大庆职业学院代码0307090051

1、百度文库大庆职业学院代码 0307090051单片机应用技术课程教学大纲高职 3 年制电气自动化专业适用（90 学时）编写单位：机电工程系执笔人：王玉民、张晔、田贵福一、课程的性质和任务本课程是电气自动化专业必修的职业技能课；是一门应用性和实践性都很强的课程。本课程的教育目标及任务是：通过任务驱动的教学模式，使学生在解决一个个任务的过程中掌握单片机的基本性能和利用单片机构成应用系统的基本方法，具备对小型单片机应用系统进行调试的基本能力，形成单片机小产品开发的基本思路。为以后对单片机应用系统进行分析、调试和开发或从事相关工作提供必要的技术基础。二、课程在本专业课程结构中的作用本门课程为职业技能课

2、，其先导课程是电工技术 、电子技术，涉及数字电子技术的内容较多。该课程最好开设在传感器课程之后，以便于构建较为完整的单片机应用系统。该课程对于电气自动化专业的学生向自动化方向发展，尤其是培养其工业控制的基本思想和单片机产品开发调试的应用能力，以及形成良好的职业能力占有举足轻重的作用。三、教学活动的实施原则1体现“知识为技能服务，技能为综合能力和素质服务”的教学思想。教学全过程以单片机应用能力培养为主线，淡化理论难度和深度，强化单片机各个功能部件的使用，力求通过各种学习任务的构建，使学生即学即用，尽快缩短从初学到使用的距离。2 适应学生认知能力，以“宽、浅、新、用”的原则确定教学内容。“宽”是知

3、识面宽，针对学生基础不同、接受能力不同的现状，对逻辑思维能力较强的学生，组织部分选学内容和课外阅读资料，以拓宽学生视野，培养学习能力，对于其余大部分学生不做这方面要求；“浅”是指对教学内容的描述要做到点到为止、够用为度、通俗易懂；“新”是要体现单片机应用的新知识、新技术和新工艺；“用”是注重应用、面向实践。3 教学各环节关注学生的全面发展，注重对其进行职业能力的培养。如在实践环节针对故障情况培养学生分析问题、解决问题的能力；课下适当布置自学内容，对逻辑思维能力较强的学生提供课外阅读资料等，培养其学习能力；在实践环节对学生进行创新意识和实践能力的培养等。4以任务为驱动合理组织教学内容，采用“引、

4、 学、练、用” 相结合的结构组织形式，使学生能够从兴趣出发，循序渐进地学习单片机、应用单片机。基本做法是：以任务的形式引出教学内容；围绕任务学习相关知识并最终完成任务；在此基础上进行必要的实践课题训练；在必要的知识和能力环节结束后，能够综合运用所学知识进行单片机系统的基本1百度文库设计和调试。5以市场为导向，面向职业岗位群。教学上选取目前在市场上应用最为普遍的80C5l系列单片机为例进行讲述，实践环节选用了美国ATMEL 公司的 AT89 系列产品。使培养的学生在毕业后就能适应岗位的需要。四、本课程的基本要求通过本课程的学习，应达到的基本要求是：1、能够掌握单片机的基本结构，形成程序设计和系统

5、调试的基本能力，具备单片机硬件扩展的基本能力。2、接受必要的实践技能训练，能独立完成单片机软硬件实验，养成严谨的工作作风。3、形成自学能力，和在今后的工作中进一步提高有关单片机新知识、新工艺的初步能力。五、各部分课程内容及要求基础篇核心能力要求1熟悉单片机引脚，能正确使用2熟练使用仿真器、固化器3用右脑图像记忆法建立单片机内部结构框架体系，为单片机应用系统设计打下坚实基础4掌握基本I/O 口的使用5熟练并正确使用典型指令6掌握 3 种程序结构的设计方法，能正确完成教师给定的设计任务第 1 单元单片机概述1教学内容要点：学习单片机的方法建议数制、编码及单片机中有符号数的表示。 80C51 单片机

