单片机原理及应用(专)教学大纲
单片机原理及应用教学大纲
单片机原理及应用教学大纲单片机原理及应用教学大纲一、引言单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和各种输入输出接口的集成电路。
它具有体积小、功耗低、成本低廉等特点，广泛应用于电子设备、自动化控制、嵌入式系统等领域。
本文将介绍单片机原理及应用的教学大纲，旨在帮助学生全面了解单片机的基本原理和应用技能。
二、基础知识1. 单片机的概述- 单片机的定义和分类- 单片机的发展历程和应用领域2. 单片机的基本结构- CPU（Central Processing Unit）的功能和工作原理- 存储器（ROM、RAM、Flash）的作用和特点- 输入输出接口（GPIO、UART、SPI、I2C）的功能和应用3. 单片机的编程语言- 汇编语言和C语言的基本概念和特点- 单片机编程语言的选择和应用场景三、单片机的原理与设计1. 单片机的指令系统- 指令的格式和编码方式- 常用指令的功能和使用方法2. 中断和定时器- 中断的概念和分类- 定时器的原理和应用3. 输入输出接口的设计- 数字输入输出接口的设计方法- 模拟输入输出接口的设计方法四、单片机的应用案例1. LED灯控制- 使用单片机控制LED灯的亮灭- 利用定时器实现LED灯的呼吸灯效果2. 温度测量与控制- 利用温度传感器测量环境温度- 使用单片机控制风扇的启停，实现温度控制3. 无线通信- 利用无线模块实现单片机与PC的通信- 使用无线传感器网络实现远程监控系统五、实验设计与实施1. 实验设计- 根据教学目标设计单片机实验- 确定实验所需的硬件和软件资源2. 实验实施- 学生按照实验指导书进行实验操作- 实验过程中的注意事项和常见问题解决方法六、教学评估与总结1. 教学评估- 实验成绩的评定标准和方法- 学生对课程的反馈和建议2. 教学总结- 教学过程中的亮点和不足- 课程改进的思考和建议七、结语通过本教学大纲，学生将全面了解单片机的基本原理和应用技能，为将来的工作和学习打下坚实的基础。
《单片机原理及应用》教学大纲
《单片机原理及应用》教学大纲课程名称：单片机原理及应用课程代码：xxx学时：36学时教材：《单片机原理及应用》张XX主编，XXX出版社一、课程目标本课程旨在通过对单片机的原理和应用进行系统全面的讲解，培养学生对单片机的基本原理和应用能力，使学生具备单片机开发和应用的实际操作能力。
二、教学内容（按照模块划分）模块一：单片机基础知识1.单片机概述1.1单片机的定义和分类1.2单片机的发展历程1.3单片机的特点和优势2.单片机的内部结构和工作原理2.1单片机的内部结构2.2单片机的工作原理2.3单片机的存储器体系结构模块二：单片机的编程方法和开发工具1.单片机编程语言和开发环境1.1汇编语言1.2C语言1.3单片机的开发工具2.单片机的编程方法和技巧2.1单片机编程的基本步骤2.2单片机的编程技巧和调试方法2.3单片机程序的组成和结构模块三：单片机的输入输出及外设控制1.单片机的输入输出（I/O）口及控制1.1单片机的输入输出口1.2I/O口的配置和控制方法1.3I/O口的中断和定时功能2.单片机的外设接口和控制2.1数字口和模拟口的控制2.2串口和并口的控制2.3中断和定时器的应用模块四：单片机的应用开发1.单片机应用系统设计1.1单片机应用系统的结构和原理1.2单片机应用系统的设计流程1.3单片机应用系统的案例分析2.单片机控制技术及应用2.1单片机的逻辑控制和模拟控制2.2单片机在各个应用领域的应用案例2.3单片机应用的设计和调试技巧三、教学方法本课程采用理论教学与实践操作相结合的教学方法，包括但不限于：1.录播课程讲解：通过教学视频讲解单片机原理和应用的相关内容，加深学生对于知识的理解。
2.实验操作训练：通过实验操作训练，让学生亲自动手实践单片机的编程和应用，提高学生的实际操作能力。
3.讨论与互动：通过讨论和互动，激发学生的兴趣和思考，促进知识的深化和应用的灵活性。
四、教学评估1.作业与实验报告：学生需要按时完成作业和实验，并提交实验报告，检验学生对于单片机原理和应用的理解和实际操作能力。
《单片机原理与应用》教学大纲
