《单片机原理及应用》课程教学大纲 Principle and application of Single Chip Microcomputer

单片机原理及应用课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：07S4122B课程名称：单片机原理及应用英文名称：Principleandapplicationof SingleChipMicrocompute课程类别：专业核心课程总学时：32总学分：2适用专业：电气工程及其自动化先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计二、课程的性质及目标课程性质：单片机原理及应用是电气工程及其自动化专业的专业核心课程，是学生掌握嵌入式控制系统并进一步设计工程系统的基础课程。本课将介绍单片机发展过程，国内外芯片行业发展差距，开阔学生视野并激发学生爱国情怀；进行单片机的CPU结构、存储结构、I/O接口等硬件结构的讲解，为学生今后学习更复杂的芯片结构打下基础；进行汇编语言基本语句和C51编程语句的讲解，充分理解低级编程语言和高级编程语言的特点；进行单片机与LED灯、LED七段数码管、按键开关、矩阵键盘等模块的硬件的连接方式与相关模块C51控制程序编写方法的讲解；进行单片机中断技术、定时/计数器模块的硬件结构和编程方法的教学；介绍单片机内置ADC模块的结构和编程方法。经过本课程的学习学生初步具备应用单片机进行产品开发及维护的能力，为走向工作岗位后从事单片机与嵌入式系统的研究及开发打下良好的基础。课程目标：1.熟悉单片机的CPU结构，单片机的存储结构，单片机的I/O口结构，为后续学习更为复杂的嵌入式和自动控制芯片硬件结构奠定必备的基础知识；能够为电子电路设计、集成电路设计等工程问题解决方案选择恰当的主控芯片：引导学生了解从事单片机等芯片行业相关工作的现实意义和使命，激发学生爱国情怀，培养学生奉献祖国的精神。2.牢记LED灯、七段数码管、按键开关、矩阵键盘等简单硬件电路的设计及它们与单片机的互连方法，熟悉单片机内部中断、定时/计数器和ADC模块的结构，能够针对特定1

1 单片机原理及应用课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：07S4122B 课程名称：单片机原理及应用 英文名称：Principle and application of Single Chip Microcomputer 课程类别：专业核心课程 总 学 时：32 总 学 分：2 适用专业：电气工程及其自动化 先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、C 语言程序设计 二、课程的性质及目标 课程性质：单片机原理及应用是电气工程及其自动化专业的专业核心课程，是学生掌 握嵌入式控制系统并进一步设计工程系统的基础课程。本课将介绍单片机发展过程，国内 外芯片行业发展差距，开阔学生视野并激发学生爱国情怀；进行单片机的 CPU 结构、存储 结构、I/O 接口等硬件结构的讲解，为学生今后学习更复杂的芯片结构打下基础；进行汇编 语言基本语句和 C51 编程语句的讲解，充分理解低级编程语言和高级编程语言的特点；进 行单片机与 LED 灯、LED 七段数码管、按键开关、矩阵键盘等模块的硬件的连接方式与相 关模块 C51 控制程序编写方法的讲解；进行单片机中断技术、定时/计数器模块的硬件结构 和编程方法的教学；介绍单片机内置 ADC 模块的结构和编程方法。经过本课程的学习， 学生初步具备应用单片机进行产品开发及维护的能力，为走向工作岗位后从事单片机与嵌 入式系统的研究及开发打下良好的基础。 课程目标： 1. 熟悉单片机的 CPU 结构，单片机的存储结构，单片机的 I/O 口结构，为后续学习更 为复杂的嵌入式和自动控制芯片硬件结构奠定必备的基础知识；能够为电子电路设计、集 成电路设计等工程问题解决方案选择恰当的主控芯片；引导学生了解从事单片机等芯片行 业相关工作的现实意义和使命，激发学生爱国情怀，培养学生奉献祖国的精神。 2. 牢记 LED 灯、七段数码管、按键开关、矩阵键盘等简单硬件电路的设计及它们与单 片机的互连方法，熟悉单片机内部中断、定时/计数器和 ADC 模块的结构，能够针对特定

性能指标，完成器件、电子电路及集成电路的设计与开发：引导学生以系统控制的思想在学习和生活中，具有大局意识、规划意识和校正意识。3.能够设计流水灯、数码管显示、独立按键识别、矩阵键盘等电路，并编写相关程序能够编写内部中断、定时计数器、ADC模块等程序：能基于电子技术通过汇编语言或者C51语言正确表达电子科学与技术领域复杂工程问题；能够进行程序纠错，实现C51程序的编译、调试：引导学生学习精益求精的工匠精神。表1课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标1.3具有电力电子技术、电机及控制、电力系统分析等方1.工程知识课程目标1面的专业核心知识及其应用能力。2.3能够运用科学原理，对电气工程及其自动化相关领域2.的实验、设计及生产过程中的问题进行分析并改进。3.设计/开发解决3.2能够设计满足特定需求的电气及控制系统，在设计中LT课程目标2方案体现创新意识。5.2能够使用现代工程工具和信息技术工具，对工程问题课程目标35.使用现代工具及其解决方案进行预测与模拟。三、课程教学方法1.以课堂讲授为主，注重联系实际案例，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。2.在课堂讲授过程中，采用讲解法、讨论法等多种教学方法，精讲多练，使学生掌握单片机的基础知识、汇编语言编程知识、C51程序设计方法、简单硬件接口电路设计方法和编程方法，并通过活学活用具备设计简单单片机控制系统电路的能力。3.运用多媒体课件辅助教学，使学生对单片机硬件资源、汇编语言程序设计、C51程序设计、硬件电路理解和设计部分有形象和立体的认知和理解，提高课堂教学教学信息量，增强教学的直观性、形象性。4.采用线上、线下相结合的方式，与学生开展答疑、交流，促进学生对知识的掌握和专业的认同。四、课程教学内容及要求2

