C51单片机应用设计课程教学大纲

C51单片机应用设计课程教学大纲课程编码：AL042340课程性质：限定选修适用专业：电子信息工程学时学分：8学时0.5学分所需先修课：计算机语言(C)、电子线路CAD、单片机原理及应用编写单位：机电工程学院一、课程说明1.课程简介“C51单片机应用设计”课程是电子信息工程专业的应用设计型限定选修课程，也可作为电气工程及其自动化、自动化专业的选修课程。本课程以STC51单片机及硬件接口电路为基础，重点介绍应用于实际的软件开发方法，主要学习内容包括编程平台Keil软件的使用、Protues仿真电路设计软件的使用C以及51单片机典型应用电路设计与编程等内容。该课程学习对后续的“专业课程综合实习”、“单片机程序设计大赛”、“全国电子设计大赛”、“创新创业训练”、“毕业设计”等，有重要的促进作用。学生可以通过熟练掌握这项技术提高就业竞争力和就业层次。2.教学目标要求随着我校应用型大学转型建设的逐步推进，课程建设的转型、尤其“理实一体化”课程建设是重要内容之一。《51单片机应用设计》课程坚持探讨“理实一体化”教学模式，实践学时占总学时2/3以上，重在“应用设计”环节，激发学生的专业训练兴趣，使学生进一步理解单片机技术的硬件知识，加强使用高级语言进行编程的能力，提高学生的就业竞争力，同时为弱电类专业课程如何推进应用型教学转型探索切合实际的有效途径。本课程可以辅助相关专业学生的设计实验、电子爱好者培训、校外赛前训练、技能创新等，为学生将来从事单片机软件开发提供必要的基础和技巧。3.教学重点难点（1）硬件设计：C51单片机接口电路及功能模块电路设计，包括：①串行转并行电路设计；②动态显示芯片MAX7221应用设计；③译码器74LS154应用设计；④MAX485多机通信电路设计；⑤LED16×16LED点阵电路设计；⑥电机正反转控制及驱动电路设计；⑦显示模块电路接口设计。（2）软件设计：单片机应用软件设计的基本技能和技巧，包括：①C51sfr和sfr16型数据的定义和使用；②bit和sbit型位变量的定义和使用；③C51变量的存储类型；④C51中断函数的定义及其应用；⑤C51指针应用。4.学时分配表次序教学内容理论课学时数第一部分单片机的结构和应用概述1第二部分C51开发软件Keil51和仿真软件protues的使用1第三部分C51概述及数据类型2第四部分C51的变量及其存储，函数的定义2第五部分C51指针及输入/输出函数2总计85.主要教法、学法本课程教学采用案例（项目）教学法。结合编程平台Keil51和仿真软件protues进行多媒体教学。以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式开展，着重对学生的硬件设计能力和软件编程能力进行培养。本课程采用理实一体化的学习方式，理论与应用相结合，仿真与实际相结合。课堂上通过案例（项目）的学习，领会基本思路和仿真演示效果，实验课在进一步仿真验证的基础上，搭接电路、编写应用程序、制作实物作品，完成软、硬件的联合调试，实现项目功能，提高51单片机应用设计的能力。6.考核方式及标准（1）考核方式：本课程为考查课，考核方法为上机操作。（2）考核标准：针对教学的主要内容，以项目设计的方式进行单片机应用设计考核。硬件设计标准：单片机应用设计原理正确；电子元器件选型合理；参数确定依据充分；序号标注整齐；模块化设计、层次清晰；电气连线分明、网络标注规范、参数标注齐全；仿真演示效果好。软件设计标准：采用多文件模块化设计；函数、语句干练，代码效率高；行首缩进层次分明，行尾必要的解释说明；结构清晰、移植方便；软件运行流畅，满足预设的功能。（3）成绩构成：结课考核成绩占70%，平时成绩（包括学习表现、考勤等）占30%。二、各部分教学纲要第一部分单片机的结构和应用概述（1学时）教学目标使学生回顾并进一步理解51单片机的硬件组成结构和应用特点，熟悉系统时钟、复位电路、按键、定时/计数器、中断、I/O引脚的特点和设计方法，了解新一代51系列单片机的性能和应用特点，为51单片机的软、硬件仿真设计和实物作品设计奠定基础。本部分重点单片机引脚功能和使用特点，特殊功能寄存器的功能和应用。本部分难点特殊功能寄存器的功能和应用特点。教学内容1单片机硬件系统的组成和结构特点。2程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）的结构和使用特点。3特殊功能寄存器的功能和应用特点。4单片机引脚功能和使用特点。5单片机的时序基本概念第二部分C51开发软件Keil51和仿真软件protues的使用（1学时）教学目标使学生掌握C51单片机编程、调试平台“KeiluVision4”软件的使用，熟悉程序代码串口在线烧录软件“STC_ISP_V4”的使用技巧。借助电子技术仿真实验软件protues，能够把课程实验、综合训练、应用创新有机的结合起来，增强课程实验、应用训练的灵活性和多样性，完成复杂硬件实验不能满足的仿真演示，实现仿真实验与硬件实验的相互补充、相互验证。本部分重点程序文件的建立、平台的熟练使用。本部分难点程序编译错误的修改。教学内容1KeilC集成开发工具简介2KeilC操作界面3KeilC的使用4项目的运行调试5仿真软件protues简介6protues操作界面7仿真电路图绘制8仿真运行与调试第三部分C51概述及数据类型（2学时）教学目标通过介绍C51语言与ANSIC的区别，使学生了解C51的编程特点和使用中应注意的问题。通过介绍Keil51编程平台，使学生了解51单片机特殊功能寄存器的数据类型和定义关键字，从而掌握C51语言中关键子的扩展、数据类型以及位变量的定义与使用方法。本部分重点sfr和sfr16型数据的定义；bit和sbit型位变量的定义。本部分难点sfr和sfr16型数据的定义；bit和sbit型位变量的定义。教学内容1C51概述1.1C51语言与ANSIC的区别1.2C51关键字的扩展2C51的数据类型2.1sfr和sfr16型数据的定义2.2bit和sbit型位变量的定义第四部分C51的变量及其存储，函数的定义（2学时）教学目标通过本部分的教学，使学生理解C51变量的四种存储种类：自动(auto)变量、外部(extern)变量、静态(static变量)和寄存器(register)变量的作用范围和特点；通过数据类型说明符，掌握指明变量的数据类型的方法；通过存储器类型说明，了解变量所处的存储器区域；通过介绍C51函数定义的一般形式，使学生掌握C51函数的特点和定义方法；通过介绍C51自带的强大的库函数，使学生理解合理使用库函数对简化程序和提高程序运行速度的重要性。本部分重点C51变量的存储区域。本部分难点C51函数的定义。教学内容1C51变量的定义2C51变量的存储类型3C51变量的存储区域4C51变量的存储模式5C51数据的存储6C51函数的定义7C51中断函数的定义第五部分C51指针及输入/输出函数（2学时）教学目标通过介绍C51指针在字符串、数组中的设计应用，使学生掌握C51通用指针和存储器指针的运行特点和定义方法。通过介绍C51的scanf()格式化输入函数和rintf()格式化输出函数，使学生了解在串口应用和字符输出方面的重要作用。本部分重点存储器专用指针。本部分难点基本输入/输出函数。教学内容1通用指针2存储器专用指针3指针变换4C51指针应用5基本输入/输出函数6格式输出函数printf7格式输入函数scanf三、教材及教学资源使用教材：彭伟.单片机C语言程序设计实训100例—基于805