《单片机原理及应用》教学大纲一、课程基本信息【课程编码】03110190【课程类别】专业基础课【适用专业】电子信息工程技术、应用电子技术【课程性质】必修课【总学时】64【学分】4【使用教材】单片机基础与应用高等教育出版社王静霞二、课程教学总目标要求课程目的：《单片机原理及其应用》是自动化类和电子信息类专业的核心课程之一，具有自身的体系和很强的实践性。
在课程安排上是继电路课程以后的一门必修重要课程,它是相关专业学生分析、设计电子电路的基础,对以后的自动检测技术、单片机接口原理技术等课程的学习起着重要的作用，是我校电子信息工程技术和应用电子技术等专业的重要支撑技术课程。
课程目标：培养面向生产第一线的应用型技术人员，满足各专业对单片机基础知识、控制系统操作技能的要求。
通过对该课程的学习，可使学生对电子技术向着模块化、智能化方向的发展趋势有进一步认识，可以培养和锻炼学生运用计算机技术对硬件、软件进行开发设计的初步能力，提高动手操作和技术创新的能力，为将来从事应用电子产品的设计、检测和维修奠定坚实的基础。
知识目标：根据职业技术教育的特点，在教学中，本课程从应用的目的出发，通过对MCS－51系列单片机的剖析，使学生获得有关单片机的硬件、软件的基本概念，基础知识和单片机应用系统的设计和编程知识，从而达到掌握单片机系统的硬件和软件设计方法。
技能目标：熟练使用keil软件的主要功能；会应用C语言进行基本模块程序的编写；能熟练使用PROTEUS软件进行仿真、调试；能初步识读单片机控制电路图，并能说出组成的模块及作用，具备单片机系统设计、安装和调试的初步能力。
能力目标：培养学生分析和解决实际问题的能力，培养参与专业实践活动的热情，有将专业应用于实际生产、生活的意识。
其他目标：，通过师生互动让学生在学习中有成功的欲望和获得知识的喜悦，增强自信心；同时培养学生的职业道德、团队精神和协作能力，培养创新意识。
三、课时分配四、教学内容及要求项目1单片机及其开发环境【教学内容】1.1初识单片机1.2单片机应用系统及开发环境【教学要求】1、了解单片机指令执行过程2、熟悉Keil集成开发环境的基本使用方法、Proteus仿真软件的基本使用方法；C51基础知识；汇编语言基本指令格式及指令集3、掌握单片机系统资源：I/O口、SFR、中断、定时计数器、串口通信；Keil、Proteus的使用；软件开发流程；硬件电路设计：最小系统、串口通讯电路、按键电路、LED电路等；硬件电路对应模块程序的汇编及C51设计【教学重点】1、单片机系统资源：I/O口、SFR、中断、定时计数器、串口通信2、Keil、Proteus的使用；软件开发流程3、C51基础知识4、硬件电路设计：最小系统、串口通讯电路、按键电路、LED电路等5、硬件电路对应模块程序的汇编及C51设计【教学难点】1）单片机系统资源：I/O口、SFR、中断、定时计数器、串口通信2）硬件电路对应模块程序的汇编及C51设计项目2单片机硬件系统【教学内容】2.1 单片机内部结构2.2 8051单片机引脚功能2.3 单片机存储器结构2.4 时钟电路及复位电路2.5单片机并行I/O【教学要求】1、了解GPS通信程序的设计2、熟悉系统调试方法3、掌握单片机定时、中断服务程序的设计方法；数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路设计，及其程序设计【教学重点】1、单片机定时、中断服务程序的设计方法2、数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路设计，及其程序设计【教学难点】1、单片机定时、中断服务程序的设计方法2、数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路的程序设计项目3 C51程序设计基础【教学内容】3.1 C51概述3.2 C51数据类型3.3 C51运算符3.4 