《单片机原理及应用技术》课程教学大纲

课程名称

单片机原理及应用技术

课程编号

适用专业

电气自动化专业

课程性质

专业必修课

总 学 时

96

理论学时

80

实验(或实训)学时

16

一、课程的性质和任务：

1、课程的性质：

本课程是电气自动化专业的一门主干专业基础课

2、课程的任务：

以传授单片机应用的基本知识和技能为目的，使学生具备分析、设计单片机应用程序和进行硬件分析、设计的基本技能，掌握单片机应用系统设计与制作的基本方法与步骤，能够熟练运用仿真开发环境调试软、硬件。最终达到培养学生综合分析与调试的能力、项目综合设计与制作的能力。

二、先修课程模块、后续课程模块

前导课程：《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《计算机原理与操作系统》。

后续课程：《单片机C语言与应用》、《电子技能实训》

三、教学目标

知识教学目标

1、MCS-51单片机的结构和原理：

•熟悉MCS-51系列单片机结构特点、资源分配；掌握几种地址指针PC、DPTR、SP的功能、运用；了解单片机工作过程。

•掌握MCS-51单片机的寻址方式及各种寻址方式可用的存贮空间。

•掌握MCS-51单片机的特殊功能寄存器及其用法。

•了解MCS-51单片机的工作寄存器的分区结构及选择方法。

•掌握MCS-51单片机的并行I/O的结构特点，及控制接口操作两类指令的用法

•掌握MCS-51单片机的引脚功能，尤其注意引脚复用的特点。

•了解MCS-51单片机的振荡电路，以及一般工作时序概念。

•掌握MCS-51单片机的复位条件、复位电路和复位状态。

•掌握MCS-51单片机的PSW各位的定义。

2、MCS-51单片机的汇编指令系统及程序设计

•掌握MCS-51单片机的存储器配置、堆栈定义、生成方式和运用操作。

•知道何谓寻址方式、熟记8051单片机的8种基本寻址方式及寻址方式所对应的寄存器和存储空间。

•掌握MCS-51指令系统及程序结构，掌握汇编语言编程的基本方法。

•熟练掌握应用程序分析与调试的基本方法。

•熟练掌握流程图的构建和编制程序的基本方法。

3、MCS-51单片机的中断系统及定时器、串行口：

•掌握MCS-51单片机的定时器/计数器的可编程结构及其应用方法，如工作方式的选择、初始值的计算与装入、启停控制及编程的一般步骤等。

•掌握MCS-51单片机的中断系统及其应用，如中断源与相关的专用寄存器、外部中断的两种触发方式、中断响应的条件和响应过程、中断优先级控制、中断使能控制等。

•熟练掌握定时/计数器、中断系统的基本用法，能编制应用程序。

•掌握MCS-51单片机的串行口的可编程结构、工作方式、相关的专用寄存器。

•掌握串行通信单片机点对点和单片机对PC接口的基本用法，能编制应用程序。

4、MCS-51单片机的系统扩展

•了解MCS-51单片机的扩展总线的形成，基本工作时序(外部程序存贮器读周期时序、外部数据存贮器读/写周期时序)。

•掌握MCS-51单片机的程序贮存器的扩展，数据贮存器的扩展。

•掌握MCS-51单片机的简单I/O口的扩展方法。

•了解用可编程接口芯片8155的扩展I/O口的方法，主要掌握基本I/O工作方式下的编程应用。

•了解8279芯片的结构、操作命令、状态字和输入数据。

•掌握键盘/LED显示接口电路的基本用法，能编制应用程序。

5、MCS-51单片机的测控接口

•掌握ADC0809芯片与MCS--51单片机接口的方法。

•掌握DAC0832与MCS--51单片机接口的方法。

•掌握A/D，D/A接口电路的基本用法，能编制应用程序。

•了解单片机应用系统设计的基本方法与步骤。

•能进行简单的单片机应用系统的设计、分析与调试。

能力培养目标

1、培养学生的综合分析、设计、制作与应用能力；

2、培养学生的表达能力、自我学习能力；

3、培养学生对资料检索与综合运用能力；

4、培养学生协作能力与创新能力。

四、教学内容及学时安排

序号

单 元

主要内容

学时

模

块

1

MCS-51单片机基础知识与开发系统应用操作训练

单元知识

1.单片机应用、设计与开发过程概述

2.资源分配

3.时钟电路与复位电路

4.单片机结构、资源、引脚及工作

5.指令的寻址方式

6.指令的分类

14

