《单片机原理及应用》课程标准

《单片机原理及应用》课程

教学标准

目 录

一、课程名称 二、适用专业 三、必备基础知识 四、课程的地位和作用 五、主要教学内容描述 六、重点和难点 七、内容及要求

模块一：单片机概述（前言） 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法

模块二：MCS-51单片机的基本结构 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法

模块三：MCS-51单片机的指令系统 1、教学内容

2、教学要求 3、教学手段及方法

模块四：MCS-51汇编语言程序设计 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法

模块五：MCS-51单片机的功能部件（中断、定时器/计数器、串行口等） 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法

模块六：MCS-5单片机的系统扩展 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法

模块七：单片机应用系统的接口技术 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法

模块八：单片机的C51程序设计 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法

模块九：单片机应用系统的设计 1、教学内容 2、教学要求 3、教学手段及方法 八、说明

1、建议使用教材和参考资料 2、模块学时分配 3、考核方法及手段

4、注意事项 5、其他说明

一、课程名称：单片机原理及应用

二、适用专业：电气自动化技术、应用电子技术、通信技术、通信网络与设备、电子信息工程技术、移动通信技术等电子工程系和通信工程系各专业。 三、必备基础知识 1．应当学习的课程 （1）电路分析基础 （2）计算机应用基础 （3）模拟电子技术 （4）数字电子技术 2．应当掌握的基本知识 （1）数的进制及其相互转换 （2）二进制代码 （3）计算机的基本结构

（4）组合逻辑电路与时序逻辑电路 （5）数/模转换器与模/数转换器 （6）数字逻辑代数 3．应当具有的基本技能 （1）简单的模拟电路分析能力 （2）组合逻辑电路的分析和设计能力 （3）时序逻辑电路的分析和设计能力

（4）运用逻辑公式和卡若图进行逻辑化简的能力 （5）数/模转换器与模/数转换器的应用能力 四、课程的地位和作用 1．课程的地位

《单片机原理及应用》是通信技术专业及应用电子技术专业的主要专业基础课之一，是现代技术人员必备的知识。 2．课程的作用

《单片机原理及应用》是通信技术专业及应用电子技术专业的主要专业基础课之一，是现代技术人员必备的知识。单片机是现代电子智能仪器仪表及智能系统的主要组成部分，学习本课程使学生掌握一种实现电子产品智能化控制的基本手段。其任务是了解单片机技术的特点、现状和未来发展趋势；理解单片机的工作原理；熟悉MCS-51单片机芯片的基本功能和典型

应用实例；能正确操作、使用单片机开发系统；能说明常用指令、寻址方式、接口的特点及用途；初步具备单片机应用系统的硬件及软件设计、调试、检测、维修的能力。为以后学习有关专业课程及进行电子电路设计打下坚实的基础。 五、主要教学内容描述

1．理论性教学

熟悉单片机的基础理论知识，掌握MCS-51单片机的结构和工作原理，掌握MCS-51单片机的指令系统并能编写简单的汇编语言程序，掌握单片机的C语言，并具备一定的读程和编程能力，掌握MCS-51单片机的功能部件（中断、定时器/计数器、串行口等）及应用，掌握MCS-51单片机的系统扩展及接口技术，掌握单片机应用系统设计与开发的方法并能用MCS-51单片机进行简单的设计。 2．实践性教学

本课程为电子工程系各专业的基础课，对以后专业课的学习非常重要，要求学生不仅掌握理论知识，也要有扎实的实践动手能力，一定量的课后实习作业对巩固学习非常必要和有用。 3．常用软件

通过本课程的学习，要求熟练掌握目前国内外最流行的关于单片机开发和应用的软件。如KeilC51、Proteus等。 六、重点和难点 1．重点

（1）MCS-51单片机的基本结构 （2）MCS-51单片机的指令系统 （3）MCS-51汇编语言程序设计 （4）单片机的C51程序设计 （5）单片机应用系统的设计

（6）MCS-51单片机应用系统设计方法及步骤 （7）单片机与显示器的接口技术 （8）单片机与键盘的接口技术 （9）程序存储器与数据存储的扩展 （10）特殊功能寄存器 2．难点

（1）MCS-51单片机的系统扩展 （2）MCS-51单片机串行口 （3）MCS-51单片机中断系统 （4）MCS-51单片机的存储器组织

（5）MCS-51单片机的端口结构 （6）控制转移类指令和移位指令 （7）C51的数据类型及存储类型 （8）C51的构造数据类型

（9）汇编语言源程序的设计和汇编

（10）单片机与A/D转换器及D/A转换器的接口技术 七、内容及要求

模块一：单片机概述（前言）

1．教学内容

（1）单片机的数学基础 （2）单片机基础

（3）常用单片机系列介绍 2．教学要求 （1）掌握

1）二进制、八进制、十进制及十六进制及其相互转换。 2）二进制代码。

3）单片机的概念、特点及应用领域。 4）单片机的学习方法 （2）了解

1）单片机的分类方法。 2）单片机的发展历程。 3）目前有哪些常用单片机。 4）目前有哪些生产单片机的公司。 （3）理解

单片机国民经济及人们日常生活、工作、学习中的重要意义。 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师演示常用单片机。

