《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》教學(xué)大綱
課程名稱：
| 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用
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課程編號：
| 408405
| 436413
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適用專業(yè)：
| 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)
| 軟件工程
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課程類別：
| 專業(yè)任選課
| 專業(yè)任選課
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課程學(xué)分：
| 2
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總學(xué)時(shí)：
| 48
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其中：理論學(xué)時(shí)
| 36
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實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)
| 12
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先修課程：
| 電子技術(shù)基礎(chǔ)、匯編語言、計(jì)算機(jī)組成原理
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一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)
本課程是計(jì)算機(jī)、電子類等專業(yè)的一門重要的面向應(yīng)用的，實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)的課程。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握單片機(jī)原理與應(yīng)用的基本知識，獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論與基本技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方法及開發(fā)步驟。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程及畢業(yè)后從事與單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)相關(guān)工作崗位打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生達(dá)到：
1、掌握MCS-51單片機(jī)的引腳功能、工作方式、存儲器組織和位尋址區(qū)；指令系統(tǒng)、匯編語言的程序設(shè)計(jì)和匯編方法、單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)；MCS-51單片機(jī)和外部存儲器的連接方法、MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)的初始化方法、MCS-51單片機(jī)并行I/O接口的擴(kuò)展方法、鍵盤/顯示器的接口方法、MCS-51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的使用方法、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理及MCS-51單片機(jī)與A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的接口方法、串行通信的基本概念及設(shè)計(jì)方法；MCS-51單片機(jī)在不同工作方式下的應(yīng)用。
2、了解單片機(jī)的基本概念、發(fā)展歷史、特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；MCS-51的尋址方式、匯編語言的構(gòu)成、半導(dǎo)體存儲器的原理、中斷系統(tǒng)的基本概念、I/0尋址方式等。
二、課程教學(xué)基本內(nèi)容與要求
第一章 單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
1.1概述
1.2單片機(jī)的數(shù)制表示法
1.3單片機(jī)常用邏輯電路簡介
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解單片機(jī)及微型計(jì)算機(jī)的基本概念、單片機(jī)的特點(diǎn)及單片機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用；掌握BCD碼和ASII碼的基本概念；掌握數(shù)制之間的換算關(guān)系以及二進(jìn)數(shù)原碼、反碼和補(bǔ)碼的表示方法。
教學(xué)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)之間的換算關(guān)系；二進(jìn)數(shù)原碼、反碼和補(bǔ)碼的表示方法。
教學(xué)難點(diǎn)：補(bǔ)碼之間的運(yùn)算及溢出的判斷。
第二章 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
2.1單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.2單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)
2.3單片機(jī)并行I/O口
2.4單片機(jī)的時(shí)鐘與時(shí)序
2.5單片機(jī)的工作方式
（二）基本要求
教學(xué)目的：掌握MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及的基本工作原理；了解單片機(jī)最小系統(tǒng)
的設(shè)計(jì)方法及單片機(jī)存儲器的擴(kuò)展方法。
教學(xué)重點(diǎn)：單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及存儲器結(jié)構(gòu)、單片機(jī)的工作原理。
教學(xué)難點(diǎn)：存儲器的擴(kuò)展方法。
第三章 單片機(jī)的指令系統(tǒng)
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
3.1單片機(jī)指令系統(tǒng)概述
3.2尋址方式
3.3指令系統(tǒng)
3.4偽指令
（二）基本要求
教學(xué)目的：掌握單片機(jī)的指令格式及尋址方式、MCS-51單片機(jī)匯編語言中順序結(jié)構(gòu)程序、分支程序、循環(huán)程序及子程序的用法；MCS-51單片機(jī)匯編語言編程的基本方法；了解偽指令的使用及匯編語言程序的完整格式；能應(yīng)用MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)進(jìn)行編程。
教學(xué)重點(diǎn)：單片機(jī)的指令格式及尋址方式；MCS-51單片機(jī)匯編語言編程的基本方法。
教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)進(jìn)行編程
第四章 程序設(shè)計(jì)
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
4.1簡單的匯編語言程序設(shè)計(jì)
4.2 MCS-51常用的子程序
（二）基本要求
教學(xué)目的：掌握MCS-51單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)的步驟；分支程序和循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)及使用方法；了解數(shù)制轉(zhuǎn)換的原理；掌握延時(shí)程序和查表程序的設(shè)計(jì)方法。
教學(xué)重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)的基本步驟；分支程序和循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)及使用方法；延時(shí)程序和查表程序的設(shè)計(jì)方法。
教學(xué)難點(diǎn)：延時(shí)程序和查表程序的設(shè)計(jì)方法；浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算程序的設(shè)計(jì)。
第五章 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
5.1中斷系統(tǒng)
5.2外部中斷
（二）基本要求
教學(xué)目的：掌握MCS-51單片機(jī)中斷源的種類及工作方式；掌握中斷控制寄存器IE、中斷優(yōu)先級寄存器IP、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及外部中斷控制寄存TCOM的使用方法。
