《单片机及接口技术》教学大纲机电详解.docx

单片机与接口技术教学大纲一、课程概况(CourseOverview)课程名称：单片机与接口技术Course：MicrocomputerandInterfaceTechnology课程编号：3080600002适用学生：机电一体化技术2010级CourseNumber：3080600002Designedfor:Mechatronics2010学分：3学时：60Credit:3Classhour:60预修课程：计算机、电工与电子技术PreparatoryCourses:COmPUter、ElectrotechnicsandElectronics二、课程简介(CourseDescriptions)该课程主要讲授单片机的基本结构和工作原理、指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入输出与中断处理、常用接口技术等内容，是一门系统性、实践性很强的技术基础课。微型计算机技术与机械制造技术的结合，促进了机电一体化的迅猛发展，因此本课程是机电一体化专业的一门重要选修课。The4PrincipleandInterfaceTechnologyofSingle-chipMicrocomputer'courseintroducesthebasicstructure,workingprinciple,instructionsystem,assemblylanguageprogrammingdesign,semiconductormemory,input-outputandinterrupthandling,commoninterfacetechnologyandothercontentofthemicrocontroller.Itisasystematicandhighlypracticaltechnologycourse.Thecombinationofmicro-computertechnologyandthemechanicalmanufacturingtechnologypromotestherapiddevelopmentofmechatronics.Thus,thiscourseisanimportantelectivecourse.三、教学内容与教学支配(CourseContentandArrangement)教学章节ChaptersandSections教学目标TeachingAims教学方式TeachingMethods学时支配Classhour第1章单片机的发展与应用概述第1节单片机技术概述第2节单片机的发展第3节AT89系列单片机1、驾驭单片机的概念；2、熟识单片机的应用领域。1、了解单片机的发展概况；2、了解单片机的发展趋势。1、了解AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式；2、了解标准型AT89系列单片机的基本特性。讲授2重点：单片机的概念及常用单片机系列；难点：标准型AT89系列单片机的基本特性。第2章MCS51单片机的硬件系统第1节MCS51单片机的内部结构第2节并行输入/输出口结构第3节时钟电路与复位电路1、了解MCS51单片机的内部结构；2、了解CPU的结构；3、驾驭存储器的配置及功能。1、理解PO口的组成与功能；2、理解Pl口的组成与功能；3、理解P2口的组成与功能；4、理解P3的组成与功能。1、驾驭单片机的时钟电路与复位电路；2、熟识单片机的时序概念。重点：MCS-51单片机的引脚功能、存储空间配置和功能；难点：MCS-51单片机的存储空间配置和区分方法。讲授6第3章MCS章指令系统及程序设计第1节指令系统概述第2节MCS-51单片机指令系统第3节汇编语言程序设计1、理解指令的形式；2、熟识MCS-51指令系统的格式和寻址方式。1、驾驭常用指令的功能和应用；2、驾驭常用指令的功能和应用。1、熟识程序流程图的符号和功能，会画程序流程图；2、驾驭几种基本程序结构：依次、分支、散转、循环、查表和子程序。重点：MCS-51单片机的常用指令和基本程序结构；难点：MCS-51单片机的常用指令。讲授12第4章MCS-51单片机的中断系统第1节中断系统概述第2节中断应用举例1、熟识MCS-51型单片机的5个中断源及其中断入口地址；2、熟识TCoN、SCONIE.IP的结构、限制作用和设置方法；3、了解MCS-51型单片机的中断响应过程。1、熟识中断应用程序的编制。重点：中断相关寄存器的功能定义和讲授3中断应用程序的编制；难点：中断相关寄存器各个位的定义。第5章MCS51单片机的定时器/计数器第1节定时器/计数器的基本结构和工作方式第2节定时器/计数器的应用1、熟识MCS-51型单片机定时/计数器限制寄存器TCON.TMOD的结构、作用和设置方法；2、熟识MCS-51型单片机定时/计数器的4种工作方式，重点是方式1、方式2o1、熟识定时器/计数器的编程方法；2、熟识定时器/计数器中须要留意的问题。重点：定时/计数器限制寄存器TCoN、TMOD的功能定义以及单片机定时/计数器的常用工作方式；难点：定时/计数器限制寄存器TCoN、TMOD各个位的定义。讲授4第6章MCS章单片机的串行通信系统第1节串行通信的基础学问第2节串行口的结构与工作方式第3节串行通信的应用1、了解串行通信的分类；2、了解串行通信的传输方式；3、熟识RS232C标准总线。