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    单片机原理及接口技术教学大纲.docx

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    单片机原理及接口技术教学大纲.docx

    单片机原理及接口技术教学大纲课程名称:单片机原理及接口技术英文名称: MCU principles and interface technologies课程性质:专业方向选修课课程编号:0132002所属院部:机电工程学院周学时:5学时总 学时:75学时(理论60学时,实验15学时)学分:4学分教学对象(本课程适合的专业和年级):机械设计创造及其自动化专业(本科)二年级 学生、机械设计创造及其自动化专业二年制本科(3+2)一年级学生 豫备知识:电路、摹拟电子技术、数字电子技术课程在教学计划中的地位作用:单片机原理及接口技术课程是机械设计创造及其自动化 专业的一门重要专业选修课程。本课程是一门面向应用的综合专业课程。教学方法:理论教学与实践教学相结合教学目标与要求:通过本课程的学习,能对单片机发展历史和单片机种类有一定的了解, 掌握单片机的硬件结构、MCS-51的指令系统、MCS-51汇编语言程序设计、MCS-51 的中断系统、MCS-51的定时器/计数器、MCS-51的串行口、MCS-51单片机扩展存储 器的设计、MCS-51扩展I/O接口的设计、MCS-51与键盘、显示器的接口设计、MCS-51单 片机与D/A转换器和A/D转换器的接口、MCS-51的功率接口、MCS-51的串行通信技术 及其扩展接口。初步掌握单片计算机应用系统的硬件、软件构成,使学生具备单片机应 用系统软、硬件开辟的初步能力。课程教材:蔡美琴主编.MCS-51系列单片机系统及其应用(第二版).高等教育出版 社.2004.6参考书目:1李朝青主编.单片机及接口技术(第三版)北京航天航空大学出版社.2005.102胡汉才主编.单片机原理及其接口技术(第三版).清华大学出版社.2022.6考核形式:平日成绩+期末考试。平日成绩授课教师可根据实际情况给定,最高比例不 超过30%o编写日期:2022年8月制定课程内容及学时分配(含教学重点、难点):1 .学时分配zl-4-p 早下课程内容授课时数第一章单片机概述2第二章MCS-51系列单片机的基本结构8第二早指令系统10+2第四章汇编语言程序设计6+21第五章中断、定时/计数器及串行通信12+2弟八早MCS-51系统扩展技术14:第七章单片机应用系统设计4实验15合计752 .课程内容第一章单片机概述了解单片机的概念、发展过程及产品近况;掌握单片机的特点及应用领域,了解单 片机应用系统开辟的基本过程;明确本课程的学习内容、基本要求和考核办法,激发学 生学习兴趣,调动学习主动性。重点:单片机的概念;单片机的特点及应用领域。第二章MCS-51单片机的基本原理了解MCS-51单片机的基本结构/资源配置与引脚封装;掌握单片机典型产品的存储 器配置特点;了解单片机的并行接口结构与操作。重点:单片机的基本结构、单片机的引脚、单片机的存储器配置、单片机的并行接 口结构与操作。难点:控制引脚的使用及并行I/O工作原理。第三章指令系统了解指令系统的概念和指令的基本格式、掌握7种寻址方式、掌握数据传送指令、 算术运算指令、逻辑运算指令与循环类指令、控制转移类指令、位操作类指令的使用。重点:指令格式、寻址方式、111条指令。难点:控制转移类指令及指令的应用。第四章汇编语言程序设计了解程序编制的方法和技巧;掌握源程序编辑与手工汇编的技能;了解伪指令的功 能和常用伪指令的使用;掌握四种基本程序结构(顺序结构、分支结构、循环结构、子程序)的程序设计方法。重点:四种基本程序结构(顺序结构、分支结构、循环结构、子程序)及程序设计 方法。难点:汇编程序设计。第五章中断系统、定时/计数器及串行通信了解单片机的中断系统结构及其中断控制;掌握单片机中断处理的过程;掌握单片 机定时/计数器的使用;掌握单片机串行通信的原理及使用。重点:中断的基本概念、中断处理过程、定时/计数器的使用、串行通信。难点:单片机的中断处理过程、定时/计数器的应用、多机通信。第六章单片机的系统扩展掌握单片机存储器扩展的基本方法;了解单片机的输入/输出及其控制方式;掌握 单片机并行接口的扩展方法;学会典型并行接口芯片的使用;掌握键盘、显示接口扩展 方法;掌握A/D、D/A转换器的工作原理及应用。