《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱(二00五年二月

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)大綱（二五年二月）第一部分 大綱說明一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)單片機(jī)原理及應(yīng)用是物理與電子信息學(xué)院電子信息專業(yè)的專業(yè)課，物理學(xué)和教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課程。本課程是以MCS-51單片機(jī)為范例學(xué)習(xí)微機(jī)原理的課程，是一門面向應(yīng)用的、具有很強(qiáng)的實(shí)踐性與綜合性的課程。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得微機(jī)原理的有關(guān)知識(shí)和在相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用單片計(jì)算機(jī)的初步能力。二、預(yù)備知識(shí)先修“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程或其它有關(guān)知識(shí)。三、課程特點(diǎn)1、工作原理與編程方法、接口技術(shù)并重；2、軟件與硬件結(jié)合；3、理論與實(shí)踐結(jié)合。四、教學(xué)總體目標(biāo)與要求通過理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生

2、了解微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理、掌握MCS-51單片機(jī)的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本方法、單片機(jī)接口技術(shù)。 在各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)中，按“了解”、“理解”、“掌握”三個(gè)層次要求。1.了解對于本課程的次要內(nèi)容要求學(xué)生能夠了解。所涉及的內(nèi)容都是一些基本概念和簡單敘述，知道了就行，沒有進(jìn)一步深入和擴(kuò)展的要求。2.理解對于本課程的一般內(nèi)容要求學(xué)生能夠理解。即要求學(xué)生能夠理解所學(xué)內(nèi)容，對所涉及的內(nèi)容能夠進(jìn)行簡單的分析和判斷。3.掌握對于本課程的重點(diǎn)內(nèi)容要求學(xué)生達(dá)到掌握的程度。即要求學(xué)生能夠全面、深入地掌握所學(xué)內(nèi)容，能夠舉一反三，熟練解決相關(guān)問題。第二部分 課程學(xué)時(shí)分配課程總學(xué)時(shí)為75學(xué)時(shí)，其中講課5

3、4學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)18學(xué)時(shí)。具體安排如下：內(nèi)容講課學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)緒論1微機(jī)組成及原理3單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)4指令系統(tǒng)、尋址方式83程序設(shè)計(jì)103復(fù)習(xí)2中斷與定時(shí)器86單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展63單片機(jī)串行口4單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)83合計(jì)5418第三部分 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求 第一章 緒論（1） （一）教學(xué)內(nèi)容（1）計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類、特點(diǎn)與應(yīng)用。（2）單片機(jī)的概念（3）單片機(jī)的發(fā)展（4）單片機(jī)的應(yīng)用 （二）教學(xué)要求了解：計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類、特點(diǎn)與應(yīng)用，單片機(jī)的的概念、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，典型單片機(jī)系列的基本情況。 第二章 微機(jī)組成及原理（補(bǔ)充知識(shí)）（3） （一）教學(xué)內(nèi)容1、微型計(jì)算機(jī)基本概念 2.1 微機(jī)的硬件系統(tǒng) 基本結(jié)構(gòu)

4、(五大組成分) 三總線和三態(tài)門 產(chǎn)品類別(單片機(jī) 單板機(jī) 個(gè)人計(jì)算機(jī) 開發(fā)系統(tǒng)) 分類方法(4位機(jī) 8位機(jī) 16位機(jī) 32位機(jī)64位機(jī)) 典型個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置 2.2存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的一級譯碼和二級譯碼ROM、EPROM結(jié)構(gòu)和工作原理動(dòng)態(tài)和靜態(tài)RAM的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.3 簡化的微型計(jì)算機(jī) 假設(shè)微機(jī)的結(jié)構(gòu) 假設(shè)微機(jī)的工作過程 (二)教學(xué)要求了解：微機(jī)的硬件系統(tǒng)，存儲(chǔ)器的分類工作原理，假設(shè)微機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過程。第三章 MCS-51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)（4）（一）教學(xué)內(nèi)容 3.1 MCS-51單片機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳重要組成部分，引腳的名稱和功能，引腳的復(fù)合功能。3.2 MCS-51單片機(jī)

5、的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及特殊單元外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器專用寄存器的名稱、功能和尋址程序存儲(chǔ)器的功能及特殊單元位尋址區(qū)3.3 MCS-51單片機(jī)并行輸入/輸出口電路結(jié)構(gòu) 基本電路結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和使用。3.4 MCS-51單片機(jī)時(shí)鐘電路與時(shí)序 時(shí)鐘電路，時(shí)序定時(shí)單位，典型時(shí)序。3.5 8031單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)和工作時(shí)序（二） 教學(xué)要求掌握：單片機(jī)芯片的內(nèi)部組成及存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。理解：單片機(jī)時(shí)鐘電路與時(shí)序、輸入輸出口以及引腳的使用。 第四章 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)(8)（一） 教學(xué)內(nèi)容4.1 MCS-51單片機(jī)指令的尋址方式指令系統(tǒng)特點(diǎn)、各種尋址方式及其特點(diǎn)和使用。4.2 MCS-51單片機(jī)指令分類

