《单片机应用技术》课程教学大纲.docx

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1、单片机应用技术课程教学大纲一、课程概况二、课程简介课程中文名称单片机应用技术课程英文名称Applied Technology of MCU课程编号19132301课程类别口公共必修课 口公选课 口院级限选课 口学科基础课 专业基础课 口专业限选课 口专业任选课总学时48讲授学时40实验学时8总学分3开课单位理学院开课系(室)物理与光电科学系授课对象电子科学与技术专业本科生先修课程模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计本门课程为电子科学与技术专业的专业限选课。主要内容包括51系列单片机及各种接 口设计与应用系统设计。教学内容主要有51单片机的硬件结构；指令系统；中断系统；定 时/计数器；串行

2、口 ；外围接口及其扩展技术等。本课程与我系的专业培养方向紧密结合， 突出单片机在光电信息检测、光电控制中的作用。三、课程性质本课程是电子科学与技术专业的专业基础课，在实践教学体系中起着重要的作用，是培 养本专业学生实践动手能力和创新应用能力的一门重要课程。四、课程教学总体目标为适应广东海洋大学培养“三能”人才的宗旨，本课程的结构、内容、方法等面向实践、 面向应用、面向就业，在学生掌握单片机的基本应用开发的基础上，强调突出单片机在光电 技术中的实践应用教学。通过本课程的教学，使学生掌握单片机的基本理论、熟悉单片机应用的开发过程、熟练 应用开发工具进行单片机系统的设计，基本的软、硬件设计、装配、调

3、试等开发技能，具有 与人合作的素质与团队精神。培养既具备一定理论知识又有较强应用能力、创新能力的工程 项目设计开发人才。五、理论教学内容及要求第1章单片机概述【教学目标】(1) 了解单片机的发展过程及MCS51单片机及其各种兼容系列、单片机的特点及应用领 域。(2)理解单片机应用系统的开发。(3)掌握51及其兼容单片机的应用开发过程【学时分配】2学时。【授课方式】理论讲授L5学时，讨论0.5学时。【授课内容】第1章单片机概述2、作业与思考题布置1道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(I)应用定时器0或定时器1实现数字时钟。(2)应用定时器0或定时器1实现对外部脉冲信号的计数。第8章

4、AT89S51单片机的串行口【教学目标】(1) 了解：串行的结构。(2)理解：串行口的工作原理。(3)掌握：串行的应用。【学时分配】4学时。【授课方式】讲授3. 5学时，讨论0. 5学时。【授课内容】第8章AT89S51单片机的串行口8. 1串行口的结构8. 1. 1串行口控制寄存器SC0N特殊功能寄存器PCON8.2串行的4种工作方式8.2. 1方式08. 2.2方式18. 2.3方式2方式38.3多机通信8. 4波特率的制定方法8. 4.1波特率的定义8. 4. 2计算定时器T1产生的波特率8.5串行口应用设计实例5. 1串行通信标准接口 RS-232C、RS-422A与RS-485简介8

5、. 5. 2方式1的应用设计实例5. 3方式2和方式3的应用设计9. 5. 4多机通信的应用设计实例5.5单片机与PC机串行通信的设计实例10. .6 PC机与单片机或与多个单片机的串行通信【教学重点和难点】(1)重点：串行口的结构和工作原理。(2)难点：串行的应用。【授课方法与手段】(1)教学方法：采用PPT课件讲授、模块实物演示及程序操作结合的教学方法。(2)教学手段：模块实物演示及程序操作。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)田立勇等.计算机与单片机的串行通讯J.仪器仪表用户，2005-04(2)廖伟强等.单片机串行

6、通讯教学系统研究J.大众科技，2013-112、作业与思考题布置1道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)设计串口硬件电路，并编程实现PC与单片机的通信六、实验教学内容及安排序号实验项目名称内容提要实验要求实验类型实验教学 组织形式学时分配1并行I/O实验8位LED流水灯及开 关量检测必做设计性操作型22中断系统实验通过INTO或INT1 对外部脉冲计数必做设计性操作型23定时/计数器实验通过 TimerO 或 Timerl对外部脉冲 计数和实现周期为 2ms的方波必做验证性操作型24串行口实验两个单片机之间的 串口通信必做验证性操作型2七、课程考核要求1 .课程考核依据依据课程

