中央广播电视大学开放教育 ( 专科 ) 数控技术专业 单片机技术 课程教学大纲 信息工程系 顾筠 第一部分 大纲说明 一 课程性质和任务 1. 课程性质 单片机技术 是开放教育 ( 专科 ) 数控技术专业的一门省开专业技术课程 通过学习本课程, 使学生能够握有关单片机的基础知识, 并为今后的单片机应用打下基础 本课程共 72 学时, 其中授课 54 学时, 实验 18 学时 单片机面向控制, 具有体积小 功能强 功耗低 价格便宜 使用方便 性能价格比高等特点 单片机作为最典型的嵌入式系统, 在各种电子系统中得到最普遍的应用, 广泛应用于工业控制 智能化仪器仪表 机电一体化 家用电器 电子玩具等各个领域 因此, 工程类专业尤其是计算机应用 自动化 机电一体化等专业的学生学习单片机知识 握单片机应用技术是十分必要的 MCS-51 系列单片机奠定 8 位单片机的基础, 形成单片机的经典体系结构 本课程选择 MCS-51 系列单片机作为教学模型机, 全面介绍 MCS-51 单片机的结构原和应用技术 2. 课程特点单片机技术介绍单片机的基本知识和单片机技术的应用, 其内容与工程实际紧密相联系, 实用性很强, 是一门在论指导下, 偏重于实际应用的课程 要求学生在首先学好单片机原的基础上, 重视实验环节, 具有一定的实际动手操作能力 本课程中既有 MCS-51 单片机硬件的原和组成, 又有汇编语言程序设计基础, 及针对硬件的软件编程, 具有实用性强 论和实践结合 软硬件结合等特点 3. 课程任务通过本课程的学习, 要求学生学习和握单片机的系统结构 指令系统 程序设计方法 存储器和 I/O 口扩展 单片机常用外设及接口等单片机的基础知识和单片机基本应用技术 4. 先修课程本课程的先修课有 计算机电路基础 计算机组成原与汇编语言 和 微机接口技术 ( 或 微型计算机原与应用 ) 等 二 课程的教学基本要求 1. 握内容 : 1
握 MCS-51 单片机的基本概念 系统结构 指令系统 程序设计方法 存储器扩展 I/O 口扩展方法 2. 解内容 : 单片机常用外设及接口技术 3. 解内容 : 通过查资料读懂较为复杂的接口原图及编写相应的控制程序 三 教学方法和教学形式建议整个教学过程由面授 辅导 自学 实验和作业四个环节组成 作业及实验未完成者不得参加该课程的考试 作业 实验成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩 作业 实验占课程总学分的 20%, 期末论考试占总学分的 80% 四 课程教学要求的层次课程教学要求分为握 解和解三个层次 ; 1. 握 : 对于本课程的重点内容要求学生达到握的程度 即能够全面 深入解和熟练握所学内容, 并能够用其分析 初步设计和解答与应用相关的问题, 能够举一反三 要求学生握的内容也就是考试的主要内容 2. 解 : 对于本课程的一般内容要求学生能够解 即要求学生能够较好地解所学内容, 并且对所涉及的内容能够进行简单分析和判断 要求学生解的内容也是考试的内容 3. 解 : 对于本课程的次要内容要求学生能够解 要求学生解的内容, 一般是指在眼下不必进一步深入和扩展, 有些也许需要学生自己今后在工作中进行深入研究 第二部分 多种媒体教材一体化总体设计初步方案 一 学时分配 课程教学总学时数为 72 学时,4 学分, 其中课内面授 自学为 54 学时, 实验为 18 学时 建议学时分配如下 : 教学内容 课内面授 自学学时 实验学时 第 1 章微型计算机基础知识 4 第 2 章 MCS-51 单片机的硬件结构 4 第 3 章 MCS-51 单片机指令系统 8 3 2
