MCS-51系列单片机是目前嵌入式系统应用中重要的经典单片机机型，在传感、通信、计算机、控制等信息支柱技术领域具有广泛的应用，包括Intel、Atmel、飞利浦、华邦、宏晶科技等公司都生产有MCS-51架构的单片机。单片机的应用属于芯片级应用，需要设计者掌握单片机的硬件结构与指令系统，了解集成电路的应用技术，并熟悉设计单片机系统所需要的相关理论和技术方法。课程团队结合单片机应用技术与系统集成方面的科研经历和教学积累，以MCS-51单片机为主要对象，系统介绍了该单片机的原理与应用技术。具体内容包括：单片机发展与应用概述、单片机的硬件架构与原理、单片机的软件设计、单片机存储系统的扩展、单片机的定时/计数器及应用、单片机的并行口及其扩展与应用、单片机的中断/异常及应用、单片机的串行通信及应用、单片机的数据采集及应用、单片机的输出控制及应用、单片机的人机交互系统设计与应用。

本课程的主要优势和特色在于：首先，课程负责人自2002年起从事单片机应用技术开发，所在科研团队承担了近20项与单片机应用技术相关的科研项目，研制基于红外吸收光谱技术的气体传感系统（单片机是核心控制部件），在单片机应用技术方面形成了较好的积累，这些科研素材都已经充分融入了教学。其次，课程负责人自2010年起讲授“ARM单片机”、“单片机原理与应用”、“嵌入式系统”课程，积累了较为丰富的教学经验，形成了具有特色的讲义和心得体会。第三，课程团队编写出版了吉林大学“十三·五”规划教材——《单片机原理与工程应用》（华中科技大学出版社，2020.09），该教材针对MCS-51和ARM两种架构的单片机，从实用化的角度阐述两种单片机的核心技术，并采用对比的方式讲述了二者知识点与应用技术的异同，使读者能够全面地掌握单片机原理与应用技术。该教材可以作为本线上课程的重要参考资料。此外，本在线课程具有大量的学习素材与资料，包括讲义/课件/习题/虚拟仿真、项目与工程实践案例/课程设计/科研训练、学生学习笔记/思维导图/问卷调查。

综上，课程团队力争将积累的丰富教学经验与扎实的单片机前沿技术相结合，增强课程的实用化程度，提高学生的单片机应用技术水平。

知识目标：掌握（1）MCS-51单片机的中央处理器、时钟系统、堆栈、数据存储器、程序存储器、堆栈、引脚等片上硬件架构与工作原理，（2）寻址方式与指令系统、汇编语言与C语言编程基础，单片机I/O口、特殊功能寄存器、片上资源的C和汇编语言定义，（3）单片机定时/计数器、中断、串口的工作原理，（4）利用单片机的外部并行总线扩展存储器、I/O口、ADC、DAC、液晶屏、数码管、矩阵键盘、打印机等片外设备的一般原理和基本方法。（5）具备设计单片机应用系统相关的基本专业知识。

能力目标：具备（1）设计单片机基本应用系统硬件电路的能力，包括最小系统电路、存储器电路、数据采集电路、输出控制电路、人机交互电路、串口通信电路等；（2）具备采用汇编语言和C语言编写、调式、分析单片机应用程序的实践能力。

高阶目标：培养学生综合运用单片机相关知识，解决数据采集、存储、传输、控制等实际工程问题的能力，实现理论知识、硬件技能、软件技能和创新能力的协同发展，通过工程问题的锻炼，使学生能够对单片机应用技术领域复杂工程问题进行方案设计和分析论证。

微机原理与接口技术、C语言程序设计基础、大学计算机

[1]郑传涛、刘洋编著，单片机原理与工程应用，华中科技大学出版社，2020

[2] 马忠梅等编著，单片机的C语言应用程序设计(第5版），北京航空航天大学出版社，2013

[3] 马忠梅等编著，单片机C语言Windows环境编程宝典》，北京航空航天大学出版社，2003

[4] 张友德主编，单片微型机原理、应用与实践（修订版），复旦大学出版社，1995

[5] 胡伟、季晓衡编著，单片机C程序设计及应用实例，人民邮电出版社，2003