《单片机原理气应用》课程教学大纲 一、课程简介 (一)课程代码： (仁)课程名称（含英文名称）： 单片机原理与应用 Application and principle of singe chip microcomputer (三)课程类别： 专业基出课 (四)修读对象： 生物医学工程专业 (五)总学时与学分： 72学时.其中理论54学时、实验18学时。4学分（理论3分+实验1分）。 (六)相关课程： 先修课程：汇编语言程序设计、C语言程序设计、模拟电路、数字电路 后续课程：嵌入式系统设计 (七)内容提要 全面介绍cS-51单片机的结构原理、系统扩展及接口技术，在软件基础方面，讲解指令系统与汇编语言程序设计及C语言程序设计；在硬件 基础方面，课程按CS-51单片机内部集成的功能弹元和片外扩展的单元两大部分分别介绍单片机内部的1/0接口、中断系统、定时器/计数 器、串行口，以及存储器扩展、1/心接口扩展的鼓术与应用：最后，通过多个实例钟解单片机应用系统的设计与仿真技术 二、教学目的和教学方法 教学目的：随着信息技术的飞速发展，计算机技术的应用领城越来越广，待别单片机技术，在工程测量和控制领域得到了广泛应用。通过 本课程的学习，使学生较系统地掌握单片机的原理、接口和应用技术及应用，为将来进行机电一体化和智能化产品的开发设计提供技术准 备。本课程主要以CS-51单片机为代表，通过学习，使学生了解单片机原理与接口技术领域的概貌、掌握CS-51单片机的内部结构、原理 指令系统、汇编语言和程序设计、中断系统，以及系统扩展、接口技术。初步建立起以单片机为核心的电子系统的开发调试方法，为从事综 合单片机开发方面的工作奠定基础。和应用系统的设计方法。具有初步的单片机系统开发能力。 教学方法：系统原理解析辅助图片解构、启发思考、实际示操作在课程中穿插使用相关开发软件和仿真软件。让学生既能在实践中形 象地演示相关知识之应用，又可以掌握业界先进的开发工具 理论与实践教学学时分配 学习形式 意/节/单元 内容 总学时 讲授 实践其它 第1章 微型计算机基础和单片机概述 第2章 CS-51单片机结构原理 第3章 C-51单片机指令系统与汇编语言程序设计 第4章 CS-51单片机的内部接口单元 12 12 第5章 半导体存储器及并行1/0接口扩用 第6章 A/D和D/A转换器的接口 第7章 单片机的串行数据接口 、2 第8章 单片机C语言程序设计 第9章 单片机应用系统设计 合计 54
《单片机原理与应用》课程教学大纲 （执笔人：陈浩强 审核人： 姜文彪 ） 一、课程简介 （一）课程代码： （二）课程名称（含英文名称）： 单片机原理与应用 Application and principle of single chip microcomputer （三）课程类别： 专业基础课 （四）修读对象： 生物医学工程专业 （五）总学时与学分： 72学时。其中理论54学时、实验18学时。4学分（理论3分+实验1分）。 （六）相关课程： 先修课程：汇编语言程序设计、C语言程序设计、模拟电路、数字电路 后续课程：嵌入式系统设计 （七）内容提要 全面介绍MCS-51单片机的结构原理、系统扩展及接口技术。在软件基础方面，讲解指令系统与汇编语言程序设计及C语言程序设计；在硬件 基础方面，课程按MCS-51单片机内部集成的功能单元和片外扩展的单元两大部分分别介绍单片机内部的I/O接口、中断系统、定时器/计数 器、串行口，以及存储器扩展、I/O接口扩展的技术与应用；最后，通过多个实例讲解单片机应用系统的设计与仿真技术。 二、教学目的和教学方法 教学目的：随着信息技术的飞速发展，计算机技术的应用领域越来越广，特别单片机技术，在工程测量和控制领域得到了广泛应用。通过 本课程的学习，使学生较系统地掌握单片机的原理、接口和应用技术及应用，为将来进行机电一体化和智能化产品的开发设计提供技术准 备。