单片机原理教学大纲及试卷

1、单片机原理及接口技术课程教学大纲一、课程名称：单片机原理及接口技术Single Chip Microcomputer Fundamentals二、学时与学分：48学时，3学分 三、适用专业：机电一体化专业 四、课程教材：喻宗全 单片机原理与应用技术 西安电子科技大学出版社 2006五、参考教材：徐煜明 单片机原理及接口技术 电子工业出版社 2005六、开课单位：桂林电子科技大学信息科技学院 七、课程目的、性质和任务：本课程是按“机电一体化专业教学指导委员会”所确定的，将之前所学的电气及控制技术、电工基础、C语言程序设计、模拟电子技术、电路CAD及仿真技术、数字电子技术、控制工程基础这7门课程的

2、基本理论部分结合在一起的机械自动一体化专业性课程，其目的是培养机电类专业所有学生掌握机械自动化的基本原理和基本方法，掌握扎实的自动控制专业理论，为以后毕业设计及毕业后进一步从事机械设计制造、自动控制、产品开发和机电工业企业管理打下理论基础。该课程是机电一体类专业必修的专业课程。八、课程的基本内容和基本要求及考核要点：第一部分：绪言一、讲授知识点：1. 了解自动控制的具体含义及组成。2. 了解单片机发展历程及各单片机的特性。3. 了解单片机在工程应用中的特性及优势，同时了解单片机在工业控制中的应用领域。4. 明确本课程的学习目的和方法。二、考核内容：（一）、考核知识点单片机系统组成，应用特点及应

3、用领域等。（二）、考核要求1、 了解：单片机的组成结构，单片机发展历程中各单片机的特性，应用领域列举等。第二部分：单片机原理概论(其中用1课时演示单片机系统开发过程)一、讲授知识点：1了解单片机运算基础，掌握数值进制间的相互转换及运算。2了解单片机内部功能结构，存储器ROM及RAM的结构等。3掌握单片机最小系统组成原理。4掌握单片机各引脚特性及第二功能的具体使用。5掌握单片机时钟电路及复位电路的具体作用及原理特性。6掌握单片机操作时序，时序单位及工作时序等。7掌握单片机系统配置的电路原理图，各器件的作用特点等。8. 观看单片机系统应用的具体实例（多媒体演示）。二、考核内容：（一）、考核知识点数

4、字电路中各进制之间的运算，转换等；单片机内部组成，ROM及RAM的具体配置；单片机最小系统组成原理；单片机典型芯片的各引脚特性，第二功能特点及应用；组成单片机最小系统的两部分电路的功能及特性；组成单片机最小系统的电路特点及元器件具体作用等。（二）、考核要求1、 理解并掌握：单片机最小系统组成原理及结构框图；熟记单片机引脚特性，第二功能特性；单片机时序单位及相互间关系；组成单片机最小系统的电路特点及元器件具体作用等。2、 熟悉：数字电路各进制间运算及转换；单片机内部功能结构；单片机内部CPU结构等。3、了解：微型计算机一般结构及工作原理；单片机存储器结构特点，特殊功能寄存器SFR等。第三部分 单

5、片机汇编语言编程技术一、讲授知识点：本部分主要针对单片机最为基本的编程语言汇编语言进行详细阐述，其知识点列举如下：1理解基本的汇编指令格式。2掌握立即寻址、存储器寻址、寄存器等寻址方式。3掌握数据传送、算术运算、逻辑运算、位操作、控制转移等指令。4了解伪指令的具体定义及使用。5掌握典型结构的汇编语言程序设计。二、考核内容：（一）、考核知识点汇编指令的基本指令格式；三种寻址方式的特点及使用；指令系统的具体应用；几种典型结构的汇编语言程序设计等。（二）、考核要求1、理解并掌握：理解汇编指令的基本指令格式，标点符号及空格的位置；掌握立即寻址、存储器寻址、寄存器寻址方式的具体使用；掌握数据传送、算术运

6、算、逻辑运算、位操作、控制转移等指的格式及具体使用；掌握典型结构的汇编语言程序设计。2、熟悉：熟练应用所学指令编写简单功能的程序。3、了解：了解伪指令在程序中的功能、写法、具体含义等。第四部分 单片机C语言编程技术单片机C语言编程技术内容计划在后面章节中渗透讲解，不再打算单独作为一章进行讲授，但也作为考核的一个重要部分，要求学生能够熟练应用C语言对单片机进行相应的编程。第五部分 单片机输入/输出与中断控制技术一、讲授知识点：1. 了解片内并行I/O端口的结构，掌握I/O口的相应功能；2掌握中断概念及其作用；各中断间自然优先级别排列以及用户自定义各中断间优先级别；熟悉中断入口地址含义及其各中断入

