单片机原理及接口技术教学大纲1.doc

单片机应用技术教学大纲江西农业工程职业学院适用班级：07大专电子专业单片机应用技术教学大纲授课专业：电子信息工程一、课程性质与任务1. 课程性质“单片机应用技术”是电子信息工程专业的一门专业技术课，为必修课程。本课程共130学时，其中讲课94学时，实验36学时，一学年开设。2. 课程任务设置本课程的目的是让学员学习和掌握单片机的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用技术和发展现状。3. 课程特点本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。4. 选修课程本课程的选修课有“计算机电路基础”、“C语言”等。 二、课程的目标1知识目标本课程是在学生学完电子技术类基础课程和计算机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。单片机的微小体积和极低的成本，广泛地嵌入到如玩具、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产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。以80C51为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要。本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发及维护的能力。2能力使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发及维护的能力。三、学时分配序号 教学内容 课时 实验 1第1章 单片机硬件系统10 22第2章 单片机开发系统22 3 第3章 MCS-51指令系统1444第4章 汇编语言程序设计1665第5章 定时与中断系统1066第6章 单片机显示和键盘接口1027第7章 A/D与D/A转换接口1048第8章 串行口通信技术8 2 9第9章 单片机系统扩展82 10第10章 单片机应用设计与实例6 6总 计 9436四、理论教学内容与教学基本要求教学基本要求： 1 单片机原理部分要强调微机的组成，掌握用汇编语言编程。 2 单片机接口技术部分要强调芯片的引脚、功能以及使用，不必过多地介绍芯片的内部结构。 3 本课程实践性较强，教学中应使理论联系实际和重视实践环节。 4 本课程课时较多，分两学期讲，先讲单片机原理，再讲单片机接口技术。 课程教学内容 第一章 单片机硬件系统【教学目的与要求】 教学要求： 熟练掌握单片机的硬件组成以及CPU的基本结构和指令的执行过程；MCS51系列单片机基本结构；MCS51系列单片机的存储器结构；PC、PSW、SP、DPTR的作用。 掌握：堆栈的操作；8051的引脚功能 了解：MCS51系列单片机各代表型号的区别；复位和程序工作方式；复位电路和时钟电路的组成。 教学重点与难点一、重点：单片机的组成二、难点：MCS-51系列单片机结构和原理 【教学内容】 1.1 概述 1.2 MCS-51系列单片机结构和原理 1.3 并行I/O口电路结构 1.4 时钟电路与复位电路 1.5 单片机的工作过程 本章小结 习题1第二章 单片机开发系统【教学目的与要求】 熟练掌握单片机开发系统的操作原理教学重点与难点 一、重点: 单片机开发系统的操作原理 二、难点：单片机开发系统的调试 【教学内容】 2.1 单片机开发系统 2.2 单片机开发系统的功能 2.3 单片机应用系统的调试 2.4 Keil软件的使用 本章小结 习题2第三章 MCS-51指令系统【教学目的与要求】熟练掌握111条指令的功能及其对标志位的影响；能够正确写出指令运行后相关单元的内容变化。 了解：指令的长度；指令周期；指令机器码的手工查表法；寻址方式 教学重点与难点一、重点: 1、MCS-51的寻址方式；2、MCS-51指令系统；3、综合编程。二、难点: 位寻址【教学内容】 3.1 简介 3.2 寻址方式 3.3 指令系统 3.3.1 指令系统中的符号说明 3.3.2 数据传送类指令 3.3.3 算术运算类指令 3.3.4 逻辑运算及移位类指令 3.3.5 控制转移类指令 3.3.6 位操作类指令 3.3.7 常用伪指令 本章小结 习题3第四章 汇编语言程序设计【教学目的与要求】熟练掌握：4种基本结构的程序的设计方法；多个单字节数求累加和以及平均数；2个多字节数求累加和；2个无符号数比较大小；求多个无符号数的最大/最小值；数组传送；关键字的查找与统计；8位二进制与BCD码或ASCII码的转换；查表程序的设计。 