《單片機(jī)原理與應(yīng)用A》課程教學(xué)大綱

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用A課程教學(xué)大綱課程代碼：0806331045課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用A英文名稱：Principles & Applications of Single-chip Microprocessor A總學(xué)時(shí)：56講課學(xué)時(shí)：44實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)12上機(jī)學(xué)時(shí)：0課外學(xué)時(shí)：0學(xué)分：3.5適用對(duì)象：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)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(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。一、課程性質(zhì)、目的和基本任務(wù)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)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(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，學(xué)會(huì)智能化設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，

2、為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。單片機(jī)技術(shù)是整個(gè)電子產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化的進(jìn)程中的核心，由它構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)是整個(gè)社會(huì)信息化的重要組成部分。該課程的內(nèi)容融合了計(jì)算機(jī)的硬件和軟件的最底層的部分。它的先修課程是計(jì)算機(jī)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(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，它的后續(xù)課程是PLC 控制、機(jī)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(shí)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(xué)生學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)擴(kuò)展方法、接口應(yīng)用技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀。二、教學(xué)基本要求貫徹應(yīng)用型本科的有關(guān)教學(xué)文件精神，

3、及我校的“學(xué)以致用”的辦學(xué)理念，在具體內(nèi)容講述中突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，并將理論知識(shí)融合到單片機(jī)開發(fā)實(shí)例中，使學(xué)生達(dá)到如下要求：1、知識(shí)要求：通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)的功能結(jié)構(gòu)和工作原理、尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展、接口技術(shù)。2、素質(zhì)要求：通過該課程學(xué)習(xí)， 培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和規(guī)范意識(shí)， 使學(xué)生建立起完整的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的概念； 鼓勵(lì)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)， 要有進(jìn)取精神； 使學(xué)生確立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ魈攸c(diǎn)和踏實(shí)的工作作風(fēng)。3、能力要求：通過該課程學(xué)習(xí)， 使學(xué)生能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)， 能夠編寫對(duì)常用外圍芯片控制的程序。三、教學(xué)內(nèi)容及要求1緒論教學(xué)內(nèi)容：數(shù)制與編碼； 帶符號(hào)數(shù)的

4、表示； 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展概述； 單片機(jī)的發(fā)展過程及產(chǎn)品近況；單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域；單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)簡(jiǎn)介。教學(xué)要求：掌握：數(shù)制與編碼；帶符號(hào)數(shù)的表示。了解：微機(jī)的硬件系統(tǒng)，單片機(jī)的的概念、特點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，典型單片機(jī)系列的基本情況。2 80C51 的結(jié)構(gòu)和原理教學(xué)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(chǔ)器組織；80C51 的并行口結(jié)構(gòu)與操作。教學(xué)要求：掌握：MCS-51單片機(jī)的工作原理、MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)器配置。MCS-51單片機(jī)芯片的內(nèi)部組成、引腳及功能。理解：?jiǎn)纹瑱C(jī)時(shí)鐘電路、CPU的

5、時(shí)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(xué)內(nèi)容：指令格式及常用符號(hào)； 80C51 尋址方式；數(shù)據(jù)傳送指令；算術(shù)運(yùn)算類指令；邏輯運(yùn)算與循環(huán)類指令；控制轉(zhuǎn)移類指令；位操作類指令。教學(xué)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(jī)尋址方式。理解：常用指令的特點(diǎn)。了解：所有指令的功能。4 80C51 的程序設(shè)計(jì)教學(xué)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(xué)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(jì)。掌握：延時(shí)循環(huán)、數(shù)制轉(zhuǎn)