C51程序结构【教学要求】1、掌握关系运算符和表达式2、掌握逻辑运算符和表达式3、掌握if语句4、掌握switch语句5、程序举例1、掌握while语句2、掌握do-while语句3、掌握for语句4、熟悉循环的嵌套5、熟悉几种循环的比较6、熟悉break和continue语句【教学重点】1、goto语句以及用goto语句构成循环2、while语句3、do-while语句4、for语句5、掌握if语句6、掌握switch语句【教学难点】1、熟悉几种循环的比较2、熟悉break和continue语句3、掌握关系运算符和表达式4、掌握逻辑运算符和表达式项目4定时器/计数器【教学内容】4.1 定时器/计数器工作原理4.2 定时器/计数器工作方式4.3 定时器/计数器的应用【教学要求】1、了解GPS通信程序的设计2、熟悉系统调试方法3、掌握单片机定时、中断服务程序的设计方法；数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路设计，及其程序设计【教学重点】1、单片机定时、中断服务程序的设计方法2、数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路设计，及其程序设计【教学难点】1、单片机定时、中断服务程序的设计方法2、数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路的程序设计项目5中断系统【教学内容】5.1中断5.2 中断系统的结构5.3中断处理过程【教学要求】1、了解GPS通信程序的设计2、熟悉系统调试方法3、掌握单片机定时、中断服务程序的设计方法；数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路设计，及其程序设计【教学重点】1、单片机定时、中断服务程序的设计方法2、数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路设计，及其程序设计【教学难点】1、单片机定时、中断服务程序的设计方法2、数码管、独立式与矩阵式键盘、蜂鸣器等接口电路的程序设计项目6人机交互接口设计【教学内容】6.1 单片机与LED接口电路6.2 单片机与LED点阵显示器接口电路6.3单片机与按键接口设计【教学要求】1、了解模数转换的基本原理及参数指标；ADC0809、LCD1602的基本结构及相关参数2、熟悉ADC0809、LCD1602引脚及其功能3、掌握ADC0809、LCD1602的接口电路设计，及其程序设计；数字电压表的系统设计【教学重点】1、ADC0809、LCD1602引脚及其功能及其与单片机接口电路设计与程序设计2、数字电压表的系统设计【教学难点】1、ADC0809、LCD1602引脚及其功能及其与单片机接口电路设计与程序设计2、数字电压表的系统设计项目7 串行口通信技术【教学内容】7.1 串行通信基础7.2 单片机串行接口7.3 RS-232C串行接口【教学要求】1、了解AT24C02的基本结构2、熟悉I2C通信原理及通信协议3、掌握I2C通信接口电路设计、程序设计；AT24C02与单片机的I2C通信程序设计；数据存储及回放系统综合程序设计及其Proteus软硬件联合仿真方法和步骤【教学重点】1、熟悉I2C通信原理及通信协议2、掌握I2C通信接口电路设计、程序设计3、AT24C02与单片机的I2C通信程序设计4、数据存储及回放系统综合程序设计及其Proteus软硬件联合仿真方法和步骤【教学难点】1、I2C通信原理及通信协议2、I2C通信接口电路设计、程序设计3、数据存储及回放系统Proteus软硬件联合仿真方法和步骤五、主要实验实训条件1、单片机实验室2、计算机机房：装有仿真软件六、主要参考书[1]《单片机C语言程序设计实训100例—基于8051+Proteus仿真》彭伟主编，电子工业出版社，2010。
《单片机原理及应用》教学大纲
课程性质： 学时/学分： 考核方式：
大纲执笔人： 大纲审核人：
必修 48/3 闭卷笔试
黄劼 专业教学指 导组
一、课程目标 1. 能解释单片机相关的专业术语； 2. 了解单片机结构、内部功能器件、指令系统特点及寻址方式； 3. 能理解汇编语言程序、编写一般难度的计算及控制程序； 4. 了解并行/串行通讯、定时/计数及中断原理及在实际项目中的应用方法； 5. 能设计、调试一般难度的单片机控制系统。
