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新编单片机原理与应用(潘永雄第二版)(通信本)《单片机原理与应用》本科课程教学大纲


《单片机原理与应用》本科课程教学大纲
一、 《单片机原理与应用》课程说明
(一)课程代码:111324023 (二)课程英文名称:Principles and Application of Single-chip Microcontroller (三)开课对象:通信工程专业 (四)课程性质和地位: 本课程是一门面向应用的综合性专业教育课程, 要求学生学会单片机软件编程和硬件设 计等相关理论知识,初步掌握单片机系统的设计和开发方法。先修课程有计算机基础、模拟 电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术等课程。 (五)课程教学基本要求: 通过本课程的理论和实践教学, 使学生了解和掌握单片机原理与应用的相关知识, 并在 实践环节中,对所学的理论知识进一步的巩固和加深理解,培养学生的设计、创新和实践动 手的能力,为今后从事单片机相关系统的设计和开发打下扎实的理论基础。 (六)教学内容、学时数、学分数及学时数具体分配 本课程内容主要包括:单片机概述、51 系列单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言 程序设计、中断系统、定时器/计数器、串行口、存储器与 I/O 接口的扩展、与外设的接口 设计等部分。通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。 学时数:58~86 学时 学分数:2.5 学分 学时数具体分配: 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 单片机概述 51 系列单片机的硬件结构 51 系列单片机的指令系统 51 系列单片机的汇编语言程序设计 51 系列单片机的中断系统 51 系列单片机的定时器/计数器 51 系列单片机的串行口 51 系列单片机的外部存储器扩展 51 系列单片机的 I/O 接口扩展 51 系列单片机与外设的接口设计 51 系列单片机与 D/A、A/D 转换器的接口设计 教 学 内 容 讲授/实验 2 4~6 8~10 10~14 6~8 6~8 6~8 2~6 2~6 10~12 2~6 合计 2 4~6 8~10 10~14 6~8 6~8 6~8 2~6 2~6 10~12 2~6

合计 (七)教学方式

58~86

58~86

以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学,并采用一体化教学模式。 (八)教学方法 本课程采用的主要教学方法有:讲授法、分析法、图示法、举例法、类比法、提问法、 练习法等。 (九)考核方式和成绩记载说明 1.考核要求:考试课 2.考核方式:笔试(闭卷) 3.考试成绩:严格考核学生出勤情况,达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合 成绩根据平时成绩、实验成绩和期末成绩评定,平时成绩占 15% ,期中成绩占 15% ,实 验成绩占 10% ,期末成绩占 60% 。

二、讲授大纲与各章的基本要求 一、单片机概述
教学要点: 通过本章的教学使学生初步了解单片机的特点及发展概况、常用单片机系列产品; 掌握 MCS-51 系列单片机的基本型、增强型和低功耗型的特点和区别。 1、使学生了解单片机的特点。 2、使学生了解单片机的历史及发展概况。 3、使学生了解常用单片机系列产品的机型和生产厂家。 4、使学生掌握 MCS-51 系列单片机的基本型、增强型和低功耗型的特点和区别。 教学时数:2 学时 教学内容: 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 什么是单片机 单片机的历史及发展概况 8 位单片机的主要生产厂家和机型 单片机的发展趋势 单片机的应用

教学重点和难点:单片机的概念及应用;51 系列单片机的特点。 考核要求: 1、单片机概述 1.1 单片机的概念 (识记) 1.2 单片机的分类(领会)

2、单片机的历史及发展概况 2.1 单片机的历史及发展概况(领会) 2.2 8 位单片机的主要生产厂家和机型(领会) 2.3 单片机的发展趋势和应用(领会) 3、MCS-51 系列单片机 3.1 基本型单片机的特点 (识记) 3.2 增强型单片机的特点(识记) 3.3 低功耗型单片机的特点(识记)

二、51 系列单片机的硬件结构
教学要点: 通过本章的教学使学生了解 51 系列单片机的结构及引脚、 功能; 掌握 51 系列单片 机的 CPU 结构,并行 I/O 端口的工作原理,熟练掌握 51 系列单片机的时序、工作方式 及存储器的结构。 1、使学生了解 51 系列单片机的硬件结构,初步掌握各功能部件的功能。 2、使学生了解 51 系列单片机的引脚功能。 3、使学生掌握 51 系列单片机 CPU 的构成结构及功能。 4、掌握 51 系列单片机的存储器结构。 5、了解并行 I/O 端口的工作原理。 6、熟练掌握 51 系列单片机的基本时序,掌握振荡频率和时钟周期、机器周期的关系, 并能够熟练计算。 7、了解复位操作的功能、作用,掌握复位电路的工作原理及过程。 教学时数:4~6 学时 教学内容: 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 51 系列单片机的硬件结构 51 系列单片机的引脚 51 系列单片机的 CPU 51 系列单片机存储器的结构 并行 I/O 端口 时钟电路与时序 复位操作和复位电路