7、教学总体目标，根据学生对单片机应用技术的基本知识、基本技能的掌握及对 单片机应用系统的总体设计，硬软件的设计能力、创新应用能力、实验操作编程、调试能力 等进行综合考核。2 .课程考核性质考试。3 .具体考核方式期末考试采用闭卷考试的形式。4、成绩评定：成绩由平时成绩、实验成绩和期末考试成绩构成，平时成绩占10%、实验成 绩占20%、期末考试成绩占70%。平时成绩由考勤、作业和课堂表现构成。八、教材与参考资料1、参考教材教材1张毅刚等,单片机原理及应用-C51编程+Proteus仿真M.高等教育出版社,2014. 第一版.参考资料1张鑫.单片机原理及应用M.电子工业出版社,2005.第一版.2杨

8、宁.单片机与控制技术M.北京航空航天大学出版社,2005.第一版.3李光飞.单片机C程序设计实例指导M.北京航空航天大学出版社,2005.第一版.4陈连坤.单片机原理与实践M.北京交通大学出版社,2009.第一版.5 51 单片机学习论坛：http:www. 51c51. com/bbs/1.1 什么是单片机单片机的发展历史1. 3单片机的特点单片机的应用1.4 单片机的发展趋势6 MCS-51系列与AT89S5X系列单片机1.6. 1 MCS-51系列单片机1.6.2 AT89系列单片机1. 6. 3 AT89系列单片机的型号说明1.7各种衍生品种的51单片机1.7.1 STC系列单片机C8

9、051Fx x x 单片机1. 8 PIC系列单片机与AVR系列单片机PIC系列单片机1.1.1 AVR系列单片机1.9其他的嵌入式处理器简介1.9.1 嵌入式DSP处理器嵌入式微处理器【教学重点和难点】(1)重点：单片机的概念(2)难点：单片机的概念【授课方法与手段】(1)教学方法：采用讲授式教学方法，兼有课堂讨论及课堂提问。(2)教学手段：采用多媒体、视频相结合的方式使学生对抽象的内容有一定感性认识，运 用网络教学，指导学生了解与本门课程教学相关的主要网站。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读3篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调 整。(1)张连华.单片机应用系统设

10、计方法JL科学之友,2010, (7).(2)赵亚转.浅谈单片机应用与单片机芯片兼对八位单片机学习的感想J.科技 传播，2010, (8).(3)高源.单片机应用系统抗干扰技术的研究J.电脑知识与技术,2010,(14).2、作业与思考题布置1道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)简述单片机的应用领域。第二章AT89S51单片机硬件结构【教学目标】(1) 了解：单片机的硬件组成和引脚功能、看门狗的使用。(2)理解：单片机的CPU、存储器结构、时序。(3)掌握：单片机的并行I/O端口、复位操作和复位电路。【学时分配】4学时。【授课方式】讲授3. 5学时，讨论0.5学时。【授课内容

11、】第2章AT89S51单片机硬件结构2.1 AT89S51单片机的硬件组成AT89S51的引脚功能2. 2.1电源及时钟引脚控制弓|脚2. 2.3并行I/O 口引脚2.3 AI89S51 的 CPU2. 3. 1运算器2. 3. 2控制器2. 4 AT89S51单片机存储器的结构. 4. 1程序存储器空间2 . 4.2数据存储器空间.4.3特殊功能寄存器3 .4.4位地址空间2.5 AT89s51单片机的并行I/O端口2. 5. 1 PO 口5.2 P1 口3. 5. 3 P2 口5. 4 P3 口3.6 时钟电路与时序. 1时钟电路设计2.6 .2机器周期、指令周期与指令时序复位操作和复位电

12、路2. 7.1复位操作2. 7. 2复位电路设计2.8 看门狗定时器(WDT)的使用低功耗节电模式2.8.1 空闲模式9. 2掉电运行模式【教学重点和难点】(1)重点：单片机的存储结构和并行I/O端口(2)难点：单片机的存储结构和并行I/O端口【授课方法与手段】(1)教学方法：采用讲授式教学方法，兼有课堂讨论及课堂提问。(2)教学手段：PPT课件和单片机应用系统实物结合教学。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读3篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)王淑青.基于模块化的单片机实践教学模式改革JL电气电子教学学报,2014, (4).(2) 51 单片机学习论坛：

13、http:/www. 51c51. com/bbs/2、作业与思考题布置3道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(3) AT89S51 (52)单片机内部程序存储器空间是多少？(4) AT89S51 (52)单片机内部数据存储器空间是多少？(5) AT89S51 (52)单片机外部程序存储器和外部数据存储器可扩展的最大空间是多少。第三章C51语言编程基础与KeiluVision3的使用【教学目标】(1) 了解：C51 语言与 KeiluVision3o(2)理解：C51语言编程基础。(3)掌握：在KeiluVision3的单片机C51语言的编程与调试。【学时分配】10学时。【授课方式

