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1、单片机原理及应用教学大纲（供信息工程、通信工程、自动化、测控技术与仪器和电气工程及其自动化本科专业使用）课程编号：01100104课程名称：单片机原理及应用课程性质：专业限选课专业任选课 （信息工程和通信工程专业为专业限选课，其它三个专业为专业任选课）总学时：57/54（通信工程专业为54学时）讲课学时：45/42（通信专业为42学时）实验（实践）学时：12学分：2.5先修课程：数字电路与逻辑设计 微机原理与接口技术一、 课程的目的与任务本课程是通过理论教学与实验环节使学生正确理解单片机的基本概念、基本原理，了解和掌握单片机的结构和工作原理，掌握单片机的编程技术以及单片机控制外设的方法，为将来
2、走向社会能用单片机构成各种单片机应用系统打下良好的基础。二、 课程有关说明本课程是通信工程、信息工程、自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化专业的专业限选课专业选修课，是在数字电路与逻辑设计和微机原理与接口技术后开设的。在学习本课程前学生应较好地掌握前期课程中数字电路分析和设计方法、地址的概念、存储器和常用接口芯片的使用方法、汇编语言程序设计的方法。本课程以课堂讲授为主，辅之一定的实验和习题。在理论教学过程中，要注意理论与实际相结合，软件和硬件相结合。软件重点是让学生熟悉指令系统，掌握各类常用程序的设计思路和基本方法，不要过多地去详细讲解各类程序的指令实现。硬件的重点是从实际使用角度去讲解
3、接口的应用和扩展。在讲授过程中必须重视学生实践能力的培养，利用各种仿真软件，丰富理论教学的手段，增加学生对单片机应用系统的感性认识。通过本课程的学习，学生应具有简单单片机应用系统的设计能力。本课程为考试课，考试采用闭卷方式进行。评分方式采用卷面成绩占70、实验成绩占20和平时成绩（作业、出勤等）占10的比例进行计算。考试由任课教师命题，试卷题型为选择题占20、填空题占10、判断题占10、阅读程序题占20、写指令占10、编程题占20和扩展题占10。三、教学内容第一章 单片机概述 （2学时）本章重点：什么是单片机，单片机的分类及特点，什么是嵌入式系统。第一节 单片机概况本节应了解单片机特点、结构、
4、发展趋势和应用领域。第二节 单片机与嵌入式系统本节应了解嵌入式系统概念及其应用。第二章 单片机内部结构及原理 （4学时）本章重点：MCS5152系列单片机CPU内部结构特点，存储器的结构，I/O端口结构及其准双向的含义。指令周期、机器周期、状态周期和节拍的概念，单片机内部时钟电路工作原理及晶振频率的选择，单片机复位的条件，复位后各寄存器的状态。本章难点：MCS5152系列单片机存储器空间结构及位寻址空间，I/O端口结构及其准双向的含义，I/O端口复合功能的应用。指令周期、机器周期、状态周期和节拍的概念。第一节 单片机的内部结构原理本节应掌握单片机的内部结构、CPU结构、I/O口内部位结构及工作
5、原理，掌握存储器的物理与逻辑结构。第二节 单片机的振荡器及时序电路本节应了解单片机的振荡器及时序电路，掌握复位电路的原理及设计。第三章 单片机指令系统及编程举例 （10学时）本章重点：单片机的七种寻址方式，各类指令的用途及其执行的操作，常用汇编语言程序的编制。本章难点：如何正确理解寄存器间接寻址方式和基址加变址寻址方式，各类指令的记忆，程序设计思路的建立与指令的灵活运用。第一节 指令系统简介本节应掌握指令和指令系统的定义，了解单片机指令的格式及分类。第二节 单片机的寻址方式本节应掌握单片机的七种寻址方式及其寻址空间。第三节 指令系统及应用举例本节应掌握单片机指令系统各类指令的功能、寻址方式和指
6、令代码，掌握常用伪指令的用法。第四节 综合编程举例本节应掌握常用程序的编制方法。第四章 单片机内部功能介绍 （6学时）本章重点：单片机定时计数器的结构与工作原理，T0和T1定时计数器的控制方法。单片机中断系统的组成及中断入口，单片机中断的控制方法，单片机外部中断的扩充方法，单片机中断系统的使用。单片机串行口的工作方式，单片机串行口波特率的设置，单片机串行口的使用。本章难点：单片机定时计数器的操作模式及使用，单片机中断服务程序的设计，单片机串行口的使用。第一节 单片机定时计数的功能本节应掌握单片机定时计数器的结构和工作原理，掌握定时计数器的控制方法。第二节 单片机中断控制功能本节应掌握单片机的中
