCS51系列单片机接口的性质和任务2. 掌握MCS51系列单片机片与几种常用的外设的接口方法3. 能编写MCS51系列单片机对几种常用的外设的控制程序 考核知识点1. MCS51系列单片机片与开关、键盘的接口方法及编程2. MCS51系列单片机片与LED及LED数码管的接口方法及编程3. MCS51系列单片机与A/D、D/A转换器的接口方法及编程 考核要求(一) MCS51系列单片机片与开关、键盘的接口方法及编程1. 识记：开关、键盘的工作原理2. 领会：MCS51系列单片机片与开关、键盘的接口方法3. 简单应用：设计一个键盘与MCS51系列单片机的接口电路4. 综合应用：设计一个带键盘输入的MCS51系列单片机系统，并编写相应的键盘扫描程序(二) MCS51系列单片机片与LED及LED数码管的接口方法及编程1. 识记：LED及LED数码管的显示原理2. 领会：MCS51系列单片机片与LED及LED数码管的接口方法3. 简单应用：设计一个LED数码管与MCS51系列单片机的接口电路4. 综合应用：设计一个带LED数码管显示的MCS51系列单片机系统，并编写相应的LED数码管显示程序(三) MCS51系列单片机片与A/D、D/A转换器的接口方法及编程1. 识记：A/D、D/A转换器的工作原理2. 领会：MCS51系列单片机片与A/D、D/A转换器的接口方法3. 简单应用：设计一个A/D、D/A转换器与MCS51系列单片机的接口电路4. 综合应用：设计一个带A/D、D/A转换器的MCS51系列单片机系统，并编写相应的转换程序 五、其它1、 习题或作业各教学点可根据具体情况选作教材或指导书上的习题2、 各教学点可根据具体情况按实验指导书中的要求开设实验序号拟开出实验项目名称选项实验学时数面向专业1P1口实验必做4计算机科学与技术2中断实验必做4计算机科学与技术3双机通信实验必做4计算机科学与技术4D/A转换实验必做4计算机科学与技术建议：必做实验的学时应集中时间安排。3、 课程设计各教学点可根据课程设计指导书上的要求指导学生进行(专科不要求) 六、建议选用教材及主要参考书(写明名称、编著者、出版社、出版时间)1、 教材单片微机原理及应用（第2版） 丁元杰主编 机械工业出版社单片微型计算机原理及应用（第1版） 张毅坤等编著 西安电子科技大学出版社 2、参考书（1） MCS51单片计算机应用手册 中国英特尔计算机用户协会（2）