《單片機原理》課程教學大綱（本科）

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1、《單片機原理》課程教學大綱 課程編號：08103111 課程名稱：單片機原理 英文名稱：Single-chip Microcomputer Principle 課程類型：專業(yè)課 課程要求：必修 學時/學分：40么5 （講課學時：34實驗學時：6上機學時：0） 適用專業(yè)：自動化 一、 課程性質(zhì)與任務(wù) 1. 課程性質(zhì)：《單片機原理》是自動化專業(yè)的學科基礎(chǔ)課，是計算機控制類課程，是一 門應(yīng)用能力要求很高且專業(yè)性強的學科基礎(chǔ)課程。 2. 課程任務(wù)：單片機的出現(xiàn)是計算機發(fā)展史上的一個里程碑，它以體積小、功能全、 性能價格比高等優(yōu)點而獨具特色，在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、家用電

2、器等測控領(lǐng) 域的應(yīng)用中獨占熬頭，符合教育的規(guī)律，注重理論聯(lián)系實際，與能力和素質(zhì)培養(yǎng)，便于學 生很好的學習，為以后的工作打下基礎(chǔ)。單片機原理主要任務(wù)是講授硬件結(jié)構(gòu)、指令系 統(tǒng)、程序設(shè)計等基本原理與方法。本課程是專業(yè)性較強的一門課程，通過學習力求讓學生 做到概念準確、重點突出、能自己單獨完成小的系統(tǒng)設(shè)計。 二、 課程與其他課程的聯(lián)系 本課程是自動化專業(yè)大學本科三年級學生的學科基礎(chǔ)課，是《微機原理與基礎(chǔ)》的后 續(xù)課程，并為《計算機控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程提供基礎(chǔ)知識。 三、 課程教學目標 課程學習的總體目標：不僅要使學生能夠正確了解掌握MCS51單片機的內(nèi)部資源與應(yīng) 用、接口技術(shù)，還

3、要使學生能夠系統(tǒng)、深入的掌握硬件與軟件設(shè)計方法，通過設(shè)計案例分析 及實驗環(huán)節(jié)，能自己單獨完成小的系統(tǒng)設(shè)計，為嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)打下堅實的理論基 礎(chǔ)。 1. 了解有關(guān)單片機的基本概念，特點和用途，重點掌握單片機的主要性能特點、存儲 器結(jié)構(gòu)、輸入/輸出端口、串行接口；理解中斷系統(tǒng)的概念和功能。通過本課程的學習，掌 握單片機內(nèi)部資源及其原理與應(yīng)用概況。達成畢業(yè)要求1.1、3.3o 2. 學習單片機的指令系統(tǒng)，熟練掌握指令，掌握單片機的順序、分支、循環(huán)程序的編寫。 達成畢業(yè)要求4.L4.5、5.1 o 3. 掌握單片機I/O 口、定時器、串行接口的基本原理及其應(yīng)用，掌握其硬件及軟件

4、設(shè)計 方法。達成畢業(yè)要求5.1、6.1、7.1 o 4. 掌握單片機接口技術(shù)。達成畢業(yè)要求7.1, 11.2 o 5. 在課堂教學過程中探討單片機領(lǐng)域的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，使學生相關(guān)技術(shù)的前沿 發(fā)展現(xiàn)狀和研究方向有一定的了解，可獨立設(shè)計完整的單片機控制系統(tǒng)。達成畢業(yè)要求3.1, 5.1, 10.4 o 6. 培養(yǎng)學生的工程實踐學習能力，使學生掌握各種硬件電路功能及軟件實現(xiàn)方法，完 成實驗方法和實驗過程設(shè)計，獲得實驗技能的基本訓練，達成畢業(yè)要求4.1, 4.3, 4.4, 4.5。 7. 注重培養(yǎng)學生的文獻資料查詢能力，課堂講授時有針對性的提出與課程前沿技術(shù)相 關(guān)的思考題，有

5、針對性地推薦學生閱讀一些專業(yè)文獻，并鼓勵學生圍繞思考題等課堂教學內(nèi) 容，充分利用互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字圖書館等現(xiàn)代化手段，自主搜尋和查閱相關(guān)參考資料，從而提高 學生快速獲取新知識和新信息的能力，達成畢業(yè)要求2.4, 10.5, 12.2 o 8. 培養(yǎng)學生獨立思考、深入鉆研問題的習慣，鼓勵學生對同一控制目標從經(jīng)濟性、技 術(shù)可行性等方面提出多種控制策略或解決方案，鼓勵學生用批判的眼光看問題，培養(yǎng)學生 勇于創(chuàng)新，鍛煉自己的研究創(chuàng)新能力，達成畢業(yè)要求7.3, 10.4, 11.1, 11.2 o 9. 部分章節(jié)安排自學，培養(yǎng)學生的自學能力，達成畢業(yè)要求12.2, 12.3 o 四、教學內(nèi)容、基本