7、口的具体地址。3. 了解外中断的原理结构，掌握单片机外部中断具体含义及功能寄存器的具体定义，熟练编写外中断应用程序。4. 了解定时/计数器的结构，掌握单片机定时/计数器的作用、功能寄存器的具体设定等，熟练编写定时/计数器应用程序。5. 了解串行口的结构，掌握单片机串行口的特点，熟练定义各功能寄存器，熟练编写串行口数据发送、接收的应用程序。二、考核内容：（一）、考核知识点单片机I/O口相应功能；中断概念及其意义；中断自然优先级别排列及其用户自定义各中断间优先级别，各中断入口地址；外中断功能寄存器的定义及初始化；定时/计数器功能寄存器的定义及初始化；串行口功能寄存器定义及初始化。（二）、考核要求1

8、、 理解并掌握：外中断功能寄存器的定义及初始化；定时/计数器功能寄存器的定义及初始化；串行口功能寄存器定义及初始化。2、 熟悉：单片机I/O口相应功能；中断概念及其意义；中断自然优先级别排列及其用户自定义各中断间优先级别，各中断入口地址。3、了解：了解片内并行I/O端口的结构；外中断的原理结构；定时/计数器的内部结构；串行口的内部结构。第六部分单片机片外接口技术一、讲授知识点：1单片机I/O输入输出口与外围电路的连接方式，编程方法。2独立式及矩阵式键盘接口编程技术。3数码管及液晶显示接口编程技术。4A/D及D/A转换接口电路编程技术。5IC及IC总线接口编程技术。二、考核内容：（一）、考核知识

9、点单片机I/O输入输出口与外围电路的连接方式，编程方法；独立式及矩阵式键盘电路结构特点及按键识别方法；数码管显示接口形式及编程技术；A/D及D/A转换时序，精度计算，基准电压等概念。（二）、考核要求1、理解、掌握：理解并掌握单片机I/O输入输出口与外围电路的连接方式，编程方法；独立式及矩阵式键盘电路结构特点及按键识别方法；数码管显示接口形式及编程技术；2、熟悉：熟悉A/D及D/A转换时序，精度计算，基准电压等概念；液晶显示接口及编程方法；总线器件接口电路及编程方法。第七部分 单片机片外扩展技术（视教学进度进行选择，一般不作考试要求）本章主要介绍单片机片外扩展电路，如片外程序及数据存储器扩展，I

10、/O口扩展等电路，要求学生了解如何扩展单片机片内有限资源，通过增加外围器件扩大存储器容量，增加I/O口资源等知识。第八部分 单片机开发应用技术一、讲授知识点：1单片机应用系统的抗干扰技术。2单片机开发系统构成。3单片机开发实例。二、考核内容：（一）、考核知识点单片机抗干扰技术及其实现方法；单片机开发系统结构组成；单片机应用电路原理及编程实例。（二）、考核要求1、理解、掌握：理解并掌握单片机典型应用电路原理及编程技巧。2、熟悉：单片机抗干扰技术及其实现方法；单片机开发系统结构组成及其原理等。九、先修课程与配合的实践教学：本课程就先修电气及控制技术、电工基础、C语言程序设计、模拟电子技术、电路CA

11、D及仿真技术、数字电子技术、控制工程基础。本课程主要讲授单片机原理及接口技术、系统开发技术等。通过一系列的应用实例使学生掌握单片机开发的整个过程，加深机电一体化控制系统的理解。与该课程相配合的实践教学是数字电路综合实训，为期3周，具体详细见数字电路综合实训教学大纲。十、考核方式： 笔试（见附件：样卷1、样卷2）。 有关说明与实施要求（一）、关于考核目标的说明为了使考试内容和考试要求标准化，本大纲在列出考试内容的基础上，对各章节规定了考核目标。考核目标包含考核知识点和考核要求两项。教师和学生可以通过对考核目标的阅读，进一步明确考试范围、内容和要求，从而可以更为系统地学习和把握教材。同时，考核目标

12、还能够进一步明确考试命题范围，更正确地安排试题的知识能力层次和把握试题的难易程度。本大纲在考核目标中，按照理解并掌握、熟悉、了解等三个层次规定学生通过学习应该达到的能力层次要求。三个能力层次是递进等级关系。各能力层次的含义是：1、了解：能够了解有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述。2、熟悉：在了解的基础上，能够比较全面地把握基本概念、基本理论、基本方法。3、 理解并掌握：在领会的基础上，能综合运用所学习过的多个知识点，分析和解决比较复杂的工程问题。（二）、关于本门课程考试命题的若干规定1、本门课程的命题考试，根据本大纲所规定的考试内容和考试目标来确定考试范围和考核要求。考试命题会覆

