《单片机原理与应用》教学大纲Word下载.docx
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(二)教学节次及要求
第一节什么是单片机
掌握单片机的概念。
第二节单片机的发展历史
了解单片机的发展历史。
第三节单片机的特点
了解单片机的特点。
第四节单片机的应用
了解单片机的应用领域。
第五节单片机的发展趋势
了解单片机的发展趋势。
(三)教学重点与难点
单片机的特点。
(四)教学方法与手段
课堂讲授、实物与图片展示法、多媒体辅助教学。
(五)教学时数2学时
第二章AT89S51单片机的硬件结构
通过本章学习,准确掌握各引脚的位置,区分不同类型的存储器及SFR的使用。
第一节AT89S51单片机的硬件组成
了解AT89S51单片机的硬件特点和组成。
第二节AT89S51的引脚功能
掌握AT89S51的引脚功能。
第三节AT89S51的CPU
掌握AT89S51的运算器和控制器的特点和功能。
第四节AT89S51存储器的结构
1、了解位地址空间;
2、掌握AT89S51程序存储器空间分配和数据存储器空间分配;
3、理解特殊功能寄存器的作用和特点。
第五节AT89S51的并行I/O口
1、了解AT89S51并行口驱动简单外设;
2、掌握AT89S51的I/O口的结构特点。
第六节时钟电路与时序
1、掌握AT89S51时钟电路的设计;
2、掌握机器周期、指令周期与指令时序。
第七节复位操作和复位电路
掌握复位电路的工作原理和设计方法。
单片机的结构特点,存储器配置与空间的分布,程序状态寄存器(PSW),单片机的指令时序。
(五)教学时数4学时
第三章AT89S51的指令系统
通过本章学习,使学生掌握不同寻址方式运用的方法。
第一节指令系统概述
1、了解机器指令的字节编码形式和书写格式;
2、掌握指令格式及常用符号。
第二节指令格式
掌握各种寻址方式。
第三节指令系统的寻址方式
掌握一般传送指令和特殊传送指令。
第四节AT89S51指令系统分类介绍
掌握加法、减法、乘法、除法指令。
指令的寻址方式,控制转移指令和位操作指令。
课堂讲授、实验教学、实物与图片展示法、多媒体辅助教学。
(五)教学时数6学时,其中理论4学时,实验2学时。
第四章AT89S51汇编语言程序的设计
通过本章学习,使学生能熟练编写汇编语言程序。
第一节汇编语言程序设计概述
1、掌握汇编语言的语句和格式;
2、掌握常用伪指令。
第二节汇编语言程序的汇编
掌握手工汇编和机器汇编的特点。
第三节AT89S51汇编语言程序设计举例
掌握顺序程序、分支程序、循环程序。
分支程序、循环程序的设计特点,子程序的编写和应用。
第五章AT89S51单片机的中断系统
通过本章学习,使学生掌握五个中断源的使用方法,能熟练编写相应程序。
第一节AT89S51中断技术概述
1、掌握AT89S51中断系统概念;
2、理解中断源。
第二节AT89S51中断系统结构
1、理解中断响应的条件和事件;
2、理解中断响应过程和中断返回。
第三节中断允许与中断优先级的控制
掌握中断优先级的概念。
第四节响应中断请求的条件
掌握中断请求的条件。
第五节外部中断响应时间
掌握中断响应时间。
第六节外部中断的触发方式选择
掌握中断触发方式的选择。
中断响应的条件和中断优先级的应用,外部中断源的扩展方法。
(五)教学时数6学时,其中理论2学时,实验4学时。
第六章AT89S51的定时器/计数器
通过本章学习,使学生能熟练掌握定时器/计数器的应用。
第一节定时器/计数器的结构
1、了解定时器/计数器TMOD和TCON的作用;
2、掌握定时器/计数器的结构。
第二节定时器/计数器的4种工作方式
掌握定时器/计数器4种工作方式的特点。
第三节定时器/计数器的编程和应用
掌握定时器/计数器编程方法。
定时器/计数器的初始化,定时器/计数器中断的应用。
(五)教学时数8学时,其中理论2学时,实验6学时。
第七章AT89S51单片机的串行口
