《微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)課程英文名稱Microcomputerprincipleandinterfacetechnologyofsinglechipmicrocomputer課程編號33142104課程模塊￡思想政治理論課￡通識教育課R專業(yè)基礎(chǔ)課R專業(yè)課課程性質(zhì)R必修￡限選￡專業(yè)任選￡任選總學(xué)時64講授學(xué)時50實驗（專題輔導(dǎo)）學(xué)時14總學(xué)分4開課單位電信學(xué)院開課系（室）自動化系授課對象自動化專業(yè)本科學(xué)生適用專業(yè)自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化先修課程C語言，電路分析，模擬電路，數(shù)字電路二、課程簡介和教學(xué)目標(biāo)1．課程簡介《微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)》是電氣工程及自動化專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，課程主要講授微型計算機(jī)8086/8088的內(nèi)部框架和基本工作原理以及增強型51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理、指令系統(tǒng)和匯編語言及C語言程序的設(shè)計、存儲器擴(kuò)展和中斷系統(tǒng)、I/O接口和總線等問題，并在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法。本課程由微機(jī)原理和單片機(jī)技術(shù)相二合一的課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握微型計算機(jī)原理與組成，掌握增強型51單片機(jī)工作原理以及接口技術(shù)，通過實用項目設(shè)計讓學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方法和設(shè)計過程，使學(xué)生具備解決實際工程項目的動手能力，可以進(jìn)行小的控制系統(tǒng)的設(shè)計，為以后的智能控制奠定基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1：知識與技能目標(biāo)，通過學(xué)習(xí)課程，大家應(yīng)能在軟件和硬件兩方面初步具備開發(fā)一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。在硬件方面，學(xué)習(xí)微型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理，全面掌握增強型51、存儲芯片、A/D、D/A等芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能和工作原理，深刻理解51的各類芯片接口中實際存在的地址信息流、數(shù)據(jù)信息流和控制信息流，準(zhǔn)確掌握中斷概念和I/O斷口地址的確定方法。教學(xué)目標(biāo)2：知識與技能目標(biāo)，通過學(xué)習(xí)課程，在軟件方面，應(yīng)能掌握匯編語言程序設(shè)計和C51語言的基本方法和技巧，樹立結(jié)構(gòu)化和模塊化程序設(shè)計思想，熟練編制各種分支程序、循環(huán)程序、查表程序、子程序和運算程序，逐步形成思維嚴(yán)密的程序設(shè)計風(fēng)格。教學(xué)目標(biāo)3：過程與方法目標(biāo)，單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)是激發(fā)創(chuàng)新精神的源頭之一，通過對經(jīng)典單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計和制作，激發(fā)學(xué)生對課程和單片機(jī)開發(fā)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與實踐能力。教學(xué)目標(biāo)4：情感、態(tài)度與價值觀發(fā)展目標(biāo)，改變課程僅注重知識傳授的傾向，強調(diào)形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)技能的過程同時成為學(xué)會學(xué)習(xí)和形成價值觀的過程，在教學(xué)中注重學(xué)生人際交往發(fā)展的合作學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣來開展，注重學(xué)生堅強的意志力培養(yǎng)和鍛煉培養(yǎng)，培養(yǎng)起求真、求實、求善的科學(xué)精神，逐步發(fā)展完善健全人格，樹立正確的人生觀和價值觀。3．教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐關(guān)系教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求對應(yīng)指標(biāo)點教學(xué)目標(biāo)15.1了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的原理和使用方法，并理解其局限性。