1、熟识串行口的结构；2、熟识单片机串行口的四种工作方式；3、熟识与串行口有关的3个特别功能寄存器。1、了解串行口模式O的应用；2、熟识串行口模式1的应用；3、熟识串行口模式2和模式3的应用。重点：与串行口有关的3个特别功能寄存器、单片机串行口的常用工作方式；难点：单片机串行口工作方式1和方式3的波特率设定。讲授4第7章单片机扩展技术第1节单片机接口技术的一般方法第2节单片机存储器的扩展第3节单片机并行I/O口1、驾驭单片机的接口指令；2、理解单片机输入输出的数据交换方式；3、了解CPU对外部设备的编址方式。1、驾驭程序存储器的扩展方法；2、驾驭数据存储器的扩展方法。1、熟识用8255A扩展I/O口；讲授6的扩展第4节单片机与键盘、显示器的连接2、熟识用8155扩展I/O口。1、驾驭单片机扩展键盘接口的方法；2、熟识单片机扩展显示器接口的方法。重点：存储器扩展技术、8255A和8155接口芯片的功能和设置方法、键盘显示接口的扩展方法；难点：存储器、键盘和显示器接口电路的设计。第8章A/D和D/A转换接口第1节A/D转换接口第2节D/A转换接口1、了解AD转换器的功能、性能指标和常用的代表芯片；2、熟识ADC0809与单片机的接口电路。1、了解DA转换器的功能、性能指标和常用的代表芯片；2、熟识DAC0832芯片与单片机的接口电路。重点：ADC0809>DACo832芯片的功能定义及其与单片机的接口电路；难点：A/D和D/A接口电路的设计。讲授2第9章单片机应用系统1、了解单片机应用系统的设计过程；2、了解常用的单片机开发工具及仿真工具。讲授、示范操作1总计40四、举荐教材及参考书目(ReCommendedTeachingMaterialsandReferenceBooks)1 .举荐教材RecommendedTeachingMaterials:徐瑞华主编单片机原理与接口技术.北京：人民邮电出版社，20082 .参考书目ReferenceBooks:胡健主编单片机原理及接口技术.北京：机械工业出版社，2005何桥主编单片机原理及应用.北京：中国铁道出版社，2004张毅刚主编单片机原理及应用.北京：高等教化出版社，2010陈宝江等编著MCS单片机应用系统好用指南.北京：机械工业出版社，1997五、考核与评价方式(COUrSeEVaIUatiOn)闭卷考试，期末考试占70%,试验、作业占30%。审定人:撰写人：周武一、课程概况(CourseOverview)课程名称：单片机与接口技术Course：PrincipleandInterfaceTechnologyofSingle-chipMicrocomputer课程编号：3080600002适用学生：机电一体化技术2010级CourseNumber：3080600002Designedfor:Mechatronics2010学分：3学时：20独立设课：否Credit：3Classhour：20Independentcourse：no预修课程：计算机、电工与电子技术PreparatoryCourses:ComPUter、ElectrotechnicsandElectronics二、课程简介(CourseDescriptions)单片机与接口技术课程主要讲授单片机的基本结构和工作原理、指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入输出与中断处理、常用接口技术等内容，是一门系统性、实践性很强的技术基础课。微型计算机技术与机械制造技术的结合，促进了机电一体化的迅猛发展，因此本课程是机电一体化专业的一门重要选修课。通过试验环节，使学生在了解单片机原理及接口技术的基础上能够分析一般问题，并编写程序、连接硬件以及调试。将理论学问用于实践，提高学生的实践技能。The'PrincipleandInterfaceTechnologyofSingle-chipMicrocomputer'courseintroducesthebasicstructure,workingprinciple,instructionsystem,assemblylanguageprogrammingdesign,semiconductormemory,input-outputandinterrupthandling,commoninterfacetechnologyandothercontentofthemicrocontroller.Itisasystematicandhighlypracticaltechnologycourse.Thecombinationofmicro-computertechnologyandthemechanicalmanufacturingtechnologypromotestherapiddevelopmentofmechatronics.Thus,thiscourseisanimportantelectivecourse.Theexperimentalsessionhelpsstudentstounderstandtheprincipleandinterfacetechnologyofsingle-chipmicrocomputer,andtofurtheranalyzesomegeneralissues.Studentscouldpracticeprogramming,connectinghardware,anddebugging.Thecoursegivestudentsanopportunitytoapplytheoreticalknowledgeintopractice.Andthestudents,practicalskillswillbeimproved.