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《單片機原理》課程教學大綱(本科)

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1、《單片機原理》課程教學大綱 課程編號:08103111 課程名稱:單片機原理 英文名稱:Single-chip Microcomputer Principle 課程類型:專業(yè)課 課程要求:必修 學時/學分:40么5 (講課學時:34實驗學時:6上機學時:0) 適用專業(yè):自動化 一、 課程性質與任務 1. 課程性質:《單片機原理》是自動化專業(yè)的學科基礎課,是計算機控制類課程,是一 門應用能力要求很高且專業(yè)性強的學科基礎課程。 2. 課程任務:單片機的出現是計算機發(fā)展史上的一個里程碑,它以體積小、功能全、 性能價格比高等優(yōu)點而獨具特色,在工業(yè)控制、尖端武器、通信設備、家用電

2、器等測控領 域的應用中獨占熬頭,符合教育的規(guī)律,注重理論聯系實際,與能力和素質培養(yǎng),便于學 生很好的學習,為以后的工作打下基礎。單片機原理主要任務是講授硬件結構、指令系 統、程序設計等基本原理與方法。本課程是專業(yè)性較強的一門課程,通過學習力求讓學生 做到概念準確、重點突出、能自己單獨完成小的系統設計。 二、 課程與其他課程的聯系 本課程是自動化專業(yè)大學本科三年級學生的學科基礎課,是《微機原理與基礎》的后 續(xù)課程,并為《計算機控制系統》等專業(yè)課程提供基礎知識。 三、 課程教學目標 課程學習的總體目標:不僅要使學生能夠正確了解掌握MCS51單片機的內部資源與應 用、接口技術,還

3、要使學生能夠系統、深入的掌握硬件與軟件設計方法,通過設計案例分析 及實驗環(huán)節(jié),能自己單獨完成小的系統設計,為嵌入式產品的設計和研發(fā)打下堅實的理論基 礎。 1. 了解有關單片機的基本概念,特點和用途,重點掌握單片機的主要性能特點、存儲 器結構、輸入/輸出端口、串行接口;理解中斷系統的概念和功能。通過本課程的學習,掌 握單片機內部資源及其原理與應用概況。達成畢業(yè)要求1.1、3.3o 2. 學習單片機的指令系統,熟練掌握指令,掌握單片機的順序、分支、循環(huán)程序的編寫。 達成畢業(yè)要求4.L4.5、5.1 o 3. 掌握單片機I/O 口、定時器、串行接口的基本原理及其應用,掌握其硬件及軟件

4、設計 方法。達成畢業(yè)要求5.1、6.1、7.1 o 4. 掌握單片機接口技術。達成畢業(yè)要求7.1, 11.2 o 5. 在課堂教學過程中探討單片機領域的前沿發(fā)展現狀和趨勢,使學生相關技術的前沿 發(fā)展現狀和研究方向有一定的了解,可獨立設計完整的單片機控制系統。達成畢業(yè)要求3.1, 5.1, 10.4 o 6. 培養(yǎng)學生的工程實踐學習能力,使學生掌握各種硬件電路功能及軟件實現方法,完 成實驗方法和實驗過程設計,獲得實驗技能的基本訓練,達成畢業(yè)要求4.1, 4.3, 4.4, 4.5。 7. 注重培養(yǎng)學生的文獻資料查詢能力,課堂講授時有針對性的提出與課程前沿技術相 關的思考題,有

5、針對性地推薦學生閱讀一些專業(yè)文獻,并鼓勵學生圍繞思考題等課堂教學內 容,充分利用互聯網和數字圖書館等現代化手段,自主搜尋和查閱相關參考資料,從而提高 學生快速獲取新知識和新信息的能力,達成畢業(yè)要求2.4, 10.5, 12.2 o 8. 培養(yǎng)學生獨立思考、深入鉆研問題的習慣,鼓勵學生對同一控制目標從經濟性、技 術可行性等方面提出多種控制策略或解決方案,鼓勵學生用批判的眼光看問題,培養(yǎng)學生 勇于創(chuàng)新,鍛煉自己的研究創(chuàng)新能力,達成畢業(yè)要求7.3, 10.4, 11.1, 11.2 o 9. 部分章節(jié)安排自學,培養(yǎng)學生的自學能力,達成畢業(yè)要求12.2, 12.3 o 四、教學內容、基本