5.2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對自動化相關(guān)領(lǐng)域的工程問題進(jìn)行分析、計算與設(shè)計；能夠針對具體的對象，開發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，模擬和預(yù)測專業(yè)問題，并能夠分析其局限性。教學(xué)目標(biāo)23.2能夠針對特定需求，完成單元（部件）的設(shè)計；能夠進(jìn)行系統(tǒng)或工藝流程設(shè)計，在設(shè)計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。教學(xué)目標(biāo)32.2能認(rèn)識到解決問題有多種方案可選擇，運用相關(guān)的基本原理，通過文獻(xiàn)研究，分析自動化相關(guān)領(lǐng)域的工程問題，論證解決方案的合理性，獲得有效結(jié)論。；教學(xué)目標(biāo)49.1能夠在團(tuán)隊中有效溝通，合作共事。9.2在多學(xué)科背景下，能夠獨立或合作開展工作，并具備組織、管理、協(xié)調(diào)團(tuán)隊工作的能力。三、理論教學(xué)表1理論教學(xué)安排序號章節(jié)（學(xué)時）學(xué)習(xí)內(nèi)容（含重點、難點）教學(xué)方法、手段支撐教學(xué)目標(biāo)其他1第一章：概述（2學(xué)時）1.了解微型計算機(jī)的基本組成；了解市面上CPU的發(fā)展歷史；了解學(xué)習(xí)CPU的地位；2.了解什么是單片機(jī)、單片機(jī)和微型計算機(jī)的區(qū)別和聯(lián)系；3.了解本書的框架，學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法從主流的CPU出發(fā)，從實際出發(fā)，從日常生活實例出發(fā)，引出本課程的學(xué)習(xí)，激發(fā)大家的積極性；從目錄開始，掌握課程框架，從而指引大家如何學(xué)習(xí)本課程。1、22第二章：計算機(jī)基礎(chǔ)知識概述（2學(xué)時）1.了解門電路、組合電路、時序電路的結(jié)構(gòu)、數(shù)制及轉(zhuǎn)換；2.理解存儲器的分類，存儲器分級的結(jié)構(gòu)；3.掌握各種不同形式的編碼BCD碼、ASCII碼及有符號數(shù)的補碼表示；（）（）4.掌握存儲單元和存儲單元地址及其尋址原理；（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂討論相結(jié)合1、33第三章：微型計算機(jī)基本工作原理（6學(xué)時）1.理解計算機(jī)的基本組成及基本工作原理；2.理解8086CPU內(nèi)部的寄存器的特點；（）3.掌握8086CPU的引腳特點及最小系統(tǒng)組成；（）（）3.掌握8086的各個時鐘之間的關(guān)系以及典型時序；（）（）4.掌握總線的特點；（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂討論相結(jié)合1、2、34第五章：單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理（6學(xué)時）1.掌握單片機(jī)工作過程及工作時序；及其復(fù)位條件、復(fù)位電路和復(fù)位狀態(tài)；（）2.掌握單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)特點，并能從代碼上進(jìn)行區(qū)分；（）（）3.掌握芯片內(nèi)部各專用寄存器的特點并能正確實用；（）（）4.掌握單片機(jī)的工作寄存器的分區(qū)結(jié)構(gòu)及選擇方法；（）5.掌握單片機(jī)的并行I/O的結(jié)構(gòu)特點，及控制接口操作兩類指令的用法；（）（）6.掌握單片機(jī)的引腳功能，尤其注意引腳復(fù)用的特點；（）（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂練習(xí)相結(jié)合1、2、35第六章：單片機(jī)的匯編語言與程序設(shè)計（6學(xué)時）1.熟悉指令的尋址方式；（）2.掌握各尋址方式對應(yīng)的寄存器及存儲空間；（）（）3.掌握各指令系統(tǒng)系統(tǒng)；（）4.掌握MCS-51指令系統(tǒng)及程序結(jié)構(gòu)，匯編語言編程的基本方法；（）（）5.熟練掌握應(yīng)用程序分析與調(diào)試的基本方法。（）（）采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點評，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動頻率與水平。2、36第七章：匯編語言程序設(shè)計（6學(xué)時）1.了解程序設(shè)計的步驟；2.掌握單片機(jī)匯編語言的相關(guān)偽指令；3.掌握順序、分支、循環(huán)、子程序及查表程序的設(shè)計；（）（）4.掌握C51的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在哈佛型結(jié)構(gòu)里建立和變量之間的關(guān)系；（）（）5.