要求学生：理解串口工作原理，SFR 各位的含义及设置方法，波特率计 算方法。 第七章 中断系统及应用（支撑课程目标 4、5） 1. 中断的定义、目的及优点 2. 中断源及入口地址，中断服务程序的调用机制 3. 中断允许及优先级的含义 4. 中断相关 SFR 作用、使用方法，返回指令的作用，与堆栈的关系 5. 现场保护的目的、方法，中断服务程序编程的方法及注意问题
要求学生：理解中断系统工作原理，SFR 各位的含义及设置方法，能编 写中断服务程序。
三、实验内容
序 实验名称
号
主要内容
支撑课 是否 学 程目标 必做 时
熟悉开发机的使用和操作，编写、调
1 基础类程序编 试基础类程序，如清零程序、数据块 课 程 目 必做 2
写、调式
搬移程序。
标 2、3
进一步熟练开发机的使用，调试分支
1. 单片机指令系统特点：指令字节数和执行周期数，位寻址的特点和作用， 指令系统在控制程序编写时的适应性
2. 指令系统寻址方式：寻址的概念、不同寻址方式访问的地址空间。访问 不同地址空间必须用不同的指令
3. 各种指令的功能、执行流程及所需机器周期 要求学生：理解单片机指令系统的特点，各种寻址方式的使用条件，每
《单片机原理及应用》教学大纲
单片机原理及应用教学大纲
《单片机原理及应用》课程标准学时数：28学时课程性质：专业课适用专业：机电技术应用一、课程性质与定位《单片机原理及应用》课程是机电一体化、数控技术专业的一门专业必修课。
是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程。
通过学习利于改善学生的知识结构，使其获得利用单片机解决某些工程技术问题所需的知识，为学习后续课程及在今后工作中利用单片机实现电器控制、过程控制、信息处理和管理奠定必要的基础。
二、课程教学目标通过学习要求学生掌握单片机的工作原理，了解有关单片机的基本知识，掌握该单片机的指令系统及汇编语言设计的基本方法，掌握单片机的基本功能及典型接口技术，获得相关领域内应用单片机的初步能力。
三、本课程学时安排四、课程教学内容和基本要求第1章单片机基础知识概述（2学时）（一）教学重点和难点单片机概述；PrOteUS 应用简介。
（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 1. 1单片机概述1. 2单片机学习的预备知识2. 3PrOteUS 应用简介 （2）基本要求：能说出单片机的特点和应用，会数制及其转换；ISIS 模块应用举例，汽ARES 模块应用举例。
第2章MCS-51单片机的结构及原理（2学时） （一）教学重点和难点能说出MCS-51单片机的结构，MCS-51的存储器结构；并行I/O 口。
（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 3. 1MCS-51单片机的结构 2. 2MCS-51的存储器结构 2. 3单片机的复位、时钟与时序 2. 4并行I/O 口 （2）基本要求：掌握MCS-51单片机的内部结构，了解程序、数据存储器，掌握时钟电路。
第3章单片机的汇编语言与程序设计（4学时） （一）教学重点和难点知道MCS-51指令系统，会汇编语言的编程方法。
（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 3. 1汇编语言概述 （1学时） 3. 2 MCS-51指令系统简介 （2学时） 3. 3汇编语言的编程方法（1学时） （0.5学时） （0.5学时）（0.5学时） （0.5学时） （0.5学（2）基本要求：了解汇编语言指令格式和描述操作数的简记符号；了解汇编语言程序设计步骤;第4章单片机的C51语言（4学时）（一）教学重点和难点C51的程序结构，C51与汇编语言的混合编程；C51仿真开发环境。
1《单片机原理及应用》教学大纲.doc
《单片机原理及应用》教学大纲1.课程性质及其它课程的分工与联系（1）课程性质：“单片机原理及应用”课程（以下简称本课程）是应用电子专业及其它相近专业的重要专业课。
它包含了硬件设计和软件设计两项技术，在工业测量与控制、智能仪器仪表、日用家电等许多领域得到广泛的应用，是一门综合性强、内容先进、实践性强的电子专业课程。