第 4 章汇编语言程序设计 8 6 第 5 章 MCS-51 单片机的中断系统 8 3 第 6 章定时器 / 计数器 4 3 第 7 章串行接口 4 第 8 章并行接口 4 3 第 9 章存储器的扩展 4 第 10 章显示器及键盘接口 2 第 11 章 A/D 和 D/A 接口 2 复习 2 总计 54 18 二 多种媒体教材建议 1. 文字教材为主要教学媒体 主教材 : 单片机原及接口技术案例教程 (978-7-111-18397-6), 李法春主编,2009 年 7 月第一版, 机械工业出版社 2. 辅助教材 : 单片微型计算机原及应用学习指导及实验 顾筠主编, 詹少强参编, 东南大学出版社出版 3. 辅助教学 : 单片微型计算机原及应用 CAI 辅助学习光盘 网上 PPT 课件 三 作业本课程的作业包括四次书面作业, 一次网上作业 四次书面作业在 单片机技术形成性考核册 中给出, 网上形成性考核在省开放平台上给出并完成 四 考核本课程采用笔试和实验 ( 含社会实践 ) 两种考核方式, 笔试由江苏电大省校根据教学大纲统一命题, 实验 ( 含社会实践 ) 由各市 县校电大和教学班完成 第三部分 教学内容和教学要求 第 1 章微型计算机基础知识 1.1 数制与编码 1.2 带符号数的表示 1.3 微型计算机系统的组成及工作过程 1.4 单片机的发展 1.5 单片机的特点及应用 1.6 单片机应用案例 3
教学要求 : 握 : 有关计算机 单片机的基本概念, 计算机的组成结构等 单片机的特点 单片机的应用 解 : 单片机的总体组成 解 : 单片微型计算机的产生和发展历史 单片机的主要品种及系列 第 2 章 MCS-51 单片机的硬件结构 2.1 MCS-51 单片机基本结构 2.2 中央处器 CPU 2.3 存储器 2.4 并行输入 / 输出接口 2.5 单片机的引脚及其功能教学要求 : 握 : 单片机的结构 中央处器 存储器 并行输入 / 输出接口 解 : 单片机的引脚及其功能 解 : 单片机的概况 单片机的工作方式 第 3 章 MCS-51 单片机指令系统 3.1 指令系统概述 3.2 寻址方式 3.3 数据传送指令 3.4 算术运算指令 3.5 逻辑运算指令 3.6 控制转移指令 3.7 位操作指令教学要求 : 握 : 寻址方式 MCS-51 指令系统 指令与伪指令的正确格式 七种寻址方式的使用及寻址方式的含义 五类指令的功能和使用 4
解 : 解书中所列例题与习题 第 4 章汇编语言程序设计 4.1 汇编语言程序设计概述 4.2 伪指令 4.3 基本程序结构 4.4 子程序及参数传递 4.5 常用程序举例教学要求 : 握 : 程序设计的基本步骤, 各种基本的程序设计方法, 读懂较复杂的常用程序 常用伪指令 顺序结构程序设计分支结构程序设计循环结构程序设计子程序设计和参数传递解 : 程序设计实例 : 第 5 章 MCS-51 单片机的中断系统 5.1 中断概述 5.2 MCS-51 中断系统 5.3 中断系统的应用 5.4 空调制冷控制系统温度预置案例教学要求 : 握 : 有关中断 中断系统的基本概念 MCS-51 中断系统 解 : 中断系统的应用 解 : 空调制冷控制系统温度预置方法 第 6 章定时器 / 计数器 6.1 定时器 / 计数器的结构及工作原 6.2 方式和控制寄存器 6.3 定时器 / 计数器的工作方式 6.4 定时器 / 计数器应用举例 6.5 空调定时检测温度案例教学要求 : 5
握 : 定时器 / 计数器的基本概念 定时器 / 计数器的结构及工作原 MCS-51 定时器 / 计数器的方式和控制寄存器 解 : 单片机定时器 / 计数器的工作方式 定时器 / 计数器应用程序 解 : 空调定时检测温度案例 第 7 章串行接口 7.1 串行通信基础 7.2 MCS-51 单片机的串行接口 7.3 串行口应用编程实例教学要求 : 握 : 串行通信的基本概念串行通信总线 RS-232C 标准解 :MCS-51 单片机的串行接口解 : 串行口应用编程实例 RS-232C 电平转换 第 8 章并行接口 8.1 MCS-51 单片机的最小应用系统 8.2 MCS-51 单片机扩展基本知识 8.3 8255A 可编程并行 I/0 接口 8.4 8255A 控制流水灯案例教学要求 : 握 :MCS-51 单片机的最小应用系统 简单 I/O 口的扩展 8255A 可编程并行 I/O 扩展接口 : 结构 控制字 工作方式 解 : 单片机 I/O 口扩展基本知识 MCS-51 和 8255A 的接口方法 解 :8255A 控制流水灯 第 9 章存储器的扩展 9.1 程序存储器的扩展 9.2 数据存储器的扩展 9.3 存储器的综合扩展 6
