嵌入式硬件基础嵌入式硬件基础教学大纲(包括课内实验)2.2 教学大纲

“嵌入式硬件基础”课程教学大纲
英文名称：Embedded Control Systems
课程编码：0811015
课程性质：专业必修课程
学时：68[理论： 40学时；实验： 28 学时]
周学时：4
学分：4
适用专业：电气工程及其自动化专业
开课学期：第六学期
【课程性质、目的和要求】
本课程主要介绍了嵌入式处理器AT89S51单片机的硬件结构和片内外围部件的工作原理，并从应用设计的角度介绍AT89S51单片机的各种常用的硬件接口电路，以及相关的C51驱动程序。

目的是使学生能够比较顺利地设计一个小的嵌入式系统。

本课程采用课堂讲授与上机实验相结合的教学方法，使学生通过实验强化对嵌入式系统软硬件的理解。

本课程的学习要求：掌握AT89S51单片机的结构，及其内部的各功能模块；掌握单片机的C51编程；掌握单片机嵌入系统的部件设计，如键盘、显示等；掌握嵌入式系统的软件设计，以及单片机的编程方法；了解嵌入式系统可靠性的指标；掌握单片机应用系统的设计步骤；掌握单片机应用系统的仿真与调试。

【教学内容、要点和课时安排】
第一章单片机概述（2学时）
教学目的：掌握单片机和嵌入式系统的定义；熟悉常用的嵌入式微处理器；了解单片机的特点与应用。

教学重点和难点：
1、嵌入式系统的定义；
2、单片机的定义；
第一节什么是单片机
第二节单片机的发展历史和趋势
第三节单片机的特点与应用
第四节MCS-51系列与A T89S5x系列单片机
第五节各种衍生品种的51单片机
第六节其它的嵌入式微处理器
思考题
1、什么是嵌入式系统？
2、A T89S51中“S”的含义是什么？
第二章A T89S51单片机结构（6学时）
教学目的：掌握AT89S51单片机的片内硬件基本结构、引脚功能、存储器结构、特殊功能寄存器功能；掌握4个并行I/O口的结构和特点；掌握复位电路和时钟电路的设计。

熟悉节电工作模式。

教学重点和难点：
1、AT89S51单片机的时钟电路和复位电路；
2、AT89S51单片机的存储器结构；
第一节A T89S51单片机的硬件组成
第二节A T89S51的引脚功能
第三节A T89S51的CPU
第四节A T89S51单片机存储器的结构
第五节A T89S51单片机的并行I/O端口
第六节时钟电路与时序
第七节复位操作和复位电路
第八节低功耗节电模式
思考题
1、A T89S51单片机的片内都集成了哪些外围功能部件？
2、说明A T89S51单片机的EA引脚接高电平或低电平的区别？
第三章 C51语言编程基础（8学时）
教学目的：了解Keil C51集成开发环境；掌握C51的编程方法。

教学重点和难点：
1、C51的函数；
2、C51的数据类型；
第一节Keil C51简介
第二节C51语言设计基础
第三节C51的函数
思考题
1、C51扩展了哪几种数据类型？
2、C51有几种数据存储模式，它们之间的区别是什么？
第四章 AT89S51片内并行端口的原理及编程（4学时）
教学目的：掌握AT89S51单片机片内四个I/O口的内部电路结构、工作原理及应用；掌握用C51来对I/O口进行驱动编程。

教学重点和难点：
1、I/O口工作原理；
2、I/O口进行驱动编程；
第一节A T89S51的并行I/O口的结构及工作原理
第二节并行I/O口的C51编程举例
思考题
1、双向口与准双向口的区别是什么？
2、如何通过按键控制节日彩灯？
第五章 AT89S51单片机的中断系统（6学时）
教学目的：掌握AT89S51单片机片内中断系统的硬件结构和工作原理；掌握中断系统的C51编程。

教学重点和难点：
1、A T89S51中断系统的和工作原理；
2、A T89S51中断系统的C51编程；
第一节A T89S51中断技术概述
第二节A T89S51中断系统结构
第三节A T89S51中断系统的工作原理
第四节A T89S51中断系统的编程
思考题
1、中断响应需要满足哪些条件？
2、编写外部中断1为跳沿触发的中断初始化函数？
第六章 AT89S51单片机的定时器/计数器（6学时）
教学目的：掌握AT89S51单片机片内2个定时器/计数器的结构和功能；掌握绘定时器/计数器的C51编程。

