单片机与接口技术课程设计教学大纲
《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。
《单片机原理与接口技术课程设计》教学大纲
《单片机原理与接口技术课程设计》教学大纲
总 学 时：1周
适用专业：自动化、测控技术与仪器、电子信息工程、生物医学工程
先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、单片机原理与接口技术
一、目地和任务
单片机原理与接口技术课程设计是一个重要的实践教学环节，是对学生的一次较全面的设计训练。
其目的就是培养学生理论联系实际的设计思想，训练综合运用所学的基础理论知识分析和解决实际应用问题的能力，从而使基础理论知识得到巩固、加深和系统化，掌握单片机应用系统设计的一般过程和方法。
熟悉和掌握运用设计资料的技能。
二、基本要求
根据所选设计题目的，从单片机最小应用系统出发，确定系统设计方案，设计硬件系统、软件系统；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图等；
硬件电路调试、程序设计与调试，使之达到题目所要求的指标，使理论设计更接近于实际产品。
课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计方案、调试的过程及性能指标的测试结果进行全面的总结。
三、设计题目（任选一项）
⒈数字温度计设计
⒉直流数字电压表设计
⒊数字钟设计
⒋智能电风扇控制器设计
⒌数字频率计
⒍步进电机控制系统设计
⒎模拟交通灯控制系统设计
⒏数控直流电压源设计
四、时间安排
⒈方案设计 2天
⒉调试 3天
⒊写报告、答辩 1天
五、考核方式
考核方式采用报告审核和答辩的方式，成绩分为优、良、中、及格和不及格五个层次。
⒈设计报告，占总成绩50%。
⒉答辩，占总成绩50%。
⒊上机现场调试作为总成绩的参考。
注：每组4～5人。
单片机原理与接口技术 教学大纲
《单片机原理与接口技术》课程教学大纲课程代码：060131008课程英文名称：SCM Theory and Interface Technology课程总学时：40 讲课：34 实验：6 上机：0适用专业：自动化专业大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是自动化专业的专业基础课。
单片机原理与接口技术课程是工科院校一门重要的技术基础课，全面介绍了MCS-51单片机的基本原理和汇编语言程序设计，培养学生掌握单片机系统分析、设计的基本方法。
通过本课程的学习，要求掌握MCS-51单片机的硬件结构、指令系统和汇编语言程序设计，在此基础上重点掌握单片机的扩展及接口应用，强调理论与实践的相结合。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．掌握MCS-51单片机的工作原理和内部结构；2．掌握汇编语言程序设计的基本方法；3．掌握单片机的扩展及接口应用技术；4．掌握单片机系统分析、设计的基本方法。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握MCS-51单片机的工作原理和内部结构、汇编语言程序设计的基本方法、单片机总线与系统的扩展及接口应用技术。
2.基本理论和方法：掌握MCS-51单片机的内部结构和存储器结构，指令系统和汇编语言程序设计，输入输出接口电路的内部结构及其编程，中断系统结构，中断响应过程，中断的程序设计，定时器/计数器，总线与系统扩展方法，程序存储器的扩展，数据存储器的扩展，并行I/O 接口的扩展，存储器和I/O综合扩展电路。
3.基本技能:掌握汇编语言程序设计和实验技能，掌握单片机系统分析、设计的基本方法。
（三）实施说明1．教学方法：课堂讲授中要重点介绍单片机的基本原理和使用方法，在讲授具体内容时，要用通俗易懂的方法和事例，使学生更易理解。
要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加习题课和讨论课，调动学生学习的主观能动性。
单片机与接口课程设计
