《單片機原理與應(yīng)用A》課程教學大綱

1、單片機原理及應(yīng)用A課程教學大綱課程代碼：0806331045課程名稱：單片機原理及應(yīng)用A英文名稱：Principles & Applications of Single-chip Microprocessor A總學時：56講課學時：44實驗學時12上機學時：0課外學時：0學分：3.5適用對象：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（數(shù)控加工與維修專業(yè)方向）先修課程：電工技術(shù)、電子技術(shù)、C 語言程序設(shè)計。一、課程性質(zhì)、目的和基本任務(wù)單片機原理及應(yīng)用課程是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（數(shù)控加工與維修專業(yè)方向）的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學習，使學生掌握單片機應(yīng)用技術(shù)，學會智能化設(shè)備的設(shè)計方法，

2、為學習后續(xù)課程和專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。單片機技術(shù)是整個電子產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化的進程中的核心，由它構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)是整個社會信息化的重要組成部分。該課程的內(nèi)容融合了計算機的硬件和軟件的最底層的部分。它的先修課程是計算機文化基礎(chǔ)、電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C 語言程序設(shè)計，它的后續(xù)課程是PLC 控制、機床加工及維修等。 由于它密切涉及硬件和軟件，直接面向控制器的底層控制，實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要，所以該課程的難度與深度都比較突出。設(shè)置本課程的目的是讓學生學習和掌握單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計方法、系統(tǒng)擴展方法、接口應(yīng)用技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀。二、教學基本要求貫徹應(yīng)用型本科的有關(guān)教學文件精神，

3、及我校的“學以致用”的辦學理念，在具體內(nèi)容講述中突出重點和難點，并將理論知識融合到單片機開發(fā)實例中，使學生達到如下要求：1、知識要求：通過該課程學習，使學生掌握單片機的功能結(jié)構(gòu)和工作原理、尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、單片機系統(tǒng)的擴展、接口技術(shù)。2、素質(zhì)要求：通過該課程學習， 培養(yǎng)學生的工程觀念和規(guī)范意識， 使學生建立起完整的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的概念； 鼓勵學生勤奮學習， 要有進取精神； 使學生確立嚴謹?shù)墓ぷ魈攸c和踏實的工作作風。3、能力要求：通過該課程學習， 使學生能夠設(shè)計簡單的單片機應(yīng)用系統(tǒng)， 能夠編寫對常用外圍芯片控制的程序。三、教學內(nèi)容及要求1緒論教學內(nèi)容：數(shù)制與編碼； 帶符號數(shù)的

4、表示； 電子計算機的發(fā)展概述； 單片機的發(fā)展過程及產(chǎn)品近況；單片機的特點及應(yīng)用領(lǐng)域；單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)簡介。教學要求：掌握：數(shù)制與編碼；帶符號數(shù)的表示。了解：微機的硬件系統(tǒng)，單片機的的概念、特點、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，典型單片機系列的基本情況。2 80C51 的結(jié)構(gòu)和原理教學內(nèi)容：80C51 的基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用模式；80C51 典型產(chǎn)品資源配置與引腳封裝；80C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)；80C51 的存儲器組織；80C51 的并行口結(jié)構(gòu)與操作。教學要求：掌握：MCS-51單片機的工作原理、MCS-51單片機存儲器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及存儲器配置。MCS-51單片機芯片的內(nèi)部組成、引腳及功能。理解：單片機時鐘電路、CPU的

5、時序、復(fù)位電路、輸入 / 輸出端口結(jié)構(gòu)和工作原理。3 80C51 的指令系統(tǒng)教學內(nèi)容：指令格式及常用符號； 80C51 尋址方式；數(shù)據(jù)傳送指令；算術(shù)運算類指令；邏輯運算與循環(huán)類指令；控制轉(zhuǎn)移類指令；位操作類指令。教學要求：熟練掌握：MOV 、 MOVX 、 INC 、 ANL 、 ADD 等常用指令的功能和使用方法。掌握：MCS-51 單片機尋址方式。理解：常用指令的特點。了解：所有指令的功能。4 80C51 的程序設(shè)計教學內(nèi)容：程序編制的方法和技巧；源程序的編輯和匯編；基本程序結(jié)構(gòu)；常用程序舉例。教學要求：熟練掌握：分支程序、循環(huán)程序、查表程序和子程序等程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計。掌握：延時循環(huán)、數(shù)制轉(zhuǎn)

