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1、高自考考试大纲与相关说明课程名称：单片机原理及应用 课程代码：02358（理论及实践） 第一部分 课程性质与目标一、课程性质与特点1 课程性质单片机原理与应用是高等教育自学考试电子信息工程本科专业必修的专业基础课程之一。单片机技术在自动控制、智能仪器仪表、数据采集系统、计算机外设控制器、家用电器、通信等中得到了广泛的应用，特别适合于嵌入式微型机应用系统。本课程以MCS-51单片机为基础,研究8051单片机的硬件结构、组成原理和指令系统及其在自动控制、智能仪器仪表、数据采集系统、计算机外设控制器、家用电器、通信等领域中的应用。通过学习本课程，使学生能够掌握有关单片机的基础知识，并为今后的单片机应
2、用打下基础。随着科学技术的发展，计算机在各个领域正发挥越来越重要的作用。作为微型计算机发展的一个重要分支，单片机以其体积小、速度快、使用方便、控制功能强、性能价格比高、容易产品化等特点在实时控制、智能仪表、数据采集、机电一体化及家用电器等诸多领域得到了广泛的应用。因此，工程类专业尤其是计算机应用、电子信息工程、通信工程、自动化、机电一体化等专业的学生学习单片机知识、掌握单片机应用技术是十分必要的。2课程特点单片机原理及应用介绍了单片机的基本知识和单片机技术的应用，其内容与工程实际紧密相联系，实用性很强，是一门在理论指导下, 偏重于实际应用的课程。要求学生在首先学好单片机原理的基础上，重视实验环
3、节，具有一定的实际动手操作能力。本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程， 软件与硬件必须同时兼顾。因此本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点二、课程目标与基本要求1. 课程目标本课程是一门面向应用的综合性专业课程，以MCS-51系列单片机为主展开讨论。在学习微型计算机基本原理的基础上，注重单片机系统的设计和工程的实际应用。通过本课程的学习，为后续课程及课程设计和毕业设计打下坚实的基础。2. 基本要求单片机原理及应用是一门面向应用的技术基础课，涉及单片机基本知识和技术应用。课程内容与工程实际紧密联系，具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。通过本课程的学习，提
4、出学习的基本要求如下：1）了解单片微型计算机的基本概念，掌握MCS-51系列单片机系统结构，及其引脚功能和内部组成部分的功能。掌握MCS-51系列单片机存储器结构和寻址方式。 2）熟练掌握MCS-51系列单片机的指令系统，熟练掌握汇编语言程序设计方法和程序设计的基本结构，了解C语言程序设计方法和程序设计的基本结构。 3）掌握MCS-51系列单片机中定时/计数器与串行通讯技术，以及中断系统，学会I/O接口技术的应用。4）掌握MCS-51系列单片机系统扩展技术，初步掌握单片机系统的设计开发方法。5)了解通过查资料读懂较为复杂的接口原理图及编写相应的控制程序。三、与本专业其他课程的关系单片机原理及应
5、用是高等教育自学考试电子信息类专业的专业课程，本课程的学习是对传统模拟电路、数字电路控制系统设计思想和设计方法的提高和延伸，在微机应用、数字化集成技术、智能仪器仪表、实时中断及多种监测系统、通信技术、自动控制等应用学科之间起着既相互联系又承前启后的作用，并构成一个完整的应用体系。本课程是一门面向应用的专业课程，需要有许多先期基础知识课程的支撑，、学习本课程主要涉及数字电路课程中有关译码器、存储器和多路开关以及微机原理课程中有关接口和汇编程序、C语言程序、微机控制方法等方面的有关知识，应当尽可能地在先修了“计算机电路基础”、“计算机组成原理与汇编语言” 、“C语言程序设计”和“微机接口技术”，或
