《单片机》课程标准

《单片机原理及应用》课程标准适用专业：五年制高职楼宇智能化工程技术专业（560404）课程类别：□A类（纯理论课）；eq\o\ac(□,√)B类（理论+实践）；□C类（纯实践课）课程性质：eq\o\ac(□,√)必修课；□专业选修课；□公共选修课教学时数：72学时总学分数：4学分一、课程概述（一）课程性质地位单片机课程是高职高专电子类相关专业的的一门专业课程。可作为（高中后大专、对口单招、五年制高职）层次学生的教学参考。它以MCS-51单片机为例，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。为学生进一步学习微机在智能仪表、工业控制领域中的应用技术奠定必要的基础。（二）课程基本理念《单片机原理及应用》是一门实践性很强的课程，它服务于工程实际，其主要任务是通过学习单片机的结构、工作原理、接口技术和单片机汇编语言程序设计的知识，使学生掌握单片机的基本结构、接口技术以及汇编语言程序设计方法，熟悉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、机电一体化等领域的应用，初步具备应用单片机进行机电设备技术改造、产品开发的能力。

本课程的教学重在培养学生的创新意识和学习能力以及分析问题、解决问题的能力，形成以学生为中心的教学模式，采用启发式教学方法，突出教师的指导作用，突出能力培养，体现实用性原则，采用多煤体教学手段，强化作业的设计性、连续性、综合性，倡导研究性学习，激发学生创造欲望和专业学习兴趣。(三)课程设计思路本课程主要以80C51系列单片机为体系，通过学习单片机的结构、工作原理、接口技术和单片机汇编语言程序设计的知识，使学生掌握单片机的基本结构、接口技术以及汇编语言程序设计方法，熟悉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、机电一体化等领域的应用，初步具备应用单片机进行机电设备技术改造、产品开发的能力。主要内容可以分为四个大的模块：

（1）8051系列单片机的结构和工作原理；

（2）单片机主要接口芯片的结构及工作原理；

（3）单片机的指令系统和汇编程序设计；

（4）单片及应用系统的开发设计课程目标知识教学目标：C语言是一种通用程序设计语言，具有表达简洁、控制流与数据结构先进和操作功能丰富等特点。本课程从C语言的基本概念、语法规则过渡到较复杂的程序设计，要求掌握高级语言的一般特点，具备语言、算法、数据结构和程序设计等方面的知识并具备其他高级语言的自学能力。技能教学目标：熟练掌握C语言的基本理论；运用C语言进行程序设计，解决显示生活中的一些实际问题。素质教学目标：本课程是计算机专业技术课程，技术的成份较为突出。在教学中应注意培养学生严谨的程序设计风格，无论简单或是复杂和程序，都要始终贯彻数据结构理论的科学方法，在程序设计上，做到一丝不苟，结构清晰，简洁高效,要反复检查一切可能的潜在错误，为用户提供完善正确的程序，在具备一定技能的前提下，作一个具有优秀素质的计算机专业人才。内容标准第1章