教学重点和难点:51 系列单片机的结构及特点;51 系列单片机的基本时序特点;复位 电路的工作原理及过程。 考核要求:

1、51 系列单片机的硬件结构和引脚 1.1 51 系列单片机的硬件结构(掌握) 1.2 51 系列单片机的引脚功能(掌握) 2、51 系列单片机的 CPU 2.1 运算器(理解) 2.2 控制器(理解) 3、51 系列单片机存储器的结构 3.1 程序存储器结构(掌握) 3.2 特殊功能寄存器(掌握) 3.3 内部数据线存储器(掌握) 3.4 外部数据存储器(掌握) 4、并行 I/O 端口 四组 I/O 端口的工作原理(理解) 5、时钟电路与时序 5.1 时钟电路(理解) 5.2 机器周期、指令周期与指令时序(掌握,运算) 5.3 复位操作和复位电路(掌握)

三、51 系列单片机的指令系统
教学要点: 通过本章的教学使学生掌握 51 系列单片机的七种寻址方式; 掌握指令的正确格式 并熟练掌握数据传送指令、算术操作指令、逻辑运算指令、控制转移指令、位操作指 令等各种指令的运用。 1、使学了解 51 系列单片机指令系统构成和分类。 2、使学生正确掌握指令的书写格式。 3、使学生掌握 51 系列单片机指令系统的七种寻址方式。 4、熟练掌握 51 系列单片机的数据传送指令、算术操作指令、逻辑运算指令、控制转移 指令和位操作指令的运用。 教学时数:8~10 学时 教学内容: 3.1 3.2 3.3 3.4 指令系统概述 指令格式 指令系统的寻址方式 51 系列单片机指令系统分类介绍

教学重点和难点:指令的书写格式特点;指令系统的七种寻址方式;数据传送指令、 算术操作指令、逻辑运算指令、控制转移指令和位操作指令的特点及运用。 考核要求: 1、指令系统概述 1.1 指令系统的分类方法(掌握) 1.2 指令格式(掌握) 2、指令系统的寻址方式 七种寻址方式(掌握) 3、指令系统分类介绍 3.1 数据传送指令(掌握) 3.2 算术运算指令(掌握) 3.3 逻辑运算指令(掌握) 3.4 控制转移指令(掌握) 3.5 位操作指令(掌握)

四、51 系列单片机的汇编语言程序设计
教学要点: 通过本章的教学使学生理解汇编语言的格式;掌握各种伪指令;熟练掌握汇编语 言程序设计的步骤和方法并熟练掌握关键字查找程序、数据极值查找程序、数据排序 程序、分支程序和循环程序设计的方法。 1、使学初步掌握汇编语言程序设计的方法、步骤,汇编语言语句的种类和格式。 2、使学生正确掌握伪指令的功能和作用。 3、使学生掌握汇编语言程序的汇编和反汇编过程。 4、熟练掌握关键字查找程序、数据极值查找程序、数据排序程序、分支程序和循环程 序设计的方法。 教学时数:10~14 学时 教学内容: 4.1 4.2 4.3 汇编语言程序设计概述 汇编语言程序源程序的汇编 汇编语言实用程序设计

教学重点和难点:伪指令的功能和作用;汇编语言的编程环境;几种典型结构程序的 设计方法。 考核要求: 1、汇编语言程序设计概述

1.1 汇编语言的特点(了解) 1.2 汇编语言语句的种类和格式(掌握) 1.3 位指令(掌握) 1.4 汇编语言程序设计的步骤(应用) 1.5 汇编语言程序的汇编(应用) 2、汇编语言实用程序设计 2.1 子程序的设计(掌握) 2.2 查表程序的设计(掌握) 2.3 关键字查找程序设计(掌握) 2.4 数据极值查找程序设计(掌握) 2.5 数据排序程序设计(掌握) 2.6 分支转移程序设计(掌握) 2.7 循环程序设计(掌握)

五、51 系列单片机的中断系统
教学要点: 通过本章的教学使学生理解中断处理的过程;掌握中断系统的结构以及 CPU 通过 相关中断控制寄存器对中断控制的实现, 熟练掌握对 51 系列单片机中断系统的编程控 制。 1、理解中断的概念和中断处理的过程。 2、使学生正确掌握中断系统的结构特点。 3、使学生熟练掌握中断允许寄存器 IE、中断优先寄存器 IP 对中断控制的实现。 4、掌握响应中断请求的条件及外部中断的响应实现。 5、掌握外部中断触发方式的选择和中断请求的撤销方法。 6、熟练掌握对 51 系列单片机中断系统的编程控制。 教学时数:6~8 学时 教学内容: 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 中断的概念 51 系列单片机中断系统的结构 中断请求源 中断控制 相应中断请求的条件 外部中断的相应时间 外部中断的触发方式选择