6、要求與學時分配 序 號 教學內容 教學要求 學 時 教學 方式 對應課 程教學 目標 1 、 單片機概述 1. 掌握MCS-51單片機的主要性 能特點、引腳、內部資源 2. 掌握MCS-51單片機存儲器結 構 3 .了解單片機的應用 4 講授 討論 1、5、7 2 二、 MCS-51單片機的指令系統 1. 了解MCS-51單片機的尋址方 式 2. 掌握數據傳送類指令 3. 掌握算術和邏輯操作類指令 4. 掌握控制轉移類指令 5. 掌握位操作類指令 4 講授 討論 自學 2、6 實驗1:開發(fā)系統使用與編程實驗 實驗

7、1:開發(fā)系統使用與編程實 驗 4 3 三、 MCS-51單片機的程序設計 1.掌握循環(huán)程序設計方法 2 .掌握分支程序設計方法 3 .掌握布爾處理程序設計方法 4、了解其它程序設計方法 6 講授 討論 自學 2 四、 單片機應用 1 .輸入/輸出端口 2. 中斷系統 3. 定時器/計數器 4 .串行接口 1、 掌握4個I/O 口的特點與區(qū)別, 掌握利用I/O進行數據輸入輸出 的硬軟件設計方法、掌握鍵盤與 數碼顯示的硬軟件設計方法,了 解I/O 口的應用 2、 掌握中斷源、中斷初始化,掌 握中斷的應用方法,了解中斷響 應過

8、程 3、 掌握定時計數器的初始化方 法,掌握定時器的應用 4、 了解串行接口初始化方法,了 解串行接口的應用 12 講授 討論 自學 3 五、 MCS-51單片機系統擴展 1 .程序存儲器擴展 2.數據存儲器擴展 1、 掌握程序存儲器擴展的硬件設 計 2、 掌握數據存儲器擴展的硬件設 計 2 講授 討論 自學 4、5 六、MCS-51單片機接口技術 1. A/D轉換 2. D/A轉換 3. 通用接口芯片 實驗2:硬、軟件設計實驗 1、 掌握一種A/D轉換芯片的硬 軟件設計,了解1-2種A/D轉換 芯片的硬軟件設計 2、 掌握

9、一種D/A轉換芯片的硬軟 件設計,了解1?2種D/A轉換芯 片的硬軟件設計 3、 掌握一種接口轉換芯片的硬軟 件設計,了解1-2種接口轉換芯 片的硬軟件設計 6 講授 討論 自學 4、5、6、 7、8 實驗2:硬、軟件設計實驗 2 五、 其他教學環(huán)節(jié)(課外教學環(huán)節(jié)、要求、目標) 無 六、 教學方法 本課程重點講授單片機內部資源、指令系統、軟件設計及系統擴展。課程講授從以單片 機內部資源及指令系統為基礎,系統、深入講授多種應用程序及應用控制單元的軟、硬件設 計,使學生熟練掌握常用字程序設計及微小控制單元硬軟件設計,配合學生查閱資料與討

10、論, 使學生了解單片機的應用情況,掌握綜合利用所學知識,分析及解決工程問題的能力。 本課程以課堂教學為主,結合作業(yè)、自學、討論和文獻檢索閱等教學手段和形式完成課 程教學任務。 注重對學生學習方法的指導。在傳授知識的同時,擔負改變學生傳統學習方法的責任, 力求教會學生如何以工程的觀點學習專業(yè)課程。教師不但教給學生知識,更重要的是教給學 生如何將所學到的知識進行系統分析和靈活應用。應盡量教會學生怎樣理解問題,避免死記 硬背,提高分析和解決問題的能力。 重視教學過程,多次考核取平均值,避免期末突擊。 在自學教學環(huán)節(jié)中,對課程中某些有助于進一步拓寬控制系統理論知識的內容,通過教 師的指導,由學生自學完成。 七、 考核及成績評定方式 最終成績由平時作業(yè)成績、平時考核成績和期末考試成績等組合而成。各部分所占比例 如下: 平時成績:10% O主要通過作業(yè)、實驗、考勤進行考核。 期末考試成績:90%o主要考核課程要求掌握的概念、基本分析、計算、設計方法的掌握程 度。書面考試形式。 八、 教材及參考書目 1. 教材: [1]微型計算機原理與應用(第三版).李群芳等編著.電子工業(yè)出版社,2015. 2. 參考書目: [1] 單片機原理與應用.杭和平.機械工業(yè)出版社,2015 [2] 單片機原理與應用.倪云峰 西安電子科技大學出版社,2015

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