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单片机原理及应用教学大纲

《单片机原理及应用》课程面向本科电类、通信工程、机械电子工程、车辆工程等相关专业的学生，从事电子技术相关领域的工程技术人员等。

课程概述

本课程是电气工程及其自动化专业、自动化专业及通信专业的主要专业基础课和骨干课。本课程的学习目的在于使学生掌握单片机的基本概念，基本原理和应用方法。要求学生在牢固掌握单片机基本概念的基础上，具备对简单系统的硬件原理的分析与设计、接口芯片的应用和汇编语言软件编写能力，为进一步的专业课学习和参加控制与通信工程实践打下必要的基础。

本课程的教学目标是：使学生具备高素质劳动者和中高级专门人才所必须的单片机基本知识和单片机的基本应用能力，初步掌握单片机应用的一般方法和步骤，为提高职业技能打下基础，并注意渗透思想教育，进一步培养学生的辨证思维，加强学生的职业道德观念。

1．基本知识教学目标是：

（1）单片机原理中的基本概念和基本原理；

（2）单片机资源的简单应用。

2．能力目标是：

（1）学会单片机应用的环节和步骤；

（2）能使用汇编语言环境；

（3）能使用编程器；

（4）能编写简单的程序；

（5）能用单片机制作简单的电子产品。

3．思想教育目标是：

（1）进一步提高辨证思维的能力；

（2）具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神；

（3）加强职业道德教育。

授课目标

1．基本知识教学目标是：

（1）单片机原理中的基本概念和基本原理；

（2）单片机资源的简单应用。

2．能力目标是：

（1）学会单片机应用的环节和步骤；

（2）能使用汇编语言环境；

（3）能使用编程器；

（4）能编写简单的程序；

（5）能用单片机制作简单的电子产品。

3．思想教育目标是：

（1）进一步提高辨证思维的能力；

（2）具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神；

（3）加强职业道德教育。

课程大纲

课程目标与毕业要求指标点对应关系

课程的性质、目的和任务：本课程是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课之一，课程介绍单片机硬件结构及各功能部件的工作原理、指令系统与汇编语言程序及C语言程序设计，并从应用设计角度介绍单片机各种接口的软硬设计，

以及单片机应用系统开发设计的步骤和方法，此外还介绍Keil、Proteus等单片机仿真及调试工具软件的使用。为后续单片机课程设计、计算机控制技术等教学环节打下重要基础。通过本课程的学习，使学生掌握单片机基础知识，能运用单片机仿真调试工具、手段和方法，进行简单的单片机应用系统方案设计、软硬件设计和仿真调试等，为学生毕业后从事相关工作打下良好基础。

课时

课程目标1：在理论教学、课内外设计环节中，为解决复杂工程问题提供控制器层面的专业知识基础。

课程目标2：掌握构建单片机软硬件平台的设计方法，能够针对设计任务，进行任务分解，按功能划分模块单元，并运用所学知识，给出硬件、软件设计方案课程目标3：在实践教学环节中，能够结合Keil、Proteus 软件进行程序联调及设计。能够利用工具对系统设计与应用领域的复杂工程问题进行分析，并能够结合其他专业知识设计研究方案。

第1章单片机基础知识概述

对应课程目标1。了解单片机。

课时

第1章单片机基础知识概述

1.1 单片机概述

1.2 单片机学习的预备知识

第2章MCS-51单片机结构及原理

对应课程目标1。通过此部分知识的讲解，使学生具有单片机基本硬件知识，进行单片机最小应用系统的硬件设计。

课时

2.1 MCS-51单片机结构

2.2 MCS-51的存储器结构

2.3单片机的复位、时钟与时序

2.4并行I/O口

第3章单片机的汇编语言与程序设计

对应课程目标1、2。通过此部分知识的讲解，使学生具有单片机汇编指令、软件结构及流程的基础知识，使学生能够设计单片机应用系统的软件流程、编写指令代码。

课时

3.1汇编语言概述

3.2 MCS-51指令系统简介

3.3汇编语言的编程方法

第4章单片机的C51语言

对应课程目标2。使学生在单片机应用系统设计中能够运用软件工具。学会编程课时

4.1 C51的程序结构

4.2 C51的数据结构

4.3 C51与汇编语言的混合编程

4.4 C51仿真开发环境

4.5 C51初步应用编程

第5章单片机的中断系统

对应课程目标1、2。使学生能够设计中断软件流程和中断服务程序。

课时

5.1 中断的概念

5.2 中断控制系统

5.3 中断处理过程

5.4 中断的编程和应用举

第6章单片机的定时器/计数器

对应课程目标1、2。使学生具备定时器/计数器相关知识，能够合理选择定时器各种功能进行定时器类程序设计，并能进行实际设计演示。

课时

6.1 定时/计数器的结构与工作原理

6.2 定时器的控制

6.3 定时/计数器的工作方式

6.4 定时/计数器的编程和应

第7章单片机的串行通信技术

对应课程目标1。通过此部分知识的讲解，使学生具备串行口（串口通讯）相关知识，能够合理选择串行口工作方式和波特率进行串口通讯设计。

课时

7.1 串行通信概述

7.2 MCS-51的串口控制器

7.3 串行工作方式0及其应用

7.4 串行工作方式1及其应用

7.5 串行工作方式2及其应用

7.6 串行工作方式3及其应用

第8章单片机接口技术

对应课程目标1、2。通过此部分知识的讲解，使学生具有单片机扩展I/O接口、数码管/键盘等常用人机接口、A/D、D/A转换器接口等知识，能够进行I/O接口硬件设计、人机接口和A/D、D/A转换器接口的软硬件设计，数据处理软件设计。课时

8.1 单片机的系统总线

8.2 简单并行I/O口扩展

8.3 可编程并行I/O口扩展

8.4 D/A转换与DAC0832应用

8.5 A/D转换与ADC0809应用

8.6 开关量功率驱动接口技术

第9章单片机应用系统的设计与开发

对应课程目标1、2。使学生具有综合运用知识的能力，具备“项目”软硬件设计能力。

课时

9.1 单片机系统的设计开发过程

9.2单片机系统设计开发应用举例

9.3 单片机串行扩展单元介绍

单片机实验

1、掌握单片机I/O口的软硬件设计；掌握延时子程序的编写；掌握基本的单片机硬件调试方法。

2、掌握单片机定时器的使用方法；掌握中断子程序的编写和调试。

3、掌握“量程”与“分辨率”的概念，针对不同的系统精度要求采用不同位数的A/D转换器和参考点电压设置。

4、掌握D/A的软硬件设计和调试

课时

实验说明

Keil_Proteus安装与使用方法

实验指导书

预备知识

C语言、模拟电子电路、数字电路、计算机基础等

参考资料

[1]林立张俊亮.单片机原理及应用[M]. 北京：电子工业出版社，2014

[2] 范力旻蔡纪鹤.单片机原理及接口技术[M]. 北京：机械工业出版社，2019

[3]严洁.单片机原理及其接口技术[M]. 北京：机械工业出版社，2010.

[4] 周明德主编.微机原理与接口技术[M].2版. 北京：人民邮电出版社，2007.