掌握：汇编语言源程序的格式；伪指令DB、ORG、END的应用 了解：程序设计语言；伪指令的功能 教学重点与难点一、重点:综合编程。二、难点: 查表程序。【教学内容】 4.1 概述 4.2 简单程序设计 4.3 分支程序设计 4.3.1 分支程序实例 4.3.2分支程序结构 4.4 循环程序设计 4.4.1 循环程序实例 4.4.2 循环程序结构 4.5 查表程序 4.6 子程序设计与堆栈技术 4.6.1 子程序实例 4.6.2 堆栈结构 4.6.3 子程序结构 4.7 实用汇编子程序举例 4.7.1 代码转换程序 4.7.2 算术运算子程序 4.7.3 查找、排序程序 本章小结 习题4 第五章 定时与中断系统【教学目的与要求】熟练掌握：熟练掌握：MCS51单片机内部定时计数器的设置和应用；TMOD、THx、TLx的格式；初值的计算方法； MCS51单片机内部定时计数器的结构与工作过程；方式1和方式2的使用。 了解：定时和计数的实现方法；定时与计数的区别；中断的一些概念。MCS51单片机的中断系统的结构和IP、IE、TCON的格式；MCS51中断系统的设置；MCS51单片机的中断处理过程。 掌握：中断处理全过程；中断优先级的确定方法。 教学重点与难点一、重点: 1、定时器/计数器的结构与工作原理：定时/计数器的控制、定时/计数器的初始化；2、定时/计数器的操作模式及应用以及MCS51单片机的中断系统的结构和IP、IE、TCON的格式。二、难点: 操作模式的应用范围。【教学内容】 5.1 定时/计数器 5.1.1 单片机定时/计数器的结构 5.1.2 定时计/数器的工作方式 5.1.3 定时/计数器的编程和应用 5.2 中断系统 5.2.1 MCS-51的中断系统 5.2.2 中断有关概念和寄存器 5.2.3 中断处理过程 5.2.4 外部中断源的扩展 5.2.5 中断系统的应用 本章小结 习题5 第六章 单片机显示和键盘接口【教学目的与要求】熟练掌握：MCS51单片机内部并行口的应用；七段LED显示器与单片机的4种接口电路和驱动程序的编制；MCS51单片机与发光二极管和开关的连接与驱动程序的编制。 了解：单片机与显示器接口以及单片机与键盘接口的特点。教学重点与难点 一、重点: 6.1 单片机与显示器接口；单片机与键盘接口。 二、难点: 键盘与显示器综合应用 【教学内容】 6.1 单片机与显示器接口 6.1.1 LED静态显示器 6.1.2 LED动态显示器 6.1.3 LED大屏幕显示器 6.1.4 LCD液晶显示器和接口 6.2 单片机与键盘接口 6.2.1 键盘工作原理 6.2.2 独立式按键 6.2.3 矩阵式键盘 6.3 键盘与显示器综合应用 6.4 可编程键盘/显示器接口 本章小结 习题6第七章 A/D与D/A转换接口【教学目的与要求】 熟练掌握：A/D转换器接口以及D/A转换器接口的组成和功能。了解：端口的编址方式和特点；无条件和查询方式下接口电路的组成。 教学重点与难点一、 重点: 外设端口的编址方式二、难点: DAC0832单缓冲方式的接口与应用 ；DAC8032双缓冲方式的接口与应用。【教学内容】 7.1 A/D转换器接口 7.1.1 典型A/D转换器芯片ADC0809 7.1.2 MCS-51单片机与ADC0809接口 7.1.3 应用举例 7.2 D/A转换器接口 7.2.1 典型D/A转换器芯片DAC0832 7.2.2 DAC0832单缓冲方式的接口与应用 7.2.3 DAC8032双缓冲方式的接口与应用 本章小结 习题7第八章 串行口通信技术【教学目的与要求】 了解串行通信的基本方式、分类以及MCS-51的串行接口结构。教学重点与难点 一、重点: 串行通信基础；串行通信的分类二、难点: 双机通信软件编程以及PC机和单片机之间的通信。【教学内容】 8.1 串行通信基础 8.1.1 串行通信的分类 8.1.2 串行通信的制式 8.1.3 串行通信的接口电路 8.2 串行通信总线标准及其接口 8.2.1 RS-232C接口 8.2.2 RS-449、RS-422A、RS-423A标准接口 8.2.3 20mA电流环串行接口 8.3 MCS-51的串行接口 8.3.1 MCS-51串行口结构 8.3.2 MCS-51串行口的工作方式 8.3.3 MCS-51串行口的波特率 8.4 MCS-51单片机之间的通信 8.4.1 双机通信硬件电路 8.4.2 双机通信软件编程 8.4.3 多机通信 8.5 PC机和单片机之间的通信 8.5.1 接口设计 8.5.2 软件编程 本章小结 习题8第九章 单片机系统扩展【教学目的与要求】熟练掌握：MCS51单片机与RAM和ROM芯片的连接。 