《微机原理》课程教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：ME05037 Code: ME05037课程名称：微机原理 Course Title: Microcomputer Principles课程类别：专业核心 Course category: Core Courses in Specialty学 分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业核心课程，以计算机导论与程序设计、电工电子学、控制工程基础

2、等为前导课程，为课程设计与毕业设计等提供基础。本课程以8051系列单片微控制器为例，主要包括微机（微控制器）的基本原理、硬件结构、工作方式、指令集等内容，学生需了解微机控制系统的核心控制器组成，理解其工作原理，掌握并行输入输出、定时/计数器、串行通信、中断、模数转换（AD）以及微控制器的存贮器、输入输出接口扩展的方法，并能灵活运用各个模块进行简单的微机控制系统设计。通过学习本课程，学生获得机电控制系统中微控制器的基本概念、基本原理及相关设计能力，锻炼和提升复杂微控制器系统的分析、运用相关工具与资料进行微控制器系统设计、解决复杂实际问题、自主学习与创新等多方面的能力。Course descrip

3、tion: This course is one of the core courses in Specialized Education for students who major in Mechanical Design & Manufacture and Automation. Led by Mechanical Engineering Graphics, Engineering Materials, Engineering Mechanics, this course lays the foundation for the follow-up professional cou

4、rses such as Introduction of Computer and Programming, Electrotechnics & Electronics, Fundamentals of Control Engineering, etc. Taking 8051 series single chip microcontrollers as the example, the main contents include basic principles, hardware constructions, operation modes, instruction sets, e

5、tc. Students need to know about the structure of the microcomputer control system, understand its operating principles and are able to use the parallel input/output port, timer/counter, serial communication(USART), interrupt, analog to digtial conversion(AD), expanding of memories as well as interfa

6、ces. They should be able to design a microcontroller system by applying all above modules freely after this course. In this course, students can acquire the basic theories, principles and design abilities of the microcontroller systems. They can also foster and improve their abilities in analyzing a

7、nd solving complex practical engineering problems, utilizing the relevant tools and data to design a control system with microcontrolers, as well as self-learning and innovation.课程内容课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力：1. 具有解决复杂机电系统控制问题所需的微控制器及接口方面的基础知识及应用能力，能针对某个子系统，设计满足需求的硬件电路图及编制对应的软件代码（毕业要求1.3）；2. 通过分析复杂机电系

8、统控制问题，论证采用微控制器对其进行控制的可行性和合理性（毕业要求2.3）；3. 能够基于微控制器及相关接口的基本原理，采用合适的设计方法，针对复杂的机电控制工程问题，确定设计方案，并设计实验加以验证（毕业要求4.1）；4. 掌握微控制器及相关控制系统方面的自主学习的方法，了解嵌入式控制器方面的最新技术和发展，能根据所掌握的基础知识，读懂相关资料和器件手册，不断拓展和更新自身的知识结构，适应个人或职业发展的需求（毕业要求12.2）基本教学内容绪论教学目的：通过本章的学习，要求学生了解微机（或微控制器）相关技术的发展历程及趋势，在机电系统控制中的重要地位，明确本课程的学习目的与学习要求。相应毕业

9、要求：12.2，2.3教学内容：1. 机电控制系统的广泛性和重要性，微机（或微控制器）在机电控制系统中的重要作用。2. 微机（或微控制器）的发展历程。3. 微控制器及相关技术的发展趋势。4. 课程的性质、目的与学习要求，强调自主学习和动手能力培养，指出自主学习和实践的途径和方法。学时分配：课堂教学1学时第一章 基础知识教学目的：通过本章的学习，要求学生理解微机（或微控制器）的概念和基本工作原理，微机和微控制器两个概念的联系与区别，常用组合逻辑和时序逻辑器件的特性，字符与数字在微机中的存储形式。相应毕业要求：1.3教学内容：1. 微机的概念、基本结构和基本工作原理，以及其在机电控制中的作用；2.