5.8 5.9

中断请求的撤消 中断服务程序的设计

5.10 外部中断源系统设计 教学重点和难点:中断系统的结构特点;响应中断请求的条件及外部中断的响应实现; 51 单片机中断系统的编程控制。 考核要求: 1、中断和中断系统的结构 1.1 中断的产生和过程(理解) 1.2 中断系统的结构(识记) 1.3 中断请求源及控制(掌握) 2、中断控制 2.1 中断允许寄存器 IE(掌握) 2.2 中断优先寄存器 IP(掌握) 3、中断请求的响应 3.1 响应中断请求的条件(识记) 3.2 外部中断的响应时间(理解) 3.3 外部中断的触发方式选择(掌握) 3.4 中断请求的撤销(掌握) 4、中断服务程序的设计 中断服务程序的设计过程(掌握)

六、51 系列单片机的定时器/计数器
教学要点: 通过本章的教学使学生掌握定时器/计数器的结构、工作方式和工作模式;了解定 时器/计数器对输入信号的要求;熟练掌握定时器/计数器的编程和应用。 1、使学生掌握定时器/计数器的基本构成结构。 2、使学生正确掌握定时器/计数器的工作方式和工作模式。 3、使学生了解定时器/计数器对输入信号的要求。 4、熟练掌握定时器/计数器的编程和应用。 教学时数:6~8 学时 教学内容: 6.1 6.2 6.3 定时器/计数器的结构 定时器/计数器的四种工作方式 定时器/计数器对输入信号的要求

6.4

定时器/计数器的编程和应用

教学重点和难点:定时器/计数器的基本构成结构;定时器/计数器的工作方式和工作模 式;定时器/计数器的编程和应用。 考核要求: 1、定时/计数器的结构 1.1 定时/计数器的基本结构(掌握) 1.2 定时/计数器的 4 种工作方式(掌握) 1.3 定时/计数器对输入信号的要求(掌握) 2、定时/计数器的编程和应用 定时/计数器的编程和应用(掌握)

七、51 系列单片机的串行口
教学要点: 通过本章的教学使学生掌握 51 系列单片机串行口的结构和控制; 掌握串行口的四 种工作方式及编程应用,并理解多机通信的原理。 1、使学生掌握串行口的基本结构和控制。 2、使学生正确掌握串行口的四种工作方式。 3、使学生理解多机通信的原理。 4、了解波特率的制定方法。 5、掌握串行口的编程和应用。 教学时数:6~8 学时 教学内容: 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 串行接口的结构 串行口的四种工作方式 多机通信 波特率的制定方法 串行口的编程和应用

教学重点和难点:串行口的基本结构和控制;串行口的四种工作方式;串行口通信的编 程和应用。 考核要求: 1、串行口的结构 1.1 串行口的构成结构(掌握) 1.2 串行口的 4 种工作方式(理解) 1.3 多机通信的原理(理解)

2、串行口的编程和应用 串行口的编程和应用(掌握)

八、51 系列单片机的外部存储器扩展
教学要点: 通过本章的教学使学生掌握系统总线及总线构造;程序存储器和数据存储器的扩 展方法。 1、使学生掌握系统总线及总线的构造。 2、使学生正确掌握存储器的读写控制、地址空间分配的方法。 3、使学生程序存储器的扩展方法。 4、使学生数据存储器的扩展方法。 5、掌握 EPROM 和 RAM 的总和扩展方法。 教学时数:2~6 学时 教学内容: 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 概述 系统总线及总线构造 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 程序存储器 EPROM 的扩展 静态数据存储器的扩展 EPROM 和 RAM 的综合扩展

教学重点和难点:系统总线及总线的构造;存储器的读写控制、地址空间分配的方法; 数据存储器的扩展方法;EPROM 和 RAM 的总和扩展方法。 考核要求: 1、系统总线及总线构造 1.1 系统总线的构成(识记) 1.2 构造系统总线(掌握) 1.3 读写控制、地址空间的分配(掌握) 2、程序存储器的扩展 程序存储器的扩展方法(掌握) 3、数据存储器的扩展 数据存储器的扩展方法(掌握) 4、EPROM 和 RAM 的综合扩展 EPROM 和 RAM 的综合扩展方法(掌握)