本课程主要以MCS-51单片机为代表，通过学习，使学生了解单片机原理与接口技术领域的概貌、掌握MCS-51单片机的内部结构、原理、 指令系统、汇编语言和程序设计、中断系统，以及系统扩展、接口技术。初步建立起以单片机为核心的电子系统的开发调试方法，为从事综 合单片机开发方面的工作奠定基础。和应用系统的设计方法。具有初步的单片机系统开发能力。 教学方法：系统原理解析辅助图片解构、启发思考、实际演示操作；在课程中穿插使用相关开发软件和仿真软件。让学生既能在实践中形 象地演示相关知识之应用，又可以掌握业界先进的开发工具 理论与实践教学学时分配 章/节/单元 内容 总学时 学习形式 讲授 实践 其它 第1章 微型计算机基础和单片机概述 3 3 第2章 MCS-51单片机结构原理 6 6 第3章 MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计 9 9 3 第4章 MCS-51单片机的内部接口单元 12 12 2 第5章 半导体存储器及并行I/O接口扩展 9 9 5 第6章 A/D和D/A转换器的接口 5 5 3 第7章 单片机的串行数据接口 2 2 第8章 单片机C语言程序设计 4 4 3 第9章 单片机应用系统设计 4 4 3 合 计 54
四、选用教材和主要教学参考书 1.赵亮蔚，张家栋，霍凯，肖燕彩，单片机原理与接口技术，清华大学出版社，2013-1-1 2.《CS-51单片机原理、系统设计与应用》.万福君等著.清华大学出版社.2008.6第1版.I5BN978-7-302-16959-8 3.《CS-51系列单片机使用接口技术》.李华.北京航空航天大学出版社2008.6第1版.ISBN7-81012-420-X/TP.091 4.《单片机原理与接口技术).肖金球.清华大学出版社.2004.12第1版.1S978-7-302-10255-7 5.《爱上单片机》.杜洋人民邮电出版社.2011.10第2饭.1SEN978-7-115-25512-9 6.《8051实验指导书》.北京精仪达盛科技有限公司 7.《CS-51单片机接口及应用实验和训练指导》，董国塔.机械工业出版社.2005.1第1版.ISBN7-111-07106-9 8.《Kei1与proteus完美结合敦程》 9.《Proteus ISIS入门》.http:/m.elecfans..com电子发烧方 10.《Proteus入门教程》作者：archeng504 11.Keil Software Help System 12.Proteus VSM Model Help Syster 五、理论教学内容 (一)第一章微型计算机基础和单片机概述 主要讲授内容： 1.微型计算机概述(0.5学时) 1)基本概念 2)计算机的基本构成 3)微型计算机的基本构成 4)微型计算机的基本工作原理 2.微型计算机的基础知识(1学时) 1)数制及其转换 2)二进制算术与逻细运算 3)微型计算机的码制与编码 3,单片机概述(1.5学时) 1)单片机的结构特点 2)单片机的主要产品系列 3)单片机的应用 4)单片机应用系统开发 教学时数： 3学时 重点与难点： 1、单片机的概念。 2、单片机的特点及应用领城。 3、数制转换与编码的基本方法。 4、单片机应用系统开发的过程。 思考题或练习题： .微处理器、微型计算机、微型计算机系统及单片机之间的关系是什么？ 2为什么计算机要采用二进制？十六进制有什么特点？为什么研究十大进制数
