新编单片机原理与应用潘永雄第二版通信本《单片机原理与应用》本科课程教学大纲.docx
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新编单片机原理与应用潘永雄第二版通信本《单片机原理与应用》本科课程教学大纲
《单片机原理与应用》本科课程教学大纲
一、《单片机原理与应用》课程说明
(一)课程代码:
111324023
(二)课程英文名称:
PrinciplesandApplicationofSingle-chipMicrocontroller
(三)开课对象:
通信工程专业
(四)课程性质和地位:
本课程是一门面向应用的综合性专业教育课程,要求学生学会单片机软件编程和硬件设计等相关理论知识,初步掌握单片机系统的设计和开发方法。
先修课程有计算机基础、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术等课程。
(五)课程教学基本要求:
通过本课程的理论和实践教学,使学生了解和掌握单片机原理与应用的相关知识,并在实践环节中,对所学的理论知识进一步的巩固和加深理解,培养学生的设计、创新和实践动手的能力,为今后从事单片机相关系统的设计和开发打下扎实的理论基础。
(六)教学内容、学时数、学分数及学时数具体分配
本课程内容主要包括:
单片机概述、51系列单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统、定时器/计数器、串行口、存储器与I/O接口的扩展、与外设的接口设计等部分。
通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。
学时数:
58~86学时
学分数:
2.5学分
学时数具体分配:
序号
教学内容
讲授/实验
合计
1
单片机概述
2
2
2
51系列单片机的硬件结构
4~6
4~6
3
51系列单片机的指令系统
8~10
8~10
4
51系列单片机的汇编语言程序设计
10~14
10~14
5
51系列单片机的中断系统
6~8
6~8
6
51系列单片机的定时器/计数器
6~8
6~8
7
51系列单片机的串行口
6~8
6~8
8
51系列单片机的外部存储器扩展
2~6
2~6
9
51系列单片机的I/O接口扩展
2~6
2~6
10
51系列单片机与外设的接口设计
10~12
10~12
11
51系列单片机与D/A、A/D转换器的接口设计
2~6
2~6
合计
58~86
58~86
(七)教学方式
以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学,并采用一体化教学模式。
(八)教学方法
本课程采用的主要教学方法有:
讲授法、分析法、图示法、举例法、类比法、提问法、练习法等。
(九)考核方式和成绩记载说明
1.考核要求:
考试课
2.考核方式:
笔试(闭卷)
3.考试成绩:
严格考核学生出勤情况,达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩、实验成绩和期末成绩评定,平时成绩占15%,期中成绩占15%,实验成绩占10%,期末成绩占60%。
二、讲授大纲与各章的基本要求
一、单片机概述
教学要点:
通过本章的教学使学生初步了解单片机的特点及发展概况、常用单片机系列产品;
掌握MCS-51系列单片机的基本型、增强型和低功耗型的特点和区别。
1、使学生了解单片机的特点。
2、使学生了解单片机的历史及发展概况。
3、使学生了解常用单片机系列产品的机型和生产厂家。
4、使学生掌握MCS-51系列单片机的基本型、增强型和低功耗型的特点和区别。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.1什么是单片机
1.2单片机的历史及发展概况
1.38位单片机的主要生产厂家和机型
1.4单片机的发展趋势
1.5单片机的应用
教学重点和难点:
单片机的概念及应用;51系列单片机的特点。
考核要求:
1、单片机概述
1.1单片机的概念(识记)
1.2单片机的分类(领会)
2、单片机的历史及发展概况
2.1单片机的历史及发展概况(领会)
2.28位单片机的主要生产厂家和机型(领会)
2.3单片机的发展趋势和应用(领会)
3、MCS-51系列单片机
3.1基本型单片机的特点(识记)
3.2增强型单片机的特点(识记)
3.3低功耗型单片机的特点(识记)
二、51系列单片机的硬件结构
教学要点:
通过本章的教学使学生了解51系列单片机的结构及引脚、功能;掌握51系列单片
