《单片机原理及嵌入式系统》理论教学大纲（供四年制本科物联网工程专业使用）

PAGE《单片机原理及嵌入式系统》理论教学大纲（供四年制本科物联网工程专业使用）Ⅰ前言单片机原理及嵌入式系统是物联网工程专业学生的专业课程，内容主要包括单片机与嵌入式系统概述、嵌入式系统基础知识、单片机嵌入式系统的开发环境、80C51系列单片机硬件基础及编程语言、80C51单片机内嵌外设和外部扩展应用、多任务实时操作系统RTX-51及应用实例、教学实验和课程设计等。本大纲适用于四年制本科物联网工程专业使用。现将大纲使用中有关问题说明如下:一为了使教师和学生更好地掌握教材,大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别,教学内容与教学要求级别相对应,并统一标示(核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示)便于学生重点学习。二教师在保证大纲核心内容的前提下,可根据不同教学手段,讲授重点内容和介绍一般内容，有的内容可留给学生自学。三总教学参考学时为72学时,其中理论60学时,实验12学时，理论与实验学时之比5:1四教材：《单片机原理及嵌入式系统应用——原理应用Proteus仿真实验设计》电子工业出版社，张齐朱宁西毕盛，2011年II正文第1章单片机与嵌入式系统概述一教学目的了解嵌入式系统的定义，特点，发展等基本知识。二教学要求（一）了解单嵌入式系统的定义与特点（二）了解嵌入式处理器的分类，几种不同的嵌入式处理器之间的关系。（三）了解不同的几种嵌入式操作系统的特点，优缺点。（四）了解单片机系统的特点，发展，分类，技术指标等基本知识。三教学内容现代计算机的技术发展史嵌入式系统的定义与特点主要讲解了嵌入式系统的定义，嵌入式系统的组成，嵌入式系统中的有关概念，嵌入式系统的特点，嵌入式系统的种类与发展。嵌入式处理器主要包括嵌入式处理器的简介，嵌入式处理器的分类，几种嵌入式处理器之间的关系，以及如何选择不同的嵌入式处理器。嵌入式操作系统主要包括嵌入式操作系统的特点，嵌入式操作系统的特点，分类，使用嵌入式操作系统的优缺点。基于单片机的嵌入式系统单片机的分类和技术指标常用的单片机系列单片机系统的应用领域和发展趋势第2章嵌入式系统基础知识一教学目的主要复习并掌握一定的嵌入式系统的相关基础知识。二教学要求（一）掌握嵌入式开发中相关数值和码制（二）掌握嵌入式开发中相关数字集成电路（三）掌握存储器电路，电源电路，时钟与复位电路三教学内容数值与码制进位计数值，进位计数值之间的相互转换，数码和字符的表示。数字集成电路常用的逻辑门电路，集电极开路门输出电路，常用组合逻辑电路，常用时序逻辑电路。存储器电路存储器概述，存储器有关概念，RAM存储器，ROM存储器，闪速存储器。电源电路时钟与复位电路第3章单片机嵌入式系统的开发环境一教学目的了解单片机的开发环境，开发方法和步骤二教学要求（一）了解单片机开发的开发步骤和方法（二）了解单片机开发的软硬件环境（三）掌握keilC51集成开发环境的使用（四）掌握Proteus在线仿真系统的使用三教学内容单片机嵌入式系统的研制步骤和方法单片机嵌入式系统开发的软硬件环境KeilC51高级语言集成开发环境基于proteus的单片机系统仿真第4章80C51单片机硬件基础知识一教学目的掌握单片机的硬件基础知识二教学要求了解C51单片机的发展和特点，单片机的引脚功能，单片机的低功耗运行方式。掌握单片机的内部结构掌握单片机的最小系统三教学内容（一）MCS-51系列及80C51系列单片机的简介（二）80C51系列单片机的引脚功能（三）80C51单片机的内部结构中央处理器CPU，存储器，并行输入输出端口结构，时钟电路，复位电路。