（2）课程内容简介：本课程介绍了MCS—51系列单片机的硬件结构、工作原理、指令系统、接口电路和中断系统，汇编语言程序的设计特点和方法，单片机系统扩展及接口技术, 单片机应用和开发的基本方法和技巧。
（3）与其他课程的分工与联系：本课程的先修课程为“计算机基础”、“C语言程序设计”、模拟电子技术和数字电子技术基础。
学习“计算机基础”和“C语言程序设计”可以使学生对计算机的基本操作和程序设计思想有一个基本的了解和掌握，而学习模拟电子技术和数字电子技术基础则是学生对电子线路的理解、分析、测试以及进行设计的基本基础。
单片机技术就是以计算机为工具，利用软件编程技术进行电子系统的设计，将传统的硬件设计方法变成软件和硬件相结合的设计方法。
2.课程目标与基本要求（1）课程目标：通过本课程的学习，学生应掌握利用单片机技术进行电子产品设计的技能；掌握汇编语言的程序设计技巧和方法；掌握单片机系统配置与系统扩展的方法；掌握软件和硬件相结合的设计方法和软件对硬件的控制方法和技巧；掌握单片机系统硬件和软件的调试方法和技巧；掌握单片机开发系统的在线仿真、调试、软件辅助设计、目标程序固化的方法。
（2）基本要求：掌握单片机的硬件结构和工作原理、指令系统掌握汇编语言的程序设计方法掌握单片机应用系统的开发和开发工具能利用单片机技术独立完成小型电子产品的设计任务培养学生的团队精神、独立思考与实际动手的能力3.课程教学内容与要求共82学时。
其中理论教学26学时，实验教学26学时，综合实训30 学时。
理论教学学时分配（共26学时）教学内容学时分配作业要求上课地点室内上课演示所需物件一、绪论2教室二、80C51的结构和工作原理83教室三、80C51的指令系统43教室四、80C51的程序设计41教室五、80C51的中断系统及定时/计数器41教室六、80C51的串行接口21教室七、80C51的系统扩展21教室4.实验与实训(1)本课程安排有26学时的实验，与理论教学同时进行，详细安排见《实验大纲》。
单片机原理与应用教学大纲
单片机原理与应用教学大纲一、课程概述课程名称：单片机原理与应用课程学时：60学时（包括理论教学和实践操作）课程对象：电子信息类相关专业大学生先修课程：数字电路、模拟电子技术等基础课程二、课程目标1.理解单片机的基本原理和工作方式。
2.掌握单片机的编程方法和开发工具。
3.能够完成简单的单片机应用设计和实施。
4.发展学生的实践能力和创新思维。
三、教学内容1.单片机基本概念与原理1.1单片机的定义与特点1.2单片机的内部结构与工作原理1.3单片机的应用领域和发展趋势2.单片机开发环境与工具2.1单片机开发板介绍2.2单片机编程语言选择与开发环境配置2.3常用单片机编程工具介绍3.单片机指令系统与汇编语言3.1单片机指令系统概述3.2借助汇编语言编写简单程序3.3常用汇编指令的使用与实例分析4.单片机的输入输出与外设接口4.1数字I/O口的原理与编程方式4.2模拟I/O口的原理与编程方式4.3常见外设的接口与编程方法，如LED、LCD、键盘等5.单片机的中断与定时器5.1中断的基本概念和分类5.2单片机中断的编程方法5.3定时器的基本原理和应用6.单片机的串行通信与通讯接口6.1串行通信概念与基本原理6.2串口通信的编程方法与实例6.3常见通讯接口的介绍与应用，如SPI、I2C等7.单片机的应用设计与实践7.1利用单片机实现简单电子系统的设计7.2单片机的故障诊断与处理7.3单片机在智能控制领域的应用四、实践环节1.实验设计：设计与实现一个基于单片机的简单系统2.实验报告：对实验过程和结果进行记录和总结五、考核方式1.平时成绩：包括课堂表现、实验报告等2.期末考试：对课程内容进行综合考核六、教学方法1.理论教学：采用讲授、案例分析等方式进行知识传授2.实践操作：通过实验和实际项目等实践环节培养学生的动手能力和创新思维3.学生讨论和互动：鼓励学生积极参与课堂讨论，增强学生的学习主动性和合作意识七、参考教材1.《单片机原理与应用教程》（王建林，清华大学出版社）2.《单片机教程与实践》（张力，人民邮电出版社）3.《单片机原理与接口技术》（黄龙生，高等教育出版社）以上是《单片机原理与应用》课程的教学大纲，课程从基本概念、原理讲解到实践应用设计，通过理论教学和实践操作的结合，旨在培养学生对单片机的整体理解和实际应用能力。
