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农业机械化与自动化

测试技术与仪器

授课班级

06农机1、2班、06测控1、2班

任课教师

刘源

职称

副教授

教学目的和要求

本课程是电子工程系应用电子技术、电子信息工程、通信工程、自动化、电子设备结构与工艺各专业开设的一门专业技术课，是在学生学完电工、电子技术、C语言等基础课程之后，为加强学生应用能力而开设的体现了电子技术、计算机技术综合应用的综合性、平台类课程。

本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能；

掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法；

了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用；

初步具备应用单片机进行相关设备技术改造、测控应用系统设计以及产品开发的能力。

教学重点、难点

教学的重点：

本课程将全面讨论8位单片机的工业标准—Intel公司的MCS-51系列单片机内核（8051）的硬件结构、组成原理和指令系统，详细介绍该系列产品的系统扩展和应用，实用程序及其设计方法等方面的知识。

教学的难点：

单片机硬件结构的灵活应用，实用程序设计技巧。

教材和参考书

教材：

马光主编《单片机原理及应用》机械工业出版社

参考文献：

（1）李勋、刘源著《单片计实用教程》，北京航空航天大学出版社。

（2）何宏主编《单片机原理与接口技术》国防工业出版社

（3）付晓光编著《单片机原理与应用技术》清华大学出版社

（4）李维祥主编《单片机原理与应用》天津大学出版社

（5）李勋等著《单片微型计算机大学读本》北京航空航天大学出版社

授课周次

第1周1次

授课方式

理论课

章（节）

名称

第一章MCS–51单片机的硬件结构

§

1.1单片机的概述

课时

2

教学目的

要求学生理解单片机的定义，掌握单片机的分类、功能特点、用途以及最新发展。

了解MCS-51系列单片机的主要性能特点

教学重点

要求学生理解单片机的定义，掌握单片机的分类、功能特点、用途。

教学难点

教学过程设计

一、教学引导

联想生活中的实例，找出单片机应用的领域，引出本节课的内容。

二、学生课前准备

复习计算机中数据信息的表示方法和常见的逻辑电路

三、课堂教学过程

联想生活中的实例，找出单片机应用的领域，对照实物和PC机，引出单片机、嵌入式系统的概念，通过对PC机、单片机、嵌入式系统进行讨论比较，总结出单片机的功能特点、用途。