低功耗运行方式电源控制寄存器PCON，待机方式，掉电方式80C51单片机的最小系统第5章80C51单片机的软件基础知识一教学目的掌握单片机的软件基础知识二教学要求（一）掌握单片机的C51程序设计中数据类型和存储器类型（二）重点掌握中断服务程序设计（三）了解C51的运算符和表达式三教学内容80C51单片机C51程序设计语言C51的标识符和关键字，C51的数据类型，C51的存储器类型，绝对地址访问，中断服务程序。；C51的运算符和表达式C51的库函数C51的应用技巧第6章80C51单片机内嵌外设及应用一教学目的掌握单片机内嵌，外设的应用方法二教学要求（一）掌握单片机中断系统结构，中断服务函数，重点掌握中断的应用。（二）掌握单片机定时/计数器的结构和工作原理，重点掌握定时/计数器的应用。（三）掌握单片机串行通信的相关知识，重点掌握单片机的串行通信的编程和应用。三教学内容中断系统和外中断中断技术概述，中断系统，中断服务函数，中断的应用实例；定时/计数器定时/计数器的结构和工作原理，定时/计数器的4种工作方式，编程实例。串行通信串行通信的基本知识，串行接口，应用实例。第7章单片机的外部扩展资源及应用一教学目的掌握单片机的外部扩展资源的使用。二教学要求（一）了解单片机外部扩展资源的方法和编址技术。（二）了解并行I/O口扩展的方法。（三）了解大容量闪存Flash的扩展方法。（四）掌握单片机中键盘的使用。（五）掌握单片机中LED数码显示器和LCD液晶显示器的使用，RS-232C接口。（六）了解日历接口芯片及其应用，并行A/D,并行A/D转换电路，I2C总线接口电路E2PROM及应用。三教学内容单片机外部扩展资源和扩展编址技术单片机外部扩展资源分类，单片机系统扩展结构与编址技术，单片机存储器的扩展方法。并行I/O口的扩展大容量闪速存储器Flash的扩展单片机系统中的键盘接口技术键盘工作原理及消抖，独立式键盘机工作原理，行列式键盘及工作原理，键盘扫描的控制程序。单片机系统中的LED数码显示器LED显示器的结构与原理，LED静态显示接口，LED动态扫描显示接口。单片机系统中的LCD液晶显示器字符型液晶显示模块的组成和基本特点，LCD1602模块接口引脚功能，LCD1602模块的操作命令，LCD1602模块与单片机接口与编程。点阵式图形LCD显示器。日历时钟接口芯片及应用单片机数据采集系统并行A/D转换器，串行A/D转换器I2C总线接口电路E2PROM及应用RS-232C和RS485/422通信接口RS-232C接口的物理结构、电气特性、信号内荣，RS-485/422接口第8章单片机嵌入式系统设计实例一教学目的掌握单片机系统设计流程。二教学要求（一）掌握单片机系统设计流程。三教学内容设计要求总体方案硬件电路设计软件设计主程序，每到一层的状态控制，内部按键扫描，外部按键扫描，仿真测试测试正常功能，测试异常功能。第9章多任务实时操作系统RTX-51一教学目的了解RTX-51操作系统的运行机制与原理二教学要求（一）了解多任务实时操作系统的工作原理和机制。三教学内容RTX-51实时多任务操作系统简介单任务程序与多任务程序的比较，使用RTX-51TINY的软硬件要求，使用RTX-51TINY的注意事项。

RTX-51TINY的任务管理定时器滴答中断，任务，任务状态，事件，任务调度，任务切换。如何使用RTX-51TINYRTX-51TINY提供的系统函数RTX-51TINY的配置（六）基于Proteus的RTX-51应用实例--交通信号灯控制器Ⅲ教学组织与方法一实施机构：由医学信息工程系执行二组织内容：教案讲义审核、教学方法研究、教学手段应用、试讲制度三教学方法：1．理论教学：采用启发式、讨论式、互动式课堂教学方法、辅助现代多媒体教学设备进行多媒体教学。2．实验教学：每人一台计算机，一台单片机试验仪，独立操作3．辅导形式：辅导讲义、课堂答疑、邮件答疑四考核办法：笔试+实验考核。实验成绩占总评成绩的30%，平时成绩占10%Ⅳ教学时数分配表讲课内容教学手段时数实验内容时数类型单片机与嵌入式系统概述CAI4I/O口与定时器-流水灯4验证型嵌