6、者学过“电路基础”、“数字电路”、“微型计算机原理与应用”等课程的基础上进行学习.为了加强实践训练与实际应用能力，本课程需进行实验。通过实验让学生获得感性认识和实际动手能力。第二部分 考核内容与考核目标说明：该项需编纲教师全面考量该课程内容，并对各章节都给出相应的知识层次（重点、次重点、一般），在知识层次下对各知识点提出相应的能力层次要求（识记、理解、应用）。在分配知识层次和能力层次过程中，应注意以下问题：1、知识层次包括“重点、次重点、一般”三个层次，此三层次在命题中的固定比重分别为：65% ，25%，10%。要求编纲教师在分配知识层次时，除考虑知识点本身的重要性外，兼顾各层次在命题中的比例
7、要求。避免出现某一层次知识点过少，不能满足命题中比例要求的情况。2、能力层次包括“识记、理解、应用”三个层次，此三层次在命题中无固定比重要求，需编纲教师结合本课程的具体考核要求给出比例（在“有关说明与实施要求”中给出比例），并在分配知识点能力层次时结合命题比例，做到大纲与试卷要求统一。大纲中知识点的能力层次分配应全面涵盖三个能力层次，尽量不要缺少，但各章节不是必须全有三个层次的知识点，应根据各章实际情况具体安排。3、大纲中的考核知识点只具体到章，不需要将知识点细化到节。第一章 单片机系统的概述一、学习目的与要求本章“单片机系统的概述”所有内容要求理解并掌握。通过本章的学习，深刻理解单片机的发展
8、概况，了解并掌握单片机的组成、分类、特点和应用。二、考核知识点与考核目标（一）单片机的概念、单片机的结构和组成（重点）识记：单片机的概念，程序存贮器（ROM），中央处理器（CPU），随机存储器（RAM）,并行输入/输出（I/O）口，串行输入/输出（I/O）口，定时器/基础器（T/C），系统时钟。理解：熟悉单片机的基本结构和冯诺依曼计算机体系结构。（二）单片机的分类和指标（次重点）识记：专用单片机，通用单片机，单片机的位数，单片机的速度，单片机的工作电压，单片机的功耗，单片机的温度，单片机的附加功能。（三）单片机的发展趋势、常用单片机系列、单片机的特点和应用领域（一般）识记：MCS-51系列及与
9、之兼容的80C51系列单片机，单片机系统，单片机应用系统，单片机的应用领域。理解：单片机的高性能化，存储器大容量化， 电路内部嵌入化，单片机的特点。第二章 单片机应用系统的设计与开发环境一、学习目的与要求本章介绍单片机应用系统的设计与开发环境，通过本章的学习，要求掌握单片机软件开发环境Vision3 IDE和单片机硬件仿真环境Proteus VSM的具体使用方法。初步了解软件仿真环境下单片机系统硬件和软件的设计步骤和方法。二、考核知识点与考核目标（一）单片机应用系统开发的软硬件环境，Keil C51高级语言集成环境Vision3 IDE（重点）识记：掌握单片机应用系统开发的软硬件环境的构成，掌
10、握Vision3 IDE主要特性，掌握Vision3 IDE集成开发环境。理解：掌握单片机应用系统开发工具选择原则。应用：学会单片机的在线编程，掌握Vision3 IDE的使用。（二）单片机应用系统的设计步骤和方法（次重点）识记：了解单片机应用系统的总体设计方法。理解：熟悉单片机的硬件系统，熟悉单片机的软件系统。（三）基于Proteus的单片机系统仿真（一般）识记：熟悉Proteus 7 Professional界面。理解：掌握Proteus VSM与Vision3 IDE的联调。应用：熟练利用软件环境进行单片机系统电路原理图的绘制。第三章 80C51单片机硬件基础知识一、学习目的与要求通过本
