面向应用型人才培养--开展信号与信息处理课程改革与实践
《单片机原理与接口技术》课程教学大纲
课程中文名称：单片机原理与接口技术C
课程英文名称：Principle of Single-chip Microcomputer and Interface Technology C
课程编号：00007162
学分：3.5总学时：56实验学时：16上机学时：0
开课学期：5
适用专业：应用物理学专业、光源与照明专业
先修课程：软件技术基础、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术
后续课程：单片机原理与接口技术课程设计、嵌入式系统基础及应用、智能仪器设计基础
开课单位：物理与光电工程学院
一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，即专业人才培养目标中的知识、能力和素质）
课程性质：单片机原理与接口技术是应用物理学专业和光源与照明专业高级专门技术人才和管理人才必修的专业技术基础课程。通过本课程的学习，使学生了解和掌握单片机技术的有关基本知识、基本理论、基本技能和科学思维方法，旨在于培养学生获取综合运用单片机技术的能力，为学生能够进一步独立分析和解决工程实践问题，开展新工艺、新技术创新奠定基础。
教学目标：通过本课程学习，使学生对单片机原理与接口技术的基础理论、基本内容和基本分析方法和算法进行充分的掌握和了解。学生在掌握微型计算机基础的前提下，能够掌握单片机的硬件结构与时序、单片机的指令系统、单片机汇编语言程序设计及仿真调试、单片机的C语言程序设计、单片机的中断系统、单片机的定时器/计数器、单片机的串行通信，以及掌握单片机与常用外设的接口设计，为今后从事单片机与接口技术方面的应用与研究打下基础。
二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求）
1.绪论（2学时）
教学内容：计算机的诞生、发展及基本结构，计算机类型划分，嵌入式计算机的类别及应用特点。
要求：了解单片机的应用领域，知道单片机能干什么，以提高学习的兴趣；了解单片微型计算机系统应用开发的特点，增加今后学习的针对性。
2.微型计算机基础（4学时）
教学内容：计算机中的数、编码和运算，微型计算机的基本结构，微型计算机的指令执行过程，微型计算机系统，单片微型计算机概述。
要求：了解计算机中数和其他信息的编码表达方式；了解计算机运算基础，理解加法在二进制运算中的重要地位；了解微型计算机的结构特点及各功能模块的作用和工作原理；了解微型计算机执行指令的例行程序，重点
理解其取指令、分析指令和执行指令的过程；了解单片微型计算机结构和应用方面的特点；了解51系列单片机的历史沿革，重点了解AT89系列单片机和原型机的关系。
作业：2.1、2.2、2.15、2.20、2.28
3.单片机的硬件结构与时序（6学时）
教学内容：单片机的结构概述，单片机的外部引脚，单片机的CPU，单片机存储器的结构，单片机的
并行输入/输出接口，单片机的时钟电路与时序，复位操作与复位电路，单片机的低功耗节电模式与看门狗定时器。
要求：掌握单片机的片内硬件结构，了解其硬件资源及各功能部件的作用；重点掌握存储器结构及特殊功能寄存器的作用；了解复位电路与时钟电路的设计；理解单片机执行指令的时序及各控制信号的作用，为应用系统的硬件设计打下基础。
作业：3.6、3.15、3.17、3.19、3.21、3.23
4.单片机的指令系统（6学时）
教学内容：指令及其格式，单片机的寻址方式，单片机指令系统分类介绍。
要求：了解51系列单片机指令系统的分类和格式；熟悉51系列单片机指令系统的7种寻址方式及其使用空间；掌握51系列单片机指令系统的数据传送、算术运算、逻辑运算、转移操作、位操作等指令的功能。
作业：4.1、4.2、4.6、4.15、4.23
5.单片机汇编语言程序设计及仿真调试（3学时）
教学内容：汇编语言程序设计基础，汇编语言源程序的基本结构，单片机汇编语言使用程序设计举例，程序调试与集成开发环境软件KeilμVision。
