《单片机原理与应用》教学大纲.docx

单片机原理与应用
Single-Chip Microcomputer Principe and Application一、课程基本情况
课程类别：专业任选课课程学分：2学分
课程总学时：32课时，其中讲课：32学时课程性质：必修
开课学期：第4学期先修课程：数字电路、微机原理
适用专业：电子信息工程，信息工程，通信工程教 材：《PIC单片机原理与系统设计》周杰、张银胜等编著 气象出版社2007年 开课单位：电子与信息工程学院信息工程系
二、课程性质、教学目标和任务
本课程是通信工程、信息工程、电子信息工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化 等专业学生的一门专业课程。通过本课程的学习，使学生了解目前单片机技术的开展与应用 现状，尤其是掌握美国MCS-51、以及Microchip公司推出的PIC16F87X单片机的体系结构、 工作原理、指令系统及应用技术。通过学习牢固掌握单片机的内部结构、基本配置、总线时 序、指令系统的寻址方式、源程序设计方法、片内外存储空间的分布和使用方法、输入输出 端口的使用方法和特点、片内定时计数器的使用方法、片内通用串行接口的使用方法及其与 系统接口设计扩展的基本方法。使学生既能够了解单片机的通性，又能认识各单片机系列的 结构特点，掌握单片机系统的设计思路和流程，能够设计简单的单片机系统，使学生在未来 工作中具有利用单片机开发产品和解决实际问题的能力。
该课程可结合MCS-51系列芯片与PIC16F87X系列的实验设计进行讲授。
三、教学内容和要求1、绪论(2学时)
(1) 了解单片机的定义，单片机开展过程；了解单片机种类及性能；
(2) 了解单片机系列产品简介；⑷了解PIC16F8X系列或MCS51系列单片机的开展过程以及系列芯片及其功能；
(5)初步了解单片机系统及其设计的组成，分析单片机系统与通用微机系统的特点和异同。 重点：PIC16F8X系列或MCS51系列单片机系列芯片及其功能；难点：单片机系统与通用微机系统的特点和异同。
2、单片微机系统结构 (4学时)(1) 了解单片机芯片基本特征及基本内部架构；
⑵了解RISC指令系统及哈佛结构，熟悉寄存器文档；(3)熟悉单片机内部存储器结构，掌握特殊功能寄存器的定义和使用；
(4)熟悉各系列单片机的特殊内嵌功能；(5) 了解各系列单片机的存储器的空间，对于空间重叠的概念，以及相同物理地址在不同存 贮空间的访问方法。
重点：片机芯片基本特征及基本内部架构；难点：各系列单片机的存储器的空间以及相同物理地址在不同存贮空间的访问方法。
3、单片机指令系统 (4学时)(1) 了解指令系统概述、指令构成及源程序组成；
⑵掌握单片机的寻址方法；⑶ 熟悉字节操作指令、位操作指令、立即数和控制操作指令、伪指令的格式及作用；
(4)熟悉指令集详解；⑸了解指令系统的主要功能，基本能够阅读指令，能够进行简单程序的编程。
重点：单片机的寻址方法；难点：指令系统的主要功能以及简单程序的编程。
4、单片机程序设计 (6学时)⑴ 掌握汇编程序的基本格式和一些使用设计技巧；
⑵熟练掌握分支程序设计方法、循环程序设计方法、子程序设计方法及中断服务程序设计 方法；(3)熟练掌握开发软件(如MPLAB)的使用。
重点：各种程序的设计方法；难点：开发软件(如MPLAB)的使用。
5、单片机的外围电路设计 (6学时)(1)初步了解外围电路的设计方法；
(2)掌握I/O接口电路原理及运用；⑶了解PWM调宽原理、定时器的原理、SCI/USART以及CCP模块的原理；

(4)熟悉使用硬件逻辑图实现上述各种电路，有条件的话采用基于VHDL的CPLD设计。
重点：I/O接口电路原理及运用；难点：使用硬件逻辑图实现各种电路。
6、单片微机接口技术 (6学时)(1)初步掌握单片机与外围电路并行接口设计；
⑵ 掌握RS232接口标准以及接口设计方法；⑶针对MCS-51,或PIC单片机的特点，熟练运用USART进行设计；
(4) 了解单片机基于USB专用接口芯片的设计方法。
重点：RS232接口标准以及接口设计方法；难点：单片机基于USB专用接口芯片的设计方法。
7、单片机C51基础知识介绍（2学时）
（1）了解C语言开发单片机的优点
（2）掌握C51中的基本数据类型、C51数据类型扩充定义、C51中常用头文件、C51种运算 符、C51中的基础语句重点：C51中的基本数据类型、扩充定义、常用头文件及运算符；
难点：C51中的基础语句。
8、keil软件使用（2学时）
掌握Keil工程建立及常用按钮功能、建立最基本的C51程序重点：Keil工程建立；
难点：建立最基本的C51程序。
9、C51数据类型及存储类型（2学时）
（1）了解数据类型、常量与变量；
（2）掌握8051存储器结构、SFR、并行接口、位变量等与Cx51的定义，掌握Cx51的运算 符、表达式及其规那么。
重点：8051存储器结构SFR、并行接口、位变量等；难点Cx51的定义、运算符、表达式及其规那么。
10、C51对单片机主要资源的控制（4学时）
掌握：
（1）C51对单片机应用系统主要资源的控制主要包括特殊功能寄存器的定义、片内RAM的 使用、片外RAM及I/O 口的使用、位变量的定义。
（2）片内RAM的使用、片外RAM及I/O的使用又称为绝对地址的访问。
（3） C51语言编写单片机的中断、定时器/计数器、串行口初始化及应用程序；重点：片内RAM的使用、片外RAM及I/O的使用；
难点：C51语言编写单片机的中断、定时器/计数器、串行口初始化及应用程序。
四、课程考核1、多媒体教学和板书相结合，利用学校网络在线教学系统与学生互动，链接知名大学 在线教学站点。
2、习题作业是帮助学生理解基本概念、掌握基本设计方法的重要环节之一。课程的每 一主要内容都配合一定数量的习题。
3、课程中后期布置一次大作业，要求具有一定的实用性和综合性。
4、考核成绩由平时成绩、实验成绩和考试成绩三局部组成。
5、拟以闭卷或开卷形式进行期末考试。
五、参考书目1、《PIC单片机原理与应用》李荣正等编著 北京航空航天大学出版社2005年
2、《单片机系统设计及工程应用》雷思孝等编著 西安电子科技大学出版社2005年3、《单片机原理及应用设计》胡辉、王晓等编著中国水利出版社2005年
4、《51系列单片机原理与实验教程》邹应全编著西安电子科技大学出版社2007年