《单片机原理与接口技术》教学大纲

1、单片机原理与接口技术 课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：电子信息工程、电子信息工程实验班、通信工程、自动化、电气工程及其自动化课程代码： ACE00615学时分配：72=56理论+16实践赋予学分：4学分先修课程：电路分析、模拟电路、数字电路、C语言程序设计后续课程：嵌入式单片机应用设计、嵌入式应用系统设计、综合电子系统设计等二、课程性质与任务本课程是电子信息类专业学生的一门必修的学科基础课程。本课程的任务是使学生牢固掌握MCS51系列单片机的体系结构及指令系统，学会利用汇编和C51语言来开发和调试单片机应用系统。为学生今后学习嵌入式应用系统设计和从事单片机等应用系统设计打下良好的基础。

2、三、教学目的与要求教学目的在于通过本课程的学习，使学生了解“单片机原理及其接口技术”这一技术领域的概貌，初步建立起有关单片机应用系统的基本概念，掌握开发调试方法，为从事单片机应用系统设计开发方面的工作打下基础。通过本课程的学习，学生应掌握MCS51系列单片机的体系结构和汇编指令系统、C51编程、单片机接口技术，具有初步的单片机应用系统开发能力。教学内容与安排1、课时分配按照课程内容，分成11个教学专题，各专题的课时安排如下表。序号专题名称讲授练习实验小计1单片机入门222单片机硬件结构443指令系统与汇编语言4264C51编程与IO基本应用42285中断系统及其应用3256定时器、计数器及其应

3、用42287单片机串行口及其应用42398单片机存储器扩展技术及其应用32389单片机I/O接口扩展技术及其应用423910单片机与DAC和ADC接口设计323511单片机串行扩展技术及其应用328课时合计381816722、教学内容专题一：单片机入门【教学目标与要求】明确学习单片机课程的目的；了解什么是单片机以及单片机的特点；了解单片机的发展历史与发展趋势；引导和激发学生学习单片机的兴趣。【教学重点】通过的应用案例激发学生学习兴趣；MCS-51和AT89S5x系列单片机特点；Proteus和Keil uVision仿真软件的使用。【教学难点】如何有效激发学生的学习兴趣；仿真软件Proteus

4、和Keil uVision的入门。【教学内容】1、单片机的概念、发展历史、特点、应用和发展趋势等；2、主流单片机系列介绍，重点是MCS-51和AT89S5x系列单片机；3、单片机开发、仿真软件Proteus和Keil uVision入门引导。【培养能力】单片机仿真开发工具的应用能力。专题二：单片机硬件结构【教学目标与要求】熟悉并掌握单片机的硬件结构，对于应用设计者是十分重要的，它是单片机应用系统设计的基础；对单片机内部硬件结构有较为全面的了解，记住单片机内部提供了哪些硬件资源，如何应用这些硬件资源。【教学重点】单片机I/O口电路结构及功能；单片机存储器的结构和存储空间；特殊功能寄存器SFR；单

5、片机时钟和复位电路。【教学难点】单片机存储器的存储空间、堆栈的理解；时钟周期、机器周期与指令周期的关系。【教学内容】1、AT89S51单片机的硬件组成、引脚功能；2、AT89S51的CPU结构及功能；3、AT89S51的存储器结构；4、AT89S51的并行I/O端口；5、AT89S51的时钟电路、复位电路和低功耗节电模式。【培养能力】MCS-51单片机的选择和应用能力。专题三：指令系统与汇编语言【教学目标与要求】掌握指令格式和操作，指令对标志位的影响；熟悉7种寻址方式和111条指令；熟练掌握各类指令的功能和使用方法；掌握常见的伪指令的使用；掌握汇编语言程序的基本格式和常见的汇编程序结构设计方法

6、。【教学重点】寻址方式；指令功能和应用；伪指令的应用；顺序结构、选择结构和循环结构的程序设计方法。【教学难点】寄存器间接寻址、相对寻址、变址寻址；查表指令、堆栈操作指令和控制程序转移类指令；汇编程序设计。【教学内容】1、指令系统概述和指令格式；2、七种寻址方式；3、五大类指令；4、8051汇编语言程序设计基础；5、8051汇编语言程序设计实例。【培养能力】MCS-51单片机的汇编语言编程能力。专题四：C51编程与IO基本应用【教学目标与要求】掌握C51编程语言；掌握C51程序的设计；了解C51程序的优化。【教学重点】C51编程语言的函数使用和汇编程序接口；单片机基本I/O口显示与开关的C51编