机的CPU结构,并行I/O端口的工作原理,熟练掌握51系列单片机的时序、工作方式及存储器的结构。
1、使学生了解51系列单片机的硬件结构,初步掌握各功能部件的功能。
2、使学生了解51系列单片机的引脚功能。
3、使学生掌握51系列单片机CPU的构成结构及功能。
4、掌握51系列单片机的存储器结构。
5、了解并行I/O端口的工作原理。
6、熟练掌握51系列单片机的基本时序,掌握振荡频率和时钟周期、机器周期的关系,
并能够熟练计算。
7、了解复位操作的功能、作用,掌握复位电路的工作原理及过程。
教学时数:
4~6学时
教学内容:
2.151系列单片机的硬件结构
2.251系列单片机的引脚
2.351系列单片机的CPU
2.451系列单片机存储器的结构
2.5并行I/O端口
2.6时钟电路与时序
2.7复位操作和复位电路
教学重点和难点:
51系列单片机的结构及特点;51系列单片机的基本时序特点;复位
电路的工作原理及过程。
考核要求:
1、51系列单片机的硬件结构和引脚
1.151系列单片机的硬件结构(掌握)
1.251系列单片机的引脚功能(掌握)
2、51系列单片机的CPU
2.1运算器(理解)
2.2控制器(理解)
3、51系列单片机存储器的结构
3.1程序存储器结构(掌握)
3.2特殊功能寄存器(掌握)
3.3内部数据线存储器(掌握)
3.4外部数据存储器(掌握)
4、并行I/O端口
四组I/O端口的工作原理(理解)
5、时钟电路与时序
5.1时钟电路(理解)
5.2机器周期、指令周期与指令时序(掌握,运算)
5.3复位操作和复位电路(掌握)
三、51系列单片机的指令系统
教学要点:
通过本章的教学使学生掌握51系列单片机的七种寻址方式;掌握指令的正确格式并熟练掌握数据传送指令、算术操作指令、逻辑运算指令、控制转移指令、位操作指令等各种指令的运用。
1、使学了解51系列单片机指令系统构成和分类。
2、使学生正确掌握指令的书写格式。
3、使学生掌握51系列单片机指令系统的七种寻址方式。
4、熟练掌握51系列单片机的数据传送指令、算术操作指令、逻辑运算指令、控制转移
指令和位操作指令的运用。
教学时数:
8~10学时
教学内容:
3.1指令系统概述
3.2指令格式
3.3指令系统的寻址方式
3.451系列单片机指令系统分类介绍
教学重点和难点:
指令的书写格式特点;指令系统的七种寻址方式;数据传送指令、
算术操作指令、逻辑运算指令、控制转移指令和位操作指令的特点及运用。
考核要求:
1、指令系统概述
1.1指令系统的分类方法(掌握)
1.2指令格式(掌握)
2、指令系统的寻址方式
七种寻址方式(掌握)
3、指令系统分类介绍
3.1数据传送指令(掌握)
3.2算术运算指令(掌握)
3.3逻辑运算指令(掌握)
3.4控制转移指令(掌握)
3.5位操作指令(掌握)
四、51系列单片机的汇编语言程序设计
教学要点:
通过本章的教学使学生理解汇编语言的格式;掌握各种伪指令;熟练掌握汇编语言程序设计的步骤和方法并熟练掌握关键字查找程序、数据极值查找程序、数据排序程序、分支程序和循环程序设计的方法。
1、使学初步掌握汇编语言程序设计的方法、步骤,汇编语言语句的种类和格式。
2、使学生正确掌握伪指令的功能和作用。
3、使学生掌握汇编语言程序的汇编和反汇编过程。
4、熟练掌握关键字查找程序、数据极值查找程序、数据排序程序、分支程序和循环程
序设计的方法。
教学时数:
10~14学时
教学内容:
4.1汇编语言程序设计概述
4.2汇编语言程序源程序的汇编
4.3汇编语言实用程序设计
教学重点和难点:
伪指令的功能和作用;汇编语言的编程环境;几种典型结构程序的
设计方法。
考核要求:
1、汇编语言程序设计概述
1.1汇编语言的特点(了解)
1.2汇编语言语句的种类和格式(掌握)
1.3位指令(掌握)
1.4汇编语言程序设计的步骤(应用)
1.5汇编语言程序的汇编(应用)
2、汇编语言实用程序设计
2.1子程序的设计(掌握)
2.2查表程序的设计(掌握)
2.3关键字查找程序设计(掌握)
2.4数据极值查找程序设计(掌握)
2.5数据排序程序设计(掌握)
2.6分支转移程序设计(掌握)
2.7循环程序设计(掌握)
五、51系列单片机的中断系统
教学要点:
通过本章的教学使学生理解中断处理的过程;掌握中断系统的结构以及CPU通过相关中断控制寄存器对中断控制的实现,熟练掌握对51系列单片机中断系统的编程控制。
1、理解中断的概念和中断处理的过程。
2、使学生正确掌握中断系统的结构特点。
3、使学生熟练掌握中断允许寄存器IE、中断优先寄存器IP对中断控制的实现。
4、掌握响应中断请求的条件及外部中断的响应实现。
