《單片機(jī)原理及應(yīng)用理論》課程教學(xué)大綱

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱單片機(jī)原理及應(yīng)用英文名稱Principles & Applications of Single-chip Microprocessor適用專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)先修課程數(shù)字電路、模擬電路、計(jì)算機(jī)組成原理課程類別專業(yè)核心修讀性質(zhì)必修學(xué)分/學(xué)時(shí)3.0學(xué)分/51學(xué)時(shí)（17）考核方式考查二、教學(xué)目標(biāo)本課程是為信息工程專業(yè)的本科生開設(shè)的學(xué)科專業(yè)應(yīng)用課程之一，是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)的基本原理與應(yīng)用，讓學(xué)生了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、各硬件部分的工作原理及使用方法、了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計(jì)方法，掌握單片機(jī)的匯編語言和C語言的指

2、令功能、編程方法及軟件開發(fā)技術(shù)，通過實(shí)例介紹單片機(jī)系統(tǒng)常用接口、擴(kuò)展電路及其C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。為此，除了要求了解匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)外，還要求學(xué)習(xí)基于單片機(jī)的C語言的程序設(shè)計(jì)，以利盡快適應(yīng)畢業(yè)后的技術(shù)研發(fā)工作，使學(xué)生較為熟練地掌握一種單片機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，從而有能力進(jìn)一步對(duì)其它單片機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用系統(tǒng)從事研制和開發(fā)工作，為畢業(yè)后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容及基本要求緒論（理論3學(xué)時(shí)/實(shí)踐0學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1. 了解信息的表示方法，計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類、特點(diǎn)與應(yīng)用。2. 單片機(jī)的概念、特點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，典型單片機(jī)系列的基本情況。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.單片機(jī)的概念。2.單片機(jī)和pc機(jī)體

3、系結(jié)構(gòu)的差異（三）教學(xué)方法講解法，實(shí)物展示（四）教學(xué)內(nèi)容1.單片機(jī)概述（1）單片機(jī)的發(fā)展概況（2）單片機(jī)的特點(diǎn)（3）單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域2. 典型單片機(jī)系列簡(jiǎn)介（1）單片機(jī)系列簡(jiǎn)介（2）MCS-51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介（3）16位單片機(jī)簡(jiǎn)介（4）ARM內(nèi)核單片機(jī)簡(jiǎn)介第一章 MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)（理論8學(xué)時(shí)/實(shí)踐0學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1.了解單片機(jī)內(nèi)部所包含的硬件資源及其功能特點(diǎn)和使用方法，注意幾個(gè)概念：振蕩周期、時(shí)鐘周期、機(jī)器周期和指令周期的意義及它們之間的關(guān)系，掌握：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片的內(nèi)部組成及存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，特別是片內(nèi)RAM和四個(gè)并行I/O口的使用方法。 2.理解單片機(jī)時(shí)鐘電路與時(shí)序、輸入輸出口以及引腳的

4、使用。注意“地址重疊”的問題，注意程序狀態(tài)字PSW中各位的含義。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)成、時(shí)序。2.四個(gè)并行I/O口的使用方法（三）教學(xué)方法講解法，實(shí)物展示（四）教學(xué)內(nèi)容1.MCS-51單片機(jī)的基本組成（1）8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能（2）存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)2. IO接口結(jié)構(gòu)（1）P0口結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（2）P1口結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（3）P2口結(jié)構(gòu)及應(yīng)用（4）P3口結(jié)構(gòu)及應(yīng)用3.MCS-51單片機(jī)的引腳功能（1）引腳信號(hào)功能介紹（2）引腳信號(hào)的第二功能4.時(shí)鐘電路及工作方式（1）時(shí)鐘電路（2）時(shí)序定時(shí)單位（3）MCS-51指令時(shí)序（4）MCS-51單片機(jī)的工作方式5.MCS-51單片機(jī)最小

5、系統(tǒng)第二章 MCS-51指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計(jì)（理論6學(xué)時(shí)/實(shí)踐4學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1. 了解單片機(jī)的尋址方式和指令系統(tǒng)功能，特別是其位尋址功能。 2. 掌握各種尋址方式，常用指令的功能和使用方法及匯編語言程序設(shè)計(jì)方法。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編程序設(shè)計(jì)。2.控制類轉(zhuǎn)移指令、散轉(zhuǎn)表（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1.MCS-51指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介2. 尋址方式3.MCS-51指令系統(tǒng)及一般說明（1）數(shù)據(jù)傳送類指令（2）算術(shù)運(yùn)算類指令（3）邏輯運(yùn)算指令（4）控制轉(zhuǎn)移類指令（5）位操作指令4.匯編語言程序設(shè)計(jì)（1）匯編語言源程序的格式（2）匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例第三章8

