單片機原理與接口技術(C語言版)(第二版)教學大綱

單片機原理與應用

（PrincipleandApplicationofSCM）

先修課程：計算機應用基珊、C語言程序設計、電子技術

適用專業(yè)：計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)工程、通信工程、電子信息工程等工科專業(yè)

建議教材：周國運主編.單片機原理與接口技術（C語言版第二版），清華大學出版社，2022

年5月

一、課程性質和任務

課程性質：本課程是的計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)二程、通信工程、電子信息工程等專

業(yè)的專業(yè)課。

課程任務：通過本課程的學習，掌握單片機各個組成部分的結構原理，并且能夠對其操

作的程序進行設計，掌握單片機與常用設備的接口，掌握單片機簡單應用系統(tǒng)的電路設計和

應用程序設計。為畢業(yè)設計和將來從事單片機應用開發(fā)的工作打下堅實的基礎。

二、課程的基本內容及要求

（-）單片機及其開發(fā)工具

1.課程教學內容

（1）單片機概述

單片機概念、單片機的發(fā)展概況、單片機的特點及應用、常用單片機簡介。

（2）單片機程序開發(fā)工具KeilC簡介

KeilC集成工具、KeilC操作方法、KeilC程序開發(fā)方法、KeilC調試與運行方法。

（3）單片機模擬軟件Proteus簡介

Proteus操作方法、Proleus原理圖設計方法、Proteus原理圖設計舉例、Proteus模擬

運行方法。

2.課程重點、難點

重點：單片機的概念，特點及應用；KeilC及程序開發(fā)、調試運行方法；Proteus及原

理圖設計、單片機模擬運行方法。

難點：KeilC程序調試運行方法；Proteus原理圖設計。

3.課程教學要求

（1）了解單片機的概念、特點、應用、發(fā)展及常用的單片機；

（2）掌握KeilC程序開發(fā)、調試運行方法；

（3）掌握Proteus原理圖設計、單片機模擬運行方法。

（二）MCS-51單片機結構和原理

1.課程教學內容

（1）89c52單片機內部結構及特點；

（2）MCS-51單片機引腳及其功能；

（3）89c52單片機存儲器配置；

（4）MCS-51單片機時鐘及CPU時序;

