《单片机原理与接口技术》课程标准(完整版)
《单片机原理与接口技术》课程教学大纲第一部分课程说明
浙江广播电视大学高等专科《单片机原理与接口技术》课程教学大纲第一部分课程说明一、课程情况介绍1.课程任务设置本课程的目的是让学员学习和掌握单片机的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用技术和发展现状。
2.课程特点本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。
3.先修课程本课程的先修课有“计算机电路基础（Ⅰ）”、“计算机电路基础（Ⅱ）”、“计算机组成原理与汇编语言”和“微机接口技术”等。
第二部分教学内容和教学要求一．教学要求的基本层次本课程的教学要求可分为三个层次，即：掌握、理解和了解。
1.掌握对于本课程的重点内容要求学员达到掌握的程度。
即要求学员能够全面、深入地掌握所学内容，能够举一反三，熟练解决相关问题。
要求学员掌握的内容也就是考试的主要内容。
2.理解对于本课程的一般内容要求学员能够理解。
即要求学员能够理解所学内容，对所涉及的内容能够进行简单的分析和判断。
3.了解对于本课程的次要内容要求学员能够了解。
所涉及的内容都是一些基本概念和简单叙述，知道了就行，没有进一步深入和扩展的要求。
二．教学内容和要求1.单片机概述1.1 教学内容（1）单片机的发展（2）单片机的应用领域（3）典型单片机系列1.2 教学要求了解：单片机的特点、发展及应用领域，典型单片机系列的基本情况。
2.单片机硬件结构2.1 教学内容（1） 80c51 单片机的基本组成和引脚重要组成部分，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。
2.2 教学要求掌握：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。
《单片机原理及接口技术》课程实验大纲
《单片机原理及接口技术》课程实验大纲课程名称：《单片机原理及接口技术》实验英文名称：《MCU principles and interface technologies》experiment课程性质：专业选修课程课程编号：0510085所属系部：机电工程学院总学时：14学时预备知识：电路、数字电子技术课程在教学计划中的地位作用：本课程是机械电子工程专业的一门重要专业选修课程。
目前单片机技术开发和应用水平已成为一个国家工业化发展水平的标志之一。
单片机原理及其应用已成为从事电子技术的工程技术人员必须掌握的基础理论和基本技能之一。
通过本课程的学习使学生实践上掌握单片计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术，建立单片机系统整体概念，使学生具备单片机应用系统软、硬件开发的初步能力。
教学方式：理论与实践相结合教学的目的与要求：通过本课程的学习，使学生掌握单片机的硬件结构、MCS-51的指令系统、MCS-51汇编语言程序设计、MCS-51的中断系统、MCS-51的定时器/计数器、MCS-51的串行口、MCS-51单片机扩展存储器的设计、MCS-51扩展I/O接口的设计、MCS-51 与键盘、显示器的接口设计、MCS-51单片机与D/A转换器和A/D转换器的接口、MCS-51的功率接口、MCS-51的串行通信技术及其扩展接口。
进一步理解MCS-51单片机的开发装置、工作原理、编程方法，学会使用开发机进行程序。
课程教材：《单片机原理及接口技术》蔡美琴主编高等教育出版社参考书目：1．《单片机程序设计基础》周航慈主编北京航天航空大学出版社2. 《单片机原理及其接口技术》胡汉才主编清华大学出版社编写日期：2012年6月制定课程内容及学时分配：发光二极管显示各相状态。
要求：掌握步进电机控制系统的硬件设计方法；熟悉步进电机驱动程序的设计与调试，提高单片机应用系统设计和调试的能力。
正确连接电路，编写程序，调试运行。
实验一P1口亮灯实验一、实验目的1.学习P1口的使用方法；2.学习延时子程序的编写。
《单片机原理及接口技术》课程教学大纲(本科)