单元训练

P1口输入输出

1、P1口做输出，接把只发光二极管，编程使之循环点亮

2、P1口做输入，接八个拨动开关，编程读取开关状态，在发光二极管上显示。

发光二极管闪动控制项目训练

3、P1口连接8个发光二极管进行亮灭

闪动控制

6

模

块

2

指令系统与基本调试方法

单元知识

1.程序设计的基本方法与步骤

2.顺序程序结构、流程图、典型应用程序设计与分析

3.分支程序结构与流程图、典型应用程序设计与分析

6

单元训练

汇编指令与程序设计

1、分支程序设计

2、加法程序设计

4

综合训练

2.发光二极管两种显示方式选择项目训练

P1口连接8个发光二极管，P3.0连接一个拨动开关，用拨动开关选择两种不同的显示方式：亮灭显示方式、交叉亮灭方式

2

模

块

3

程序的基本结构与调试方法

单元知识

1.循环程序结构与流程图、典型应用程序设计与分析。

2.查表程序

3.子程序

4

单元训练

1.发光二极管循环点亮控制项目训练

P1口连接8个发光二极管，编程控制8个发光二极管从左至右、从右至左顺序点亮

2

模

块

4

综合编程与调试

单元知识

综合应用程序分析与设计举例

6

单元训练

1.8×8 LED大屏幕显示项目训练

用两个并行口分别连接8×8 LED大屏幕的行与列，编程实现稳定显示指定数字或字符

2

模

块

5

定时/计数器应用编程与调试

单元知识

1.结构特点、功能

2.编程方法

6

单元训练

1.定时器实验

定时器1作工作方式1使用，每0.05秒钟溢出中断一次并将结果通过P1口接八个发光二极管显示出来。

2.计数器实验

定时/计数器按计数器模式和方式1，对T0引脚进行计数。

4

模

块

6

中断系统应用与编成调试、布置课程设计

单元知识

1.中断源、中断标志、中断入口

2.中断处理过程

3.中断应用程序分析与设计

6

单元训练

1.发光二极管模拟航标灯项目训练(中断方式编程)

利用定时器与中断功能控制发光二极管(模拟航标灯)，光敏电阻检测环境亮度，要求白天发光二极管不亮，夜间闪烁发光(亮2秒，灭2灭)。

2.急救与交通灯

4

模

块

7

键盘、显示接口应用与编程调试

单元知识

1.独立式、行列式键盘接口原理

2.LED数码管显示接口原理

2

单元训练

1.按键控制LED数码管显示项目训练

包括矩阵键盘扫描程序和动态LED数码管显示程序，将键盘上按下键的键值显示在数码管上

4

综合训练

2.有秒表功能的LED数码管显示项目训练

利用定时器进行1秒定时程序设计，并把秒计数00～59显示在LED数码管上，并具有清零、暂停、开始等控制功能

4

模

块

8

A/D、D/A转换器的应用，串行口的应用与编程调试

单元知识

1.A/D、D/A转换器与单片机接口工作原理、编成方法

2.串行口工作方式、编程方法

4

单元训练

1、利用实验板上的ADC0809做A/D转换器，利用实验板上的电位器W1提供模拟量输入，编程将模拟量转换成二进制数字量，用发光二极管显示。

2、编写程序，使D/A转换模块循环输出锯齿波和三角波。

4

五、考核方式:

考核方式：分为过程考核和综合考核两种。

考核分类

考核方式

考核时间

成绩

比例

过程

考核

课堂实践测试

以课堂提问、学生回答

不定期考核

10%

实训实践测试

实验效果、实验报告

实验

20%

平时成绩

作业、出勤、态度、纪律等

不定期考核

10%

综合

考核

主要考核学生对该门课程的掌握情况

以闭卷的形式

120分钟

60%

六、建议选用教材或讲义及教学参考资料

[1]周志德主编，《单片机原理及应用》，高等教育出版社，2001

[2]求是科技 编著，《单片机典型模块设计实例导航》，人民邮电出版社，2004

[3]杨恢先等编，《单片机原理及应用》，国防科大出版社，2003

七、几点说明

1.计算机应用概述、单片机系统扩展、练习及复习占12课时。

2.以学生参与为主，教师辅导为辅，可采取引探式教学教学方法。

3.课程内容要精讲精练，理论知识应以够用为度，内容不宜偏难偏深，例题和训练项目的选材要合理，以培养学生的应用能力为主线，突出实用性和能力训练的针对性。

4.综合项目内容不宜过深，注重基本应用能力的综合训练。