三、试验项目一览表(Experimentprojectschedule)序号No.试验名称Name每组人数Membersofeachgroup试验时数Hours试验类型验证/综合/设计CourseTypeVerifyingZSyntheticZDesigning必做/选做RequiredCourse/ElectiveCourse1拆字试验301.5设计选做2拼字试验301.5设计选做3数据区传送试验302设计必做4数据排序试验302设计必做5查找相同数个数试验302设计必做6多分支程序设计试验303设计选做7八段数码管显示试验304设计选做8Pl口亮灯试验302设计必做9P3口输入Pl口输出试验302设计必做10工业依次限制试验304设计选做118255ABC口输出方波试验302设计必做128255PAII限制PB口试验302设计必做四、举荐教材及参考书目(RecommendedTeachingMateriaIsandReferenceBooks)1.举荐教材RecommendedTeachingMateriaIs:Dais-MCS51仿真系统试验指导书2.参考书目ReferenceBooks徐瑞华主编单片机原理与接口技术。北京：人民邮电出版社，2008陈宝江等编著MCS单片机应用系统好用指南。北京：机械工业出版社，1997五、考核与评价方式(COUrSeEvaluation)试验过程、试验报告各占50%。审定人:撰写人：周武拆字试验一、试验目的驾驭汇编语言设计和调试方法。二、试验内容把2000h的内容拆开，高位送200Ih低位，低位送2002h低位，2001h.2002h高位清零,一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。三、试验原理WI2000诙I200CIH内§送AIIIII屏蔽高位局2002H四、试验方法与步骤1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续或单步方式运行程序。2、运行结果检查在单步运行时每走一步可视察其运行结果。在连续运行状态下，应按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的吩咐键视察与检查2000-2002h中内容改变状况。若试验结果不正确，则修改程序，直至结果正确。五、试验要求试验内容要求：会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套（2人/每套），一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。拼字试验一、试验目的进一步驾驭汇编语言设计和调试方法。二、试验内容把2000h>2001h的低位分别送入2002h凹凸位，一般本程序用于把显示缓冲区的数据取出拼装成一个字节。三、试验原理III1(2。OelH逊，位I.1,I交换高低位，送BlIII1(2001H)送A,屏蔽高位|III,I、四'试验方法与步骤1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续或单步方式运行程序。2、运行结果检查在单步运行时每走一步可视察其运行结果。在连续运行状态下，应按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的吩咐键视察与检查2002h内容改变状况。若试验结果不正确，则修改程序，直至结果正确。五、试验要求试验内容要求：会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套(2人/每套)，一套设备含Dais-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。数据区传送试验一、试验目的驾驭RAM中的数据操作。二、试验内容把R2、R3源RAM区首址内的R6、R7字节数据传送到R4、R5目的RAM区。三、试验原理I-11（八）送目的地址目蛔口1等镯¾l吗N,IY、四、试验方法与步骤1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续或单步方式运行程序。2、运行结果检查在单步运行时每走一步可视察其运行结果。在连续运行状态下，应按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的吩咐键检查由R4、R5所定义的目的地址单元从首址起先的内容依次应为00、11、22、OFFo若试验结果不正确，则修改程序，直至结果正确。五、试验要求试验内容要求：会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套(2人/每套)，一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。数据排序试验一、试验目的熟识MCS-51指令系统，驾驭排序程序设计方法。二、试验内容编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将内容RAM中几个单元字节无符号的正整数，按从小到大的次序重新排列。