14、】讲授9学时，讨论1学时。【授课内容】第3章C51语言编程基础与KeiluVision3的使用1.1 C51编程语言简介.1 C51语言与汇编语言的比较1.1 . 2 C51语言与标准C语言的比较C51语言程序设计基础2. 2.1 C51语言中的数据类型与存储类型2.2 C51语言的特殊功能寄存器及位变量定义1.1.2 2. 3 C51语言的绝对地址访问C51的基本运算3.2.4 2. 5 C51的分支与循环程序结构C51的数组3.2.5 C51的指针3.3 C51语言的函数1.1.1 3.1函数的分类函数的参数与返回值1.1.2 函数的调用中断服务函数1.1.3 3. 5变量及存储方式1.1

15、.4 宏定义与文件包含库函数3.4 KeilLLVision3环境下的C51程序开发4. 1 Keil Vision3 的基本操作1. 4.2添加用户源程序文件4. 3程序的编译与调试2. 4. 4工程的设置【教学重点和难点】(1)重点：C51语言程序设计基础和C51语言的函数(2)难点：中断服务函数和变量及存储方式【授课方法与手段】(1)教学方法：采用PPT课件和Keil|LiVision3开发环境结合的教学方法，。(2)教学手段：应用Keil |iVision3开发环境讲解。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读3篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)陶孝海.

16、51单片机C语言编程技巧J.计算机时代,2006, (06).(2)王兰英等.单片机C51与汇编语言混合调用的实现J.四川理工学院学报(自然科学 版)，2008, (03).(3)高铭泽.C51单片机的开发与应用J.硅谷,2011, (23)2、作业与思考题布置2道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)编程实现两数之和在(2561024)的加法运算。(2 )编程实现把连续存放在内部RAM中10个8位的二进制数据块复制到外部RAM的连续 存储空间。第4章 虚拟仿真开发工具Proteus的使用【教学目标】(1) 了解：单片机应用系统的Proteus虚拟设计与仿真。(2)理解：Prot

17、eus ISIS的虚拟仿真。(3)掌握：Proteus 与 keil pVision3 的联调。【学时分配】4学时。【授课方式】讲授3. 5学时，实际操作0.5学时。【授课内容】第4章虚拟仿真开发工具Proteus的使用3. 1 Proteus功能概述4.2 Proteus ISIS的虚拟仿真4. 3 Proteus ISIS 环境简介3. 1 ISIS各窗口简介4. 3. 2主菜单栏3.3主工具栏5. 3. 4工具箱3. 5仿真工具栏6. 3. 6元件列表3.7预览窗口7. 3.8原理图编辑窗口4. 4 Proteus ISIS的编辑环境设置4. 4.1选择模板4. 4.2选择图纸4. 4.

18、 3设置文本编辑器4. 4. 4设置网格4.5 Proteus ISIS的系统运行环境设置单片机应用系统的Proteus虚拟设计与仿真4.5.1 虚拟设计与仿真步骤4. 6. 2新建或打开一个设计文件4. 6. 3选择需要的元件到元件列表4. 6.4放置元件并连接电路4. 6.5加载目标代码文件、设置时钟频率及仿真运行4. 7 Proteus 与 Keil |iVision3 的联调【教学重点和难点】(1)重点：单片机应用系统的Proteus虚拟设计与仿真(2)难点：Proteus 与 Keil |iVision3 的联调。【授课方法与手段】(1)教学方法：采用PPT课件、Proteus与Ke

19、il |iVision3软件结合的教学方法。(2)教学手段：应用Proteus与Keil Vision使学生掌握单片机应用系统的设计方法。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)王瑞萍；.基于Proteus的单片机虚拟开发环境J.现代电子技术.2009, (08).(2)周灵彬等.基于Proteus的电子产品仿真设计J.电子技术应用.2010, (09)2、作业与思考题布置1道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)应用Proteus画出单片机最小系统的硬件连接图，并与Keil piVision联调，观察单片 机工