模块二：MCS-51单片机的基本结构

1．教学内容

（1）MCS-51单片机的内部结构

（2）MCS-51单片机的CPU时序和引脚功能 （3）MCS-51单片机的存储器组织 （4）MCS-51单片机的特殊功能寄存器 （5）MCS-51单片机的端口 2．教学要求 （1）掌握

1）MCS-51单片机内部的主要部件 2）MCS-51单片机的引脚功能

3）MCS-51单片机内部的特殊功能寄存器Acc、B、PSW、PC、DPTR、PCON及其功能 4）MCS-51单片机的端口结构与功能 （2）了解

1）MCS-51单片机的CPU时序

2）MCS-51单片机内部的特殊功能寄存器P0、P1、P2、P3、IE、IP、TCON、TMOD、SCON （3）理解

1）MCS-51单片机的CPU的结构与功能 2）MCS-51单片机各引脚的第二功能

3）MCS-51单片机P0～P3各端口“读-改-写”操作 4）计算机AB、DB、CB三总线的含义 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师演示常用单片机。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求

（1）项目1：单片机的认识及仿真器或实验箱的使用 内容：

1）认识单片机开发实验系统，掌握其基本功能，了解其基本原理。 2）观察单片机仿真器或实验箱掌握其基本功能，了解其基本原理。 3）学习单片机开发实验系统各键功能，学习仿真软件的基本使用方法。 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）了解单片机仿真器或实验箱上各元器件及其插座的安装分布。 2）熟悉单片机仿真器或实验箱的键盘操作和使用。 3）掌握单片机仿真的概念，学会仿真软件的使用。

模块三：MCS-51单片机的指令系统

1．教学内容

（1）指令格式和寻址方式 （2）数据传送类指令

（3）算术运算类指令和逻辑运算类指令 （4）控制转移类指令和移位指令 （5）位操作类指令 2．教学要求 （1）掌握

1）汇编语言指令格式及常用的寻址方式

2）数据传送、算术运算类、逻辑运算类、控制转移类指令及位操作类指令等各类指令的格式和功能。

3）汇编语言指令中助记符及常用符号 （2）了解

1）汇编程序的人工汇编和机器汇编 2）控制转移类指令地址偏移量的计算 3）汇编语言指令的分类 （3）理解

1）各指令的寻址方式

2）标号、助记符、操作数及注释 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师用仿真软件演示。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求

（1）项目1：传送类指令练习实验

内容：熟悉寻址方式及数据传送类指令的使用。

要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）了解MCS-51仿真器的使用。

2）熟悉8031/8051数据传送类指令的功能。 （2）项目2：算术及逻辑运算类指令练习实验 内容：算术及逻辑运算类指令练习 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）熟悉算术及逻辑运算类指令的功能 2）掌握算术及逻辑运算类指令对标志位的影响 （3）项目3：其他类指令练习实验 内容：控制转移类指令及位操作类指令练习 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）熟悉控制转移类指令的功能 2）熟悉位操作类指令的功能 3）熟悉数据块的传送方法

模块四：MCS-51汇编语言程序设计

1．教学内容

（1）汇编语言源程序的设计和汇编 （2）简单程序设计与分支程序设计 （3）循环程序设计与查表程序设计 （4）子程序设计

（5）数据检索程序设计与运算程序设计 2．教学要求 （1）掌握

1）汇编语言源程序的设计和汇编 2）简单程序设计与分支程序设计 3）循环程序设计与查表程序设计 4）子程序设计 （2）了解

1）数据检索程序设计 2）运算程序设计 3）了解汇编语言的构成 （3）理解

1）汇编语言程序设计的方法 2）汇编语言程序设计的步骤 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师用仿真软件演示。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求

（1）项目1：分支程序和循环程序实验 内容：练习编写分支程序和循环程序 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）熟悉分支程序的编写方法。 2）掌握循环程序的设计技巧。 3）初步进行程序调试和运行的实验。 （2）项目2：查表程序和显示程序实验 内容：练习编写查表程序和显示程序 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）掌握查表程序和代码转换程序的编写方法 2）熟悉程序运行和调试的步骤 （3）项目3：P1口实验

内容：通过编程控制P1口的输入与输出 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）弄清P1口听特性和应用 2）掌握P1口的编程方法

