《微机原理与接口技术》教学大纲

1、 教学大纲 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc428386811 1.学习目标及可测量结果 PAGEREF _Toc428386811 h 1 HYPERLINK l _Toc428386812 1.1学习目标 PAGEREF _Toc428386812 h 1 HYPERLINK l _Toc428386813 1.2可测量结果 PAGEREF _Toc428386813 h 2 HYPERLINK l _Toc428386814 2.课程要求 PAGEREF _Toc428386814 h 2 HYPERLINK l _Toc428386815 2.1授课方式

2、与要求 PAGEREF _Toc428386815 h 2 HYPERLINK l _Toc428386816 2.2考核与评价方法 PAGEREF _Toc428386816 h 3 HYPERLINK l _Toc428386817 3.教学安排 PAGEREF _Toc428386817 h 4 HYPERLINK l _Toc428386818 3.1理论教学安排 PAGEREF _Toc428386818 h 4 HYPERLINK l _Toc428386819 3.2实践教学安排 PAGEREF _Toc428386819 h 7 HYPERLINK l _Toc42838682

3、0 4.参考教材及相关资料 PAGEREF _Toc428386820 h 8 HYPERLINK l _Toc428386821 5.课程教学网站 PAGEREF _Toc428386821 h 8学习目标及可测量结果学习目标“微机原理与接口技术”课程内容兼顾基础性和先进性，综合理论教学与实验教学。通过课程的理论教学，使学生掌握微控制器的工作原理、组成结构，指令系统与汇编程序设计，C51及程序设计；微控制器功能模块（中断系统、定时器/计数器和串行接口）的工作原理和应用；多种微机接口技术（常用串行总线与接口、人机接口、模拟接口、数字接口）的原理与应用；了解微机系统可靠性以及应用系统的设计方法。

4、使他们具有构建微机系统的基础知识、基本思想和基本方法技能，能够利用微控制器技术、硬件与软件相结合分析、解决本专业相关问题或其他实际问题。通过课程的实验教学，使学生进一步理解、掌握课程知识，学会微控制器程序的设计和调试方法，以及定时器、中断系统、I/O接口和串行扩展以及多种接口技术的实际应用方法，使他们具有设计和开发微机系统能力的同时，提高和增强动手能力、实践能力和创新精神。可测量结果了解微控制器的组成结构、工作原理和工作过程。熟悉8051微控制器的硬件结构、模块功能和应用特性；掌握8051微控制器的指令系统和汇编语言程序设计；掌握微控制器的C语言以及程序设计方法，并会运用开发环境进行程序调试；

5、掌握中断概念、中断作用和中断系统功能及运用方法；掌握定时器/计数器的工作原理、工作方式和应用方法。掌握串行接口UART的工作原理、工作方式和应用方法。掌握I2C、SPI、1-WIRE等串行接口技术和应用。了解人机接口技术及相关内容，能够设计键盘/显示的接口电路，以及应用程序；了解模拟接口技术及相关内容，能够设计A/D和D/A的接口电路，以及应用程序；了解数字接口技术及内容，能够设计直流电机、步进电机的驱动电路，以及应用程序；了解并能够测量脉冲信号的频率和周期。了解微控制器系统中的可靠性设计内容和具体方法；了解微控制器系统设计的过程和方法，具有微控制器系统设计、开发和调试的初步能力。注：以上结果

6、可以通过课程软硬件实验与过程测试、项目设计与验收答辩以及随堂考、期中考和期末考等环节进行测量。 课程要求授课方式与要求（1）授课方式课堂：教师讲授基本理论及方法，兼顾课程内容的基础性、先进性，在详细介绍课程基本、核心内容的同时，介绍与时俱进发展的新内容、新技术，并结合科研进行案例教学，通过分析微机实际应用案例，在巩固知识的同时，提高学生的学习兴趣；注重课内外师生的互动。作业：每章布置适量作业，通过作业消化和巩固课程内容。实验：结合课程进度布置软硬件实验，通过理论联系实际，巩固课程知识的同时，培养学生的知识应用能力。（2）授课要求基本要求：讲解微控制器的发展历程、组成结构，工作原理和过程；微控制