7、程。【教学难点】C51编程语言的函数调用和绝对地址访问；C51编程时的单片机位操作。【教学内容】1、C51简介和设计基础；2、C51语言的函数；3、C51开发工具和仿真软件；4、单片机控制发光二极管、LED数码管静态显示；开关状态检测。【培养能力】MCS-51单片机的I/O应用和C51语言编程能力。专题五：中断系统及其应用【教学目标与要求】了解中断的概念；掌握中断系统有关的特殊功能寄存器；掌握响应中断请求的条件；掌握中断系统的软件编程方法。【教学重点】中断系统有关的特殊功能寄存器设置；中断的软件编程。【教学难点】中断系统的工作方法及应用。 【教学内容】1、中断的概念、中断系统结构；2、中断的控

8、制；3、响应中断的条件、时间；4、外部中断的中断触发方式、不同中断的中断请求撤销；5、多外部中断源的中断系统设计。【培养能力】利用单片机的中断系统实现异常事件的实时检测与处理的能力。专题六：定时器、计数器及其应用【教学目标与要求】掌握AT89S51单片机定时器/计数器功能；定时器/计数器相关特殊功能寄存器，工作模式和工作方式的选择；定时器/计数器的软件编程。【教学重点】定时器/计数器的相关特殊功能寄存器的设置；4种工作方式及其应用。【教学难点】定时器/计数器的相关特殊功能寄存器的设置；计数初值的设置；定时器/计数器的应用。【教学内容】1、定时器/计数器的结构；2、定时器/计数器的4种工作方式、

9、对输入信号的要求；3、定时器/计数器的编程应用。【培养能力】合理利用与开发单片机系统资源的能力。专题七：单片机串行口及其应用【教学目标与要求】掌握AT89S51中串行通信口的基本原理；掌握串行口有关的特殊功能寄存器；掌握串行通信的软件编程。【教学重点】单片机通信的基本概念及应用。【教学难点】串行通信的工作方式及应用。【教学内容】1、串行口的结构；2、串行口的4种工作方式；3、波特率的设定；4、串行口的编程和应用。【培养能力】控制单片机双机或多机通信基本能力。专题八：单片机存储器扩展技术及应用【教学目标与要求】掌握单片机系统的并行扩展结构；掌握存储器的地址空间分配方法；掌握外部地址锁存器的应用；

10、掌握常用静态RAM芯片及其扩展方法。【教学重点】单片机扩展外部存储器的方法及地址分配原则。【教学难点】单片机扩展外部存储器的方法。【教学内容】1、系统并行扩展结构；2、地址空间分配和外部地址锁存器；3、静态数据存储器RAM的并行扩展。【培养能力】单片机外部存储器的扩展与设计能力。专题九：I/O接口扩展技术及其应用【教学目标与要求】掌握单片机扩展I/O接口的编址和数据传送方式；掌握用74LSTTL电路扩展并行I/O口的方法；掌握用AT89S51单片机的串行口扩展并行口的方法；掌握单片机控制LED数码管显示的方法；掌握独立式和矩阵式键盘的按键识别方法。【教学重点】单片机用74LSTTL电路扩展并行

11、I/O口的方法。【教学难点】单片机扩展并行I/O接口的方法及编址。【教学内容】1、I/O接口扩展概述；2、利用74LSTTL电路扩展并行I/O口；3、用AT89S51单片机的串行口扩展并行口；4、单片机控制LED数码管的显示及键盘识别。【培养能力】单片机I/O扩展、键盘及接口技术、显示及接口技术的设计和应用能力。专题十：单片机与DAC和ADC接口设计【教学目标与要求】掌握AT89S51与DAC的接口设计；掌握AT89S51与ADC的接口设计。【教学重点】单片机AT89S51与DAC的接口设计以及AT89S51与ADC的接口设计方法。【教学难点】单片机AT89S51与DAC的接口设计、AT89S

12、51与ADC的接口设计及软件编程。【教学内容】1、单片机扩展D/A转换器概述；2、单片机扩展并行8位DAC0832；3、单片机扩展A/D转换器概述；4、单片机扩展并行8位ADC0809。【培养能力】单片机外部DAC和ADC接口扩展与设计能力。专题十一：串行扩展技术及其应用【教学目标与要求】了解单总线串行扩展；了解SPI总线串行扩展；掌握I2C总线的串行扩展。【教学重点】I2C总线的结构和数据传送规定；AT89S51的I2C总线系统扩展。【教学难点】I2C总线数据传送的模拟。 【教学内容】1、单总线串行扩展；2、SPI总线串行扩展；3、I2C总线的串行扩展。【培养能力】单片机串行口扩展的设计和应用能力。五、教学设备和设施多媒体教学设备；HNIST-II型便