绪论（单片机概述）

〖教学目的与要求〗

通过本章的学习，目的是使学生掌握计算机常用数制与编码的概念；掌握单片机的发展及应用；掌握单片机的概念；了解单片机的各种系列。

〖教学重点、难点〗

计算机常用数制和编码；单片机的概念；单片机的发展；单片机的应用

〖教学内容〗

一、数制与编码

常用的数制（二进制、十进制、十六进制）和码制的含义及转换。

二、单片机的概念

单片机与单片机系统、单片机应用系统与单片机开发系统、单片机的程序设计语言和软件

三、单片机的发展

单片机发展概述、MCS-51单片机系列、80C51单片机系列

四、单片机的应用

单片机应用的特点、单片机应用的重要意义、单片机的应用领域

第2章80C51单片机结构及原理

〖教学目的与要求〗

通过本章的教学，目的是使学生掌握80C51单片机的的引脚功能、存储器组织、片内结构及各部分的组成，为以后学习系统扩展和程序设计奠定基础。

〖教学重点、难点〗

逻辑结构及信号引脚、内部存储器、并行输入/输出接口电路、工作方式

〖教学内容〗

一、80C51单片机的逻辑结构及信号引脚

二、80C51单片机的内部存储器，主要包括内部数据存储器、堆栈操作、内部程序存储器

三、80C51单片机并行输入/输出口电路

四、80C51单片机时钟电路与时序

五、80C51单片机工作方式

复位方式和复位电路、程序执行方式、掉电保护方式、80C51的低功耗方式

第3章80C51的指令系统

〖教学目的与要求〗

通过本章的教学，目的是使学生掌握MCS-51单片机的各种指令及其应用，为以后的程序设计奠定基础。

〖教学重点、难点〗

80C51单片机指令格式、寻址方式、指令应用

〖教学内容〗

一、80C51单片机指令格式

二、80C51单片机寻址方式

寄存器寻址方式、直接寻址方式、寄存器间接寻址方式、立即寻址方式、变址寻址方式、位寻址方式、相对寻址方式

三、80C51单片机指令分类介绍

数据传送类指令、算数运算类指令、逻辑运算及移位类指令

控制转移类指令、位操作类指令、I/O口访问指令

第4章80C51的程序设计

〖教学目的与要求〗

通过本章的教学，目的是使学生掌握基本的汇编语言程序设计方法，为以后实际控制系统的程序设计奠定基础。

〖教学重点、难点〗

单片机汇编语言程序的基本结构形式、MCS-51汇编语言的伪指令

〖教学内容〗

一、汇编语言程序设计概述

汇编语言的语句格式、汇编语言程序设计的特点

二、单片机汇编语言程序的基本结构形式

顺序程序、分支程序、循环程序

三、80C51单片机汇编语言程序设计举例

四、80C51汇编语言的伪指令

五、单片机汇编语言源程序的编辑和汇编

第5章

80C51单片机的中断系统与定时/计数器

〖教学目的与要求〗

通过本章的教学，目的是使学生掌握80C51单片机中断系统的控制方法、响应过程和中断服务流程，熟悉两个可编程定时器／计数器的结构、原理、工作方式及使用方法，为单片机控制系统的设计奠定基础。

〖教学重点、难点〗

80C51单片机中断系统、80C51单片机的定时器/计数器、80C51单片机外部中断源的扩展。

〖教学内容〗

一、80C51单片机中断系统

中断源、中断控制、中断响应过程、中断请求的撤销、中断服务流程、MCS-51的单步工作方式。

二、80C51单片机的定时器/计数器

定时方法、定时器/计数器的定时和计数功能、定时器/计数器的控制寄存器、定时工作方式

三、80C51单片机外部中断源的扩展

通过OC门线或实现、通过自身的定时器/计数器实现

四、定时器/计数器与中断综合应用

第6章80C51的串行接口

〖教学目的与要求〗

通过本章的教学，目的是使学生掌握单片机串行通信的实现方法，为单片机在网络中的应用奠定基础。

〖教学重点、难点〗

80C51单片机的串行通信控制、串行通信工作方式

〖教学内容〗

一、串行通信基础知识

串行通信基本原理、RS-232C总线标准、串行接口电路

二、80C51单片机的串行口及控制寄存器

串行口寄存器结构、串行通信控制寄存器

三、80C51单片机串行通信工作方式

第7章

80C51的系统扩展

〖教学目的与要求〗

通过本章的教学，目的是使学生掌握80C51单片机程序及数据存储器的扩展方法；使学生掌握单片机简单I/O扩展、通过可编程接口芯片扩展、80C51单片机键盘接口技术、显示器接口技术等，并能设计简单的控制系统硬件电路。