三、试验原理I清整位II*雕侬)嬲LAlII(RO)+送ROl<（八）<(R0)>Y-1,1n标志位,怎崎四'试验方法与步骤1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续或单步方式运行程序。2、运行结果检查在单步运行时每走一步可视察其运行结果。在连续运行状态下，应按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的吩咐键视察与检查片内505Ah中内容是否按从小到大排列。若试验结果不正确，则修改程序，直至结果正确。五、试验要求试验内容要求：会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套（2人/每套），一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。查找相同数个数试验一、试验目的熟识汇编语言编程，驾驭查找程序的设计方法。二、试验内容在2000200Fh中查出有几个字节是零，把个数放在2100h中。三、试验原理lI字节雌如,毂字节送RIlIYI(Rl)送2100HlI四、试验方法与步骤1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续或单步方式运行程序。2、运行结果检查在单步运行时每走一步可视察其运行结果。在连续运行状态下，应按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的吩咐键视察与检查210Oh中是几个单元数。若试验结果不正确，则修改程序，直至结果正确。五、试验要求试验内容要求：会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套(2人/每套)，一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。多分支程序设计试验一、试验目的熟识MCS-51指令系统，驾驭多分支程序设计方法。二、试验内容编写程序，依据送入的数据转移运行。三、试验原理1（2。H）送Al1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续或单步方式运行程序。2、运行结果检查在单步运行时每走一步可视察其运行结果。在连续运行状态下，应按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后视察每次运行程序后，数码管上数字循环状况。若试验结果不正确，则修改程序，直至结果正确。五、试验要求试验内容要求：会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套（2人/每套），一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。八段数码管显示试验一、试验目的利用试验系统供应的显示设备，动态显示一行数据。二、试验内容试验系统供应了6位八段码LED显示电路，编写程序，按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的限制。三、试验原理四、试验方法与步骤1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续或单步方式运行程序，利用试验系统的显示设备动态显示数据。2、运行结果检查在单步运行时每走一步可视察其运行结果。在连续运行状态下，应按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控。若试验结果不正确，则修改程序，直至结果正确。五、试验要求试验内容要求：会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套（2人/每套），一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。Pl口亮灯试验一、试验目的(I)学习Pl口的运用方法；(2)学习延时子程序的编写。二、试验内容Pl口作为输出口，接八个发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。三、试验原理软件原理如图(a),硬件原理如图(b)o四、试验方法与步骤1、试验连线Pl.OP1.7用插针连至LlL802、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续方式运行程序。3、视察运行结果在连续运行状态下，视察发光二极管闪亮移位状况。4、终止运行按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。五、试验要求试验内容要求：会连接试验系统接线，会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确;试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套(2人/每套)，一套设备含Dais-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。P3口输入PI口输出试验一、试验目的1 .驾驭P3口、Pl口简洁运用。2 .