单片机与嵌入式系统教案.pdf

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1、江 苏 大 学 课 程 教 案课程名称：单片机与嵌入式系统课程编号：05310760学分学时：3学分4 5学时学时分配：理 论 学 时3 5实 验 学 时1 0上 机 学 时0授课时间：20152016学年 第1学期授课班级：自动化1301/02/03学生人数：8 9人开课学院：电气信息工程学院任课教师：施凯/赵德安选 用 教 材 单片机原理及应用，赵德安，机械工业出版社,2009年4月第2版；嵌入式系统原理，李庆诚，北京航空航天大学出版社，2007年3月第1版。第一章绪论主要知识点及教学用时安排(1)单片机的发展概况；(2)单片机的应用领域和应用方式；(3)M C S-5 1系列单片机简介。

2、教学用时安排：2个课时备 注(实验、上机、课外学习等安排)无本章教学目(1)让学士的学生为彳1(2)了解特点，激发(3)对 M C条件和过程标：主从宏观的角度去了解单片机是什么样的一个东西，了解作为自动化专业一么要熟悉和学习单片机课程，知道单片机的发展由来及基本概况；割片机在工业、农业、航空以及日常生活中各个领域的发展和应用方式及:学生对学习单片机的浓厚兴趣；5 1系列的单片机有基本的了解，包括生产厂家和品牌、发展趋势、开发；等，增宽学生对单片机背景知识的了解。本章教学内容摘要：(1)为什么学习单片机？(2)什么是单片机？(3)单片机的应用领域；(4)本课程的要求与安排；(5)单片机的基本构成

3、和相应的基本功能；(6)单片机发展历史；(7)单片机的应用特点；(8)典型的单片机产品及单片机在产品中的作用；(9)单片机的发展趋势；(1 0)单片机的开发条件和开发过程。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：本章节的教学重点与难点：在了解单片机知识的基础上，激发学生对单片机的学习兴趣，让学生知道如何去学习单片机，对学好本课程有足够的信心，知道应该在接下来的课程学习中如何去学习；教学方法和手段：以基本介绍为主，多举学生生活中天天见到的单片机产品为例子，挖掘他们对课程的潜在兴趣，激发他们的学习欲望。教 学 反 馈（作业、测试 答疑、交流等情况）：课间和课后与学生进行交流，以反馈学生对单片机的

4、了解和兴趣程度，掌握学生对这门课程知识的求知欲望和兴趣，了解学生对学好本课程的信心程度。学生通过本章学习对单片机有了基础的认识，普遍对课程产生了较大的兴趣。课程教学小结（包括对学生毕业要求的支撑性）：学生可以基本掌握本章内容；本章内容的教学将对学生掌握该课程的学习内容后熟悉未来就业方向和就业企业会有较大影响。课程考核及教学目标达成情况：不作为课程考核的内容，但是作为课程认识和入门的关键部分，教学目标基本达成，学生对课程有了较深入的认识，兴趣浓厚。教 学 反 思（存在的主要问题）:课程内容不够形象生动改进方案：PPT中应加入一些生动的动画或者形象的例子来加深学生的认识，引起学生的兴趣。系（教研室

5、）审核意见:第二章单片机的基本结构和工作原理主要知识点及教学用时安排(1)M C S-5 1系列单片机的总体结构；(2)M C S-5 1单片机的时钟电路及C P U的工作时序；(3)M C S-5 1单片机的存储器分类和具体配置；(4)M C S-5 1单片机的工作方式。教学用时安排：4个课时备 注(实验、上机、课外学习等安排)无本章教学目(1)让学自5 1单片机;(2)掌握体工作单五(3)掌握)建有初步的(4)掌握!相应功能，(5)掌握(6)了 解 一标：匕对5 1单片机的基本资源以及引脚的功能能有基础的认识，从根本上熟悉5 1单片机的内部结构和基本工作原理，对单片机如何处理指令、程序和具

6、；有较深刻的理解，避免后期的学习中诸多知识无法理解；4 C S-5 1系列的单片机扩展外部资源所需要的总线结构，以对单片机系统构J认识和了解；5 1单片机的存储器资源配置以及使用方法，尤其是内部R A M的具体分配和为将来编程和寻址方式的学习奠定良好基础；5 1单片机的几种工作时钟的定义和计算，了解其工作时序；单片机的工作方式。本章教学内容摘要：(1)5 1系列单片机的基本资源配置及其与5 2单片机的不同；(2)5 1单片机的引脚及功能；(3)5 1单片机的内部结构；(4)5 1单片机的片外总线结构；(5)5 1单片机的时钟；(6)5 1单片机的工作时序；(7)5 1单片机的内部存储空间和配置

