《微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)課程英文名稱Microcomputerprincipleandinterfacetechnologyofsinglechipmicrocomputer課程編號(hào)33142104課程模塊￡思想政治理論課￡通識(shí)教育課R專業(yè)基礎(chǔ)課R專業(yè)課課程性質(zhì)R必修￡限選￡專業(yè)任選￡任選總學(xué)時(shí)64講授學(xué)時(shí)50實(shí)驗(yàn)（專題輔導(dǎo)）學(xué)時(shí)14總學(xué)分4開(kāi)課單位電信學(xué)院開(kāi)課系（室）自動(dòng)化系授課對(duì)象自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生適用專業(yè)自動(dòng)化專業(yè)、電氣工程及其自動(dòng)化先修課程C語(yǔ)言，電路分析，模擬電路，數(shù)字電路二、課程簡(jiǎn)介和教學(xué)目標(biāo)1．課程簡(jiǎn)介《微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)》是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，課程主要講授微型計(jì)算機(jī)8086/8088的內(nèi)部框架和基本工作原理以及增強(qiáng)型51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理、指令系統(tǒng)和匯編語(yǔ)言及C語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器擴(kuò)展和中斷系統(tǒng)、I/O接口和總線等問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。本課程由微機(jī)原理和單片機(jī)技術(shù)相二合一的課程，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握微型計(jì)算機(jī)原理與組成，掌握增強(qiáng)型51單片機(jī)工作原理以及接口技術(shù)，通過(guò)實(shí)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)讓學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)過(guò)程，使學(xué)生具備解決實(shí)際工程項(xiàng)目的動(dòng)手能力，可以進(jìn)行小的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為以后的智能控制奠定基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1：知識(shí)與技能目標(biāo)，通過(guò)學(xué)習(xí)課程，大家應(yīng)能在軟件和硬件兩方面初步具備開(kāi)發(fā)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。在硬件方面，學(xué)習(xí)微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理，全面掌握增強(qiáng)型51、存儲(chǔ)芯片、A/D、D/A等芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能和工作原理，深刻理解51的各類芯片接口中實(shí)際存在的地址信息流、數(shù)據(jù)信息流和控制信息流，準(zhǔn)確掌握中斷概念和I/O斷口地址的確定方法。教學(xué)目標(biāo)2：知識(shí)與技能目標(biāo)，通過(guò)學(xué)習(xí)課程，在軟件方面，應(yīng)能掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和C51語(yǔ)言的基本方法和技巧，樹(shù)立結(jié)構(gòu)化和模塊化程序設(shè)計(jì)思想，熟練編制各種分支程序、循環(huán)程序、查表程序、子程序和運(yùn)算程序，逐步形成思維嚴(yán)密的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。教學(xué)目標(biāo)3：過(guò)程與方法目標(biāo)，單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)是激發(fā)創(chuàng)新精神的源頭之一，通過(guò)對(duì)經(jīng)典單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)和制作，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程和單片機(jī)開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力。教學(xué)目標(biāo)4：情感、態(tài)度與價(jià)值觀發(fā)展目標(biāo)，改變課程僅注重知識(shí)傳授的傾向，強(qiáng)調(diào)形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得基礎(chǔ)知識(shí)與基礎(chǔ)技能的過(guò)程同時(shí)成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成價(jià)值觀的過(guò)程，在教學(xué)中注重學(xué)生人際交往發(fā)展的合作學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣來(lái)開(kāi)展，注重學(xué)生堅(jiān)強(qiáng)的意志力培養(yǎng)和鍛煉培養(yǎng)，培養(yǎng)起求真、求實(shí)、求善的科學(xué)精神，逐步發(fā)展完善健全人格，樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀。3．教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)15.1了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的原理和使用方法，并理解其局限性。5.2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對(duì)自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域的工程問(wèn)題進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)；能夠針對(duì)具體的對(duì)象，開(kāi)發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，模擬和預(yù)測(cè)專業(yè)問(wèn)題，并能夠分析其局限性。