第7章AT89S51的串行口(4学时) 教学内容:介绍AT891片内串行口(UART)的结构;串行口4种工作方式的工作原理,多 机通信的工作原理,波特率的制定方法;熟悉串行口的各种标准接口,如RS-232、RS-422A、RS-485 等;单片机与PC机的串行通信,以及如何组成一个多机分布系统 教学要求:通过本章学习,应使学生熟悉AT89S51片内串行口(UART)的结构;掌握串行口 4种工作方式的工作原理,多机通信的工作原理,波特率的制定方法;熟悉串行口的各种标准接口, 如RS-232、RS-422A、RS-485等。同时使学生了解单片机与PC机的串行通信,以及如何组成一个 多机分布系统 应重点掌握方式1、方式3的串行通信编程,包括查询方式与中断方式串行通信的程序设计 同时能根据不同的串行通信距离、串行通信速率以及不同的应用场合要求来选择各种不同的标准串 行接口,如RS-232、RS-422A、RS-485等,以及这些标准串行接口的硬件电路设计 第8章AT89S51单片机外部存储器的扩展(3学时) 教学内容:介绍系统并行扩展的三总线结构与基本概念;两个外部存储空间的地址分配,以及 如何实现两个地址空间的分配;简介程序存储器的扩展,片内 Flash存储器的基本特性与编程方法 ISP技术的实现;数据存储器的扩展,单片机读写片外RAM的基本工作原理与软件编程。 教学要求:掌握系统并行扩展的三总线结构与基本概念,外部存储空间的地址分配的线选法与 译码法,以及使用线选法与译码法实现两个地址空间的分配:对于程序存储器的扩展,只需了解基 本扩展方法即可,但应使学生熟悉片内 Flash存储器的基本特性与编程方法,尤其要熟悉ISP技术 要求学生在掌握静态数据存储器扩展技术同时,还要掌握单片机读写片外RAM的基本工作原理与 软件编程 第9章AT89S51单片机的O扩展(3学时) 教学内容:介绍O并行扩展的意义与基本概念,O接口与O端口的概念,外部ⅣO与外部 RAM的编址关系;MO接口芯片82C55的基本特性以及单片机扩展82C55的硬件接口设计与软件 编程;价廉的74 LSTTL扩展的并行O接口,以及使用单片机串行口扩展并行口的接口电路设计 以及软件编程:;IO口控制的声音提示与报警声音的设计。 教学要求:通过本章学习,使学生了解ⅣO并行扩展的意义与基本概念,掌握O接口与O 端口的概念,掌握外部ⅣO与外部RAM的编址关系。重点掌握经典LO接口82C55的基本特性, 以及单片机扩展82C55的硬件接口设计与软件编程。熟悉使用价廉的74 LSTTL扩展的并行ⅣO接 口,以及单片机串行口扩展并行口的接口电路设计以及软件编程。要求学生了解ⅣO口控制的声音 提示与报警的设计。 11
11 第 7 章 AT89S51 的串行口（4 学时） 教学内容：介绍 AT89S51 片内串行口（UART）的结构；串行口 4 种工作方式的工作原理，多 机通信的工作原理，波特率的制定方法；熟悉串行口的各种标准接口，如 RS-232、RS-422A、RS-485 等；单片机与 PC 机的串行通信，以及如何组成一个多机分布系统。 教学要求：通过本章学习，应使学生熟悉 AT89S51 片内串行口（UART）的结构；掌握串行口 4 种工作方式的工作原理，多机通信的工作原理，波特率的制定方法；熟悉串行口的各种标准接口， 如 RS-232、RS-422A、RS-485 等。同时使学生了解单片机与 PC 机的串行通信，以及如何组成一个 多机分布系统。 应重点掌握方式 1、方式 3 的串行通信编程，包括查询方式与中断方式串行通信的程序设计。 同时能根据不同的串行通信距离、串行通信速率以及不同的应用场合要求来选择各种不同的标准串 行接口，如 RS-232、RS-422A、RS-485 等，以及这些标准串行接口的硬件电路设计。 第 8 章 AT89S51 单片机外部存储器的扩展（3 学时） 教学内容：介绍系统并行扩展的三总线结构与基本概念；两个外部存储空间的地址分配，以及 如何实现两个地址空间的分配；简介程序存储器的扩展，片内 Flash 存储器的基本特性与编程方法， ISP 技术的实现；数据存储器的扩展，单片机读写片外 RAM 的基本工作原理与软件编程。 