《单片机》课程标准

单片机课程标准一、课程概述1、课程性质和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和计算机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。单片机的微小体积和极低的成本，广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。以80C51为内核的单片机系列目前在世界上生产量最大，派生产品最多，基本可以满足大多数用户的需要。本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发及维护的能力。2、课程设计理念与思路通过本课程的学习，使学生掌握单片机基本组成、工作原理、接口电路及硬件电路的连接，建立微机系统的基本概念、基本理论和计算方法；掌握MCS—51系列单片机的指令系统；了解用汇编语言编制一些简单应用程序。（1）通过理论教学、实验环节、实训环节三者有机结合逐渐提升学生的基本技能、实践技能。（2）以要实现的任务为目标，分解任务，将任务分解为各个时序。（3）对单片机调试的重要性的认识：在实现一个任务的过程中通过软硬件的反复调试，使学生明白调试在单片机控制系统设计中的重要地位以及调试的步骤和方法。（4）设计单片机控制系统的最优选择：为了让学生在单片机设计过程中找到最优化的设计，培养学生在实现一个给定的任务时，寻找多种实现方法，并从中找到一种控制简单、效率更高的最优化方案，培养学生不光要会设计并能做得更好的意识，对他们在工作岗位上更好更有效地工作，换句话说也就是能使他们更好地胜任他们所从事的工作，更好地培养运用性人才的素质打好基础。课程目标本课程要求了解单片机的组成、内部结构和特点；了解MCS-51单片机的指令格式和寻址方式，对数据传送、算术运算、逻辑运算与移位、控制转移、位操作指令中最常用的指令要熟练掌握；掌握汇编语言程序的分析和简单的程序设计；掌握中断的概念及MCS-51单片机的中断系统，掌握定时器/计数器，了解串行口，会中断服务程序的编写；了解I/O接口的作用、组成，特别要掌握MCS-51单片机I/O接口，存储器扩展的方法；掌握I/O接口、显示、键盘接口、D/A、A/D转换接口的初步应用。（一）学生职业能力目标1、阅读分析程序和编写程序的能力，上机实验操作和调试程序的能力。2、能正确编制单片机程序；3、会观察实验与实训现象，编制、调试、运行程序，掌握编程软件的使用；4、会查阅单片机芯片说明书和相关手册。5、能设计单片机的最小运用系统；6、能在生产现场进行简单程序设计，运行、调试、维护单片机控制器系统。（二）思想教育目标使学生受到现代计算机技术基本软硬件知识的训练和能力培养，充分认识到学习要知难而进，勤学不倦，方能学有所得、学有所成。课程内容与要求（一）、单片微型计算机概论1、教学内容①单片机的发展概况。②单片机的结构特点。△③单片机的主要品种及系列。△④单片机的应用2、教学要求①了解单片机的发展概况。②掌握单片机的结构特点。③掌握单片机的主要品种及系列。④了解单片机的应用。3、能力培养①了解本课程的任务和重要性，从而增强学习的自觉性。②能掌握单片机的结构特点及MCS—51系列单片机的主要品种。③了解单片机的应用特点。（二）、单片机的结构和原理1、教学内容△★①MCS—51单片机的结构和原理。★②MCS—51单片机的时序。③MCS—51单片机的时钟和复位电路。④MCS—51单片机的低功耗工作方式。2、教学要求①了解MCS—51单片机的结构和原理。②了解MCS—51单片机的时序。③了解MCS—51单片机的时钟和复位电路。④了解MCS—51单片机的低功耗工作方式。3、能力培养①能熟练地掌握MCS—51单片机的基本结构、工作原理及特点。②能熟练地掌握MCS—51单片机的时序，时钟和复位电路及低功耗工作方式。（三）、MCS—51单片机的指令系统1、教学内容①MCS—51单片机的指令系统概述。△★②寻址方式。△★③MCS—51单片机的指令系统。2、教学要求①掌握机器码指令、汇编语言指令及指令格式。②掌握MCS—51单片机指令系统的七种寻址方式。③掌握MCS—51单片机五大类，共计111条指令。3、能力培养①能熟练地掌握MCS—51单片机的指令系统的特点。