#单片机原理与应用实验教学大纲.docx

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#单片机原理与应用实验教学大纲

《单片机原理与应用》实验教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：

1420803

课程名称：

单片机原理与应用

英文名称：

SinglichipPrinciplesandApplication

课程类别：

 公共基础课（）；学科基础课（）；专业课（）；选修课（√）

是否单独设课：

是（）；否（√）

课程总学分：

3学分（其中理论课2学分；实验课1学分）

课程总学时：

58学时（其中理论课34学时；实验课24学时；实验每周4学时）

实验题目数：

21个（其中综合性3个、设计性实验16个）

适用专业：

电子信息科学与技术、通信工程

开课学期：

第六学期

先修课程：

单片机原理与应用

课程简介：

主要内容：

掌握计算机基础知识，MCS-51系列单片机结构和原理、指令系统、并口、串口及一般扩展方法、中断、应用系统设计。

授课教材：

理论课：

《单片机基础》李广弟朱月秀编著，北京航空航天大学出版

实验课：

《单片机实验参考材料》自编

参考教材：

无

二、实验的地位、作用和目的

通过此课程使学生掌握一定单片机及其接口技术的应用。

掌握MCS-51系列单片机结构和原理、指令系统、并口、串口及一般扩展方法、中断、应用系统设计。

培养学生的动手能力和独立解决问题的能力，为后续课程打下扎实的基础。

三、实验方式

1.验证性实验是指给定实验目的要求、实验条件和给出实验电路或程序，由学生独立完成的实验。

2.设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。

3.综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。

4．研究性实验是指参与教师的科研课题的实验。

四、实验内容、学时分配及基本要求

[实验题目一]数据排序实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

验证性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将内部RAM中几个单字节无符号正整数，按从小到大的次序重新排列。

基本要求

（1）学习KeiluVision2平台下的编辑、编译、排错、软件调试方法。

（2）学习修改和观察变量的方法；综合使用单步、断点调试的方法。

重点难点

KeiluVision2平台的使用

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目二]八段数码管显示实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

验证性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

利用实验仪提供的显示电路,动态显示一行数据.

基本要求

（1）了解数码管动态显示的原理。

（2）了解74LS164扩展端口的方法。

重点难点

数码管的工作原理和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目三]键盘扫描显示实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

在上一个实验的基础上,利用实验仪提供的键盘扫描电路和显示电路,做一个扫描键盘和数码显示实验，把按键输入的键码在六位数码管上显示出来。

基本要求

（1）掌握键盘和显示器的接口方法和编程方法。

（2）掌握键盘扫描和LED八段码显示器的工作原理。

重点难点

非编码键盘的工作原理和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目四]脉冲计数（定时/计数器的记数功能实验）

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

定时/记数器0对外部输入的脉冲进行计数，并送显示器显示。

基本要求

（1）熟悉8031定时/计数器的记数功能，

（2）掌握初始化编程方法

（3）掌握中断程序的调试方法

重点难点

定时/计数器的使用方法和中断程序的程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目五]电子时钟（定时/计数器的定时实验）

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

利用CPU的定时器和实验仪上提供的数码显示电路，设计一个电子时钟。

基本要求

进一步掌握定时器、中断处理程序的编程方法；进一步掌握数码显示电路的驱动方法。

重点难点

较复杂的程序的设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目六]INTO中断实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

必做

内容提要

编写主程序，读取K0状态，当其与地端闭合时（P1.3为低电平）初始化为下降沿中断，反之，初始化为低电平中断，且发光二极管灭；编写中断服务程序，使图中的发光管闪烁5次，间隔250ms，即中断服务程序的执行时间为2.5秒，退出中断程序时，使发光管灭。

基本要求

掌握MCS-51单片机中断原理以及编程使用方法；理解下降沿中断和低电平中断的区别。

重点难点

外部中断的响应方式和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目七]A/D转换实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

利用综合实验仪上的0809做A/D转换器，综合实验仪上的电位器提供模拟量输入，编制程序，将模拟量转换成数字量，通过8155键显区数码管显示出来。

基本要求

掌握A/D转换与单片机接口的方法；了解A/D芯片0809转换性能及编程方法；

重点难点

单片机外部地址总线和数据总线的工作原理和A/D芯片0809的程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系

[实验题目八]D/A转换实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

利用0832输出一个从0V开始逐渐升至5V再降至0V的三角波电压，数码管显示数字量值。

基本要求

了解D/A转换与单片机的接口方法；了解D/A转换芯片DA0832的性能及编程方法。

重点难点

单片机外部地址总线和数据总线的工作原理和D/A转换芯片DA0832的使用方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目九]电子琴实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

利用实验仪上提供的键盘，使数字键1、2、3、4、5、6、7作为电子琴按键，按下即发出相应的音调。

用P1.0口发出音频脉冲,驱动喇叭。

基本要求

了解发出不同音调声音的编程方法。

重点难点

对单片机程序时序的控制和掌握。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十]RAM扩展实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