重点:存储器扩展方法、典型接口芯片的使用、键盘接口和显示接口的扩展难点:三总线的连接及扩展编程第七章单片机应用系统设计方法了解单片机应用系统设计过程;了解提高系统可靠性的普通方法;对小型单片机应 用系统开辟有一个全面认识,为后期整周实训打下基础。重点:单片机应用系统设计过程及提高系统可靠性的普通方法。补充说明:1 .本大纲是针对机械设计创造及其自动化四年制(本科)专业制定,机械设计制 造及其自动化专业二年制本科(3+2)课时应适当减少。2 .本大纲的学时为参考学时,学时如有变化,任课教师可在此大纲的基础上增减 一些内容。在实验设备允许的情况下,实验适当增加4课时摆布,理论课时相应减少4。3 .建议的教材只是编写大纲时的教材,选用教材时要尽量选用新版教材或者最新 获奖教材。学院章年 月 日大纲撰写人签字: 学院负责人签字:单片机原理及接口技术实验教学大纲课程编号:0132002课程名称:单片机原理及接口技术英文名称: MCU principles and interface technologies谀ij学时:15课程类型:专业方向选修课设置性质:非独立设课面向专业:机械设计创造及其自动化专业(本科)二年级学生、机械设计创造及其自动 化专业二年制本科(3+2)一年级学生主要教材、参考书:1蔡美琴主编NCS-51系列单片机系统及其应用(第二版).高等教育出版社.2022.122李朝青主编.单片机及接口技术(第三版)北京航天航空大学出版社.2005.10网胡汉才主编.单片机原理及其接口技术(第三版).清华大学出版社.2022.64仪器使用说明书一、课程目标与基本要求课程目标:实验课是单片机原理及接口技术课程的重要要实践环节。通过本课程的 学习使学生实践上掌握单片计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术,建立单片机 系统整体概念,使学生具备单片机应用系统软、硬件开辟的初步能力。基本要求:1、掌握一些最基本的编程方法和调试技能;2、熟练掌握各实验中常用 仪器、仪表的原理及使用;3、正确观察实验现象与正确调试修改程序的能力;4、能正 确分析、处理实验数据,从而得出正确的实验结果;5、通过实验技能的训练,从而培养 学生理论联系实际的作风、严谨的科学态度和独立分析与解决实际问题的能力。二' 实验报告与考核实验成绩按本人在实验中的表现、动手操作能力和实验报告的完成情况,按优秀、 良好、中等、及格和不及格5级评分标准,由实验指导教师评定给出每次实验成绩,所 有实验成绩汇总核算,最终将实验总分并入课程总成绩,比例约占10%。三' 实验主要配套仪器设备DHTS-A型单片机同步互动教学系统、PC机、示波器。四、实验项目与教学安排序号项目名称实验内容提要项目学时项目类型每组人数教学要求1P1 口亮灯实 验内容:P1 口做输出口,接八 只发光二极管,编写程序, 使发光二极管循环点亮。要求:正确连接电路,编写 程序,调试运行,使发光二 极管能够循环点亮。2基础20-21必修2P1 口转向灯 实验内容:P1.0接高电平、P1.1 接低电平时,右转向灯闪亮; P1.0接低电平、P1.1接高电 平时左转向灯闪亮;否则转 向灯关闭。要求:掌握MOVX、MOV指 令的应用与区别,编写程序, 调试运行,观察运行结果。2基础20-21必修3P3.3 口输入,P1 口输 出内容:1.P3 口做输入口,外 接脉冲,母轴入个脉冲,P1 口按十六进制加一。2.P1 口做输出口,编写程序,使P1 口接的8个发光二极管L1L8按16进制加一方式 点亮发光二极管。要求:正确连接电路,编写 程序,调试运行,使发光二 极管按规律亮或者灭。2基础20-21必修4工业顺序控 制实验内容:MCS-51单片机的 控制注塑机的七道 工序,现摹拟控制七只发光 二极管的点亮。要求:正确连接电路,编写 程序,调试程序,使运行正 确。2创新20-21必修5外部中断实 验内容:INTO端接单次脉冲发 生器。按一次脉冲产生一次 中断,CPU使P1.0状态发生 一次反转,P1.0接LED灯, 以查看信号反转。要求:掌握外部中断的使用 方法,会止确连接电路,编 写程序,调试程序,使运行 止确。2基础20-21必修6定时器/计 数器实 验内容:使用MCS-51内部定时 /计数器,定时1秒钟,CPU 运用定时中断方式,实现每1 秒钟输出状态发生一次反 转,即发光管每隔1秒钟亮 一次。要求:正确连接电路,编写 程序,调试运行,正确点亮 发光二极管。