单片机原理与接口技术教学大纲

《单片机原理与接口技术》课程教学大纲

适用专业：电子信息工程技术学分：8

适用年级：2007级总课时：128

一、课程的性质、任务和基本要求

《单片机原理与接口技术》课程是我系电子信息工程技术专业的一门专业必修课程。本课程是一门面向应用的综合性专业科，教材围绕MCS－51系列展开论述通过学习要求学生掌握：单片机原理结构，MCS-51汇编语言指令系统，汇编语言程序设计；学会I /O设备接口技术，系统扩展技术，初步掌握单片机系统的设计开发方法。通过上机试验操作，进一步巩固和加深对所学理论知识的理解，为今后工作打下坚实的基础。

与本课程有关的先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、计算机组成原理与汇编语言程序设计(或微型计算机原理及应用)。

二、课程教学目标

本课程的教学目标是：通过本门课程的学习，使学生熟悉MCS-51单片机的结构、工作原理、汇编语言指令系统等，并能够运用MCS-51单片机完成简易单片机系统的设计、制作、调试。

三、教学内容及要求

(一)单片机概述

1.教学内容：

(1)单片机的发展历史；

(2)单片机的内部结构；

(3)典型的单片机产品；

(4)单片机的应用和应用系统结构。

2.教学要求：

了解单片机的发展历史以及MCS-51系列单片机的内部结构。使学生理解有关单片机的基本概念，识记典型的单片机产品及其的特点。

(二)单片机硬件系统

1.教学内容：

(1)80c51单片机的基本组成和引脚，引脚的名称和功能，引脚的复合功能。

(2)80c51的内部存储器。内部数据存储器的配置，专用寄存器的名称、功能和寻址，内部程序存储器的功能。

(3)单片机并行输入/输出口电路结构。基本电路结构、特点和使用。

(4)单片机时钟电路与时序。时钟电路，时序定时单位，典型时序。

(5)单片机的工作方式。复位方式、单步执行方式、掉电保护方式和低功耗方式。

2.教学要求：

使学生能够识记单片机芯片的内部组成及存储器结构，理解单片机时钟电路与时序、输入输出口以及引脚的使用。

(三)单片机指令系统

1.教学内容：

(1)MCS-51指令系统概述。指令系统特点、各种寻址方式及其特点和使用。

(2)数据传送类指令。

(3)算术运算类指令。

(4)逻辑运算及移位类指令。

(5)控制转移类指令。

(6)布尔变量操作类指令。

2.教学要求：

使学生能够熟练运用各种寻址方式，编写MCS-51单片机的简短汇编语言程序，为下一章汇编语言程序设计打下基础。

(四)单片机程序设计

1.教学内容：

典型子程序设计，例如：加减乘除运算、数制转换、查表、差值运算、译码等。

2.教学要求：

要求学生能够综合运用MCS-51单片机汇编语言程序的111条指令，编写顺序结构、循环结构、分支结构等指令。

实验一、单片机汇编语言程序设计（选做）

实验内容：在实验设备上进行程序的调试和运行。

实验目的：使学生能够熟练运用汇编语言设计单片机应用程序。

(五)中断与定时系统

1.教学内容：

(1)80C51单片机中断系统。中断源，中断控制寄存器，中断响应过程。

(2)80C51定时器/计数器电路。定时器/计数器的定时和计数功能，定时/计数控制寄存器，定时工作方式0、1、2、3，定时/计数应用。

(3)单片机中断与定时计数的综合应用。

2.教学要求：

识记单片机中断源的概念，与中断控制相关寄存器，中断响应过程，中断入口地址、定时/计数器的电路功能、定时器/计数控制寄存器等，并在掌握理论知识的前提下使学生具备设计单片机定时中断系统程序的能力。

