spContent=本课程为电子信息科学与技术专业的专业核心课程,是一门理论与实践并重的课程。通过相关教学环节培养学生理论联系实际的能力、硬件和软件分析能力,为学习后续课程和毕业设计打下基础。
课程内容主要包括微处理器和微控制器的内部基本结构,80c51以及8086的工作原理、体系结构,汇编语言的程序设计,相关接口技术方面的基本概念、基本理论和基本应用方法。
本课程为电子信息科学与技术专业的专业核心课程,是一门理论与实践并重的课程。通过相关教学环节培养学生理论联系实际的能力、硬件和软件分析能力,为学习后续课程和毕业设计打下基础。
课程内容主要包括微处理器和微控制器的内部基本结构,80c51以及8086的工作原理、体系结构,汇编语言的程序设计,相关接口技术方面的基本概念、基本理论和基本应用方法。
—— 课程团队
课程概述
课程教学的特色主要有以下几点:
1. 利用实例导入新内容。从生活中找与基本理论相对应的实例,设计成与新授内容紧密结合、学生乐于参与的教学任务,让学生在完成任务的过程中被引到即将新授的内容上。
2.充分利用现代教学手段,使教学充满形象、色彩。利用多媒体演示可以将抽象复杂的内容变得形象直观,很方便的展示整个过程,相当于把实验室的部分功能搬到课堂上。
3.以增强学生的实践能力为目的开展教学。在讲解了基本理论,并课堂演示了实现的方式,课后一般会有思考题,要求学生对演示实验做适度修改,加强学生课后的实践环节。
授课目标
1.正确理解、熟悉微处理器及微控制器的基本概念和工作原理
CPU的结构,程序存贮器,片外数据存贮器,片内数据存贮器的基本结构,工作寄存器,特殊功能寄存器, CPU的时序,外部管脚和单片机的工作方式。
2.熟悉汇编语言和编程方法
理解立即寻址,直接寻址,寄存器寻址,间接寻址的寻址方法和工作过程; 理解基本操作码的含义及基本应用方法;掌握应用程序的设计方法。
3.掌握片内功能部件的基本结构和应用方法
I/O口的结构、工作原理和应用方法,中断的结构、工作原理和应用方法,定时计数器的结构、工作原理和应用方法,串行口的结构、工作原理和应用方法。
4. 掌握中断概念及中断处理过程。
5. 掌握串行口基本原理,并能使用串行口进行串行通信。
成绩 要求
学生最终成绩评定主要分为以下几个部分:
1. 期末考试。采用闭卷考试方式,考试内容为上面所涉及的教学内容,占总成绩的50%。
2. 平时成绩。主要包括考勤和课堂表现,占总成绩的20%。
在线网络学习。主要有回答问题记录,研讨记录,网络作业提交,在线测试等,占总成绩30%。
课程大纲
微控制器和微处理器概述
课时目标:介绍微处理器的组成、典型结构和微控制器的现状、发展和系统组成特点等。重点:微处理器及微控制器的基本概念。难点:微处理器及微控制器的基本概念。
1.1 单片机的概念
1.2单片机的应用及发展
1.2.1 单片机的应用
1.2.2单片机的发展
1.3 80C51系列单片机
微控制器的基本结构
课时目标:CPU的结构:ALU的工作原理,程序计数器PC和控制器。存贮器结构:程序存贮器、数据存贮器,片外及片内存贮器的配置,工作寄存器和堆栈。特殊功能寄存器结构:累加器,堆栈和标志寄存器。振荡器及时钟电路:振荡器电路,时钟电路与时序。复位电路:上电复位、开关复位和复位后CPU的状态。外部特性:管脚特点,控制管脚的作用及单片机的工作方式。重点:存储器的结构和配置,特殊功能寄存器的作用,单片机的外部管脚特性和工作方式。难点:片内RAM和特殊功能寄存器。
2.1 80C51单片机的引脚及功能
2.2 80C51单片机并行输入/输出端口
2.2.1 P0口
2.2.2 P1口
2.2.3 P2口
2.2.4 P3口
2.3显示及键盘接口
2.3.1 显示接口工作原理
2.3.2 键盘接口的工作原理
2.3.3 键盘的接口电路
2.4 80C51单片机的内部结构
2.5 80C51单片机的存储器
2.5.1程序存储器
2.5.2内部数据存储器
2.5.3外部数据存储器
2.6 80C51单片机的工作方式
2.6.1 复位方式
