《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)大綱

1、單片機(jī)原理與接口技術(shù) 課程教學(xué)大綱一、課程的基本信息適應(yīng)對(duì)象：電子信息工程、電子信息工程實(shí)驗(yàn)班、通信工程、自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化課程代碼： ACE00615學(xué)時(shí)分配：72=56理論+16實(shí)踐賦予學(xué)分：4學(xué)分先修課程：電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)后續(xù)課程：嵌入式單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)等二、課程性質(zhì)與任務(wù)本課程是電子信息類專業(yè)學(xué)生的一門(mén)必修的學(xué)科基礎(chǔ)課程。本課程的任務(wù)是使學(xué)生牢固掌握MCS51系列單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)，學(xué)會(huì)利用匯編和C51語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)和調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。為學(xué)生今后學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和從事單片機(jī)等應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

2、三、教學(xué)目的與要求教學(xué)目的在于通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解“單片機(jī)原理及其接口技術(shù)”這一技術(shù)領(lǐng)域的概貌，初步建立起有關(guān)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本概念，掌握開(kāi)發(fā)調(diào)試方法，為從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方面的工作打下基礎(chǔ)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握MCS51系列單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和匯編指令系統(tǒng)、C51編程、單片機(jī)接口技術(shù)，具有初步的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力。教學(xué)內(nèi)容與安排1、課時(shí)分配按照課程內(nèi)容，分成11個(gè)教學(xué)專題，各專題的課時(shí)安排如下表。序號(hào)專題名稱講授練習(xí)實(shí)驗(yàn)小計(jì)1單片機(jī)入門(mén)222單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)443指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言4264C51編程與IO基本應(yīng)用42285中斷系統(tǒng)及其應(yīng)用3256定時(shí)器、計(jì)數(shù)器及其應(yīng)

3、用42287單片機(jī)串行口及其應(yīng)用42398單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)及其應(yīng)用32389單片機(jī)I/O接口擴(kuò)展技術(shù)及其應(yīng)用423910單片機(jī)與DAC和ADC接口設(shè)計(jì)323511單片機(jī)串行擴(kuò)展技術(shù)及其應(yīng)用328課時(shí)合計(jì)381816722、教學(xué)內(nèi)容專題一：?jiǎn)纹瑱C(jī)入門(mén)【教學(xué)目標(biāo)與要求】明確學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的目的；了解什么是單片機(jī)以及單片機(jī)的特點(diǎn)；了解單片機(jī)的發(fā)展歷史與發(fā)展趨勢(shì)；引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】通過(guò)的應(yīng)用案例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；MCS-51和AT89S5x系列單片機(jī)特點(diǎn)；Proteus和Keil uVision仿真軟件的使用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】如何有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；仿真軟件Proteus

4、和Keil uVision的入門(mén)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、單片機(jī)的概念、發(fā)展歷史、特點(diǎn)、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)等；2、主流單片機(jī)系列介紹，重點(diǎn)是MCS-51和AT89S5x系列單片機(jī)；3、單片機(jī)開(kāi)發(fā)、仿真軟件Proteus和Keil uVision入門(mén)引導(dǎo)?！九囵B(yǎng)能力】單片機(jī)仿真開(kāi)發(fā)工具的應(yīng)用能力。專題二：?jiǎn)纹瑱C(jī)硬件結(jié)構(gòu)【教學(xué)目標(biāo)與要求】熟悉并掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)于應(yīng)用設(shè)計(jì)者是十分重要的，它是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；對(duì)單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)有較為全面的了解，記住單片機(jī)內(nèi)部提供了哪些硬件資源，如何應(yīng)用這些硬件資源?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】單片機(jī)I/O口電路結(jié)構(gòu)及功能；單片機(jī)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)空間；特殊功能寄存器SFR；單

