单片机实验与设计教学大纲

单片机实验与设计教学大纲课程目录号：260016课程目录名称：单片机实验与设计英文名称： Single-chipmicrocomputeexperimentanddesign先修课程： 面向对象： 电子信息、通信工程专业本科生一、课程简介：单片机实验课程要求学生掌握MCS-51系列单片机的基本原理、结构、指令系统，会对一些典型单片机应用电路进行汇编程序设计，掌握单片机应用系统的设计、开发、高度的原则、步骤方法及一些应用系统的实用技术。二、教学目的与要求：单片机在物理量的采集、处理、控制等各方面有着十分广泛的应用，单片机技术涉及硬件、软件，是一门实践性很强的应用技术。指导学生通过单片机实验进一步了解单片机的硬件结构，熟悉单片机指令系统和编程语言、加深对单片机工作原理的理解。培养与提高学生单片机应用系统的设计能力，其中包括：通过阅读实验教材或资料着手进行单片机实验的能力；简单应用系统的硬件设计能力；简单应用系统的软件编程能力；正确使用计算机开发平台的能力；完成简单设计性实验的能力等。培养与提高学生的科学实验素养，要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动探索的进取精神，遵守纪律、团结协作和爱护公共财物的优良品质。三、主要内容与学时分配：第1章拆字合字实验(4课时)[目的]：1.熟悉MCS-51指令系统，学习使用Keilc编程软件。2.掌握汇编语言设计和调试方法。[内容]：1.拆字：把50H的内容拆开，高四位送51H的低位，低四位送52H的低位，51H、52H的高四位清零。2.合字：把53H、54H的低位分别送入55H的高低位。第2章数据排序实验(4课时)[目的]：1.熟悉MCS-51指令系统；学习使用Keilc编程软件。2.掌握循环程序的设计方法。[内容]：1.编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将内部RAM中50H-5AH的几个单字节无符号的正整数，按从小到大的次序进行排列。2.运行本实验程序后检查50H-5AH中内容是否按从小到大排列。第3章ISIS中仿真交通灯实验(4课时)[目的]：1.掌握MCS-51单片机延时程序的编写方法；2.练习汇编语言系统性编程。[内容]：用51单片机的I/O口线控制12个发光管的通断、简单的模拟交通灯管理的过程。即：（１）首先是四个路口的红灯全亮，然后，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮；（２）延时45秒后东西方向绿灯灭，黄灯闪三次（每次半秒）。然后，东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮；（３）延时30秒后南北方向绿灯灭，黄灯闪三次（每次半秒）。然后，南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；（４）重复（２）、（３）过程。第4章ISIS中仿真实时时钟实验(4课时)[目的]：1.掌握MCS-51定时中断的设置与应用方法；2.学习使用8255进行I/O口扩展，掌握动态显示原理及方法。[内容]：1.根据相关元件列表在ISIS中画出实时时钟的电路原理图；2.参考定时子程序流程图编写程序，并生成HEX文件；3.将HEX文件导入到ISIS原理图中的单片机中，运行、调试并验证结果。第5章键盘实验(4课时)[目的]：1.掌握8255A编程原理；2.了解键盘电路的工作原理；3.掌握键盘接口电路的编程方法。[内容]：1.参照相关硬件电路连接电路，其中PA口低三位接到矩阵键盘的列线上，PB口接到矩阵键盘的行线上，PC口八个指示灯，8255A芯片的片选信号8255CS接CS0。2.参考相关程序流程图，在Keilc中编写程序，做到在键盘上每按一个数字键（0-F），用发光二极管将该代码显示出来。3.编译进入DEBUG，全速运行并观察LED显示情况是否与实验内容相符。第6章数码显示实验(4课时)[目的]：1.进一步掌握定时器的使用和编程方法。2.了解七段数码管显示数字的原理。3.掌握用一个段锁存器，一个位锁存器同时显示多位数字的技术。[内容]：1.参考相关连接电路，将P1口的P1.0-P1,5与数码管的输入LED6-LED1相连，74LS273的00-07与LEDA-LEDDp相连，片选信号CS273与CS0相连。去掉短路子程序。2.参考相关程序流程图，在KEILC中编写程序，数码管要求显示时间。3.编译进入DEBUG，全速运行并观察数码管显示情况是否与实验内容相符。第7章D/A转换实验(4课时)[目的]：1.了解D/A转换的基本原理。2.了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。3.了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法。[内容]：1.参照电路原理图连接电路，DAC0832的片选CS0832接CS0，输出端OUT接示波器探头。将短路端子DS的1,2短路。2.参考相关程序流程图，在KEILC中编写程序产生锯齿波、三角波、正弦波。三种波形轮流显示。3.编译进入DEBUG，全速运行并观察数码管的显示情况是否与实验内容相符。第8章A/D转换实验(1课时)[目的]：1.掌握A/D转换与单片机的接口方法。2.了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法。3.通过实验了解单片机如何进行数据采集。[内容]：1.参照电路原理图连接电路，0809的片选信号CS0809接CS0，电位器的输出信号AN0接0809的ADIN0提供模拟电压信号输入，EOC接CPU板的INT0。2.参考相关程序流程图，在KEILC中编写程序将模拟量转换成数字量，用数码管显示模拟量转换的结果。3.编译进入DEBUG，全速运行并观察数码管的显示情况是否与实验内容相符。四、教材与参考书目：实验教材：单片机实验