要求：了解汇编语言编程的基础知识；了解汇编语言程序设计的基本步骤和方法；掌握单片机汇编语言的顺序、分支、循环、查表及子程序的结构；掌握码制转换、查表、散转、算术运算等常用程序的编制方法；掌握集成开发环境KeilµVision的基本操作，能应用其调试程序。
作业：5.5、5.6、5.7、5.8
实验一：单片机开发实验：KeilμVision软件应用。（4学时）
6.单片机的C语言程序设计（4学时）
教学内容：单片机C语言概述，C51的数据与运算，C51的运算符和表达式，C51的基本语句，C51的函数，C51编程实例，汇编语言和C语言的混合编程。
要求：了解C51的程序结构；掌握C51的数据结构相关内容；掌握C51程序设计的基本方法；了解C51与汇编语言程序设计的综合方法。
作业：6.5、6.8、6.14
实验二：单片机编程实验：汇编语言与C语言程序设计。（4学时）
7.单片机的中断系统（4学时）
教学内容：中断技术概述，单片机的中断系统，中断系统的程序设计及实例，对外部中断源的扩展。
要求：了解中断的基本概念；熟悉单片机的中断系统结构和工作原理；掌握单片机中断系统的使用方法，能熟练进行中断系统初始化编程及中断服务程序的设计。
作业：7.2、7.13、7.15
实验三：单片机仿真实验：Proteus软件应用。（4学时）
8.单片机的定时器/计数器（4学时）
教学内容：定时器/计数器概述，定时器/计数器的结构，定时器/计数器的4种工作方式，对外部输入信号的要求，定时器/计数器的编程和应用。
要求：了解定时器/计数器的结构和工作原理；掌握定时器/计数器的使用方法；结合中断和查询的方式，熟练编写定时器/计数器相关程序。
作业：8.7、8.13、8.14
实验四：单片机综合实验：实例开发与仿真。（4学时）
9.单片机的串行通信（4学时）
教学内容：计算机串行通信基础，单片机串行口的结构及工作原理，单片机串行口的应用，单片机的主从式多机通信，单片机与PC间的串行通信。
要求：了解串行通信的基础知识，理解数据帧格式和波特率在异步通信中的重要性；了解单片机串行口的结构及工作原理；掌握单片机串行口的使用方法；建立起计算机串行通信应用的概念。
作业：9.3、9.6、9.14
10.单片机与常用外设的接口设计（3学时）
教学内容：单片机与LED数码管显示器的接口，单片机键盘接口技术，键盘/显示器接口设计举例，单片机与液晶显示器的接口，单片机与微型打印机的接口。
要求：熟练掌握LED数码管显示器、非编码键盘的工作原理及应用；掌握液晶显示器、微型打印机与单片机的接口设计与编程；深入理解I/O接口的重要作用。
三、教学方法
课程教学以课堂多媒体方式为主，利用网络通信工具开展课下学习互动，开设实验、布置作业等协同实施。
本课程安排4次实验：
（1）实验一：单片机开发实验：KeilμVision软件应用。（4学时）
（2）实验二：单片机编程实验：汇编语言与C语言程序设计。（4学时）
（3）实验三：单片机仿真实验：Proteus软件应用。（4学时）
（4）实验四：单片机综合实验：实例开发与仿真。（4学时）
四、教材及参考书
1.使用教材
徐春辉《单片微机原理及应用》．电子工业出版社．2013
2.参考书目
黄勤《单片机原理及应用》．清华大学出版社．2010
张俊谟《单片机中级教程——原理与应用》（第2版）．北京航空航天大学出版社．2006
五、考核及成绩评定方式（请根据培养计划中课程的学时分配，按课堂教学、实验、上机等分别列出评定方
式及所占权重）
1.考核方式：闭卷考试。
2.成绩记入：30%平时成绩，70%结课考试成绩。
评价环节评估毕业要求
平时成绩（共计30分）
汇编语言要什么基础作业（10分）  4.4
课堂点名与互动（10分）  4.4、7.1实验（10分）  4.4、3.3
结课考试成绩（70分）
试题一、试题二  4.4试题三、试题四  4.4试题五  4.4
撰稿人：课程教学团队

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