学习延时程序的编写和运用,二、试验内容1 .P3口做输入口，外接一脉冲，每输入一个脉冲，Pl口按十六进制加一。2 .P1口做输出口，编写程序，使Pl口接的8个发光二极管LI-L8按16进制加一方式点亮发光二极管。三、试验原理软件原理如图(a),硬件原理如图(b)o主程序延时子程序：Ul8031画I循环I开始A+1 送Pl口 IR7设初值FFHR6设初值ITH(23.3直的高呜？、_(F3.3为低吗？J74LS244ES v1Y11Y21Y31Y4笫瑞JRl3 b)四'试验方法与步骤1、试验连线P3.3用插针连至Kl,Pl.O-Pl.7用插针连至LI-L8。2、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续方式运行程序。3、视察运行结果在连续运行状态下，开关Kl每拨动一次，L1-L8发光二极管按16进制方式加一点亮。4、终止运行按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。五、试验要求试验内容要求：会连接试验系统接线，会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套（2人/每套），一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。工业依次限制试验一、试验目的驾驭工业依次限制程序的简洁编程，中断的运用。二、试验内容8051的PLO-P1.6限制注塑机的七道工序，现模拟限制七只发光二极管的点亮，高电平有效，设定每道工序时间转换为延时，P3.4为开工启动开关，高电平启动。P3.3为外故障输入模拟开关，P3.2为0时不断警告。P1.7为报警声音输出，设定6道工序只有一位输出，第七道工序三位有输出。三、试验原理软件原理如图(a),硬件原理如图(b)o主程序：中断服务子程序：(a)(b)四、试验方法与步骤1、试验连线(1)P3.4连Kl,P3.3连K2,PlO-Pl.6分别连到Ll-L7,P1.7连SIN(喇叭输入端)。KI、K2开关拨在高电平“H”位置。2、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续方式运行程序。3、视察运行结果用连续方式起先运行程序，此时应在等待开工状态。(2)K1拨至低电平“L”位置，各道工序应正常运行。(3)K2拨至低电平“L”位置，应有声音报警(人为设置故障)。(4)K2拨至高电平“H”位置，即解除故障，程序应从报警的那道工序接着执行。在连续运行状态下，开关KI每拨动一次，L1-L8发光二极管按16进制方式加一点亮。4、终止运行按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。五、试验要求试验内容要求：会连接试验系统接线，会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确;试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套(2人/每套)，一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。8255ABC口输出方波试验一、试验目的驾驭可编程I/O接口芯片8255的接口原理运用，熟识对8255初始化编程和输入，输出软件的设计方法。二、试验内容在8255的A.B.C口用万用表可测出每个口线的凹凸电平改变。三、试验原理开始8255初始化.55送AA送ABC延时A取反循环四、试验方法与步骤1、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续方式运行程序。2、视察运行结果在连续运行方式下,用万用表测量8255A.B.C口应有凹凸电平改变（或用8255A.B.C口分别用插针连至LlL8,视察发光二极管改变状况）。3、终止运行按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。五、试验要求试验内容要求：会连接试验系统接线，会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套（2人/每套），一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。8255PA口限制PB口试验一、试验目的驾驭单片机系统中扩展外围芯片的方法，了解8255芯片的结构及编程方法。二、试验内容用8255PA口作开关量输入口，PB口作输出口。三、试验原理软件原理如图(a),硬件原理如图(b)o四'试验方法与步骤1、试验连线8255PA口接KlK8,PB口接L1L8。2、编写、编译程序在与PC联机状态下，编写、编译程序，用连续方式运行程序。3、视察运行结果在连续运行方式下，按KlK8,视察LlL8发光二极管是否对应点亮。4、终止运行按“暂停图标”或试验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。五、试验要求试验内容要求：会连接试验系统接线，会编写、编译汇编语言程序，程序运行结果正确；试验报告要求：试验报告完整、正确、整齐；考核评价：试验过程、试验报告各占50%。六、场地、设备与器材试验室一间，单片机试验设备16套(2人/每套)，一套设备含DaiS-MCS51仿真试验系统、台式个人电脑、串口连接线。