7、；(8)5 1单片机的工作方式。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：本章节的教学重点与难点：针对本章零散的知识点，如何让学生能够将这些知识点连贯起来，学过一遍之后能够记住这些知识点。教学方法和手段：多提为什么，将诸多零散的知识点串接的讲，以单片机如何工作、如何构建单片机系统、如何去编程等等问题，将本章节内容连贯起来，抓住主线，帮助学生掌握对本章内容和知识点。教 学 反 馈（作业、测试 答疑、交流等情况）：课后与学生进行答疑和交流，以反馈学生对本章内容的掌握程度，课间多一些知识点进行提问，以掌握学生的学习效果，同时对学生一些知识点掌握不够进行提醒,以期提高教学成效。课程教学小结（包括对学生

8、毕业要求的支撑性）:学生可以基本掌握本章节内容。课程考核及教学目标达成情况：本章节作为课程考核中基本知识点的主要内容，可作为填空、选择等提醒;教学目标基本达成，学生对本章内容均能较好理解和把握。教 学 反 思（存在的主要问题）：学生对本章的诸多知识点记忆起来有混淆。改进方案：加强本章学习之后的知识点总结，帮助学生捋清思路。系（教研室）审核意见:第三章单片机的指令系统主要知识点及教学用时安排(1)指令格式；(2)寻址方式；(3)数据传送指令；(4)算术运算指令；(5)逻辑运算指令；(6)位操作指令；(7)控制转移指令；教学用时安排：6个课时备 注(实验、上机、课外学习等安排)实 验1次，2个课时

9、。本章教学目(1)让学/(2)理解和使用规贝(3)掌握标：主掌握5 1单片机指令系统的指令格式，会熟练编写指令及查错；5 1单片机指令系统的寻址方式，触类旁通，熟练分辨各种指令的寻址方式5 1单片机指令系统中各种指令的作用和使用方法。本章教学内容摘要：(1)5 1系列单片机的指令格式；(2)5 1单片机的寻址方式；(3)5 1单片机的数据传送指令；(4)5 1单片机的算术运算指令；(5)5 1单片机的逻辑运算指令；(6)5 1单片机的位操作指令；(7)5 1单片机的控制转移指令；(8)5 1单片机的工作方式。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：本章节的教学重点与难点：(1)通过寻址方式的

10、理解和掌握，使得学生能够具备自己学习相关指令的能力；(2)掌握各种指令的使用方法。教学方法和手段：对相关相似的指令举一些典型的例子去讲解，尤其是将寻址方式与指令放在一起讲解，使得学生能够清楚学习111条指令，只需要掌握寻址方式和典型几条指令的用法就可以基本掌握51单片机的指令系统。教学反馈（作业、测试 答疑、交流等情况）：（1）课后与学生进行答疑和交流，以反馈学生对本章内容的掌握程度，课上增多一些知识点进行提问，以掌握学生的学习效果，同时对学生掌握不够的一些知识点进行提醒，以期提高教学效果。（2）课后布置适量作业，通过批阅作业检查学习掌握指令系统的程度，课间抽少量时间讲解作业，帮助学生提升学习

11、效果。课程教学小结（包括对学生毕业要求的支撑性）：学生基本可以掌握本章内容；本章节内容对未来毕业或者就业时的嵌入式系统编程及要求能有较为深入的认识。课程考核及教学目标达成情况：本章节内容在课程考核中作为主要考核部分，但是不作为单独的题型，而是作为基础应用，穿插在各部分内容的考核中。教学目标基本达成，学生能较好理解和运用本章内容。教学反思（存在的主要问题）：学生对指令的周期数和字节数掌握不好，对条件判断转移指令不会熟练运行，记忆时会发生混乱。改进方案：展开专门的例子和作业训练，改善教学中存在的主要问题。系（教研室）审核意见:第四章单片机的其他外设功能部件主要知识点及教学用时安排(1)并行 I/O

12、 口；(2)定时器/计数器；(3)串行接口;(4)中断系统。教学用时安排：6个课时备 注(实验、上机、课外学习等安排)实 验2次，4个课时。本章教学目(1)让学，(2)掌握(3)掌握(4)掌握标：主掌握51单片机的并行I/O 口的内部结构和使用特点；51单片机的定时器/计数器的工作方式和使用方法；51单片机的串行通信口的工作方式和使用方法；51单片机的中断系统的工作原理和使用方法。本章教学内容摘要：(1)51单片机并行I/O 口的作用与编址方式；(2)51单片机4个并行I/O 口的内部结构和使用方法，以及四个I/O 口之间的区别；(3)51单片机的定时器/计数器工作原理与内部结构；(4)51单