（5）MCS-51單片機復位狀態(tài)及電路；

（6）MCS-51單片機的低功耗工作方式。

2.課程重點、難點

重點：89C52單片機H勺結構，89C52單片機引腳及其功能，89C52的存儲器配置，單片

機時鐘，單片機復位，單片機的低功耗工作方式。

難點：89c52的存儲器配置。

3.課程教學要求

（1）理解89c52單月機的結構原理；

（2）理解89c52存儲器的配置；

（3）熟悉89c52單產(chǎn)機引腳及其功能；

（4）了解時鐘電路及89c52CPU時序；

（5）掌握單片機復位狀態(tài)與復位電路；

（6）理解單片機的低功耗工作方式。

（三）MCS-51單片機指令系統(tǒng)及匯編程序設計

1.課程教學內容

（1）指令概述；

（2）尋址方式；

（3）指令系統(tǒng)；

（4）匯編偽指令；

（5）匯編程序設計。

2.課程重點、難點

重點：尋址方式，指令系統(tǒng)，偽指令，匯編程序設計。

難點：尋址方式，指令系統(tǒng)，偽指令，匯編程序設計。

3.課程教學要求

（1）理解MCS-51的尋址方式；

（2）理解MCS-51單片機的指令和偽指令；

（3）掌握使用匯編語言編程的方法，能夠編寫簡單的程序。

（四）單片機C語言及程序設計

1.課程教學內容

（1）單片機C語言概述

（2）C51的數(shù)據(jù)類型及存儲

（3）C51一般變量的定義及數(shù)據(jù)存儲

（4）C51特殊功能寄存器的定義

（5）C51位變量的定義

（6）C51指針與結構體的定義

（7）C51函數(shù)的定義

（8）C51與匯編語言混合編程

2.課程重點、難點

重點：C51一般變量的定義及存儲，C51特殊功能寄存器的定義，C51位變量的定義，

C51指針的定義，結構體的定義，C51函數(shù)的定義。

難點：C51一般變量的定義及存儲，C51指針的定義，結構體的定義，C51與匯編語言

混合編程

3.課程教學要求

（1）理解C61的數(shù)據(jù)類型及存儲：

（2）掌握C51一般變量的定義方法及存儲；

（3）掌握C51特殊功能寄存器的定義方法：

（4）掌握C51位變量的定義方法；

（5）掌握C51指針的定義、結構體的定義；

（6）理解C51函數(shù)的定義；

（7）了解C51與匯編語言混合編程的方法。

（五）單片機I/O口及應用

1.課程教學內容

（1）單片機I/O口結構原理

（2）I/O口輸出一一數(shù)碼管及顯示控制

（3）I/O口輸入一一鍵盤及按鍵識別

（4）液晶顯示器及控制

2.課程重點、難點

重點：單片機I/O口結構原理，LED數(shù)碼管及顯示控制，鍵盤及按鍵識別。

難點：LED數(shù)碼管及顯示控制，鍵盤及按鍵識別，液晶顯示器及控制。

3.課程教學要求

（1）理解單片機I/O口的結構原理；

（2）理解LED數(shù)碼管的顯示原理，掌握顯示電路及編程控制；

（3）理解非編碼鍵盤的原理，掌握獨立式、行列式健盤的電路、按鍵識別原理及編程;

（4）理解LM016L液晶顯示器的引腳、操作指令、存儲器及基本操作函數(shù)，掌握其應

用編程。

（六）單片機中斷系統(tǒng)

1.課程教學內容

（1）中斷概述；

（2）中斷系統(tǒng)結構及控制：

（3）中斷響應及處理過程；

（4）中斷應用舉例。

2.課程重點、難點

重點：MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的結構及控制，中斷響應及處理過程，中斷處理程序設

計。

難點：中斷響應及處理過程，中斷處理程序設計。

3.課程教學要求

(1)理解中斷的概念；

(2)理解MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的結構，掌握控制寄存器的應用編程；

(3)掌握MCS-51單片機中斷控制的方法；

(3)理解中斷響應及處理過程；

(4)掌握MCS-51單片機的中斷處理程序設計。

(七)單片機定時器/計數(shù)器

1.課程教學內容

(1)定時器/計數(shù)器概述

(2)定時器TO、T1

(3)89C52定時器T2

(4)定時器應用舉例

2.課程重點、難點

重點：89c52單片機定時器TO/T1、T2的結構原理及控制，定時、計數(shù)程序的設計。

難點：定時器TO/T1的控制，T2的結構原理及控制，定時、計數(shù)程序的設計。

3.課程教學要求

(1)理解定時器/計數(shù)器的組成結構及工作原理；

(2)掌握定時器各個寄存器的格式及應用：

(3)掌握定時器初值的計算編程控制；

(4)熟練掌握定時、計數(shù)程序的設計。

(八)單片機串行口

1.課程教學內容

(1)串行通信基本知識：

(2)串行口結構及控制；

(3)串行口工作方式；

(4)串行口接口技術；

(5)串行口的C51操作函數(shù)；

(6)串行口應用舉例。

2.課程重點難點

重點：串行通信基本知識，串行口結構及控制，串吁口工作模式，串行口程序設計。

難點：串行口接口技術，串行口的C51操作函數(shù)。

3.課程教學要求

(1)理解串行通信基本知識

(2)理解串行口結構及控制方法

(3)掌握串行口四種工作模式特點及應用

（4）理解與串行口相關的接口技術

（5）理解串行口C51的輸入函數(shù)，掌握其輸出函數(shù)