教学要求：掌握系统并行扩展的三总线结构与基本概念，外部存储空间的地址分配的线选法与 译码法，以及使用线选法与译码法实现两个地址空间的分配；对于程序存储器的扩展，只需了解基 本扩展方法即可，但应使学生熟悉片内 Flash 存储器的基本特性与编程方法，尤其要熟悉 ISP 技术； 要求学生在掌握静态数据存储器扩展技术同时，还要掌握单片机读写片外 RAM 的基本工作原理与 软件编程。 第 9 章 AT89S51 单片机的 I/O 扩展（3 学时） 教学内容：介绍 I/O 并行扩展的意义与基本概念，I/O 接口与 I/O 端口的概念，外部 I/O 与外部 RAM 的编址关系；I/O 接口芯片 82C55 的基本特性以及单片机扩展 82C55 的硬件接口设计与软件 编程；价廉的 74LSTTL 扩展的并行 I/O 接口，以及使用单片机串行口扩展并行口的接口电路设计 以及软件编程；I/O 口控制的声音提示与报警声音的设计。 教学要求：通过本章学习，使学生了解 I/O 并行扩展的意义与基本概念，掌握 I/O 接口与 I/O 端口的概念，掌握外部 I/O 与外部 RAM 的编址关系。重点掌握经典 I/O 接口 82C55 的基本特性， 以及单片机扩展 82C55 的硬件接口设计与软件编程。熟悉使用价廉的 74LSTTL 扩展的并行 I/O 接 口，以及单片机串行口扩展并行口的接口电路设计以及软件编程。要求学生了解 I/O 口控制的声音 提示与报警的设计
第10章AT89S51单片机与输入/输出外设的接口(4学时) 教学内容:介绍单片机控制8段LED数码管的显示原理,静态显示与动态显示的工作原理, 以及相应的接口电路设计和相应的驱动程序设计。键盘的工作原理及如何去除按键抖动。独立式键 盘与矩阵式键盘的工作原理、接口设计与软件编程。专用键盘/湿显示器接口芯片CH451与HD7279。 单片机与液晶显示器LCDl602的接口设计与显示编程控制。单片机与微型打印机的接口设计;扩 展BCD码拨盘的接口设计 教学要求:通过本章学习,使学生掌握单片机控制8段LED数码管的显示原理,并能设计出 相应的接口电路,以及软件编程。掌握键盘的工作原理以及如何去除按键抖动。重点掌握独立式键 盘与矩阵式键盘的工作原理、接口设计与软件编程。熟悉目前的专用的键盘/显示器接口芯片CH451 与HD7279,掌握一种即可。重点掌握单片机扩展LCD1602的接口设计与显示编程控制。要求学 生熟悉单片机与 Centronics打印机并行接口电路设计,并编写出相应的驱动程序。了解扩展BCD 码拨盘的工作原理与接口设计以及软件编程 第11章A89S51单片机与DA、AD转换器的接口(4学时) 教学内容:介绍A89S51单片机与DAC的接口和ADC的接口设计;AT89S51单片机与Ⅴ/F 转换器的接口 教学要求:通过本章学习,应使学生了解掌握采用并行接口的DAC芯片与ADC芯片主要性 能指标,并能根据系统的技术要求,正确选择DAC芯片与ADC芯片。对于DAC接口设计,掌握 多路DAC输出模拟量的同步输出问题。ADC接口电路设计部分首先使学生掌握单片机系统中常用 的双积分与逐次比较式以及Σ-Δ式的ADC的各自特点及使用场合,并能根据需要来进行芯片选择。 要求学生重点掌握ADC0809以及熟悉MC14433与单片机的接口设计及软件编程。了解单片机与 V/F转换器的接口设计。 第12章单片机的串行扩展技术(2学时) 教学内容:介绍目前常用的三种串行扩展技术与系统结构,包括单总线、PC与SPI串行扩展, 重点介绍rC串行总线通信协议与系统扩展结构 教学要求:通过本章学习,应使学生熟悉目前常用的3种串行扩展技术,如单总线串行扩展、 rC串行扩展与SPI串行扩展,熟悉3种串行扩展总线的工作原理,重点掌握C串行总线基本时 序、通信协议与系统扩展结构。通过3种串行扩展总线的典型案例设计,掌握单片机系统的串行扩 展技术。单总线系统案例为基于DS18B20的单总线温度测量系统设计:SPI部分介绍单片机扩展串 行DAC与ADC的设计:PC串行扩展部分介绍单片机扩展串行存储器芯片AT24C0x制作IC卡的 设计。学生应通过课内结合课外自学掌握上述案例设计。 第13章AT89S51单片机的应用设计与调试(2学时)