6、的引脚分类， 80C51 典型产品的资源配置2培养目标：知识目标了解学好该课程的基本方法，明确单片机的基本概念了解单片机的应用领域，激发学好该课程的动力了解 ASCII 码的组成，深入理解BCD 码的实质熟练掌握单片机中数制的表示方法，掌握单片机中有符号数的表示了解 80C51单片机的引脚分类，明确80C51典型产品的资源配置能力目标2百度文库能熟练进行进制转换能正确区分二进制数和8421BCD码能正确进行有符号数的原码、反码和补码表示能说出 80C51单片机的引脚结构能说出 80C51典型产品的资源配置3作业安排和要求：作业安排上，每节的内容至少安排一道作业题，要求学生在正确理解所学内容的基

7、础上、认真、工整及时地完成。同时应适当安排思考题和预习任务。第 2 单元80C51 单片机内部结构1教学内容要点：80C51 单片机的结构特点和存储器配置，完成任务一：单片机系统的开发演示2培养目标：知识目标熟悉 80C51 单片机的内部结构熟悉 80C51 单片机并行I/O 口的特点和功能掌握 80C51 单片机各组成部分的功能和特点熟悉 80C51 单片机存储器的配置情况理解时钟的概念，明确复位的意义能力目标能说出 80C51 单片机的硬件组成和各功能部件的作用能画出 80C51单片机内外存储器的配置图能在头脑中形成清晰的单片机内部结构框架熟记 80C51单片机关键程序存储单元的入口地址能

8、正确搭接时钟和复位电路3. 应达到的要求：1）了解：单片机发展趋势；引脚分类；80C51 单片机并行I/O 口的特点和功能。3百度文库2）掌握：单片机的概念；单片机的应用；单片机的内部结构；80C51 单片机内外存储器的配置图；时钟的概念。3）重点：形成对单片机的外部引脚和内部组成的清晰框架，真正掌握80C51 单片机脱机运行的外部连接线路。同时初步形成对80C51 工作原理的理解。4与课程相关的实践技能要求：实验一单灯点亮1）内容：熟悉单片机I/O 接口的线路连接；学习仿真器的使用方法；学习单片机I/O接口的控制方法。2）技能要求：能独立连接电子线路；独立调试程序。5作业安排和要求：作业安排

9、上，每节的内容至少安排一道作业题，要求学生在正确理解所学内容的基础上、认真、工整及时地完成。同时应适当安排思考题和预习任务。第 3 单元80C51 单片机指令系统1教学内容要点：本单元介绍单片机指令系统基础、寻址方式以及各类指令。完成五个任务：任务二彩灯任务三单片机作算术运算任务四单片机作逻辑运算任务五按键控制流水灯任务六LED 显示器2培养目标：知识目标了解指令及指令系统常识熟悉指令中常用符号在理解的基础上牢记7 种寻址方式熟悉各类指令的功能及应用范围掌握振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期的概念，了解时序的意义能力目标能正确书写指令，不随意创造并使用“非法指令”能使用指令完成各种常规任务

10、能正确区分振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期3. 应达到的要求：1）了解：指令及指令系统常识；寻址方式的概念；时序的含义。4百度文库2）掌握：指令中常用符号；7 种寻址方式；各类指令的功能及应用范围, 机器周期。3）重点：在掌握 7 种寻址方式的基础上，进一步理解各类指令的功能，并在此基础上能使用指令完成各种常规任务。4与课程相关的实践技能要求：实验二流水灯及系统脱机运行1）内容：学习数据传送指令和移位指令的应用；学习单片机输出口的控制；学习程序固化及脱机运行的方法。2）技能要求：能完成线路正确连线，掌握程序固化及脱机运行的方法。5作业安排和要求：作业安排上，每节的内容至少安排一道作业题，