单片机与接口课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的原理和结构，掌握其基本工作方式；2. 让学生掌握单片机与接口电路的连接方法，了解不同接口的功能和应用；3. 使学生了解并掌握单片机程序设计的基本方法，能编写简单的接口控制程序。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够独立完成单片机与接口电路的连接；2. 培养学生具备初步的程序调试能力，能够分析并解决简单的程序问题；3. 提高学生的团队协作能力，能够在小组合作中共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机与接口技术学习的兴趣，激发学生的求知欲和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和准确性；3. 引导学生关注单片机技术在现实生活中的应用，提高学生的创新意识和实践能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标注重理论与实践相结合，以学生动手实践为主，培养学生对单片机与接口技术的应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 单片机原理与结构：介绍单片机的基本组成、工作原理，重点讲解CPU、存储器、输入输出接口等部分的功能和相互关系。
教材章节：第一章 单片机概述。
2. 单片机接口技术：讲解并演示常用的接口电路，如并行接口、串行接口、定时器/计数器接口等，分析各接口的特点和应用场景。
教材章节：第二章 单片机接口技术。
3. 程序设计基础：教授单片机程序设计的基本语法、流程控制和编程技巧，使学生能够编写简单的接口控制程序。
教材章节：第三章 单片机程序设计。
4. 实践操作：安排学生进行单片机与接口电路的连接、程序下载与调试，巩固所学知识，提高动手能力。
教材章节：第四章 实践操作。
5. 课程设计与案例分析：组织学生进行小组合作，完成课程设计任务，分析并解决实际问题，提高学生的综合应用能力。
教材章节：第五章 课程设计与案例分析。
教学内容安排和进度：本课程共计10课时，其中理论教学4课时，实践操作4课时，课程设计与分析2课时。
《单片机原理及接口技术》教学大纲
《单片机原理与接口技术》课程教学纲要一、课程概述㈠课程学时与学分课程代码：开课专业：数控技术及应用专业(高职)开课学期：第五学期开课。
课程总学时：80学时（其中课堂讲授46学时，实验课14学时,课程设计20学时。
）总学分：4学分㈡课程的性质单片机原理与接口技术课程是数控技术及应用的一门专业基础理论课。
单片机技术是数控技术控制装置硬件、软件基础，对于现代制造业,具有广阔的应用前景。
㈢教学目的：本课程通过理论教学、上机实验操作、课程设计相结合，使学生牢固掌握单片机内部组成和基本指令,熟悉常用接口芯片的结构特点及简单应用方式，熟悉单片机的基本编程方法；培养学生使用单片机解决实际的能力，为学生今后的就业打下较好的业务技术基础。
㈣本课程与其他课程的联系与分工先修课程：模拟电子技术和数字电子技术。
在模拟电子技术中使学生掌握二极管和三极管的基本工作原理，熟悉运算放大器的应用方式;在数字电子技术中应使学生了解A/D及D/A转换器的工作原理，掌握门电路，触发器，计数器的基本原理。
后续课程：数控技术；机床电气控制及可编程控制器；计算机控制技术。
二、课程教学的基本内容与要求㈠理论授课的基本内容与要求第1章概述（2学时）⒈基本教学内容：单片机基础知识,单片机的发展概况,单片机基本组成,单片机应用,数制与码制,数制与数制转换,二进制编码,机器码、原码、反码、补码。
⒉教学要求：了解单片机的产生与发展历史；熟悉MCS一51单片机的基本结构，掌握数制与数制转换,二进制编码,机器码、原码、反码、补码。
第2章 MCS一51单片机的结构（10学时）⒈基本教学内容：MCS一51单片机的内部结构; CPU结构; 存储器; I／O口及相应的特殊功能寄存器;MCS一51单片机的引脚及其片外总线;PO～P3 口引线;控制信号;CPU时序; CHMOS型单片机的节电方式;空闲方式;掉电方式。
⒉教学要求：了解MCS一51单片机的主要技术指标；掌握其存储器分类及存储空间的分配方法；掌握位地址和工作寄存器及专用寄存器的含义；了解单片机CPU的基本时序；熟悉单片机的并行接口的结构及系统复位电路的设计方法。
《单片机原理及接口技术》教学大纲
《单片机原理及接口技术》教学大纲《单片机原理及接口技术》教学大纲一、课程的性质、地位与任务《单片机原理及接口技术》是本专业的专业基础课。
单片机是一种集成CPU、存储器、定时器、I/O、为一体的微电脑芯片,具有体积小、性能好、控制功能强、开发周期短等许多优点，广泛应用于通信工程系统中。
因此，学习和掌握单片机原理和接口技术是通信工程设计与监理的一个重要教学环节，为今后应用和设计单片机系统打下较牢固基础，也为后续专业课程的学习奠定一定基础。
二、教学基本要求通过本课程的教学，使学生了解MCS-51系列单片机结构、原理及其扩展系统的组成。
理解MCS-51系列单片机在实际应用中软件系统与硬件系统的设计思想。