实验二、单片机中断定时系统的应用

实验内容：实验单片机制作一个学校作息时间控制钟，能按作息时间要求发出定时信号。

实验目的：提高学生对单片机中断、定时系统的运用能力。

(六)单片机系统扩展

1.教学内容：

(1)单片机系统扩展概述和编址技术。单片机系统结构，扩展的实现方法，存储器和I/O 口编址技术。

(2)单片机数据存储器扩展。典型存储器芯片，扩展连接。

(3)单片机程序存储器扩展。典型存储器芯片，扩展连接。

(4)单片机并行I/O扩展技术。8255、8279、A/D、LED、LCD、键盘和打印机等接口的实现。

(5)单片机串行接口技术。单片机串行接口结构，单片机与微机通信。

2.教学要求：

使学生能够独立完成单片机存储器和并行I/O的编址技术及扩展的硬件、软件实现方法。能够熟练完成单片机与通用接口扩展芯片的电路连接。

实验三、单片机存储器扩展（选做）

实验内容：在实验设备上进行数据和程序存储器的扩展，进行读写数据的操作。

实验目的：巩固理论知识，使学生具备与单片机系统扩展有关的软、硬件技术。

(七)A/D、D/A转换技术

1.教学内容： D/A转换器接口及编程、A/D转换器接口及编程。

2.教学要求：

学生能够理解A/D、D/A转换的概念、意义，要求学生具备独立完成D/A、A/D转换器与单片机的硬件连接以及软件程序编写的能力。

实验四、MCS—51单片机与A/D、D/A转换器的接口应用

实验内容：在实验设备上进行模/数转换的硬件电路连接，编写转换程序。

实验目的：经过本次实验，使学生达到独立设计D/A、A/D转换器与单片机的硬件连接电路以及相应软件程序编写的能力。

(八)串行通信与并行通信的转换

1.教学内容：

(1)串行通信基础；

(2)串行通信总线标准接口；

(3)MCS-51的；

(4)MCS-51单片机之间的通信。

2.教学要求：

使学生识记与单片机串口有关的理论内容，并使学生达到能够熟练运用单片机串口实现数据通信的能力。

实验五、单片机串行通信

1.实验内容：在实验设备上进行单片机和微型机之间的串行通信，包括硬件连接和程序设计。

2.实验目的：使学生达到能够熟练运用单片机串口实现数据通信的能力。

本课程最终的成绩评定方法：平时成绩20%(包括平时作业12%，实验或实训报告8%)，期末考试成绩80%。其中期末考试必须以作品考试的方式进行考核。

作品考试的制作规范和评分标准如下：

（一）制作规范

1．基本要求：

（1）作品设计报告书。其中应包括设计指导思想、设计流程、作品功能介绍。

（2）作品制作日志。在日志中应记录期末作品制作进度、所遇到的问题和解决问题的办法。

（3）考试作品。作品必须以硬件实物或软件源程序、文件的形式完成，且制作作品应严格按照作品设计要求完成。

（4）作品答疑。首先要求每位学生对自己作品的指导思想、制作调试过程、作品功能进行自述介绍，最后让学生回答任课老师针对作品提出的问题。

（5）作品设计总结。要求学生对自己的作品制作过程进行总结，找出制作过程中的不足之处，并提出改进办法。作品设计总结体现在作品设计报告书和作品答疑过程中。

2．内容要求：

（1）实现题目要求的各种基本功能

（2）在实现基本功能的前提下可以增加一些创新功能

（二）评分的要求、形式及标准

1．评分要求

要求每位学生必须提交完整的期考作品报告书、期考作品制作日志、实物作品，否则将不得参加评分。

2．评分的形式

作品的评分形式采用全班公开的评分形式。首先，由每个学生亲自上台讲解自己作品的设计指导思想、制作过程和调试过程；然后，由包括教研室主任和任课教师在内的至少两名教师向学生提出有关作品的问题；最后，根据学生回答问题的情况及作品的完成的情况当场给出作品的得分。

（说明：以上除“创新设计”以外每一项的得分必须及格，总分才能评为及格）

六、说明

1.电子信息工程技术专业2007级。

2.本大纲具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。

3.本大纲增加了实验的课时，在教学过程中应结合实际，其教学方法和深度可根据具体情况而定。

4．本门课程的考核方式可以由任课老师根据教学情况采用笔试或笔试加作品的期末考试方法。如果采用笔试加作品考试的方法，则笔试和作品分数各占期末考试成绩的50%。

七、教学参考书

1.《单片机原理及应用》王法能主编科学出版社第1版 2004年8月

2.《单片机原理及应用》张洪润主编科学出版社第1版 2002年12月19日

3.《单片机原理及应用》张鑫主编电子工业出版社第1版 2005年8月

编写：电子技术教研室审核：姚红审批：佟施

《单片机原理与接口技术》实验大纲

一、课程设置目的

《单片机原理与接口技术》课程是我系电子信息工程技术专业的一门专业必修课程。实验的目的是加强程序设计的方法和强化学生的动手能力。通过动手实验和上机编程使学生将理论知识联系实际，最终要求学生达到中等规模的汇编程序编写水平和单片机硬件系统的设计能力。

二、实验方式

在单片机实验室的实验箱与PC机上操作，并完成实验报告。

三、实验内容及要求

实验一、单片机汇编语言程序设计（选做）

目的和要求：

1.熟悉MCS-51单片单板机操作实用方法；

2.巩固所学单片机的汇编指令。

实验二、单片机中断定时系统的应用

目的和要求:

1.巩固关于单片机定时中断系统的理论知识。

2.使学生具备对于单片机定时中断系统的实际应用能力。

实验三、单片机存储器扩展（选做）

目的和要求：

1.巩固关于单片机存储器扩展的理论知识。

2.使学生具备对于单片机存储器扩展的软件编写和硬件调试能力。

实验四、MCS—51单片机与A/D、D/A转换器的接口应用

目的和要求：

1.巩固关于单片机与A/D、D/A转换器的接口应用的理论知识。

2.使学生具备独立设计A/D、D/A转换接口电路的能力以及汇编语言编写能力。

实验五、单片机串行通信

目的和要求：

1.巩固关于单片机串行通信的理论知识。

2.使学生达到能够熟练运用单片机串口实现数据通信的能力。

四、课时分配(共：30课时)

五、考核

分A+、A、B+、B、C+、C、D 七个等级进行评分：

1.完成以上全部操作的90% 以上评为A+ ；89%～85% 评为A；

2.85%～80% 评为B+ ；79%～75% 评为B；

3.74%～70% 评为C+；69%～60% 评为 C； 60% 以下评为D；

4.实验期评成绩取每次实验成绩的平均值。

六、说明

1.实验必须在指定学时中完成，但任课老师可以根据教学情况适当缩减某个实验的学时，要求学生交实验报告，记入实验成绩。

2.为便于学生课余上机练习,本课程编有《实验指导书》，本大纲所列实验在《实验指导书》中均有详细的操作步骤和方法，供学生上机练习时参考。

3.本实验大纲适用于电子信息科学与技术专业2007级。