《單片機原理及應用A》課程教學大綱

1、單片機原理及應用A課程教學大綱課程代碼：課程名稱：單片機原理及應用A英文名稱：Principles & Applications of Single-chip Microprocessor A總 學 時：56 講課學時：44 實驗學時12 上機學時：0 課外學時：0學 分：3.5適用對象：機械設計制造及其自動化專業(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語言程序設計。一、課程性質(zhì)、目的和基本任務單片機原理及應用課程是機械設計制造及其自動化專業(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。通過本課程的學習，使學生掌握單片機應用技術(shù)，學會智能化設備的設計方法，為學習后續(xù)課程和

2、專業(yè)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。單片機技術(shù)是整個電子產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化的進程中的核心，由它構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)是整個社會信息化的重要組成部分。該課程的內(nèi)容融合了計算機的硬件和軟件的最底層的部分。它的先修課程是計算機文化基礎(chǔ)、電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設計，它的后續(xù)課程是PLC控制、機床加工及維修等。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。設置本課程的目的是讓學生學習和掌握單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設計方法、系統(tǒng)擴展方法、接口應用技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀。二、教學基本要求 貫徹應用型本科的有關(guān)教學文件精神，及我校的“學以致用”

3、的辦學理念，在具體內(nèi)容講述中突出重點和難點，并將理論知識融合到單片機開發(fā)實例中，使學生達到如下要求：1、知識要求：通過該課程學習，使學生掌握單片機的功能結(jié)構(gòu)和工作原理、尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、單片機系統(tǒng)的擴展、接口技術(shù)。2、素質(zhì)要求：通過該課程學習，培養(yǎng)學生的工程觀念和規(guī)范意識，使學生建立起完整的單片機應用系統(tǒng)的概念；鼓勵學生勤奮學習，要有進取精神；使學生確立嚴謹?shù)墓ぷ魈攸c和踏實的工作作風。3、能力要求：通過該課程學習，使學生能夠設計簡單的單片機應用系統(tǒng)，能夠編寫對常用外圍芯片控制的程序。三、教學內(nèi)容及要求1緒論 教學內(nèi)容：數(shù)制與編碼；帶符號數(shù)的表示；電子計算機的發(fā)展概述；單片機

4、的發(fā)展過程及產(chǎn)品近況；單片機的特點及應用領(lǐng)域；單片機應用系統(tǒng)開發(fā)簡介。教學要求：掌握：數(shù)制與編碼；帶符號數(shù)的表示。了解：微機的硬件系統(tǒng)，單片機的的概念、特點、發(fā)展及應用領(lǐng)域，典型單片機系列的基本情況。 280C51的結(jié)構(gòu)和原理教學內(nèi)容：80C51的基本結(jié)構(gòu)與應用模式；80C51典型產(chǎn)品資源配置與引腳封裝；80C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)；80C51的存儲器組織；80C51的并行口結(jié)構(gòu)與操作。 教學要求：掌握：MCS-51單片機的工作原理、MCS-51單片機存儲器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及存儲器配置。 MCS-51單片機芯片的內(nèi)部組成、引腳及功能。理解：單片機時鐘電路、CPU的時序、復位電路、輸入/輸出端口結(jié)構(gòu)和工作原理。

5、 380C51的指令系統(tǒng) 教學內(nèi)容：指令格式及常用符號；80C51尋址方式；數(shù)據(jù)傳送指令；算術(shù)運算類指令；邏輯運算與循環(huán)類指令；控制轉(zhuǎn)移類指令；位操作類指令。 教學要求：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單片機尋址方式。理解：常用指令的特點。了解：所有指令的功能。 480C51的程序設計 教學內(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)的設計。掌握：延時循環(huán)、數(shù)制轉(zhuǎn)換、加減法等常用程序的設計。了解：匯編語言源程序的格式及偽指令。 58