从单片机的分类入手，介绍当前市场上常见的单片机系列，比较它们各自的特点和用途。

联想PC机的硬件结构，对比提出单片机的硬件结构，并分析其主要的性能特点。

通过对8751单片机引脚功能的析解，比较分析MCS-51系列单片机的异同处。

四、课后作业

思考题：

如何选择合适的单片机？

（不用交）

课后记

第1周2次

1.2单片机的硬件结构

1.2.1MCS-51单片机的内部结构

要求学生掌握MCS-51系列单片机的内部结构、专用寄存器的特点、单片机的外部特征，单片机存储器的组织

掌握单片机的硬件结构，特别是MCS-51系列单片机的内部结构寄存器的特点、单片机存储器的组织。

寄存器的灵活使用和寄存器与存储器的区别

联想PC机的硬件结构，对比提出单片机的硬件结构。

复习PC机的硬件结构和工作原理

（1）通过讲解书上P20图2-1，阐述单片机的内部组成和工作特点。

（2）介绍内部各部件的功能，重点讲解单片机专用寄存器的组成（P32表2-6和P33图2-8）特点和使用场所。

（3）通过介绍单片机的外形结构（引脚图），阐述单片机的主要功能。

思考题：

1．阐述单片机专用寄存器的特点（不用交）

作业题：

1.某专用寄存器地址为98H，它可以按位寻址吗？

2.若PSW的内容为18H，则通用寄存器R0的地址是什么？

3.访问片外ROM和访问片外RAM时，地址指针、选通信号各有何不同？

4.位地址3EH和字节地址3EH有何区别？

位地址3EH在RAM中什么位置？

5.简述4个I/O口的特点？

第2周1次

要求学生掌握MCS-51系列单片机的存储器的组织、复位电路相关知识

掌握MCS-51系列单片机的存储器的组织形式、特点，会存取存储器中的信息

灵活区分和使用位地址和字节地址

联想PC机的存储器结构，对比提出单片机的存储器组织结构。

复习单片机的指针

1.2.3存储器

举例说明寄存器与存储器的区别，单片机存储器的组织形式及访问方法

5.某专用寄存器地址为98H，它可以按位寻址吗？

6.若PSW的内容为18H，则通用寄存器R0的地址是什么？

7.访问片外ROM和访问片外RAM时，地址指针、选通信号各有何不同？

8.位地址3EH和字节地址3EH有何区别？

要求学生掌握MCS-51系列单片机的I/O端口的特点，会使用四个端口，时序电路相关知识

联想PC机的I/O口，对比提出单片机的端口结构。

复习PC机的并行口结构和工作原理

1.2.4并行口

分析P10—P13图总结P0-P3口的特点

1.2.5复位电路

介绍单片机复位方法和时序的相关概念

1.简述4个I/O口的各自特点？

第3周1次

第二章MCS-51的指令系统

2.1单片机的寻址方式

2.2MCS-51的指令系统

2.2.1数据传送类指令

理解MCS-51指令格式、寻址方式和操作过程，掌握数据传送指令的种类和使用方法

要求学生理解MCS-51指令格式、寻址方式。

掌握数据传送指令的种类和使用方法

理解和运用MCS-51多种寻址方式

联想生活中的实例，引出寻址的概念。

第二章MCS-51的指令系统

首先，介绍MCS-51的指令系统的组成，其指令特点。

再者，介绍指令系统的指令格式、指令描述符号。

联想生活中的实例，引出寻址的概念。

从单片机工作原理出发，阐述单片机为什么要寻址，如何寻址？

比较几种寻址方式的特点和使用时应注意的地方。

做练习1，检验教学效果。

比较生活中的运输与计算机中的传输的异同点，引出几种数据传送指令。

对每种传输方式举例讲解，指出使用时重点注意的地方。

通过做练习2和练习3，检验对通用传输指令的理解；

做练习4，检验对堆栈指令的理解；

通过对练习5的讨论，检验对传输指令的灵活应用能力。

如何选择合适的寻址方式？

第3周2次

2.2.2算术运算类指令

要求掌握算术运算类指令的格式和使用方法，特别是十进制调整指令的用法

要求掌握算术运算类指令的使用方法以及对标志位的影响。

十进制调整指令的用法。

比较C程序设计语言与汇编语言指令的格式和使用方法的不同。

复习C程序设计语言编程。

比较C程序设计语言与汇编语言指令的格式和使用方法的不同，引出MCS-51汇编语言算术运算类指令。

分别对每种算术运算举例进行横向比较，找出异同点。

详细讲解十进制加法调整指令的执行过程和使用用法，其它十进制调整指令，只作比较，不再细讲。

通过做练习6，检验对加法指令的理解；

做练习7，检验对减法指令的理解；

做练习8，检验编程能力，同时也检验对算术运算类指令的灵活应用能力。

第4周1次

2.2.3逻辑运算指令和移位指令

要求掌握逻辑运算指令和移位指令的特点和使用方法。

掌握逻辑运算指令和移位指令的特点和使用方法。

逻辑运算指令和移位指令的灵活应用

复习逻辑电路、逻辑关系

比较C程序设计语言与汇编语言指令的格式和使用方法的不同，引出MCS-51汇编语言的逻辑运算指令和移位指令。

详细讲解逻辑运算指令的特点举例讲解，通过做练习1---练习4，检验对逻辑运算指令的特点的理解。

比较循环指令的特点，同时通过做练习7检验对循环指令的灵活应用能力。

第4周2次

2.2.4控制转移类指令

要求掌握无条件转移指令、条件转移指令和子程序调用指令的特点和使用方法。

掌握无条件转移指令、条件转移指令和子程序调用指令的使用方法

子程序调用指令的灵活应用

由C语言循环、分支指令引导汇编语言指令的无条件转移指令、条件转移指令，从函数调用，引出子程序调用指令。

复习C语言循环、分支指令和函数调用的使用方法

