《微机原理与接口技术》教案(2014)

1《微机原理与接口技术》课程教案（46学时理论，12学时实验，6学时研究性教学课堂讨论）一．课程特点与目标一．课程特点与目标一．课程特点与目标一．课程特点与目标本课程为机电大类专业基础平台内的专业基础课程，授课对象是机电大类专业的二年级本科生。本课程是一门应用性和实践性都很强的课程，是相关专业重要的专业基础课。该课程通过加强实践环节的训练，着重培养学生的理论与实践相结合的能力、计算机应用能力和解决实际问题的工程意识，为后续课程、毕业设计以及将来参加实际工作奠定基础。二．课程主要内容二．课程主要内容二．课程主要内容二．课程主要内容本课程的主要内容包括：了解计算机技术的发展概况；理解微型计算机的基本知识、基本组成原理、基本工作原理；掌握单片微型计算机硬件系统结构原理和硬件接口设计与扩展方法；掌握微型计算机指令系统的组成，掌握汇编语言编程和应用程序的设计方法，以及应用系统软硬件综合设计的基本流程与方法。三．教学方法与要求三．教学方法与要求三．教学方法与要求三．教学方法与要求课程教学方法需注重理论讲授与实验操作相结合，着眼于学生综合素质和实践能力的培养。教学过程中应综合讲授、讨论、作业、实验、考核以及教材等要素，体现教师为主导、学生为主体的学习方式。课堂讲授突出授课内容的基本思路，着重课程基本概念的建立和应用单片机解决机电测控问题基本方法的阐明。利用电子教案或课件，结合板书授课，增大信息量，使学生思路跟得上教师的讲课进度。结合学生专业特点，综合运用案例分析、研究专题、专题报告、综合设计与制作、课内研讨、教学实验等多种研究性教学方法与载体。在讲授知识的同时，着重讲授提出问题、分析问题、解决问题的方法，鼓励、提高学生参与教学活动的积极性。2第1讲一、教学内容1．绪论（1）单片机的概念（2）单片机的应用与开发（3）课程特点、内容及要求2.第1章微型计算机基础（1）微型计算机概述（2）微型计算机的基础知识a.数制及其转换b.二进制算术与逻辑运算二、教学目标1．理解计算机的基本组成原理，了解计算机的发展概况2.理解微型计算机及微型计算机系统的基本概念3.掌握单片机的概念、组成，了解单片机应用系统的开发方式和应用领域4.掌握数制及数制的转换，掌握二进制的算术与逻辑运算三、教学重点及难点1．重点：单片机的概念及组成；不同数制间的转换。2．难点：十进制数转换成二进制数和十六进制数四、教学过程与教学方法教学方法以教师讲授为主，结合提问、练习促进课堂师生互动，解决课堂出现的疑问。课后通过作业加强学生的训练，并及时解决作业反馈回的问题。五、教学手段本讲以多媒体电子教案为主进行讲解，并适当采用板书补充数据传送指令的应用例子和要点分析，辅助讲解。六、课后作业要求通过让学生课后搜集整理单片机在工农业、仪器仪表、家用电器、航空航天、汽车工程等领域中的应用实例，使学生对微型计算机在测控领域的应用建立感性认识。通过课后练习题的训练，要求学生深刻理解数制的概念，掌握不同数制间转换的方法。3教学内容教学设计时间1111．绪论（1）单片机的概念（2）单片机的应用与系统开发（3）课程特点、内容及要求★从学生最熟悉的PC机及其组成引入单片机的概念，进而介绍单片微机的特点、组成。★从日常生活中，如家用电器中单片机的应用，引出其它单片机的应用领域，可以让学生举出一些单片机应用的具体实例。简介单片机应用系统开发过程和方式。★着重强调课程应用性和实践性强的特点，强调理论和实践相结合学习方法。20min20min10min2.第1章微型计算机基础（1）微型计算机概述基本概念：1.微处理器(MPU/CPU)2.微型计算机3.单片机4.单板机5.微型计算机系统6.微型计算机开发系统7.半导体存储器（2）微型计算机的基础知识a.数制及其转换b.二进制的算术与逻辑运算★介绍微型计算机中的几个基本概念，注意微型计算机和微型计算机系统的区别，进而介绍计算机的分类和基本构成。★从数字电路的高低电平引入二进制的概念，着重介绍不同数制之间的转换方法。