通过本章学习,使学生掌握串口的各种工作方式,并进行编程。
第一节串行口的结构
掌握串行口的控制寄存器SCON和特殊功能寄存器PCON。
第二节串行口的4种工作方式
掌握串行口4种工作方式的特点。
第三节多机通信
掌握多机通信的设置方法。
第四节波特率的制定方法
掌握波特率的制定方法。
AT89S51单片机串行通信的基本原理,单片机串行通信的应用。
第八章AT89S51单片机扩展存储器的设计
通过本章学习,使学生掌握单片机存储器扩展方法。
第一节系统扩展结构
掌握系统总线扩展的结构。
第二节地址空间分配和外部地址锁存器
1、理解外部地址锁存器的作用;
2、掌握存储器地址空间分配。
第三节程序存储器EPROM的扩展
1、了解AT89S51单片机与EPROM的接口电路设计;
2、理解程序存储器的操作时序;
3、掌握常用的EPROM芯片。
第四节静态数据存储器RAM的扩展
1、了解AT89S51单片机与RAM的接口电路设计;
2、理解外扩数据存储器的读写操作时序;
3、掌握常用的静态RAM。
应用系统的程序设计和调试。
第九章AT89S51单片机I/O接口扩展
通过本章学习,使学生掌握I/O接口模块的特点和扩展方法。
第一节I/O接口扩展概述
掌握I/O接口扩展的扩展方法。
第二节AT89S51扩展I/O接口芯片8255
掌握可编程芯片8255的应用。
8255的应用。
第十章AT89S51单片机与输入/输出外部设备的接口
通过本章学习,使学生掌握输入/输出外部设备的接口的设计方法。
第一节LED数码管的显示原理
掌握LED数码管显示的原理。
第二节键盘接口原理
掌握键盘接口的原理。
键盘、显示模块技术的掌握和综合应用。
第十一章AT89S51单片机与D/A转换器、A/D转换器的接口
通过本章学习,使学生掌握D/A转换器、A/D转换器的接口电路设计和编程方法。
第一节D/A转换器及其与单片机的接口
1、理解DAC0832与单片机的接口方法;
2、掌握DAC0832芯片主要特性与结构。
第二节A/D转换器及其与单片机的接口
掌握ADC0809芯片及其与单片机的接口。
A/D、D/A接口设计和程序设计。
(五)教学时数4学时,其中理论2学时,实验2学时。
四、实验教学内容与基本要求
实验一流水灯实验
(一)目的要求
1、熟悉仿真软件PROTEUS的使用方法;
2、掌握发光二极管的控制方法。
(二)实验内容
1、通过AT89S51单片机控制8个发光二极管发光,实现暗点以1HZ的频率由低位到高位循环移动;
2、用PROTEUS设计、仿真以AT89S51为核心的发光二极管流水灯实验装置。
(三)所需实验设施设备
计算机。
(四)教学形式及过程
教师先讲解实验原理和操作方法,然后学生上机操作。
实验二开关控制数码管实验
1、掌握I/O口的控制方法;
1、单片机AT89S51读入4位开关的输入状态(0~F),并将其输出到数码管显示;
2、用PROTEUS设计、仿真基于AT89S51单片机的开关控制数码管。
实验三外部中断实验
1、理解单片机AT89S51的中断原理及其中断过程;
2、用PROTEUS设计、仿真AT89S51单片机的外部中断。
用AT89S51单片机外部中断功能改变数码管的显示状态。
当无外部中断0时,主程序运行状态为七段数码管的a~g段依次点亮,不断循环;
当有外部中断0(单片机P3.2脚上有下降沿电压)输入时,立即产生中断,转而执行中断服务程序,数码管显示状态为“8”亮灭闪烁显示,亮灭闪烁显示8次以后,返回主程序原断点处继续执行,数码管继续段点亮的循环显示。
根据下列控制要求,绘制电路图、编写程序并进行仿真调试。
实验四中断优先级实验
1、理解AT89S51单片机中断优先级概念;
2、用PROTEUS设计、仿真基于AT89S51单片机的中断优先级实验;
3、掌握中断编程;
4、掌握发光二极管的控制方法。
单片机主程序控制P0口数码管循环显示0~8;
外部中断(INT0)、外部中断(INT1)发生时分别在P2、P1口依次显示0~8;