由C语言循环、分支指令引导汇编语言指令的无条件转移指令、条件转移指令，找出两种语言使用方法的不同。

比较四种无条件转移指令的异同处，举例说明。

条件转移指令的讲解按测试条件分成①累加器判0转移指令②进位位测试转移指令③位测试转移指令④比较不相等则转移指令来研究。

从C语言的函数调用，引出子程序调用指令。

并比较其异同处。

两道练习题（不交）

第5周2次

2.2.5布尔变量操作类指令

要求掌握MCS-51布尔变量操作类指令和使用方法。

掌握掌握MCS-51布尔变量操作类指令和使用方法。

编程实现规定的逻辑功能，并总结位逻辑的特点。

从位逻辑特点，引出MCS-51指令系统布尔变量操作类指令的表示方法。

复习位逻辑特点

从位逻辑特点，引出MCS-51指令系统布尔变量操作类指令的表示方法。

举例说明位逻辑与字节逻辑运算异同处。

做综合练习，检验MCS-51指令系统的掌握情况

第三章汇编语言程序设计

3.1汇编程序的设计方法

3.1.1汇编语言基本程序的设计

要求掌握汇编语言基本程序的设计的思路、步骤和基本设计方法，熟练掌握顺序程序的设计技巧

掌握汇编语言基本程序的设计的基本设计方法，熟练掌握顺序程序的设计技巧

复习C语言程序设计

第四章汇编语言程序设计

举例说明汇编语言基本程序的设计的思路、步骤和基本设计方法

讲解伪指令格式和使用方法

通过例1、例2、例3掌握顺序程序设计方法和技巧，特别是进制转换和数码转换的方法。

掌握分支程序的设计和循环程序的设计技巧

循环程序的优化设计方法

第五章汇编语言程序设计

通过例5、例4掌握分支程序的设计技巧

循环程序的设计的讲解分成单循环程序和循环嵌套程序，在单循环程序的讲解时，分成计数循环和条件循环，通过例7、例6比较两种循环退出的不同。

举例说明循环嵌套程序的设计方法和技巧。

第6周1次

第六章汇编语言程序设计

3.1.2子程序的设计

掌握子程序的设计方法和技巧

掌握子程序的设计的技巧

从C语言的函数，引出汇编语言的子程序的概念

第七章汇编语言程序设计

从C语言的函数，引出汇编语言的子程序的概念，子程序的结构特点，以及子程序的编程技巧等。

通过例题比较，采用循环、分支和使用子程序编程，有哪些不同。

做编程方法的归纳和练习，检验学生的编程能力。

第6周2次

3.1.3典型程序的设计方法

掌握常见的典型程序的设计方法和技巧

掌握常见的典型程序的设计技巧

复习C语言中典型程序的设计方法和技巧

第八章汇编语言程序设计

3.2典型程序的设计方法

介绍常见的典型程序的设计方法C语言的函数，引出汇编语言典型程序的设计，本节课将分运算程序的设计、查表程序的设计、检索与统计等几个专题介绍。

第7周1次

3.2伪指令

掌握常见的伪指令，并将其应用到程序的设计中

掌握伪指令的应用程序的设计方法和技巧

第九章汇编语言程序设计

掌握常见的伪指令，并将其应用到程序的设计中。

第7周2次

第一十章汇编语言程序设计

3.3应用程序的设计方法

掌握常见的应用程序的设计方法和技巧

掌握常见的应用程序的设计技巧

复习C语言中应用程序的设计方法和技巧

第一十一章汇编语言程序设计

本节课将分专题，将介绍常见的应用程序代码转换程序、排序程序和延迟等程序的设计方法。

例题比较，横向比较每类程序的异同点。

第8周1次

第四章定时/计数器

4.1定时器/计数器工作方式

比较常见的几种定时方法，掌握51单片机的定时器/计数器工作原理、定时器/计数器工作方式

掌握定时器/计数器工作方式，TMOD和TCON寄存器的使用

从日常生活中定时说起

从日常生活定时说起，引出常见的几种定时方法，并比较其各自的特点。

重点讲解单片机的定时器/计数器工作原理、定时器/计数器工作方式。

特别要讲清楚TMOD和TCON寄存器的组成和使用以及定时器/计数器的定时/计数时间常数的确定方法。

第8周2次

第四章时器/计数器

4.2定时器/计数器的应用

掌握单片机定时器/计数器的编程方法。

会编制定时中断程序。

复习TMOD和TCON寄存器的组成和使用以及定时器/计数器的定时/计数时间常数的确定方法。

复习TMOD和TCON寄存器的组成和使用以及定时器/计数器的定时/计数时间常数的确定方法

重点讲解单片机定时器/计数器的编程方法

举例阐述定时器/计数器的编程方法。

举例说明定时中断程序的编制方法

用定时器做电子表

第9周1次

第五章MCS—51的中断系统

5.1中断系统

理解中断、中断源和中断系统的概念，熟悉中断允许和优先级寄存器、中断处理过程、外部中断的触发方式等。

掌握中断源、中断系统的概念，优先级顺序和外部中断的触发方式。

计算机响应中断的方法

从老师给学生答疑顺序说起

从日常生活小事引出中断、中断源和中断系统的概念。

举例说明如何申请中断、允许和响应中断。

从外部中断的触发方式，讲解中断处理过程。

第9周2次

5.2中断程序的设计

掌握单片机中优先级的概念和顺序、中断初始化，会编制中断程序。

会编制中断程序。

复习中断、中断源和中断系统的概念，熟悉处理过程

复习中断、中断源和中断系统的概念，熟悉处理过程。

重点讲解单片机中优先级的概念和顺序和中断初始化方法

举例阐述中断程序编制方法。

做练习，检验学生掌握情况

第10周1次

第六章接口技术

6.1键盘及其接口

了解常见键盘的种类，学会设计简单的键盘和矩阵键盘的方法，会应用所学单片机的知识来解决实际中的控制问题。

学会设计简单的键