《单片机原理及应用》教学大纲

《单片机原理及应用》教学大纲课程编号：S052027课程类型:专业必修课程名称：单片机原理及应用英文名称:PrincipleandApplicationofSCM学分：3适用专业：电子信息科学与技术第一部分大纲说明一、课程性质、目的和任务本课程是电子信息科学与技术专业的一门专业必修课，是在学生学完电子技术类基础课程和计算机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的一门课程。本课程的目的和任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发及维护的能力，为走向工作岗位后从事单片机与嵌入式系统的研究及开发打下良好的基础。二、课程的基本要求1、知识要求：了解：单片机的基本概念、发展历史、特点和应用领域。MCS-51单片机的内部结构、；MCS-51单片机的寻址方式、汇编语言的构成；半导体存储器的原理、中断系统的基本概念、I/O寻址方式等。掌握：MCS-51单片机的引脚功能、工作方式、存储器组织和位寻址区域；指令系统、汇编语言程序的设计和汇编方法、单片机C语言程序设计；MCS-51单片机和外部存储器的连接方法、MCS-51单片机中断系统的初始化方法、MCS-51单片机并行I/O接口的扩展方法、键盘/显示器的接口方法、MCS-51单片机内部定时器/计数器的使用方法、A/D、D/A转换器的工作原理及MCS-51单片机与A/D、D/A转换器的接口方法、串行通信的基本概念和设计方法；MCS-51单片机在不同方式下的应用。2、能力要求：简单运用：运用所学单片机的基本知识和常用接口芯片进行单片机简单应用系统设计和开发方法。熟练运用：汇编语言及C51语言的程序设计、内部定时器/计数器和中断系统的使用、存储器的扩展、A/D、D/A转换器的接口、键盘/显示器的接口等。三、本课程与相关课程的联系为了更好地掌握本课程的知识，必须先修《电路》、《数字电子技术》、《高级程序设计语言》等课程。四、学时分配本课程学分为3学分，建议开设48学时。教学内容讲课学时实验学时实习学时总学时第1章基础知识22第2章单片机基本原理44第3章单片机汇编程序设计1010第4章单片机C语言程序设计88第5章MCS-51单片机内部资源及编程88第6章MCS-51单片机系统扩展44第7章MCS-51单片机与键盘、显示器接口44第8章MCS-51单片机与D/A、A/D的接口44第9章单片机应用系统设计设计实例22第10章KeilC51集成环境的使用22合计4848五、教材与参考书使用教材：《单片机原理与应用及C51程序设计》（第二版），谢维成等，清华大学出版社。主要参考书：1．《单片机原理及其接口技术》，胡汉才编，清华大学出版社2．《单片机原理与应用》，唐俊翟等编，冶金工业出版社3．《单片机原理与应用》，刘巧媛主编，电子工业出版社4．《单片微型计算机原理及应用》，张毅坤等编，西安电子科技大学出版社六、教学方法与手段的建议本课程以理论讲授为主，采用多媒体教学，相关实验教学环节独立开课。七、课程考核方式本课程采用闭卷考试方式进行考核，总评成绩由期末考试卷面成绩（占70%）和平时成绩（占30%）构成，平时成绩根据出勤、课堂表现、作业等项目给出。第二部分课程内容大纲第1章基础知识（2学时）一、本章的教学目的和要求掌握信息在计算机中的表示形式；掌握原码、反码和补码及其补码的加减运算；掌握十进制数的编码（BCD码）方法；掌握字符在计算机内的表示（ASCII码）；了解单片机的基本概念、功能、分类及应用。二、教学内容及要求1.信息在计算机中的表示2.单片机的概念、特点及发展趋势3.主要品种：51内核（ATMEL的AT89、WinbondW7x、SST公司SST89和PHILIPS80C51）及非51内核（Microchip的PIC、TI的MSP430、Freescale的M68HC08和ATMEL的AVR）4.单片机的主要应用领域第2章MCS-51单片机的基本结构及工作原理（4学时）一、本章的教学目的和要求了解MCS-51单片机的内部结构、引脚功能、工作方式和时序，掌握MCS-51单片机的存储器组织、位寻址区域和专用寄存器的功能，为后续各章的学习打下基础。