6、介紹數(shù)據(jù)傳送類指令算術(shù)運(yùn)算類指令邏輯運(yùn)算及移位類指令控制轉(zhuǎn)移類指令布爾變量操作類指令（二） 教學(xué)要求掌握：各種尋址方式，常用指令的功能和使用方法理解：常用指令的特點(diǎn)了解：所有指令的功能第五章 MCS-51匯編語言程序設(shè)計(jì)(10)（一） 教學(xué)內(nèi)容5.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)概述單片機(jī)匯編語言程序的結(jié)構(gòu)形式MCS-51匯編語言的偽指令5.2 MCS-51單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)子程序及其調(diào)用程序設(shè)計(jì)查表程序設(shè)計(jì)綜合性程序設(shè)計(jì)5.3 單片機(jī)匯編語言源程序程序的編輯和匯編（二）教學(xué)要求掌握：單片機(jī)匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu)以及加，減，乘，除運(yùn)算及數(shù)制轉(zhuǎn)換程序設(shè)

7、計(jì)。理解：查表、差值運(yùn)算、譯碼等簡單程序設(shè)計(jì)方法。第六章/第七章 單片機(jī)的中斷與定時(shí)系統(tǒng)（8）（一） 教學(xué)內(nèi)容6.1 輸入/輸出與中斷輸入/輸出及工作方式（無條件工作方式、查尋工作方式、中斷工作方式）中斷的好處、中斷的功能、中斷申請和響應(yīng)過程6.2 MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器（TCON、IE、IP、SCON） 中斷請求、響應(yīng)和返回過程。中斷應(yīng)用舉例7.1 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)和計(jì)數(shù)功能與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有關(guān)的特殊功能寄存器（TMOD、TCON、THx、TLx定時(shí)工作方式0、1、2、3定時(shí)/計(jì)數(shù)應(yīng)用舉例7.2 MCS-51單

8、片機(jī)外部中斷源的擴(kuò)展7.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器與中斷綜合應(yīng)用舉例（二） 教學(xué)要求掌握：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)器系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器及功能和使用方法。理解：單片機(jī)中斷、定時(shí)和計(jì)數(shù)的應(yīng)用。第八章MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展（6）（一）教學(xué)內(nèi)容8.1外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展 典型存儲(chǔ)器芯片，擴(kuò)展連接。8.2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的I/O接口擴(kuò)展技術(shù)74LS373并行I/O擴(kuò)展接口靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示電路鍵盤控制電路*8255A可編程并行I/O擴(kuò)展接口*8279鍵盤、顯示接口*A/D、D/A轉(zhuǎn)換及其與單片機(jī)的接口（二）教學(xué)要求掌握：單片機(jī)

9、的擴(kuò)展方法，用74LS373擴(kuò)展的接口技術(shù)了解：8255A、8279等專用芯片的結(jié)構(gòu)原理及與單片機(jī)的接口技術(shù)。第九章 MCS-51單片機(jī)串行口（4）（一）教學(xué)內(nèi)容： 9.1 串行口結(jié)構(gòu)與工作原理9.2 串行通信工作方式 9.3 串行口應(yīng)用舉例 （二）教學(xué)要求:掌握: 串行口結(jié)構(gòu)與工作原理理解：串行通信方式 了解: 波特率設(shè)計(jì)，串行口應(yīng)用第十章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（8）（一）教學(xué)內(nèi)容10.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程10.2 單片機(jī)開發(fā)工具和開發(fā)方法10.3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)舉例（二）教學(xué)要求：理解：單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和開發(fā)方法第四部分 實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、課程設(shè)置目的要求:通過單片機(jī)原理及應(yīng)用

10、實(shí)驗(yàn),使學(xué)生加深對單片機(jī)原理基礎(chǔ)理論的理解:并在單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本方法和基本技能方面受到較系統(tǒng)的訓(xùn)練,為單片機(jī)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)對象:電子信息專業(yè)、物理教育專業(yè)、教育技術(shù)學(xué)專業(yè)本科學(xué)生。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配:本課程開設(shè)12個(gè)實(shí)驗(yàn),選做其中6個(gè)實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí),最后一個(gè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)考試。實(shí)驗(yàn)一 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解“AEDK5196ET”各主要組成部分 2、熟悉掌握每個(gè)鍵的功能與使用方法 3、學(xué)會(huì)輸入、修改、單步運(yùn)行程序的方法 4、學(xué)會(huì)查指令的機(jī)器碼，掌握常用特殊功能寄存器的地址 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、認(rèn)識(shí)AEDK5196ET開發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2、熟悉