2 性能指标，完成器件、电子电路及集成电路的设计与开发；引导学生以系统控制的思想， 在学习和生活中，具有大局意识、规划意识和校正意识。 3. 能够设计流水灯、数码管显示、独立按键识别、矩阵键盘等电路，并编写相关程序， 能够编写内部中断、定时计数器、ADC 模块等程序；能基于电子技术通过汇编语言或者 C51 语言正确表达电子科学与技术领域复杂工程问题；能够进行程序纠错，实现 C51 程序 的编译、调试；引导学生学习精益求精的工匠精神。 表 1 课程目标对毕业要求的支撑关系 毕业要求 指标点 课程目标 1.工程知识 1.3 具有电力电子技术、电机及控制、电力系统分析等方 面的专业核心知识及其应用能力。 课程目标 1 2. 2.3 能够运用科学原理，对电气工程及其自动化相关领域 的实验、设计及生产过程中的问题进行分析并改进。 3.设计/开发解决 方案 3.2 能够设计满足特定需求的电气及控制系统，在设计中 体现创新意识。 课程目标 2 5.使用现代工具 5.2 能够使用现代工程工具和信息技术工具，对工程问题 及其解决方案进行预测与模拟。 课程目标 3 三、课程教学方法 1. 以课堂讲授为主，注重联系实际案例，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思 考、分析问题和解决问题的能力。 2. 在课堂讲授过程中，采用讲解法、讨论法等多种教学方法，精讲多练，使学生掌握 单片机的基础知识、汇编语言编程知识、C51 程序设计方法、简单硬件接口电路设计方法 和编程方法，并通过活学活用具备设计简单单片机控制系统电路的能力。 3. 运用多媒体课件辅助教学，使学生对单片机硬件资源、汇编语言程序设计、C51 程 序设计、硬件电路理解和设计部分有形象和立体的认知和理解，提高课堂教学教学信息量， 增强教学的直观性、形象性。 4. 采用线上、线下相结合的方式，与学生开展答疑、交流，促进学生对知识的掌握和 专业的认同。 四、课程教学内容及要求

第一童微型计算机基础（2学时）【教学目标与要求】1.教学目标通过本章的学习，使学生理解数制与码制的基本概念，掌握不同数制之间的相互转换掌握BCD码与ASCII的应用，了解微机、嵌入式系统、单片机的基本概念。2.教学要求（1）了解数制、码制的基本概念（2）掌握计算机中的常用编码的表示方法。（3）掌握不同数制之间的转换。（4）了解计算机的基本组成、工作过程和应用形态。（5）了解微机、嵌入式系统、单片机的基本概念。【教学重点与难点】1.教学重点二进制、十六进制、8421BCD码。2.教学难点10进制和二进制的之间的转换。【教学内容】1.数制与编码2.微型计算机的基本组成3.指令、程序与编程语言4.微型计算机的工作过程5.微型计算机的应用形态【思政元素】使学生了解从事单片机等芯片行业相关工作的现实意义和使命，激发学生爱国情怀，培养学生奉献祖国的精神。第二章单片机增强型8051内核（10学时）【教学目标与要求】1.教学目标通过本章的学习，使学生了解常用单片机，掌握单片机的内部资源和引脚功能，掌握单片机的内部存储结构，熟练运用I/O口的工作模式。3

3 第一章 微型计算机基础（2 学时） 【教学目标与要求】 1.教学目标 通过本章的学习，使学生理解数制与码制的基本概念，掌握不同数制之间的相互转换， 掌握 BCD 码与 ASCII 的应用，了解微机、嵌入式系统、单片机的基本概念。 2.教学要求 （1）了解数制、码制的基本概念。 （2）掌握计算机中的常用编码的表示方法。 （3）掌握不同数制之间的转换。 （4）了解计算机的基本组成、工作过程和应用形态。 （5）了解微机、嵌入式系统、单片机的基本概念。 【教学重点与难点】 1.教学重点 二进制、十六进制、8421BCD 码。 2.教学难点 10 进制和二进制的之间的转换。 【教学内容】 1.数制与编码 2.微型计算机的基本组成 3.指令、程序与编程语言 4.微型计算机的工作过程 5.微型计算机的应用形态 【思政元素】使学生了解从事单片机等芯片行业相关工作的现实意义和使命，激发学 生爱国情怀，培养学生奉献祖国的精神。 第二章 单片机增强型 8051 内核 （10 学时） 【教学目标与要求】 1.教学目标 通过本章的学习，使学生了解常用单片机，掌握单片机的内部资源和引脚功能，掌握 单片机的内部存储结构，熟练运用 I/O 口的工作模式