《单片机原理及接口技术》课程教学大纲课程编号：08104111课程名称：单片机原理及接口技术英文名称：Foundation and Interface Technology of Single Chip Microprocessor课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：40/2. 5 （讲课学时：32 实验学时：4上机学时：4）适用专业：机械设计制造及其自动化一、课程性质与任务单片机原理及接口技术是机械设计制造及其自动化专业机械电子方向的一门专业课，本课程系统的介绍了微型计算机系统的基本概念、基本组成、基本的工作原理及其在过程控制领域中的功率接口方法。
本课程在教学内容方面着重单片机工作原理及功率接曰电路的一般设计方法的讲解，使学生掌握扎实的工程基础知识。
在实验教学方面着重设计构思和基本设计技能的训练，使学生对单片机的应用及功率接口设计方法有一定的了解，并具有…定的设计能力。
二、课程与其他课程的联系本课程的用彦课程为技术嗨》、《电了•技术J娜〉、《机电传动与控制技术》，蛔先修课程的教学使学生掌握基本的电路知识，熟悉异步电机、伺服电机等常用动力元件的工作原理及特点。
为本课程的学习提供必要的基本理论支撑。
三、课程教学目标1.熟悉单片机的工作原理，熟悉单片机指令系统、中断控制、1/0接口、程序设计等技术内容，掌握采用单片机系统驱动大功率执行部件时的功率接口电路及其控制程序的设计方法和步骤。
培养学生对新产品、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力。
（支撑毕业要求3.1）2.了解单片机应用及接口方面的相关设计规范和行业标准，能够理解和评价所设计系统对于社会、职业健康、安全、环境等多种因素的影响，遵守工程职业道德。
（支撑毕业要求8. 2）3.了解单片机控制及接口系统的发展进程与技术前沿，熟悉其在机械工程领域的典型应用。
（支撑毕业要求10. 1）4.了解单片机及其接口技术的技术更新与应用前景，能够正确认识白主学习、终身学习的重要性与必要性（支撑毕业要求12.1）5.熟悉各类单片机及功率接口电路的组成、特点及应用。
单片机原理及接口技术
SFR和RAM
ROM
定时/计数器
系统总线 CPU
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
图2—1 MCS—51单片机的功能模块框图
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2.1.2 MCS-51系列单片机管脚排列
40脚分三类： 1、电源线和时钟信号线共4根
VCC，GND——电源和地+5V 电源供电，
存储器中取指令或读取数据时，该信 号有效。
EA——程序存储器有效地址，EA=1 从内部开始执行程序；EA=0从外部 开始执行程序；
3、I/O口线32根---- MCS-51系列
单片机
P0、P1、P2、P3共32位，对应着芯片 的32根引脚。
X1 X2
EA PSEN ALE
RST VCC GND
X1——时钟振荡器输入端，内 部振荡器输入端；
X2——时钟振荡器输出端，内 部振荡器输出端；
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2、控制线4根
RST——复位信号，晶振工作后2个 机器周期的高电平复位CPU.
ALE——地址锁存信号访问外部存储 器时该信号锁存低8位地址；无RAM时， ALE为晶振6分频；
PSEN——外部程序存储器读从程序
P0
P1
8051
P2
P3P00~P07 P10~源自17 P20~P27 P30~P37
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2.2 内部存储器的结构
2.2.1 存储器基本知识 MCS-51的程序存储器用于存放编好的程序和表
1.1.1 什么是单片机 一片半导体硅片集成：中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、
ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系 统时钟电路及系统总线的微型计算机。 具有微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单 片机。
《单片机原理及接口技术》课程设计的实施方案
听 力 材 料 在 形 式 上 要 多 样 化 ， 可 以 是 单 词 、 单
句 的辨 音 ，对 话 、 故 事 、新 闻 等 的 理 解 会 意 。 （５）听 力 教 材 要 提 供 必 要 的 背 景 知 识 的 注 释