教学重点和难点：
1、定时器/计数器的工作原理；
2、定时器/计数器的C51编程；
第一节定时器/计数器的结构
第二节定时器/计数器的工作原理
第三节定时器/计数器的C51编程
思考题
1、如何计算定时器/计数器的初值？
2、定时器/计数器的工作方式2适用于哪些场合？
第七章 AT89S51单片机的串行口（6学时）
教学目的：掌握AT89S51单片机的串行口的基本工作原理。

掌握串行口的C51编程。

教学重点和难点：
1、串行口的工作原理
2、串行口的C51编程；
第一节串行口的结构
第二节串行口的4种工作方式
第三节多机通信
第四节波特率的制定方法
第五节串行通信的应用设计
思考题
1、如何计算波特率？
2、PC机如何与AT89S51通信？
第八章 AT89S51单片机外部存储器的扩展（4学时）教学目的：掌握AT89S51数据和程序存储器的扩展。

教学重点和难点：
1、数据存储器的扩展；
2、程序存储器的扩展；
第一节系统扩展结构
第二节数据存储器的扩展
第三节程序存储器的扩展
第四节片内程序存储器的编程
思考题
1、如何区分片外数据存储器和程序存储器？
第九章 AT89S51单片机的I/O扩展（4学时）
教学目的：掌握AT89S51的I/O扩展及相关编程。

教学重点和难点：
1、A T89S51的并行口扩展；
2、A T89S51的串行口扩展；
第一节I/O接口扩展技术
第二节A T89S51的并行口扩展
第三节A T89S51的串行口扩展
第四节用I/O控制的声音报警接口
思考题
1、A T89S51如何进行串行口扩展？
第十章 AT89S51单片机与输入/输出外设的接口（6学时）
教学目的：掌握LED数码管工作原理；掌握键盘的接口设计；掌握液晶显示器的接口设计。

教学重点和难点：
1、键盘的接口设计；
2、液晶显示器的接口设计；
第一节LED数码管显示器的接口设计
第二节键盘的接口设计
第三节液晶显示器的接口设计
思考题
1、如何消除按键抖动？
2、LED的动态显示和静态显示有什么区别？
第十一章 AT89S51单片机的应用设计与调试（4学时）
教学目的：掌握单片机应用系统的设计步骤；单片机应用系统设计举例；熟悉单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计。

教学重点和难点：
1、单片机应用系统的设计步骤；
2、单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计；
第一节单片机应用系统的设计步骤
第二节单片机应用系统设计举例
第三节单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计
思考题
1、单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计手段主要有哪些？
【考核方式及评价结构比例】
期末闭卷考试，卷面100分。

总成绩采取结构分，平时成绩占40%，期末考试占60%
【使用教材及主要参考书目】
1．张毅刚编著：《单片机原理及接口技术》，人民邮电出版社，2011.5
2．李诚人等编著：《嵌入式系统及单片机应用》，北京邮电大学出版社，2006.2
撰稿人：白龙审稿人：
年月日年月日
“嵌入式硬件基础实验”教学大纲
嵌入式系统设计实验 (Embedded Control Systems Experiment）
课程编码：0811015
课程总学时： 74 学时[理论： 56 学时；实验： 18 学时]
课程总学分: 4 学分
适用专业和年级：电气工程及其自动化专业
【实验的目的与任务】
通过嵌入式系统实验加深学生对教学内容的理解，进一步培养学生利用嵌入式系统学习的理论知识设计控制系统的能力，通过对具体问题的分析、设计和实现，培养学生进行嵌入式系统开发所需要的能力，为学好后续课程打下坚实的基础。

【主要仪器设备及台（套）数】
THGZ-1单片机开发试验装置11套；联想品牌电脑11台
【主要实验教材（指导书）及参考用书】
1、THGZ-1单片机开发系统实验指导书北京精仪达盛科技有限公司
2．刘明编著：《嵌入式单片机技术与实践》清华大学出版社
【成绩考核方式及评分标准】
学生的综合评定成绩由平时成绩与期末考试成绩构成。

平时成绩占70%，决定于学员预习、实验情况、实验报告情况；期末实验测试成绩占30%。

实验要求见实验项目与要求。

【实验项目与要求】
撰稿人：白龙审稿人：
年月日年月日。