《单片机原理及应用》教学大纲
《单片机原理及应用》教学大纲课程名称：单片机原理及应用课程类型：专业选修学时安排：32学时课程简介：本课程通过对单片机的原理和应用进行深入讲解，使学生掌握单片机编程的基本原理和方法，并能够应用单片机完成各种实际任务。
通过理论教学和实验实践相结合的方式，培养学生的综合应用能力和解决实际问题的能力。
教学目标：1.理解单片机系统的基本组成部分以及其工作原理。
2.掌握单片机编程的基本方法和技巧。
3.能够应用单片机完成各种实际任务。
4.学会使用相关工具和设备进行单片机的开发和调试。
教学内容：第一讲：单片机的概述与发展（2学时）1.单片机的定义和概述2.单片机的发展历程3.单片机在各个领域的应用案例第二讲：单片机的基本结构与工作原理（4学时）1.单片机的硬件结构2.单片机的内部组成单元及其功能3.单片机的时序控制原理第三讲：单片机的编程语言（4学时）1.C语言在单片机编程中的应用2.汇编语言在单片机编程中的应用3.嵌入式系统开发工具的介绍第四讲：单片机的输入输出（4学时）1.单片机的输入输出端口2.数字输入输出接口3.模拟输入输出接口4.中断控制和输入输出延时第五讲：单片机的中断与定时器（4学时）1.单片机的中断原理和中断服务程序编写方法2.定时器在单片机中的应用3.PWM技术在单片机中的应用第六讲：单片机的通信接口（4学时）1.串口通信的原理和应用2.并行通信的原理和应用3.I2C和SPI通信协议介绍4.单片机与外设的通信接口设计第七讲：单片机的应用案例（6学时）1.温度测量与控制系统2.智能家居控制系统3.电机控制系统4.通信设备控制系统5.其他实时控制系统案例第八讲：实验探究（4学时）1.单片机的基本操作实验2.单片机的输入输出实验3.单片机的中断和定时器实验4.单片机的通信接口实验教学方法：1.课堂讲授：通过理论教学，向学生传授单片机的基本原理和知识。
2.实验实践：通过实验教学，让学生亲自动手制作单片机相关应用电路，并进行调试和测试。
《单片机原理及应用》教学大纲
《单片机原理及应用》教学大纲课程编号： S052027 课程类型: 专业必修课程名称：单片机原理及应用英文名称: Principle and Application of SCM学分： 3 适用专业：电子信息科学与技术第一部分大纲说明一、课程性质、目的和任务本课程是电子信息科学与技术专业的一门专业必修课，是在学生学完电子技术类基础课程和计算机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的一门课程。
本课程的目的和任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发及维护的能力，为走向工作岗位后从事单片机与嵌入式系统的研究及开发打下良好的基础。
二、课程的基本要求1、知识要求：了解：单片机的基本概念、发展历史、特点和应用领域。
MCS-51单片机的内部结构、；MCS-51单片机的寻址方式、汇编语言的构成；半导体存储器的原理、中断系统的基本概念、I/O寻址方式等。
掌握：MCS-51单片机的引脚功能、工作方式、存储器组织和位寻址区域；指令系统、汇编语言程序的设计和汇编方法、单片机C语言程序设计；MCS-51单片机和外部存储器的连接方法、MCS-51单片机中断系统的初始化方法、MCS-51单片机并行I/O接口的扩展方法、键盘/显示器的接口方法、MCS-51单片机内部定时器/计数器的使用方法、A/D、D/A转换器的工作原理及MCS-51单片机与A/D、D/A转换器的接口方法、串行通信的基本概念和设计方法；MCS-51单片机在不同方式下的应用。
2、能力要求：简单运用：运用所学单片机的基本知识和常用接口芯片进行单片机简单应用系统设计和开发方法。
熟练运用：汇编语言及C51语言的程序设计、内部定时器/计数器和中断系统的使用、存储器的扩展、A/D、D/A转换器的接口、键盘/显示器的接口等。
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页眉内容
《单片机原理及应用》教学大纲