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

7、設(shè)置，及其在雙機(jī)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(jì)等。7 80C51 的系統(tǒng)擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容：存儲(chǔ)器的擴(kuò)展；輸入/ 輸出及其控制方式；并行接口的擴(kuò)展；顯示器及鍵盤接口。教學(xué)要求：熟練掌握：LED 靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)、靜態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)，芯片地址的計(jì)算。掌握：簡(jiǎn)單 I/O 擴(kuò)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(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法。獨(dú)立式按鍵、行列式鍵盤的電路設(shè)計(jì)、工作原理、與單片機(jī)的接口及鍵輸入程序的設(shè)計(jì)，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(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展的基本原理。8 80C51 的測(cè)控接口教學(xué)內(nèi)容：掌握： D/A 轉(zhuǎn)換器原理及技術(shù)指標(biāo)；DAC0832 的應(yīng)用； A/D 轉(zhuǎn)換器原理及技術(shù)指標(biāo)；ADC0809的應(yīng)用；開關(guān)量的介紹；開關(guān)量常用輸入信號(hào)調(diào)理電路和輸出驅(qū)動(dòng)電路。教學(xué)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(jī)與上述 ADC 的接口電路設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計(jì)。開關(guān)量輸入信號(hào)調(diào)理電路。了解：模擬信號(hào)輸入極性變換（雙極性）方法、模擬信號(hào)的多路輸入及采樣保持器在ADC 應(yīng)用中的實(shí)用技術(shù)，能根據(jù)要求設(shè)計(jì)實(shí)用電路

9、及編制相關(guān)程序。9 80C51 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法教學(xué)內(nèi)容：設(shè)計(jì)測(cè)控系統(tǒng)的一般過程及注意事項(xiàng)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；模擬輸入通道的組成；單片機(jī)數(shù)字程序控制系統(tǒng)實(shí)例。教學(xué)要求：掌握：測(cè)控系統(tǒng)的特點(diǎn)，單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)組成、特點(diǎn)、功能和使用。了解：?jiǎn)纹瑱C(jī)的典型應(yīng)用系統(tǒng)的組成特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法。四、實(shí)踐環(huán)節(jié)（一）實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)及典型程序驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)嶒?yàn)；定時(shí)中斷實(shí)驗(yàn)；鍵盤掃描與數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)；單片機(jī)串行口通訊實(shí)驗(yàn)；（二）課程設(shè)計(jì)目的是對(duì)學(xué)生所學(xué)的理論課進(jìn)行一次綜合的全面的實(shí)際訓(xùn)練，是全面掌握本課程的重要步驟。時(shí)間2 周。選題如下：1）接口技術(shù)，如：時(shí)鐘顯示程序（時(shí)、分、秒）。2）中斷系統(tǒng)應(yīng)用，如：

10、AT89C51 與 PC 機(jī)通信（設(shè)計(jì)硬件接口）。3）系統(tǒng)擴(kuò)展，如：設(shè)置數(shù)字鍵、功能鍵（掃描鍵盤）。五、課外習(xí)題及課程討論課外習(xí)題可根據(jù)課時(shí)，靈活布置。教師可根據(jù)實(shí)際教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)的實(shí)際情況，選擇一些實(shí)際應(yīng)用的電路作為課后思考題。目的是加深學(xué)生，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)他們用所學(xué)內(nèi)容解決實(shí)際問題的思路。六、教學(xué)方法與手段以課堂講授為主，實(shí)訓(xùn)為輔，理論與實(shí)踐相結(jié)合。講授方法應(yīng)以實(shí)例貫穿始終。學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配章節(jié)(或內(nèi)容)講課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)上機(jī)其它合計(jì)80C51的結(jié)構(gòu)和原理6680C51的指令系統(tǒng)6680C51的程序設(shè)計(jì)44

11、880C51的中斷系統(tǒng)628及定時(shí) / 計(jì)數(shù)器80C51的串行口42680C51的系統(tǒng)擴(kuò)展641080C51的測(cè)控接口6680C51系統(tǒng)應(yīng)用66合計(jì)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(xué)生的課程成績(jī)按百分制評(píng)分，由平時(shí)成績(jī)（占30 ）和期末考試成績(jī)（占70 ）兩部分構(gòu)成。平時(shí)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占15%）及出勤率、作業(yè)、學(xué)習(xí)主動(dòng)性等（占15 ）組成。九、推薦教材和教學(xué)參考書教材：?jiǎn)纹瑱C(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，2004年。新型電子電路應(yīng)用實(shí)例何希才編著，科學(xué)出版社，2005 年。