结合实验课教学，增强实际动手能力，利用MCS-51单片机进行简单的单片机应用系统的开发，综合分析与调试的能力、项目综合设计与制作的能力。
三、教学学时分配表四、教学内容与学时安排第一章 MCS-51单片机的结构和原理…… 4学时本章教学目的和要求：了解单片机并行I/O口的基本工作原理、操作特点和结构特点，理解单片机的基本时序，理解单片机存储器的组织结构，掌握单片机引脚及其功能、各种工作方式及其意义。
重点和难点：单片机引脚及其功能；存储器的组织结构，单片机的基本时序。
第一节单片机的内部结构，单片机的时钟与时序一、单片机结构与引脚说明二、时钟电路与复位电路三、 CPU时序第二节单片机的存储器组织一、程序存储器二、数据存储器第三节单片机并行I/O口的结构原理一、 P0口结构二、 P1口结构三、 P3口结构四、 P4口结构第二章MCS－51单片机的指令系统…… 8学时本章教学目的和要求：掌握指令系统的寻址方式，了解和掌握MCS－51单片机的指令系统。
重点和难点：指令系统和寻址方式。
第一节单片机指令系统的寻址方式一、立即寻址二、寄存器寻址三、间接寻址四、直接寻址五、变址寻址六、相对寻址七、位寻址第二节数据传送类指令一、内部RAM与SFR间的传送指令二、数据交换指令三、累加器与外部RAM的数据传送指令四、累加器与程序存储器的传送指令第三节算术运算类指令一、加法指令二、减法指令三、十进制调整指令四、加1减1指令五、乘法指令六、除法指令第四节逻辑运算类与循环类指令一、逻辑或指令二、逻辑与指令三、逻辑异或指令四、累加器的逻辑操作指令第五节控制转移类指令一、无条件转移指令二、空操作指令三、条件转移指令四、子程序调用与返回指令第六节位操作类指令一、逻辑操作指令二、位数据传送指令三、位状态控制指令四、位控制转移指令第三章 MCS-51单片机的应用程序设计…… 8学时本章教学目的和要求：掌握汇编语言程序设计的步骤、方法和技巧，了解源程序的编辑和汇编。
单片机原理与接口技术 教学大纲
单片机原理与接口技术一、课程说明课程编号：140403Z10课程名称：单片机原理与接口技术/Single-chip Microcomputer Principle and Interface Technology课程类别：专业核心课学时/学分：64/4先修课程：数字电路、模拟电路、计算机程序设计基础C++适用专业：电子信息科学与技术，应用物理，光电信息科学与工程教材：主编，《单片机原理与接口技术》，长沙：中南大学出版社，2014年教学参考书：[1] 胡汉才. 单片机原理及其接口技术. 北京：清华大学出版社，1995.[2] 李全利. 单片机原理及接口技术. 北京：高等教育出版社，2009[3] 李朝青. 单片机原理及接口技术. 北京：航空航天大学出版社，1999二、课程设置的目的意义单片微型计算机，简称单片机，是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器、I/O （输入/输出）接口电路集成到一块电路芯片上构成的微型计算机。
本课程以80C51单片机为对象，详细地介绍单片机的发展历程和应用范围、微型计算机基础知识、80C51单片机的结构和功能、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统和定时/计数器、单片机串行口及串行总线扩展、单片机的A/D与D/A转换、单片机系统设计、C语言程序设计及实现等。
通过本的学习，有利于学生软硬件的知识储备，有利于学生实践技能和科研能力的培养，更有利于学生毕业后找到更理想的高薪工作。
三、课程的基本要求1 知识要求：1)了解单片机的一般组成原理与内部运行机理，计算机执行指令的过程，了解单片机在测量、控制等电子技术领域的应用情况。
2)初步掌握以单片机为核心的计算机控制系统的设计方法。
3)掌握单片机的系统结构、系统扩展方法、单片机常用接口等单片机的基础知识和单片机基本应用技术。
4)熟练掌握单片机的指令系统和程序设计方法。
2 能力和素质要求：1）通过本课程的学习，掌握80C51单片机的引脚功能、工作方式、存储器组织和位寻址区域；2）指令系统、汇编语言程序的设计和汇编方法、汇编语言程序设计；3）80C51单片机和外部存储器的连接方法、80C51单片机并行I/O接口的扩展方法、键盘/显示器的接口方法、80C51单片机内部定时器/计数器的使用方法、串行通信的基本概念和设计方法；4）80C51单片机在不同方式下的应用；5）C语言程序设计及实现等。
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通过课程设计，要求学生深刻理解并掌握基本概念，掌握单片机的基本应用程序设计及综合应用程序设计的方法。通过做一个综合性训练题目，达到对内容的消化、理解并提高解决问题的能力的目的。
