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单片机原理及应用自学指导书

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2020-03-11 09:37         

  《单片机原理及应用》自学指导书 一、课程编码及适用专业 课程编码:052831211 总学时:80 面授学时:24(包括 4 学时实验) 自学学时:56 适用专业 :计算机应用专业(函授专科) 二、课程性质 《单片机原理及应用》是计算机类函授各专业的专业课。单片机主要应用于工业控制和 仪器仪表等智能化设备中,其应用范围非常广泛。通过本课程的学习,可以使学生掌握单片 机的基本结构、 MCS51 单片机内部各个功能部件的使用方法以及当单片机内部资源不足时如 何进行外部扩展;同时,学生能针对具体的单片机应用系统,进行必要的分析,同时,能对 部分故障进行维修,进而更加深刻地理解计算机的组成原理和工作原理。 三、本课程的地位和作用 《单片机原理及应用》是研究单片机理论及其应用的课程。由于单片机应用非常广泛, 发展十分迅速,许多小型仪器都由单片机实现。因此, 《单片机原理及应用》是高等学校计算 机专业的一门重要课程。作为一门专业课程,它具有较强的基础性、应用性。 基础性是指单片机的基本理论、基本知识和基本技能。单片机是为是为学生毕业后从事 有关仪器开发和的工作打基础,也就是为自学、深造、拓宽和创新打基础。计算机学生 学习该门课时,重在单片机理论分析,它是和设计众多仪器的重要工具,同时注重培养 学生解决实际问题的能力。 四、学习目的与要求 通过本课程的学习,可以使学生掌握单片机的基本结构、MCS51 单片机内部各个功能部 件的使用方法以及当单片机内部资源不足时如何进行外部扩展;同时,学生能针对具体的单 片机应用系统,进行深刻分析,对部分故障进行维修,从而更加深刻地理解计算机的组成原 理和工作原理;为学好《单片机原理及应用》这门课,学习时应注意以下几点: (一)要抓主要矛盾,有条件地略去一些次要因素,找出问题的本质。 (二)要抓住重点,即单片机的基本结构、汇编语言。 (三)要有良好的学习方法,可运用对比或比较的学习方法,找出 MCS-51 单片机和其 他类型的 CPU 的共性和差异,以加深对计算机组成原理的理解。 (四)学习是要理论联系实际,重视科学试验和实际应用。 五、本课程的学习方法 为了学好本课程,首先要具有正确的学习目的和态度,应为我国社会主义现代化事业而 学习。 在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。 在学习时要着重抓住单片机的基本组成及各部件的作用、指令及程序设计、单片机系统 的分析等基本要求。 1 另外,可通过实验验证和巩固所学理论,训练实验技能,培养严谨的科学作风。 六、自学内容与指导 第一章 绪论 (一)自学内容 单片机的定义、特点;单片机的发展概况;单片机的发展趋势;单片机的应用。本课程 的性质、要求、主要内容和学习方法。 (二)本章重点 1、单片机的定义、特点; 2、单片机的发展概况、发展趋势; 3、单片机的应用。 (三)本章难点 1、单片机的定义; 2、单片机的特点; (四)本章考点 1、单片机的定义; 2、单片机的特点; (五)学习指导 认真阅读教材,并结合常见的一些仪器,了解单片机的定义、特点;单片机的发展概况; 单片机的发展趋势;单片机的应用。 第二章 MCS-51 单片机结构 (一)自学内容 MCS-51 系列单片机的内部总体结构、低功耗 51 单片机的原理和实现方法以及 51 单片 机实现单步操作的实现。 单片机的内部结构、内部存储器的配置; 中断系统,定时器/计数器,串行接口,能做简单的试验。 (二)本章重点 1、内部结构及作用、存储器的配置; 2、中断系统,定时器/计数器的原理及应用。 (三)本章难点 中断系统,定时器/计数器的原理及应用。 (四)本章考点 1、内部结构及作用; 2、中断系统原理及应用; 3、定时器/计数器的原理及应用 2 (五)学习指导 学习 MCS-51 系列单片机的内部总体结构(包括 CPU、PC、IP、ACC、B、PSW、存储 器、P 口) ,了解它们的主要功能。 学习单片机内部存储器的配置(内部 RAM、特殊功能寄存器、内部 ROM、外部 ROM、 位寻址区、堆栈) ; 学习中断系统的定义、中断源、中断请求、中断控制、中断响应,中断程序的一般结构; 学习定时器/计数器的原理,包括结构、工作方式、设置及应用。 第三章 (一)自学内容 机器语言、汇编语言、高级语言的区别; MCS-51 指令系统的分类及作用。MCS-51 单 片机的寻址方式;指令系统(数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、 控制转移指令) 、伪指令。 (二)本章重点 1、MCS-51 指令系统的分类、寻址方式; 2、指令系统(数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、控制转移指 令) 、伪指令。 (三)本章难点 指令系统 (数据传送指令、 算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、控制转移指令) 、 伪指令。 (四)本章考点 1、MCS-51 指令系统的分类、寻址方式; 2、指令系统、伪指令。 (五)学习指导 学习机器语言、汇编语言、高级语言的区别; 学习 MCS-51 指令系统的分类及作用、MCS-51 单片机的寻址方式; 认真学习指令系统中的数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、控 制转移指令,并注意一些指令的功能,如左移(相当乘 2) ;伪指令。 