11、要求学生在正确理解所学内容的基础上、认真、工整及时地完成。同时应适当安排思考题和预习任务。6自学内容及要求：自学内容：课堂教学环节略去的例题；位操作指令用于交流电机的启、停控制部分。要求：本课程学时较多，课堂教学环节基本能满足教学计划规定的要求。考虑到学生的实际情况和高职教学要以“必需、够用”为度，所以课堂教学环节对理论性要求较强且非专业必需的内容有所省略，对于学习比较吃力的学生不做自学要求。其他同学只需自学课堂教学环节略去的例题部分。第 4 单元单片机编程技术1教学内容要点：本单元介绍80C51 单片机程序设计的基本方法。完成任务七：冒泡排序法2培养目标知识目标了解汇编语言的特点，明确程序设

12、计的基本思路熟悉汇编语言的语句结构理解伪指令的功能熟悉几种基本的程序结构能力目标能正确使用80C51 常用伪指令能正确书写汇编语言程序程序结构的要求？ 能读懂教材中的程序实例，学会编写同等难度的应用程序3应达到的要求：5百度文库1）了解： 汇编语言的特点；程序设计的基本思路；伪指令；电路的作用及组成，应用电路模型的意义；理解电路基本物理量的含义；电器设备的额定值的含义。2）掌握： 汇编语言的语句结构；汇编语言程序的编写；80C51 常用伪指令；基本的程序结构；教材中的程序实例。3）重点：在 明确程序设计的基本思路的情况下，熟悉常用伪指令和汇编语言程序的书写形式，学会编写同等难度的应用程序。4与

13、课程相关的实践技能要求：实验三程序设计（选做）1）内容：熟悉汇编语言的基本格式、伪指令的使用方法；学习单片机应用程序的设计方法。2）技能要求：能熟练使用LCA51 编辑软件调试程序。实验四交通灯的设计1）内容：熟悉单片机I/O 接口的线路连接；学习顺序控制程序的编程技术。2）技能要求：能根据线路正确连线，熟练完成程序的编写。实验五以循环方式实现流水灯1）内容：进一步熟悉单片机I/O 接口的线路连接；学习循环程序的编程技术。2）技能要求：能熟练完成线路的连接与程序的调试。5作业安排和要求：作业安排上，每节的内容至少安排一道作业题，要求学生在正确理解所学内容的基础上、认真、工整及时地完成。同时应适

14、当安排思考题和预习任务。应用篇此篇围绕单片机应用产品温度控制器的开发来实现，共分 4 个单元，每单元安排数量不等的子任务分别解决温度控制器设计中的不同问题，共同实现一个任务温度控制器。任务描述设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时，控制器断开电加热设备；当室内温度比设定温度小2 C 时，控制器接通电加热设备。控温范围： 051 C控温精度：1 C核心能力要求1熟练设置中断2熟练进行定时/计数功能设置3掌握中断与定时/计数器综合应用的方法4掌握串行口扩展和双机串行通信的方法5能正确进行矩阵键

15、盘、LED 显示器、点矩阵显示器等接口扩展6掌握 A/D 、 D/A 转换的典型应用6百度文库7能正确使用继电器完成弱电对强电的控制第 5 单元中断系统和定时/计数器1教学内容要点：本单元介绍单片机中断系统的原理、类型、定时/ 计数器的工作方式及其应用。完成子任务 8-1 温度设定值输入 、 8-2 温度采集时间处理2培养目标知识目标理解中断的概念，明确单片机的中断响应过程掌握特殊功能寄存器IE、 IP 、 TCON 、 SCON 和 TMOD的设置方法熟悉中断优先控制的方法明确定时 / 计数器的4 种工作方式的特点，掌握定时/ 计数初值的计算方法能力目标能正确描绘出单片机的中断响应过程熟记