四、选用教材和主要教学参考书 1．赵嘉蔚，张家栋，霍凯，肖燕彩，单片机原理与接口技术，清华大学出版社，2013-1-11 2.《MCS-51单片机原理、系统设计与应用》.万福君等著.清华大学出版社.2008.6第1版.ISBN 978-7-302-16959-8 3.《MCS-51系列单片机使用接口技术》.李华.北京航空航天大学出版社.2008.6第1版.ISBN7-81012-420-X/TP.091 4.《单片机原理与接口技术》.肖金球.清华大学出版社.2004.12第1版. ISBN978-7-302-10255-7 5.《爱上单片机》.杜洋.人民邮电出版社.2011.10第2版. ISBN978-7-115-25512-9 6.《8051实验指导书》.北京精仪达盛科技有限公司 7.《MCS-51单片机接口及应用实验和训练指导》.董国增.机械工业出版社.2005.1第1版.ISBN7-111-07106-9 8.《Keil 与proteus 完美结合教程》. 9.《Proteus ISIS 入门》.http://www.elecfans.com 电子发烧友 10.《Proteus 入门教程》作者：archeng504 11.Keil Software Help System 12.Proteus VSM Model Help System 五、理论教学内容 （一）第一章微型计算机基础和单片机概述 主要讲授内容： 1.微型计算机概述（0.5学时） 1）基本概念 2）计算机的基本构成 3）微型计算机的基本构成 4）微型计算机的基本工作原理 2.微型计算机的基础知识（1学时） 1）数制及其转换 2）二进制算术与逻辑运算 3）微型计算机的码制与编码 3.单片机概述（1.5学时） 1）单片机的结构特点 2）单片机的主要产品系列 3）单片机的应用 4）单片机应用系统开发 教学时数： 3学时 重点与难点： 1、单片机的概念。 2、单片机的特点及应用领域。 3、数制转换与编码的基本方法。 4、单片机应用系统开发的过程。 思考题或练习题： 1.微处理器、微型计算机、微型计算机系统及单片机之间的关系是什么？ 2.为什么计算机要采用二进制？十六进制有什么特点？为什么研究十六进制数？
3.将下列十六进制数转换为十进制数和二进制数 129D.253D、010011BCD、00101001BCD 4,什么叫原码、反玛及补码？ 5.当微机将下列数看成无符号数时，它们相应的十进制数值是什么？若将它们看成是补码，最高位为符号位，那么它们相应的十进制数值是 什么？ 6,单片机有哪些特点 7,按熙片内配置存储器的不同，单片机分为哪几类 (二)第二章CS-51单片机结构原理 主要讲授内容 1.CS-51单片机内部结构(1学时) 1)S-51单片机内部的结构图示 2)CP结构 3)存储器结构特点 4)并行/0接口 5)中断系统 6)定时器/计数器 7)串行I/0接口 2.CS-51单片机存储器结构(2学时) 1)MCS-51单片机存储器的结构四 2)CS-51单片机程序存储器的组成 3)MCS-51单片机数据存储器的组成 3.MC-51单片机的引脚信号(1学时， 1)CS-51单片机I跑图 2)0CS-51单片机房引脚的逻辑功能 4MCS-51单片机的工作方式(0.5学时) 1)复位电路与复位方式 2)程序执行方式 3)节电方式 4)EPROM的编程与校验方式 5MCS-51单片机的时钟电路与时序(1学时 1)时钟电路 2)振荡周期、机器周期和指令周期 3)典型指令的时序 4)外部OW访问时序 5)外部RAM访问时序 6.MCS-51单片机的应用系统(0.5学时) 1)CS-51单片机外部总线结构 2)8051/8751/AT89C51最小应用系统 3)8031最小应用系统 教学时数： 6学时
3.将下列十六进制数转换为十进制数和二进制数 129D、253D、01000011BCD、00101001BCD 4.什么叫原码、反码及补码？ 5.当微机将下列数看成无符号数时，它们相应的十进制数值是什么？若将它们看成是补码，最高位为符号位，那么它们相应的十进制数值是 什么？ 6.单片机有哪些特点 7.按照片内配置存储器的不同，单片机分为哪几类？ （二）第二章MCS-51单片机结构原理 主要讲授内容： 1.MCS-51单片机内部结构（1学时） 1）MCS-51单片机内部的结构图示 2）CPU结构 3）存储器结构特点 4）并行I/O接口 5）中断系统 6）定时器/计数器 7）串行I/O接口 2.MCS-51单片机存储器结构（2学时） 1）MCS-51单片机存储器的结构图 2）MCS-51单片机程序存储器的组成 3）MCS-51单片机数据存储器的组成 3.MCS-51单片机的引脚信号（1学时） 1）MCS-51单片机引脚图 2）MCS-51单片机引脚的逻辑功能 4.MCS-51单片机的工作方式（0.5学时） 1）复位电路与复位方式 2）程序执行方式 3）节电方式 4）EPROM的编程与校验方式 5.MCS-51单片机的时钟电路与时序（1学时） 1）时钟电路 2）振荡周期、机器周期和指令周期 3）典型指令的时序 4）外部ROM访问时序 5）外部RAM访问时序 6.MCS-51单片机的应用系统（0.5学时） 1）MCS-51单片机外部总线结构 2）8051/8751/AT89C51最小应用系统 3）8031最小应用系统 教学时数： 6学时
重点与难点： 1.单片机的基本结构 2.单片机的弱引脚 3.单片机的存储器结构 4。单片机的并行接口结构与规则 思考题或练习题： 课后习题1、5、8,9.13.14、15 1.MCS-51单片机内部由鄂些部分组成？ 2.MC-51单片机存陆器的组织结构是怎样的？ 3.MCS-51单片机的工作寄存器有多少个？共分为多少个区域？如何选择工作寄存器区？ 4P是什么寄存器？它有什么作用？有什么特别的注意事项？ 5.程序计数器C的功能是什么？CS-51单片机复位后，PC的值是多少？这意味着复位后CS-51单片机从椰里开始执行程序？ 6.什么是时钟周期、机器周期和指令周期？MCS-51单片机的一个机器周期包含多少个时钟周期？ 7.对照CS-51单片机的外部歌w防问时序图。简述单片机对外部R府储器的读/写操作过程.PO口和P2口用于传送什么信号？RD/信号有什 么作用？ ()第三章CS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计 主要讲授内容：（共9学时） 1.CS-51指令系统概述(0.5学时) 1)指令及指令格式 2)CS-51单片机指今分类 3)CS-51单片机指令系统 2.寻址方式(0.5学时) 3.数据传送指令(1学时 1)内部传送指令 2)外部传送指令 4.算术与逻相运算和移位指令(1学时) 1)算术运算指令 2)罗细运算指今 3)移位指令 5.控制转移指令和位操作指令(2学时】 1)控制转移指令 2)位操作指令 6.汇编语言程序设计(4学时) 1)汇编语言的语句种类和格式 2)汇编语喜源程序的设计与汇编 3)汇编语言程序设计的结构 教学时数： 9学时 重点与推点 1.寻址方式（七种） 2.指令的使用
重点与难点： 1．单片机的基本结构 2．单片机的引脚 3．单片机的存储器结构。 4. 单片机的并行接口结构与规则 思考题或练习题： 课后习题1、5、8、9、13、14、15 1.MCS-51单片机内部由哪些部分组成？ 2.MCS-51单片机存储器的组织结构是怎样的？ 3.MCS-51单片机的工作寄存器有多少个？共分为多少个区域？如何选择工作寄存器区？ 4.SP是什么寄存器？它有什么作用？有什么特别的注意事项？ 5.程序计数器PC的功能是什么？MCS-51单片机复位后，PC的值是多少？这意味着复位后MCS-51单片机从哪里开始执行程序？ 6.什么是时钟周期、机器周期和指令周期？MCS-51单片机的一个机器周期包含多少个时钟周期？ 7.对照MCS-51单片机的外部RAM访问时序图，简述单片机对外部RAM存储器的读/写操作过程。P0口和P2口用于传送什么信号？RD/WR信号有什 么作用？ （三）第三章MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计 主要讲授内容：(共9学时) 1.MCS-51指令系统概述（0.5学时) 1）指令及指令格式 2）MCS-51单片机指令分类 3）MCS-51单片机指令系统 2.寻址方式（0.5学时） 3.数据传送指令（1学时） 1）内部传送指令 2）外部传送指令 4.算术与逻辑运算和移位指令（1学时） 1）算术运算指令 2）逻辑运算指令 3）移位指令 5.控制转移指令和位操作指令（2学时） 1）控制转移指令 2）位操作指令 6.汇编语言程序设计（4学时） 1）汇编语言的语句种类和格式 2）汇编语言源程序的设计与汇编 3）汇编语言程序设计的结构 教学时数： 9学时 重点与难点： 1.寻址方式（七种） 2.指令的使用
