单片机原理与应用教学大纲

单片机原理与应用课程教学大纲 课程名称（英文）：Microcontroller Theory and Application 课程性质：必修课 学 分：2.5 总 学 时：40 理论学时：34 实验学时： 6 适用对象：测控技术与仪器本科专业 一、课程的性质、目的和任务 本课程为测控技术与仪器专业的一门必修课。其主要任务是以 MCS-51 系列单片机为背 景机,讲授其基本原理、硬件组成、指令系统、硬件配置的基础知识。通过本课程的学习， 使学生掌握一般单片机（如 MCS-51 兼容 AT89 单片机；Z8 系列等）应用系统的设计、智能 化仪器仪表的基本知识和技能。 本课程是在讲授完模拟电子技术 、 数字电子技术 、 微机原理及应用课程之后 的一门必修课，为后续课程智能仪器原理及设计提供必要的技术基础知识。由于数字 逻辑和微机的一些基本概念和常用接口芯片在先修课程中已解决，在本课程的教学课程中 可通过对比的方式突出单片机软、硬件的特点和使用方法。 本课程不着重介绍数据采集系统、自动控制系统的组成及信号变换处理方法，这些内 容在其它有关课程中加以解决。 二、课程基本要求 在课堂教学过程中，应达到以下基本要求： (1) 了解单片机的发展现状和趋势。具有根据工程实践科学选用单片机相关型号的能 力。 (2) 了解单片机的基本原理及组成特点。 (3) 了解单片机功能单元（P0、P1、P2、P3 口，定时器/计数器/中断结构/串行 UART 通道）的原理及使用方法。 (4) 掌握单片机应用系统硬件扩展的基本方法，包括存储器、可编 I/O 口，D/A、A/D 和键盘/显示器的扩展接口技术。 (5) 掌握单片机应用系统程序设计的基本方法及阅读分析软件的能力。 本课程结束后安排 1 周的课程设计。课程设计不同于工程设计，不局限于工艺技术的 条件和要求，而是课堂教学的深化和补充。 其主要内容是： （1）单片机应用系统的并行扩展接口设计。 （2）单片及应用系统的串行扩展接口设计。 （3）针对扩展电路，编制相应的应用程序。 三、课程内容及学时分配 课程内容主要包括以下部分： 1 单片机概述 (2 学时) (1) 单片机的嵌入及工程控制的特点 (2) 单片机的发展现状及趋势 (3) MCS-51 系列单片机与其兼容系列单片机的特点 2 MCS-51 单片机及其增强型单片机的结构和原理（4 学时） (1) 单片机的集成化结构特点 (2) MCS-51 单片机及其增强型单片机的引脚功能 (3) 时钟电路及时序复位及节电运行方式 (4) 存储器结构 3 MCS-51 单片机指令系统 （2 学时） (1) 单片机的寻址方式 (2) 基本指令系统 (3) 传送、算术运算、逻辑运算及位移、控制转移、位操作或布尔操作等指令 4 单片机汇编语言程序设计（4 学时） (1) 编程的步骤、方法和技巧、源程序的编辑和汇编 (2) 算术程序设计、代码转换、查表程序、散转程序设计 (3) 实用子程序 5 MCS-51 及其兼容单片机中断系统 （2 学时） (1) I/O 方式、中断的概念、MCS-51 中断处理过程 (2) MCS-51 外部中断扩展方法 (3) 中断程序举例； 6 MCS-51 定时 /计数器及应用（2 学时） (1) MCS-51 定时/计数器的控制、TMOD、TCON ， (1) 定时/计数器的方式 03 及其应用 (3) 综合应用举例 7 单片机存储器扩展（4 学时） (1) MCS-51 三总线的扩展 (2) MCS-51 程序存储器的扩展 (3) MCS-51 数据存储器的扩展 8 单片机 I/O 扩展接口的设计（ 4 学时） (1) 简单并口的扩展 (2) 可编程并口的扩展、与 8155 芯片的接口及简单编程 9 单片机键盘显示接口（4 学时） (1) 八段 LED 显示接口技术 (2) 液晶 LCD 接口技术 (3) 键盘显示接口 10 单片机与 ADC、DAC 接口（4 学时） 11 基于单片机控制装置应用实例（2 学时） 四、实验教学内容及要求 本课程实验的目的是要求学生掌握单片机汇编语言程序的设计及调试方法，掌握单片 机外围扩展接口设计的软、硬件基本技能。实验主要内容为： 1 汇编语言的调试实验，验证型；2 学时 2 输入输出口实验，设计型；2 学时 3 定时器及中断实验，设计型；2 学时 五教材及参考文献 教 材 单片机中级教程原理与应用 ，张俊谟编. 北京航空航天大学出版社，2002 参考文献 单片机高级教程原理与应用 ，张俊谟编. 北京航空航天大学出版社，2002 MCS-