应强调转换时小数点前后的数字应分开处理。★介绍二级制算术与逻辑运算的基本规则。注意二进制算术运算与逻辑运算的区别。10min25min15min作业：课后习题1，4，9（7），11（3），12（4）★要求独立完成作业4第2讲一、教学内容1．微型计算机码制与编码（1）原码、反码和补码，补码运算及其意义（2）计算机编码的概念，BCD码与ASCII码2.单片机发展历程与目前应用概况二、教学目标1．掌握原码、反码和补码的概念，掌握补码运算2.理解计算机编码的概念，理解掌握BCD码与ASCII码3.了解单片机的发展历程以及目前应用概况三、教学重点及难点1．重点：原码、反码和补码的概念；补码运算；用补码表示带符号数的意义。2．难点：补码的含义；补码运算；微机中用补码表示带符号数的意义。四、教学过程与教学方法教学方法以教师讲授为主，结合提问、练习促进课堂师生互动。课后通过作业加强学生的训练。讲授过程中，注意采用启发式方法，引导学生打开思路。五、教学手段本讲以多媒体电子教案为主进行讲解，并适当采用板书补充各种指令的应用例子和分析，辅助讲解。六、课后作业要求通过课后作业，要求学生深刻理解原码、反码和补码的概念和含义，熟练掌握数的补码运算，掌握数的BCD码表示，字符的ASCII码表示。5教学内容教学设计时间1111．微型计算机码制与编码（1）原码、反码和补码（2）补码运算（3）用补码表示带符号数的意义★首先介绍无符号数与带符号数的概念，引入带符号数在计算机中的表示方法—原码、反码和补码，着重讲授补码的含义，补码真值的计算方法。★首先介绍补码运算规则，然后通过例题讲授补码的加法和减法，应着重指出补码运算得到的结果也是数的补码形式。★通过举例说明原码运算带来不便，补码运算则实现了符号位参与运算，且能使微机中省略减法电路，从而使学生理解微机采用补码进行运算的好处。25min20min20min（4）计算机编码的概念，BCD码与ASCII码2.单片机发展历程与目前应用概况★计算机除了存储和处理数字，还需要存储和处理字符、声音、图像等信息，这些信息如何表示呢？由此引入计算机编码的概念，讲授BCD码与ASCII码。着重讲解BCD码进行加减法运算时结果的调整方法。★简介单片机的发展历程和目前的应用概况。20min15min作业：课后习题15（1），16（3），19（1），20（1）★要求独立完成作业6第3讲一、教学内容1.MCS-51系列单片机概述2.MCS-51单片机内部结构和引脚功能（1）MCS-51单片机内部结构（2）MCS-51单片机的存储器结构（3）MCS-51单片机的引脚功能二、教学目标1．了解MCS-51系列单片机的种类和典型型号2.掌握MCS-51单片机内部结构与基本功能3.掌握MCS-51单片机存储器结构4.掌握MCS-51单片机引脚功能三、教学重点与难点1．重点:MCS-51单片机内部结构与基本功能；MCS-51单片机存储器结构。2.难点:地址的概念；堆栈的概念；堆栈指针的变化。四、教学过程与教学方法教学方法以教师讲授为主，结合提问、练习促进课堂师生互动。课后通过作业加强学生的训练。讲授过程中，注意采用启发式方法，引导学生打开思路。五、教学手段本讲以多媒体电子教案为主进行讲解，并适当采用板书补充各种指令的应用例子和分析，辅助讲解。六、课后作业要求作业题要求学生掌握系统各部分的基本结构、基本功能，加深理解单片微型计算机的特点和工作方式。7教学内容教学设计时间1111．MCS-51系列单片机概述2.MCS-51单片机内部结构和引脚功能（1）MCS-51单片机内部结构★简介MCS-51系列单片机的种类和典型型号，说明典型型号的差别，指出本课程以8051为例讲授。★从“单片微型计算机”的概念引入，讲授MCS-51单片机内部结构，介绍内部每一功能模块的基本功能，从而加深学生对“单片微型计算机”的理解。15min25min（2）MCS-51单片机的存储器结构（3）MCS-51单片机引脚功能★从PC机对程序和数据存储方式，引入单片机的存储方式及存储器。