6、0C51的中斷系統(tǒng)及定時(shí)/計(jì)數(shù)器（理論6學(xué)時(shí)/實(shí)踐4學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1.了解80C51的中斷系統(tǒng)的構(gòu)成；80C51的中斷處理過程；80C51的定時(shí)/計(jì)數(shù)器構(gòu)成及工作原理。 2.掌握中斷程序設(shè)計(jì)方法以及定時(shí)器的各種應(yīng)用。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.中斷的概念、定時(shí)計(jì)數(shù)器的應(yīng)用、控制字的設(shè)置。2.定時(shí)計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算、中斷入口地址、中斷響應(yīng)過程。（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1.中斷技術(shù)2.MCS-51中斷系統(tǒng)及中斷處理過程3.定時(shí)計(jì)數(shù)器構(gòu)成（1）定時(shí)計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)（2）定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作原理（3）定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制字4.定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式及應(yīng)用（1）定時(shí)計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算（2）定時(shí)計(jì)數(shù)器的

7、4種工作方式及應(yīng)用第四章 串行口（理論6學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1. 了解串行通信的基本概念，80C51串口的構(gòu)成及控制寄存器；2. 了解串口的各種工作方式及其應(yīng)用。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.串行通信的概念、串口的構(gòu)成及工作方式。2.波特率的設(shè)置、多機(jī)通信。（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1.串行通信的基礎(chǔ)知識(shí)（1）并行通信與串行通信（2）異步通信和同步通信（3）串行通信的制式2.MCS-51的串口及控制寄存器（1）串行口的結(jié)構(gòu)（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.波特率的設(shè)計(jì)5.MCS-51串行口的應(yīng)用（1）利

8、用串行口的方式0作IO口擴(kuò)展（2）用串行口進(jìn)行異步通信6.MCS-51串行口的多機(jī)通信第五章 MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（理論4學(xué)時(shí)/實(shí)踐0學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1. 了解單片機(jī)存儲(chǔ)體系的構(gòu)成及擴(kuò)展方法。2. 掌握各種存儲(chǔ)芯片與單片機(jī)之間的接口設(shè)計(jì)。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展。2.地址鎖存，地址分配（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1.單片機(jī)擴(kuò)展及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.程序存儲(chǔ)器EPROM的擴(kuò)展（1）擴(kuò)展原理及時(shí)序（2）常用地址鎖存器和譯碼器（3）典型EPROM擴(kuò)展電路3.外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展（1）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作時(shí)序（2）常用的靜態(tài)RAM芯片（3）64K以內(nèi)靜態(tài)

9、RAM的擴(kuò)展4.EEPROM擴(kuò)展電路第六章 IO接口擴(kuò)展設(shè)計(jì)及應(yīng)用（理論6學(xué)時(shí)/實(shí)踐4學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1. 了解一些常用擴(kuò)展芯片的接口方法和訪問控制方法了解8155接口芯片。2. 掌握8255并行接口芯片的使用。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)18255并行接口芯片的使用。2.IO端口擴(kuò)展方法及控制（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1.IO擴(kuò)展概述2.MCS0-51單片機(jī)與并行接口芯片8255的接口（1）8255芯片介紹（2）8255的三種工作方式及選擇（3）接口應(yīng)用舉例3.MCS51單片機(jī)與可編程芯片8155的接口（1）8155芯片簡(jiǎn)介（2）8051單片機(jī)與8155的接口電路及應(yīng)用4.TTL芯

10、片擴(kuò)展簡(jiǎn)單的IO接口第七章 MCS-51與A/D、D/A的接口（理論6學(xué)時(shí)/實(shí)踐3學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1. 掌握A/D和D/A轉(zhuǎn)換接口電路及其使用方法。2. 掌握單片機(jī)與DAC0832和ADC0809的接口電路與程序設(shè)計(jì)。（宋體五號(hào)，行距16磅）（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.A/D、D/A接口芯片的使用方法與編程控制。2.A/D、D/A的原理（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1.AD轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)（1）并行輸出AD轉(zhuǎn)換器接口（2）串并輸出ADC與單片機(jī)接口（3）串行輸出ADC與單片機(jī)接口2.MCS0-51單片機(jī)與8位DA轉(zhuǎn)換器接口技術(shù)（1）DAC0832的結(jié)構(gòu)原理（2）8位DA轉(zhuǎn)換器的接口方