教學(xué)重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)中斷源的種類及工作方式；各中斷控制寄存器的使用方法。
教學(xué)難點(diǎn)：各中斷控制寄存器的使用
第六章 單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
6.1單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理；
6.2單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及原理；掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的各種工作方式及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及原理；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的各種工作方式；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用
第七章 單片機(jī)的串行通信
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
7.1串行通信的概念
7.2單片機(jī)串行的通信原理及工作方式
7.3單片機(jī)串行口的應(yīng)用
（二）基本要求
教學(xué)目的：掌握MCS-51單片機(jī)的串行口的結(jié)構(gòu)；MCS-51單片機(jī)串行通信的工作方式及特點(diǎn)；掌握MCS-51單片機(jī)串行通信波特率的設(shè)置方法；了解MCS-51單片機(jī)的雙機(jī)通信和多機(jī)通信的基本原理。
教學(xué)重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)串行通信的工作方式及特點(diǎn)；串行通信波特率的設(shè)置方法。
教學(xué)難點(diǎn)：單片機(jī)串行口的應(yīng)用；雙機(jī)通信和多機(jī)通信的基本原理。
第九章 并行I/O口的應(yīng)用與擴(kuò)展
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
9.1 I/O擴(kuò)展概述
9.2基本I/O口的應(yīng)用與擴(kuò)展
9.3鍵盤與顯示器的擴(kuò)展
9.4存儲器的擴(kuò)展
（二）基本要求
教學(xué)目的：掌握MCS-51單片機(jī)基本I/O的應(yīng)用與擴(kuò)展；了解鍵盤與顯示器的擴(kuò)展原理及方法；了解常用外圍接口芯片8255、8155的性能特點(diǎn)及使用方法；了解存儲器的擴(kuò)展原理與方法。
教學(xué)重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)基本I/O的應(yīng)用與擴(kuò)展；鍵盤與顯示器的擴(kuò)展原理及方法。
教學(xué)難點(diǎn)：常用外圍接口電路的使用方法
第十章 A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
10.1A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用
10.2 D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用
（二）基本要求
教學(xué)目的：掌握MCS-51單片機(jī)與8位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)；了解幾種典型的A/D和D/A電路及其與MCS-51單片機(jī)的接口方法。
教學(xué)重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)與8位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)
教學(xué)難點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)與12位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的串、并行接口技術(shù)
第十一章 單片機(jī)的應(yīng)用實(shí)例
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
11.1三相步進(jìn)電機(jī)的控制
11.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解MCS-51單片機(jī)在步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；了解數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
教學(xué)重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)在步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
教學(xué)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
三、課程各章節(jié)學(xué)時(shí)分配
序號
| 內(nèi)容
| 理論學(xué)時(shí)
| 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)
|
計(jì)科
| 軟工
| 計(jì)科
| 軟工
|
1
| 單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識
| 2
| 2
|
|
|
2
| 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
| 6
| 6
|
|
|
3
| 單片機(jī)指令系統(tǒng)
| 6
| 6
|
|
|
4
| 程序設(shè)計(jì)
| 4
| 4
| 2
| 2
|
5
| 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)
| 4
| 4
| 2
| 2
|
6
| 單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器
| 4
| 4
| 2
| 2
|
7
| 單片機(jī)的串行通信
| 4
| 4
|
|
|
8
| 并行I/O口的應(yīng)用與擴(kuò)展
| 2
| 2
| 2
| 2
|
9
| A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用
| 2
| 2
| 2
| 2
|
10
| 單片機(jī)的應(yīng)用實(shí)例
| 2
| 2
| 2
| 2
|
合計(jì)
| 36
| 36
| 12
| 12
|
四、本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)
由于該課程涉及單片機(jī)的軟硬件知識，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，所以要學(xué)好本課程，必須做到理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。學(xué)生課外應(yīng)多閱讀相關(guān)書籍，同時(shí)利用相關(guān)的仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，在掌握單片機(jī)原理與應(yīng)用的基本知識前提下，獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論與基本技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方法及開發(fā)步驟。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。
五、本課程考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)
考核方式：閉卷考試
成績評定方法：本課程的考核是平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績和期終考試成績相結(jié)合。具體比例為：上課出勤、作業(yè)占20%，實(shí)驗(yàn)占20%，期末考試成績占60%。
其中期未考試總分100分，基礎(chǔ)題占50%，中等難度題占40%，較難題占10%?？荚囶}型主要有：選擇題、填空題、判斷題、簡答題、編程題、綜合應(yīng)用題等。
六、教材及參考書
教材：胡輝主編.單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì).北京：中國水利水電出版社，2005
主要參考書：
[1]李朝青等編著.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社，2000
[2]王福瑞等編著.單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全.北京航空航天大學(xué)出版社，2001
[3]沙占友等編著.單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2003
大綱撰寫人：李芝成
大綱審閱人：劉偉群
教學(xué)副主任：易葉青
編寫日期：2012.6