〖教学重点、难点〗

80C51单片机系统扩展及结构、80C51单片机存储器扩展与编址技术；单片机简单I/O扩展、可编程接口芯片、键盘接口技术、显示器接口技术

〖教学内容〗

一、80C51单片机系统扩展及结构

系统扩展结构、系统总线及总线构造

二、80C51单片机存储器扩展与编址技术

单片机存储器系统、扩展存储器编址技术

三、80C51单片机程序存储器扩展80C51单片机数据存储器扩展

四、I/O扩展

I/O口的直接使用、I/O口扩展的意义、I/O扩展的相关技术、单片机I/O控制方式、单片机简单I/O扩展

五、8255A可编程通用并行接口芯片、8279可编程键盘/显示器接口芯片

第8章

80C51的测控接口

〖教学目的与要求〗

通过本章的教学，目的是使学生掌握数/模及模/数转换方法，为单片机在实际系统中应用时的数据采集和控制设计奠定基础。

〖教学重点、难点〗

80C51单片机与D/A及A/D转换器的接口和应用

〖教学内容〗

一、80C51单片机与D/A转换器的接口和应用

D/A转换器概述、DAC0832芯片及其与单片机的接口。

二、80C51单片机与A/D转换器的接口和应用

A/D转换器概述、ADC0809芯片及其与单片机的接口。

第9章

80C51应用系统设计方法〖教学目的与要求〗

介绍单片机应用系统设计方法；介绍提高系统可靠性的一般方法；介绍几个典型的系统设计。

〖教学重点与难点〗

可靠性设计；典型应用。〖教学内容〗

一、单片机应用系统设计过程

二、提高系统可靠性的一般方法

三、数据采集系统设计课时安排序号章次内

容总学时授课实验１第1章（绪论）单片机概述22

２第2章80C51结构和原理44

３第3章80C51的指令系统88

４第4章80C51程序设计12102５第5章80C51单片机的中断系统与定时/计数器862６第6章80C51的串行接口642７第7章80C51的系统扩展84

4８第8章80C51的测控接口64

2９第9章80C51应用系统设计方法1064总计644814本课程实践教学及其教学要求

（一）实验课

1、实验目的

1）、训练学生正确地应用单片微机，培养解决工业控制、工业检测等领域具体题的能力。

2）、让学生通过所做课题，熟悉单片机应用系统开发研制的过程，软硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤。

3）、对学生进行基本技能训练，使学生理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。

2、、实验要求

1）充分预习。事先认真领会课题的内容、要求，复习教材的有关章节，仔细考虑实验的硬件、软件和操作步骤。

2）遵守实验室制度。实验的指导思想是让学生独立联线，完成系统的开发设计，所以学生动手操作的内容较多。要求学生必须严格遵守实验室的规章制度，爱护设备，文明操作。

3）认真钻研。要求学生在认真学习的基础上，深入钻研，以得到更充分的锻炼与更大的提高。

4）加强指导。教师要认真检查学生预习情况，在实验过程中，要组织学生讨论，现场指导。

3、实验内容

本实验室系统开发了二十个实验项目，可根据实际情况进行选择。实现项目如下表：序号名

称目

的1扩展存储器实验学习片外存储器的扩展方法；学习数据存储器不同的读写方法。2P1口输入输出实验学习P1口的使用方法；学习延时子程序的编写和使用3P3口输出控制继电器实验掌握继电器控制的基本方法4简单交通灯控制学习在单片机系统中扩展简单I/O口的方法；学习数据输出程序的设计方法；学习模拟交通灯的控制方法；学习双色灯的使用。5外部中断实验学习外部中断技术的基本使用方法；学习中断处理程序的编程方法。6定时器实验学习单片机内部计数器的使用和编程方法；进一步掌握中断处理程序的编程方法。7计数器实验学习单片机内部定时器/计数器的使用和编程方法；进一步掌握中断处理编程方法。88255输入输出实验了解8255芯片的结构及编程方法；了解8255输入输出实验方法。98255扫描键盘实验掌握8255编程方法；掌握键盘扫描和显示的编程方法。108279显示实验掌握在单片机系统中扩展8279键盘显示接口的方法；掌握8279工作原理和编程方法；进一步掌握中断处理程序的编程方法。118279键盘显示实验（电子秒表）进一步掌握8279键盘显示电路的编程方法；进一步掌握定时器的使用和编程方法；进一步掌握中断处理程序的编程方法。12串并转换实验掌握单片机串行口方式0工作方法及编程方法；掌握利用串行口扩展I/O通道的方法。13单片机与PC机通信实验掌握串行口工作方式的程序设计及单片机通信的编制；了解实现串行口通信的硬件环境；了解PC机通信的基本要求。148251可编程串行口与PC机通信实验掌握8251芯片的结构和编程；了解实现串行口通信的硬件环境、数据格式的协议；了解PC机通信的基本要求。15D/A转换实验了解D/A转换的基本原理；掌握D/A转换芯片0832的性能及编程方法；了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法。16P1口控制直流电机实验了解直流电机控制的基本方法17A/D转换实验了解A/D转换的基本原理；掌握A/D转换芯片0809的性能及编程方法；了解单片机系统中扩展A/D转换的基本方法18步进电机控制实验了解步进电机控制的基本方法；掌握控制步进电机的转动编程方法。19并行打印机实验掌握并行打印机的驱动和编程。20电子音调实验了解计算机发声原理；学习计算机发出不同音调声音的编程方法。（二）课程设计（2周）