12 第 10 章 AT89S51 单片机与输入/输出外设的接口（4 学时） 教学内容：介绍单片机控制 8 段 LED 数码管的显示原理，静态显示与动态显示的工作原理， 以及相应的接口电路设计和相应的驱动程序设计。键盘的工作原理及如何去除按键抖动。独立式键 盘与矩阵式键盘的工作原理、接口设计与软件编程。专用键盘/显示器接口芯片 CH451 与 HD7279。 单片机与液晶显示器 LCD1602 的接口设计与显示编程控制。单片机与微型打印机的接口设计；扩 展 BCD 码拨盘的接口设计。 教学要求：通过本章学习，使学生掌握单片机控制 8 段 LED 数码管的显示原理，并能设计出 相应的接口电路，以及软件编程。掌握键盘的工作原理以及如何去除按键抖动。重点掌握独立式键 盘与矩阵式键盘的工作原理、接口设计与软件编程。熟悉目前的专用的键盘/显示器接口芯片 CH451 与 HD7279，掌握一种即可。重点掌握单片机扩展 LCD1602 的接口设计与显示编程控制。要求学 生熟悉单片机与 Centronics 打印机并行接口电路设计，并编写出相应的驱动程序。了解扩展 BCD 码拨盘的工作原理与接口设计以及软件编程。 第 11 章 AT89S51 单片机与 D/A、A/D 转换器的接口（4 学时） 教学内容：介绍 AT89S51 单片机与 DAC 的接口和 ADC 的接口设计；AT89S51 单片机与 V/F 转换器的接口。 教学要求：通过本章学习，应使学生了解掌握采用并行接口的 DAC 芯片与 ADC 芯片主要性 能指标，并能根据系统的技术要求，正确选择 DAC 芯片与 ADC 芯片。对于 DAC 接口设计，掌握 多路 DAC 输出模拟量的同步输出问题。ADC 接口电路设计部分首先使学生掌握单片机系统中常用 的双积分与逐次比较式以及Σ-Δ 式的 ADC 的各自特点及使用场合，并能根据需要来进行芯片选择。 要求学生重点掌握 ADC0809 以及熟悉 MC14433 与单片机的接口设计及软件编程。了解单片机与 V/F 转换器的接口设计。 第 12 章 单片机的串行扩展技术（2 学时） 教学内容：介绍目前常用的三种串行扩展技术与系统结构，包括单总线、I 2 C 与 SPI 串行扩展， 重点介绍 I 2 C 串行总线通信协议与系统扩展结构。 教学要求：通过本章学习，应使学生熟悉目前常用的 3 种串行扩展技术，如单总线串行扩展、 I 2 C 串行扩展与 SPI 串行扩展，熟悉 3 种串行扩展总线的工作原理，重点掌握 I 2 C 串行总线基本时 序、通信协议与系统扩展结构。通过 3 种串行扩展总线的典型案例设计，掌握单片机系统的串行扩 展技术。单总线系统案例为基于 DS18B20 的单总线温度测量系统设计；SPI 部分介绍单片机扩展串 行 DAC 与 ADC 的设计；I 2 C 串行扩展部分介绍单片机扩展串行存储器芯片 AT24C0x 制作 IC 卡的 设计。学生应通过课内结合课外自学掌握上述案例设计。 第 13 章 AT89S51 单片机的应用设计与调试（2 学时）
教学内容:内容包括单片机应用系统的设计步骤与方法;单片机应用系统的仿真开发与调试 单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计:单片机应用系统的O功率驱动 教学要求:通过本章学习,应使学生了解如何从应用设计的角度,来进行一个单片机应用系统 设计,尤其是在系统设计中所涉及的应用系统的抗干扰与可靠性设计问题 自学掌握虚拟仿真平台 Proteus与软件开发工具Kei的使用 通过自学,掌握软件开发工具Keilμ Vision.3的使用,以及软件编程与开发:掌握先进的虚拟仿 真平台 Proteus的使用,并能进行单片机系统硬件电路的虚拟设计与调试。掌握上述两种软件工具 进行系统软硬件联调的基本方法与步骤。掌握使用编程器或ISP的程序写入技术,最终能完成单片 机应用系统的开发、设计与调试。 