5、片機(jī)時(shí)鐘和復(fù)位電路?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】單片機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間、堆棧的理解；時(shí)鐘周期、機(jī)器周期與指令周期的關(guān)系?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、AT89S51單片機(jī)的硬件組成、引腳功能；2、AT89S51的CPU結(jié)構(gòu)及功能；3、AT89S51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)；4、AT89S51的并行I/O端口；5、AT89S51的時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和低功耗節(jié)電模式。【培養(yǎng)能力】MCS-51單片機(jī)的選擇和應(yīng)用能力。專題三：指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握指令格式和操作，指令對(duì)標(biāo)志位的影響；熟悉7種尋址方式和111條指令；熟練掌握各類指令的功能和使用方法；掌握常見(jiàn)的偽指令的使用；掌握匯編語(yǔ)言程序的基本格式和常見(jiàn)的匯編程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

6、?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】尋址方式；指令功能和應(yīng)用；偽指令的應(yīng)用；順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)方法。【教學(xué)難點(diǎn)】寄存器間接尋址、相對(duì)尋址、變址尋址；查表指令、堆棧操作指令和控制程序轉(zhuǎn)移類指令；匯編程序設(shè)計(jì)?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、指令系統(tǒng)概述和指令格式；2、七種尋址方式；3、五大類指令；4、8051匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；5、8051匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)例。【培養(yǎng)能力】MCS-51單片機(jī)的匯編語(yǔ)言編程能力。專題四：C51編程與IO基本應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握C51編程語(yǔ)言；掌握C51程序的設(shè)計(jì)；了解C51程序的優(yōu)化。【教學(xué)重點(diǎn)】C51編程語(yǔ)言的函數(shù)使用和匯編程序接口；單片機(jī)基本I/O口顯示與開(kāi)關(guān)的C51編

7、程?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】C51編程語(yǔ)言的函數(shù)調(diào)用和絕對(duì)地址訪問(wèn)；C51編程時(shí)的單片機(jī)位操作。【教學(xué)內(nèi)容】1、C51簡(jiǎn)介和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；2、C51語(yǔ)言的函數(shù)；3、C51開(kāi)發(fā)工具和仿真軟件；4、單片機(jī)控制發(fā)光二極管、LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示；開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)?！九囵B(yǎng)能力】MCS-51單片機(jī)的I/O應(yīng)用和C51語(yǔ)言編程能力。專題五：中斷系統(tǒng)及其應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解中斷的概念；掌握中斷系統(tǒng)有關(guān)的特殊功能寄存器；掌握響應(yīng)中斷請(qǐng)求的條件；掌握中斷系統(tǒng)的軟件編程方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】中斷系統(tǒng)有關(guān)的特殊功能寄存器設(shè)置；中斷的軟件編程?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】中斷系統(tǒng)的工作方法及應(yīng)用。 【教學(xué)內(nèi)容】1、中斷的概念、中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；2、中斷的控

8、制；3、響應(yīng)中斷的條件、時(shí)間；4、外部中斷的中斷觸發(fā)方式、不同中斷的中斷請(qǐng)求撤銷；5、多外部中斷源的中斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)?！九囵B(yǎng)能力】利用單片機(jī)的中斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)異常事件的實(shí)時(shí)檢測(cè)與處理的能力。專題六：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握AT89S51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相關(guān)特殊功能寄存器，工作模式和工作方式的選擇；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的軟件編程?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的相關(guān)特殊功能寄存器的設(shè)置；4種工作方式及其應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的相關(guān)特殊功能寄存器的設(shè)置；計(jì)數(shù)初值的設(shè)置；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)；2、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作方式、

9、對(duì)輸入信號(hào)的要求；3、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程應(yīng)用?！九囵B(yǎng)能力】合理利用與開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)資源的能力。專題七：?jiǎn)纹瑱C(jī)串行口及其應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握AT89S51中串行通信口的基本原理；掌握串行口有關(guān)的特殊功能寄存器；掌握串行通信的軟件編程。【教學(xué)重點(diǎn)】單片機(jī)通信的基本概念及應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】串行通信的工作方式及應(yīng)用?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、串行口的結(jié)構(gòu)；2、串行口的4種工作方式；3、波特率的設(shè)定；4、串行口的編程和應(yīng)用。【培養(yǎng)能力】控制單片機(jī)雙機(jī)或多機(jī)通信基本能力。專題八：?jiǎn)纹瑱C(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)及應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握單片機(jī)系統(tǒng)的并行擴(kuò)展結(jié)構(gòu)；掌握存儲(chǔ)器的地址空間分配方法；掌握外部地址鎖存器的應(yīng)用；