课程设计是《单片机原理及应用》课程的重要实践环节之一。通过课程设计可以初步设立正确的设计思想，学会运用手册等资料，并培养学生分析问题和解决实际问题的能力。课程设计的题目要求兼顾基础性、知识性、前沿性、实用性、可操作性等，无设计指导教材，无预定的设计结果。课程设计的题目由教师指定或学生自主选题。不论是哪一类的题目，都应该实现以下几部分内容的训练：

1、通过设计掌握单片机系统的硬件、软件设计方法；

2、掌握用PROTEL工具绘制电路原理图；

3、掌握单片机系统的制作、调试方法。实施建议（一）通识建议在教学方法上改革以教师讲课为中心的传统教学模式，积极推行工学结合式、项目驱动式、讲练结合式、讨论启发式、实验教学式、案例教学式、模块式教学等多种教学方法。1、在整个课程的教学过程中，注重理论的掌握，按照课程目标能力分解表中各专项能力，组织教学内容中学生应掌握、理解、了解的知识点，使学生了解要获得的某项能力，应掌握的知识点和方法，做到目的明确。2、“工学结合”，联系工程实际，注重应用能力的培养。用大量常见的实例，启发学生去思考，培养和提高学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。3、采用多层次的实验教学开展多层次的实验教学，根据实验教学要求和内容的难易程度以及循序渐进的教学规律，结合典型应用，由易及难，我们分别开设了“演示性实验”、“设计性实验”、“综合性实验”和“创新性实验”，充分挖掘学生对单片机的综合运用能力和创新实践能力。4、采用案例教学法。选择案例教学法直观形象、通俗易懂，可以把理论上空泛深奥的东西变成看得见、可随意改变的实际东西，这样一来，调动起了学生学习的兴趣，能够取得较明显的教学效果。5、项目驱动式教学

项目驱动是建构主义理论中的一种教学模式.在《单片机原理与应用》课程教学中引入项目驱动教学模式，体现"以任务为主线、教师为主导、学生为主体"的教学特征,通过教学实践提高了学生学习的积极性,增强了学生的主体意识,综合应用能力和创造性得到了很好的发展,自我探究能力也在不断提高。6、“启发式”教学

启发式教学的目的在于充分调动学生学习的自觉性和主动性，诱发学生去发现、领会知识的规律性，培养学生自己去发现问题、分析问题、解决问题。通过“启发式”教学方法的运用，在老师的启发下，由于充分调动了学生的主动性，使学生对问题的解决印象深刻、理解透彻、不易忘记，还能在实际工作中延伸应用到解决其他问题中去。

7、模块式教学将培养目标分解到每一教学模块单元，确定每一教学模块单元所承担的功能、应培养的知识和能力、相应的配套实践教学环节、主干课程的内容组成及考核方法。对各个教学模块之间相互重复与交叉的知识进行优化组合，强调知识间的相互联系和衔接（二）推荐教材及参考书：《单片机原理及应用》/曹巧媛北京电子工业出版社1997年7月《单片机基础》/李广弟北京航空航天大学出版社1994年6月《单片机原理与接口技术》/李朝青北京航空航天大学出版社1998.11（三）教与学方式、方法与手段建议1.课堂教学采用多媒体教学与传统板书教学相结合的教学方法，制作了全部单片机CAI课件，充分发挥多媒体教学信息量较大的特点，在课堂上向学生清楚、生动地展示和讲解课堂内容。对重点、难点问题详细分析，利用启发式教学和案例教学法，充分调动学生的学习积极性。利用演示实验来向学生介绍抽象难懂的知识，采取互动式教学，便学生被动学习为主动学习，增强学生的学习能动性。

2、实践教学（1）、课程实验根据实验教学大纲，在学习理论知识的过程中，开设必做的实验项目，让学生掌握单片机的基本原理和典型控制环节，增加学生对单片机知识的认识和理解。在学时充足的情况下，选做一些有难度的实验，让学生得到升华。（2）、教学实习教学实习是在学习过程中对学生进行感性认识的一种很好的途径，对于单片机原理及应用来说，主要是带领学生到相关企业参观学习，了解一下单片机的应用场合，增强他们的学习