13、片机的定时器/计数器工作方式和编程实例；(5)51单片机的串行通信口的工作原理与内部结构；(6)51单片机的串行通信口的工作方式和编程实例；(7)51单片机的中断系统的工作原理和使用方法；(8)结 合I/O的应用、定时器/计数器中断、串行口中断穿插举例讲解中断程序的编程要点。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：本章节的教学重点与难点：(1)掌握片内功能部件的结构和使用方法，学生很容易重视内部结构的理解，忽视使用和编程方法；(2)难点是掌握定时器/计数器和串行接口的使用方法，尤其是各种工作方式的区别和适用场合，非常容易混淆。教学方法和手段：对 各 个I/O 口的不同结构、定时器/计数器的工

14、作方式和使用方法、串行口的工作方式和使用方法等多做一些总结性和对比性的讲解，举同一个例子用不同的方式去实现，以此增强学生对这部分知识的认识和理解。教 学 反 馈（作 业、测试 答 疑、交 流 等 情 况）：（1）课 后 与 学 生 进 行 答 疑 和 交 流，以反 馈 学 生 对 本 章 内 容 的 掌 握 程 度，课上增 多 一 些 知 识 点 进 行 提 问，以 掌 握 学 生 的 学 习 效 果，同时对学生掌握不够的一些知 识 点 进 行 提 醒，以期提高教 学 效 果。（2）课 后 布 置 适 量 作 业，通 过 批 阅 作 业 检 查 学 习 掌 握 课 程 知 识 的 程 度，课间

15、抽 少 量 时 间 讲 解 作 业，帮 助 学 生 提 升 学 习 效 果。课 程 教 学 小 结（包 括 对 学 生 毕 业 要 求 的 支 撑 性）：学生基本可以掌握本章内容；本章内容对于嵌入式系统或者M C U核心的外设部分学习将会打下坚实的基础，对学生未来的自主学习会起到很好的推动作用。课 程 考 核 及 教 学 目 标 达 成 情 况：本章内容作为课程考核中重要的部分，可作为填空选择、问答以及编程应用题进行考核;教学目标基本达成。教 学 反 思（存 在 的 主 要 问 题）：外设采用中断方式实现时，学生会对程序的编写产生诸多困惑和不解。改 进 方 案：作业部分加入一些简单和具体的题型

16、，给学生更直观的参与本章节内容的编程和应用练习，提高学习效果。系（教研室）审核意见:第五章汇编语言程序设计(1)程序设计步骤；(2)顺序结构程序的设计；主要知识(3)分支结构程序的设计；点及教学用时安排(4)循环结构程序的设计；(5)查表程序；(6)子程序；教学用时安排：4个课时备 注(实验、上机、课外学习等安排)无本章教学目 标：(1)了解程序设计的一般步骤；(2)掌握顺序结构、分支结构、循环结构程序的设计方法；(3)掌握查表程序和子程序的设计方法。本章教学内容摘要：(1)程序设计方法与设计步骤；(2)顺序结构程序的设计；(3)分支结构程序的设计：单重分支、多重分支、N重分支；(4)循环结构

17、程序的设计：循环程序结构、单重循环、双重循环；(5)查表程序设计；(6)子程序设计：子程序结构、参数传递、现场保护、堆栈设置、调用与嵌套；本章教学重点 难点及相应的教学方法、手段：本章节的教学重点与难点：(1)各种程序结构的设计方法，尤其循环结构程序，查表程序的设计方法；(2)子程序的参数传递和嵌套调用；教学方法和手段：本章节的内容都是以例子的形式进行讲解，各种程序设计方法需要注意的要点和重点需要穿插在例子中去强调和重点讲解。教学反馈（作业、测试 答疑、交流等情况）：（1）课后与学生进行答疑和交流，以反馈学生对本章内容的掌握程度，课上增多一些知识点进行提问，以掌握学生的学习效果，同时对学生掌握

18、不够的一些知识点进行提醒，以期提高教学效果。（2）课后布置适量作业，通过批阅作业检查学习掌握课程知识的程度，课间抽少量时间讲解作业，帮助学生提升学习效果。课程教学小结（包括对学生毕业要求的支撑性）：学生基本可以掌握本章节内容；本章内容的学习对学生未来毕业设计或参与工作使用到的程序编写能力会有显著的提高或借鉴作用。课程考核及教学目标达成情况：本章节作为课程考核中编程题的重要部分，没有固定的考核模式，主要是考核学生对于某一特定功能的程序能够独立编写的能力；教学目标基本达成。教学反思（存在的主要问题）：学生对于编程时的思路或者编程的流程反应较慢，缺乏整体分析和程序架构的能力。改进方案：多看多编多问，