7、器指令系统，并能熟练运用汇编语言或C51语言设计与调试程序，掌握中断系统、定时器/计数器、串行总线等模块的工作原理、功能和应用方法，掌握串行总线扩展、键盘/显示的人机交互、A/D和D/A、直流电机、步进电机等多种接口技术及构建微机系统的知识结构体系，使学生基本具备微机应用系统设计、开发和调试等能力。优生免考：针对课程教学过程中学生基础和学习能力的差异，提出并实施基于“项目学习”的PBL(Project Based Learning) “优生免考”的举措。以研究性学习和项目实施的整个过程代替期末2小时的考试，将考核贯穿于整个教学过程，充分发挥了优秀学生的潜能和创造力。优生免考的实施过程包括 “优

8、生”的选拔，实施过程与管理，验收与结题，成绩评定等四个环节；使学生经历了自主课题设计，提交申请，项目具体设计、调试与实现，总结、答辩与验收等科研环节的全过程，有效提高了优秀人才的工程实践能力和科研综合素质。考核与评价方法采用过程和结果并重、差异性、多方位的课程考核和评价体系，避免“期末考定终身”，注重学习过程、综合能力和素质的培养及考核。免考生的成绩评定方式：平时成绩： 15分点到成绩：共3分；缺课一次扣0.5分作业情况：共3分；不按时上交一次扣0.5分随堂考3次：9分 期中考试： 15分“优生免考”项目：70分项目结果：功能实现与答辩情况：占70设计总结和要求完成的资料质量：占15制作工艺：

9、占5特色与创新等：占10其他学生成绩评定方式：平时成绩： 15分点到成绩：共3分；缺课一次扣0.5分作业情况：共3分；不按时上交一次扣0.5分随堂考3次：9分 期中考试：15分 实验成绩： 30分实验过程与完成情况：3*4=12完成一份实验报告（给出格式要求）：3分 实验测试卷：共15分； 3分/次，共5次期末考试： 40分教学安排理论教学安排课程课内学时为64学时，其中理论教学48学时，实践教学16学时。课程理论内容包括微控制器原理、微机接口技术和微机系统设计三大部分，共12章。课程理论教学内容和学时分配 教学模块教学单元学时安排第0章课程概况与计算机基础知识1课程概况12数制与编码0.25

10、3微机基本组成电路0.254存储器概述0.5第1章微机技术概论1微型计算机概述0.52微控制器概述0.753微控制器的体系结构0.254微控制器的典型结构0.65微控制器性能与发展趋势0.4第2章8051微控制器硬件结构18051微控制器的结构12微控制器的工作原理13存储器配置与地址空间1.54特殊功能寄存器SFR-115特殊功能寄存器SFR-20.756IO端口结构与特点0.757时钟与复位0.758微控制器的工作方式0.7598051微控制器的技术发展0.5第3章8051指令系统与汇编程序设计1指令系统概述0.252寻址方式13数据传送类指令0.74算术运算类指令0.755逻辑运算类指令

11、0.56控制转移类指令17位操作指令0.38查表指令的应用0.259堆栈操作指令的应用0.2510十进制调整指令的应用0.411逻辑指令与字节状态操作0.1512转移指令的应用0.4513编程语言及汇编语言编程风格0.214汇编程序设计中的伪指令0.315汇编与调试过程0.216汇编语言程序设计概述0.317程序设计的结构化0.7518基本程序设计0.619子程序设计概述0.420子程序设计举例0.75第4章8051的C语言与程序设计1C51的特点0.32数据类型0.43存储器类型与存储模式0.34数组与指针0.45函数0.36预处理命令0.37C51的流程控制18C51程序设计方法19模块化

12、程序设计与举例自学10KEIL C51环境及调试举例自学第5章中断系统1中断系统概述0.528051微控制器的中断系统13中断处理过程0.54中断程序设计0.85IO端口扩展外部中断源0.2第6章定时器/计数器1定时器计数器概述0.32定时器计数器的结构与控制0.63定时器计数器的工作方式0.64定时器计数器的初始化0.35计数器的飞读0.26定时的实现方法0.47定时方式的应用0.68计数方式的应用0.49脉冲宽度的测量0.410扩展外部中断0.211实时时钟的设计自学第7章串行总线与通信技术1总线与通信0.42通信协议与校验方式0.33UART的组成结构0.34UART的工作方式15UAR