让 学 生 更 多 地 了 解 生 活 在 不 同 国 家 和 地 区 说 英
更 优 越 的 使 用 性 能 。《接 口 技 术 》课 程 的 教 学 重 点 是
如 何 使 学 生 把 所 学 的 知 识 正 确 地 应 用 到 实 际 中 ， 其
中 课 程 设 计 的 作 用 尤 为 重 要 。 为 此 我 们 对 课 程 设 计
进 行 了 改 革 ，经 过 试 行 取 得 了 良好 的 教 学 效 果 。
一
、
注 重 到 企 业 生 产 一 线 观 察 单 片 机 应 用 实例
在 进 行 课 程 设 计 之 前 ，我 们 向 学 生 ４ 绍 单 片 机 ＂ ｒ 应 用 的 最 新 信 息 和 成 果 ，组 织 学 生 到 附 近 的工 矿 企
业 参 观 了解 单 片 机 应 用 的 状 况 。如 ，组 织 学 生 到 西 北 医 疗 器 械 集 团 有 限 公 司 ，参 观 该 公 司 “ ２ ０ Ａ 牙 ￥ ３ ４
犯 错 误 的 态 度 和 纠 正 方 法 Ｘ 学 生 的 心 理 会 产 生 很 大 － ， ｔ 的 影 响 。学 生 出 错 误 是 难 免 的 ，教 室 就 是 实 验 室 ， 是 出 错 的 地 方 ，是 学 习 的 地 方 ，要 给 学 生 自 由 ，使 他 们 知 道 ，必 要 时 他 们 可 以 跌 倒 而 不 受 到 任 何 责 备 。 因 此 ， 对 语 言 形 式 上 的 错 误 ， 教 师 应 持 比 较 宽 容 的 态 度 ， 代 之 以 鼓 励 ， 让 学 生 在 轻 松 、 愉 快 的 环 境 中
单片机原理及接口技术
单片机原理及接口技术单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器、输入/输出端口和定时器等功能于一体的计算机系统。
它具有成本低廉、体积小巧、功耗低等优点，广泛应用于各个领域。
本文将介绍单片机的原理及接口技术。
一、单片机原理1. 单片机的组成结构单片机通常由CPU、存储器、输入/输出口、定时/计数器、中断系统等组成。
其中，CPU是单片机的核心，负责执行程序指令；存储器用于存储程序和数据；输入/输出口用于与外部设备进行数据交互；定时/计数器用于计时和计数；中断系统可以处理外部事件。
2. 单片机的工作原理单片机工作时，先从存储器中加载程序指令到CPU的指令寄存器中，然后CPU执行指令并根据需要从存储器中读取数据进行计算和操作，最后将结果写回存储器或输出到外部设备。
3. 单片机的编程语言单片机的程序可以使用汇编语言或高级语言编写。
汇编语言是一种低级语言，直接使用机器码进行编程，对硬件的控制更加精细，但编写和调试难度较大。
而高级语言（如C语言）可以将复杂的操作用简单的语句描述，易于编写和阅读，但对硬件的控制相对较弱。
二、单片机的接口技术1. 数字输入/输出接口（GPIO）GPIO是单片机与外部设备进行数字信号交互的通道。
通过配置GPIO的输入或输出状态，可以读取外部设备的状态或者输出控制信号。
GPIO的配置包括引脚的模式、电平状态和中断功能等。
应根据具体需求合理配置GPIO，以实现与外部设备的稳定通信。
2. 模拟输入/输出接口单片机通常具有模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），用于模拟信号的输入和输出。
ADC将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
而DAC则将数字信号转换为模拟信号，用于驱动模拟设备。
模拟输入/输出接口的配置需要考虑转换精度、采样率和信噪比等因素。
3. 串行通信接口串行通信接口允许单片机与其他设备进行数据交换。
常见的接口包括UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和I2C（串行外设接口），它们具有不同的通信速率和传输协议。
单片机原理与接口技术课程标准
单片机原理与接口技术课程标准1、课程定位和课程设计1、1课程性质和作用课程的性质课程是应用电子技术专业的主干课程，通过学习使学生掌握单片机开发和应用技术，学会展开工作任务的步骤和方法，教会学生如何按照行业规范和国家标准规范完成工作，促进学生专业能力、方法能力、职业能力和社会能力的协调培养。
培养学生发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力，突出实践性、工程性、应用性和创新能力。