教學(xué)目標(biāo)23.2能夠針對(duì)特定需求，完成單元（部件）的設(shè)計(jì)；能夠進(jìn)行系統(tǒng)或工藝流程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)目標(biāo)32.2能認(rèn)識(shí)到解決問(wèn)題有多種方案可選擇，運(yùn)用相關(guān)的基本原理，通過(guò)文獻(xiàn)研究，分析自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域的工程問(wèn)題，論證解決方案的合理性，獲得有效結(jié)論。；教學(xué)目標(biāo)49.1能夠在團(tuán)隊(duì)中有效溝通，合作共事。9.2在多學(xué)科背景下，能夠獨(dú)立或合作開(kāi)展工作，并具備組織、管理、協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)工作的能力。三、理論教學(xué)表1理論教學(xué)安排序號(hào)章節(jié)（學(xué)時(shí)）學(xué)習(xí)內(nèi)容（含重點(diǎn)、難點(diǎn)）教學(xué)方法、手段支撐教學(xué)目標(biāo)其他1第一章：概述（2學(xué)時(shí)）1.了解微型計(jì)算機(jī)的基本組成；了解市面上CPU的發(fā)展歷史；了解學(xué)習(xí)CPU的地位；2.了解什么是單片機(jī)、單片機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的區(qū)別和聯(lián)系；3.了解本書的框架，學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法從主流的CPU出發(fā)，從實(shí)際出發(fā)，從日常生活實(shí)例出發(fā)，引出本課程的學(xué)習(xí)，激發(fā)大家的積極性；從目錄開(kāi)始，掌握課程框架，從而指引大家如何學(xué)習(xí)本課程。1、22第二章：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述（2學(xué)時(shí)）1.了解門電路、組合電路、時(shí)序電路的結(jié)構(gòu)、數(shù)制及轉(zhuǎn)換；2.理解存儲(chǔ)器的分類，存儲(chǔ)器分級(jí)的結(jié)構(gòu)；3.掌握各種不同形式的編碼BCD碼、ASCII碼及有符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼表示；（）（）4.掌握存儲(chǔ)單元和存儲(chǔ)單元地址及其尋址原理；（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂討論相結(jié)合1、33第三章：微型計(jì)算機(jī)基本工作原理（6學(xué)時(shí)）1.理解計(jì)算機(jī)的基本組成及基本工作原理；2.理解8086CPU內(nèi)部的寄存器的特點(diǎn)；（）3.掌握8086CPU的引腳特點(diǎn)及最小系統(tǒng)組成；（）（）3.掌握8086的各個(gè)時(shí)鐘之間的關(guān)系以及典型時(shí)序；（）（）4.掌握總線的特點(diǎn)；（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂討論相結(jié)合1、2、34第五章：?jiǎn)纹瑱C(jī)結(jié)構(gòu)及原理（6學(xué)時(shí)）1.掌握單片機(jī)工作過(guò)程及工作時(shí)序；及其復(fù)位條件、復(fù)位電路和復(fù)位狀態(tài)；（）2.掌握單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并能從代碼上進(jìn)行區(qū)分；（）（）3.掌握芯片內(nèi)部各專用寄存器的特點(diǎn)并能正確實(shí)用；（）（）4.掌握單片機(jī)的工作寄存器的分區(qū)結(jié)構(gòu)及選擇方法；（）5.掌握單片機(jī)的并行I/O的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及控制接口操作兩類指令的用法；（）（）6.掌握單片機(jī)的引腳功能，尤其注意引腳復(fù)用的特點(diǎn)；（）（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂練習(xí)相結(jié)合1、2、35第六章：?jiǎn)纹瑱C(jī)的匯編語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)（6學(xué)時(shí)）1.熟悉指令的尋址方式；（）2.掌握各尋址方式對(duì)應(yīng)的寄存器及存儲(chǔ)空間；（）（）3.掌握各指令系統(tǒng)系統(tǒng)；（）4.掌握MCS-51指令系統(tǒng)及程序結(jié)構(gòu)，匯編語(yǔ)言編程的基本方法；（）（）5.熟練掌握應(yīng)用程序分析與調(diào)試的基本方法。（）（）采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點(diǎn)評(píng)，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動(dòng)頻率與水平。2、36第七章：匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（6學(xué)時(shí)）1.了解程序設(shè)計(jì)的步驟；2.掌握單片機(jī)匯編語(yǔ)言的相關(guān)偽指令；3.掌握順序、分支、循環(huán)、子程序及查表程序的設(shè)計(jì)；（）（）4.掌握C51的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在哈佛型結(jié)構(gòu)里建立和變量之間的關(guān)系；（）（）5.掌握C51典型應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；（）啟發(fā)式教學(xué)和采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點(diǎn)評(píng)，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動(dòng)頻率與水平。2、37第八章：主要功能單元（10學(xué)時(shí)）1.