《單片機原理及其應用》教學大綱

PAGE1PAGE6《單片機原理及其應用》教學大綱課程英文名TheTheoryandApplicationsofMicrocomputer課程代碼F0712Y01學分4總學時64理論學時44實驗/實踐學時20課程類別學科基礎課課程性質(zhì)限選先修課程《C語言程序設計》，《電路與電子技術A》適用專業(yè)微電子科學與工程開課學院光學與電子科技學院一、課程地位與課程目標（一）課程地位《單片機原理及其應用》是微電子科學與工程的學科基礎限選課，是以應用為主的工程技術基礎類課程。學習本課程，旨在讓學生掌握MCS-51系列單片機原理和軟硬件開發(fā)技術，通過豐富的實例和小項目制作來實現(xiàn)MCS-51系列單片機在工程上的應用，積累單片機的基本開發(fā)經(jīng)驗。（二）課程目標1.能夠通過簡單的工程應用實例和小項目的制作培養(yǎng)學生運用理論知識、計算機軟/硬件技術分析、設計和制作滿足光電子、微電子領域的給定工程要求的基本測量和控制系統(tǒng)，解決實際問題的初步能力；2.初步建立光電子、微電子領域的測量與控制等復雜工程問題的方案創(chuàng)新與設計能力；3．通過實驗教學中的小實驗設計、小項目制作環(huán)節(jié)，以小組合作的方式讓學生如何根據(jù)工程需求提出諸如測量與控制系統(tǒng)的設計方案、模塊劃分、元器件選取、電路布線與制作、工具軟件仿真與控制程序設計、可行性分析等，培養(yǎng)學生市場調(diào)研與分析能力、問題發(fā)現(xiàn)與解決能力，書面表達與答辯能力、團隊合作與個人分工能力。二、課程目標達成的途徑與方法本課程采用小班化教學模式，理論教學、實驗教學和翻轉課堂、專題討論相結合；采用板書、多媒體教學和微課錄像等多種教學手段，引入計算機輔助教學，布置實驗作業(yè)或大型綜合作業(yè)來實現(xiàn)本課程的課程目標。三、課程目標與相關畢業(yè)要求的對應關系課程目標畢業(yè)要求2.2畢業(yè)要求4.1畢業(yè)要求5.2課程目標1MM課程目標2M課程目標3MM注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第1章基本知識1.1信息在計算機中的表示1.2微型計算機的基本結構和工作原理1.3單片微型計算機要求：掌握總線、輸入輸出接口電路微機的典型結構；理解數(shù)制、微機的組成、單片機的概念；了解單片機目前發(fā)展趨勢和應用場合。第2章單片機的基本原理2.1MCS-51系列單片機簡介2.2MCS-51系列單片機的結構原理2.3MCS-51系列單片機的外部引腳及片外總線2.4MCS-51系列單片機的工作方式2.5MCS-51系列單片機的時序要求：掌握單片機存儲器組織結構；理解51單片機功能特點；理解51單片機內(nèi)部結構；理解51單片機的CPU時序；了解各特殊功能寄存器功能。第3章單片機匯編程序設計3.1單片機匯編指令格式及標識3.2單片機的尋址方式3.3單片機指令系統(tǒng)3.4單片機匯編程序常用偽指令3.5單片機匯編程序設計實驗1：keil開發(fā)環(huán)境介紹單片機內(nèi)部存儲器調(diào)用操作要求：掌握51單片機指令的尋址方式；掌握51單片機的指令系統(tǒng)和常用指令；理解單片機匯編語言源程序的編寫過程和方法；第4章MCS-51的C語言程序設計4.1C51基本知識4.2C51數(shù)據(jù)類型4.3C51的變量與存儲類型4.4絕對地址的訪問4.5C51中的函數(shù)要求：掌握51系列單片機C語言程序設計的語法和相關方法；掌握調(diào)試程序的調(diào)試運行過程；第5/6章KeilC51環(huán)境及Proteus軟件的使用實驗2：仿真軟熟悉及P1口亮燈實驗、交通燈實驗；要求：掌握并熟練使用兩個軟件。第7章51單片機的內(nèi)部資源及編程7.1并行輸入輸出接口7.2定時/計數(shù)器接口7.3串行接口7.4中斷系統(tǒng)實驗3：單片機定時/計數(shù)器實驗實驗4：單片機串行口實驗5：工業(yè)順序控制實驗大作業(yè)一：*********************要求：掌握51單片機的定時器/計數(shù)器的設定及使用方法、串行口工作方式及波特率的設置；理解51單片機的中斷系統(tǒng)結構；掌握中斷的設定方法和編程方式。