、其他教学环节 基础实验10学时。为使学生巩固课堂教学所学的知识,需通过基础实验环节的实践练习,来 提高学生的编程与设计开发能力。 具体题目及要求:必作的实验题目为10个(见表1),选作的实验题目为5个(见表2)。实验 题目与具体要求见教材[2]。所有的实验题目提前发布在网络教学平台,要求学生课下先在 Proteus 平台下虛拟设计仿真调试通过,再在实验室硬件实验装置上通过。编程语言使用汇编语言和C51 语言均可 必作的10个基础实验题目明细表 序号 实验项目名称 学时实验要求实验类型每组人数 1单片机O口实验LED流水灯 必修 设计 2 2单个外部中断实验 必修 设计 3|定时器实验 1 必修 设计 4双单片机通信实验 必修 设计 2 5单片机与PC之间串行通信实验2 必修 设计 6扩展82c55并行O接口实验 必修 设计 7矩阵式键盘扫描实验 2 必修 设计
13 教学内容：内容包括单片机应用系统的设计步骤与方法；单片机应用系统的仿真开发与调试； 单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计；单片机应用系统的 I/O 功率驱动。 教学要求：通过本章学习，应使学生了解如何从应用设计的角度，来进行一个单片机应用系统 设计，尤其是在系统设计中所涉及的应用系统的抗干扰与可靠性设计问题。 自学掌握虚拟仿真平台 Proteus 与软件开发工具 Keil 的使用 通过自学，掌握软件开发工具 Keil µVision3 的使用，以及软件编程与开发；掌握先进的虚拟仿 真平台 Proteus 的使用，并能进行单片机系统硬件电路的虚拟设计与调试。掌握上述两种软件工具 进行系统软硬件联调的基本方法与步骤。掌握使用编程器或 ISP 的程序写入技术,最终能完成单片 机应用系统的开发、设计与调试。 三、其他教学环节 基础实验 10 学时。为使学生巩固课堂教学所学的知识，需通过基础实验环节的实践练习，来 提高学生的编程与设计开发能力。 具体题目及要求：必作的实验题目为 10 个（见表 1），选作的实验题目为 5 个（见表 2）。实验 题目与具体要求见教材[2]。所有的实验题目提前发布在网络教学平台，要求学生课下先在 Proteus 平台下虚拟设计仿真调试通过，再在实验室硬件实验装置上通过。编程语言使用汇编语言和 C51 语言均可。 必作的 10 个基础实验题目明细表 序号 实验项目名称 学时 实验要求 实验类型 每组人数 1 单片机 I/O 口实验—LED 流水灯 1 必修 设计 2 2 单个外部中断实验 1 必修 设计 2 3 定时器实验 1 必修 设计 2 4 双单片机通信实验 1 必修 设计 2 5 单片机与 PC 之间串行通信实验 2 必修 设计 2 6 扩展 82C55 并行 I/O 接口实验 2 必修 设计 2 7 矩阵式键盘扫描实验 2 必修 设计 2
8单片机驱动1602液晶模块显示 必修 设计 2 9|DAC0832的DA转换实验 必修 设计 2 10ADC0809的A/D转换实验 选作 设计 2 选作的5个基础实验题目明细表 序号 实验项目名称 学时实验要求 实验类型 1单片机控制16×16阵列LED的显示 先作 设计 2温度传感器DS18B20实验 选作 设计 3直流电机控制实验 选作 设计 4步进电机控制实验 选作 设计 5直流电机测速实验 选作 设计 四、考试权重 成绩评定由平时成绩、实验课、大作业、试卷4部分成绩组成 各项成绩所占权重如下: (1)平时:5%,包括出勤和课堂提问 (2)综合性设计大作业:15%,共10个题目 (3)基础实验:30%,必作的10个题目,选作5个题目。要求首先在 Proteus下虚拟仿真通 过,然后再在模块化实验装置系统上联调通过 (4)期末考试占50%(以基本概念、知识点以及基本工作原理的考核),考试形式为笔试闭 大纲撰写人:张毅刚 大纲审核人:彭喜元
