单片机技术及应用课程教学大纲

《单片机技术及应用》课程教学大纲本课程采用“教、学、做”一体化安排，将理论教学与实践教学有机的融合在一起。总学时：40学时（理论、实践教学一体化安排）一、课程性质与任务课程性质：本课程是中职学校应用电子专业的一门重要的面向应用的，实践性和综合性很强的主干专业课。课程任务：通过本课程的教学，使学生掌握单片机原理与应用的基本知识，获得单片机应用系统设计的基本理论与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法及开发步骤。培养学生分析问题、解决问题的综合能力。为学生学习后续课程及毕业后从事与单片机应用技术相关工作岗位打下坚实基础。二、课程教学目标1、知识目标：1）理解和掌握单片机的工作原理和内部结构2）掌握汇编语言程序设计的基本方法。3）理解人机接口的硬件结构与软件编程原理和设计方法。4）掌握单片机系统扩展技术。5）掌握单片机A/D、D/A接口技术。6）基本掌握MCS-51串行通信技术。7）初步掌握MCS-51应用系统的开发技术。2、能力目标：1）能运用本课程知识独立设计和制作从简单到复杂的单片机应用系统（软件和硬件）。2）能运用本课程知识技能维修单片机应用设备和产品。3）具备进一步自学拓展相关知识的能力，如自学应用其他型号单片机的能力。4）具备与他人沟通协作的能力与团队精神及养成认真、细致、踏实的工作作风。三、基本教学条件为了保证理论教学和实践教学的效果及两者的有机结合，完成好本课程的教学要求须具备以下基本条件：1、具备满足教学要求的教材、参考书及项目制作指导书。2、符合“教、学、做”一体化容理论教学与实践教学为一体的，既能供教师授课，学生学习动手制作的场所——称之为“一体化教师”该教室应具备：1）黑板、讲台、实验台、课桌椅（按每班约40名学生）2）PC、示波器及单片机教学开发所需软件（4-6人配备一套）3）项目制作所需仪器设备工具。四、课程内容设计模块名称内容学时MCS-51单片机结构与原理MCS-51单片机内部结构、引脚功能及单片机时序，单片机存储器结构，输入/输出端口结构特点。8MCS-51的指令系统与编程机器语言和汇编语言及区别，MCS-51寻址方式及指令系统，汇编语言源程序的设计方法。12MCS-51定时器与中断系统中断定时系统结构与控制原理，中断处理及中断服务程序编程，定时器的四种工作方式及应用。10MCS-51的人机接口技术LED显示器的结构及原理，LED显示接口电路与编程，独立式与矩阵式键盘接口电路与编程。10MCS-51系统扩展单片机系统的外部扩展RAM、ROM及I/O的方法，三总线概念。8MCS-51与A/D、D/A的接口技术A/D、D/A结构原理与单片机的接口电路及应用编程技术。8MCS-51串行通信串行通信基本知识，串行口结构工作原理，双机及多机通信原理及编程方法。8可编程接口芯片8255A、8155的结构、原理，与单片机的接口电路工作方式、编程方法。6MCS-51的应用及开发技术单片机应用系统的开发及开发工具2五、学习载体编号能力训练项目名称拟实现的能力目标相关支持知识训练方式手段及步骤结果1制作一个简单的单片机应用系统掌握用单片机建立一个最简单应用系统的能力单片机的结构、工作原理、常用指令、LED使用。1、用89S52的P1口驱动一个发光二极管。2、编写一个驱动程序。3、将程序汇编成机器码写入单片机并运行。4、逐步增加驱动LED的数量和编程的难度。发光二极管根据程序的运行情况作出反应。2智能电子钟的制作使用定时器及中断的能力，提高编程能力指令系统、定时与中断系统、显示接口、键盘接口1、硬件焊接与调试。2、软件编程。3、调试电子钟实现计时显示，定时叫醒，整点报时等功能。3LED点阵显示技术掌握单片机驱动控制LED点阵技术，系统扩展技术LED动态显示原理，系统扩展技术1、硬件设计安装2、软件编程。3、调试显示静止图像文字，左移、右移，上、下移动等。4多功能电子琴制作掌握单片机的音乐合成技术音频键盘接口和乐理知识1、硬件设计安装与调试2、软件编程。3、联试32~64键电子琴可弹奏音乐，可播放存储乐曲5数字合成信号发生器掌握用单片机合成正弦波信号及任意波形的技术D/A接口、频率数字合成原理1、硬件设计安装与调试2、软件编程。3、联试正弦波失真度5%，频率范围50~100KHZ6语音数字及处理系统应用综合能力训练A/D、D/A存储器扩展、音频信号的模拟处理电路1、硬件设计安装与调试2、软件编程。3、联试语音数字化存储传输、通信质量清晰7红外遥控电子密码锁制作掌握用单片机编解码及串行通信技术、红外传感技术红外传感器原理，串行通信原理1、硬件设计安装与调试2、软件编程。3、联试遥控距离5m误码率0.00001六、教学进度（供参考）序号周次时间学时教学目标和主要内容能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容（课程主要内容）111激发学习兴趣掌握学习方法1单片机的应用领域学习方法单片机的概念、用途、运行的特点，学习方法，认识单片机（实物）211熟练转换数制的能力，快速查ASCII码表。1二进制、十进制、十六进制数的相互转换，BCD码，微机常用术语，ASCII码。