6、0C51的中斷系統(tǒng)及定時/計數(shù)器 教學內(nèi)容： 80C51的中斷系統(tǒng)；80C51的中斷處理過程；80C51的定時/計數(shù)器。 教學要求：熟練掌握：中斷設計、定時器/計數(shù)器的應用。掌握：計算機中斷的概念，MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，中斷源，中斷特殊功能寄存器，中斷響應過程，定時/計數(shù)器的功能和使用方法，定時器/計數(shù)控制寄存器。理解：中斷結(jié)構(gòu)，MCS-51單片機定時器的和工作原理。 680C51的串行口 教學內(nèi)容： 計算機串行通信基礎(chǔ)；80C51的串行口；80C51單片機串口應用舉例。 教學要求：熟練掌握：方式1的設置，及其在雙機串行通信中的應用。掌握：串行通信方式、串行口結(jié)構(gòu)與工作原理。了解：

7、通信的基本概念，波特率設計等。780C51的系統(tǒng)擴展 教學內(nèi)容： 存儲器的擴展；輸入/輸出及其控制方式；并行接口的擴展；顯示器及鍵盤接口。 教學要求：熟練掌握： LED靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示電路設計、靜態(tài)顯示程序設計，芯片地址的計算。掌握：簡單I/O擴展方法、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，程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器的擴展方法。獨立式按鍵、行列式鍵盤的電路設計、工作原理、與單片機的接口及鍵輸入程序的設計，LCD顯示器接口及顯示程序原理。了解：I/接口的概念、I/O口編址技術(shù)。有關(guān)的接口芯片，MCS-51單片機系統(tǒng)擴展的基本原理。 880C51的測控

8、接口 教學內(nèi)容：掌握：D/A轉(zhuǎn)換器原理及技術(shù)指標；DAC0832的應用；A/D轉(zhuǎn)換器原理及技術(shù)指標；ADC0809的應用；開關(guān)量的介紹；開關(guān)量常用輸入信號調(diào)理電路和輸出驅(qū)動電路。 教學要求：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，單片機與上述ADC的接口電路設計與數(shù)據(jù)采集程序的設計。開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路。了解：模擬信號輸入極性變換（雙極性）方法、模擬信號的多路輸入及采樣保持器在ADC應用中的實用技術(shù)，能根據(jù)要求設計實用電路及編制相關(guān)程序。 980C51應用系統(tǒng)設計方法 教學內(nèi)容：設計測控系統(tǒng)的一般過程及注意事項；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計；模擬輸入通道的組成；單

9、片機數(shù)字程序控制系統(tǒng)實例。 教學要求： 掌握：測控系統(tǒng)的特點，單片機開發(fā)系統(tǒng)組成、特點、功能和使用。了解：單片機的典型應用系統(tǒng)的組成特點和設計方法。四、實踐環(huán)節(jié)（一）實驗課實驗系統(tǒng)認識及典型程序驗證實驗；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)嶒?；定時中斷實驗；鍵盤掃描與數(shù)碼管顯示實驗；單片機串行口通訊實驗；（二）課程設計目的是對學生所學的理論課進行一次綜合的全面的實際訓練，是全面掌握本課程的重要步驟。時間2周。選題如下：1）接口技術(shù)，如：時鐘顯示程序（時、分、秒）。2）中斷系統(tǒng)應用，如：AT89C51與PC機通信（設計硬件接口）。3）系統(tǒng)擴展，如：設置數(shù)字鍵、功能鍵（掃描鍵盤）。五、課外習題及課程討論課外習題可根據(jù)課

10、時，靈活布置。教師可根據(jù)實際教學進程、教學內(nèi)容、學時的實際情況，選擇一些實際應用的電路作為課后思考題。目的是加深學生，對教學內(nèi)容的綜合應用，培養(yǎng)他們用所學內(nèi)容解決實際問題的思路。六、教學方法與手段以課堂講授為主，實訓為輔，理論與實踐相結(jié)合。講授方法應以實例貫穿始終。學生要在理解課堂內(nèi)容的基礎(chǔ)上，重在應用，多練多應用。七、 各教學環(huán)節(jié)學時分配章節(jié)(或內(nèi)容)講課習題課討論課實驗上機其它合計 80C51的結(jié)構(gòu)和原理66 80C51的指令系統(tǒng)66 80C51的程序設計448 80C51的中斷系統(tǒng)及定時/計數(shù)器628 80C51的串行口426 80C51的系統(tǒng)擴展6410 80C51的測控接口66 80