19、加强与学生互动，在课程上让学生表达出对例题的理解和编程困惑，在讲解时穿插解决学生的疑问，作业中多加入一些编程练习，提高学习效果。系（教研室）审核意见:第六章单片机系统的并行扩展（1）MCS-51单片机的并行扩展原理；（2）程序存储器扩展；主要知识（3）数据存储器扩展；点及教学（4）并行接口的扩展；用时安排（5）D/A接口的扩展；（6）A/D 接口的扩展；教学用时安排：6 个课时备 注（实验、上机、课外学习等安排）实 验 1 次、2 课时本章教学目 标：（1）理 解 MCS-51单片机的片外总线结构及并行扩展原理；（2）掌握程序存储器、数据存储器、并行接口、D/A 接 口 及 A/D 接口的扩展

20、方法；本章教学内容摘要：（1）MCS-51单片机的并行扩展原理与总线；（2）地址译码方法；（3）存储器的扩展方法：程序存储器、数据存储器；（4）并行接口的扩展：8255A的结构与工作原理、工作方式；（5）D/A接口的扩展：参数性能指标、基本工作原理、DAC0832内部结构、工作方式、扩展方法和编程；（6）A/D 接口的扩展：参数性能指标、基本工作原理、ADC0809内部结构、工作方式、扩展方法和编程；本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：本章节的教学重点与难点：（1）译码方法及在扩展I/O 接口中的应用；（2）D/A和 A/D的扩展与编程；教学方法和手段：译码方法讲解完之后，要穿插在各种I

21、/O外设扩展中对比讲解,扩展中用到的重要的引脚需要着重指出；针对D/A和A/D重点讲解工作方式及应用的不同场合，以及如何去编程，可以举一些实例让学生增强理解。教学反馈（作业、测试 答疑、交流等情况）：（1）课后与学生进行答疑和交流，以反馈学生对本章内容的掌握程度，课上增多一些知识点进行提问，以掌握学生的学习效果，同时对学生掌握不够的一些知识点进行提醒，以期提高教学效果。（2）课后布置适量作业，通过批阅作业检查学习掌握课程知识的程度，课间抽少量时间讲解作业，帮助学生提升学习效果。课程教学小结（包括对学生毕业要求的支撑性）：学生基本可以掌握本章节内容；本章节内容在嵌入式系统设计与进一步学习、计算机

22、控制系统设计等方面均有良好的铺垫作用。课程考核及教学目标达成情况：本章节作为考核的主要内容，主要以应用题型为主;教学目标基本达成。教学反思（存在的主要问题）：学生对于各部分扩展结合一起的应用设计能力较差。改进方案：通过例子的变化和作业讲解提高学生对该部分知识的深入理解和掌握，增强学生的应用能力。系（教研室）审核意见:第八章单片机的人机接口(1)键盘接口；主要知识点及教学(2)L E D显示器接口；用时安排(3)L C D显示器接口。教学用时安排：2个课时备 注(实验、上机、课外学习等安排)实 验1次、2课时本章教学目 标：(1)理解键盘接口、L E D显示器接口、L C D显示器接口的工作原理

23、；(2)熟悉键盘与L E D显示器的编程方法；本章教学内容摘要：(1)键盘的工作原理和扫描方式；(2)键盘的接口电路；(3)键盘的处理和编程实现；(4)L E D的显示接口电路及工作原理：静态显示、动态显示；(5)L E D动态显示编程实现；(6)L C D的显示接口电路及工作原理；本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：本章节的教学重点与难点：(1)键盘的接口电路工作原理及编程实现；(2)L E D显示器动态显示的编程实现；教学方法和手段：本章不作为考查的重点，但是却是这门课程在未来应用中必不可少的环节，甚至是比较重要的环节，必须让学生加以重视，举现实应用中的实例来讲解键盘的处理和L E

24、D动态显示的编程实现。教学反馈（作业、测试 答疑、交流等情况）：（1）课后与学生进行答疑和交流，以反馈学生对本章内容的掌握程度，课上增多一些知识点进行提问，以掌握学生的学习效果，同时对学生掌握不够的一些知识点进行提醒，以期提高教学效果。（2）课后布置适量作业，通过批阅作业检查学习掌握课程知识的程度，课间抽少量时间讲解作业，帮助学生提升学习效果。课程教学小结（包括对学生毕业要求的支撑性）：学生基本可以掌握本章内容学习；本章内容对学生参与课程设计、毕业设计会有较好的知识支撑，对于智能仪表、嵌入式系统等方面的键盘和显示部分有较好的理论铺垫和基础作用。课程考核及教学目标达成情况：本章节在考核时仅作为基本知识点的考核，可作为填空选择题和简答题;学生基本可以掌握本章节内容。教学反思（存在的主要问题）：学生对于键盘程序中键号和键值的关系无法掌握;改进方案：增加实际的例子取代教科书上举的例子，更加形象，和学生共同编程，增强学习效果。系（教研室）审核意见:系（教研室）主任: