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教学大纲
《单片机原理及应用》教学大纲
发表于: 2011-11-10 19:21  点击:

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课程编码:08265011

课程名称:单片机原理与技术

英文名称:Single Chip Microcompter Principiumand Application

开课学期:6

学时/学分:48/3 (其中实验学时:16)

课程类型:专业基础限选课

开课专业:测控技术及仪器、电气工程及其自动化

先修课程:数字电路、计算机基础

选用教材:《单片机原理及应用》中国铁道出版社,2004年第一版

主要参考书:

1、张迎新编著:《单片微型计算机原理、应用及接口技术》国防科大出版社

2、曹琳琳、曹巧媛编著:《单片机原理及接口技术》国防科技大学出版社,2000年

3、何立民编著《MCS-51系列单片机应用系统设计》北航出版社

4、张友德等编著《单片微型机原理、应用与实验》复旦大学出版社,

5、李朝青编著《单片机原理及接口技术》北航出版社,2005年第三版

教学梯队

执笔人:邱春玲

一、 课程性质、目的与任务

单片机具有体积小、功能强、可靠性高、面向控制和价格低廉等一系列优点,不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具,而且已渗入到人们工作和生活的各个角落,有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代,应用前景广阔。本课程是为测控技术与仪器、电气工程及其自动化等专业的本科生设置的专业基础课。它以MCS-51系列机为例,详细介绍了MCS-51系列机的结构及工作原理和单片机在各领域中的应用,使学生掌握单片机应用系统设计和开发的基本技能,为实现各种智能化的设计奠定基础。

二、 教学基本要求

1、了解单片机的特点及发展概况,常用单片机系列及单片机在各领域中的应用。

2、掌握MCS-51单片机内部结构、引脚功能以及单片机执行指令的时序;熟悉单片机的存储器结构和输入/输出端口结构特点。

3、了解MCS-51系列机的寻址方式及指令系统,掌握单片机的程序设计方法。

4、掌握单片机定时/计数器的结构、使用方法和应用。

5、掌握单片机串行口的结构及应用。

6、掌握单片机中断源的建立、撤消、外部中断的扩充,并能灵活运用中断系统。

7、掌握单片机程序存储器、数据存储器及I/O接口的扩充方法。

8、了解单片机键盘、显示、A/D、D/A的接口技术和8155、8279的使用方法及编程。

9、了解单片机应用系统设计的基本方法和开发过程。

10、实践性较强是本课程的特点之一。学习过程中必须通过实践环节(尤其是实验课)的配合来加深和提高对课程内容的理解。

三、 各章节内容及学时分配

第一章 绪论 (1学时)

教学目的与要求

通过本部分的学习要求学生了解单片机的发展历程和发展方向,了解单片机的应用领域。掌握单片机的概念、特点。

教学内容

1.1 单片机概述

1.2 典型单片机系列简介

考核要求

了解单片机的发展过程与单片机技术的发展趋势、单片机的分类

掌握单片机的特点

第二章 MCS-51单片机的结构(5学时)

教学目的与要求

本章介绍了MCS-51系列单片机的硬件结构,包括CPU基本模型、存储器配置、单片机外部引脚及功能等。通过对本章的学习,学生应了解单片机概貌,理解震荡器、时钟电路和CPU时序。掌握存储器的配置、机器周期和震荡器周期的关系、4个并行输入/输出口的工作原理、复位条件、复位电路和复位状态;

教学内容

2.1 MCS-51单片机的基本组成

2.2 MCS-51单片机的引脚功能

2.3 存储器配置

2.4 I/O端口结构

2.5 时钟电路及工作方式

考核要求

了解单片机的内部结构、I/O口的结构

理解各种定时单位的概念及其与系统时钟的关系、CPU的时序、8051的外部引脚及功能

掌握内部存储器的配置,内部数据存储器、可位寻址寄存器及SFR的特点及用途、4个I/O口的使用、机器周期的定义、复位的含义及复位电路

第三章 MCS-51指令系统及汇编语言程序设计(8学时课内,4学时课外)

教学目的与要求

本章介绍了MCS-51系列单片机的寻址方式、指令系统和程序设计技术。通过对本章的学习,学生应理解并掌握51单片机的寻址方式,准确理解111条指令的功能;掌握全部指令的格式、指令对标志位的影响。