6、換、加減法等常用程序的設(shè)計。了解：匯編語言源程序的格式及偽指令。5 80C51 的中斷系統(tǒng)及定時教學內(nèi)容：/ 計數(shù)器80C51的中斷系統(tǒng)；80C51的中斷處理過程；80C51的定時/ 計數(shù)器。教學要求：熟練掌握：中斷設(shè)計、定時器/ 計數(shù)器的應(yīng)用。掌握：計算機中斷的概念，MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，中斷源，中斷特殊功能寄存器，中斷響應(yīng)過程，定時/ 計數(shù)器的功能和使用方法，定時器/ 計數(shù)控制寄存器。理解：中斷結(jié)構(gòu)，MCS-51單片機定時器的和工作原理。6 80C51 的串行口教學內(nèi)容：計算機串行通信基礎(chǔ)； 80C51 的串行口； 80C51 單片機串口應(yīng)用舉例。教學要求：熟練掌握：方式1 的

7、設(shè)置，及其在雙機串行通信中的應(yīng)用。掌握：串行通信方式、串行口結(jié)構(gòu)與工作原理。了解：通信的基本概念，波特率設(shè)計等。7 80C51 的系統(tǒng)擴展教學內(nèi)容：存儲器的擴展；輸入/ 輸出及其控制方式；并行接口的擴展；顯示器及鍵盤接口。教學要求：熟練掌握：LED 靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示電路設(shè)計、靜態(tài)顯示程序設(shè)計，芯片地址的計算。掌握：簡單 I/O 擴展方法、并行 I/O 口的直接使用方法及8255 并行 I/O 口的使用方法。RAM 等常用芯片連接方法，程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器的擴展方法。獨立式按鍵、行列式鍵盤的電路設(shè)計、工作原理、與單片機的接口及鍵輸入程序的設(shè)計，LCD 顯示器接口及顯示程序原理。了解： I/

8、接口的概念、 I/O 口編址技術(shù)。 有關(guān)的接口芯片， MCS-51 單片機系統(tǒng)擴展的基本原理。8 80C51 的測控接口教學內(nèi)容：掌握： D/A 轉(zhuǎn)換器原理及技術(shù)指標；DAC0832 的應(yīng)用； A/D 轉(zhuǎn)換器原理及技術(shù)指標；ADC0809的應(yīng)用；開關(guān)量的介紹；開關(guān)量常用輸入信號調(diào)理電路和輸出驅(qū)動電路。教學要求：掌握： ADC0801 、 ADC0809等常用芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、外部連接，單片機與上述 ADC 的接口電路設(shè)計與數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計。開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路。了解：模擬信號輸入極性變換（雙極性）方法、模擬信號的多路輸入及采樣保持器在ADC 應(yīng)用中的實用技術(shù)，能根據(jù)要求設(shè)計實用電路

9、及編制相關(guān)程序。9 80C51 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方法教學內(nèi)容：設(shè)計測控系統(tǒng)的一般過程及注意事項；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計；模擬輸入通道的組成；單片機數(shù)字程序控制系統(tǒng)實例。教學要求：掌握：測控系統(tǒng)的特點，單片機開發(fā)系統(tǒng)組成、特點、功能和使用。了解：單片機的典型應(yīng)用系統(tǒng)的組成特點和設(shè)計方法。四、實踐環(huán)節(jié)（一）實驗課實驗系統(tǒng)認識及典型程序驗證實驗；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)嶒?；定時中斷實驗；鍵盤掃描與數(shù)碼管顯示實驗；單片機串行口通訊實驗；（二）課程設(shè)計目的是對學生所學的理論課進行一次綜合的全面的實際訓練，是全面掌握本課程的重要步驟。時間2 周。選題如下：1）接口技術(shù)，如：時鐘顯示程序（時、分、秒）。2）中斷系統(tǒng)應(yīng)用，如：

10、AT89C51 與 PC 機通信（設(shè)計硬件接口）。3）系統(tǒng)擴展，如：設(shè)置數(shù)字鍵、功能鍵（掃描鍵盤）。五、課外習題及課程討論課外習題可根據(jù)課時，靈活布置。教師可根據(jù)實際教學進程、教學內(nèi)容、學時的實際情況，選擇一些實際應(yīng)用的電路作為課后思考題。目的是加深學生，對教學內(nèi)容的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)他們用所學內(nèi)容解決實際問題的思路。六、教學方法與手段以課堂講授為主，實訓為輔，理論與實踐相結(jié)合。講授方法應(yīng)以實例貫穿始終。學生要在理解課堂內(nèi)容的基礎(chǔ)上，重在應(yīng)用，多練多應(yīng)用。七、 各教學環(huán)節(jié)學時分配章節(jié)(或內(nèi)容)講課習題課討論課實驗上機其它合計80C51的結(jié)構(gòu)和原理6680C51的指令系統(tǒng)6680C51的程序設(shè)計44