16、80C51单片机的5 个中断源及其中断入口地址能按要求正确设置特殊功能寄存器IE、 IP、 TCON 、 SCON 和 TMOD能正确描绘定时/ 计数器的4 种工作方式，重点掌握方式1 、方式 2 的应用学会定时 / 计数初值的计算能读懂教材中的控制实例，学会编写同等难度的中断、定时/ 计数程序3应达到的要求：1）了解：单片机的中断响应过程；中断优先控制的方法；电路的作用及组成，应用电路模型的意义；理解电路基本物理量的含义；电器设备的额定值的含义。2）掌握：中断的概念；5 个中断源及其中断入口地址；正确设置特殊功能寄存器IE、IP、TCON 、SCON 和 TMOD ；定时 /计数器的 4 种

17、工作方式中的方式 1、方式 2；定时 /计数初值的计算；控制实例。3）重点：在理解中断概念的基础上，重点掌握外中断程序与定时 / 计数器的方式1、方式 2 的程序设计方法。4与课程相关的实践技能要求：实验六中断控制流水灯7百度文库1）内容：学习外部中断的基本用法；掌握中断处理程序的编程方法。2）技能要求：能熟练连接硬件线路，编制中断程序。实验七简易方波发生器1）内容：掌握定时器初值的计算方法； 学习定时器的使用及定时中断程序的设计方法；掌握方波信号发生器的设计方法。2）技能要求：能根据线路正确连线，熟练使用示波器测量方波。实验八音乐门铃1）内容：掌握中断与定时/计数综合程序的设计方法；学习音乐

18、门铃的设计过程2）技能要求：能熟练连接硬件线路；编制音乐程序。5作业安排和要求：作业安排上，每节的内容至少安排一道作业题，要求学生在正确理解所学内容的基础上、认真、工整及时地完成。同时应适当安排思考题和预习任务。6自学内容及要求：自学内容：中断嵌套、外部中断源的扩展以及课堂教学环节略去的例题。要求：能够读懂上述内容。第 6 单元串行口与通信器1教学内容要点：本单元介绍单片机串行通信的基础知识、串行口结构、工作方式，以及串行接口扩展和串行通信的方法、应用。完成子任务8-3 向上位机串行通信2培养目标知识目标了解并行通信与串行通信的含义理解波特率的概念，学会波特率的计算方法 掌握特殊功能寄存器SC

19、ON 和 PCON 的 SMOD位的设置方法明确串行口四种工作方式的特点，掌握方式1 、方式 2 、方式 3 的程序编制方法了解 RS-232C 、 RS-422A和 RS485基本性能理解双机通信和多机通信的基本过程能力目标能按要求正确设置特殊功能寄存器SCON 和 PCON 的 SMOD位能区分串行口的4 种工作方式，熟悉程序的编制方法能读懂教材中的控制实例，学会编写同等难度的控制程序8百度文库3应达到的要求：1）了解：并行通信与串行通信的含义；RS-232C、RS-422A 和 RS485 基本性能；多机通信。2）掌握：波特率的计算方法；设置特殊功能寄存器SCON 和 PCON 的 SM

20、OD 位；串行口方式1、方式 2、方式 3 程序的编制方法；双机通信。3）重点：在理解串行通信含义基础上，学习的重点是编制串行通信程序。4与课程相关的实践技能要求：实验九串行输出控制彩灯（选做）1）内容：熟悉 74LS164 的使用， 掌握串行口的基本应用方法；学习串行口的扩展技术，掌握串行口相关寄存器的设定方法。2）技能要求：能熟练掌握串行口扩展显示器的电路设计原理和编程方法。实验十双机通信（选做）1）内容：学习双机通信的常识；掌握双机通信程序状态字的设置方法；学习双机通信程序的编制方法。2）技能要求：能熟练掌握双机通信编程方法。5作业安排和要求：作业安排上，每节的内容至少安排一道作业题，要