教学内容

3.1 MCS-51指令系统简介

3.2 MCS-51指令系统的寻址方式

3.3 MCS-51指令系统及一般说明

3.4 汇编语言程序设计

考核要求

了解汇编程序设计的过程

理解并掌握51单片机的寻址方式,会计算相对地址

掌握51单片机的指令系统,灵活运用常用指令解决实际问题;掌握程序设计的方法和技巧,并能应用指令进行汇编程序设计。

第四章 中 断(2学时)

教学目的与要求

中断系统是单片机的重要组成部分,利用中断技术可以更好地发挥单片机系统的处理能力,及时响应突发事件,有效地解决CPU与外设之间的速度匹配问题,提高CPU的工作效率和实时处理能力。通过学习使学生了解单片机的中断系统,理解中断响应的过程及单片机中断系统的应用。

教学内容

4.1中断技术

4.2 MCS-51中断系统

4.3 MCS-51中断处理过程

4.4扩充外部中断的方法

考核要求

了解中断系统的工作过程

掌握与中断相关寄存器的功能及设置方法;中断系统的应用及中断服务程序设计方法。

第五章 定时/计数器(3学时)

教学目的与要求

本章主要介绍了51系列单片机的中断系统和定时器/计数器的工作原理及使用方法,并给出了一些典型应用实例。使用定时器/计数器可以实现定时控制、延时、脉冲计数、脉冲宽度测量和频率测量等。通过对本章的学习应理解并掌握定时方式和计数方式的工作原理,掌握硬件定时器/计数器的应用

教学内容

5.1定时器/计数器概述

5.2定时器/计数器的工作方式及应用

考核要求

了解定时器的内部结构

掌握定时器/计数器的设置、51内部定时器的3种工作方式及应用;能利用定时器/计数器解决实际问题。

第六章 串行口(3学时)

教学目的与要求

单片机广泛应用于现场控制、嵌入式系统、数据采集系统等领域,不仅要实现本地数据采集和现场控制,而且还要完成远距离数据传输,将采集到的信息上送到调度机,接收调度机下发的控制和采集命令,这就要求单片机必须具有通信功能。本章将从实用角度出发,介绍单片机串行通信方式及相关知识。通过对本章的学习,应了解串行通信的概念和原理,理解串行通信的实现过程,掌握串行口的4种工作方式及串行通信的应用。了解多机通信的原理。

教学内容

6.1 串行通信基础知识

6.2 MCS-51的串行I/O口及控制寄存器

6.3 串行口的工作方式

6.4 波特率的设计

6.5 MCS-51串行口的应用

6.6 MCS-51串行口的多机通信

考核要求

了解51系列单片机串行通信口的基本结构及工作原理;了解单片机在多机通信中的应用;

理解串行通信的基本概念;

掌握双机通信的原理及应用、串行通信波特率的计算,4种工作方式的应用

第七章 MCS-51单片机存储器的扩展(3学时)

教学目的与要求

单片机的应用领域很广,控制形式多种多样,不同场合下的技术要求也不同,因此,单片机应用系统的软、硬件结构差别很大,系统扩展的内容及接口形式也不尽相同,但单片机系统扩展的原理和方法基本相同。本章介绍了单片机系统扩展的主要内容与技术要点,并给出了单片机系统扩展的几个典型实例。学生通过对本章的学习应了解扩展的目的,掌握存储器扩展的方法。

教学内容

7.1 单片机扩展及系统结构

7.2 程序存储器EPROM的扩展

7.3 外部数据存储器的扩展

7.4 E2PROM扩展电路

考核要求

理解单片机系统总线的形成方法与控制信号的作用;理解单片机扩展的时序

掌握外部数据存储器和程序存储器的扩展方法;掌握程序存储器和数据存储器扩展的硬件连接方法

第八章 I/O接口扩展设计及应用(3学时)