讲授MCS-51单片机的存储器结构，以及程序存储器和数据存储器的功能。着重讲授51单片机的内部RAM的结构以及特殊功能寄存器，地址和堆栈的概念，详细讲解PSW寄存器和SP寄存器的功能。★信息需要“进出”单片机，由此引入单片机的引脚的作用，介绍MCS-51单片机引脚的功能。50min10min作业：课后习题2（2），2（4），2（5），2（6）★要求独立完成作业8第4444讲一、教学内容1.MCS-51单片机工作方式2.MCS-51单片机时钟电路与时序3.MCS-51单片机典型应用系统二、教学目标1.掌握MCS-51单片机工作方式2.掌握MCS-51单片机复位电路、时钟电路与时序3.掌握MCS-51单片机典型应用系统三、教学重点与难点1．重点:MCS-51单片机时钟电路，复位电路；MCS-51单片机时序。2．难点:MCS-51单片机时序四、教学过程与教学方法教学方法以教师讲授为主，结合提问、练习促进课堂师生互动。课后通过作业加强学生的训练。讲授过程中，注意采用启发式方法，引导学生打开思路。五、教学手段本讲以多媒体电子教案为主进行讲解，并适当采用板书补充各种指令的应用例子和分析，辅助讲解。六、课后作业要求课后作业要求学生理解掌握单片机工作方式，掌握时钟周期、机器周期和指令周期的含义，掌握单片机复位电路和时钟电路，理解时序的概念和单片机的典型外部时序。9教学内容教学设计时间1111．MCS-51系列单片机工作方式2.MCS-51单片机的时钟电路与时序★从PC机的上电复位引入单片机的工作方式，讲授MCS-51单片机的工作方式，着重介绍MCS-51单片机的两种复位方式和复位电路。★讲授单片机的时钟电路，介绍MCS-51单片机的两种时钟方式。讲授振荡周期、机器周期和指令周期的概念，讲授时序的概念以及MCS-51单片机访问外部ROM和RAM的时序。30min50min3.MCS-51单片机典型应用系统★一片单独的单片机是无法直接应用的，必须配备支持系统工作的必要的外部电路，构成硬件系统。简介单片机系统扩展原理，介绍最小系统的概念，讲授8051和8031最小应用系统。20min作业：课后习题2-9，2-10，2-13，2-14,2-15★要求独立完成作业10第3333章MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计((((本章内容计划进行4444讲,,,,共8888学时))))第5555讲一、教学内容1.指令系统概述2.寻址方式3.数据传送指令二、教学目标1.了解及掌握概念：指令和指令系统，操作码，操作数。MCS-51指令系统按指令功能的分类。2.掌握MCS-51寻址方式3.理解寻址方式的含义，正确判断操作数的寻址方式4.了解MCS-51指令系统数据传送指令类型和特点，掌握数据传送指令5.能够正确分析指令的功能，并能初步应用指令完成程序设计三、教学重点与难点1.重点：MCS-51的寻址方式，数据传送指令及应用2.难点：寻址方式与数据存储的关系；数据传送指令中不同寻址方式操作数的存储和获得。四、教学过程与教学方法教学方法以教师讲授为主，结合提问、练习促进课堂师生互动，解决课堂出现的疑问。课后通过作业加强学生的训练，并及时解决作业反馈回的问题。五、教学手段本讲以多媒体电子教案为主进行讲解，并适当采用板书补充数据传送指令的应用例子和要点分析，辅助讲解。六、课后作业要求本讲内容是MCS-51软件系统的基础，数据传送指令又是指令系统中条数最多、编程应用最频繁的一类，学生需通过大量的编程和分析练习才能达到掌握和应用的要求。作业：3-8，3-10。11教学内容教学设计时间3.1指令系统概述3.1.13.1.13.1.13.1.1指令及指令格式指令及指令格式指令及指令格式指令及指令格式计算机能够直接识别和执行的命令称为指令。一台计算机所能执行的全部指令的集合称为这台计算机的指令系统。不同机型具有不同的指令系统。指令的格式