5、掌握外部中断触发方式的选择和中断请求的撤销方法。
6、熟练掌握对51系列单片机中断系统的编程控制。
教学时数:
6~8学时
教学内容:
5.1中断的概念
5.251系列单片机中断系统的结构
5.3中断请求源
5.4中断控制
5.5相应中断请求的条件
5.6外部中断的相应时间
5.7外部中断的触发方式选择
5.8中断请求的撤消
5.9中断服务程序的设计
5.10外部中断源系统设计
教学重点和难点:
中断系统的结构特点;响应中断请求的条件及外部中断的响应实现;
51单片机中断系统的编程控制。
考核要求:
1、中断和中断系统的结构
1.1中断的产生和过程(理解)
1.2中断系统的结构(识记)
1.3中断请求源及控制(掌握)
2、中断控制
2.1中断允许寄存器IE(掌握)
2.2中断优先寄存器IP(掌握)
3、中断请求的响应
3.1响应中断请求的条件(识记)
3.2外部中断的响应时间(理解)
3.3外部中断的触发方式选择(掌握)
3.4中断请求的撤销(掌握)
4、中断服务程序的设计
中断服务程序的设计过程(掌握)
六、51系列单片机的定时器/计数器
教学要点:
通过本章的教学使学生掌握定时器/计数器的结构、工作方式和工作模式;了解定时器/计数器对输入信号的要求;熟练掌握定时器/计数器的编程和应用。
1、使学生掌握定时器/计数器的基本构成结构。
2、使学生正确掌握定时器/计数器的工作方式和工作模式。
3、使学生了解定时器/计数器对输入信号的要求。
4、熟练掌握定时器/计数器的编程和应用。
教学时数:
6~8学时
教学内容:
6.1定时器/计数器的结构
6.2定时器/计数器的四种工作方式
6.3定时器/计数器对输入信号的要求
6.4定时器/计数器的编程和应用
教学重点和难点:
定时器/计数器的基本构成结构;定时器/计数器的工作方式和工作模
式;定时器/计数器的编程和应用。
考核要求:
1、定时/计数器的结构
1.1定时/计数器的基本结构(掌握)
1.2定时/计数器的4种工作方式(掌握)
1.3定时/计数器对输入信号的要求(掌握)
2、定时/计数器的编程和应用
定时/计数器的编程和应用(掌握)
七、51系列单片机的串行口
教学要点:
通过本章的教学使学生掌握51系列单片机串行口的结构和控制;掌握串行口的四种工作方式及编程应用,并理解多机通信的原理。
1、使学生掌握串行口的基本结构和控制。
2、使学生正确掌握串行口的四种工作方式。
3、使学生理解多机通信的原理。
4、了解波特率的制定方法。
5、掌握串行口的编程和应用。
教学时数:
6~8学时
教学内容:
7.1串行接口的结构
7.2串行口的四种工作方式
7.3多机通信
7.4波特率的制定方法
7.5串行口的编程和应用
教学重点和难点:
串行口的基本结构和控制;串行口的四种工作方式;串行口通信的编
程和应用。
考核要求:
1、串行口的结构
1.1串行口的构成结构(掌握)
1.2串行口的4种工作方式(理解)
1.3多机通信的原理(理解)
2、串行口的编程和应用
串行口的编程和应用(掌握)
八、51系列单片机的外部存储器扩展
教学要点:
通过本章的教学使学生掌握系统总线及总线构造;程序存储器和数据存储器的扩展方法。
1、使学生掌握系统总线及总线的构造。
2、使学生正确掌握存储器的读写控制、地址空间分配的方法。
3、使学生程序存储器的扩展方法。
4、使学生数据存储器的扩展方法。
5、掌握EPROM和RAM的总和扩展方法。
教学时数:
2~6学时
教学内容:
8.1概述
8.2系统总线及总线构造
8.3读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器
8.4程序存储器EPROM的扩展
8.5静态数据存储器的扩展
8.6EPROM和RAM的综合扩展
教学重点和难点:
系统总线及总线的构造;存储器的读写控制、地址空间分配的方法;
数据存储器的扩展方法;EPROM和RAM的总和扩展方法。
考核要求:
1、系统总线及总线构造
1.1系统总线的构成(识记)
1.2构造系统总线(掌握)
1.3读写控制、地址空间的分配(掌握)
2、程序存储器的扩展
程序存储器的扩展方法(掌握)
3、数据存储器的扩展
数据存储器的扩展方法(掌握)
4、EPROM和RAM的综合扩展
EPROM和RAM的综合扩展方法(掌握)
九、51系列单片机的I/O接口扩展
教学要点:
通过本章的教学使学生掌握I/O接口的功能、编址方式;掌握51系列单片机与8255、8155的接口设计;并学会用74LSTTL电路和串行口扩展并行I/O口。
1、使学生I/O接口的功能、编址方式。