21、求学生在正确理解所学内容的基础上、认真、工整及时地完成。同时应适当安排思考题和预习任务。6自学内容及要求：自学内容： CAN 总线介绍和课堂教学环节略去的例题。要求：要求同学利用课余时间自学教材中的这部分内容，达到理解的程度。第 7 单元80C51 的系统扩展1教学内容要点：本单元介绍单片机系统扩展的基础知识、基本方法及典型应用。完成：子任务 8-4温度设定键盘扩展8-5温度显示器扩展8-6温度值的读取2培养目标知识目标熟练掌握LED 数码管的显示原理及与80C51的接口方法熟练掌握LED 点矩阵显示器的显示原理及驱动方法熟悉独立式按键和矩阵式键盘的结构特点能力目标能独立编写与教材同等难度的L

22、ED 数码管控制程序9百度文库借助资料独立编写与教材同等难度的LED 点矩阵显示器控制程序借助资料独立编写与教材同等难度的控制程序3应达到的要求：1）了解：单片机系统扩展的意义；常用存储器的应用特点和存储器扩展的基本方法；I/O 接口的作用；8155 的工作方式及与80C51 的接口方法。2）掌握：常用 I/O 接口的功能和用法；LED 数码管的显示原理及与80C51 的接口方法，能独立编写与教材同等难度的LED 数码管控制程序；LED 点矩阵显示器的显示原理及驱动方法；独立式按键和矩阵式键盘的结构特点。3）重点：熟练掌握存储器的扩展方法；熟练掌握LED 数码管的显示原理及与80C51的接口方

23、法；熟练掌握LED 点矩阵显示器的显示原理及驱动方法。4与课程相关的实践技能要求：实验十一交通路口读秒计时显示器1）内容：学习LED 数码管的驱动方法；掌握两位LED 数码管程序的编制方法；掌握单片机基本I/O 口的控制及应用。2）技能要求：能熟练连接硬件线路，编写LED 数码管程序的编制方法。实验十二小小显示屏1）内容：学习8×8 点矩阵显示器的使用；熟悉用单片机基本I/O 口扩展 8× 8 点矩阵显示器的基本原理。2）技能要求：能熟练掌握基本I/O 口的功能及编程方法。实验十三矩阵式键盘的扩展（选做）1）内容：熟悉矩阵式键盘扫描的基本原理；学习单片机基本I/O 口扩展矩

24、阵式键盘的电路设计方法；学习矩阵式键盘程序设计的基本方法。2）技能要求：能熟练连接键盘线路，掌握相应编程方法。5作业安排和要求：作业安排上，每节的内容至少安排一道作业题，要求学生在正确理解所学内容的基础上、认真、工整及时地完成。同时应适当安排思考题和预习任务。6自学内容及要求：自学内容： I 2C 总线扩展和课堂教学环节略去的例题。要求：要求同学利用课余时间自学教材中的这部分内容，达到理解的程度。第 8 单元80C51 的测控技术1教学内容要点：本单元介绍单片机测控系统常用接口元件和控制设备的基础知识、基本方法及典型应用，以及抗干扰常识。完成：子任务 8-7 温度值的读取子任务 8-8 强电加

25、热环节控制10百度文库子任务 8-9 温控系统的抗干扰2培养目标知识目标了解单片机测控系统中接口元件的作用掌握 A/D 转换器与80C51 的连接方法了解 D/A 转换器与80C51 的连接方法，了解直流电机控制芯片TA7257P的应用理解步进电机的工作原理、励磁方式 了解单片机系统的各种干扰来源及形式能力目标能编写与教材同等难度的A/D 转换器应用程序。能读懂教材中的D/A转换的控制实例能用步进电机实现简单控制 学会基本的抗干扰措施3应达到的要求：1）了解：单片机测控系统中接口元件的作用；D/A 转换器与80C51 的连接方法；直流电机控制芯片 TA7257P 的应用；步进电机的工作原理、励

