《单片机原理及应用理论》课程教学大纲

1、单片机原理及应用教学大纲一、课程基本信息中文名称单片机原理及应用英文名称Principles & Applications of Single-chip Microprocessor适用专业计算机科学与技术先修课程数字电路、模拟电路、计算机组成原理课程类别专业核心修读性质必修学分/学时3.0学分/51学时（17）考核方式考查二、教学目标本课程是为信息工程专业的本科生开设的学科专业应用课程之一，是一门实践性极强的课程。通过本课程的学习，使学生掌握单片机的基本原理与应用，让学生了解单片机的内部结构、各硬件部分的工作原理及使用方法、了解单片机应用系统的构成和设计方法，掌握单片机的汇编语言和C语言的指

2、令功能、编程方法及软件开发技术，通过实例介绍单片机系统常用接口、扩展电路及其C语言应用程序设计。为此，除了要求了解汇编语言进行程序设计外，还要求学习基于单片机的C语言的程序设计，以利尽快适应毕业后的技术研发工作，使学生较为熟练地掌握一种单片机产品的应用开发技术，从而有能力进一步对其它单片机产品的应用系统从事研制和开发工作，为毕业后的就业打下坚实的基础。三、教学内容及基本要求绪论（理论3学时/实践0学时）（一）教学目标1. 了解信息的表示方法，计算机的发展、分类、特点与应用。2. 单片机的概念、特点、发展及应用领域，典型单片机系列的基本情况。（二）重点、难点1.单片机的概念。2.单片机和pc机体

3、系结构的差异（三）教学方法讲解法，实物展示（四）教学内容1.单片机概述（1）单片机的发展概况（2）单片机的特点（3）单片机的应用领域2. 典型单片机系列简介（1）单片机系列简介（2）MCS-51系列单片机简介（3）16位单片机简介（4）ARM内核单片机简介第一章 MCS-51单片机的结构（理论8学时/实践0学时）（一）教学目标1.了解单片机内部所包含的硬件资源及其功能特点和使用方法，注意几个概念：振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期的意义及它们之间的关系，掌握：单片机芯片的内部组成及存储器结构，特别是片内RAM和四个并行I/O口的使用方法。 2.理解单片机时钟电路与时序、输入输出口以及引脚的

4、使用。注意“地址重叠”的问题，注意程序状态字PSW中各位的含义。（二）重点、难点1.单片机的结构、存储系统构成、时序。2.四个并行I/O口的使用方法（三）教学方法讲解法，实物展示（四）教学内容1.MCS-51单片机的基本组成（1）8051单片机的内部结构与功能（2）存储器结构2. IO接口结构（1）P0口结构及应用（2）P1口结构及应用（3）P2口结构及应用（4）P3口结构及应用3.MCS-51单片机的引脚功能（1）引脚信号功能介绍（2）引脚信号的第二功能4.时钟电路及工作方式（1）时钟电路（2）时序定时单位（3）MCS-51指令时序（4）MCS-51单片机的工作方式5.MCS-51单片机最小

5、系统第二章 MCS-51指令系统及汇编语言程序设计（理论6学时/实践4学时）（一）教学目标1. 了解单片机的寻址方式和指令系统功能，特别是其位寻址功能。 2. 掌握各种寻址方式，常用指令的功能和使用方法及汇编语言程序设计方法。（二）重点、难点1.寻址方式、指令系统、汇编程序设计。2.控制类转移指令、散转表（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1.MCS-51指令系统简介2. 寻址方式3.MCS-51指令系统及一般说明（1）数据传送类指令（2）算术运算类指令（3）逻辑运算指令（4）控制转移类指令（5）位操作指令4.汇编语言程序设计（1）汇编语言源程序的格式（2）汇编语言程序设计举例第三章8

6、0C51的中断系统及定时/计数器（理论6学时/实践4学时）（一）教学目标1.了解80C51的中断系统的构成；80C51的中断处理过程；80C51的定时/计数器构成及工作原理。 2.掌握中断程序设计方法以及定时器的各种应用。（二）重点、难点1.中断的概念、定时计数器的应用、控制字的设置。2.定时计数器初值的计算、中断入口地址、中断响应过程。（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1.中断技术2.MCS-51中断系统及中断处理过程3.定时计数器构成（1）定时计数器内部结构（2）定时计数器的工作原理（3）定时计数器的控制字4.定时计数器的工作方式及应用（1）定时计数器初值的计算（2）定时计数器的

7、4种工作方式及应用第四章 串行口（理论6学时/实践2学时）（一）教学目标1. 了解串行通信的基本概念，80C51串口的构成及控制寄存器；2. 了解串口的各种工作方式及其应用。（二）重点、难点1.串行通信的概念、串口的构成及工作方式。2.波特率的设置、多机通信。（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1.串行通信的基础知识（1）并行通信与串行通信（2）异步通信和同步通信（3）串行通信的制式2.MCS-51的串口及控制寄存器（1）串行口的结构（2）串行口的控制寄存器3.串行口的工作方式（1）串行口方式0（2）串行口方式1（3）串行口方式2和34.波特率的设计5.MCS-51串行口的应用（1）利