（6）掌握串行口的應用編程

（九）單片機常用總線接口技術

1.課程教學內容

（1）接口概念

（2）并行總線操作及與存儲器接口

（3）單片機與并行總線設備的接口

（4）IIC總線及應用接口

（5）SPI總線及應用接口

2.課程重點難點

重點：接口概念，并行總線操作，單片機與并行總線存儲器的接口，單片機與并行總線

設備的接口，HC總線及應用接口，SPI總線及應用接匚。

難點：并行總線操作，單片機與并行總線設備的接口，IIC總線及應用接口，SPI總線

及應用接口。

3.課程教學要求

（1）理解接口概念；

（2）理解單片機并行總線的操作時序；

（3）掌握單片機與并行總線存儲器的接口技術；

（4）理解并行接口芯片8255A,掌握單片機與8255A的接口技術；

（5）理解IIC總線的操作時序，掌握單片機與IIC總線設備的接口技術；

（6）理解SPI總線的操作時序，掌握單片機與SPI總線設備的接口技術。

（+）單片機應用系統(tǒng)設計

1.課程教學內容

（1）D/A轉換器及接口技術

D/A轉換器的主要參數(shù)，D/A轉換器TLC5615及其接口技術，D/A轉換器DAC124so85及

其接口技術。

（2）A/D轉換器及接口技術

A/D轉換器的主要參數(shù)，A/D轉換器ADC0834及其接口技術,A/D轉換器TLC2543及其

接口技術,單片機內A/D轉換器及應用。

（3）開關信號器件及接口技術

光電耦合器件及接II技術，繼電器接口技術,直流電機控制接II技術，步進電機控制接口

技術。

2.課程重點難點

重點：D/A轉換器TLC5615、DAC124so85及其接口技術,A/D轉換器ADC0834、TLC2543

及其接口技術，光電耦合器件、繼電器及其接口技術。

難點：D/A轉換器TLC5615、DAC124so85及其接口技術,A/D轉換器ADC0834、TLC2543

及其接口技術。

3.課程教學要求

（1）理解D/A及A/D轉換器的主要參數(shù)；

（2）理解各種器件的原理；

（3）掌握各種器件的接口電路；

（4）理解各種器件的操作時序；

（5）掌握各種器件應用程序的設計方法。

（十一）單片機應用系統(tǒng)設計

1.課程教學內容

（1）簡易計算器設計

（2）萬年歷設計

（3）環(huán)境檢測系統(tǒng)設計

2.課程重點與難點

（1）數(shù)碼管鍵盤接口芯片BC7277原理、操作時序、操作函數(shù)及計算器程序設計；

（2）萬年歷芯片DS1302原理、操作時序、操作函數(shù)及應用程序設計；

（3）溫濕度傳感器芯片DHT11和光照度傳感器芯片BH1750原理、操作時序、操作函數(shù)

及應用程序設計。

3.課程教學要求

（1）理解數(shù)碼管鍵盤接口芯片BC7277原理、操作時序、操作函數(shù)、以及計算器電路，

閱讀理解程序功能，能夠把BC7277芯片應用到實際中。

（2）理解萬年歷芯片DS1302原理、操作時序、操作函數(shù)、以及萬年歷電路，閱讀理解

程序功能，能夠把DS1302芯片、液晶顯示器LM016L應用到實際中。

（3）理解溫濕度傳感器DHT11和光照度傳感器BH1750原理、操作時序、操作函數(shù)、以

及環(huán)境檢測電路，閱讀理解程序功能，能夠把DHT11和BH1750芯片、液晶顯示器應用到實

際中。

三、課程實驗題目及要求

下面以KeilC、Proteus軟件作為模擬實驗工具，設計了實驗內容，在實際教學中，可

以依據(jù)自己的單片機實驗箱或實驗板，參考實驗題目擬定實驗內容，將本實驗內容作為學生

的課外練習內容。

序號實驗題目實驗內容學時

學習KeilC的使用方法，編程并模擬運行

1工具軟件KeilC實驗2

從單片機P1口輸出數(shù)據(jù)

學習KeilC的使用方法，繪制電路并模擬

2工具軟件Proteus實驗2

運行從單片機P1口輸出控制LED

從程序存儲器及制n個數(shù)據(jù)到片內RAM某個

3匯編語言程序實驗2

地方，并且統(tǒng)計有多少個X

4C5I編程實驗以第4章的29題為實驗內容做實驗2

5數(shù)碼管顯示實驗用PO、P2口分別控制多位數(shù)碼管的段和位,2

編程以動態(tài)掃描方式顯示自己的生日

在上次實驗電路的基礎上，用P1口設計4*4

6鍵盤實驗鍵盤，編程把按下鍵的鍵名顯示在數(shù)碼管上2

的最右邊，上一次的數(shù)據(jù)左移一位

用單片機的兩個外中斷實驗優(yōu)先級、中斷嵌

7外中斷實驗

套，用兩個LED指示對應的中斷

定時功能實驗，可以設計時鐘、計時器等，

8定時器/計數(shù)器實驗12

用數(shù)碼管顯示

計數(shù)功能實驗，可以用Proteus中的信號源

9定時器/計數(shù)器實驗2提供時鐘信號，可以設計計數(shù)器或頻率計2

等，用數(shù)碼管顯示

借助Proteus中的虛擬終端進行串行「1輸

10串行通信實驗2

入、輸出實驗

使用并行口接口芯片8255A進行輸入、輸出

11并行總線接口實驗2

實驗

在Proteus中用TLC5615或DAC124S085芯

12D/A轉換實驗片做D/A轉換，使用的虛擬示波器觀察輸出2

的波形

在Proteus中用ADC0834或TLC2543做

13A/D轉換實驗A/D轉換，用數(shù)碼管做顯示器，實現(xiàn)數(shù)字電2

壓表功能

四、課程學時分配

下面的理論學時，是根據(jù)各章的內容而設定的，實驗學時是完成基本的實驗學時數(shù)。在

實際教學中，課根據(jù)自己的教學計劃選擇內容和修改學時數(shù)。

教學章節(jié)