掌握：常用半导体存储器芯片的使用；MCS51单片机三总线的形成；半导体存储器芯片的分类及特点。 了解：存储器的分类；存储器与CPU连接时主要考虑的问题；存储器容量与半导体存储器芯片容量的区别。 教学重点与难点一、重点: MCS51单片机的结构二、难点: 8051单片机的引脚以及三总线的形成【教学内容】 9.1 程序存储器扩展 9.1.1 单片机程序存储器概述 9.1.2 EPROM程序存储器扩展实例 9.1.3 EPROM扩展实例 9.2 数据存储器扩展 9.2.1 数据存储器（RAM）概述 9.2.2 静态RAM的扩展实例 9.2.3 快擦写型存储器（Flash Memory）的扩展 9.2.4 集成动态随机RAM简介 9.3 I/O口的扩展 9.3.1 MCS-51内部并行I/O口及其作用 9.3.2 简单的I/O口扩展 9.3.3 串行口的I/O口扩展 9.3.4 采用PSD芯片扩展I/口 本章小结 习题第十章 单片机应用设计与实例【教学目的与要求】掌握应用设计的全过程教学重点与难点一、重点: 单片机应用系统开发的一般方法二、难点: 课程设计【教学内容】10.1 课程设计电脑钟的设计与制作 10.1.1.设计要求 10.1.2 总体方案 10.1.3 硬件设计 10.1.4 软件设计 10.1.5 系统调试与脱机运行 10.2 应用系统实例单片机温度控制系统 10.2.1 技术指标 10.2.2 控制方案 10.2.3 硬件设计 10.3 单片机应用系统开发的一般方法 10.3.1 确定任务 10.3.2 总体设计 10.3.3 硬件设计 10.3.4 软件设计 10.3.5 系统调试 10.4 单片机应用系统实用技术 10.4.1 低功耗设计 10.4.2 加密设计 10.5 抗干扰设计 10.5.1 电源、地线、传输干扰及其对策 10.5.2 硬件抗干扰措施 10.5.3 软件抗干扰措施 本章小结 习题10第四部分 实训部分教学要求和教学内容 教学基本要求 通过实验使学生熟悉单片机的内部结构、MCS51单片机的指令系统、MCS51单片机的并行口、中断系统、定时计数系统以及各种外部扩展电路，掌握编程方法，熟练掌握仿真器、编程器等单片机系统的开发工具的使用，为今后更好地从事单片机系统的开发奠定基础。 1单片机原理部分要强调程序的调试方法。 2单片机接口技术部分要驱动程序的设计方法。 一、实验内容（实验总学时数32学时） 1实验一 单片机开发系统的操作练习2实验二信号灯的控制13实验三指令的应用4实验四存储器块清零5实验五存储块移动6实验六 二进制到BCD转换7实验七信号灯的控制28实验八P1口输入、输出实验9实验九中断实验10实验十定时器/计数器11实验十一 简单I/0口扩展实验(一)12实验十二显示器接口13实验十三 A/D转换实验14实验十四 D/A转换实验15实验十五两级中断及定时器门控工作方式16实验十六定时器实验2（电子秒表）17实验十七串行通信18实验十八键盘输入实验二、关于实验的说明 1单片机原理与接口技术是一门实践性很强的课程，它并无高深理论，主要靠实验来获得基本技能和编程知识，通过实验，培养科技开发能力。上述实验内容必须进行；所有实验考核及格者方允许参加理论考试。 2. 实验跟随课程进行安排；实验学时可以根据实际情况进行调整。 六、学生学习要求及考核1学习要求：（1） 单片机原理的组成，掌握用汇编语言编程。 （2） 单片机接口技术部分要强调芯片的引脚、功能以及使用，（3）理论联系实际。 2考核要求：本课程采用笔试和实训两种考核方式。笔试采用闭卷形式；实验采用平时成绩；产、学、研实践、课程设计根据设计题目的难易程度、调试情况和说明书共同给定成绩。 考试形式：卷面考试与作业相结合评分说明：理论考试60%（其中平时20%；其中测验20%；期末60%），实训成绩40%。七、使用说明1大纲的适用范围 本教学大纲适用于电子工程系计算机应用专业的学生。2教学建议教学方法：本课程采用了多种教学方法。具体方法和手段的确定以有利于课程内容的学习和取得好的教学效果为原则。教学形式：本课程以文字教材为主要教学媒体，包括主教材和实验指导书。录像教材为辅助教学媒体，按专题讲授课程的重点、难点和期末复习指导。具体内容如下：(1) 多媒体课件演示：主要用于课程要点、难点的讲解，图形图像资料和模拟演示等。预制的课件条理清晰、利于更新，信息量大，教学效果远远超过传统授课方式，作为课堂授课辅助工具效果明显；(2) 板书：从问题提出、算法选择、流程设计到各局部流程的程序实现等实例分析过程一般采用板书方式较好，以便学生主动思考，参与思考过程，帮助加深理解。在大力推广使用多媒体课件的同时，板书仍然是重要方法之一，不