8、用串行口的方式0作IO口扩展（2）用串行口进行异步通信6.MCS-51串行口的多机通信第五章 MCS-51单片机存储器的扩展（理论4学时/实践0学时）（一）教学目标1. 了解单片机存储体系的构成及扩展方法。2. 掌握各种存储芯片与单片机之间的接口设计。（二）重点、难点1.程序存储器扩展，数据存储器扩展。2.地址锁存，地址分配（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1.单片机扩展及系统结构2.程序存储器EPROM的扩展（1）扩展原理及时序（2）常用地址锁存器和译码器（3）典型EPROM扩展电路3.外部数据存储器的扩展（1）外部数据存储器的操作时序（2）常用的静态RAM芯片（3）64K以内静态

9、RAM的扩展4.EEPROM扩展电路第六章 IO接口扩展设计及应用（理论6学时/实践4学时）（一）教学目标1. 了解一些常用扩展芯片的接口方法和访问控制方法了解8155接口芯片。2. 掌握8255并行接口芯片的使用。（二）重点、难点18255并行接口芯片的使用。2.IO端口扩展方法及控制（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1.IO扩展概述2.MCS0-51单片机与并行接口芯片8255的接口（1）8255芯片介绍（2）8255的三种工作方式及选择（3）接口应用举例3.MCS51单片机与可编程芯片8155的接口（1）8155芯片简介（2）8051单片机与8155的接口电路及应用4.TTL芯

10、片扩展简单的IO接口第七章 MCS-51与A/D、D/A的接口（理论6学时/实践3学时）（一）教学目标1. 掌握A/D和D/A转换接口电路及其使用方法。2. 掌握单片机与DAC0832和ADC0809的接口电路与程序设计。（宋体五号，行距16磅）（二）重点、难点1.A/D、D/A接口芯片的使用方法与编程控制。2.A/D、D/A的原理（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1.AD转换器的接口技术（1）并行输出AD转换器接口（2）串并输出ADC与单片机接口（3）串行输出ADC与单片机接口2.MCS0-51单片机与8位DA转换器接口技术（1）DAC0832的结构原理（2）8位DA转换器的接口方

11、法（3）DA转换器的输出方式第八章 单片机高级语言C51程序设计（理论3学时/实践0学时）（一）教学目标1.了解C51的语法、数据结构、语句函数的分类。2.能进行简单的C51程序设计。（二）重点、难点1.C51的语法、数据结构，语句函数等。2.C51与ANSI C的差异，指针（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1.C51语言的特点及其程序结构2.C51语言的标识符和关键字3.C51语言的数据类型及运算符4.C51语言的程序流程控制（1）IF语句（2）switch case语句（3）while语句（4）do.while语句（5）for语句5.函数（1）中断服务函数与寄存器组的定义（2）函

12、数的返回值6.编译预处理（1）文件包含（2）宏定义（3）条件编译7.C51编程举例（宋体五号，行距16磅）第九章Keil C51集成环境的使用（理论3学时/实践0学时）（一）教学目标1. 掌握Keil C51的使用方法，包括项目文件的建立、修改、添加、编译、连接等。2. Keil C51的调试技巧，包括设置和删除断点、查看和修改寄存器内容、并行口和定时器/计数器的使用等技巧。（二）重点、难点1.Keil C的基本使用。2.Keil C的调试技巧，仿真（三）教学方法讲解法，仿真演示（四）教学内容1 Keil C51简介 （1）Keil uVision2 IDE的安装 （2） Keil uVisi

13、on2 IDE界面 2 Keil uVision2 IDE的使用方法 （1） 项目文件的建立 （2） 给项目添加程序文件 （3） 编译、连接项目，形成目标文件 （4 ）运行调试观察结果 （5） 多文件的处理 （6） 仿真环境的设置 3 Keil C51的调试技巧 （1）如何设置和删除断点 （2）如何查看和修改寄存器的内容 （3）如何观察和修改变量 （4）如何观察存储器区域 （5）并行口的使用 （6）定时/计数器的使用 (7) 串行口的使用 (8) 外部中断的使用 四、考核形式及成绩评定（一）考核形式：本课程为考查课，期末考查采用开卷笔试形式或课程设计形式，考查范围和要求应符合本教学大纲对各章教

14、学内容的基本要求。（二）成绩评定：学生的课程成绩按百分制评分，由平时成绩（占30）和期末考查成绩（占70）两部分构成。平时成绩由实验成绩（占15%）及出勤率、作业、学习主动性等（占15）组成。五、教材与参考书教 材：何桥.单片机原理及应用.（第一版）.北京：中国铁道出版社，2008.1参考书：1贺敬凯.单片机系统设计、仿真与应用.（第一版）.西安：西安电子科技大学出版社，2011.2 2郭天翔.新概念51单片机C语言教程.（第一版）.北京：电子工业出版社，2012.7六、其他（特色、必要的说明等）1本课程实际上包括三部分内容：单片机原理、接口技术和应用系统设计，涉及内容较多，因此必须特别注意教学内容的组织与处理。2本课程兼有硬件和软件知识的学习，涉及面广。教学过程中应重点培养学生的接口电路设计能力和控制程序编写能力。 3结合实验，鼓励学生采用keilC和proteus等软件进行单片机应用系统的仿真设计，巩固所学理论知识，增强实践动手能力，以增加感性认识；因此在上课时要抽一定时间指导学生学习相应仿真软件的使用。4随着单片机技术的发展，需要注意教学大纲教学内容的修订、教材内容的更新和教学章节的修改，在具体教学中C51程序设计部分和汇编语言程序设计要选讲其一，KeilC51集成环境的使用和单片机高级语言