模块五：MCS-51单片机的功能部件（中断、定时器/计数器、串行口等）

1．教学内容

（1）MCS-51单片机中断系统及其扩充外部中断源的方法 （2）MCS-51单片机定时器/计数器及其应用 （3）MCS-51单片机串行口结构、特点、原理及应用 2．教学要求 （1）掌握

1）中断系统及其扩充外部中断源的方法 2）定时器/计数器的结构、特点及应用 3）串行口的结构、特点、原理及应用 （2）了解

1）了解计算机中断系统概论 2）串行口的编程方法 3）52子系列的定时器/计数器 （3）理解

1）中断系统的功能与特点

2）定时器/计数器的结构、功能与特点 3）串行通信与并行通信的区别与联系 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师用仿真软件演示。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求

（1）项目1：中断及定时器实验 内容：练习编写中断及定时器程序 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）熟悉定时器及中断的使用。

2）掌握用定时器中断检查外部脉冲宽度的方法。 （2）项目2：串行口实验 内容：练习编写串行口程序 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）加深理解利用方式0的串行口扩展并行I/O口的功能。 2）加深理解串行口工作在方式0时并不能用于串行同步通信。

模块六：MCS-5单片机的系统扩展

1．教学内容

（1）MCS-51单片机扩展系统的组成 （2）MCS-51单片机程序存储器的扩展 （3）MCS-51单片机单片机数据存储器的扩展 （4）MCS-51单片机并行I/O口扩展 2．教学要求 （1）掌握

1）程序存储器的扩展方法与技巧 2）数据存储器的扩展方法与技巧 3）并行I/O口扩展方法与技巧 （2）了解

1）MCS-51单片机扩展系统的组成 2）程序存储器的结构与功能 3）数据存储器的结构与功能 （3）理解

1）扩展的概念及重要作用 2）程序存储器地址的确定方法 3）数据存储器地址的确定方法 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师用仿真软件演示。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求

（1）项目1：数据存储器扩展实验 内容：扩展数据存储器 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）熟悉MCS-51单片机扩展外部数据存储器的方法。 2）熟练掌握编写仿问外部数据存储器程序的方法与技巧。 （2）项目2：8155接口扩展实验 内容：使用8155扩展并行I/O口 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）掌握8155的内部结构、原理和引脚功能。 2）熟悉MCS-51单片机与8155的连接及其编程。

模块七：单片机应用系统的接口技术

1．教学内容

（1）单片机与显示器的接口技术。 （2）单片机与键盘的接口技术。 （3）单片机与微型打印机的接技术。

（4）单片机与开关量输入/输出端口的接口技术。 （5）单片机与A/D转换器接口及应用。 （6）单片机与D/A转换器接口及应用。 2．教学要求 （1）掌握

1）单片机与显示器及键盘的接口技术 2）单片机与输入/输出端口的接口技术 3）单片机与A/D及D/A转换器接口及应用 （2）了解

1）单片机与打印机的接口技术 2）开关量输入/输出端口及其特点 3）A/D与D/A转换器的结构与功能 （3）理解 1）接口的概念

2）式键盘与行列矩阵式键盘 3）接口的编程方法 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师用仿真软件演示。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求 （1）项目1：键盘设计实验

内容：设计式键盘并与单片机进行接口连接 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）熟悉键盘的工作原理

2）熟练掌握键盘电路的设计方法及键盘处理程序的编写方法。 （2）项目2：数/模（D/A）转换实验

内容：利用D/A转换器将单片机输出的数字信号转换为模拟信号。 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）掌握DAC0832的内部结构及引脚功能。 2）掌握DAC0832与8031的接口方法

3）掌握D/A转换程序设计方法。

模块八：单片机的C51程序设计

1．教学内容

（1）C51的数据类型及存储类型。 （2）C51的基本运算。 （3）C51的流程控制语句。 （4）C51的构造数据类型。 （5）C51的函数。

（6）C51程序设计的方法与技巧。 （7）C51的中断服务函数与寄存器组选择。 2．教学要求 （1）掌握

1）C51的数据类型及存储类型。 2）C51的基本运算。 3）C51的流程控制语句。 4）C51的构造数据类型。 5）C51的函数

6）C51程序设计的方法与技巧。 （2）了解

1）C51与MCS-51汇编语言的区别与联系 2）C51的常用库函数

3）KeilC51软件的使用方法与技巧 4）C51程序的结构特点 （3）理解

1）C51对单片机主要资源的定义 2）数组、指针、结构、联合的概念

3）关系运算、算术运算、逻辑运算、位运算与赋值运算 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师用仿真软件演示。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求

（1）项目1：两位秒表实验

内容：设计一个秒表，从0开始显示，到99复位为0。 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）熟悉Keil C51软件及其使用方法，初步掌握C51的编程。 2）掌握用C语言程序实现动态显示LED的编写方法。 （2）项目2：计数器的C51程序设计与制作

