单片机原理及应用课程教学大纲

《单片机原理及应用》课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质、目的与任务《单片机原理及应用》是计算机科学与技术、计算机应用技术、电子信息工程专业的专业课。本课程是以MCS-51单片机为范例学习单片机原理的课程，是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。通过对该课程的学习，可以培养和锻炼学生运用单片机技术对硬件、软件进行开发设计的能力，提高动手操作和技术创新的能力，为后续计算机类、电子信息类课程打下基础，为将来从事自动化工作以及应用电子产品的设计、检测和维修奠定坚实的基础。二、预备知识先修数字电路、微机原理课程或其它有关知识。三、课程特点1、工作原理与编程方法、接口技术并重；2、软件与硬件结合；3、理论与实践结合。四、教学总体目标与要求通过理论教学与实验教学，使学生理解单片机的硬件组成结构、指令系统、程序设计、外部功能扩展，掌握单片机的基本原理、编程技术、中断技术、系统扩展、定时器、串行接口和其他输入/输出接口技术，并且学习、了解典型的单片机应用系统的设计思想和实现方法。在各章节知识点中，按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次要求。1.了解对于本课程的次要内容要求学生能够了解。所涉及的内容都是一些基本概念和简单叙述，知道了就行，没有进一步深入和扩展的要求。2.理解对于本课程的一般内容要求学生能够理解。即要求学生能够理解所学内容，对所涉及的内容能够进行简单的分析和判断。3.掌握对于本课程的重点内容要求学生达到掌握的程度。即要求学生能够全面、深入地掌握所学内容，能够举一反三，熟练解决相关问题。第二部分课程学时分配课程总学时为54学时，其中讲课36学时，实验18学时。具体安排如下：内容概述讲课学时2实验学时单片机硬件结构48指令系统、寻址方式、汇编语言程序设计中断、定时器与串行口及其应用单片机系统扩展单片机的接口与应用单片机应用系统设计单片机C语言程序设计合计36333646243618第三部分教学内容和教学要求第一章概述（2）（一）教学内容1.1单片机的发展、分类、特点与应用。1.2单片机的概念1.3单片机的发展1.4单片机的应用（二）教学要求了解：单片机的发展、分类、特点与应用，单片机的的概念、发展及应用领域，典型单片机系列的基本情况。第二章MCS-51单片机硬件结构（4）（一）教学内容2.1MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚重要组成部分，引脚的名称和功能，引脚的复合功能。2.2MCS-51单片机的存储器结构内部数据存储器及特殊单元外部数据存储器专用寄存器的名称、功能和寻址程序存储器的功能及特殊单元位寻址区2.3MCS-51单片机并行输入/输出口电路结构基本电路结构、特点和使用。3.4MCS-51单片机时钟电路与时序时钟电路，时序定时单位，典型时序。3.58031单片机的最小系统电路结构和工作时序（二）教学要求掌握：单片机芯片的内部组成及存储器结构，存储器地址空间、内部与外部存储器的寻址与访问。理解：单片机时钟电路与时序、输入输出口以及引脚的使用，单片机存储器四大物理空间和三大逻辑空间的编址结构。了解：单片机的复位功能、省电工作方式以及片内振荡器电路。第三章MCS-51单片机指令系统、寻址方式、汇编语言设计(8)（一）教学内容3.1MCS-51单片机指令的寻址方式指令系统特点、各种寻址方式及其特点和使用。3.2MCS-51单片机指令分类介绍数据传送类指令算术运算类指令逻辑运算及移位类指令控制转移类指令位操作类指令3.3汇编语言程序设计概述单片机汇编语言程序的结构形式MCS-51汇编语言的伪指令3.4MCS-51单片机汇编语言程序设计举例顺序结构程序设计分支结构程序设计循环结构程序设计子程序及其调用程序设计查表程序设计综合性程序设计3.5单片机汇编语言源程序程序的编辑和汇编（二）教学要求掌握：各种寻址方式，常用指令的功能和使用方法；单片机汇编语言程序的基本结构及程序设计方法；利用开发工具进行程序调试的方法。理解：常用指令的特点，查表、译码等简单程序设计方法。了解：所有指令的功能。第四章单片机的中断与定时系统、串行口（6）（一）教学内容4.1输入/输出与中断输入/输出及工作方式（无条件工作方式、查寻工作方式、中断工作方式）中断的作用、中断的功能、中断申请和响应过程4.2MCS-51单片机中断系统中断系统的结构与中断有关的特殊功能寄存器（TCON、IE、IP、SCON）中断请求、响应和返回过程。中断应用程序设计举例4.3MCS-51单片机的定时器/计数器定时器/计数器的定时和计数功能与定时器/计数器有关的特殊功能寄存器（TMOD、TCON、THx、TLx）定时工作方式0、1、2、3定时/计数应用举例4.4定时器/计数器与中断综合应用举例4.5串行口结构与工作原理4.6串行通信工作方式4.7串行口应用举例（二）教学要求掌握：中断程序设计方法和编程技术；定时/计数器的两种工作模式、四种操作方式，可编程控制寄存器的编程设定以及计数初值的计算；单片机串行口波特率的设置及计算方法，串行口应用。