12、流行單片機(jī)實(shí)用子程序及應(yīng)用實(shí)例，楊振江等編著，西安電子科技大學(xué)出版社， 2002 年。十、說明1. 本大綱規(guī)定的總學(xué)時(shí)數(shù)為最少學(xué)時(shí)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(diǎn)，方便今后在外圍電路內(nèi)容上互相配合。3. 對(duì)于串口通信、測(cè)控接口、系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該更多的結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)，最好能夠運(yùn)用多媒體教學(xué)在一些單片機(jī)網(wǎng)頁(yè)上實(shí)地講解。4 在學(xué)校條件許可的情況下，本課程應(yīng)盡力開發(fā)實(shí)用的外圍電路，讓學(xué)生更好的了解單片機(jī)的工作情況，以改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)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(jī)原理及應(yīng)用A課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與基本要求要求對(duì)單片機(jī)芯片的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外存儲(chǔ)器、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、開發(fā)環(huán)境及其使用方法、單片機(jī)實(shí)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(xué)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(jì)。通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，能夠懂得單片機(jī)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(shí)驗(yàn)課程的基本理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)知識(shí)單片機(jī)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(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)屬專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，在實(shí)驗(yàn)過程中，注意掌握模電和數(shù)電的基本理論、基本知識(shí)和電工的技能，為將來工作打下基礎(chǔ)。三、實(shí)

14、驗(yàn)方法、特點(diǎn)與基本要求1、基本實(shí)驗(yàn)正確使用常見的儀器、 儀表，訓(xùn)練學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能，的知掌握基本的模電和數(shù)電及相關(guān)識(shí)點(diǎn)， 能夠利用微控制器的工作原理正確理解實(shí)驗(yàn)中的任務(wù)。驗(yàn)證所學(xué)的科學(xué)知識(shí)、加深和鞏固對(duì)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和了解。2、綜合性實(shí)驗(yàn)在已具備基本實(shí)驗(yàn)技能的前提下，布置綜合性實(shí)驗(yàn)。在講解完測(cè)控接口后，可以設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)反映在外圍電路和內(nèi)部指令中，是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的有機(jī)運(yùn)用，能夠加深學(xué)生的理解。能否正確理解實(shí)驗(yàn)任務(wù)也是學(xué)生初步掌握微控制器的重要反映。是學(xué)生走向自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的重要橋梁。實(shí)驗(yàn)中要注意培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、理解電路設(shè)計(jì)、熟練運(yùn)用儀器設(shè)備等方面的能力。四、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備PC

15、 機(jī)，仿真器，實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)板等。五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置與內(nèi)容提要序?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容 提要實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)每組實(shí)驗(yàn)號(hào)學(xué)時(shí)類型人數(shù)要求實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)部結(jié)構(gòu)與真實(shí)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)嶒?yàn)掌握經(jīng)常使用和簡(jiǎn)單的程序結(jié)構(gòu)，2驗(yàn)證1必做養(yǎng)成書寫程序的好習(xí)慣。綜合定時(shí)計(jì)數(shù)和中斷的知識(shí)點(diǎn)，掌3定時(shí)中斷實(shí)驗(yàn)握定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作原理和中斷在2驗(yàn)證1必做系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的運(yùn)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(duì)4綜合1必做示實(shí)驗(yàn)外圍輸入和輸出設(shè)備，理解可編程序?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)每組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容 提要號(hào)學(xué)時(shí)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(jī)串行口通訊實(shí)掌握單片機(jī)的串行通信的工作方式152驗(yàn)證必做驗(yàn)1；掌握單片機(jī)的單機(jī)通信的設(shè)置。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告