九、51 系列单片机的 I/O 接口扩展
教学要点: 通过本章的教学使学生掌握 I/O 接口的功能、编址方式;掌握 51 系列单片机与 8255、8155 的接口设计;并学会用 74LSTTL 电路和串行口扩展并行 I/O 口。 1、使学生 I/O 接口的功能、编址方式。 2、使学生正确掌握 51 系列单片机与可编程并行 I/O 芯片 8255A 的接口设计。 3、使学生正确掌握 51 系列单片机与可编程 RAM/IO 芯片 8155H 的接口设计。 4、使学生学会使用 74LSTTL 电路扩展并行 I/O 口。 5、使学生学会使用 51 系列单片机的串行口扩展并行 I/O 口。 教学时数:2~6 学时 教学内容: 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 I/O 接口扩展概述 51 系列单片机与可编程并行 I/O 芯片 8255A 的接口设计 51 系列单片机与可编程 RAM/IO 芯片 8155H 的接口 用 74LSTTL 电路扩展并行 I/O 口 用 51 系列单片机的串行口扩展并行口

教学重点和难点:51 系列单片机与可编程 I/O 芯片 8255A 和 8155H 的接口设计;使用 74LSTTL 电路扩展并行 I/O 口;使用 51 系列单片机的串行口扩展并行 I/O 口。 考核要求: 1、I/O 接口扩展概述 1.1 I/O 接口的功能(识记) 1.2 I/O 端口的编址和数据传送方式(掌握) 2、51 系列单片机与可编程并行 I/O 芯片 8255A 的接口设计 51 系列单片机与可编程并行 I/O 芯片 8255A 的接口设计(掌握) 3、51 系列单片机与可编程 RAM/IO 芯片 8155H 的接口 51 系列单片机与可编程 RAM/IO 芯片 8155H 的接口设计(掌握) 4、扩展并行 I/O 口 4.1 用 74LSTTL 电路扩展并行 I/O 口(掌握) 4.2 用 51 系列单片机的串行口扩展并行口(掌握)

十、51 系列单片机与外设的接口设计
教学要点: 通过本章的教学使学生掌握 51 系列单片机与 LED 数码管、键盘等外设的接口原 理和设计。

1、使学生理解并掌握 LED 数码管显示原理。 2、使学生正确理解键盘接口原理。 3、使学生熟练掌握键盘/显示器接口的设计。 4、理解 51 系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口。 教学时数:10~12 学时 教学内容: 10.1 10.2 10.3 10.4 LED 数码管显示原理 键盘接口原理 键盘/显示器接口设计 51 系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口

教学重点和难点:LED 数码管、LCD 液晶显示器的显示原理;键盘接口原理;键盘/ 显示器接口的设计。 考核要求: 1、LED 数码管显示原理 1.1 LED 数码管的结构(理解) 1.2 LED 数码管的工作原理(理解) 2、键盘接口原理 2.1 键盘输入的特点、按键的识别和消抖(理解) 2.2 键盘的工作原理和工作方式(理解) 3、键盘/显示器接口设计 3.1 51 系列单片机与 LED 数码管的接口设计(掌握) 3.2 键盘接口设计(掌握) 4、51 系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口 51 系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口(理解)

十一、51 系列单片机与 D/A、A/D 转换器的接口设计
教学要点: 通过本章的教学使学生掌握 51 系列单片机与常用 D/A 转换器、A/D 转换器的接 口原理及设计。 1、使学生正确理解并掌握 51 系列单片机与 DAC 的接口。 2、使学生正确理解并掌握 51 系列单片机与 ADC 的接口。 教学时数:2~6 学时 教学内容: 11.1 51 系列单片机与 DAC 的接口

11.2

51 系列单片机与 ADC 的接口

教学重点和难点:51 系列单片机与常用 D/A 转换器、A/D 转换器的接口原理及设计。 考核要求: 1、51 系列单片机与 DAC 的接口 1.1 D/A 转换器简介(理解) 1.2 51 系列单片机与 8 位 D/A 转换器 DAC0832 的接口设计(掌握) 2、51 系列单片机与 ADC 的接口 2.1 A/D 转换器简介(理解) 2.2 51 系列单片机与逐次比较型 8 位 A/D 转换器 ADC0809 的接口设计(掌握)

三、推荐教材和参考文献
1、 《单片机原理及应用》 , 张毅刚、 彭喜元、 彭宇 编著, 第二版, 高等教育出版社, 2010 2、 《新编单片机原理与应用》 ,潘永雄 编著,第二版,西安电子科技大学出版社,2007 3、 《单片微型计算机原理、接口及应用》 ,徐惠民、安德宁 编著,第二版,北京邮电大 学出版社,2000 4、 《单片机原理及接口技术》 ,曹琳琳、曹巧媛 编著,国防科技大学出版社,2000

编写负责人:

查兵

教研室主任:

曹晖

分管副院长:

胡日新


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