总学时：64（其中理论学时：44 上机学时：20）
先修课程：电工电子技术基础、信号与系统、高频电子线路
适用专业：通信技术
开课单位：机电工程学院
一、课程教学内容
第一章微型计算机系统基本知识
第一节概述
发展概况，80C51系列单片机，单片机的特点和应用。
第二节单片机系统的组成
微处理器，总线，存储器，输入输出设备及其接口电路。
第三节计算机中数的表示方法及其运算
二、十、十六进制数制转换及其运算，原码、反码和补码。
第四节常用编码
8421BCD码，ASCII码。
第二章80C51单片机内部结构和工作原理
第一节内部结构和引脚功能
80C51内部结构框图，引脚定义及功能。
第二节存储空间配置和功能
程序、外部数据、内部数据存储器，特殊功能寄存器，程序计数器PC。
第三节I/O端口结构及工作原理
P1、P2、P3口。
第四节时钟和时序
时钟电路，时钟周期和机器周期，一般指令取值/执行时序。
第五节复位和低功耗工作方式
复位方式，低功耗工作方式。
第六节A TMEL89系列单片机
A T89C51系列单片机、AT89C2051系列单片机。
第三章80C51系统单片机指令系统
第一节指令系统基本概念
指令基本格式，指令分类，指令系统中的常用符号，寻址方式。
第二节指令系统
数据传送类指令，逻辑运算及移位指令，算术运算类指令。
第四章汇编语言程序设计
第一节汇编语言程序设计基本概念
汇编语言及其语句结构、伪指令、汇编及程序设计的基本方法。
第二节程序设计举例
顺序、分支、查表、散转程序。
第五章中断系统和定时/计数器
第一节80C51中断系统
中断概述，中断源和中断控制寄存器，中断处理过程。
第二节80C51定时/计数器
定时/计数器概述，定时/计数器的控制寄存器，定时/计数器工作方式。
第六章串行通信
第一节串行通信概述
异步通信和同步通信，串行通信波特率，串行通信的制式。
第二节80C51串行口
串行口特殊功能寄存器，串行工作方式。
第三节多机通信
多机通信原理，多机通信应用举例。
第七章80C51并行扩展技术
第一节并行扩展技术
并行扩展连接方式，并行扩展寻址方式。
第二节并行扩展外ROM
并行扩展EPROM，并行扩展E2PROM。
第三节并行扩展外RAM
第四节用74系列芯片并行扩展I/O口
74373扩展输入口，74377扩展输出口，扩展总线驱动能力。
第五节并行扩展I/O口可编程芯片介绍
第八章80C51串行扩展技术
第一节串行扩展概括
串行扩展特点，串行扩展方式分类。
第二节80C51移位寄存器串行扩展技术
移位寄存器串行扩展方式，串行方式0归一化子程序。
第三节I2C总线串行扩展技术
I2C总线串行扩展概述，80C51单主系统虚拟I2C总线软件包。
第四节虚拟I2C总线扩展I/O口
I2C总线扩展I/O口通用器件PCF8574，PCF8574应用实例。
第五节虚拟I2C总线扩展AT24CXX系列E2PROM
I2C总线E2PROM芯片AT24C02，扩展AT24C02应用实例。
第六节串行扩展93CX6系列E2PROM
AT93C46特点，引脚功能和指令系统，A T93C46读写应用。
第九章常用外围设备接口电路
第一节LED数码管显示接口
LED数码管，LED数码管编码方式，静态显示及其典型应用电路。
第二节键盘接口
键盘接口概述，独立式按键及其接口电路，矩阵式键盘及其接口电路。
第三节A/D转换接口电路
A/D转换接口电路基本概念，并行A/D ADC0839及其接口电路，串行A/D ADC0832及其接口电路。
第四节D/A转换接口电路
D/A转换的基本概念，DAC0832及其接口电路，DAC0832应用实例。
第五节开关量驱动输出接口电路
驱动发光二极管，驱动继电器，光电隔离接口，驱动晶闸管。
第十章单片机应用系统
第一节单片机应用系统的设计
总体设计，硬件设计，软件设计，抗干扰设计。
第二节单片机应用系统的开发工具
开发工具概述，单片机开发系统的功能及应用系统的调试。
第三节单片机温度控制系统应用实例
系统要求和控温方案，硬件、软件设计，改进提高。
第四节汽车倒车测距仪应用实例
工作原理，硬件电路，软件程序。
第五节大电流正弦波稳流电源控制实例
概述，主控电路工作原理，单片机控制电路，程序设计。