10、掌握常用靜態(tài)RAM芯片及其擴(kuò)展方法。【教學(xué)重點(diǎn)】單片機(jī)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的方法及地址分配原則。【教學(xué)難點(diǎn)】單片機(jī)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的方法?！窘虒W(xué)內(nèi)容】1、系統(tǒng)并行擴(kuò)展結(jié)構(gòu)；2、地址空間分配和外部地址鎖存器；3、靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的并行擴(kuò)展。【培養(yǎng)能力】單片機(jī)外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與設(shè)計(jì)能力。專題九：I/O接口擴(kuò)展技術(shù)及其應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握單片機(jī)擴(kuò)展I/O接口的編址和數(shù)據(jù)傳送方式；掌握用74LSTTL電路擴(kuò)展并行I/O口的方法；掌握用AT89S51單片機(jī)的串行口擴(kuò)展并行口的方法；掌握單片機(jī)控制LED數(shù)碼管顯示的方法；掌握獨(dú)立式和矩陣式鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別方法。【教學(xué)重點(diǎn)】單片機(jī)用74LSTTL電路擴(kuò)展并行

11、I/O口的方法?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】單片機(jī)擴(kuò)展并行I/O接口的方法及編址。【教學(xué)內(nèi)容】1、I/O接口擴(kuò)展概述；2、利用74LSTTL電路擴(kuò)展并行I/O口；3、用AT89S51單片機(jī)的串行口擴(kuò)展并行口；4、單片機(jī)控制LED數(shù)碼管的顯示及鍵盤(pán)識(shí)別。【培養(yǎng)能力】單片機(jī)I/O擴(kuò)展、鍵盤(pán)及接口技術(shù)、顯示及接口技術(shù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力。專題十：?jiǎn)纹瑱C(jī)與DAC和ADC接口設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)與要求】掌握AT89S51與DAC的接口設(shè)計(jì)；掌握AT89S51與ADC的接口設(shè)計(jì)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】單片機(jī)AT89S51與DAC的接口設(shè)計(jì)以及AT89S51與ADC的接口設(shè)計(jì)方法?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】單片機(jī)AT89S51與DAC的接口設(shè)計(jì)、AT89S

12、51與ADC的接口設(shè)計(jì)及軟件編程。【教學(xué)內(nèi)容】1、單片機(jī)擴(kuò)展D/A轉(zhuǎn)換器概述；2、單片機(jī)擴(kuò)展并行8位DAC0832；3、單片機(jī)擴(kuò)展A/D轉(zhuǎn)換器概述；4、單片機(jī)擴(kuò)展并行8位ADC0809。【培養(yǎng)能力】單片機(jī)外部DAC和ADC接口擴(kuò)展與設(shè)計(jì)能力。專題十一：串行擴(kuò)展技術(shù)及其應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)與要求】了解單總線串行擴(kuò)展；了解SPI總線串行擴(kuò)展；掌握I2C總線的串行擴(kuò)展?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】I2C總線的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳送規(guī)定；AT89S51的I2C總線系統(tǒng)擴(kuò)展?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】I2C總線數(shù)據(jù)傳送的模擬。 【教學(xué)內(nèi)容】1、單總線串行擴(kuò)展；2、SPI總線串行擴(kuò)展；3、I2C總線的串行擴(kuò)展。【培養(yǎng)能力】單片機(jī)串行口擴(kuò)展的設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力。五、教學(xué)設(shè)備和設(shè)施多媒體教學(xué)設(shè)備；HNIST-II型便