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1、《單片機原理》課程教學(xué)大綱
課程編號:08103111
課程名稱:單片機原理
英文名稱:Single-chip Microcomputer Principle
課程類型:專業(yè)課
課程要求:必修
學(xué)時/學(xué)分:40么5 (講課學(xué)時:34實驗學(xué)時:6上機學(xué)時:0)
適用專業(yè):自動化
一、 課程性質(zhì)與任務(wù)
1. 課程性質(zhì):《單片機原理》是自動化專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課,是計算機控制類課程,是一
門應(yīng)用能力要求很高且專業(yè)性強的學(xué)科基礎(chǔ)課程。
2. 課程任務(wù):單片機的出現(xiàn)是計算機發(fā)展史上的一個里程碑,它以體積小、功能全、
性能價格比高等優(yōu)點而獨具特色,在工業(yè)控制、尖端武器、通信設(shè)備、家用電
2、器等測控領(lǐng)
域的應(yīng)用中獨占熬頭,符合教育的規(guī)律,注重理論聯(lián)系實際,與能力和素質(zhì)培養(yǎng),便于學(xué)
生很好的學(xué)習(xí),為以后的工作打下基礎(chǔ)。單片機原理主要任務(wù)是講授硬件結(jié)構(gòu)、指令系
統(tǒng)、程序設(shè)計等基本原理與方法。本課程是專業(yè)性較強的一門課程,通過學(xué)習(xí)力求讓學(xué)生
做到概念準確、重點突出、能自己單獨完成小的系統(tǒng)設(shè)計。
二、 課程與其他課程的聯(lián)系
本課程是自動化專業(yè)大學(xué)本科三年級學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)課,是《微機原理與基礎(chǔ)》的后
續(xù)課程,并為《計算機控制系統(tǒng)》等專業(yè)課程提供基礎(chǔ)知識。
三、 課程教學(xué)目標
課程學(xué)習(xí)的總體目標:不僅要使學(xué)生能夠正確了解掌握MCS51單片機的內(nèi)部資源與應(yīng)
用、接口技術(shù),還
3、要使學(xué)生能夠系統(tǒng)、深入的掌握硬件與軟件設(shè)計方法,通過設(shè)計案例分析
及實驗環(huán)節(jié),能自己單獨完成小的系統(tǒng)設(shè)計,為嵌入式產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)打下堅實的理論基
礎(chǔ)。
1. 了解有關(guān)單片機的基本概念,特點和用途,重點掌握單片機的主要性能特點、存儲
器結(jié)構(gòu)、輸入/輸出端口、串行接口;理解中斷系統(tǒng)的概念和功能。通過本課程的學(xué)習(xí),掌
握單片機內(nèi)部資源及其原理與應(yīng)用概況。達成畢業(yè)要求1.1、3.3o
2. 學(xué)習(xí)單片機的指令系統(tǒng),熟練掌握指令,掌握單片機的順序、分支、循環(huán)程序的編寫。
達成畢業(yè)要求4.L4.5、5.1 o
3. 掌握單片機I/O 口、定時器、串行接口的基本原理及其應(yīng)用,掌握其硬件及軟件
4、設(shè)計
方法。達成畢業(yè)要求5.1、6.1、7.1 o
4. 掌握單片機接口技術(shù)。達成畢業(yè)要求7.1, 11.2 o
5. 在課堂教學(xué)過程中探討單片機領(lǐng)域的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,使學(xué)生相關(guān)技術(shù)的前沿
發(fā)展現(xiàn)狀和研究方向有一定的了解,可獨立設(shè)計完整的單片機控制系統(tǒng)。達成畢業(yè)要求3.1,
5.1, 10.4 o
6. 培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生掌握各種硬件電路功能及軟件實現(xiàn)方法,完
成實驗方法和實驗過程設(shè)計,獲得實驗技能的基本訓(xùn)練,達成畢業(yè)要求4.1, 4.3, 4.4, 4.5。
7. 注重培養(yǎng)學(xué)生的文獻資料查詢能力,課堂講授時有針對性的提出與課程前沿技術(shù)相
關(guān)的思考題,有
5、針對性地推薦學(xué)生閱讀一些專業(yè)文獻,并鼓勵學(xué)生圍繞思考題等課堂教學(xué)內(nèi)
容,充分利用互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字圖書館等現(xiàn)代化手段,自主搜尋和查閱相關(guān)參考資料,從而提高
學(xué)生快速獲取新知識和新信息的能力,達成畢業(yè)要求2.4, 10.5, 12.2 o
8. 培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、深入鉆研問題的習(xí)慣,鼓勵學(xué)生對同一控制目標從經(jīng)濟性、技
術(shù)可行性等方面提出多種控制策略或解決方案,鼓勵學(xué)生用批判的眼光看問題,培養(yǎng)學(xué)生
勇于創(chuàng)新,鍛煉自己的研究創(chuàng)新能力,達成畢業(yè)要求7.3, 10.4, 11.1, 11.2 o
9. 部分章節(jié)安排自學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,達成畢業(yè)要求12.2, 12.3 o