11、鍵盤監(jiān)控命令：S、SX、R、Y、Z、MX、MO、MF、J、N、G、GR等命令 實(shí)驗(yàn)儀器1、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)。2、穩(wěn)壓電源一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)二 單片機(jī)軟件實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)Lcaw匯編軟件的使用2、學(xué)習(xí)AEDK與PC機(jī)的通信及聯(lián)機(jī)調(diào)試3、進(jìn)一步熟悉51單片機(jī)指令系統(tǒng)4、學(xué)習(xí)51單片機(jī)匯編程序的編程和調(diào)試 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、熟悉Lcaw匯編軟件的使用2、熟悉簡單程序的編寫3、掌握單片機(jī)程序的運(yùn)行和調(diào)試實(shí)驗(yàn)儀器1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3、穩(wěn)壓電源一臺(tái)實(shí)驗(yàn)三 MCS-51單片機(jī)的I/O實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)P1、P3口作為基本I/O口的使用方法；2、學(xué)習(xí)軟硬件結(jié)合的編寫方法；3

12、、掌握對繼電器和發(fā)光二極管的程序控制方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、指示燈循環(huán)顯示2、輸入/輸出實(shí)驗(yàn)3、P3口輸出控制繼電器實(shí)驗(yàn)儀器1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3、穩(wěn)壓電源一臺(tái)實(shí)驗(yàn)四 MCS-51單片機(jī)的中斷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)在單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展簡單I/O接口的方法2、學(xué)習(xí)模擬交通燈控制的方法3、掌握外部中斷技術(shù)的基本使用方法4、掌握中斷處理程序的編程方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：編寫程序模擬一個(gè)時(shí)序控制裝置，具體為1、通燈控制2、外部中斷實(shí)驗(yàn)（急救車與交通燈） 實(shí)驗(yàn)儀器1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3、穩(wěn)壓電源一臺(tái)實(shí)驗(yàn)五 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)8031內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用

13、和編程方法；2、進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編程方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 定時(shí)器實(shí)驗(yàn) 2、 修改程序，使延時(shí)常數(shù)由50ms變?yōu)?0ms 3、計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn) 3、實(shí)驗(yàn)儀器1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3、穩(wěn)壓電源一臺(tái)實(shí)驗(yàn)六 單片機(jī)綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、提高單片機(jī)的綜合應(yīng)用能力；2、初步掌握軟硬件設(shè)計(jì)能力;3、測試學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)內(nèi)容：內(nèi)容不限，自行設(shè)計(jì)（下例內(nèi)容僅供參考）1、串行LED顯示的應(yīng)用2、中斷應(yīng)用3、雙機(jī)通信4、多機(jī)通信5、時(shí)鐘6、A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)用7、D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用8、程控放大器綜合運(yùn)用上述內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)儀器：1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3穩(wěn)壓電源一臺(tái)4、其

14、它自定實(shí)驗(yàn)七 8255口可編程并行接實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解8255芯片結(jié)構(gòu)及編程方法 2.了解8255輸入/輸出實(shí)驗(yàn)方法3.掌握掃描鍵盤和顯示的編程方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、8255可編程并行口芯片基本輸入/輸出2、8255可編程并行口掃描鍵盤3、8255可編程并行口擴(kuò)展七段數(shù)碼管顯示口實(shí)驗(yàn)儀器1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3穩(wěn)壓電源一臺(tái)實(shí)驗(yàn)八 8279鍵盤和顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握8279工作原理和編程方法 2掌握在8031系統(tǒng)中擴(kuò)展8279鍵盤顯示接口的方法3.進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編程方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、用8279實(shí)現(xiàn)對鍵盤/顯示器的自動(dòng)掃描 2、實(shí)現(xiàn)電子鐘 3、實(shí)現(xiàn)電子秒表實(shí)

15、驗(yàn)儀器：1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3穩(wěn)壓電源一臺(tái)實(shí)驗(yàn)九 D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解D/A轉(zhuǎn)換的基本原理 2、了解D/A轉(zhuǎn)換芯片0832的性能及編程方法 3、了解單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展D/A轉(zhuǎn)換的基本方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、編制程序產(chǎn)生鋸齒波、三角波、正弦波 2、三種波輪流顯示，用示波器觀看實(shí)驗(yàn)儀器：1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3、穩(wěn)壓電源一臺(tái)4、示波器觀一臺(tái)實(shí)驗(yàn)十 A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握A/D轉(zhuǎn)換與單片機(jī)的接口方法。 2、了解A/D芯片ADC0809轉(zhuǎn)換性能及編程。3、通過實(shí)驗(yàn)了解單片機(jī)如何進(jìn)行數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、將模擬量轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字量，用發(fā)光二極管顯示2、實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表實(shí)驗(yàn)儀器：1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3、穩(wěn)壓電源一臺(tái)實(shí)驗(yàn)十一 電子音調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 了解計(jì)算機(jī)發(fā)聲原理2、學(xué)習(xí)使計(jì)算機(jī)發(fā)出不同音調(diào)聲音的編程方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、P1.0輸出不同頻率的脈沖通過揚(yáng)聲器發(fā)出不同頻率音調(diào)2、利用74LS244和開關(guān)量，決定輸出音調(diào)實(shí)驗(yàn)儀器：1、PC機(jī)一臺(tái)2、AEDK單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一臺(tái)3、穩(wěn)