1、單片機原理及應用A課程教學大綱課程代碼：0806331045課程名稱：單片機原理及應用A英文名稱：Principles & Applications of Single-chip Microprocessor A總學時：56講課學時：44實驗學時12上機學時：0課外學時：0學分：3.5適用對象：機械設計制造及其自動化專業（數控加工與維修專業方向）先修課程：電工技術、電子技術、C 語言程序設計。一、課程性質、目的和基本任務單片機原理及應用課程是機械設計制造及其自動化專業（數控加工與維修專業方向）的一門重要的專業基礎課。通過本課程的學習，使學生掌握單片機應用技術，學會智能化設備的設計方法，

2、為學習后續課程和專業技術工作打下基礎。單片機技術是整個電子產品的數字化、智能化的進程中的核心，由它構成的嵌入式系統是整個社會信息化的重要組成部分。該課程的內容融合了計算機的硬件和軟件的最底層的部分。它的先修課程是計算機文化基礎、電路分析、模擬電子技術、數字電子技術、C 語言程序設計，它的后續課程是PLC 控制、機床加工及維修等。 由于它密切涉及硬件和軟件，直接面向控制器的底層控制，實踐環節至關重要，所以該課程的難度與深度都比較突出。設置本課程的目的是讓學生學習和掌握單片機的系統結構、指令系統、程序設計方法、系統擴展方法、接口應用技術和發展現狀。二、教學基本要求貫徹應用型本科的有關教學文件精神，

3、及我校的“學以致用”的辦學理念，在具體內容講述中突出重點和難點，并將理論知識融合到單片機開發實例中，使學生達到如下要求：1、知識要求：通過該課程學習，使學生掌握單片機的功能結構和工作原理、尋址方式、指令系統、匯編語言程序設計、單片機系統的擴展、接口技術。2、素質要求：通過該課程學習， 培養學生的工程觀念和規范意識， 使學生建立起完整的單片機應用系統的概念； 鼓勵學生勤奮學習， 要有進取精神； 使學生確立嚴謹的工作特點和踏實的工作作風。3、能力要求：通過該課程學習， 使學生能夠設計簡單的單片機應用系統， 能夠編寫對常用外圍芯片控制的程序。三、教學內容及要求1緒論教學內容：數制與編碼； 帶符號數的

4、表示； 電子計算機的發展概述； 單片機的發展過程及產品近況；單片機的特點及應用領域；單片機應用系統開發簡介。教學要求：掌握：數制與編碼；帶符號數的表示。了解：微機的硬件系統，單片機的的概念、特點、發展及應用領域，典型單片機系列的基本情況。2 80C51 的結構和原理教學內容：80C51 的基本結構與應用模式；80C51 典型產品資源配置與引腳封裝；80C51 內部結構；80C51 的存儲器組織；80C51 的并行口結構與操作。教學要求：掌握：MCS-51單片機的工作原理、MCS-51單片機存儲器結構的結構及存儲器配置。MCS-51單片機芯片的內部組成、引腳及功能。理解：單片機時鐘電路、CPU的

5、時序、復位電路、輸入 / 輸出端口結構和工作原理。3 80C51 的指令系統教學內容：指令格式及常用符號； 80C51 尋址方式；數據傳送指令；算術運算類指令；邏輯運算與循環類指令；控制轉移類指令；位操作類指令。教學要求：熟練掌握：MOV 、 MOVX 、 INC 、 ANL 、 ADD 等常用指令的功能和使用方法。掌握：MCS-51 單片機尋址方式。理解：常用指令的特點。了解：所有指令的功能。4 80C51 的程序設計教學內容：程序編制的方法和技巧；源程序的編輯和匯編；基本程序結構；常用程序舉例。教學要求：熟練掌握：分支程序、循環程序、查表程序和子程序等程序結構的設計。掌握：延時循環、數制轉