2、使学生正确掌握51系列单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口设计。
3、使学生正确掌握51系列单片机与可编程RAM/IO芯片8155H的接口设计。
4、使学生学会使用74LSTTL电路扩展并行I/O口。
5、使学生学会使用51系列单片机的串行口扩展并行I/O口。
教学时数:
2~6学时
教学内容:
9.1I/O接口扩展概述
9.251系列单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口设计
9.351系列单片机与可编程RAM/IO芯片8155H的接口
9.4用74LSTTL电路扩展并行I/O口
9.5用51系列单片机的串行口扩展并行口
教学重点和难点:
51系列单片机与可编程I/O芯片8255A和8155H的接口设计;使用
74LSTTL电路扩展并行I/O口;使用51系列单片机的串行口扩展并行I/O口。
考核要求:
1、I/O接口扩展概述
1.1I/O接口的功能(识记)
1.2I/O端口的编址和数据传送方式(掌握)
2、51系列单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口设计
51系列单片机与可编程并行I/O芯片8255A的接口设计(掌握)
3、51系列单片机与可编程RAM/IO芯片8155H的接口
51系列单片机与可编程RAM/IO芯片8155H的接口设计(掌握)
4、扩展并行I/O口
4.1用74LSTTL电路扩展并行I/O口(掌握)
4.2用51系列单片机的串行口扩展并行口(掌握)
十、51系列单片机与外设的接口设计
教学要点:
通过本章的教学使学生掌握51系列单片机与LED数码管、键盘等外设的接口原理和设计。
1、使学生理解并掌握LED数码管显示原理。
2、使学生正确理解键盘接口原理。
3、使学生熟练掌握键盘/显示器接口的设计。
4、理解51系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口。
教学时数:
10~12学时
教学内容:
10.1LED数码管显示原理
10.2键盘接口原理
10.3键盘/显示器接口设计
10.451系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口
教学重点和难点:
LED数码管、LCD液晶显示器的显示原理;键盘接口原理;键盘/
显示器接口的设计。
考核要求:
1、LED数码管显示原理
1.1LED数码管的结构(理解)
1.2LED数码管的工作原理(理解)
2、键盘接口原理
2.1键盘输入的特点、按键的识别和消抖(理解)
2.2键盘的工作原理和工作方式(理解)
3、键盘/显示器接口设计
3.151系列单片机与LED数码管的接口设计(掌握)
3.2键盘接口设计(掌握)
4、51系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口
51系列单片机与液晶显示器(LCD)的接口(理解)
十一、51系列单片机与D/A、A/D转换器的接口设计
教学要点:
通过本章的教学使学生掌握51系列单片机与常用D/A转换器、A/D转换器的接口原理及设计。
1、使学生正确理解并掌握51系列单片机与DAC的接口。
2、使学生正确理解并掌握51系列单片机与ADC的接口。
教学时数:
2~6学时
教学内容:
11.151系列单片机与DAC的接口
11.251系列单片机与ADC的接口
教学重点和难点:
51系列单片机与常用D/A转换器、A/D转换器的接口原理及设计。
考核要求:
1、51系列单片机与DAC的接口
1.1D/A转换器简介(理解)
1.251系列单片机与8位D/A转换器DAC0832的接口设计(掌握)
2、51系列单片机与ADC的接口
2.1A/D转换器简介(理解)
2.251系列单片机与逐次比较型8位A/D转换器ADC0809的接口设计(掌握)
三、推荐教材和参考文献
1、《单片机原理及应用》,张毅刚、彭喜元、彭宇编著,第二版,高等教育出版社,2010
2、《新编单片机原理与应用》,潘永雄编著,第二版,西安电子科技大学出版社,2007
3、《单片微型计算机原理、接口及应用》,徐惠民、安德宁编著,第二版,北京邮电大
学出版社,2000
4、《单片机原理及接口技术》,曹琳琳、曹巧媛编著,国防科技大学出版社,2000
编写负责人:
查兵教研室主任:
曹晖分管副院长:
胡日新
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- 单片机原理与应用 新编 单片机 原理 应用 潘永雄 第二 通信 本科课程 教学大纲