第四章 (一)自学内容 MCS51 单片机各类程序设计的方法和应用,如简单程序设计、分支程序设计、循环程 3 单片机指令系统 单片机程序设计 序设计、子程序设计、算术运算程序设计、数据转换程序设计等。 (二)本章重点 重点介绍简单程序设计、分支程序设计、循环程序设计方法;能分析简单程序,并根据 相关任务,画出流程图,设计出相应的简单程序。 (三)本章难点 根据相关任务,设计出相应的程序。 (四)本章考点 程序分析或设计,包括简单程序、分支程序、循环程序。 (五)学习指导 学习各类程序的设计方法; 学习画流程图; 学习常见的一些简单程序、分支程序、循环程序设计方法;在此基础上,能分析和设计 出相关的简单程序、分支程序、循环程序。 第五章 单片机系统扩展技术 (一)自学内容 程序存储器的扩展设计、数据存储器的扩展设计、I/O 扩展设计、显示器接口、键盘接 口。 (二)本章重点 1、 程序存储器的扩展设计、数据存储器的扩展设计; 2、 I/O 扩展设计; 3、 显示器接口、键盘接口。 (三)本章难点 1、程序存储器的扩展设计、数据存储器的扩展设计; 2、I/O 扩展设计; 3、显示器接口、键盘接口设计。 (四)本章考点 综合设计,包括程序存储器的扩展设计、数据存储器的扩展设计、I/O 扩展设计、 显示器接口、键盘接口设计。 (五)学习指导 学习程序存储器的扩展设计、数据存储器的扩展设计的方法,根据例题,能设计相 关电; 学习 I/O 扩展设计,能分析或设计相关电; 4 学习显示器接口、键盘接口设计,能分析或设计较简单的相关电。 第六章 单片机应用系统设计 (一)自学内容 系统设计与调试原则、传感器概述、单片机应用系统的抗干扰技术、设计实例。 (二)本章重点 1、传感器在单片机应用系统中的作用; 2、单片机应用系统的抗干扰技术。 (三)本章难点 具体系统的设计过程 (四)本章考点 系统设计时的抗干扰技术等 (五)学习指导 学习单片机系统的一般设计过程,传感器在系统中的作用;抗干扰技术;学习具体实例, 从而加深体会单片机系统的设计过程和方法。 第七章 单片机系统开发调试 (一)自学内容 学习使用实验室的单片机开发装置或自己的开发装置、学习一种单片机的在线仿真系 统、应用系统的调试。 (二)本章重点 一种单片机的在线仿真系统、应用系统的调试。 (三)本章难点 应用系统的调试 (四)本章考点 无 (五)学习指导 根据自己的实际情况,使用一种开发装置进行系统(部分)的开发和调试;或者结合试 验,了解实验室开发装置的使用。 自学进度表 周 次 学时 内 容 学 习 要 求 作 业 5 2 1 2 2 2 2 2 3 2 1-1 单片机发展概况 1-2 单片机发展趋势 1-3 单片机应用 2-1 MCS-51 单片机内部结构 2-2 MCS-51 存储器 2-3 专用功能寄存器 2-4 中断系统 2-5 定时器/计数器 单片机的定义、特 点、发展概况、发展趋 势、应用; 51 单片机内部总 体结构 内部存储器的配 置、专用寄存器的作用 学习中断系统的 定义、中断源、中断请 求、控制、响应;学习 定时器/计数器的结构、 工作方式、应用。 P7 1-1 P44 2-1 2-2 2-5 2-6 2-7 2-8 2-10 2-11 2 4 2 3-1 概述 3-2 寻址方式 3-3-1 指令分类 3-3-2 数据传送指令 3-3-3 算术运算指令 3-3-4 逻辑运算指令 3-3-5 位操作指令 3-3-6 控制转移指令 3-4 伪指令 4-1 简单程序设计 4-2 分支程序设计 4-2 分支程序设计 4-3 循环程序设计 4-4 子程序设计 4-5 数制转换 4-6 运算程序设计 5-1 程序存储器的扩展 学习各种计算机语 P76 言的特点;寻址方式、 3-1 指 令 系 统 的 分 类 及 常 3-4 见的 mov、 push、 pop。 学习加减乘除指 令及对 PSW 的影响; 3-7 与或非等指令的作用; 3-10 各类转移指令。 学习单片机简单 程序、分支程序、循环 程序设计方法(包括画 流程图)和应用 掌握子程序一般 结构和设计方法;掌握 常见的数制转换方法 掌握多字节数的 运算; 学习程序存储器 的一般扩展方法。 学习数据存储器 的一般扩展方法;了解 8255 结构、应用。 P110 4-1 4-3 2 5 2 2 6 2 2 2 2 8 2 7 4-8 P187 5-1 9 6 2 2 5-2 数据存储器的扩展 5-3 I/O 扩展设计 5-3 2 10 2 2 11 2 2 12 2 2 13 2 2 2 5-3 I/O 扩展设计 5-4 显示器接口 5-4 显示器接口 5-5 键盘接口 5-5 键盘接口 6-1 概述 6-2 传感器接口电 6-3 抗干扰技术 6-4 单片机系统应用设计实例 7-1 单片机开发装置 7-2 一种在线 应用系统的调试 了解 8155 的结构 和应用; 学习 LED 显示 器设计的一般原理 5-6 学习键盘设计的 一般方法 掌握单片机系统 设计的一般步骤;了解 传感器的作用,理解常 见的抗干扰技术 5-7 P222 6-1 6-2 6-3 通过简单实例,理 P258 解单片机系统的开发; 7-1 掌握一种开发装置 掌握一种在线仿 真系统;掌握应用系统 的调试方法。 14 八、 蔡美琴编 张友德等编 顾滨等编 李大友、 《MCS-51 系列单片机系统及其应用》 高等教育出版社; 《单片微型机原理、应用与实验》 《单片机硬件、软件及应用》 复旦大学出版社; 高等教育出版社 《单片微型计算机原理、开发与应用》高等教育出版社; 7

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