理解邊沿觸發(fā)的外部中斷0/1和電平觸發(fā)方式下的外部中斷0/1各自的特點(diǎn)；（）2.掌握各中斷標(biāo)志位是什么，以及何時(shí)、如何被置位的，以及被清零的；（）3、理解51單片機(jī)的多機(jī)通信過(guò)程；了解基本的串行通信協(xié)議的編寫；（）4.掌握單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及應(yīng)用，如中斷源與相關(guān)的專用寄存器、觸發(fā)方式、中斷響應(yīng)的條件和響應(yīng)過(guò)程、中斷優(yōu)先級(jí)控制、中斷使能控制。（）（）5.掌握單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的可編程結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用方法，如工作方式的選擇、初始值的計(jì)算與裝入、啟?？刂萍熬幊痰囊话悴襟E；掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本用法，能編制應(yīng)用程序。（）（）6.掌握51單片機(jī)的串口結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作方式；掌握波特率的設(shè)計(jì)；掌握雙機(jī)通信程序編寫。（）（）啟發(fā)式教學(xué)和采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點(diǎn)評(píng)，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動(dòng)頻率與水平。1、2、3、48第九章：?jiǎn)纹瑱C(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展（6學(xué)時(shí)）1.掌握I/O口的擴(kuò)展連接方法；（）2.掌握ADC0809接口的使用并程序設(shè)計(jì)；（）（）3.掌握DAC0832接口，并設(shè)計(jì)程序輸出不同波形的輸出；（）啟發(fā)式教學(xué)和課堂練習(xí)相結(jié)合1、2、3、49第十章：接口技術(shù)（6學(xué)時(shí)）1.掌握鍵盤程序設(shè)計(jì)的基本方法；（）（）2.掌握顯示器接口的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)方法；（）（）采用自主學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)發(fā)放，課堂學(xué)生講解，老師點(diǎn)評(píng)，全體學(xué)生進(jìn)行討論交流，提高學(xué)習(xí)效果、課堂互動(dòng)頻率與水平。1、2、3、4四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)表2實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱（學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)類型支撐教學(xué)目標(biāo)其他1KEIL軟件實(shí)用及程序調(diào)試過(guò)程通過(guò)編寫兩段程序熟悉軟件的實(shí)用，并熟練掌握程序調(diào)試的方法綜合性1、2、3、42PROTEUS使用及流水燈實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)仿真軟件使用，編程實(shí)現(xiàn)8個(gè)發(fā)光二極管流水過(guò)程設(shè)計(jì)性1、2、3、43中斷優(yōu)先級(jí)實(shí)驗(yàn)主程序?qū)崿F(xiàn)0-8循環(huán)顯示，外部中斷程序也為0-8循環(huán)顯示設(shè)計(jì)性1、2、3、4460s倒計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn)兩位數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)60S的倒計(jì)時(shí)顯示設(shè)計(jì)性1、2、3、45矩陣式鍵盤設(shè)計(jì)編寫一個(gè)3*4的小鍵盤程序，并實(shí)現(xiàn)不同按鍵顯示設(shè)計(jì)性1、2、3、46AD轉(zhuǎn)換接口實(shí)驗(yàn)ADC0809進(jìn)行模擬的采集并顯示設(shè)計(jì)性1、2、3、47雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)兩個(gè)單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的通信設(shè)計(jì)性1、2、3、4五、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定方法表3課程考核及評(píng)價(jià)細(xì)則成績(jī)組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則支撐教學(xué)目標(biāo)平時(shí)成績(jī)出勤率10根據(jù)學(xué)生平時(shí)上課的出勤率，視其對(duì)課程學(xué)習(xí)的態(tài)度及積極程度，按10%計(jì)入課程總成績(jī)1、2、3課堂練習(xí)及討論8根據(jù)學(xué)生平時(shí)上課的課堂表現(xiàn)及互動(dòng)情況，按8%計(jì)入課程總成績(jī)1、2、3、4課后練習(xí)12根據(jù)學(xué)生課后作業(yè)完成情況視其對(duì)課程學(xué)習(xí)的態(tài)度及積極程度，按12%計(jì)入課程總成績(jī)1、2、3實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)10根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況，分等級(jí)，按10%計(jì)入課程總成績(jī)1、2、3、4考試成績(jī)考試的卷面成績(jī)60根據(jù)學(xué)生卷面大題完成情況，按60%計(jì)入課程總成績(jī)1、2、3六、建議教材及相關(guān)教學(xué)資源[1]建議教材王維新.微機(jī)原理及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2019[2]劉南平.單片機(jī)實(shí)訓(xùn)與開(kāi)發(fā)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2018[3]凌志浩.AT89C