单片微机原理与接口技术课程教学大纲《单片微机原理与接口技术》课程教学大纲
课程代码
课程类别:专业教学课程
授课对象:电子信息科学与技术、光信息科学与技术、测控技术与仪器等专业开课学期:三(上)、三(下)
学分:3.5学分
主讲教师:邹丽新、朱桂荣、栗荣等
指定教材:邹丽新、翁桂荣，《单片微型计算机原理》，苏州大学出版社，2009年1月
翁桂荣、邹丽新，《单片微型计算机接口技术》，苏州大学出版社，2007年4月
一、教学目的:
本课程是为“电子信息科学与技术”、“光信息科学与技术”和“测控技术与仪器”本科专业学生开设。微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，而单片微机的出现是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。当今单片微机技术在各个领域正越来越广泛地得到应用，单片微机技术已渗透到国防尖端、工业、农业、日常生活的各个领域，成为当今世界科技现代化不可缺少的重要工具和强有力的武器。
目前单片微机课程已成为高等院校中自动控制、测控技术、信息工程、机电一体化等专业必修课，通过本课程的学习，可以使学生从理论上和实践上掌握单片微型计算机的基本组成、工作原理和常用的接口技术，从而具备利用单片微型计算机进行基本的软件和硬件开发的初步能力。
二、课程内容
第一章绪论
1、教学内容
第一章微型计算机基础
一、概述
(1)计算机的产生与发展
(2)计算机的基本组成
(3)微型计算机的系统结构
(4)单片微型计算机
(5)单片微型计算机的应用和发展
二、数字化信息编码与数据表示
(1)常用的信息编码
(2)计算机中数值数据的表示、转换和运算 (3)二进制数在计算机内的表示
2、教学要点
一、微型计算机的基本组成。
二、单片微型计算机的特点、组成。三、单片微型计算机的用途，发展趋势。四、数制转换的基本方法。
五、原码、反码、补码的定义及表示方法。
第二章 MCS-51单片机的硬件结构 1、教学内容
一、MCS-51单片机的组成及工作原理 (1)MCS-51单片机的结构特点
(2)MCS-51单片机的引脚功能
(3)振荡器、时钟电路和CPU时序 (4)并行I/O端口
(5)复位和低功耗操作
二、存储器
(1)半导体存储器
(2)MCS-51单片机存储器的配置和组织 (3)程序存储器的扩展
(4)数据存储器的扩展
2、教学要点
一、MCS-51单片机的基本硬件组成。二、MCS-51单片机的主要性能、特点。
三、MCS-51单片机的引脚功能。四、MCS-51单片机典型的取指令时序。五、
P0、P1、P2、P3的功能，结构及特点。六、MCS-51单片机的存储器组成、工作寄存器、特殊功能寄存器、堆栈、位寻址空间。
七、程序存储器扩展方法。
八、数据存储器扩展方法。
第三章 MCS-51单片机的指令系统 1、教学内容
一、指令系统概述
(1)基本概念
(2)常用符号的意义
(3)指令的分类
二、寻址方式
三、指令系统
(1)数据传送指令
(2)算术运算指令
(3)逻辑运算指令
(4)控制转移指令
(5)位处理指令
2、教学要点
一、汇编语言指令的基本概念二、MCS-51单片机的寻址方式:寄存器寻址、立即数寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、相
对寻址、基址+变址寄存器间接寻址、位寻址。
三、MCS-51单片机地指令性系统:数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移
指令、位处理指令。
第四章汇编语言程序设计 1、教学内容
一、汇编语言与机器语言二、程序设计步骤与方法 (1)程序的设计步骤
(2)编程的方法和技巧
(3)汇编语言程序的基本结构 (4)汇编语言源程序的汇编三、伪指令
四、MCS-51系统典型程序设计 (1)无符号数的排序
(2)查表程序
(3)数制转换
(4)N分枝散射程序设计
(5)数字滤波程序
2、教学要点
一、汇编与机器语言的特点、区别。二、汇编语言程序设计的基本步骤和方法，以及编程技巧。
三、程序流程图的设计。