26、磁方式，能用其实现简单控制，干扰来源及抗干扰措施。2）掌握： A/D 转换器与80C51 的连接方法和教材中的控制实例。3）重点：掌握A/D 转换器与80C51 的连接方法，能编写与教材同等难度的应用程序。4与课程相关的实践技能要求：实验十四由 DAC0832构成的简易波形发生器（选做）1）内容：学习 8 位 D/A 转换器 DAC0832 的使用方法； 掌握 8 位 D/A 转换器 DAC0832与单片机的接口技术及编程方法。2）技能要求：能熟练连接线路，编制控制程序。实验十五简易数字电压表（选做）1）内容：了解 A/D 转换器 ADC0809 的基本性能；掌握 ADC0809 与单片机的接

27、口方法及编程方法；通过实训了解单片机的数据采集过程。2）技能要求：能熟练连接线路，编制控制程序。5作业安排和要求：作业安排上，每节的内容至少安排一道作业题，要求学生在正确理解所学内容的基础11百度文库上、认真、工整及时地完成。同时应适当安排思考题和预习任务。6自学内容及要求：自学内容：串行A/D 转换芯片TLC1549 、电动机控制和课堂教学环节略去的例题。要求：要求同学利用课余时间自学教材中的这部分内容，达到理解的程度。六、实践教学环节指本课程内含的实践教学包括实验、实习、课程设计序号实践教学项目名称1实验一单灯点亮2 实验二 流水灯及系统脱机运行3实验三程序设计实验四交通灯的设4计5 实验

28、五 以循环方式实现流水灯实验六中断控制流6水灯实验七简易方波发7生器8实验八音乐门铃实验九串行输出控9制彩灯10实验十双机通信实验十一交通路口11读秒计时显示器12实验十二小小显示屏13实验十三矩阵式键盘的扩展学时2222222222222要求熟悉单片机 I/O 接口的线路连接； 掌握仿真器的使用方法； 掌握单片机 I/O接口的控制方法掌握数据传送指令和移位指令的应用；掌握单片机输出口的控制；掌握程序固化及脱机运行的方法熟悉汇编语言的基本格式、伪指令的使用方法；掌握单片机应用程序的设计方法熟悉单片机I/O 接口的线路连接；掌握顺序控制程序的编程技术进一步熟悉单片机 I/O 接口的线路连接；掌握

29、循环程序的编程技术掌握外部中断的基本用法；掌握中断处理程序的编程方法掌握定时器初值的计算方法；掌握定时器的使用及定时中断程序的设计方掌握中断与定时/计数综合程序的设计方法；掌握音乐门铃的设计过程熟悉 74LS164 的使用，掌握串行口的基本应用方法；掌握串行口的扩展技术，掌握串行口相关寄存器的设定方掌握双机通信的常识；掌握双机通信程序状态字的设置方法；掌握双机通掌握 LED 数码管的驱动方法； 掌握两位 LED 数码管程序的编制方法； 掌握掌握 8×8 点矩阵显示器的使用；熟悉用单片机基本 I/O 口扩展 8×8 点矩阵显示器的基本原理熟悉矩阵式键盘扫描的基本原理；掌握单片

30、机基本 I/O 口扩展矩阵式键盘的电路设计方法；掌握矩阵式键盘程实施场所主要仪器设备单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板、固化器单片机实计算机、仿真验室器、单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板12百度文库14实验十四由 DAC08322构成的简易波形发生器152实验十五简易数字电压表掌握 8 位 D/A 转换器 DAC0832的使用方法；掌握8 位 D/A 转换器DAC0832 与单片机的接口技术及编了解 A/D 转换器 ADC0809的基本性能；掌握 ADC0809与单片机的接口方法及编程方法；通过实训了解单片机的数据采集过程。单片机实计算机、仿真验室器、线路板单片机实计算机、仿真验室器、线路板七、教