往RAM中写入一串数据，然后读出，进行比较。

基本要求

学习RAM6264的扩展。

重点难点

单片机外部地址总线和数据总线的工作原理和GAL芯片的使用方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十一]步进电机控制实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

编写并调试出一个实验程序按下图所示控制步进电机旋转：

基本要求

了解步进电机工作原理，掌握用单片机的步进电机控制系统的硬件设计方法，熟悉步进电机驱动程序的设计与调试，提高单片机应用系统设计和调试水平。

重点难点

步进电机的使用原理和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十二]直流电机转速测量与控制实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

设计并调试一个程序其功能为测量电机的转速，并在超想-3000TB综合实验仪显示器上显示出来，采用比例调节器方法，使电机转速稳定在某一设定值。

此设定值可由超想-3000TB综合实验仪上的键盘输入。

基本要求

了解霍尔器件工作原理及转速测量与控制的基本原理、基本方法，掌握DAC0832电路的接口技术和应用方法，提高实时控制系统的设计和调试能力。

重点难点

直流电机的控制方法和转速测量的程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十三]点阵式LCD液晶显示屏实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

在LCD上显示“武汉恒科电子教仪，欢迎您使用该产品”字样。

基本要求

学习获取字模的方法；学习122X32A液晶LCD的原理及编程方法。

重点难点

获取字模的方法和液晶LCD的工作原理及程序设计方法

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十四]点阵LED广告屏实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

在点阵LED上显示“5”

基本要求

掌握点阵LED的原理和程序设计方法；掌握74LS164扩展并口的方法。

重点难点

点阵LED的工作原理和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十五]V/F压频转换实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

把电压转换成脉冲，用计数器进行测频并在超想-3000TB综合实验仪上的数码管上显示出来，实现频率计功能。

基本要求

了解LM331电压转换为频率的基本工作原理，熟悉8031内部定时/计数器的使用方法。

重点难点

LM331芯片的使用方法和频率计的程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十六]力测量实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

编写并调试出一个实验程序，其功能将一力施加于压力传感器金属弹性元件表面,超想-3000TB综合实验仪上数码管显示力的数据，并随力的大小而变化。

基本要求

了解力-电信号转换的基本工作原理，掌握ADC0809的使用方法，提高数据处理程序的设计和调试能力。

重点难点

压敏器件的工作原理和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十七]温度测量实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

使用电桥将热敏电阻阻值变化转换为电压信号放大以后经A/D转换为数字量由CPU处理，在LED上显示出来。

基本要求

了解热敏电阻测温基本工作原理及小信号放大器工作原理和零点、增益的调整方法。

重点难点

热敏电阻的工作原理和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十八]扩展时钟系统实验（DS12887）

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

程序第一次运行后，初始化时间显示为00：

00：

00。

通过键盘[MON]设定小时，通过键盘[LAST]设定分钟，通过键盘[NEXT]设定秒，两分钟后关掉电源，等待2分钟后再打开电源，这时时间应仍为正确时间，即停电后DS12887中的时钟不会停止运行。

基本要求

掌握MSC-51单片机扩展时钟电路的设计方法；了解DS12887的工作原理。

重点难点

外部时钟芯片DS12887的程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目十九]红外线遥控实验

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

2

实验类型

设计性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

利用超想-3000TB综合实验仪上的红外线接收、发送器件，编写程序发送和接红外信号，实现近距离的无线通信。

基本要求

（1）了解红外遥控电路的原理，及编码方法。

（2）了解远程控制的一般原理和方法。

（3）学习如何编写红外发射和接收程序。

（4）了解单片机控制外部设备的常用电路。

重点难点

红外线接收、发送器件的工作原理和程序设计方法。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目二十]综合实验一

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

设计一个超想-3000TB综合实验仪的系统自检程序：

在液晶上显示系统自检菜单，通过按键选择自检内容，提示自检结果并打印自检报告。

基本要求

自检系统根据不同的电路连线应至少检测两个以上的不同类型的外部器件。

重点难点

单片机系统的综合应用。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

[实验题目二十一]综合实验二

实验室名称

微机原理与单片机实验室

实验室地点

理工楼615、617

学时

6

实验类型

综合性

每组人数

1

选做或必做

选做

内容提要

设计一个温度控制（或压力控制）的电机系统：

电机在不同的的温度（或压力）下转速成线性变化。

基本要求

在液晶一侧显示一段时间内的温度（或压力）曲线，同时在液晶另侧显示当前的温度（或压力）和电机转速的值。

重点难点

单片机系统的综合应用。

主要仪器

超想-3000TB综合实验仪、KeilC超级仿真器、微型计算机系统

五、实验考核

平时成绩=（∑（实验预习×30%+操作成绩×40%+报告成绩×30%））/所开的实验个数。

实验分类：

1.验证类2个。

其中必选2个，选做0个。

2.设计类16个。

其中必选3个，选做12个（配合综合实验选做4个）。

3.综合类3个。

其中必选0个，选做3个（必选一个）。

六、本大纲主笔人：

李皓宇审核人：

薛建生批准人：

牛斌