INT1为高优先级,INT0为低优先级。
根据控制要求,绘制电路图、编写程序并进行仿真调试。
实验五方波发生器实验
1、用PROTEUS设计、仿真基于AT89S51单片机的方波发生器;
2、学会使用VSM虚拟示波器观测波形。
用AT89S51单片机定时/计数器0的定时功能可构成一简单的方波发生器,实现为400us的方波输出。
若改变定时/计数器0的初值,可得到不同周期的方波输出。
实验六脉冲计数器实验
1、用PROTEUS设计、仿真基于AT89C51单片机的脉冲计数器;
2、学会使用VSM虚拟定时/计时器。
根据下列控制要求,绘制电路图、编写程序并进行仿真调试:
定时/计数器1(T1)作定时器用,定时1s;
定时/计数器0(T0)作计数器用,被计数的外部输入脉冲信号从单片机的P3.4(T0)接入,单片机在1s内对脉冲计数并送四位数码管实时显示,最大计数值为0FFFFH。
实验七模拟发声实验
用PROTEUS设计、仿真基于AT89C51单片机的按键发声系统。
用单片机AT89C51控制3个按键分别代表DO、RE、MI3种声音,绘制电路图、编写程序并进行仿真调试。
实验八串/并转换实验
1、掌握串/并转换的工作原理;
2、熟悉并掌握串转并的I/O口扩展方法。
1、在单片机的串行口外接一个串入并出8位移位寄存器74LS164,实现串口到并口的转换,数据从RXD端输出,移位脉冲从TXD端输出,波特率固定为单片机工作频率的1/12;
2、通过单片机的串行口控制74HC164的串行输入端口,实现串并转换,LED指示灯轮流点亮,验证串并转换数据的正确性。
实验九单片机之间的串口通信
1、学习单片机串口工作方式的程序设计;
2、学习串行通信的协议。
利用单片机串口,实现两个单片机之间的串行通信,绘制电路图、编写程序并进行仿真调试。
实验十A/D转换实验
1、掌握A/D转换与单片机接口的方法;
2、了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法。
1、用AT89S51单片机控制ADC0809将模拟信号(0~5V)转换成数值量(0~255),再控制LED数码管以十六进制实时显示出来。
ADC0809为模/数(A/D)转换器;
2、用PROTEUS实现该接口的电路设计和程序设计,并进行实时交互仿真。
(三)所需实验设施设备
(四)教学形式及过程
五、课程时数分配表
(一)总体学时分配
教学内容
课堂
授课
实验
上机
其它
合计
2
4
6
8
合计
28
20
48
(二)实验项目及学时分配
序号
实验项目名称
学时
每组
人数
属性
类别
要求
1
流水灯实验
专业
基础
必做
开关控制数码管实验
3
外部中断实验
中断优先级实验
5
方波发生器实验
脉冲计数器实验
7
模拟发声实验
串/并转换实验
9
单片机之间的串口通信
10
A/D转换实验
六、课程考核
1、课程考核由平时成绩、实验成绩和期末考试成绩构成,平时成绩占20%,实验成绩占30℅,期末考试成绩占50%;
2、平时成绩根据平时作业和考勤情况进行综合评定;
3、实验成绩根据实验报告、实验考勤、实验纪律、实验操作情况进行综合评定;
4、期末考试形式:
笔试、闭卷。
七、建议教材及教学参考书
1、张毅刚.单片机原理与应用.北京.高等教育出版社.2010年.
2、张鑫.单片机原理及应用(第2版).北京.电子工业出版社.2010年.
3、李林功,吴飞青,王兵,丁晓.单片机原理与应用.北京.机械工业出版社.2008年.
4、胡汉才.单片机原理及其接口技术学习辅导与实践教程.北京.清华大学出版社,2004年.
5、周立功.单片机实验与实践教程(三).北京.北京航空航天大学出版社,2006年.
执笔人:
邓鹏教研室负责人审核:
谢娅娅 教学院长审核:
向汉江
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