11、章的学习，了解MCS-51单片机系列，重点掌握MCS-51单片机的内部结构，包括CPU的基本结构、存储器配置、特殊功能寄存器、输入/输出口、时钟和时序、引脚说明及单片机最小系统的组成。二、考核知识点与考核目标（一）单片机内部结构，单片机外引脚功能（重点）识记：掌握中央处理器CPU(算术/逻辑运算部件ALU，专用寄存器包括累加器A、寄存器B、程序状态字PSW、堆栈及栈指针SP和数据指针DPTR，振荡器，时钟电路及时序，取指/执行时序图)，掌握存储器组织（片内数据存储器和特殊功能寄存器），掌握80C51单片机外引脚的功能（主电源引脚、外接晶振或外部振荡器引脚、控制或选通复用引脚、多功能I/O口引脚
12、、8051引脚和逻辑符号图）。理解：了解并行输入/输出端口结构（并行I/O口的内部结构、读-修改-写操作、并行I/O口的写操作、并行I/O口的负载能力和总线），了解时钟电路和复位电路。应用：熟练掌握利用并行输入/输出端口驱动一位8段LED显示器（包括硬件连线和软件编程）。（二）MCS-51系列和80C51系列单片机（次重点）识记：掌握不同型号单片机的功能配置（8031、8051和8751三种机型）。理解：了解80C51系列单片机的命名规则（Intel 80C51系列产品命名规则、Atmel 80C51系列产品命名规则和Philips 80C51系列产品命名规则）。应用：知道如何根据系统要求选择
13、相应型号的单片机。（三）低功耗方式，80C51单片机最小系统（一般）识记：熟悉电源控制寄存器PCON的设置，了解单片机的待机方式和掉电方式的特点。理解：了解80C51单片机最小系统的概念。第四章 80C51单片机软件基础知识一、学习目的与要求通过本章的学习，要求掌握单片机的寻址方式、指令系统、汇编语言程序设计和C语言程序设计。要求了解指令系统的定义，MCS51单片机指令系统总条数及分布情况，指令系统的分类。熟练掌握数据传送类指令的功能，使用注意事项及对标志位影响。熟练掌握算术及逻辑运算类指令功能对标志影响及使用注意事项。掌握控制转移类指令LCALL，JB，JBC，JMP，JZ，JNZ，DJNZ
14、，NOP的功能及使用注意事项。掌握布尔处理类指令SETB，JC，JNC，JB，JNB，JBC功能及使用注意事项。掌握MCS51单片机C语言编程的方法，熟练掌握C语言中变量与常量的存储类型与80C51单片机存储空间的对应关系，会编写MCS51单片机C语言的简单程序。二、考核知识点与考核目标（一）MCS-51单片机的寻址方式，MCS-51单片机的指令系统和MCS-51单片机汇编语言程序设计（重点）识记：掌握指令的表示方法，MCS-51指令的七种寻址方式的特点，指令符号意义的功能说明。掌握MCS-51汇编语言的指令系统42种操作码助记符，七种寻址方式所组成的111条指令的分类及功能。重点掌握数据传送
15、类指令包括内部数据传送指令、累加器A与外部数据存贮器传送指令和查表指令；重点掌握算术操作类指令包括加法指令、减法指令、乘法指令和除法指令；重点掌握逻辑操作类指令包括累加器A的逻辑操作指令、两个操作数的逻辑操作指令；重点掌握控制程序转移类指令包括无条件转移指令、条件转移指令、调用和返回指令；重点掌握布尔变量操作类指令包括位变量传送指令、位变量修改指令和位变量逻辑操作指令。理解：MCS-51指令格式的组成，寻址方式和存储空间的关系。控制程序转移类指令、布尔变量操作类指令的运行特点。MCS-51单片机的伪指令的特点。应用：利用数据传送类指令、逻辑运算类指令、控制转移类指令、布尔处理类指令进行简单程序分析、简单程序的编程、简单程序运行结果分析。利用所学的指令系统逐步掌握学习单片机指令的实验方法和熟练阅读程序的技能及编程技巧，培养自学能力和应用能力。（二）80C51单片机C51程序设计语言（次重点）识记：C51语言的标识符和关键字，C51编译器能识别的数据类型，变量的存储种类和存储类型，绝对地址的访问，C51语言的运算符和表达式包括赋值运算符、算数运算符、关系运算符、位运算符、复合赋值运算符、指针和地址运算符。理解：中断服务程序