13、T的波特率0.36UART的应用（1）0.57UART的应用（2）18RS232、RS485通信技术与应用1.29I20.610I20.611I20.812SPI串行接口0.5131-wire总线概述0.3141-wire总线的操作方式0.7151-wire总线应用实例自学第8章人机接口技术1键盘基础知识0.62独立式键盘接口技术0.43矩阵式键盘接口技术14段码式LED接口技术15点阵式LED接口技术0.86液晶显示原理与LCD模块0.37LCD控制器ST79201.28ST7920控制的12864LCD模块0.89LCD程序设计-基本函数1.210LCD程序设计-造字函数1.211LCD程

14、序设计-画图函数自学第9章模拟接口技术1模拟输入输出通道基本结构0.42AD转换器、DA转换器及其特性0.73并行AD转换器ADC080914串行AD转换器TLC549自学5AD转换器的应用0.76并行DA转换器ADC083217串行DA转换器LTC146自学8DA转换器的应用0.7第10章数字接口技术1数字信号调理技术0.72脉冲信号接口形式0.33脉冲信号测量技术14功率驱动技术0.55步进电机驱动技术0.56直流电机驱动技术0.57闭环系统的PID控制自学第11章微控制器系统的可靠性设计1可靠性与干扰0.52硬件可靠性设计-10.53硬件可靠性设计-20.54软件可靠性设计-10.55软

15、件可靠性设计-21第12章微控制器应用系统设计1设计方法与过程-10.32设计方法与过程-20.23设计实例-硬件设计14设计实例-软件设计1.5实践教学安排软件实验要求学生课外完成，课内利用1学时进行检查。每个实验均包括基础型、设计型和探究型3个层次的内容；基础型和设计型实验为每人必做内容，探究型实验的部分为选做内容。选做的探究型实验为优秀学生提供了自我发挥的良好条件。实验内容和学时分配序号实验名称实 验 内 容 课内/外学时1软件实验1内存操作熟悉KEILVISION2集成调试环境，熟悉程序调试步骤和方法。编写单片机内部、内外部之间的数据传输程序。具体三层次实验内容见实验教程。0/22软件

16、实验2 HYPERLINK l _Toc177771898 算术运算十六进制、BCD码数算术运算的汇编程序实现方法。具体三层次实验内容见实验教程。0/33软件实验3 HYPERLINK l _Toc177771897 数制与代码转换多种数制（ASCII码、十六进制、十进制）之间转换方法，及相应程序设计方法。具体三层次实验内容见实验教程。0/34软件实验4查找与散转查表、比较、搜索程序，子程序设计与调试。具体三层次实验内容见实验教程。0/35硬件实验1I/O口控制实验软件实验检查基础型：8位输出控制显示、8位拨动开关输入；设计型：根据拨码开关状态，控制LED不同显示；探究型：十字路口交通灯控制实

17、验 （选做）13/46硬件实验2外部中断与定时器实验基础型： 外部中断与程序设计； 设计型：外部中断的电平触发方式；一分钟倒计时器设计。探究型：设计24小时的实时时钟； 音乐编程实验（选做）4/47硬件实验3键盘/显示实验基础型：查询式键盘实验，静态和动态数码管显示实验；设计型：依次点亮数码管各段，形成一个动态运动的边框；分别在静态数码管和动态数码管上显示自己学号的后6位；用按键输入自己学号的后6位，并在数码管上显示。探究型：循环显示6个数码管的边缘各段，形成一个运动着的大边框；按键连击的消除和利用（当按键时间长于2秒时，每0.5秒数码管加1，连续累加，直到按键释放）；基于动态数码管，设计程序实现从右到左滚动显示自己学号的所有位数。4/68硬件实验4并行AD、DA实验基础型：利用ADC0809进行可调模拟量的采集；利用DAC0832得到模拟电压；设计型：采用中断法设计ADC0809数据采集程序，并数码管上显示采样结果；编程使DAC0832电路输出多个设定的电压值，并用万用表测量其实际输出电压值；探究型：采用ADC0809的