2.教学要求（1）了解单片机的概念与常用单片机。（2）了解单片机的内部资源与引脚功能。（3）掌握单片机的内部结构。（4）掌握单片机的内部存储结构。（5）掌握单片机I/O口的各种工作模式。【教学重点与难点】1.教学重点单片机的内部结构、存储结构以及I/O口的工作模式。2.教学难点存储器的内部编址及分配。【教学内容】1.单片机概述2.单片机资源概述与引脚功能3.单片机内部结构4.单片机的存储结构5.单片机的并行接口6.单片机时钟与复位【思政元素】使学生了解国产芯片的优势，增强民族自信心。第三章单片机的指令系统（8学时）【教学目标与要求】1.教学目标通过本章的学习，使学生理解单片机的指令系统构成、掌握单片机操作数与地址的寻址方式，掌握数据传送指令。2.教学要求（1）了解单片机的指令系统。（2）理解寻找操作数与指令地址的方法（寻址方式）。（3）掌握数据传送指令的用法。【教学重点与难点】4

4 2.教学要求 （1）了解单片机的概念与常用单片机。 （2）了解单片机的内部资源与引脚功能。 （3）掌握单片机的内部结构。 （4）掌握单片机的内部存储结构。 （5）掌握单片机 I/O 口的各种工作模式。 【教学重点与难点】 1.教学重点 单片机的内部结构、存储结构以及 I/O 口的工作模式。 2.教学难点 存储器的内部编址及分配。 【教学内容】 1.单片机概述 2.单片机资源概述与引脚功能 3.单片机内部结构 4.单片机的存储结构 5.单片机的并行接口 6.单片机时钟与复位 【思政元素】 使学生了解国产芯片的优势，增强民族自信心。 第三章 单片机的指令系统（8 学时） 【教学目标与要求】 1.教学目标 通过本章的学习，使学生理解单片机的指令系统构成、掌握单片机操作数与地址的寻 址方式，掌握数据传送指令。 2.教学要求 （1）了解单片机的指令系统。 （2）理解寻找操作数与指令地址的方法（寻址方式）。 （3）掌握数据传送指令的用法。 【教学重点与难点】

1.教学重点单片机寻址方式、指令系统，利用汇编语言编写程序。2.教学难点单片机存储结构与汇编语言之间的硬软件关系。【教学内容】1.指令系统基本概念2.单片机的寻址方式3.单片机的数据传送指令【思政元素】指令系统设计严谨遵循硬件结构，通过本章的学习培养学生严谨的学习态度和工作作风。第四章单片机的程序设计（6学时）【教学目标与要求】1.教学目标通过本章的学习，使学生理解单片机C51数据类型、变量、函数和中断函数等，掌握C51中各种不同定义与硬件之间的对应关系，掌握C51的编程方法。2.教学要求（1）了解ANSIC与C51的区别。（2）了解ANSIC与C51的关键字。（3）理解C51的数据类型与变量。（4）掌握单片机不同区域内的内存定义。（5）掌握普通函数与中断函数的区别。（6）掌握C51程序设计方法。【教学重点与难点】1.教学重点单片机内部不同区域硬件对应C51的定义、中断与中断函数的对应关系。2.教学难点C51定义与单片机硬件之间的对应关系以及C51语言编程。【教学内容】1.C语言与MCS-51系列单片机5

5 1.教学重点 单片机寻址方式、指令系统，利用汇编语言编写程序。 2.教学难点 单片机存储结构与汇编语言之间的硬软件关系。 【教学内容】 1.指令系统基本概念 2.单片机的寻址方式 3.单片机的数据传送指令 【思政元素】指令系统设计严谨遵循硬件结构，通过本章的学习培养学生严谨的学习 态度和工作作风。 第四章 单片机的程序设计（6 学时） 【教学目标与要求】 1.教学目标 通过本章的学习，使学生理解单片机 C51 数据类型、变量、函数和中断函数等，掌握 C51 中各种不同定义与硬件之间的对应关系，掌握 C51 的编程方法。 2.教学要求 （1）了解 ANSI C 与 C51 的区别。 （2）了解 ANSI C 与 C51 的关键字。 （3）理解 C51 的数据类型与变量。 （4）掌握单片机不同区域内的内存定义。 （5）掌握普通函数与中断函数的区别。 （6）掌握 C51 程序设计方法。 【教学重点与难点】 1.教学重点 单片机内部不同区域硬件对应 C51 的定义、中断与中断函数的对应关系。 2.教学难点 C51 定义与单片机硬件之间的对应关系以及 C51 语言编程。 【教学内容】 1.C 语言与 MCS-51 系列单片机