数制与码制，微型计算机的基础知识，训练项目的焊接工作（作业）311准确掌握各引脚的位置1MCS-51内部结构和引脚排列和功能单片机引脚的位置和功能，复位电路与晶振电路的原理与焊接421运用I/O口驱动外部设备的能力1并行I/O口的结构原理，用一组并行口驱动一位LED的原理P0、P1、P2、P3的结构原理，驱动LED电路的焊接521区分不同类型的存储器1存储器的结构片内ROM、RAM，工作寄存器，位寻址，训练项目1焊接工作621SFR的使用1特殊功能寄存器ACC、PSW、SP、PC的功能，训练项目1焊接工作731运用时序分析问题能力1单片机的时序时钟、机器周期、取指令执行时序，读外部ROM、RAM时序，训练项目1焊接工作831灵活运用不同寻址方式，编程能力1指令格式和寻址方式机器指令格式，汇编指令格式，寻址方式，训练项目1编程931运用数据传送指令编程，查指令表1数据传送类指令指令功能，指令助记符-机器码，伪指令，查指令表，训练项目1编程序号周次时间学时教学目标和主要内容能力目标能力知识目标其他内容（课程主要内容）训练项目编号1041运用算术类指令编程，查指令表1算术运算类指令加、减、乘、除法指令，DA指令，训练项目1编程1141查指令表，运用逻辑运算和位指令1逻辑运算和位操作指令字节逻辑运算指令和位操作指令，训练项目1编程（逻辑运算位操作）1241控制转移类指令的应用1控制转移类指令控制专业类指令，训练项目1编程（控制专业类指令训练）1351中断系统应用1中断系统构成及工作原理中断系统构成，训练项目1编程（中断应用编程）1451中断系统应用1中断响应过程中断响应过程，中断服务程序，训练项目1编程（中断服务程序编程）1551定时/计数器应用2定时/计数器结构定时器/计数器的结构，训练项目2焊接工作1661定时/计数器应用2定时/计数器工作方式定时器/计数器的4种工作方式，训练项目2编程1761定时/计数器应用2定时/计数器工作原理训练项目2编程1861定时/中断的综合应用能力2定时、中断系统的综合使用（一）定时、中断系统综合应用编程（电子钟），训练项目2编程序号周次时间学时教学目标和主要内容能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容（课程主要内容）1971定时/中断的综合应用能力2定时、中断系统的综合使用（二）定时、中断系统综合应用编程（电子乐曲），训练项目2编程（电子定时乐曲）2071应用LED数码管的能力2LED显示器接口技术LED数码管结构原理，接口技术，训练项目2编程（电子钟的显示）2171应用键盘给单片机发指令2键盘接口技术独立式、矩阵式键盘接口与编程，训练项目2编程（用键盘修改时钟，定时）2281与单片机交流的能力2人机接口技术综合应用人机接口的综合利用，训练项目2编程2381综合运用键盘接口技术与定时/中断技术3矩阵式键盘，定时/中断综合技术多功能电子琴的制作与编程2481单片机系统扩展的能力3I/O口的扩展简单I/O口的扩展，训练项目3焊接2591LED显示屏的设计制作与运行（编程）3LED点阵动态显示原理，I/O口扩展技术训练项目3硬件与软件设计2691硬件调试中解决问题的能力3I/O口扩展技术训练项目3硬件调试2791软件调试能力3I/O口扩展技术训练项目3软件调试序号周次时间学时教学目标和主要内容能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容（课程主要内容）28101D/A应用能力5D/A接口技术D/A结构原理与单片机接口，训练项目5焊接29101用单片机产生正弦波和任意波形的5数字合成信号原理用软件和D/A产生正弦波及任意波形的原理及编程能力30101熟练掌握用示波器调试技术5示波器原理，数字合成技术训练项目5的硬件软件调试31111A/D应用能力6A/D接口技术A/D结构原理与单片机接口，训练项目9的焊接32111存储器扩展能力6存储器扩展技术存储器扩展技术，训练项目9的焊接33111处理模拟电路能力6语音信号的模拟处理电路训练项目9模拟电路的焊接与调试34121处理模拟电路能力6语音信号的模拟处理电路训练项目9模拟电路的焊接与调试35121前向通道，硬件调试解决问题能力6A/D原理与应用训练项目9前通道(A/D)的调试36121硬件调试解决问题能力6D/A原理与应用训练项目9后通道(D/A)的调试序号周次时间学时教学目标和主要内容能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容（课程主要内容）37131硬件调试解决问题能力6A/D、D/A综合应用训练项目9的联试38131知识扩展能力7串行通信基础知识串行数据通信基础知识，训练项目6的焊接39131应用串行口的能力7串行口工作原理串行口的控制、工作方式，训练项目6的结构原理40141应用串行口进行双机通信能力7双机串行通信双机串行通信接线及编程，训练项目6的编程与调试41141软硬件联调的能力7双机串行通信，红外线传感原理训练项目6的联试42141软硬件联调的能力7多机通信多机通信，项目6的联调43151软硬件联调的能力68255扩展并行口8255结构、原理与接口技术，项目9的联试44151软硬件联调的能力68155扩展并行口8155结构、原理，项目9的联试45151软硬件联调的能力6单片机应用系统设计与开发单片机应用系统开发过程，开发工具，项目9的联试七、考核方案知识考核:主要考核学生对单片机基本理论知识的掌握情况，占30%。技能考核：主要针对学生在训练项目完成过程中职业能力和职业素质提高情况的考核，占70%。