第8章MCS-51單片機的常用接口8.1MCS-51單片機的最小系統(tǒng)8.2存儲器擴展8.3輸入/輸出口擴展8.4MCS-51單片機與鍵盤接口8.5MCS-51單片機與LED顯示器接口8.6MCS-51單片機與行程開關、晶閘管、繼電器的接口實驗6：單片機鍵盤輸入顯示實驗要求：掌握51單片機的存儲器系統(tǒng)配置、總線、數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的物理擴展方法和邏輯地址分配、輸入輸出接口擴展；理解用TTL芯片擴展簡單的I/O接口；掌握顯示器與鍵盤接口的硬件連接和軟件設計、51單片機與外圍鍵盤的接口原理及其方法；了解單片機與外圍顯示器的接口原理及其方法；掌握單片機與鍵盤和顯示的擴展和連接；第9章51單片機與D/A、A/D轉換器的接口9.1MCS-51單片機與DAC的接口9.2MCS-51單片機與ADC的接口實驗7：單片機A/D及D/A轉換實驗實驗8：基于51單片機的計算器設計大作業(yè)二：**************************要求：理解8位D/A與8位A/D轉換器的內(nèi)部結構及轉換原理；掌握51單片機與8位D/A轉換器及與8位A/D接口技術；了解MCS-51單片機與12位D/A和12位A/D轉換器接口技術；五、課程學時安排1、理論教學，共計44學時，具體安排如下：章節(jié)號教學內(nèi)容學時數(shù)學生任務對應課程目標第1章基本知識2完成對單片機的發(fā)展歷史應用的了解課程目標1第2章單片機的基本原理8完成課后作業(yè)課程目標1第3章單片機匯編程序設計8完成課后作業(yè)課程目標2第4章MCS-51的C語言程序設計2完成課后作業(yè)課程目標2、3第5/6章KeilC51環(huán)境及Proteus軟件的使用2掌握并使用兩種兩種軟件課程目標2、3第7章51單片機的內(nèi)部資源及編程10完成課后作業(yè)，并完成一個大作業(yè)課程目標3第8章MCS-51單片機的常用接口8完成課后作業(yè)課程目標3第9章51單片機與D/A、A/D轉換器的接口4完成課后作業(yè)，并完成一個大作業(yè)課程目標3六、實踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實驗項目名稱學時基本要求實驗性質(zhì)實驗類別1實驗1：keil開發(fā)環(huán)境介紹單片機內(nèi)部存儲器調(diào)用操作3掌握keil開發(fā)環(huán)境使用方法和單片機開發(fā)的基本過程驗證必做2實驗2：仿真軟件熟悉及P1口亮燈實驗、交通燈實驗2掌握單片機并行口的使用方法驗證必做3實驗3：單片機定時/技術器實驗3掌握單片機定時/計數(shù)器的使用方法驗證選做4實驗4：單片機串行口及中斷實驗3掌握單片機串行口及中斷的簡單應用驗證選做5實驗5：工業(yè)順序控制實驗3掌握單片機外中斷系統(tǒng)的使用方法驗證選做6實驗6：單片機鍵盤輸入顯示實驗3掌握I/O接口擴展、鍵盤輸入和數(shù)碼管顯示的方法驗證選做7實驗7：單片機A/D及D/A轉換實驗3掌握I/O接口擴展和A/D以及D/A轉換器使用方法驗證選做8實驗8：基于51單片機的計算器設計3掌握單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)綜合選做9實驗9：單片機應用系統(tǒng)設計3掌握單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)設計選做注：1.實驗性質(zhì)指演示性、驗證性、設計性、綜合性等；2.實驗類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例過程考核過程考核（作業(yè)、點名、紀律、網(wǎng)絡課堂）+實驗平時及作業(yè)表現(xiàn)以及實驗表現(xiàn)評分平時及作業(yè)占10%實驗占30%期末考核一頁開卷期末考試60%考核類別考試。成績登記方式百分制注：由主講教師在開課前公布詳細的成績評定細則。各部分占總成績的比率，任課教師可根據(jù)不同的教學安排作適當調(diào)整，但須事先報專業(yè)負責人批準并向學生公布。八、課程目標達成評價 1、各考核項對應課程目標權重分配如下表：平時及作業(yè)實驗期末考試課程目標10.20.20.6課程目標20.20.50.3課程目標30.20.60.22、課程目標達成度計算公式：達成值九、推薦教材與主要參考書1、推薦教材：（1）《單片機原理與應用及C51程序設計》謝維成