教学要求 : 握 :MCS-51 单片机系统扩展概述 : 单片机的外部扩展性能 驱动 锁存和译码 程序存储器的扩展 :EPROM 程序存储器及其扩展方法 数据存储器的扩展 : 静态存储器 SRAM 及其扩展方法 解 : 存储器的综合扩展 第 10 章显示器及键盘接口 10.1 显示器及其接口 10.2 键盘及其接口 10.3 8279 接口芯片 10.4 显示器和键盘接口实例 10.5 空调预置温度显示案例教学要求 : 握 :LED 显示器结构与工作原 LED 显示器的显示方式 独立式按键及接口 解 :LED 显示器与 MCS-51 单片机接口 行列式键盘原 键输入程序设计方法 解 : 行列式键盘与 MCS-51 单片机接口 8279 接口芯片 空调预置温度显示案例 第 11 章 A/D 和 D/A 接口 11.1 A/D 转换器接口 11.2 D/A 转换器接口 11.3 空调的温度控制案例教学要求 : 握 :DAC0832 及其和 MCS-51 的接口方法 ADC0809 及其和 MCS-51 单片机的接口 解 : 数 / 模 (D/A) 转换接口的扩展 : 转换方法 模 / 数 (A/D) 转换接口的扩展 : 转换方法 解 : 空调的温度控制案例 7
第四部分 实验内容及要求 实验 实验可在辅助教材的实验中或以下所列实验中选择, 至少应完成 4~5 个实验 16 学时的 实验一 单片机开发系统的使用 数据传送实验 (3 学时 ) 实验内容 : 将外部 RAM1000H 开始的 10 个存储单元的内容清零 实验目的 : 熟悉仿真实验仪的使用 握 MCS-51 单片机汇编语言设计和调试方法 学会设计简单的程序 握 8031 内部 RAM 和外部 RAM 的数据操作, 握这两部分 RAM 存储器的特点与应用 实验二 分支程序设计 : 判断数据的大小 (3 学时 ) 实验内容 : 比较工作寄存器 R6 R7 中两个无符号数的大小, 大数存入 50H, 小数存入 51H, 若两数相等, 则使内部 RAM 的位 20H.7 置 1 实验目的 : 进一步熟悉仿真实验仪的使用方法 通过判断数据大小程序设计, 熟悉分支程序的设计方法和调试方法 实验三 循环程序设计 : 单字节 n 个数据求和 (3 学时 ) 实验内容 : 有 5 个单字节数据存放在内部 RAM 30H ~ 34H 的连续单元中, 要求求这 5 个数据的累加和 ( 双字节 ), 并将求和结果存放到 R4 和 R3 中 ( 高位存在 R4 低位存在 R3) ( 实验中首先给内部 RAM 的 30H~34H 赋初值 ) 实验目的 : 熟悉 MCS-51 汇编语言程序设计 握 MCS-51 循环程序设计方法 调试方法 实验四 子程序设计 : 多字节十进制加法实验 (4 学时 ) 实验内容 : 求两个 4 字节的十进制的和 其中一个加数存放在内部 RAM30H 开始的 4 个单元中, 另一个加数存放在外部 RAM 的 1000H 开始的 4 个单元, 和仍然存放在内部 RAM 以 30H 开始的 4 个单元中 要求求和部分用子程序实现 ( 实验中两个加数的赋值在主程序实现 ) 实验目的 : 通过此加法程序实验, 熟悉十进制数加法程序的编写方法 握 DA A 指令的功能 解子程序的概念 握用实验系统调试程序的方法 实验五 可编程并行口 8255A 实验 (4 学时 ) 实验内容 : 用 8255A 的 PB 口作输入口, 接 3 ~ 8 个开关 PC 口作输出口, 接 8 个 LED 显 8
示器 用 PB 口的开关控制 PC 口 LED 的显示 实验目的 : 握 8255A 与 8031 的接口方法, 握 8255A 的编程原和编程方法, 解软件 与硬件的调试技术 实验六 定时器实验 (4 学时 ) 实验内容 :P1.7 接有一个发光二极管, 利用定时器控制它亮一秒灭一秒, 周而复始 实验目的 : 握定时器的工作原 工作方式 计数与定时 握定时器的使用方法和程序设计方法 9