6、要求與學時分配 序 號 教學內(nèi)容 教學要求 學 時 教學 方式 對應(yīng)課 程教學 目標 1 、 單片機概述 1. 掌握MCS-51單片機的主要性 能特點、引腳、內(nèi)部資源 2. 掌握MCS-51單片機存儲器結(jié) 構(gòu) 3 .了解單片機的應(yīng)用 4 講授 討論 1、5、7 2 二、 MCS-51單片機的指令系統(tǒng) 1. 了解MCS-51單片機的尋址方 式 2. 掌握數(shù)據(jù)傳送類指令 3. 掌握算術(shù)和邏輯操作類指令 4. 掌握控制轉(zhuǎn)移類指令 5. 掌握位操作類指令 4 講授 討論 自學 2、6 實驗1:開發(fā)系統(tǒng)使用與編程實驗 實驗

7、1：開發(fā)系統(tǒng)使用與編程實 驗 4 3 三、 MCS-51單片機的程序設(shè)計 1.掌握循環(huán)程序設(shè)計方法 2 .掌握分支程序設(shè)計方法 3 .掌握布爾處理程序設(shè)計方法 4、了解其它程序設(shè)計方法 6 講授 討論 自學 2  四、 單片機應(yīng)用 1 .輸入/輸出端口 2. 中斷系統(tǒng) 3. 定時器/計數(shù)器 4 .串行接口 1、 掌握4個I/O 口的特點與區(qū)別， 掌握利用I/O進行數(shù)據(jù)輸入輸出 的硬軟件設(shè)計方法、掌握鍵盤與 數(shù)碼顯示的硬軟件設(shè)計方法，了 解I/O 口的應(yīng)用 2、 掌握中斷源、中斷初始化，掌 握中斷的應(yīng)用方法，了解中斷響 應(yīng)過

8、程 3、 掌握定時計數(shù)器的初始化方 法，掌握定時器的應(yīng)用 4、 了解串行接口初始化方法，了 解串行接口的應(yīng)用 12 講授 討論 自學 3 五、 MCS-51單片機系統(tǒng)擴展 1 .程序存儲器擴展 2.數(shù)據(jù)存儲器擴展 1、 掌握程序存儲器擴展的硬件設(shè) 計 2、 掌握數(shù)據(jù)存儲器擴展的硬件設(shè) 計 2 講授 討論 自學 4、5 六、MCS-51單片機接口技術(shù) 1. A/D轉(zhuǎn)換 2. D/A轉(zhuǎn)換 3. 通用接口芯片 實驗2：硬、軟件設(shè)計實驗 1、 掌握一種A/D轉(zhuǎn)換芯片的硬 軟件設(shè)計，了解1-2種A/D轉(zhuǎn)換 芯片的硬軟件設(shè)計 2、 掌握

9、一種D/A轉(zhuǎn)換芯片的硬軟 件設(shè)計，了解1?2種D/A轉(zhuǎn)換芯 片的硬軟件設(shè)計 3、 掌握一種接口轉(zhuǎn)換芯片的硬軟 件設(shè)計，了解1-2種接口轉(zhuǎn)換芯 片的硬軟件設(shè)計 6 講授 討論 自學 4、5、6、 7、8 實驗2：硬、軟件設(shè)計實驗 2 五、 其他教學環(huán)節(jié)（課外教學環(huán)節(jié)、要求、目標） 無 六、 教學方法 本課程重點講授單片機內(nèi)部資源、指令系統(tǒng)、軟件設(shè)計及系統(tǒng)擴展。課程講授從以單片 機內(nèi)部資源及指令系統(tǒng)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)、深入講授多種應(yīng)用程序及應(yīng)用控制單元的軟、硬件設(shè) 計，使學生熟練掌握常用字程序設(shè)計及微小控制單元硬軟件設(shè)計，配合學生查閱資料與討

10、論, 使學生了解單片機的應(yīng)用情況，掌握綜合利用所學知識，分析及解決工程問題的能力。 本課程以課堂教學為主，結(jié)合作業(yè)、自學、討論和文獻檢索閱等教學手段和形式完成課 程教學任務(wù)。 注重對學生學習方法的指導(dǎo)。在傳授知識的同時，擔負改變學生傳統(tǒng)學習方法的責任， 力求教會學生如何以工程的觀點學習專業(yè)課程。教師不但教給學生知識，更重要的是教給學 生如何將所學到的知識進行系統(tǒng)分析和靈活應(yīng)用。應(yīng)盡量教會學生怎樣理解問題，避免死記 硬背，提高分析和解決問題的能力。 重視教學過程，多次考核取平均值，避免期末突擊。 在自學教學環(huán)節(jié)中，對課程中某些有助于進一步拓寬控制系統(tǒng)理論知識的內(nèi)容，通過教 師的指導(dǎo)，由學生自學完成。 七、 考核及成績評定方式 最終成績由平時作業(yè)成績、平時考核成績和期末考試成績等組合而成。各部分所占比例 如下： 平時成績：10% O主要通過作業(yè)、實驗、考勤進行考核。 期末考試成績：90%o主要考核課程要求掌握的概念、基本分析、計算、設(shè)計方法的掌握程 度。書面考試形式。 八、 教材及參考書目 1. 教材： [1]微型計算機原理與應(yīng)用（第三版）.李群芳等編著.電子工業(yè)出版社，2015. 2. 參考書目： [1] 單片機原理與應(yīng)用.杭和平.機械工業(yè)出版社，2015 [2] 單片機原理與應(yīng)用.倪云峰 西安電子科技大學出版社，2015