学生分组选择题目，设计出完整系统，实现系统功能。
二、指导教师的要求
指导教师应具备独立的单片机系统设计、调试能力，同时能够处理软、硬件故障。对所采用的电路提前两周做好测验等准备工作。提前一周做好环境及材料准备。
3、超市保管箱系统
硬件设计要求：
①用单片机硬件系统设计实现。
②8个储物箱的门锁控制；8位LED发光二极管显示储物箱状态；扩展12个按键的键盘；设计RS232标准的打印机扩展接口。
功能设计要求
①按下“储物”键，根据当前储物情况从小号到大号选择一个空箱打开门锁；
②关门时门锁关闭，打印密码条，更改当前储物情况的LED显示状态——亮为占用，灭为空箱；
单片机与接口技术课程设计教学大纲
适用专业：自动化、电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器
时间：3周学分：6
大纲使用说明
一、单片机课程设计的性质、目标、要求
1．性质
课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。
2．目标
通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。
8、多功能秒表
要求：①设计用单片机实现秒表功能，要有四位LED时间显示，四个键盘可以修改时间和计时定时功能。计时和定时要精确到毫秒。
②设计程序框图。
9、ZLG7289应用
要求：①设计用ZLG7289扩展单片机成为8位LED显示和64个键盘的原理图。
②设计LED的各种显示和键盘控制的程序框图。
③根据按键实பைடு நூலகம்各种显示。
1天
6
答辩，验收
2天
功能设计要求
①按下“正转/反转”键，确定当前的转向，再用“加速”、“减速”键调整需要的转速，然后按下“启动/停止”键，启动电机；
②在电机启动后，可以使用“加速”、“减速”键调整转速，但不可以直接利用“正转/反转”键控制转向的变化，转向的控制必须要在电机停止进行调整；
③LED数码管随时显示当前的转速状态和转向状态。
10、码盘测速系统
要求：①设计用单片机实现对码盘（脉冲发生器）的速度检测。要有四位LED显示，用于显示速度值（米/秒）。其中检测每20毫秒的脉冲个数，脉冲当量为0.2mm。
②设计程序框图。
时间分配
序号
项目
时间
1
查阅资料，理解系统
2天
2
设计原理图连接电路
4天
3
编制程序并调试
3天
4
联机调试
3天
5
撰写实训报告
②设计程序框图。、
6、电风扇控制器
要求：①硬件设计。②软件程序框图设计。
7、I2C总线技术
要求：①设计单片机与I2C总线的串行EEPROM24C01接口。要有四位LED显示，两位用于显示地址，两位用于显示数据。键盘用于设置地址和数据，及读写控制。
②设计单片机通过LED显示和键盘对24C01进行读写控制的程序框图。
③由键盘的0－9数字键输入6位“密码”，再按下“开箱”键，根据“密码”打开对应储物箱，并更改当前储物情况的LED显示状态。
4、单片机实现洗衣机控制系统
要求：①硬件设计。②软件程序框图设计。
5、通用时序控制器
要求：①设计用单片机实现通用时序控制器系统。要有8路继电器输出。要有LED显示、键盘用于设置起止时间。要用硬件串行时钟芯片。
《单片机原理及接口技术》杨光友等主编中国水利水电出版社出版
《单片微型计算机原理及接口技术》李伯成编电子工业出版社
1、家用电热水器控制系统（数显，温度可设置，可控制）
硬件设计要求：
①用单片机硬件系统设计实现。
②4位LED数码管用于温度的和状态显示；设计4个按键接口，用于调整温度参数设置和启动、停止热水器；设计2路容量为2kW功率的继电器驱动电路；用于给水箱加热；设计温度采集电路用于温度检测。
功能设计要求
①可以用按键控制热水器的启动和停止；
②加热范围上限为65℃，下限依照当前冷水温度为准，不设置冷却功能；
③4个按键实现设定温度的增加、减少、启动和停止功能。
2、步进电机控制
硬件设计要求：
①用单片机硬件系统设计实现。
②设计步进电机的驱动接口电路，以及四位LED数码管用于步数的显示，设计4个按键接口用于加速、减速、正转/反转和启动/停止的控制。
三、成绩评定标准
采取扣分制：完成系统功能为优秀。有做错的，按错误的数量扣分，分出良、中、及格。未能做出结果的视为不及格。
四、场所的选择
在单片机专用实验室，实验室必须具备：计算机，仿真器，编程器，用户板，元件，及必要电工工具等硬件。Windows操作系统，仿真器、编程器支持软件等软件。
参考资料
《单片机原理及接口技术》王艳秋等主编东北大学出版社