掌握C51典型應(yīng)用程序設(shè)計；（）啟發(fā)式教學(xué)和采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點評，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動頻率與水平。2、37第八章：主要功能單元（10學(xué)時）1.理解邊沿觸發(fā)的外部中斷0/1和電平觸發(fā)方式下的外部中斷0/1各自的特點；（）2.掌握各中斷標(biāo)志位是什么，以及何時、如何被置位的，以及被清零的；（）3、理解51單片機(jī)的多機(jī)通信過程；了解基本的串行通信協(xié)議的編寫；（）4.掌握單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及應(yīng)用，如中斷源與相關(guān)的專用寄存器、觸發(fā)方式、中斷響應(yīng)的條件和響應(yīng)過程、中斷優(yōu)先級控制、中斷使能控制。（）（）5.掌握單片機(jī)的定時器/計數(shù)器的可編程結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用方法，如工作方式的選擇、初始值的計算與裝入、啟停控制及編程的一般步驟；掌握定時/計數(shù)器的基本用法，能編制應(yīng)用程序。（）（）6.掌握51單片機(jī)的串口結(jié)構(gòu)特點與工作方式；掌握波特率的設(shè)計；掌握雙機(jī)通信程序編寫。（）（）啟發(fā)式教學(xué)和采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點評，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動頻率與水平。1、2、3、48第九章：單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展（6學(xué)時）1.掌握I/O口的擴(kuò)展連接方法；（）2.掌握ADC0809接口的使用并程序設(shè)計；（）（）3.掌握DAC0832接口，并設(shè)計程序輸出不同波形的輸出；（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂練習(xí)相結(jié)合1、2、3、49第十章：接口技術(shù)（6學(xué)時）1.掌握鍵盤程序設(shè)計的基本方法；（）（）2.掌握顯示器接口的動態(tài)和靜態(tài)顯示程序設(shè)計方法；（）（）采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點評，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動頻率與水平。1、2、3、4四、實驗教學(xué)表2實驗教學(xué)安排序號實驗項目名稱（學(xué)時）實驗內(nèi)容實驗類型支撐教學(xué)目標(biāo)其他1KEIL軟件實用及程序調(diào)試過程通過編寫兩段程序熟悉軟件的實用，并熟練掌握程序調(diào)試的方法綜合性1、2、3、42PROTEUS使用及流水燈實驗學(xué)習(xí)仿真軟件使用，編程實現(xiàn)8個發(fā)光二極管流水過程設(shè)計性1、2、3、43中斷優(yōu)先級實驗主程序?qū)崿F(xiàn)0-8循環(huán)顯示，外部中斷程序也為0-8循環(huán)顯示設(shè)計性1、2、3、4460s倒計時實驗兩位數(shù)碼管上實現(xiàn)60S的倒計時顯示設(shè)計性1、2、3、45矩陣式鍵盤設(shè)計編寫一個3*4的小鍵盤程序，并實現(xiàn)不同按鍵顯示設(shè)計性1、2、3、46AD轉(zhuǎn)換接口實驗ADC0809進(jìn)行模擬的采集并顯示設(shè)計性1、2、3、47雙機(jī)通信實驗兩個單片機(jī)之間實現(xiàn)簡單的通信設(shè)計性1、2、3、4五、考核與成績評定方法表3課程考核及評價細(xì)則成績組成考核/評價環(huán)節(jié)分值考核/評價細(xì)則支撐教學(xué)目標(biāo)平時成績出勤率10根據(jù)學(xué)生平時上課的出勤率，視其對課程學(xué)習(xí)的態(tài)度及積極程度，按10%計入課程總成績1、2、3課堂練習(xí)及討論8根據(jù)學(xué)生平時上課的課堂表現(xiàn)及互動情況，按8%計入課程總成績1、2、3、4課后練習(xí)12根據(jù)學(xué)生課后作業(yè)完成情況視其對課程學(xué)習(xí)的態(tài)度及積極程度，按12%計入課程總成績1、2、3實驗環(huán)節(jié)10根據(jù)學(xué)生實驗完成情況，分等級，按10%計入課程總成績1、2、3、4考試成績考試的卷面成績60根據(jù)學(xué)生卷面大題完成情況，按60%計入課程總成績1、2、3六、建議教材及相關(guān)教學(xué)資源[1]建議教材王維新.微機(jī)原理及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2019[2]劉南平.單片機(jī)實訓(xùn)與開發(fā)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2018[3]凌志浩.AT89C