单片机原理与应用
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spContent=单片机在工业控制、智能仪器仪表、家电等电子设备中得到广泛应用,并迅速发展。了解并掌握单片机技术已经是理工科各专业学生的必备技能。本课程以AT89S51单片机为例,以项目为主线,以自主设计的综合实验板为载体,系统介绍51系列单片机的原理和应用,是学生掌握单片机技术的基础课程。
—— 课程团队
课程概述

本课程为电气信息类专业的专业基础课,可为各类理工科院校、职业技术学院涉电专业的学生学习使用,也可供从事单片机开发的工程技术人员参考。

本课程的定位为:(1)将微机原理与应用单片机原理与应用课程合并,从微型计算机的基本知识和概念、基本原理和基本分析方法入手,引入目前使用最广泛的51系列单片机,选取AT89S51型号单片机作为典型对象展开教学。以项目为主线、以自主设计的综合实验板为载体,通过学习使学生掌握单片机的基础知识、基本概念,且能触类旁通,为了解掌握其他各种类型的单片机及其应用技术打下良好的基础。(2)通过本门课程学习,使学生熟悉单片机的组成和工作原理;具备一般单片机系统的设计开发、分析和应用能力,为进一步学习DSP、嵌入式微处理器等奠定坚实的理论与技术基础,也为职场求职或进一步攻读硕士学位做好理论与技能准备。

授课目标

课程的教学目标 (1)使学生掌握51系列单片机系统基本组成、工作原理、程序设计的基本方法以及单片机的接口技术; (2)使学生掌握单片机应用系统设计和开发的基本方法,培养学生利用单片机进行电子系统的设计和开发能力; (3)锻炼学生的动手能力,启迪学生的创新意识,促使学生全面素质的提高。

课程大纲

课程章节安排

中断单元测验

课程章节安排

中断控制流水灯

第1讲 如何学习单片机

1.1 什么是单片机

1.2 单片机能干什么

1.4 学习单片机需要做哪些准备

1.3 单片机是怎么干活的

第2 讲 51系列单片机的结构及原理

2.2 51系列单片机的组成—肝脏、手脚

2.1 51系列单片机的组成——大脑与肝脏

2.3 51系列单片机的手脚与心脏

单元测验

51系列单片机的结构及原理作业

第3讲 搭建51系列单片机的开发环境

3.1 最小系统的设计

3.2 Keil的使用基础

第4讲 闪烁的LED灯

4.1 LED灯电路设计

4.3 8位LED灯循环控制

4.4 C51程序设计基础

4.2 独立LED灯的亮灭控制

汇编指令知识测验

汇编指令作业

第5讲 人与单片机的对话

5.1 数码管的静态显示和动态显示

5.2 独立按键和矩阵键盘

第6讲 美妙的门铃(中断)

单元测验

6.2 中断的控制

6.3 中断优先级、中断处理及程序设计

6.1 中断概述与中断源

第7讲 精确的电子计时器

7.2 定时器计数器结构与原理

7.4 定时器计数器工作模式

7.3 定时器计数器控制

7.5 电子计时器的程序设计

7.1 如何精确的定时一秒

第8讲 两个单片机之间的对话

8.3 串行接口的工作模式

8.1 串行通信概述

8.4 51系列单片机的通信

8.2 串行通信的接口与控制

第9讲 简易信号发生器

9.2 简易信号发生器的设计

9.1 DA转换器原理

第10讲 简易数字电压表

10.2 数字电压表硬件电路设计

10.3 数字电压表程序设计

10.1 模数转换器的工作原理

第11章直流电机闭环调速系统

直流电机闭环调速系统

实验指导书

课内实验指导书与综合训练指导书

预备知识

    先修课程:《电路原理》、《模拟电子技术》《数字电子技术》、《C语言程序设计》等


证书要求

考核方式:

本课程实施理论和实践并重的考核方式:“单片机”的教学手段是以项目为主线,以“综合实验板”为主体,理论和实践密切结合,培养学生实际工作能力,所以“单片机”的考核方式也应该实施以理论内容考核和以“综合实验板”为主体的实践考核并重的方式。

鉴于此,本课程要求完成的考试共2种:

课程考试:在课程结束的指定时间在线上机测试(针对高校用户,可进行线下集中式上机考试)。考试题为知识型客观题,题型有填空题、选择题、判断题、程序分析题等,考核学生的基础知识掌握情况。

实验考试:在阶段性学习完成后进行,考试题均为编程题,具体实施方法是让学生在规定时间内独立在“综合实验板”上完成小项目的设计与实现。

成绩计算方法按单元测验成绩20,平时作业10%, 实验考试成绩20课程考试成绩50的比例计算总成绩。

参考资料

1.李广弟.单片机基础.北京:北航出版社,1981

2.张大波.单片机原理、设计与应用.北京:机械出版社,2004   

3.徐惠民.单片微型计算机原理、接口与应用.北京:北京邮电大学出版社,2001

4.肖金球.单片机原理与接口技术.北京:清华大学出版社,2003

5.张友得.单片微型机原理、应用与实验(第四版).上海:复旦大学出版社,2003

6. 冯博琴、吴宁. 微型计算机硬件技术基础(第2版). 北京:高等教育出版社, 2010

7. 邹逢兴. 计算机硬件技术及应用基础上册——微机原理部分. 北京:中国水利水电出版社2010

8. 邹逢兴. 计算机硬件技术及应用基础下册——微机接口部分. 北京:中国水利水电出版社2010