四、伪指令的功能。
五、MCS-51单片机典型程序设计介绍。(排序、查表程序、数制转换、N分枝散射程序设计、
数字滤波程序)
第五章中断
1、教学内容
一、中断的概念
(1)中断的意义
(2)中断的作用
二、中断系统
(1)组成
(2)中断源
(3)中断控制
(4)中断响应
三、中断程序的设计
(1)初始化程序
(2)中断服务程序
(3)中断程序举例
四、外部中断源的扩展
(1)利用“与”逻辑合并外部中断信号 (2)利用触发器检测外部中断信号 (3)利用异或门检测外部中断信号( )
(4)用软件模拟实现多优先级 2、教学要点
一、微机系统中断的作用。
二、MCS-51单片机中断系统结构和组成。三、特殊功能寄存器IE、IP、TCON、TMOD、SCON的功能。
四、中断服务程序的基本组成。五、外部中断源的扩展方法。
第六章定时器/计数器与串行接口 1、教学内容
一、定时器与计数
(1)基本概念
(2)MCS-51单片机的定时器/计数器 (3)定时器与计数器的应用举例 (4)定时时钟芯片DS12C887 二、串行传输的基本概念
(1)串行传输方式
(2)数据通讯中的几个问题 (3)MCS-51单片机的串行接口 (4)串行口的电路结构
(5)串行口的工作方式
(6)串行口应用举例
2、教学要点
一、定时器和计数器的基本概念。
二、MCS-51单片机定时器和计数器的组成。三、MCS-51单片机定时器和计数器的工作模式。四、DS12C887时钟电路的功能以及与MCS-51单片机的硬件连接。
五、串行通信的基本概念。
六、MCS-51单片机串行接口的基本功能。七、MCS-51单片机串行接口的工作模式。八、多机通信介绍。
第七章输入输出口的扩展
1、教学内容
一、输入输出口扩展的地址分配
二、输入输出常用接口TTL、CMOS电路 (1)输入输出常用接口TTL、CMOS电路
(2)TTL电路扩展并行输出口
(3)用串行移位寄存器方式扩展并行接口三、输入输出专用芯片
(1)可编程并行接口芯片8255
(2)带有I/O接口和计数器的静态RAM8155 2、教学要点
一、MCS-51单片机输入输出口的地址分配。二、输出口的扩展方法介绍。(74LS373、74LS273、74LS377)
三、输入口的扩展方法介绍。(74LS373、74LS244、74LS245)。
四、可编程并行接口芯片8255介绍。五、带有I/O接口和计数器的静态RAM8155介绍。
第八章单片机键盘接口技术
1、教学内容
一、非编码式键盘
(1)键盘的工作原理
(2)键的识别方法
二、编码式键盘
(1)常用编码式键盘电路
(2)采用单片机设计编码式键盘电路
2、教学要点
一、键盘的工作原理。
二、独立式键盘识别组成和识别方法。三、行扫描式键盘识别组成和识别方法。四、线反转式键盘识别组成和识别方法。五、双功能多功能键、重键、键抖。六、单片机设计编码式键盘电路。
第九章 LED显示器及其接口
1、教学内容
一、七段LED数码显示器
(1)结构与原理
(2)七段LED数码显示器的接口和编程二、点阵LED显示器
(1)点阵LED显示器概述
(2)点阵LED显示器与单片机的接口和编程三、LED显示器专用集成电路
(1)MAX7219引脚功能
(2)MAX7219内部组成结构
(3)MAX7219与单片机的接口
2、教学要点
一、LED显示器的性能、特点。
二、LED显示器的静态驱动方式。三、LED显示器扫描驱动方式。
四、点阵LED显示器的驱动方式
五、专用LED显示器7219的工作原理。
第十章 LCD的原理与接口
1、教学内容
一、概述
二、液晶显示器的工作原理和性能、特点 (1)液晶分子的性质
(2)扭曲向列型(TN)液晶的显示原理 (3)常见的液晶显示器件及主要性能、特点三、液晶显示器的驱动方式
(1)静态驱动方式
(2)动态驱动方式
四、笔段式液晶显示器的工作原理及应用
(1)TCL7219的基本结构和特性
(2)TCL7219的的应用事例
五、点阵字符液晶显示器模块的使用
(1)HD44780U点阵字符液晶显示器的结构 (2)HD44780U的指令特性
(3)HD44780U与单片机的接口及软件编程六、点阵图形液晶显示器的使用
