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1、单片机原理及应用 A课程教学大纲课程代码： 0806331045课程名称：单片机原理及应用 A英文名称： Principles & Applications of Single-chip Microprocessor A总 学 时：56 讲课学时： 44 实验学时 12 上机学时： 0 课外学时： 0学 分：3.5适用对象：机械设计制造及其自动化专业（数控加工与维修专业方向）先修课程：电工技术、电子技术、 C语言程序设计。一、课程性质、目的和基本任务单片机原理及应用课程是机械设计制造及其自动化专业 （数控加工与维修专业方向） 的一门重要的专业基础课。 通过本课程的学习， 使学生掌握单片机应用技
2、术， 学会智能化设备的设计方法， 为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 单片机技术是整个电子产品的数字化、智能化的进程中的核心，由它构成的嵌入式系统是整个社会信息化的重要组成部分。该课程的内容融合了计算机的硬件和软件的最底层的部分。 它的先修课程是计算机文化基础、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、 C语言程序设计，它的后续课程是 PLC控制、机床加工及维修等。 由于它密切涉及硬件和软件，直接面向控制器的底层控制，实践环节至关重要，所以该课程的难度与深度都比较突出。设置本课程的目的是让学生学习和掌握单片机的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、接口应用技术和发展现状。二、教学基本
3、要求贯彻应用型本科的有关教学文件精神，及我校的“学以致用” 的办学理念，在具体内容讲述中突出重点和难点，并将理论知识融合到单片机开发实例中，使学生达到如下要求：1、知识要求：通过该课程学习，使学生掌握单片机的功能结构和工作原理、 寻址方式、指令系统、汇编语言程序设计、单片机系统的扩展、接口技术。2、素质要求：通过该课程学习， 培养学生的工程观念和规范意识， 使学生建立起完整的单片机应用系统的概念； 鼓励学生勤奋学习， 要有进取精神； 使学生确立严谨的工作特点和踏实的工作作风。3、能力要求：通过该课程学习， 使学生能够设计简单的单片机应用系统， 能够编写对常用外围芯片控制的程序。三、教学内容及要
4、求1绪论教学内容：数制与编码； 带符号数的表示； 电子计算机的发展概述； 单片机的发展过程及产品近况；单片机的特点及应用领域；单片机应用系统开发简介。教学要求：掌握： 数制与编码； 带符号数的表示。 了解： 微机的硬件系统， 单片机的的概念、 特点、发展及应用领域，典型单片机系列的基本情况。280C51的结构和原理教学内容：80C51的基本结构与应用模式； 80C51 典型产品资源配置与引脚封装； 80C51 内部结构；80C51的存储器组织； 80C51 的并行口结构与操作。教学要求：掌握： MCS-51 单片机的工作原理、 MCS-51 单片机存储器结构的结构及存储器配置。MCS-51单片
5、机芯片的内部组成、引脚及功能。理解：单片机时钟电路、 CPU的时序、复位电路、输入 / 输出端口结构和工作原理。3 80C51的指令系统教学内容：指令格式及常用符号； 80C51寻址方式；数据传送指令；算术运算类指令；逻辑运算与循环类指令；控制转移类指令；位操作类指令。教学要求：熟练掌握： MOV、MOV、X INC、ANL、ADD等常用指令的功能和使用方法。掌握： MCS-51单片机寻址方式。理解：常用指令的特点。了解：所有指令的功能。4 80C51的程序设计教学内容：程序编制的方法和技巧；源程序的编辑和汇编；基本程序结构；常用程序举例。教学要求：熟练掌握：分支程序、循环程序、查表程序和子程