20、作情况。第5章MCS-51单片机的输入/输出通道接口【教学目标】(1) 了解：LED数码管与LED点阵显示器的工作原理。(2)理解：LED数码管与LED点阵显示器及开关的硬件接口设计。(3)掌握：LED数码管与LED点阵显示器及开关的软件接口设计。【学时分配】4学时。【授课方式】讲授3. 5学时，讨论0.5学时。【授课内容】第5章 单片机与显示器件及开关的接口设计5.1 单片机控制发光二极管显示单片机与发光二极管的连接5.1.1 110端口的C51编程控制开关状态检测5.1.2 开关检测案例1开关检测案例25.2 单片机控制LED数码管的显示LED数码管的显示原理5.2.1 LED数码管的静态

21、显示与动态显示单片机控制LED点阵显示器显示5.2.2 LED点阵显示器的结构与显示原理.控制16X16LED点阵显示屏的案例【教学重点和难点】(1)重点：开关量的检测与控制的硬件和软件设计。(2)难点：LED数码管的动态显示。【授课方法与手段】(1)教学方法：采用PPT课件讲授、模块实物演示及程序操作结合的教学方法。(2)教学手段：模块实物演示及程序操作。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)朱艳梅.基于单片机的流水灯的设计与实现J1.电子制作,2014, (04).(2)赖显渺.基于单片机的热释电红外传感安防报警电路硬件

22、电路设计J1.装备制造技 术，2015, (06).2、作业与思考题布置2道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)设计并实现单片机通过I/。口控制8个LED亮灭的流水灯显示的电路和程序。(2)设计并实现单片机通过1/。口控制检测一开关的状态，并通过LED亮灭显示开关的通 断状态。第6章AT89s51单片机的中断系统【教学目标】(1) 了解：中断系统的概念。(2)理解：中断系统的工作原理。(3)掌握：中断系统的应用。【学时分配】6学时。【授课方式】讲授5. 5学时，讨论0.5学时。【授课内容】第6章AT89S51单片机的中断系统6. 1 AT89S51中断技术概述6.2 AT89S

23、51中断系统结构6. 2.1中断请求源中断请求标志寄存器6.3中断允许与中断优先级的控制中断允许寄存器IE6. 3.2中断优先级寄存器IP响应中断请求的条件6.4 外部中断的响应时间外部中断的触发方式选择6. 6.1电平触发方式6. 2跳沿触发方式6.7 中断请求的撤销中断函数6.8 中断系统应用举例1单一外中断的应用6.8.1 两个外中断的应用中断嵌套的应用【教学重点和难点】(1)重点：中断系统工作原理。(2)难点：中断系统应用。【授课方法与手段】(1)教学方法：采用PPT课件讲授、模块实物演示及程序操作结合的教学方法。(2)教学手段：模块实物演示及程序操作。【课外学习指导的要求】1、课外阅

24、读资料要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)罗文星.基于AT89s52单片机的非接触式体温测量仪J.电子制作,2015, (13).(2)王翔，曾昊.基于单片机的GPS授时显示系统设计与实现J.计算机测量与控 制，2015, (05).2、作业与思考题布置1道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)利用INTO或INTI中断，实现对外部脉冲计数。第7章AT89S51单片机的定时器/计数器【教学目标】(1) 了解：定时器/计数器的结构。(2)理解：定时器/计数器的工作原理。(3)掌握：单片机定时器/计数器的应用。【学时分配】6学时。【授课方式】讲授5学

25、时，讨论0.5学时。【授课内容】第7章AT89s51单片机的定时器/计数器7.1定时器/计数器的结构1. 1工作方式控制寄存器TMOD7. 1. 2定时器/计数器控制寄存器TCON7. 2定时器/计数器的4种工作方式7.2.1 方式0方式17.2.2 2.3方式2方式37. 3对外部输入的计数信号的要求7.4定时器/计数器的编程和应用7. 4. 1用P1 口控制8只LED每0. 5s闪亮一次4. 2计数器的应用8. 4. 3控制P1. 0引脚产生周期为2ms的方波4. 4利用T1控制发出1kHz的音频信号9. 4.5 LED数码管秒表的制作4. 6测量脉冲宽度一一门控位GATEx的应用10. 4. 7 LCD时钟的设计【教学重点和难点】(1)重点：定时器/计数器的结构和工作原理。(2)难点：单片机定时器/计数器的应用。【授课方法与手段】(1)教学方法：采用PPT课件讲授、模块实物演示及程序操作结合的教学方法。(2)教学手段：模块实物演示及程序操作。【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。(1)刘宇石.基于AT89s51单片机数字时钟设计J.现代企业教育，2011-11(2)李俊.基于单片机的数字频率计的设计JL电子制作，2015-05-