14 8 单片机驱动 1602 液晶模块显示 必修 设计 2 9 DAC0832 的 D/A 转换实验 必修 设计 2 10 ADC0809 的 A/D 转换实验 选作 设计 2 选作的 5 个基础实验题目明细表 序号 实验项目名称 学时 实验要求 实验类型 1 单片机控制 16×16 阵列 LED 的显示 1 选作 设计 2 温度传感器 DS18B20 实验 1 选作 设计 3 直流电机控制实验 1 选作 设计 4 步进电机控制实验 1 选作 设计 5 直流电机测速实验 2 选作 设计 四、考试权重 成绩评定由平时成绩、实验课、大作业、试卷 4 部分成绩组成。 各项成绩所占权重如下： （1）平时：5%，包括出勤和课堂提问。 （2）综合性设计大作业：15%，共 10 个题目。 （3）基础实验：30%，必作的 10 个题目，选作 5 个题目。要求首先在 Proteus 下虚拟仿真通 过，然后再在模块化实验装置系统上联调通过。 （4）期末考试占 50％（以基本概念、知识点以及基本工作原理的考核），考试形式为笔试闭 卷。 大纲撰写人：张毅刚 大纲审核人：彭喜元
《单片机原理及应用课程设计》课程教学大纲 课程编码:SP0100100 课程名称:单片机原理及应用课程设计 课程英文名称: Curriculum Design of Single Chip' s Principle and Application 总学时:2周讲课学时 实验学时 上机学时:课外辅导学时: 学分:2 开课单位:电气工程及自动化学院自动化测试与控制系 授课对象:测控技术与仪器专业及其它相关专业本科生 开课学期:3夏 先修课程:单片机原理及应用、电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础 主要教材及参考书 教材:张毅刚编.《单片机原理及实用》高等教育出版社.2010 主要参考书: 1.张毅刚单片机原理及实用C51编程+ Proteus仿真.高等教育出版社,2012. 2.张毅刚单片机原理及接口技术人民邮电出版社2011 课程教学目的 1.了解并掌握单片机的原理、结构、指令、功能模块。 2.熟悉单片机开发过程,完成从方案设计、电路调试、程序编写、调试运行和报告撰写等方 面的任务 3.提高程序编写能力,掌握C51语言的设计及调试 4.提高学生综合运用所学理论知识独立分析问题和解决问题的能力 教学内容及基本要求 课程设计以两轮智能移动机器人为设计对象,系统开发板包含AT89S52单片机最小系统和IO 接口端子,直流伺服电机和车体部分。学生可以根据要求在自带的面包板上搭建外围电路,实现设 计功能。 课程设计具体安排为:
15 《单片机原理及应用课程设计》课程教学大纲 课程编码： SP01100100 课程名称： 单片机原理及应用课程设计 课程英文名称：Curriculum Design of Single Chip’s Principle and Application 总学时：2 周 讲课学时： 实验学时： 上机学时： 课外辅导学时： 学分：2 开课单位：电气工程及自动化学院 自动化测试与控制系 授课对象：测控技术与仪器专业及其它相关专业本科生 开课学期：3 夏 先修课程：单片机原理及应用、电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础 主要教材及参考书： 教材：张毅刚编.《单片机原理及实用》.高等教育出版社.2010. 主要参考书： 1. 张毅刚.单片机原理及实用—C51 编程+Proteus 仿真.高等教育出版社.2012. 2. 张毅刚.单片机原理及接口技术.人民邮电出版社.2011. 一、课程教学目的 1. 了解并掌握单片机的原理、结构、指令、功能模块。 2. 熟悉单片机开发过程，完成从方案设计、电路调试、程序编写、调试运行和报告撰写等方 面的任务。 3. 提高程序编写能力，掌握 C51 语言的设计及调试。 4. 提高学生综合运用所学理论知识独立分析问题和解决问题的能力。 二、教学内容及基本要求 课程设计以两轮智能移动机器人为设计对象，系统开发板包含 AT89S52 单片机最小系统和 IO 接口端子，直流伺服电机和车体部分。学生可以根据要求在自带的面包板上搭建外围电路，实现设 计功能。 课程设计具体安排为：