教学目的与要求

通过本章的学习使学生了解I/O扩展的目的,掌握简单I/O扩展和可编程接口芯片扩展的方法。自学键盘/显示接口芯片的内容,为短学期实习做准备同时锻炼自学能力。

教学内容

8.1 I/O扩展概述

8.2 MCS-51单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口

8.3 MCS-51与可编程芯片8155的接口

8.4 数字芯片扩展简单的I/O接口

8.5 键盘/显示器接口芯片8279

考核要求

了解键盘/显示接口芯片的原理和8155的原理

理解I/O扩展的时序及过程

掌握简单I/O扩展的原理及方法、掌握可编程I/O芯片8255的扩展方法、能根据实际应用的需要进行系统扩展。

第九章 MCS-51与A/D、D/A的接口(2学时)

教学目的与要求

通过本章的学习,使学生了解模数、数模转换的目的,掌握A/D转换器扩展的原理及编程。了解D/A转换的接口及编程。

教学内容

9.1 A/D转换器的接口技术

9.2 MCS-51单片机与8位D/A转换器接口技术

9.3 MCS-51单片机与12位D/A转换器接口技术

考核要求

了解A/D、D/A转换的原理

掌握A/D转换的接口及控制

第十章 单片机应用(2学时)

教学目的与要求

通过本章的学习让学生了解其他类型的单片机,使学生今后在实际应用中能有更广泛的选择范围。了解单片机的C51编程。

教学内容

10.1目前比较流行的单片机简介

10.2 C51编程举例

考核要求

了解目前比较流行的8位、16位单片机型号;了解单片机C51编程的方法。

四、 实验:

a) 实验目的与任务

通过《单片机原理及应用》实验,使学生加深对单片机原理基础理论的理解,并在单片机原理实验的基本知识、基本方法和基本技能方面受到较系统的训练,为单片机的应用打下坚实的基础。

b) 实验教学基本要求

根据实验项目的要求,掌握用51单片机进行程序设计的思想和方法,掌握仿真调试的过程及如何应用单片机仿真器开发应用系统。根据实验项目的要求,写出实验预习报告,预习报告要求画出程序流程并写出程序清单,通过实验课上机调试后作修改,下课交实验报告。

c) 实验教材或指导书

《爱迪克单片机实验开发系统使用手册》

《单片机原理及应用实验指导书》

d) 实验项目一览表

序号

实验项目

内容提要

实验

类型

学时

分配

主要仪器

设 备

实验

地点

备注

1

AEDK实验开发系统的使用

数据传送

验证性试验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

必修

2

软件试验

多字节加减

设计实验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

必修

3

软件试验

数制转换

设计实验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

选修

4

软件试验

查表或数据排序

设计实验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

选修

5

输入/输出口试验

用I/O口控制LED显示

设计实验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

必修

6

定时器试验

用定时器产生波形

设计实验

2

PC机示波器

AEDK实验仪

地质宫

225

必修

7

外部中断试验

用开关控制LED的亮灭

设计实验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

必修

8

串/并转换实验

用串口控制数码管

设计实验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

必修

9

A/D转换试验

模数转换控制

设计实验

2

PC机

AEDK实验仪

地质宫

225

选修

10

急救车与交通灯实验

用4个双色灯模拟交通灯

综合设计实验

4

数字万用表

存储示波器

稳压电源

频率计

信号发生器

仿真机等

地质宫

225

选修

11

带音乐的跑马灯

LED灯随着音乐亮灭

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

12

单片机实现电子钟

实现时、分、秒计时

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

13

多功能出租车计价器

根据行驶路程及时间计算车费

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

14

教学楼用打铃器

按学校课时安排定时打铃

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

15

简易频率计

实现频率、周期测量

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

16

电脑数字密码锁

根据密码开锁关锁

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

17

小型电子琴

根据按键播放音乐

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

18

篮球赛电子记分牌

自动计分、计时

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

19

抢答器

显示各队分数、实现抢答功能

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

20

多路巡回检测

实现至少8路检测

综合设计实验

课外

地质宫

225

开放实验

21

自主设计开发

自己选题

创新性实验

课外

地质宫

225

开放实验

五、考核方式

考试。(根据实际情况采用开卷或闭卷)

六、 备注:

版权所有:太阳成集团tyc151cc(VIP线路)检测-Best Platform 2025 ©

地址:吉林省长春市西民主大街938号  网站: www.cqlanden.com  E-mail:bianjiang@jlu.edu.cn

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