6、序等程序结构的设计。掌握：延时循环、数制转换、加减法等常用程序的设计。了解：汇编语言源程序的格式及伪指令。5 80C51的中断系统及定时 / 计数器教学内容：80C51 的中断系统； 80C51的中断处理过程； 80C51 的定时 / 计数器。教学要求：熟练掌握：中断设计、定时器 / 计数器的应用。掌握：计算机中断的概念， MCS-51单片机中断系统的结构，中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程，定时 / 计数器的功能和使用方法， 定时器 / 计数控制寄存器。 理解： 中断结构， MCS-51单片机定时器的和工作原理。6 80C51的串行口教学内容：计算机串行通信基础； 80C51的串行口；
7、 80C51单片机串口应用举例。教学要求：熟练掌握：方式 1 的设置，及其在双机串行通信中的应用。掌握：串行通信方式、串行口结构与工作原理。了解：通信的基本概念，波特率设计等。780C51的系统扩展教学内容：存储器的扩展；输入 / 输出及其控制方式；并行接口的扩展；显示器及键盘接口。教学要求：熟练掌握： LED 静态显示、动态显示电路设计、静态显示程序设计，芯片地址的计算。掌握： 简单 I/O 扩展方法、 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等常用芯片连接方法，程序存储器、 数据存储器的扩展方法。 独立式按键、 行列式键盘的电路设计、 工作原理、 与
8、单片机的接口及键输入程序的设计， LCD显示器接口及显示程序原理。了解：I/ 接口的概念、 I/O 口编址技术。 有关的接口芯片， MCS-51单片机系统扩展的基本原理。8 80C51的测控接口教学内容：掌握：D/A 转换器原理及技术指标； DAC0832的应用；A/D 转换器原理及技术指标； ADC0809的应用；开关量的介绍；开关量常用输入信号调理电路和输出驱动电路。教学要求：掌握： ADC0801、ADC0809等常用芯片的内部结构、工作原理、外部连接，单片机与上述 ADC的接口电路设计与数据采集程序的设计。 开关量输入信号调理电路。 了解： 模拟信号输入极性变换 （双极性） 方法、模拟
9、信号的多路输入及采样保持器在 ADC应用中的实用技术，能根据要求设计实用电路及编制相关程序。9 80C51应用系统设计方法教学内容：设计测控系统的一般过程及注意事项； 数据采集系统的设计； 模拟输入通道的组成； 单片机数字程序控制系统实例。教学要求：掌握：测控系统的特点，单片机开发系统组成、特点、功能和使用。了解：单片机的典型应用系统的组成特点和设计方法。四、实践环节（一）实验课实验系统认识及典型程序验证实验；数据转换程序实验；定时中断实验；键盘扫描与数码管显示实验；单片机串行口通讯实验；（二）课程设计目的是对学生所学的理论课进行一次综合的全面的实际训练， 是全面掌握本课程的重要步骤。时间 2
10、 周。选题如下：1）接口技术，如：时钟显示程序（时、分、秒） 。2）中断系统应用，如： AT89C51与 PC机通信（设计硬件接口） 。3）系统扩展，如：设置数字键、功能键（扫描键盘） 。五、课外习题及课程讨论课外习题可根据课时，灵活布置。教师可根据实际教学进程、 教学内容、学时的实际情况，选择一些实际应用的电路作为课后思考题。目的是加深学生，对教学内容的综合应用，培养他们用所学内容解决实际问题的思路。六、教学方法与手段以课堂讲授为主，实训为辅，理论与实践相结合。 讲授方法应以实例贯穿始终。学生要在理解课堂内容的基础上，重在应用，多练多应用。七、 各教学环节学时分配章节( 或内容 ) 讲课 习
11、题课 讨论课 实验 上机 其它 合计80C51 的结构和原理 6 680C51 的指令系统 6 680C51 的程序设计 4 4 880C51 的中断系统及定时 / 计数器6 2 880C51 的串行口 4 2 680C51 的系统扩展 6 4 1080C51 的测控接口 6 680C51 系统应用 6 6合 计 44 12 56八、考核方式本课程为考试课， 期末考试采用闭卷笔试形式。 学生的课程成绩按百分制评分， 由平时成绩（占 30）和期末考试成绩（占 70）两部分构成。平时成绩由实验成绩（占 15%）及出勤率、作业、学习主动性等（占 15）组成。九、推荐教材和教学参考书教 材：单片机原理