10、 微控制器与微机的关系，8051系列微控制器与其他微控制器的联系与区别； 3. 回顾常用组合逻辑和时序逻辑器件相关知识；4. 字符与数字在微机中的存储形式数制与码制。学时分配：课堂教学1学时第二章 单片机基本原理教学目的：通过本章的学习，要求学生掌握单片微控制器（或单片机）的概念、基本结构和工作原理，理解单片机引脚功能特点、特殊功能寄存器的作用以及RAM、ROM存储器结构，熟练掌握单片机的片外总线结构。相应毕业要求：1.3教学内容：1. 单片机的基本引脚功能。2. 单片机CPU的功能特点。3. 单片机的存储器结构。4. 单片机外部引脚及片外总线的构成，单片机的时序，单片机的工作方式学时分配：课

11、堂教学2学时第三章 单片机C语言程序设计教学目的：本章学习单片机的高级语言C51的基本语法、特点，程序设计和应用实例。通过本章的学习，要求学生掌握C51的数据类型，特别是与单片机控制相关的位类型；熟练运用C51的运算符及表达式、单片机的绝对地址访问方法，掌握变量的存储种类、存储器类型。相应毕业要求：1.3教学内容：1.C51的数据类型2.51的运算量3.C51的运算符及表达式4.C51的输入输出5.C51程序的基本结构与相关语句6.C51构造数据类型7.C51编程实例讲解学时分配：课堂教学4学时第四章 MCS-51单片机的内部资源及编程教学目的：本章学习MCS-51单片机内部功能单元的结构与作

12、用。通过本章的学习，要求学生重点掌握P0结构性质和功能、P3口的第二功能、定时器/计数器工作方式、串行接口与通信方式、中断的响应与撤除、以及中断的运用。相应毕业要求：1.3教学内容：1. 并行I/0接口，P0、P1、P2、P3四个并行接口。(2学时)2. MCS-51的定时器/计数器。(2学时)3.中断系统。(2学时)4.全双工串行接口UART。(2学时)5.AD与DA原理及实现。(2学时)学时分配：课堂教学10学时第五章 MCS-51单片机的扩展教学目的：本章学习MCS-51单片机的存储器扩展等外围电路扩展技术。通过本章的学习，要求学生重点掌握单片机三总线的连接技术、存储器的扩展与地址编码以

13、及通过专用芯片进行输入输出（I/O）接口扩展的方法。相应毕业要求：1.3，2.3教学内容：1.MCS-51最小系统。2.MCS-51程序存储器的扩展。3.MCS-51数据存储器的扩展4.输入/输出口的扩展。学时分配：课堂教学4学时第六章 MCS-51单片机常用接口教学目的：本章学习单片机系统的人/机接口和过程通道的设计技术。通过本章的学习，要求学生重点掌握单片机通过键盘、LED数码管以及LCD等进行人机交互的方法、硬件设计以及编程实现，同时掌握单片机与行程开关、晶闸管、继电器等器件的接口原理及实现方法。相应毕业要求：1.3，2.3教学内容：1.单片机与键盘、LED与LCD的接口。2.单片机与行

14、程开关、晶闸管、继电器的接口学时分配：课堂教学4学时第七章 MCS-51单片机应用系统设计与实例教学目的：本章学习单片机应用系统设计的一般方法及要点。通过本章的学习，要求学生掌握单片机应用系统的硬件设计流程及一般方法，了解设计中要点和难点问题，能够进行简单的硬件系统设计。相应毕业要求：1.3，2.3，4.1教学内容：1.单片机应用系统的基本结构。2.单片机应用系统的硬件系统设计。3.单片机应用系统的软件设计。学时分配：课堂教学2学时考核方式本课程考核采用闭卷考试的形式期评成绩占比：1.平时成绩一（考勤、课堂讨论、作业）占20%2.平时成绩二（实验）占30%3.期末考试成绩（闭卷）占50%持续改

15、进方法1、采用先进的教学手段、方法和教学理念。2、课程授课过程中通过布置作业或小测试，及时掌握学生掌握程度，以便对授课进行调整。3、对课程实验内容，在安排实验前进行有针对性的讲解。4、课后对疑难问题安排答疑。5、在课程授课中，通过穿插介绍科研项目实例，提高学生的兴趣和实践能力。教材及参考书1、单片机原理与应用及C51程序设计（第2版）, 谢维成 杨加国主编,清华大学出版社， 2009.72、李华. MCS51系列单片机实用接口技术. 北京航空航天大学出版社3、马忠梅. 单片机的C语言应用程序设计. 北京航空航天大学出版社.4、郭天祥. 新概念51单片机C语言教程-入门提高开发拓展全攻略(附光盘). 电子工业出版社,2009授课手段（教学方法）本课程的课堂教学学时为28学时，课堂多媒体演示讲解，并辅以单片机实物演示；实验课8学时。课堂教学分别从基本原理、硬件结构、工作方式、指令集讲授嵌入式系统基础知识，将工程实例