2综合20-21必修7步进机电控内容:步进机电驱动电路由 一片 ULN2003AN (7 位 0C 门驱动器)来驱动步进机电, 同时驱动4只LED发光二极 管显示各相状态。要求:掌握步进机电控制系 统的硬件设计方法;熟悉步 进机电驱动程序的设计与调 试,提高单片机应用系统设 计和调试的能力。正确连接 电路,编写程序,调试运行。3创新20-21必修本大纲执笔人(签字):院长(签字):制定日期:单片机原理及接口技术课程设计教学大纲课程名称:单片机原理及接口技术课程性质:集中实践教学环节必修课程学 分:2学 时:2周授课单位:机电工程学院合用专业:机械设计创造及其自动化专业(本科)二年级学生、机械设计创造及 其自动化专业二年制本科(3+2)二年级学生 预修课程:电路、摹拟电子技术、数字电子技术。开设学期:第六学期(第四学期) 一、课程设计教学目的与基本要求:1 .教学目的:单片机原理及接口技术课程设计是对机械类专业学生进行的一 次设计实践性教学环节。其主要目的是进一步巩固、理解并初步运用所学知识, 在接触和了解单片机的内部结构、工作原理、系统扩展及指令编程的基础上, 通过课程设计,使学生完成从实际项目立题、调研、方案论证、方案实施、系统 调试、编写使用说明书等工程师培养的基本训练,熟悉开展科学实践的程序和办 法,初步培养学生分析问题、解决实际工程问题的能力,为今后从事生产技术工 作打下必要的基础。学会灵便运用已经学过的知识,并能不断接受新的知识,大 胆发明创造的设计理念。2 .基本要求:单片机原理及接口技术课程设计实质上是对单片的硬件和软件 进行综合编程应用的过程。因此,要求学生自己调研、设计系统功能、划分软硬 件功能、选择器件,用Protel软件在计算机上设计硬件原理图、印制板图,设计 软件框图、流程图等。然后在通用电路板上焊接器件、调试电路,编写软件程序、 调试程序等;用仿真器对所做的系统进行仿真,修改调试程序。烧录程序,对整 个系统做试运行,有问题再进一步修改调试,直至达到设计的要求和取得满意的 效果。最后编写系统说明书,其内容主要包括系统的功能介绍、使用范围、主要 性能指标、使用方法、注意事项等。二' 课程设计内容及安排:1 .主要设计内容:(1)晶振、上电、按键复位、EA、VCC、GND引脚接好,在XTAL1或者XTAL2上输出正弦波。注意电容的正负极。(2)通过P1 口扩展LED灯,可实现每隔一定时间亮灭(延时或者通过TO 定时实现),可实现通过按键控制某一灯亮。(3)交通灯控制(4)实现T1外部脉冲计数功能,并将脉冲数显示出来。(5)扩展键盘,实现键盘+1、一 1数据,并显示。(6)扩展D/A,输出方波或者其他波型,计算频率并验证。(7)通过8155或者8255扩展键盘/LED显示器,将键盘的编号在显示器上显 zFo(8)扩展A/D,并将采集到的数据通过LED显示器显示。(9)扩展DS1302,设计时间显示系统,要求实时显示年月日。(10)扩展DS18B20,并将检测到的温度通过LED显示器显示。(11 )音乐播放系统设计(12)交通灯系统设计(13)万年历的设计(14)出租车计价器系统设计(15)频率计系统设计(16)温度测量系统设计(17)医院住院病人呼叫器的设计(18)智力竞赛抢答器的设计(19)自动电梯控制电路的设计(20)智能化公共汽车报站器的设计(21 )自动往返电动车的设计(22)简易IC卡收费器的设计(23)消毒柜控制电路的设计指导教师可以根据实际情况及学生兴趣选择其他题目。2 .时间安排:在单片机原理及接口技术课程和其它先修课程完成后,安排2 周时间进行单片机原理及接口技术课程设计。序号课程主要内容学时1方案设计2天2硬件设计及调试I天3软件设计及调试f、天4编写设计报告及答辩2天合计12天三、指导方式:集体辅导与个别辅导相结合四、课程设计考核方法及成绩评定:1 .考核方式:根据设计系统和设计说明书及答辩进行成绩评定,再也不考试。2 .成绩评定:由23名教师组成答辩小组,对学生完成的系统和设计计算 说明书的内容进行提问,并根据学生回答问题的正确性以及设计内容,按优秀、 良好、中等、及格和不及格进行评分。五、课程设计教材及主要参考资料:1蔡美琴主编.MCS-51系列单片机系统及其应用(第二版).高等教育出版 社.2022.122李朝青主编.单片机及接口技术(第三版)北京航天航空大学出版 ?±.2005.103胡汉才主编,单片机原理及其接口技术(第三版).清华大学出版社.2022.6学院章年 月大纲撰写人签字:学院负责人签字:

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