3，源程序编胡与手工汇编技能 4,四种基本程序结构（顺序结构、分支结构、循环结构、子程序），3 5.汇编程序设计 思考题或练习题： 1.MCS-51单片机的指令有哪些导址方式？它们的具体含义是什么？ 2.分析下列指令的寻址方式（针对源操作数） MOV A.#30H MOV A.RI MOV A,R1 MOVC A.A-PC SJMP LOOP MOV C,20H NOV RO.E05H 3.已知(A)=7出，（®0）-=30H,(300)=A5,(PS)=801,试问如下指令执行后的结果是什么。 ()ADCA,30 INC 30H (2)SUBB A,30H INC A (3)SUBB A,#30H DEC RO (4)SUBB A.RO DEC 30H 4基本的程序结构有那些种？各有什么特点 5.设有50个无符号8位二进制数.存放在8031单片机内部邵A以BFR为首地址的连续单元中，清编程实现：把其中最小数存放在内部歌4的 MTN单元的程序并画出相应的流程图. 6.设在片内R4的20单元中有一个数，其值在0100之间，要求利用直表法球次数的平方值并将结果存入片外RAW的20和21H单元(20单元 中放低字节，21H单元中放高字节)，请编写相应程序。 (四)第四章MCS-51单片机的内部接口单元 主要讲授内容 1.I/0接口电路概述(1学时 1)/0接口电路的作用 2)端口与接口 3)外设的编址方式 4)CU与外设之间的数据传送方式 2.MCS-51单片机的内部并行1/0接口及应用(2学时) )CS-51单片机的内部并行1/0接口结构 2)CS-51单片机的内部并行1/0接口应用 3.MCS-51的中断系统(3学时) 1)中断系统概述 2)CS-51的中新系统结物
3．源程序编辑与手工汇编技能。 4．四种基本程序结构（顺序结构、分支结构、循环结构、子程序）。3 5.汇编程序设计 思考题或练习题： 1.MCS-51单片机的指令有哪些寻址方式？它们的具体含义是什么？ 2.分析下列指令的寻址方式（针对源操作数） MOV A，#30H MOV A，30H MOV A，@R1 MOV A，R1 MOVC A，@A+PC SJMP LOOP MOV C，20H MOV @R0，#05H 3.已知（A）=7AH，(R0)=30H，(30H)=A5H，(PSW)=80H，试问如下指令执行后的结果是什么。 （1）ADDC A，30H INC 30H （2）SUBB A，30H INC A （3）SUBB A，#30H DEC R0 （4）SUBB A，R0 DEC 30H 4.基本的程序结构有哪些种？各有什么特点？ 5.设有50个无符号8位二进制数，存放在8031单片机内部RAM以BUFER为首地址的连续单元中，请编程实现：把其中最小数存放在内部RAM的 MIN单元的程序并画出相应的流程图。 6.设在片内RAM的20H单元中有一个数，其值在0~100之间，要求利用查表法球次数的平方值并将结果存入片外RAM的20H和21H单元（20H单元 中放低字节，21H单元中放高字节），请编写相应程序。 （四）第四章 MCS-51单片机的内部接口单元 主要讲授内容： 1.I/O接口电路概述（1学时） 1）I/O接口电路的作用 2）端口与接口 3）外设的编址方式 4）CPU与外设之间的数据传送方式 2.MCS-51单片机的内部并行I/O接口及应用（2学时） 1）MCS-51单片机的内部并行I/O接口结构 2）MCS-51单片机的内部并行I/O接口应用 3.MCS-51的中断系统（3学时） 1）中断系统概述 2）MCS-51的中断系统结构