②能熟练地掌握MCS—51单片机的指令系统。（四）、MCS—51单片机的的应用程序设计1、教学内容①运算程序。△★②数据的拼拆和转换。△③查表程序。△④散转程序。△⑤I/O端口控制程序。△★⑥子程序调用时的参数传递方法。2、教学要求①掌握多字节数的加法、减法、乘法、除法运算程序的设计以及多字节十进制BCD码的加法。②掌握数据的拼拆和转换的程序设计。③掌握查表程序的特点及设计方法。④掌握采用转移指令表、地址偏移量表、转向地址表和采用RET指令的散转程序设计。⑤掌握I/O端口控制程序的特点及设计方法。⑥掌握子程序调用时通过寄存器或片内RAM,堆栈及利用指针寄存器的参数传递方法。3、能力培养①能熟练地掌握多字节数的运算程序的设计。②能熟练地掌握数据的拼拆和转换程序、查表程序、散转程序、I/O端口控制程序的设计及子程序调用时的参数传递方法。（五）、定时/计数器1、教学内容△①定时/计数器的结构及工作原理。②定时/计数器的工作方式。△★③定时/计数器的应用。2、教学要求①了解定时/计数器的结构及工作原理。②了解定时/计数器方式寄存器TMOD。③了解定时/计数器寄存器TCON。④了解定时/计数器的四种工作方式。⑤了解定时/计数器的应用。3、能力培养①熟练地掌握定时/计数器的结构与原理。②熟练地掌握定时/计数器的应用程序的设计。（六）、MCS—51单片机的系统扩展1、教学内容①MCS—51单片机的引脚定义及最小应用系统。②MCS—51单片机外部存储器的扩展。△③并行I/O的扩展。2、教学要求①了解8051的引脚定义及功能。②了解MCS—51单片机的最小应用系统。③了解外部ROM的扩展及取指过程。④了解外部RAM的扩展⑤了解简单I/O口及可编程I/O口的扩展。3、能力培养①熟练地掌握8051的引脚定义及功能。②熟练地掌握MCS—51单片机的外部存储器的扩展。③熟练地掌握MCS—51单片机的并行I/O的扩展。（七）、MCS—51单片机系统的串行接口1、教学内容①串行通讯概述。★②MCS—51单片机的串行接口。△③MCS—51单片机的串行接口应用。④相互通道接口标准及其选择。2、教学要求①了解串行通讯的两种基本方式。②掌握MCS—51单片机串行接口的结构及工作方式。③掌握MCS—51单片机串行通讯的波特率。④掌握MCS—51单片机的串行接口应用。⑤掌握相互通道的典型结构。⑥掌握RS-232C、RS-499、RS-422、RS-423、RS-485接口的特点及选用。3、能力培养①熟练地掌握MCS—51单片机串行接口的结构及工作方式。②掌握MCS—51单片机的串行接口的应用。（八）、单片机的中断系统1、教学内容△①中断系统及其管理。②扩展外部中断源。△★③中断系统的应用。2、教学要求①了解中断源及中断入口。②了解外部中断请求标志。③了解中断允许控制。④了解中断源优先级的设定。⑤了解中断响应处理过程。⑥了解利用定时器进行扩充中断源。⑦了解采用中断和查询相结全的方法扩展外部中断源。⑧了解中断系统的应用。3、能力培养①熟练地掌握中断系统及其管理。②熟练地掌握中断系统的应用。（九）、MCS—51单片机应用系统的设计方法及实例1、教学内容★①显示器键盘与单片机的连接。②A/D转换器与单片机的连接。③D/A转换器与单片机的连接。△★④单片机的应用系统设计举例。2、教学要求①了解LED、按键、键盘与单片机的连接。②了解A/D转换器与单片机的连接。③了解D/A转换器与单片机的连接。④掌握单片机应用系统的设计内容、方法、步骤。3、能力培养①熟练地掌握1£口、按键、键盘与单片机的连接。②熟练地掌握A/D、D/A转换器与单片机的连接。③熟练地掌握单片机应用系统的设计内容、方法、步骤。（十）、单片机的开发及开发工具1、教学内容①概述。★②单片机的开发软件。2、教学要求①单片机的开发。②单片机开发工具的选择。③单片机开发的一般过程。④单片机的开发软件80C51汇编语言、PL/M-51语言、C-51语言3、能力培养①掌握单片机开发工具的选择。②掌握单片机开发的一般过程。③掌握单片机的开发软件80C51汇编语言、PL/M-51语言、C-51语言的特点。**、实验（1）、实验实训的教学要求实验实训的教学安排应贯穿于理论教学的始终，要合理地安排在各理论知识点的教学后及时进行，其教学时数宜占理论教学时数的25%，应采用“验证式”、“模仿式”和“探索式”三种开放式的实践教学方法加以秩序渐进式的提高训练。