13、盖各章，并适当突出重点章节，体现本课程的重点内容。2、本课程在试题中对不同能力层次要求的分数比例一般为：了解占20%，熟悉占30%，理解并掌握占50%。3、试题合理安排难易度结构。试题难易度可分为四个等级。每份试卷中，不同难度试题的分数比例为：2：5：2：1。即较易的占20%，一般的占50%，较难的占20%，难题占10%。难度与能力层次是两个不同的概念，各个能力层次题目中都可能有不同的难度。4、本课程考试的题型，一般有名词术语解释、单项选择题、填空题、简答题、编程题等类型。 十一、学时分配 课堂讲授：48学时 第一部分：绪言1学时 第二部分：单片机原理概论3学时 第三部分：单片机汇编语言编程技

14、术8学时 第四部分：单片机C语言编程技术2学时（在后面章节渗透）第五部分：单片机输入/输出与中断控制技术10学时 第六部分：单片机片外接口技术10学时 第七部分：单片机片外扩展技术4学时第八部分：单片机开发应用技术8学时第九部分：课程总结2学时桂林电子科技大学信息科技学院试卷（样卷1） 学年第 学期 考试科目：单片机原理及接口技术 （闭卷） 使用班级： 考试时间： 120 分钟 班级： 学号： 姓名： 题目一二三四五六七成绩满分2030102020100得分评卷人一、填空题（每空1分，共20分）。1、MCS-51系列单片机有4组I/O端口，分别是_、_、_、_。2、MCS-51单片机的_、_、

15、_I/O端口可直接输出高电平。3、对于片内有8K程序存储空间的单片机，若CPU要取内程序存储器指令，则引脚端需置_电平且程序存储器PC值的范围为_。4、若fosc3MHz，则单片机的时钟周期为_us，机器周期为_us。5、若要开放T0中断，则首先必须先将_控制位置1，然后再置_控制位为1。6、假设单片机在通信中，每分钟发送240个字节，每位字节是由1位起始、7位数据位，1位停止位组成，则通信中的波特率为_。7、MCS-51单片机的方式_可对外部50000个脉冲计数而不至于溢出。8、单片机自然中断优先级由高至低顺序是_、_、_、_、_。二、选择题（每小题3分，共30分）。1、下列单片机中，哪一个

16、芯片的EA端需接低电平才能正常使用（ ）。A、89C51 B、8051 C、89S51 D、80312、改变Fosc的大小可以影响定时/计数器的（ ）。A、计数初值 B、定时初值 C、定时时长 D、计数范围3、若要使单片机处于复位状态，则应在RST引脚端加一（ ）信号。A、低电平 B、负电压 C、正弦波 D、高电平4、MOVC A，A+DPTR的寻址方式是（ ）。A、寄存器间接寻址 B、立即寻址 C、变址寻址 D、相对寻址5、下列指令中，能实现A100功能的指令是（ ）。A、MOV A,R1+100 B、MOV A,#100H C、MOVX A,100 D、MOV A,#1006、指令SETB

17、 EX1表示开放（ ）中断。A、定时/计数器T0 B、外中断1 C、定时/计数器T1 D、外中断07、在MCS-51单片机串行通信中，（ ）是多机通信。A、方式0和方式1 B、方式1和方式2 C、方式2和方式0 D、方式3和方式28、在MCS-51单片机的定时/计数器中，（ ）定时的时间最长。A、方式0 B、方式1 C、方式2 D、方式39、通常情况下，若要通过单片机I/O口直接驱动数码管实现8位数字动态扫描显示，则需要（ ）根数据线。A、18 B、32 C10、单片机定时器方式设置为方式1，定时时长为10ms，fosc12MHz，如此时需将定时时间变短，则需（ ）。A、仅减小定时器初值 B、

18、仅减小外接晶体振荡器频率 C、仅增大定时器初值 D、同时减小外接晶体振荡器频率及定时器初值三、简答题（10分）。1、若要使单片机反应速度变得快些，你有些什么措施？（5分）2、MCS-51单片机定时/计数器的工作方式如何控制？（5分）四、阅读程序（20分）。1、（6分）ORG 0000H MOV R1，#3CH MOV A，#56H INC A SWAP A DEC R1 XCHD A,R1END最终，A=_,R1=_。2、（6分）ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 MAIN：MOV TMOD，#_H MOV TL0，#_H MOV TH0，#_H

