19 单片机技术教学大纲

单片机技术教学大纲课程名称单片机技术适用专业机电技术应用课程编号开课学期第3学期课程总学时68理论46周学时4理论3实践22实践1一、课程性质与任务《单片机原理及其应用》是机电技术应用专业的一门专业基础课，单片机目前已广泛地应用在经济、生活的各个领域，对各个行业的技术改造和产品的更新换代起了重要的推动作用，对人们生活质量的提高产生了深刻的影响。本课程的任务：本着注重基本知识，提高实验动手能力和应用开发能力的要求，使学生在掌握基本理论知识的基础上，学会解决实际工程应用问题的思路和手段，具备初步的系统设计和调试能力，同时为后续课程的学习打好基础。二、课程教学目标通过本课程的学习，应达到以下目标：了解单片机技术的特点、现状和未来发展趋势。理解MCS-5l系列单片机的内部结构及工作原理。掌握MCS-5l系列单片机的指令系统。初步掌握MCS-5l系列单片机仿真系统的应用及编程方法。掌握单片机基本系统的开发方法。通过参加实训活动，培养运用基础知识和应用方法解决单片机开发中相关实际问题的能力，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。三、教学内容与要求《单片机原理及其应用》课程的教学内容与要求如下：教学单元教学内容教学要求课时备注项目1单片机及MCS-51系列单片机介绍单片机及其应用了解单片机的结构特点、应用的主要领域1单片机的发展历史了解单片机发展的历史阶段151单片机介绍了解单片机常见的3个系列：AVR、PIC、511项目2MCS-51型单片机软件开发环境与硬件平台搭建Keil的安装与使用掌握KeiluVision2IDE的安装和基本操作1Keil的应用掌握Keil项目文件的建立、编译和连接；以及KeilC51的调试1Proteus的基本原理与操作了解Proteus软件的基本原理，掌握电路原理图的设计、仿真和元件制作方法2项目3MCS-51系列单片机硬件结构与工作原理MCS-51系列单片机内部结构理解MCS-51系列单片机内基本结构1MCS-51系列单片机的引脚及其功能了解单片机的芯片封装方式，理解各个引脚的具体功能2MCS-51系列单片机的工作时序了解时序电路结构，掌握机器周期、指令周期、指令的执行顺序1MCS-51系列单片机的工作掌握MCS-51系列单片机的工作方式1项目4MCS-51系列单片机C语言程序设计C语言特点了解C语言的特点与优点1C51的数据类型与变量声明理解C语言的数据类型；掌握变量的声明2C51的运算符理解C51各运算符的功能与区别1C51程序基本结构与相关语句掌握C51语言的顺序、选择及循环结构2C51函数定义、声明与调用理解C51语言中函数的定义与声明；掌握函数的调用2C51构造数据类型理解C51语言中数据类型：数组、指针、结构、联合、枚举2项目5MCS-51系列单片机内部资源及应用MCS-51系列单片机输入输出端口了解MCS-51系列单片机的I/O端口及其扩展1MCS-51系列单片机的中断系统理解MCS-51系列单片机的中断系统工作方式2MCS-51系列单片机定时器/计数器的使用方法了解MCS-51系列单片机的定时器/计数器工作方式；掌握其程序设计1MCS-51系列单片机串行接口与串行通信了解MCS-51系列单片机串行接口的数据传输方式及寄存器；掌握其工作方式2项目6MCS-51系列单片机外部设备开发与应用独立式键盘与矩阵键盘扫描了解独立式键盘与矩阵键盘的工作方式1MCS-51系列单片机与键盘的接口了解键盘的工作原理；掌握独立式/矩阵键盘与单片机的连接方式1MCS-51系列单片机与LED显示器接口了解LED的工作方式；了解LED与单片机的连接方式1光电耦合与继电器的使用了解光电耦合器与继电器的工作原理1A/D转换器与D/A转换器了解A/D转换器与D/A转换器的工作原理，及其与单片机的连接方式2项目7MCS-51系列单片机系统功能的扩展存储器的扩展了解单片机的总线系统，掌握扩展编址方法2程序存储扩展理解单片/多片存储器的扩展方式2输入/输出端口扩展理解TTL电路、8255芯片扩展I/O接口的原理2项目8MCS-51系列单片机应用系统设计MCS-51系列单片机应用系统的基本结构了解MCS-51系列单片机应用系统的基本结构；了解其开发过程2MCS-51系列单片机应用系统设计实例分析掌握单片机数字显示温度计的原理、硬件设计及程序设计4四、课程教学方法1.重视培养学生的综合素质和职业能力，以适应微电子技术迅速发展带来的职业岗位变化，采用项目教学法，让学生能循序渐进地掌握单片机的实际应用。教学过程中，应融入对学生职业道德和职业意识的培养。2.强调实验环节，应用Proteus软件作为单片机应用系统设计和仿真平台，搭建实践环节，实现从原理图设计、程序调试到印刷电路板设计的单片机开发完全过程训练，使学生完成从单片机基本原理的学习、基本技能的训练与生产中的实际应全面结合。五、本课程与其它课程的联系学生在学习本课程之前，应该学过以下课程：普通物理和电工电子技术。本课程与普通物理的关系：本课程要用到的电学知识，应在普通物理中的电学章节进行基础学习。本课程与电工电子技术的关系：对于模拟电子/数字电子技术的了解是单片机的基础知识，本课程在此基础上完成教学。六、课程教材说明《单片机原理与应用》；主编：吴围、刘名琪上海交通大学出版社；ISBN：978-7-313-08853-6七、课程考核说明考试课；闭卷；平时成绩占30%，期中成绩占20%，期末成绩占30%，实验课成绩占20%。