二、内容提要及要求1.MCS—51系列单片机的内部结构：重点是存储器组织2.MCS—51系列单片机的引脚功能、工作方式和时序第3章单片机汇编语言程序设计（10学时）一、本章的教学目的和要求了解MCS-51单片机指令的格式、分类和寻址方式，掌握MCS-51单片机指令系统中每条指令的含义和特点，以便为汇编语言程序设计打下基础。了解MCS-51单片机汇编语言的构成、格式、设计步骤和汇编方法，掌握简单程序、分支程序、循环程序、查表程序和子程序的设计方法，为单片机应用系统的软件开发打下基础。二、内容提要及要求1.MCS—51系列单片机汇编指令格式及标识2.MCS—51系列单片机的寻址方式3.MCS—51系列单片机指令系统4.MCS—51系列单片机汇编语言常用的伪指令5.MCS—51系列单片机汇编程序设计方法第4章单片机C语言程序设计（8学时）一、本章的教学目的和要求了解标准C语言和C51的区别；掌握C51的数据类型、运算符及表达式；掌握C51的基本结构、相关语句和函数。重点掌握C51新增的数据类型和对绝对地址的访问形式。掌握C51对中断函数及递归调用的处理方法。为后续课程的学习和控制系统的实际应用打下基础。二、内容提要及要求1.C语言与MCS-51单片机，C51的基本数据类型、运算量、运算符及表达式2.C51的输入/输出、程序基本结构和相关语句3.C51的函数及中断函数4.C51构造数据类型，重点讲授C51比标准的C语言新增的知识第5章MCS-51单片机内部资源及编程（8学时）一、本章的教学目的和要求掌握并行输入/输出接口的使用方法；了解定时器/计数器的结构,掌握定时器/计数器的工作方式,重点掌握定时器/计数器的使用方法和编程应用；了解串行通信基础知识，MCS-51的串行接口的结构、工作方式和通信波特率的计算方法，掌握MCS-51的串行口在四种工作方式下的应用；了解中断系统的基本概念，什么是中断源，如何对中断进行控制,中断的处理过程,外部中断源的扩展方法,为后续课程的学习和控制系统的实际应用打下基础。二、内容提要及要求1.并行输入/输出接口及应用2.定时器/计数器接口及应用3.串行接口及应用4.中断系统及应用：重点讲述中断的执行过程。第6章MCS-51单片机系统扩展（4学时）一、本章的教学目的和要求了解存储器和存储器扩展的基本知识；掌握MCS-51单片机程序存储器、数据存储器的扩展方法；掌握简单I/O接口和使用可编程芯片8255进行接口扩展的基本方法，为组建单片机的应用系统打下基础。二、内容提要1.MCS-51单片机的最小系统、单片机存储器扩展的基本方法2.可编程芯片8255的功能、输入/输出口扩展的基本方法第7章MCS-51单片机与键盘、显示器的接口（4学时）一、本章的教学目的和要求了解键盘的基本知识，掌握MCS-51单片机与键盘的接口方法和键盘扫描程序、键处理程序的设计方法；了解LED显示器的工作原理、和单片机的连接方法以及显示程序的编写方法，为组建单片机的显示应用系统打下基础。二、内容提要及要求1.键盘的基本知识、MCS-51单片机与键盘的接口及编程方法2.LED显示器的基本知识、MCS-51单片机与LED显示器的接口及编程方法第8章MCS-51单片机与A/D、D/A的接口（4学时）一、本章的教学目的和要求了解A/D转换器的基本知识，掌握MCS-51单片机与ADC0809的接口方法和软件编程；了解D/A转换器的基本知识，掌握MCS-51单片机与DAC0832的接口方法和软件编程方法。二、内容提要及要求1.A/D转换器的基本概念、ADC0809的功能及MCS-51单片机与A/D转换器ADC0809的接口及编程2.D/A转换器的基本概念、ADC0832的功能及MCS-51单片机与D/A转换器ADC0832的接口及编程第9章单片机应用系统设计实例（2学时）一、本章的教学目的和要求通过实例掌握单片机应用系统的软、硬件设计方法二、内容提要及要求软时钟的基本原理、系统的软硬件设计。重点强调系统的总体设计思路模块化设计思想、程序流程图的画法和器件的选择等。第10章KeilC51集成环境的使口（2学时）一、本章的教学目的和要求了解KeilC51的安装和界面的功能，掌握其使用和调试方法。二、内容提要KeilC51简介、使用方法和调试技巧大纲制（修）订人：大纲审定人：大纲批准者：