7、断系统结构及中断控制，中断处理的过程，外部中断扩展的方法。第三节 单片机串行通信功能本节应掌握单片机串行口的结构与控制方法，掌握串行口的工作模式。第五章 单片机内部功能的应用实例 （8学时）本章重点：单片机I/O端口的使用方法；单片机定时计数器的用法；中断服务程序的编制方法；利用单片机串行口扩展并行I/O口和做异步通信接口的方法。本章难点：中断服务程序的设计思路和编制方法。第一节 I/O端口的应用实例本节应掌握单片机I/O端口的基本应用方法。第二节 定时计数器及中断功能的应用实例本节应掌握定时计数器的使用方法及其中断的应用。第三节 单片机串行口的应用实例本节应了解单片机串行口的基本应用。第六章
8、 单片机外部系统的扩展 （8学时6学时）本章重点：单片机扩展三总线的产生方法，片选信号的产生方法，外部并行程序存储器和数据存储器的扩展方法。简单I/O端口的扩展方法与控制方法，扩展8155的方法及8155的用法。本章难点：片选信号的产生，芯片地址的确定，尤其是没有片选控制端的芯片如何利用片选信号进行控制。8155内部RAM和寄存器地址的确定方法。第一节 扩展总线的产生本节应掌握扩展三总线的产生原理及方法。第二节 单片机并行存储器扩展时片选信号的产生方法本节应掌握单片机在扩展并行存储器时片选信号的产生方法。第三节 单片机外部并行程序存储器的扩展本节应掌握单片机外部并行程序存储器的扩展方法。第四节
9、 单片机外部并行数据存储器的扩展本节应掌握单片机外部并行数据存储器的扩展方法。第五节 单片机外部I/O端口的扩展本节应掌握简单并行I/O口的扩展技术，掌握可编程接口电路8155的扩展方法。第七章 单片机I/O设备及接口技术 （7学时6学时）本章重点：独立式键盘的结构，矩阵式键盘接口电路及工作原理。静态和动态显示的实现方法。DAC0832单缓冲方式接口及应用，ADC0809接口及应用。本章难点：独立式和矩阵式键盘的键处理程序设计；静态和动态显示驱动程序的设计；ADC0809的控制信号产生方法及采样程序的设计。第一节 键盘输入及接口本节应了解键盘的分类，了解独立式和矩阵式键盘工作原理，了解其接口原
10、理。第二节 LED显示器及其接口本节应了解LED显示的结构与工作原理，了解静态显示器和动态显示器接口及原理。第三节 D/A转换器接口及其应用本节应了解并行D/A转换器接口技术及其应用。第四节 A/D转换器接口及其应用本节应了解并行A/D转换器接口技术及其应用。四、 实践教学要求实验项目的设置及学时分配实验（上机）学时12应开实验项目数6序号实验项目名称实验要求学时分配实验类型备注1清零程序必做2设计性2拆字程序选做2设计性3拼字程序选做2设计性4数据传送程序必做2设计性5P3.3口输入、P1口输出必做2设计性6脉冲计数必做2设计性7流水灯实验选做2设计性8ADC0809模数转换实验选做2设计性
11、9D/A转换实验选做2设计性注：实验项目由任课教师根据教学需要选择6个。五、建议使用教材及参考书目教 材：单片机原理及实用技术，李刚民 曹巧媛 曹琳琳 陈忠平编著，高等教育出版社，2005年。参考书：1、单片机原理及接口技术，李朝青编著，北京航空航天大学出版社，1999年。2、单片机原理及应用，万文略主编，重庆大学出版社，2004年。 3、单片机原理及应用 何桥主编，中国铁道出版社，2004年。六、其它说明本课程根据各个专业的需要可安排2周的课程设计（计1学分），以便学生充分掌握所学知识。为了考察学生的实际动手能力，根据需要可由学院安排另外进行学生实验技能的考核。实验技能的考核采取单人单桌的方式进行，考核时间为每个学生1小时，考核的结果做为教学过程性材料存档。制定人：刘 炜 2006年12月23日审核人：张广忠 2006年12月31日批准人：蔡静之 2007年 1 月 4 日
