单片机原理及应用A课程教学大纲

《单片机原理及应用A》课程教学大纲

课程代码：05

课程名称：单片机原理及应用A

英文名称：Principles & Applications of Single-chip Microprocessor A

总学时：56 讲课学时：44 实验学时12 上机学时：0 课外学时：0

学分：

适用对象：机械设计制造及其自动化专业（数控加工与维修专业方向）

先修课程：电工技术、电子技术、C语言程序设计。

一、课程性质、目的和基本任务

单片机原理及应用课程是机械设计制造及其自动化专业（数控加工与维修专业方向）的一门重要的专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握单片机应用技术，学会智能化设备的设计方法，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。单片机技术是整个电子产品的数字化、智能化的进程中的核心，由它构成的嵌入式系统是整个社会信息化的重要组成部分。

该课程的内容融合了计算机的硬件和软件的最底层的部分。它的先修课程是计算机文化基础、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计，它的后续课程是PLC控制、机床加工及维修等。由于它密切涉及硬件和软件，直接面向控制器的底层控制，实践环节至关重要，所以该课程的难度与深度都比较突出。

设置本课程的目的是让学生学习和掌握单片机的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、接口应用技术和发展现状。

二、教学基本要求

贯彻应用型本科的有关教学文件精神，及我校的“学以致用”的办学理念，在具体内容讲述中突出重点和难点，并将理论知识融合到单片机开发实例中，使学生达到如下要求：

1、知识要求：

通过该课程学习，使学生掌握单片机的功能结构和工作原理、寻址方式、指令系统、汇编语言程序设计、单片机系统的扩展、接口技术。

2、素质要求：

通过该课程学习，培养学生的工程观念和规范意识，使学生建立起完整的单片机应用系统的概念；鼓励学生勤奋学习，要有进取精神；使学生确立严谨的工作特点和踏实的工作作风。

3、能力要求：

通过该课程学习，使学生能够设计简单的单片机应用系统，能够编写对常用外围芯片控制的程序。

三、教学内容及要求

1．绪论

教学内容：

数制与编码；带符号数的表示；电子计算机的发展概述；单片机的发展过程及产品近况；单片机的特点及应用领域；单片机应用系统开发简介。

教学要求：

掌握：数制与编码；带符号数的表示。了解：微机的硬件系统，单片机的的概念、特点、发展及应用领域，典型单片机系列的基本情况。

2．80C51的结构和原理

教学内容：

80C51的基本结构与应用模式；80C51典型产品资源配置与引脚封装；80C51内部结构；80C51的存储器组织；80C51的并行口结构与操作。

教学要求：

掌握：MCS-51单片机的工作原理、MCS-51单片机存储器结构的结构及存储器配置。MCS-51单片机芯片的内部组成、引脚及功能。理解：单片机时钟电路、CPU的时序、复位电路、输入/输出端口结构和工作原理。

3．80C51的指令系统

教学内容：

指令格式及常用符号；80C51寻址方式；数据传送指令；算术运算类指令；逻辑运算与循环类指令；控制转移类指令；位操作类指令。

教学要求：

熟练掌握：MOV、MOVX、INC、ANL、ADD等常用指令的功能和使用方法。掌握：MCS-51单片机寻址方式。理解：常用指令的特点。了解：所有指令的功能。

4．80C51的程序设计

教学内容：

程序编制的方法和技巧；源程序的编辑和汇编；基本程序结构；常用程序举例。

教学要求：

熟练掌握：分支程序、循环程序、查表程序和子程序等程序结构的设计。掌握：延时循环、数制转换、加减法等常用程序的设计。了解：汇编语言源程序的格式及伪指令。

5．80C51的中断系统及定时/计数器

教学内容：

80C51的中断系统；80C51的中断处理过程；80C51的定时/计数器。

教学要求：

熟练掌握：中断设计、定时器/计数器的应用。掌握：计算机中断的概念，MCS-51单片机中断系统的结构，中断源，中断特殊功能寄存器，中断响应过程，定时/计数器的功能和使用方法，定时器/计数控制寄存器。理解：中断结构，MCS-51单片机定时器的和工作原理。

6．80C51的串行口

教学内容：

计算机串行通信基础；80C51的串行口；80C51单片机串口应用举例。

教学要求：

熟练掌握：方式1的设置，及其在双机串行通信中的应用。掌握：串行通信方式、串行口结构与工作原理。了解：通信的基本概念，波特率设计等。

7．80C51的系统扩展

教学内容：

存储器的扩展；输入/输出及其控制方式；并行接口的扩展；显示器及键盘接口。

教学要求：

熟练掌握：LED静态显示、动态显示电路设计、静态显示程序设计，芯片地址的计算。掌握：简单I/O扩展方法、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 等常用芯片连接方法，程序存储器、数据存储器的扩展方法。独立式按键、行列式键盘的电路设计、工作原理、与单片机的接口及键输入程序的设计，LCD显示器接口及显示程序原理。了解：I/Ｏ接口的概念、I/O口编址技术。有关的接口芯片，MCS-51单片机系统扩展的基本原理。

8．80C51的测控接口

教学内容：

掌握：D/A转换器原理及技术指标；DAC0832的应用；A/D转换器原理及技术指标；ADC0809的应用；开关量的介绍；开关量常用输入信号调理电路和输出驱动电路。

教学要求：

掌握：ADC0801、ADC0809等常用芯片的内部结构、工作原理、外部连接，单片机与上述ADC的接口电路设计与数据采集程序的设计。开关量输入信号调理电路。了解：模拟信号输入极性变换（双极性）方法、模拟信号的多路输入及采样保持器在ADC应用中的实用技术，能根据要求设计实用电路及编制相关程序。

9．80C51应用系统设计方法

教学内容：

设计测控系统的一般过程及注意事项；数据采集系统的设计；模拟输入通道的组成；单片机数字程序控制系统实例。

教学要求：

掌握：测控系统的特点，单片机开发系统组成、特点、功能和使用。了解：单片机的典型应用系统的组成特点和设计方法。

四、实践环节

（一）实验课

实验系统认识及典型程序验证实验；

数据转换程序实验；

定时中断实验；

键盘扫描与数码管显示实验；

单片机串行口通讯实验；

（二）课程设计

目的是对学生所学的理论课进行一次综合的全面的实际训练，是全面掌握本课程的重要步骤。时间2周。选题如下：

1）接口技术，如：时钟显示程序（时、分、秒）。

2）中断系统应用，如：AT89C51与PC机通信（设计硬件接口）。

3）系统扩展，如：设置数字键、功能键（扫描键盘）。