(1)DMF5001N点阵图形液晶显示器结构与特点 (2)DMF5001N点阵图形液晶显示器的地址安排 (3)T6963C点阵图形液晶显示控制器的指令系统 (4)DMF5001N点阵图形液晶显示器的应用 2、教学要点
一、液晶显示器的工作原理。
二、主动发光显示器和被动发光显示器的区别。三、笔段式液晶显示器的工作原理。
四、点阵字符液晶显示器的工作原理及应用。五、点阵图形液晶显示器的工作原理及应用。
第十一章单片机串行通信技术基础
1、教学内容
一、串行通信总线标准及接口技术
(1)串行通信接口
(2)RS-232C总线标准、芯片及接口电路 (3)RS-449/423/422/485标准总线接口及其应用 (4)20mA电流环路串行接口
(5)现场总线
二、MCS-51单片机串行接口通信技术
(1)单片机双机通信技术
(2)单片机多机通信技术
2三、IC总线
2(1)IC总线特点
2(2)IC总线工作原理
2(3)IC总线应用举例
四、SPI总线
(1)概述
(2)SPI总线的组成
(3)SPI总线在MCS-51系列单片机中的实现方法 2、教学要点
一、串行通信的基本概念及知识。二、RS-232C串行接口的工作原理及应用。
三、RS-449/423/422/485标准总线接口及其应用。
四、20mA电流环路串行接口。
2五、IC总线工作原理及应用。六、SPI总线的工作原理及应用。
第十二章 D/A与A/D接口
1、教学内容
一、D/A转换器
(1)D/A转换器的工作原理
(2)D/A转换器的性能指标
(3)常用D/A转换电路
(4)D/A转换器与单片机的接口 (5)D/A转换器的应用
二、A/D转换器
(1)A/D转换器的工作原理
(2)A/D转换器的性能指标
(3)常用A/D转换电路
(4)A/D转换器与单片机的接口 (5)A/D转换器的选用
2、教学要点
一、A/D和D/A接口的基本工作原理。二、倒置的R-2R“T”型电阻网络。三、D/A转换器0832的工作原理及应用。四、逐次逼近A/D转换器和双积分A/D 转换器的工作原理。
五、ADC0809D的工作原理及应用。六、MC14433的工作原理及应用。
第十三章打印机接口
1、教学内容
一、打印机基本工作原理
二、并行接口总线标准
三、TpμP系列微型打印机
四、打印机接口设计
(1)TpμP打印机并行接口设计(2)TpμP打印机串行接口设计(3)汉字与图形的打印
2、教学要点
一、打印机基本工作原理。
二、打印机与单片机的接口设计。
三、字符式打印。
四、汉字与图形的打印。
三、各章课时分配表
章序号章内容学时数
第一章绪论 2
第二章 MCS-51单片机的硬件结构 10
第三章 MCS-51单片机的指令系统 8
第四章汇编语言程序设计 6
第五章中断 4
第六章定时器/计数器与串行接口 4
第七章输入输出口的扩展 6
第八章单片机键盘接口技术 2
第九章 LED显示器及其接口 3
第十章 LCD的原理与接口 3
第十一章单片机串行通信技术基础 4
第十二章 D/A与A/D接口 4
第十三章打印机接口 2
实验 18
复习、考试 4
总计 80
参考书目
1、张迎新等，单片微型计算机原理应用及接口技术，国防工业出版社，2004.1
2、顾筠、钱琦、林小宁，单片微型计算机原理及应用，东南大学出版社，2003.12。
3、张似玫，单片微型计算机原理及接口技术，电子科技大学出版社，2000.12
4、高锋，单片微型计算机原理与接口技术，科学出版社，2003.2。
5、徐惠民，安德宁，单片微型计算机原理、接口及应用，北京邮电大学出版社，2000.10。
6、何立民，单片机应用技术选编(1),(8)北京航空航天大学出版社，2000。
7、康华光主编，电子技术基础数字部分 (第五版)，高等教育出版社，2006。
8、周明德编，微型计算机系统原理及应用(第四版)，清华大学出版社，2002。
9、邹丽新、陈蕾、邱国平、周江编著，微型计算机原理及应用实验指导书，苏州大学出版社，2006.11。
10、李朝青，单片微型计算机接口技术，北京航空航天大学出版社，1999。
执笔人:邹丽新
2009 年 12 月 6 日