内容：设计一个两位计数器，采用C51进行程序设计。 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）采用美国ATML公司生产的ATC52单片机进行设计，方便且具有代表性

5）将T0作为计数器来使用，对外部输入的方波信号进行计数，并将所计的数值实时显示在数码管上。当计满100时清零，再从头计起。 6）采用C51进行程序设计。 7）采用PC机进行仿真调试。

8）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）进一步掌握C语言的程序设计方法和技巧。 2）进一步熟悉Keil C51软件的使用方法。

3）进一步掌握LED显示器与MCS-51单片机的接口方法。

模块九：单片机应用系统的设计

1．教学内容

（1）MCS-51单片机应用系统设计方法及步骤。 （2）开发系统与开发工具。

（3）单片机系统的可靠性设计。 （4）单片机应用系统设计举例。 2．教学要求 （1）掌握

1）MCS-51单片机应用系统设计方法及步骤。 2）开发系统与开发工具。 3）单片机系统的可靠性设计。 （2）了解

1）单片机系统的常见干扰 2）硬件调试方法 3）软件调试方法 （3）理解 1）硬件资源分配 2）硬件设计 3）软件设计 4）系统调试 5）编程器、仿真器 3．教学手段及方法

课堂理论讲授与讨论、教师用仿真软件演示。最好用多媒体教学。 4．实训项目及要求

（1）项目1：交通灯控制系统的设计与调试 内容：设计一个交通灯控制系统 要求：

1）完成实验。

2）实验前认真预习教材相关内容。 3）实验结束后及时整理数据。

4）写一份实验报告（含500字以上的心得体会）。 目的：

1）锻炼设计、制作和调试应用系统的能力。

2）深入领会单片机应用系统的软件、硬件调试方法和系统研制开发过程。

3）将前面所学的知识进行融会贯通。

4）进一步熟悉常用开发系统和开发工具的使用方法。 八、说明

1．建议使用教材和参考资料

教 材：《单片机原理技术》 廖世海、吴政江 机械工业出版社 参考书：《单片机原理及接口技术》 董晓红 西安电子科技大学出版社 《单片机应用技术》 耿长清 化学工业出版社 《单片机原理与应用教程》 傅扬烈 电子工业出版社 《单片机原理及系统设计》 胡汉才 清华大学出版社 《单片机原理及其应用》 佟云峰 重庆大学出版社 2．模块学时分配 序号 模 块 名 称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 单片机概述 MCS-51单片机的基本结构 MCS-51 单片机的指令系统 MCS-51 汇编语言程序设计 MCS-51单片机的功能部件 MCS-51单片机的系统扩展 单片机应用系统的接口技术 单片机的C51程序设计 单片机应用系统的设计 理论教学学时 实践教学学时 小计 6 8 16 14 10 8 10 8 4 84 6 4 2 2 4 2 20 6 8 22 18 12 10 14 10 4 104 合 计 3．考核方法及手段

本课程对学生的考试结合平时作业和课程结束时的卷面考试。总成绩中，平时成绩与卷面考试成绩比例为3﹕7，卷面考试采用百分制。 4．注意事项

（1）修订标准的指导思想

注重夯实基础理论知识，强调培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 （2）本课程与其它课程的联系

通过本课程的学习为进一步学习后续的专业课程作好准备。

（3）教学方式与教学方法的具体改革措施。

本课程以课堂讲授为主、以动手实验为辅的方式开展教学，着重对学生的分析问题能力、理论综合能力以及实验研究能力等方面的培养。

（4）建议本课程可先増开计算机汇编语言和微机原理课程。 （5）教案编写。

本课程标准对教案的定义是指在本课程完成整体教学设计,确定课程学习项目及各项目组成模块明确的基础上,对每一模块的教学内容按每一教学单元(原则上是2学时为1教学单元)进行的教学方案设计,她包括对本模块学习目标、工作任务、能力要求及学习内容分解到本教学单元中的具体授课内容、课堂活动教学的组织方式与教学要求、课时建议等。特别是要通过设计清楚阐述针对本模块的工作任务如何将典型实践性环节所需实践知识融入理论知识学习中，并根据能力要求，如何将技能实践融入学习过程中。 （6）教学资源的配合。

本课程教学资源条件可以依据本课程性质要求开发的各种教学材料以及该课程可以利用的各种教学资源，工具和场所，主要包括各种案例材料和信息，可是多媒体光盘，计算机软件及网络，图书馆，以及相应实验设备，电视广播，工业企业参观等。

（7）注重学生理论与实践结合，加深学生对MCS-51单片微型计算机系统的理解。 （8）本标准仅供参考。