第六节智能型即热式热水器控制实例
控制电路和工作原理，模糊控制简介，程序设计。
二、习题课，课堂讨论
1. 80C51系统单片机指令系统问题讨论。
2. 顺序、分支、查表、散转程序的问题分析。
3. 中断处理过程，定时/计数器的控制寄存器、定时/计数器工作方式疑难问题分析。
三、实验内容
1. 存储器块清零。
2. 程序跳转表。
3. 交通灯实验。
4. P1口输入、输出实验。
5. 查询式键盘实验。
6. LED点阵显示实验。
7. 计数器实验。
8. 定时器实验。
9. 外部中断实验。
10. 80C51与PC机串行口通信实验。
教学大纲说明书
一、课程的性质与任务
《单片机原理及应用》是已具备相当的电子电路和计算机及控制理论知识的机电类学生所学的一门专业课，教学上应以单片机结构及应用设计为主，使学生对于单片机的组成原理和结构有比较深刻的理解，基本掌握单片机应用系统的设计方法，可比较灵活地使用单片机构成系统的外围芯片，具备单片机软硬件设计的能力。
通过对该课程的学习，可使学生对电子技术向着模块化、智能化方向的发展趋势有一初步认识，可以培养和锻炼学生运用单片机技术对硬件、软件进行开发设计的能力，提高分析问题和解决问题的能力和技术创新的能力，为将来从事自动控制及应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。
二、本课程与其他课程的关系与分工
本课程系是高等院校电气工程及其自动化专业的一门职业核心课程，课程内容侧重于实际应用，以电子电路和计算机控制理论为基础，又为EDA原理及应用、可编程控制器应用技术、自动检测技术等课程的学习奠定基础，是一门非常重要的专业课程。
三、各章内容的基本要求及重点、难点
第一章微型计算机系统基本知识
基本要求：掌握单片机系统的组成。
重点：数制转换及其运算。
第二章80C51单片机内部结构和工作原理
基本要求：掌握单片机的内部结构、引脚功能及其工作原理，时钟和时序。
重点：引脚功能和工作原理。
第三章80C51系统单片机指令系统
基本要求：掌握单片机的指令分类及格式。
重点：各类指令格式。
第四章汇编语言程序设计
基本要求：了解汇编语言的特点及其语句格式，汇编语言程序设计的特点，汇编语言的伪指令以及汇编语言的编辑和汇编等知识，掌握顺序、分支和循环等基本程序结构的设计方法。
重点：顺序、分支和循环等基本程序结构的设计方法。
第五章中断系统和定时/计数器
基本要求：掌握80C51中断系统、定时/计数器的基本知识。
重点：中断的概念和中断控制，定时/计数器的原理和在实际中的应用。
第六章串行通信
基本要求：了解多机通信原理，掌握串行通信的基本概念，80C51串行工作方式。
重点：80C51串行工作方式。
第七章80C51并行扩展技术
基本要求：了解并行扩展方式，掌握并行扩展外ROM、RAM。
重点：并行扩展外ROM、RAM。
第八章80C51串行扩展技术
基本要求：了解串行扩展方式和I2C总线串行扩展技术，掌握移位寄存器串行扩展方式。
重点：移位寄存器串行扩展方式。
第九章常用外围设备接口电路
基本要求：了解LED数码管显示接口和开关量驱动输出接口电路，掌握键盘接口，A/D、D/A转换接口电路。
重点：键盘接口，A/D、D/A转换接口电路。
第十章单片机应用系统
基本要求：了解单片机应用系统的开发工具，理解汽车倒车测距仪应用，掌握单片机应用系统的设计方法。
重点：单片机应用系统的设计方法。
四、作业要求
书面作业：用单片机设计简单的自动控制系统。
每次上课结束后布置本章课后练习题，要求学生在认真复习的基础上独立完成作业，要理解全书的整体结构，每章教学结束后，要理解清楚本章属于整体结构的哪一部分。
五、学时分配
六、推荐教材和主要参考教材
推荐教材
1．张志良著《单片机原理与控制技术》，机械工业出版社，2007。
参考教材
1．陈堂敏等编著《单片机原理与应用》，北京理工大学出版社，2007。
2．孙莉等编著《单片机原理与应用》，机械工业出版社，2002。
七、考核方式
期末考试和平时考核相结合。
其中期末考试成绩占70%，平时考核成绩占30%，期末考试采取闭卷形式，平时考核包括实验实习情况，作业和平时上课情况。