11、法（3）DA轉(zhuǎn)換器的輸出方式第八章 單片機(jī)高級(jí)語言C51程序設(shè)計(jì)（理論3學(xué)時(shí)/實(shí)踐0學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1.了解C51的語法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、語句函數(shù)的分類。2.能進(jìn)行簡(jiǎn)單的C51程序設(shè)計(jì)。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.C51的語法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，語句函數(shù)等。2.C51與ANSI C的差異，指針（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1.C51語言的特點(diǎn)及其程序結(jié)構(gòu)2.C51語言的標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字3.C51語言的數(shù)據(jù)類型及運(yùn)算符4.C51語言的程序流程控制（1）IF語句（2）switch case語句（3）while語句（4）do.while語句（5）for語句5.函數(shù)（1）中斷服務(wù)函數(shù)與寄存器組的定義（2）函

12、數(shù)的返回值6.編譯預(yù)處理（1）文件包含（2）宏定義（3）條件編譯7.C51編程舉例（宋體五號(hào)，行距16磅）第九章Keil C51集成環(huán)境的使用（理論3學(xué)時(shí)/實(shí)踐0學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)1. 掌握Keil C51的使用方法，包括項(xiàng)目文件的建立、修改、添加、編譯、連接等。2. Keil C51的調(diào)試技巧，包括設(shè)置和刪除斷點(diǎn)、查看和修改寄存器內(nèi)容、并行口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的使用等技巧。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)1.Keil C的基本使用。2.Keil C的調(diào)試技巧，仿真（三）教學(xué)方法講解法，仿真演示（四）教學(xué)內(nèi)容1 Keil C51簡(jiǎn)介 （1）Keil uVision2 IDE的安裝 （2） Keil uVisi

13、on2 IDE界面 2 Keil uVision2 IDE的使用方法 （1） 項(xiàng)目文件的建立 （2） 給項(xiàng)目添加程序文件 （3） 編譯、連接項(xiàng)目，形成目標(biāo)文件 （4 ）運(yùn)行調(diào)試觀察結(jié)果 （5） 多文件的處理 （6） 仿真環(huán)境的設(shè)置 3 Keil C51的調(diào)試技巧 （1）如何設(shè)置和刪除斷點(diǎn) （2）如何查看和修改寄存器的內(nèi)容 （3）如何觀察和修改變量 （4）如何觀察存儲(chǔ)器區(qū)域 （5）并行口的使用 （6）定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用 (7) 串行口的使用 (8) 外部中斷的使用 四、考核形式及成績(jī)?cè)u(píng)定（一）考核形式：本課程為考查課，期末考查采用開卷筆試形式或課程設(shè)計(jì)形式，考查范圍和要求應(yīng)符合本教學(xué)大綱對(duì)各章教

14、學(xué)內(nèi)容的基本要求。（二）成績(jī)?cè)u(píng)定：學(xué)生的課程成績(jī)按百分制評(píng)分，由平時(shí)成績(jī)（占30）和期末考查成績(jī)（占70）兩部分構(gòu)成。平時(shí)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占15%）及出勤率、作業(yè)、學(xué)習(xí)主動(dòng)性等（占15）組成。五、教材與參考書教 材：何橋.單片機(jī)原理及應(yīng)用.（第一版）.北京：中國(guó)鐵道出版社，2008.1參考書：1賀敬凱.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與應(yīng)用.（第一版）.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011.2 2郭天翔.新概念51單片機(jī)C語言教程.（第一版）.北京：電子工業(yè)出版社，2012.7六、其他（特色、必要的說明等）1本課程實(shí)際上包括三部分內(nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理、接口技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，涉及內(nèi)容較多，因此必須特別注意教學(xué)內(nèi)容的組織與處理。2本課程兼有硬件和軟件知識(shí)的學(xué)習(xí)，涉及面廣。教學(xué)過程中應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的接口電路設(shè)計(jì)能力和控制程序編寫能力。 3結(jié)合實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生采用keilC和proteus等軟件進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，鞏固所學(xué)理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力，以增加感性認(rèn)識(shí)；因此在上課時(shí)要抽一定時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)仿真軟件的使用。4隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，需要注意教學(xué)大綱教學(xué)內(nèi)容的修訂、教材內(nèi)容的更新和教學(xué)章節(jié)的修改，在具體教學(xué)中C51程序設(shè)計(jì)部分和匯編語言程序設(shè)計(jì)要選講其一，KeilC51集成環(huán)境的使用和單片機(jī)高級(jí)語言