①“验证式”方法主要用于理论教学的初始阶段，学生应根据教师给定的实验内容和操作步骤进行实验，以便尽快对所需的实验设备和本课程的实验特点有充分的感性认识和实践体验。②“模仿式”方法主要用于理论教学的中期阶段，学生应对给定的参考性应用程序和实验电路作适当的改造和完善后再进行实验，并观察、分析和研究实验过程和结果，以提高分析问题和解决问题的实践操作能力。③“探索式”方法主要用于理论教学的后期阶段，学生应根据教师给定的实验项目要求，自行设计和搭试实验电路和编程进行实验，以充分发挥创造性并进一步提高分析问题和解决问题的综合性基本实践操作能力。本课程的实验项目分为三大项：一是MCS-51单片机基本应用程序设计与调试实验：二是MCS-51单片机功能系统应用编程与调试实验；三是MCS-51单片机应用系统扩展编程与调试实验。对上述每一大类实验项目都安排有若干个具体的实验项目，并且按“验证式”、“模仿式”和“探索式”开放式的实践教学要求又进一步地分为三小类。此外，对每一个具体的实验项目还提出了基本的实验要求和提高性的实验要求，以适应对不同层次学生的教学需求。注意：在实验实训的教学安排方面，还要安排一定的实验室开放时间，以便学有余力的优秀学生有更多的发挥自己才能的实践训练机会，学得吃力的学生也有充分的再学习与提高的机会。（2）实验项目①联机仿真操作实验。②指令系统和编程实验。③I/O口输入/输出实验。④键盘/显示综合实验。⑤ADC、DAC应用实验。⑥串行通信实验。（3）实验的能力要求①掌握开发工具的应用，掌握PC机与开发机联机仿真操作方法。②掌握8051单片机常用指令的使用和编程。③掌握80C51单片机输入输出接口使用方法，熟悉8255芯片性能,掌握其编程方法，学会开关量输入输出控制的接口技术及编程方法④掌握动态显示、动态扫描键盘的工作原理及硬、软件的设计、调试方法。了解8279与80C51接口硬件电路设计方法及软件编程方法。⑤掌握各种ADC与80C51接口电路设计方法与A/D转换程序设计、调试方法；掌握DAC0832与80C51的接口方法；掌握D/A转换应用程序设计、调试方法。⑥掌握利用单片机串行口实现通信的方法。**、技能训练（1）技能训练项目①单片机最小系统制作（原理图、PCB图、焊接、检查调试）②单片机智能仪器、仪表操作（2）技能训练的能力要求①掌握通过PROTEL阅读原理图、PCB图的方法；通过PCB图焊接电路板；通过原理图和PCB图检查调试焊接的成品。②掌握智能仪器仪表操作规律；领会仪器仪表在操作方面对设计人员提出的要求；了解操作中程序控制流程。**、课程设计（1）单片机实现交通灯、流水灯设计①目的：掌握单片机一般I/O口使用方法；掌握静态键盘显示方法；掌握顺序、散转等程序设计方法。②内容：设计交叉路口红绿灯模拟执行，显示执行时间；使用键盘手动处理红绿灯；同时设计一组美观的流水灯。③成果要求：正常运行的电路板实物；课程设计报告；源程序。（2）单片机与PC机通信交互控制①目的：掌握单片机串口使用方法；掌握单片机通信程序设计、调试方法；掌握PC机通信的基本要求及实现的方法；掌握PC机通信编程规律。②内容：PC机操作界面控制单片机键盘和显示；单片机键盘控制PC机操作界面。③成果要求：正常运行的电路板实物；课程设计报告；源程序。四、学时分配建议序号教学内容学时分配讲课实验技能训练小计1MCS-51单片机的结构和原理102122MCS-51的指令系统4263汇编语言程序设计624124MCS-51的中断与定时/计数886存储器、1/0扩展技术102127键盘/显示器扩展技术4268模拟量输入/输出通道6289MCS-51的串行通信4241010单片机系统设计及新型单片机22机动2002合计56121078五、说明1、本课程与其他课程的衔接和分工：(1)电子：ADC、DAC由电子学课程完成(2)计算机操作：计算机基本操作由计算机基础课程完成(3)计算机编程：上位机界面编程由VB课程完成(4)微机接口技术：综合训练实物制作调试部分由后续的微机接口技术课程完成。3、各教学单元(或教学模块)重点、难点和深广度的教学说明了MCS-51单片机的结构和原理应包括存储器扩展技术。MCS-51的指令系统，汇编语言程序设计可以放到一个单元里来讲解。(3)MCS-51的中断与定时/计数中定时/计数主要介绍工作方式1和工作方式2,工作方式0