课程的作用本课程的前续课程是《电子技术》，《ｃ语言程序设计》，在前续课程的学习中，学生掌握了电子线路的基础知识，具备了数字电子和程序设计的基本知识。
通过本课程的学习，可以使学生掌握单片机基本知识技能，具备单片机系统硬件电路的设计能力和汇编程序设计能力。
能够对单片机系统进行方案制定、设计、编制运行程序，及系统的调试和维护工作。
1.2课程设计基本理念在进行了大量企业调研并在行业协会专家指导下，通过对学生职业能力、社会能力的分析，依据职业岗位需求，确定核心技能，重建构课程内容。
以作为教学载体的实践教学项目为主线，贯穿整个教学过程，采取边学边练、讲练结合、任务驱动、项目导向、案例教学等多种教学方法的综合运用，通过具体真实的学习性工作任务，完成工作流程讲解、训练以及具体操作练习。
充分体出现学生作为教学主体、能力本位的课程设计理念，调动学生学习的主动性，符合学生的认知过程。
由于所招学生基础不同，来源不同，采用分层教学方法，两个不同层次的学生，要求不同，因材施教。
2．课程目标通过本课程的学习，使学生具备单片机硬件电路设计技术以及软件系统设计的能力，培养学生发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力，突出实践性、工程性、应用性和创新能力，使学生掌握岗位职业技能，能够胜任岗位需求。
专业能力目标：具备单片机硬件电路设计技术，软件程序设计能力。
A、B级别的要求方法能力目标：具备单片机系统的硬件、软件调试能力。
社会能力目标：培养学生发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力；获取信息能力；培养学生的应变能力；培养学生的沟通能力和合作能力；训练和培养学生系统的工作方法和严谨的工作作风；培养学生具有良好的职业道德和较强的工作责任心。
《单片机》课程标准
《单片机原理及应用》课程标准适用专业：五年制高职楼宇智能化工程技术专业（560404）课程类别：□A类（纯理论课）；RB类（理论+实践）；□C类（纯实践课）课程性质：G1必修课；口专业选修课；口公共选修课教学时数：72学时总学分数：4学分一、课程概述（一）课程性质地位单片机课程是高职高专电子类相关专业的的一门专业课程。
可作为（高中后大专、对口单招、五年制高职）层次学生的教学参考。
它以MCS-51单片机为例，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。
为学生进一步学习微机在智能仪表、工业控制领域中的应用技术奠定必要的基础。
（二）课程基本理念《单片机原理及应用》是一门实践性很强的课程，它服务于工程实际，其主要任务是通过学习单片机的结构、工作原理、接口技术和单片机汇编语言程序设计的知识,使学生掌握单片机的基本结构、接口技术以及汇编语言程序设计方法,熟悉单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制、机电一体化等领域的应用，初步具备应用单片机进行机电设备技术改造、产品开发的能力。
本课程的教学重在培养学生的创新意识和学习能力以及分析问题、解决问题的能力，形成以学生为中心的教学模式，采用启发式教学方法，突出教师的指导作用，突出能力培养，体现实用性原则，采用多煤体教学手段，强化作业的设计性、连续性、综合性，倡导研究性学习，激发学生创造欲望和专业学习兴趣。
（≡）课程设计思路本课程主要以80C51系列单片机为体系，通过学习单片机的结构、工作原理、接口技术和单片机汇编语言程序设计的知识,使学生掌握单片机的基本结构、接口技术以及汇编语言程序设计方法，熟悉单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制、机电一体化等领域的应用，初步具备应用单片机进行机电设备技术改造、产品开发的能力。
主要内容可以分为四个大的模块:（1）8051系列单片机的结构和工作原理；（2）单片机主要接口芯片的结构及工作原理；（3）单片机的指令系统和汇编程序设计；（4）单片及应用系统的开发设计二、课程目标知识教学目标：C语言是一种通用程序设计语言，具有表达简洁、控制流与数据结构先进和操作功能丰富等特点。
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《单片机原理与接口技术》课程标准
课程编码：课程类型：理论+实践
课程性质：必修课适用专业：电子信息工程、通信工程、物联网工程