6、換、加減法等常用程序的設計。了解：匯編語言源程序的格式及偽指令。5 80C51 的中斷系統及定時教學內容：/ 計數器80C51的中斷系統；80C51的中斷處理過程；80C51的定時/ 計數器。教學要求：熟練掌握：中斷設計、定時器/ 計數器的應用。掌握：計算機中斷的概念，MCS-51單片機中斷系統的結構，中斷源，中斷特殊功能寄存器，中斷響應過程，定時/ 計數器的功能和使用方法，定時器/ 計數控制寄存器。理解：中斷結構，MCS-51單片機定時器的和工作原理。6 80C51 的串行口教學內容：計算機串行通信基礎； 80C51 的串行口； 80C51 單片機串口應用舉例。教學要求：熟練掌握：方式1 的

7、設置，及其在雙機串行通信中的應用。掌握：串行通信方式、串行口結構與工作原理。了解：通信的基本概念，波特率設計等。7 80C51 的系統擴展教學內容：存儲器的擴展；輸入/ 輸出及其控制方式；并行接口的擴展；顯示器及鍵盤接口。教學要求：熟練掌握：LED 靜態顯示、動態顯示電路設計、靜態顯示程序設計，芯片地址的計算。掌握：簡單 I/O 擴展方法、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 等常用芯片連接方法，程序存儲器、數據存儲器的擴展方法。獨立式按鍵、行列式鍵盤的電路設計、工作原理、與單片機的接口及鍵輸入程序的設計，LCD 顯示器接口及顯示程序原理。了解： I/

8、接口的概念、 I/O 口編址技術。 有關的接口芯片， MCS-51 單片機系統擴展的基本原理。8 80C51 的測控接口教學內容：掌握： D/A 轉換器原理及技術指標；DAC0832 的應用； A/D 轉換器原理及技術指標；ADC0809的應用；開關量的介紹；開關量常用輸入信號調理電路和輸出驅動電路。教學要求：掌握： ADC0801 、 ADC0809等常用芯片的內部結構、工作原理、外部連接，單片機與上述 ADC 的接口電路設計與數據采集程序的設計。開關量輸入信號調理電路。了解：模擬信號輸入極性變換（雙極性）方法、模擬信號的多路輸入及采樣保持器在ADC 應用中的實用技術，能根據要求設計實用電路

9、及編制相關程序。9 80C51 應用系統設計方法教學內容：設計測控系統的一般過程及注意事項；數據采集系統的設計；模擬輸入通道的組成；單片機數字程序控制系統實例。教學要求：掌握：測控系統的特點，單片機開發系統組成、特點、功能和使用。了解：單片機的典型應用系統的組成特點和設計方法。四、實踐環節（一）實驗課實驗系統認識及典型程序驗證實驗；數據轉換程序實驗；定時中斷實驗；鍵盤掃描與數碼管顯示實驗；單片機串行口通訊實驗；（二）課程設計目的是對學生所學的理論課進行一次綜合的全面的實際訓練，是全面掌握本課程的重要步驟。時間2 周。選題如下：1）接口技術，如：時鐘顯示程序（時、分、秒）。2）中斷系統應用，如：

10、AT89C51 與 PC 機通信（設計硬件接口）。3）系統擴展，如：設置數字鍵、功能鍵（掃描鍵盤）。五、課外習題及課程討論課外習題可根據課時，靈活布置。教師可根據實際教學進程、教學內容、學時的實際情況，選擇一些實際應用的電路作為課后思考題。目的是加深學生，對教學內容的綜合應用，培養他們用所學內容解決實際問題的思路。六、教學方法與手段以課堂講授為主，實訓為輔，理論與實踐相結合。講授方法應以實例貫穿始終。學生要在理解課堂內容的基礎上，重在應用，多練多應用。七、 各教學環節學時分配章節(或內容)講課習題課討論課實驗上機其它合計80C51的結構和原理6680C51的指令系統6680C51的程序設計44