11、C51系統(tǒng)應用66合 計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。學生的課程成績按百分制評分，由平時成績（占30）和期末考試成績（占70）兩部分構(gòu)成。平時成績由實驗成績（占15%）及出勤率、作業(yè)、學習主動性等（占15）組成。九、推薦教材和教學參考書教 材：單片機原理及應用技術(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， 機械工業(yè)出版社，2004 年。 新型電子電路應用實例何希才編著，科學出版社， 2005年。 流行單片機實用子程序及應用實例，楊振江等編著，西安電子科技大學出版社，2002年。十、說明1.本大綱規(guī)定的總學時數(shù)為最少

12、學時數(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，方便今后在外圍電路內(nèi)容上互相配合。3.對于串口通信、測控接口、系統(tǒng)設計應該更多的結(jié)合實際系統(tǒng)，最好能夠運用多媒體教學在一些單片機網(wǎng)頁上實地講解。4在學校條件許可的情況下，本課程應盡力開發(fā)實用的外圍電路，讓學生更好的了解單片機的工作情況，以改進教學方法，提高教學質(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月單片機原理及應用A課程實驗教學大綱一、實驗教學目標與基本要求要求對單片機芯片的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外存儲器、匯編語言程序設計、開發(fā)環(huán)境及其

13、使用方法、單片機實際應用系統(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)的外圍電路設計。通過實驗課的學習，能夠懂得單片機在一些智能設備或儀器中的作用，了解其和外圍電路結(jié)合后的工作原理。二、本實驗課程的基本理論與實驗技術(shù)知識單片機是微控制器的典型代表，被廣泛應用于控制系統(tǒng)中，是了解數(shù)字設備的切入點。本實驗屬專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，在實驗過程中，注意掌握模電和數(shù)電的基本理論、基本知識和電工的技能，為將來工作打下基礎(chǔ)。三、實驗方法、特點與基本要求1、基本實驗正確使用常見的儀器、儀表，訓練學生基本的實驗技能，掌握基本的模電和數(shù)電及相關(guān)的知識點，能夠利用微控制器的工

14、作原理正確理解實驗中的任務。驗證所學的科學知識、加深和鞏固對所學知識的認識和了解。2、綜合性實驗在已具備基本實驗技能的前提下，布置綜合性實驗。在講解完測控接口后，可以設置綜合性實驗。綜合性實驗反映在外圍電路和內(nèi)部指令中，是對以前所學知識的有機運用，能夠加深學生的理解。能否正確理解實驗任務也是學生初步掌握微控制器的重要反映。是學生走向自主設計實驗的重要橋梁。實驗中要注意培養(yǎng)學生查閱文獻、理解電路設計、熟練運用儀器設備等方面的能力。四、實驗主要儀器設備PC機，仿真器，實驗箱，實驗板等。五、實驗項目的設置與內(nèi)容提要序號實驗項目內(nèi) 容 提 要實驗學時實驗類型每組人數(shù)實驗要求1實驗系統(tǒng)認識及典型程序驗證實驗了解軟件仿真的操作，熟悉軟件內(nèi)部基本設置。正確理解仿真軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)與真實結(jié)構(gòu)的關(guān)系。2演示1必做2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)嶒炚莆战?jīng)常使用和簡單的程序結(jié)構(gòu)，養(yǎng)成書寫程序的好習慣。2驗證1必做3定時中斷實驗綜合定時計數(shù)和中斷的知識點，掌握定時計數(shù)器的工作原理和中斷在系統(tǒng)設計中的運用2驗證1必做4鍵盤掃描與數(shù)碼管顯示實驗掌握8255的使用方法，能夠應用對外圍輸入和輸出設備，理解可編程芯片的在外圍電路中的應用方法。4綜合1必做5單片機串行口通訊實驗掌握單片機的串行通信的工作方式1；掌握單片機的單機通信的設置。2驗證1必做六、實驗報告要求根