理解：理解中断概念、原理和中断实现的方法，中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程，定时器、串行口特殊功能寄存器及功能和使用方法。了解：MCS-51单片机中断系统的结构；定时/计数器系统的电路结构；串行通讯口的结构、四种串行通讯工作方式。第五章MCS-51单片机系统扩展（4）（一）教学内容5.1系统功能扩展的基本知识、单片机对外总线及外部地址空间选址及编址方法5.2常用器件扩展5.3存储系统的扩展5.4外部并行I/O接口的扩展；可编程并行接口芯片8255A原理及应用。（二）教学要求掌握：系统功能扩展的基本原理及使用总线进行单片机扩展的方法；单片机对外部存储器、并行I/O口的扩展技术和实现方法。理解：几种典型外围功能接口芯片与单片机之间的扩展技术及编程设定的控制方法。了解：RAM、并行I/O接口芯片8255A的功能、结构、原理和驱动方式。第六章单片机的接口与应用（6）6.1单片机按键、键盘及其接口独立式按键接口、行列式按键接口，单片机扩展键盘接口方法及编程。6.2单片机显示及显示器接口LED、LCD的显示原理及与单片机的连接方式6.3A/D和D/A转换器接口ADC0809和DAC0832转换器的原理，与单片机的接口技术以及应用编程。6.4传感器、继电器与单片机的接口掌握：键盘与单片机的接口方式，独立式按和行列式按键的编程方法；LED、LCD的显示原理及与单片机的连接方式，编程和应用，ADC0809和DAC0832转换器与单片机的接口及应用编程。理解：LED、LCD的接口技术，行列式按键的编码方法。了解：LED、LCD的显示原理，传感器、继电器与单片机的接口。第七章单片机应用系统设计（2）（一）教学内容7.1单片机应用系统的设计过程7.2单片机开发工具和开发方法7.3单片机应用系统举例（二）教学要求掌握：单片机应用系统的设计过程和开发方法。第八章单片机C语言程序设计（4）（一）教学内容8.1单片机C语言程序设计基础8.2单片机C语言程序设计示例（二）教学要求掌握：用C51语言编写简单的单片机应用程序了解：单片机C语言程序设计的基本方法。第四部分实验教学大纲课程编号:05020018课程名称：单片机原理及应用英文名称：FundamentalsofMono-ChipComputers&Applications课程类型:专业选修课学时：18学分：0适用对象:计算机科学与技术、计算机应用技术、电子信息工程先修课程：数字电路、微机原理一、课程性质、目的和任务本课程是一门实践性很强的专业课。教学目的是使学生理解单片机的硬件组成结构、指令系统、程序设计、外部功能扩展，掌握单片机的基本原理、编程技术、中断技术、系统扩展、定时器、串行接口和其他输入/输出接口技术，并且学习、了解典型的单片机应用系统的设计思想和实现方法。通过对该课程的学习，可以培养和锻炼学生运用单片机技术对硬件、软件进行开发设计的能力，提高动手操作和技术创新的能力，为后续计算机类、电子信息类课程打下基础，为将来从事自动化工作以及应用电子产品的设计、检测和维修奠定坚实的基础。二、教学基本要求通过本实验，应使学生基本掌握MCS-51单片机的结构原理、程序框图和实验步骤，掌握单片机的接口技术，提高单片机系统的设计能力，并以此为切入点，在基础实验和技能实验的学习中，融会贯通，提高应用水平。该实验主要为设计型实验，要求学生自己设计实验方案，自己动手编制程序并调试通过，以增加对单片机原理及应用的感性认识，更好地掌握这些专业知识，提高动手能力。三、实验内容及要求实验一DVCC单片机实验系统熟悉，简单程序设计实验（验证性实验，3学时）熟悉DVCC单片机实验系统的各组成部分及基本操作，掌握MCS-51系列单片机汇编语言的使用，进一步巩固语法规则，同时学习使用PC机进行软件辅助开发的方法。编制并验证两个小程序。实验二单片机数据传送程序设计实验（设计性实验，3学时）进一步熟悉实验系统和单片机指令系统，编制一个比较复杂的程序，并加以验证，要求在实验前将程序流程图、源程序设计出来；掌握8031内部RAM和外RAM的数据操作，从而了解这两部分RAM的特点和使用方法。实验三工业顺序控制（综合性实验，3学时）掌握P1口作为输入、又作为输出的应用方法，学习延时子程序的编程和使用；掌握工业顺序控制程序的简单编程，中断的使用。实验四8255PC口控制PB口（设计性实验，3学时）掌握单片机与8255的接口原理，熟悉对8255初始化编程和输入、输出软件的设计方法以及通过8255并行口读取开关数据的方法。实验五交通灯控制实验（设计性实验，3学时）进一步了解8255芯片的结构及编程方法，学习模拟交通灯控制的实现方法；掌握单片机开发应用产品的流程和方法。实验六ADC0809数据采集实验（综合性实验，3学时）了解ADC08