四、教學(xué)內(nèi)容、基本
6、要求與學(xué)時分配
序
號
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)要求
學(xué)
時
教學(xué)
方式
對應(yīng)課
程教學(xué)
目標
1
、
單片機概述
1. 掌握MCS-51單片機的主要性
能特點、引腳、內(nèi)部資源
2. 掌握MCS-51單片機存儲器結(jié)
構(gòu)
3 .了解單片機的應(yīng)用
4
講授
討論
1、5、7
2
二、
MCS-51單片機的指令系統(tǒng)
1. 了解MCS-51單片機的尋址方
式
2. 掌握數(shù)據(jù)傳送類指令
3. 掌握算術(shù)和邏輯操作類指令
4. 掌握控制轉(zhuǎn)移類指令
5. 掌握位操作類指令
4
講授
討論
自學(xué)
2、6
實驗1:開發(fā)系統(tǒng)使用與編程實驗
實驗
7、1:開發(fā)系統(tǒng)使用與編程實
驗
4
3
三、
MCS-51單片機的程序設(shè)計
1.掌握循環(huán)程序設(shè)計方法
2 .掌握分支程序設(shè)計方法
3 .掌握布爾處理程序設(shè)計方法
4、了解其它程序設(shè)計方法
6
講授
討論
自學(xué)
2
四、
單片機應(yīng)用
1 .輸入/輸出端口
2. 中斷系統(tǒng)
3. 定時器/計數(shù)器
4 .串行接口
1、 掌握4個I/O 口的特點與區(qū)別,
掌握利用I/O進行數(shù)據(jù)輸入輸出
的硬軟件設(shè)計方法、掌握鍵盤與
數(shù)碼顯示的硬軟件設(shè)計方法,了
解I/O 口的應(yīng)用
2、 掌握中斷源、中斷初始化,掌
握中斷的應(yīng)用方法,了解中斷響
應(yīng)過
8、程
3、 掌握定時計數(shù)器的初始化方
法,掌握定時器的應(yīng)用
4、 了解串行接口初始化方法,了
解串行接口的應(yīng)用
12
講授
討論
自學(xué)
3
五、
MCS-51單片機系統(tǒng)擴展
1 .程序存儲器擴展
2.數(shù)據(jù)存儲器擴展
1、 掌握程序存儲器擴展的硬件設(shè)
計
2、 掌握數(shù)據(jù)存儲器擴展的硬件設(shè)
計
2
講授
討論
自學(xué)
4、5
六、MCS-51單片機接口技術(shù)
1. A/D轉(zhuǎn)換
2. D/A轉(zhuǎn)換
3. 通用接口芯片
實驗2:硬、軟件設(shè)計實驗
1、 掌握一種A/D轉(zhuǎn)換芯片的硬
軟件設(shè)計,了解1-2種A/D轉(zhuǎn)換
芯片的硬軟件設(shè)計
2、 掌握
9、一種D/A轉(zhuǎn)換芯片的硬軟
件設(shè)計,了解1?2種D/A轉(zhuǎn)換芯
片的硬軟件設(shè)計
3、 掌握一種接口轉(zhuǎn)換芯片的硬軟
件設(shè)計,了解1-2種接口轉(zhuǎn)換芯
片的硬軟件設(shè)計
6
講授
討論
自學(xué)
4、5、6、
7、8
實驗2:硬、軟件設(shè)計實驗
2
五、 其他教學(xué)環(huán)節(jié)(課外教學(xué)環(huán)節(jié)、要求、目標)
無
六、 教學(xué)方法
本課程重點講授單片機內(nèi)部資源、指令系統(tǒng)、軟件設(shè)計及系統(tǒng)擴展。課程講授從以單片
機內(nèi)部資源及指令系統(tǒng)為基礎(chǔ),系統(tǒng)、深入講授多種應(yīng)用程序及應(yīng)用控制單元的軟、硬件設(shè)
計,使學(xué)生熟練掌握常用字程序設(shè)計及微小控制單元硬軟件設(shè)計,配合學(xué)生查閱資料與討
10、論,
使學(xué)生了解單片機的應(yīng)用情況,掌握綜合利用所學(xué)知識,分析及解決工程問題的能力。
本課程以課堂教學(xué)為主,結(jié)合作業(yè)、自學(xué)、討論和文獻檢索閱等教學(xué)手段和形式完成課
程教學(xué)任務(wù)。
注重對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。在傳授知識的同時,擔負改變學(xué)生傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法的責(zé)任,
力求教會學(xué)生如何以工程的觀點學(xué)習(xí)專業(yè)課程。教師不但教給學(xué)生知識,更重要的是教給學(xué)
生如何將所學(xué)到的知識進行系統(tǒng)分析和靈活應(yīng)用。應(yīng)盡量教會學(xué)生怎樣理解問題,避免死記
硬背,提高分析和解決問題的能力。
重視教學(xué)過程,多次考核取平均值,避免期末突擊。
在自學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中,對課程中某些有助于進一步拓寬控制系統(tǒng)理論知識的內(nèi)容,通過教
師的指導(dǎo),由學(xué)生自學(xué)完成。
七、 考核及成績評定方式
最終成績由平時作業(yè)成績、平時考核成績和期末考試成績等組合而成。各部分所占比例
如下:
平時成績:10% O主要通過作業(yè)、實驗、考勤進行考核。
期末考試成績:90%o主要考核課程要求掌握的概念、基本分析、計算、設(shè)計方法的掌握程
度。書面考試形式。
八、 教材及參考書目
1. 教材:
[1]微型計算機原理與應(yīng)用(第三版).李群芳等編著.電子工業(yè)出版社,2015.
2. 參考書目:
[1] 單片機原理與應(yīng)用.杭和平.機械工業(yè)出版社,2015
[2] 單片機原理與應(yīng)用.倪云峰 西安電子科技大學(xué)出版社,2015