2.6.2 程序执行
2.6.3 低功耗方式
2.6.4编程和校验
中断系统原理及应用
课时目标:重点介绍中断的概念及微处理器和微控制器的中断系统;了解中断处理过程,理解中断的原理。重点:中断的概念,中断的类型,中断系统的功能,CPU响应中断的条件,中断优先级管理器,中断结构,中断类型,中断矢量,中断响应过程。难点:8259A的编程结构、工作方式、有关命令和初始化编程及其在PC机中的应用。
3.1 80C51单片机中断系统
3.1.1中断系统的功能
3.1.2 中断系统的概念
3.1.3 80C51中断系统
3.2 80C51中断响应过程
3.3外部中断源的扩展
3.4单步操作
3.5 80C51中断服务程序设计
定时器/计数器原理及应用
课时目标:介绍定时器计数器的概念;了解定时器计数器的工作原理,并初步学会应用。重点:定时器计数器的概念,基本工作原理。难点:定时器计数器的应用。
4.1定时器/计数器T0、T1结构
4.2定时器/计数器T0、T1 的工作方式
4.3定时器/计数器T2结构
4.4 定时器/计数器T2的工作方式
4.5监视定时器(看门狗)T3
4.6定时器/计数器的应用编程
4.6.1 定时器的应用
4.6.2 计数器的应用
4.6.3门控位GATE的应用
4.7运行中读定时器/计数器
串行口原理及应用
课时目标:介绍串行通信的概念;掌握微控制器串行口的工作原理,并初步学会应用。重点:串行通信的概念,串行口的工作原理。难点:串行口的应用。
5.1 串行通信概述
5.2 80C51串行口及控制
5.2.1 80C51串行口结构
5.2.2 串行口的控制
5.3串行口的工作方式
5.3.1 串行口方式0 — 同步移位寄存器方式
5.3.2串行口方式1-8位UART
5.3.3串行口方式2和3 —9位UART
5.4多处理机通信方式
5.5串行口的应用
5.5.1 串行口的波特率发生器及波特率计算
5.5.2方式0的编程和应用
5.5.3方式2和3的编程和应用
系统扩展原理及应用
课时目标:介绍系统扩展的基本原理,包括存储器的扩展,外部A/D转换器,D/A转换器的扩展。重点:系统扩展的基本原理。难点:系统扩展的应用。
6.1 系统扩展原理
6.1.1外部并行扩展原理
6.1.2外部串行扩展原理
6.2程序存储器的扩展
6.3 数据存储器的扩展
6.4 I/O 的扩展及应用
6.4.1 I/O扩展原理
6.4.2 80C51单片机 I/O口直接应用
6.4.3 80C51简单I/O的扩展
6.4.4 可编程I/O接口芯片8255A的扩展及应用
6.5 D/A转换器接口的扩展及应用
6.5.1 D/A转换器的概念
6.5.2 八位D/A转换器芯片DAC0832
6.5.3 DAC0832的扩展与应用
6.6 A/D转换器接口的扩展及应用
6.6.1 模数转换概念
6.6.2 A/D转换器芯片ADC0809
6.6.3 ADC0809的扩展及应用
微控制器的指令及程序设计
课时目标:指令的寻址方式:寻址方式的特点和方法,指令格式。指令系统:数据传送类,算术运算类,逻辑运算类,调用转移控制类,位操作类。汇编语言程序设计方法:简单结构、分支结构、循环结构的程序设计方法;讨论子程序的设计及调用方法重点:汇编语言的基本概念,各类操作指令,汇编语言程序设计的基本方法。难点:寻址方式与CPU工作过程的关系,伪指令和程序的运行。
7.1 指令系统概述
7.2 数据传送类指令
7.3算术运算类指令
7.4逻辑运算类指令
7.5控制程序转移类指令
7.6布尔(位)操作类指令
7.7 80C51汇编语言程序设计
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预备知识
参考资料
《微处理器与微控制器原理及应用》,自编讲义
参考书:
[1]《51单片机c语言程序设计经典实例》,陈忠平编著,电子工业出版社,2012.5
[2]《新概念51单片机C语言教程 入门、提高、开发、拓展全攻略》,主编:郭天祥,出版社:电子工业出版社,出版时间:2010