11、880C51的中斷系統628及定時 / 計數器80C51的串行口42680C51的系統擴展641080C51的測控接口6680C51系統應用66合計441256八、考核方式本課程為考試課，期末考試采用閉卷筆試形式。學生的課程成績按百分制評分，由平時成績（占30 ）和期末考試成績（占70 ）兩部分構成。平時成績由實驗成績（占15%）及出勤率、作業、學習主動性等（占15 ）組成。九、推薦教材和教學參考書教材：單片機原理及應用技術蘇家健等編著，高等教育出版社，2004 年。參考書：經典智能電路300 例任致程編著，機械工業出版社，2004年。新型電子電路應用實例何希才編著，科學出版社，2005 年。

12、流行單片機實用子程序及應用實例，楊振江等編著，西安電子科技大學出版社， 2002 年。十、說明1. 本大綱規定的總學時數為最少學時數。2. 本課程先修課有為 模擬電子技術 、數字電子技術 等，希望該課程在八位鎖存器、譯碼器、 D/A 和 A/D 等芯片介紹有側重點，方便今后在外圍電路內容上互相配合。3. 對于串口通信、測控接口、系統設計應該更多的結合實際系統，最好能夠運用多媒體教學在一些單片機網頁上實地講解。4 在學校條件許可的情況下，本課程應盡力開發實用的外圍電路，讓學生更好的了解單片機的工作情況，以改進教學方法，提高教學質量。大綱制訂人：胥保春大綱審定人：汪木蘭制訂日期：2010 年7月單

13、片機原理及應用A課程實驗教學大綱一、實驗教學目標與基本要求要求對單片機芯片的工作原理、基本結構、片內外存儲器、匯編語言程序設計、開發環境及其使用方法、單片機實際應用系統的開發等有所了解。能夠熟練使用一些常用的指令。要求學生了解一些常用芯片的工作原理及與之有關的外圍電路設計。通過實驗課的學習，能夠懂得單片機在一些智能設備或儀器中的作用，了解其和外圍電路結合后的工作原理。二、本實驗課程的基本理論與實驗技術知識單片機是微控制器的典型代表，被廣泛應用于控制系統中，是了解數字設備的切入點。本實驗屬專業基礎實驗課，在實驗過程中，注意掌握模電和數電的基本理論、基本知識和電工的技能，為將來工作打下基礎。三、實

14、驗方法、特點與基本要求1、基本實驗正確使用常見的儀器、 儀表，訓練學生基本的實驗技能，的知掌握基本的模電和數電及相關識點， 能夠利用微控制器的工作原理正確理解實驗中的任務。驗證所學的科學知識、加深和鞏固對所學知識的認識和了解。2、綜合性實驗在已具備基本實驗技能的前提下，布置綜合性實驗。在講解完測控接口后，可以設置綜合性實驗。綜合性實驗反映在外圍電路和內部指令中，是對以前所學知識的有機運用，能夠加深學生的理解。能否正確理解實驗任務也是學生初步掌握微控制器的重要反映。是學生走向自主設計實驗的重要橋梁。實驗中要注意培養學生查閱文獻、理解電路設計、熟練運用儀器設備等方面的能力。四、實驗主要儀器設備PC

15、 機，仿真器，實驗箱，實驗板等。五、實驗項目的設置與內容提要序實驗項目內容 提要實驗實驗每組實驗號學時類型人數要求實驗系統認識及典型了解軟件仿真的操作，熟悉軟件內1部基本設置。正確理解仿真軟件內2演示1必做程序驗證實驗部結構與真實結構的關系。2數據轉換程序實驗掌握經常使用和簡單的程序結構，2驗證1必做養成書寫程序的好習慣。綜合定時計數和中斷的知識點，掌3定時中斷實驗握定時計數器的工作原理和中斷在2驗證1必做系統設計中的運用4鍵盤掃描與數碼管顯掌握 8255 的使用方法，能夠應用對4綜合1必做示實驗外圍輸入和輸出設備，理解可編程序實驗實驗每組實驗實驗項目內容 提要號學時類型人數要求芯片的在外圍電路中的應用方法。單片機串行口通訊實掌握單片機的串行通信的工作方式152驗證必做驗1；掌握單片機的單機通信的設置。六、實驗報告