19、SETB EA SETB ET0 SETB TR0 SJMP $ INTT0：CPL P2.0 RETI END根据以上程序结构的分析，可知定时/计数器工作于方式_。3、（8分） ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 MAIN：MOV TMOD，#02H MOV TL0，#9CH MOV TH0，#9CH SETB EA SETB ET0 SETB TR0 SJMP $ INTT0： CPL P2.0 RETI END此程序所完成的功能是（fosc12MHz）：五、画图及编程题（20分）。1、已知单片机选用AT89S51芯片，程序已烧录于片内ROM中

20、，试画出能使该单片机正常工作的最小系统电路图。（5分）2、某单片机系统在显示上采用了4位共阴动态扫描，其中P0口连接笔段（高位接A笔段），P2口连接位选（低位接右端数码管），同时P1.0口接了一只独立式按键。试按照题意要求画出该系统电路图。（7分）3、如下图所示，P2口外接了8个LED，最初状态为最低位上的LED发光，其余熄灭。利用单片机的定时/计数器T1，精确实现每经0.5秒P2口上的数据右移一次，实现流水效果。（Fosc24MHz）8分。 桂林电子科技大学信息科技学院试卷（样卷2） 学年第 学期 考试科目：单片机原理及接口技术 （闭卷） 使用班级： 考试时间： 120 分钟 班级： 学号：

21、 姓名： 题目一二三四五六七成绩满分2030102020100得分评卷人一、填空题（每空1分，共20分）。1、MCS-51系列单片机数据线由_端口提供，地址线由_、_提供。2、MCS-51单片机标准工作电压应为_V。3、对于片内有4K程序存储空间的单片机，若CPU要取内程序存储器指令，则引脚端需置_电平且程序存储器PC值的范围为_。4、若fosc24MHz，则单片机的时钟周期为_us。5、若要开放T1中断，则首先将_控制位置1，然后再置_控制位为1,最后_为1则启动。6、若要开放INT0中断，则首先必须先将_控制位置1，然后再置_控制位为1。7、假设单片机在通信中，每分钟发送240个字节，每位

22、字节是由1位起始、7位数据位，1位停止位组成，则通信中的波特率为_。8、MCS-51单片机串行通信中选择方式2，已知fosc6MHz，则其波特率为_或_。9、MCS-51单片机的中断源分别是_、_、_、_、_。二、选择题（每小题3分，共30分）。1、下列单片机中，必须将EA端接地才能正常访问ROM的是（ ）。A、89C51 B、8051 C、89S51 D、80312、若要使单片机的机器周期为0.5us，则外接的时钟振荡器频率应为（ ）。A、12MHz B、24MHz C、4MHz D、6MHz3、若要使单片机始终处于复位状态，则应在RST引脚端加一（ ）信号。A、低电平 B、负电压 C、正弦

23、波 D、高电平4、MOVC A，A+DPTR的寻址方式是（ ）。A、寄存器间接寻址 B、立即寻址 C、变址寻址 D、相对寻址5、下列指令中，能执行的是（ ）。A、MOV A,R1+DPTR B、SWAP A C、MOVX A,A+R0 D、MOV A,R26、指令SETB ET1表示开放（ ）中断。A、定时/计数器T0 B、外中断1 C7、在MCS-51单片机串行通信中，（ ）是多机通信。A、方式0和方式1 B、方式1和方式2 C、方式2和方式0 D、方式3和方式28、在MCS-51单片机的定时/计数器中，（ ）定时的时间最短。A、方式0 B、方式1 C、方式2 和方式3 D、方式0和方式39

24、、通常情况下，若要通过单片机I/O口直接驱动数码管实现8位数字动态扫描显示，则需要（ ）根数据线。A、8 B、32 C10、单片机定时器方式设置为方式1，定时时长为10ms，fosc12MHz，如此时需将定时时间变长，则需（ ）。A、减小定时器初值 B、增大外接晶体振荡器频率 C、增大定时器初值 D、同时增大外接晶体振荡器频率及定时器初值三、简答题（10分）。1、什么是时钟周期和机器周期？它们两者之间有何关系？（5分）2、MCS-51单片机串行通信的工作方式如何控制？当发送完一帧数据时其标志位是什么？当接收完一帧数据时其标志位又是什么？（5分）四、阅读程序（20分）。1、（6分）ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 MAIN：MOV TMOD，#_H MOV TL0，#_H MOV TH0，#_H SETB EA SE