学时：80 学分：5
课程负责人：
参编人员：
一、课程定位
（一）课程性质
《单片机原理及接口技术》是三年制高职电子信息工程、物联网工程和通信技术专业的一门专业课。
本课程的任务是以MCS-51单片机为例，讲述单片机的结构和原理，指令系统，存储器与存储器扩展方法，中断定时和程序设计等内容。
（二）课程作用
通过本课程的学习，使学生深入理解和掌握MCS-51系列单片机的硬件结构原理、
汇编语言应用程序设计、单片机应用系统设计。
本课程是前期知识课和专业基础课的
应用，也为后续课程的学习打下较扎实的理论基础和准备必要的基础知识，加强设计
与研究能力的培养，进而得到较好的工程实践训练和具有一定的工作适应能力。
（三）前导、后续课程
1、前导课程：电路分析基础、计算机应用基础、模拟电子技术、数字电子技
术、c语言程序设计；
2、后续课程：嵌入式应用技术、FPGA等；
二、课程理念及设计思路
本课程采用理论与实践相结合的方式,使学生能掌握杂实的理论知识和一定的
专业技能。
学时分配建议
三、课程目标
（一）能力目标
1.具有一定的软件编程能力。
2.具有一定的软硬件综合调试能力。
（二）知识目标
MCS-51系列单片机的硬件结构、指令系统与汇编语言程序设计；定时/计数器与中断系统；串行口通信及其接口；MCS-51单片机系统的扩展技术；单片机的人机界面接口技术；单片机与D/A与A/D转换器接口；单片机系统应用。
（三）素质目标
通过所学的专业理论知识，能进行单片机应用系统的设计、开发、调试，以达到胜任专业工作的需要。
四、课程内容
第一章单片机概述
【目的要求】：
1. 熟悉单片机概念。
2. 了解常用单片机系列。
【主要内容】：
1．单片机的发展概况。
2．单片机的特点与选用。
3．常用单片机的种类。
第二章 MCS—51单片机的系统结构
【目的要求】：
1．掌握单片机的内部结构，引脚功能，存储器。
2．熟悉端口结构。
【主要内容】：
1．MCS-51系列单片机的结构。
2．MCS-51系列单片机的存储器配置。
3．MCS-51系列单片机的时序和工作方式。
4．MCS-51系列单片机的并行输入/输出口。
5．MCS-51系列单片机的定时/计数器。
第三章 MCS—51的指令系统及编程举例
【目的要求】：
掌握指令格式和寻址方式，MCS—51的指令系统，汇编语言程序设计。
【主要内容】：
1．指令格式和寻址方式。
2．MCS—51的指令系统。
3．汇编语言程序设计与举例。
第四章单片机的C51程序设计
【目的要求】：
1．C51的数据存储类型与8051存储器结构、8051内部硬件资源的C51定义。
2．掌握C51的基本运算、C51程序设计。
【主要内容】：
1．C51编程概述。
2．C51数据类型及存储类型。
3．C51的基本运算。
4．C51的构造数据类型。
5．C51的函数。
6．C51程序设计举例。
7．汇编语言和C语言的混合编程。
第五章中断
【目的要求】：
理解中断和掌握中断的应用。
【主要内容】：
1．中断概述。
2．MCS—51中断系统。
3．中断的应用。
第六章串行通信及其应用
【目的要求】：
1. 掌握串行接口及接口电路。
2．掌握串行通信应用。
【主要内容】：
1．串行通信概述。
2．MCS-51单片机串行口。
3．RS-232总线及接口电路。
4．串行通信应用。
第七章单片机应用系统开发
【目的要求】：
1．熟悉单片机应用系统设计实例。
2．了解单片机应用系统设计概述，可靠性设计。
【主要内容】：
1．单片机应用系统设计概述。
2．单片机系统的可靠性设计。
3．单片机应用系统设计实例。
实践教学
实验一交通信号灯控制系统
实验二数据采集控制系统
实验三温度控制系统
实验四密码锁控制器设计
实验五24小时时间显示和秒表制作
五、课程考核评价
理论考试为闭卷考试，实践考试为写实验实训报告。
六、课程资源开发与利用
（一）选用教材：《单片机原理及接口技术》，赵佩华机械工业出版社出版第1版
（二）教学参考书：郭天祥，《51单片机c语言教程》，电子工业出版社，2013年12月第21次印刷
七、课程实施建议
（一）师资条件建议
要求任课教师必须具有丰富的电子信息工程专业知识、程序开发能力、基于学生能力培养的教学能力、为社会提供科技服务的能力等，以利于教学和课程的改革。
（二）校内外实训环境建议
本门课程的实训条件要求有教学做一体化的综合实训室，融教学与实训为一体，以及与课程相应的软件作支持。
校外要求有与学校长期合作的企业做实训基地，满足学生顶岗实习的需要。