11、880C51的中斷系統(tǒng)628及定時 / 計數(shù)器80C51的串行口42680C51的系統(tǒng)擴展641080C51的測控接口6680C51系統(tǒng)應(yīng)用66合計441256八、考核方式本課程為考試課，期末考試采用閉卷筆試形式。學生的課程成績按百分制評分，由平時成績（占30 ）和期末考試成績（占70 ）兩部分構(gòu)成。平時成績由實驗成績（占15%）及出勤率、作業(yè)、學習主動性等（占15 ）組成。九、推薦教材和教學參考書教材：單片機原理及應(yīng)用技術(shù)蘇家健等編著，高等教育出版社，2004 年。參考書：經(jīng)典智能電路300 例任致程編著，機械工業(yè)出版社，2004年。新型電子電路應(yīng)用實例何希才編著，科學出版社，2005 年。

12、流行單片機實用子程序及應(yīng)用實例，楊振江等編著，西安電子科技大學出版社， 2002 年。十、說明1. 本大綱規(guī)定的總學時數(shù)為最少學時數(shù)。2. 本課程先修課有為 模擬電子技術(shù) 、數(shù)字電子技術(shù) 等，希望該課程在八位鎖存器、譯碼器、 D/A 和 A/D 等芯片介紹有側(cè)重點，方便今后在外圍電路內(nèi)容上互相配合。3. 對于串口通信、測控接口、系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該更多的結(jié)合實際系統(tǒng)，最好能夠運用多媒體教學在一些單片機網(wǎng)頁上實地講解。4 在學校條件許可的情況下，本課程應(yīng)盡力開發(fā)實用的外圍電路，讓學生更好的了解單片機的工作情況，以改進教學方法，提高教學質(zhì)量。大綱制訂人：胥保春大綱審定人：汪木蘭制訂日期：2010 年7月單

13、片機原理及應(yīng)用A課程實驗教學大綱一、實驗教學目標與基本要求要求對單片機芯片的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外存儲器、匯編語言程序設(shè)計、開發(fā)環(huán)境及其使用方法、單片機實際應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)等有所了解。能夠熟練使用一些常用的指令。要求學生了解一些常用芯片的工作原理及與之有關(guān)的外圍電路設(shè)計。通過實驗課的學習，能夠懂得單片機在一些智能設(shè)備或儀器中的作用，了解其和外圍電路結(jié)合后的工作原理。二、本實驗課程的基本理論與實驗技術(shù)知識單片機是微控制器的典型代表，被廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)中，是了解數(shù)字設(shè)備的切入點。本實驗屬專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，在實驗過程中，注意掌握模電和數(shù)電的基本理論、基本知識和電工的技能，為將來工作打下基礎(chǔ)。三、實

14、驗方法、特點與基本要求1、基本實驗正確使用常見的儀器、 儀表，訓練學生基本的實驗技能，的知掌握基本的模電和數(shù)電及相關(guān)識點， 能夠利用微控制器的工作原理正確理解實驗中的任務(wù)。驗證所學的科學知識、加深和鞏固對所學知識的認識和了解。2、綜合性實驗在已具備基本實驗技能的前提下，布置綜合性實驗。在講解完測控接口后，可以設(shè)置綜合性實驗。綜合性實驗反映在外圍電路和內(nèi)部指令中，是對以前所學知識的有機運用，能夠加深學生的理解。能否正確理解實驗任務(wù)也是學生初步掌握微控制器的重要反映。是學生走向自主設(shè)計實驗的重要橋梁。實驗中要注意培養(yǎng)學生查閱文獻、理解電路設(shè)計、熟練運用儀器設(shè)備等方面的能力。四、實驗主要儀器設(shè)備PC

15、 機，仿真器，實驗箱，實驗板等。五、實驗項目的設(shè)置與內(nèi)容提要序?qū)嶒烅椖績?nèi)容 提要實驗實驗每組實驗號學時類型人數(shù)要求實驗系統(tǒng)認識及典型了解軟件仿真的操作，熟悉軟件內(nèi)1部基本設(shè)置。正確理解仿真軟件內(nèi)2演示1必做程序驗證實驗部結(jié)構(gòu)與真實結(jié)構(gòu)的關(guān)系。2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)嶒炚莆战?jīng)常使用和簡單的程序結(jié)構(gòu)，2驗證1必做養(yǎng)成書寫程序的好習慣。綜合定時計數(shù)和中斷的知識點，掌3定時中斷實驗握定時計數(shù)器的工作原理和中斷在2驗證1必做系統(tǒng)設(shè)計中的運用4鍵盤掃描與數(shù)碼管顯掌握 8255 的使用方法，能夠應(yīng)用對4綜合1必做示實驗外圍輸入和輸出設(shè)備，理解可編程序?qū)嶒瀸嶒灻拷M實驗實驗項目內(nèi)容 提要號學時類型人數(shù)要求芯片的在外圍電路中的應(yīng)用方法。單片機串行口通訊實掌握單片機的串行通信的工作方式152驗證必做驗1；掌握單片機的單機通信的設(shè)置。六、實驗報告