单片机技术实验教学大纲

课程名称单片机技术选用专业机电技术应用课程编号应开实验学期第1学期课程总学时64实验学时数22一、实训（实验）课的目的与基本要求实验教学不仅仅是验证理论，而且是培养学生动手能力的重要教学环节。更重要的是，通过实验学习课程内容，更新自身知识结构。单片机技术实践性很强，尤其和实验有密切的关系。实验课应通过拓宽学生知识面，培养基础技能，强化综合性，实际性。目的是培养学生成为工程技术实际人才。使学生进一步巩固加深理论知识，提高学生解决实际问题以及理论与实践相结合综合判断分析能力。基本要求是：学会安装、使用MCS-51型单片机的软/硬件平台；善于将理论知识联系实际应用，能画原理图，合理布线，能说明实验原理，能够组装单片机应用系统；能够设计MCS-51型单片机的C语言程序，完成简单应用系统的程序编写；能按要求选用MCS-51型单片机的外部设备，合理布局及正确连接实验系统电路，进行操作，培养分析判断能力并能排除一些简单的故障；能独立地写出严谨、有理论分析、文理通顺、字迹端正的实验报告；通过实验培养学生理论联系实际、严谨的作风。二、实训（实验）课教学内容与学时分配序号实验名称实验学时每组人数实验属性开出要求实验一KeilC51系统的使用22验证必做实验二简单I/O接口的扩展32设计必做实验三中断、定时器系统应用实验33设计必做实验四键盘接口实验32设计必做实验五串行接口实验（串―并转换）42设计必做实验六点阵LED数字显示实验32设计必做实验七电脑时钟程序实验42综合必做实验1：KeilC51系统的使用（验证性实验）1、实验目的：掌握KeilC51系统的使用，能够建立、保存、打开和修改文件；能够设置仿真环境；使用C51创建工程、编写程序text.asm、保存该工程、编译并调试运行。2、实验内容：编辑一C语言程序，学习KeilC51的使用。实验2简单I/O接口的扩展（设计性实验）1、实验目的：学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法；学习数据输入、输出程序的编制方法。2、实验内容：利用74LS244做为扩展的输入口，读取此输入口的状态，通过P1口驱动发光二极管显示出来。实验3中断、定时器系统应用实验（设计性实验）1、实验目的：掌握定时/计数器、中断初始化程序的设计。掌握使用定时/计数器的方式1/方式2的编程方法掌握中断的编程方法。2、实验内容：完成在每隔1秒钟接在P1口的八个发光二极管循环闪亮程序设计和调试。要求：1、选择定时器T1为工作方式1，产生100mS定时，使P1口的八个发光二极管循环闪亮；2、用定时器串联方式，使T0工作于定时(产生100mS定时)，使T1工作计数(计数10次，正好1秒)。每次T0溢出后从P3.0口给T1端送出一个负脉冲，当T1溢出后P1口的八个发光二极管循环闪亮。T0、T1的溢出，采用中断方式。实验4键盘接口实验（设计性实验）1、实验目的：熟悉单片机通过行列键盘的接口方法掌握键盘扫描及处理程序的编程方法和调试方法2、实验内容：程序运行后，根据按下的数字键，数码管上应能显示相应数字。实验5串行接口实验（串―并转换）（设计性实验）1、实验目的：掌握8051串行口方式0工作方式及编程方法；掌握利用串行口扩展I/O通道的方法。2、实验内容：利用8051串行口与串行移位并行输出移位寄存器74LS164，扩展I/O口，在数码显示器上循环显示0~9这十个数字。显示时间间隔1秒钟。实验6点阵LED数字显示实验（设计性实验）1、实验目的：了解点阵数字的显示原理；了解单片机字符输出原理。2、实验内容：在点阵数码显示器上从右到左移动循环显示0~9的字符。实验7电脑时钟程序实验（综合性实验）1、实验目的：进一步掌握定时器/计数器的使用方法，了解、熟悉MSC-51综合性程序的编程方法2、实验内容：设计一单片机控制的时钟电路显示时、分、秒，24小时进制，具有校时功能主要仪器设备：MSC-51单片机综合实验箱，计算机四、实验考核办法1)课程考试方式为考试课；2)根据本课程考试办法，写明考试的评分标准参见以下要求；(1)实验教学部分应占课程总成绩的比例为20%