12、及应用技术苏家健等编著 ，高等教育出版社， 2004 年。参考书：经典智能电路 300 例任致程编著， 机械工业出版社， 2004 年。新型电子电路应用实例何希才编著，科学出版社， 2005 年。流行单片机实用子程序及应用实例 ，杨振江等编著，西安电子科技大学出版社， 2002 年。十、说明1. 本大纲规定的总学时数为最少学时数。2. 本课程先修课有为 模拟电子技术 、数字电子技术 等，希望该课程在八位锁存器、译码器、 D/A 和 A/D 等芯片介绍有侧重点，方便今后在外围电路内容上互相配合。3. 对于串口通信、 测控接口、 系统设计应该更多的结合实际系统， 最好能够运用多媒体教学在一些单片机
13、网页上实地讲解。4在学校条件许可的情况下，本课程应尽力开发实用的外围电路，让学生更好的了解单片机的工作情况，以改进教学方法，提高教学质量。大纲制订人： 胥保春大纲审定人： 汪木兰制订日期： 2010 年 7 月单片机原理及应用 A课程实验教学大纲一、实验教学目标与基本要求要求对单片机芯片的工作原理、 基本结构、片内外存储器、汇编语言程序设计、开发环境及其使用方法、单片机实际应用系统的开发等有所了解。能够熟练使用一些常用的指令。要求学生了解一些常用芯片的工作原理及与之有关的外围电路设计。 通过实验课的学习， 能够懂得单片机在一些智能设备或仪器中的作用，了解其和外围电路结合后的工作原理。二、本实验
14、课程的基本理论与实验技术知识单片机是微控制器的典型代表，被广泛应用于控制系统中，是了解数字设备的切入点。本实验属专业基础实验课， 在实验过程中， 注意掌握模电和数电的基本理论、 基本知识和电工的技能，为将来工作打下基础。三、实验方法、特点与基本要求1、基本实验正确使用常见的仪器、 仪表， 训练学生基本的实验技能， 掌握基本的模电和数电及相关的知识点， 能够利用微控制器的工作原理正确理解实验中的任务。 验证所学的科学知识、 加深和巩固对所学知识的认识和了解。2、综合性实验在已具备基本实验技能的前提下， 布置综合性实验。 在讲解完测控接口后， 可以设置综合性实验。 综合性实验反映在外围电路和内部指
15、令中， 是对以前所学知识的有机运用， 能够加深学生的理解。 能否正确理解实验任务也是学生初步掌握微控制器的重要反映。 是学生走向自主设计实验的重要桥梁。实验中要注意培养学生查阅文献、理解电路设计、熟练运用仪器设备等方面的能力。四、实验主要仪器设备PC机，仿真器，实验箱，实验板等。五、实验项目的设置与内容提要序号实验项目 内 容 提 要实验学时实验类型每组人数实验要求实验系统认识及典型了解软件仿真的操作，熟悉软件内部基本设置。正确理解仿真软件内1 2 演示 1 必做程序验证实验部结构与真实结构的关系。 掌握经常使用和简单的程序结构，2 数据转换程序实验 2 验证 1 必做 养成书写程序的好习惯。
16、综合定时计数和中断的知识点，掌3 定时中断实验 2 验证 1 必做握定时计数器的工作原理和中断在系统设计中的运用4键盘扫描与数码管显示实验掌握 8255 的使用方法， 能够应用对外围输入和输出设备，理解可编程4 综合 1 必做序号实验项目 内 容 提 要实验学时实验类型每组人数实验要求芯片的在外围电路中的应用方法。5单片机串行口通讯实验掌握单片机的串行通信的工作方式1；掌握单片机的单机通信的设置。2 验证 1 必做六、实验报告要求根据要求提交实验报告。 实验报告由实验目的、实验内容、程序内容、 实验小结及数据记录组成。七、考核方式与成绩评定标准实验成绩：出勤 10%、操作 50%、报告 40%。八、教材及主要参考资料教 材： 单片机原理及应用实验指导书，屈 波等编写，讲义， 2008 年。参考书：单片机原理及接口技术实验，朱定华编著，清华大学出版社， 2002 年。九、其他说明在实验中任课老师应当参与实验的指导。如果有条件可以由学生自主设计实验。大纲制订人：胥保春大纲审定人：汪木兰制订日期： 2010 年 7 月
