《单片机原理及接口技术（8051）》教学大纲
一、课程代号:
二、课程名称: 单片机原理及接口技术
英文名称： principle and interface technology of microcontroller
三、课程描述：
课程总学时：60学时（其中，讲课50学时，实验10学时，
a)适用专业：电类专业专科
b)先修课程：高等数学、大学物理、电工与电子技术
推荐教材：
胡汉才,单片微机原理及其接口技术,清华大学出版社,2002
参考书目:
1.李朝青等. 单片机原理及接口技术. 北京：北京航空航天大学出版社，2000
2.吴秀清，周荷琴，微型计算机原理与接口技术，中国科学技术大学出版社，1999.2
3.沙占友等. 单片机外围电路设计. 北京：电子工业出版社，2003
课程的性质、任务和目的
《单片机原理及接口技术》是机械制造及其自动化专业的主干课之一。是技术型专业基础课。其任务是讲述微型计算机系统的硬件结构、I/O接口及存储器的扩展、?汇编语言简单程序设计。
通过本课程的教学，?使学生掌握微型计算机应用系统的硬、?软件开发方法，输入／输出（I/O）接口及存储器的扩展技术，应用程序设计技术和微型计算机应用系统的抗干扰技术。并结合专业能设计简单、实用的微型计算机应用系统。本课程以MCS-51单片机为典型机讲述。
四.主要内容、重点及深度
第一章微型计算机基础
1．1 微型计算机概述
1．1．1 微型计算机的概念
1．1．2 微型计算机的发展
1．1．3 微型计算机的应用
1．2 微型计算机数制间的转换
1．3 微型计算机组成原理
1．3．1 微型计算机的基本结构
1．3．2 微型计算机的基本原理
1．3．3 微型计算机系统的组成
1．4 单片微型计算机概述
1．4．1单片机的分代和发展
1．4．2单片机的内部结构
1．4．3典型单片机性能概览
1．4．4单片机在工业控制中的应用
教学重点：单片机的内部结构和在工业控制中的应用学习内容介绍
教学目的和要求：
1．了解微型计算机的发展及其在生产中的应用；
2．掌握微型计算机的基本结构、原理和系统的组成。
第二章 MCS-51单片机结构和原理
2．1 MCS-51 MCS-51单片机的内部基本组成和信号引脚功能
2．1．1 MCS-51单片机的基本组成
2．1．2 MCS-51单片机的信号引脚
2．2 8051的内部存储器
2．2．1 内部数据存储器的低128单元
2．2．2 内部数据存储器的高128单元
2．2．3堆栈及堆栈指示器
2．2．4内部程序存储器
2．3 并行输入/输出电路结构
2．3．1 P0口
2．3．2 P1口
2．3．3 P2口
2．3．4 P3口
2．4时钟电路与时序＊
2．4．1 时钟电路
2．4．2 时序定时单位
2．4．3 MCS-51单片机的指令时序
2．5 MCS-51单片机工作方式
2．5．1 复位方式
2．5．2 程序执行方式
2．5．3 单步执行方式
2．5．4 掉电保护方式
2．5．5 低功耗方式(80C51)
教学重点: MCS-51单片机的内部基本组成和信号引脚功能
教学难点: MCS-51单片机的四个八位并行I/O口P0、P1、P2和P3?的逻辑电路原理和组成单片机应用系统时的各自不同功能。
教学目的和要求：
1.掌握MCS-51单片机的内部结构及信号引脚和MCS-51?单片机内部存储器的特点、结构
2.掌握单片机本身输入/输出逻辑电路的结构及使用方法。
第三章 MCS-51单片机指令系统
3．1 MCS-51单片机指令系统概述
3．1．1 指令格式
3．1．2 寻址方式
3．1．3 单片机执行指令的过程
3．1．4 指令中符号意义说明
3．2 数据传送类指令
3．2．1 内部RAM数据传送指令组
3．2．2 外部RAM数据传送指令组
3．2．3 程序存储器数据传送指令组
3．2．4 数据交换指令组
3．2．5 堆栈操作指令组
3．2．6 数据传送类指令汇总及说明
3．3 算术运算类指令
3．3．1 加法指令组
3．3．2 带进位加法指令组
3．3．3 带借位减法指令组
3．3．4 加1指令组
3．3．5 减1指令组
3．3．6 乘除指令组
3．3．7 十进制调整指令
3．3．8 算术运算类指令汇总
3．4 逻辑运算及位移类指令
3．4．1 逻辑与运算指令组
3．4．2 逻辑或运算指令组
3．4．3 逻辑异或运算指令组
3．4．4 累加器清零取反指令组
3．4．5 移位指令组
3．4．6 逻辑运算及位移类指令汇总
3．5 控制转移类指令
3．5．1 无条件转移指令组
3．5．2 条件转移指令组
3．5．3 子程序调用与返回指令组
3．5．4 空操作指令
3．5．5 移位指令组
3．5．6 控制转移类指令汇总
3．6 布尔变量操作类指令
3．6．1 位传送指令组
3．6．2 位置位复位指令组
3．6．3 位运算指令组
3．6．4 位控制转移指令组
3．6．5 布尔变量操作类指令汇总
本章重点： MCS-51单片机的指令格式、寻址方式和指令执行过程。
本章难点：条件转移指令、子程序调用与返回指令的书写格式、功能和使用时的注意事项。
教学目的和要求：
掌握MCS-51单片机的指令格式、寻址方式、指令执行过程和MCS-51单片机指令系统的分类，并能编写简单的汇编语言程序。
第四章存储器与存储器扩展
4．1 单片机扩展及系统结构
4．1．1 单片机的扩展结构
4．1．2 单片机扩展的实现
4．2 扩展存储器编址及映象
4．2．1 存储器编址技术
4．2．2 存储映象
4．3 程序存储器扩展
4．3．1 只读存储器概述
4．3．2 典型只读存储器芯片
4．3．3 程序存储器扩展举例
4．4 数据存储器扩展＊
4．4．1 随机存储器概述
4．4．２典型随机存储器芯片
4．4．３随机存储器扩展举例
4．4．４扩展既可读又可写的程序存储器
4．5 单片机存储器的特点
4．5．１多种存储器的交叠
4．5．２交叠存储器的实用
本章重点: MCS-51单片机的存储器编址技术和存储映象概念。
本章难点: MCS-51?单片机的片内外程序存储器和数据存储器交叠配置的特点和使用方法。教学目的和要求：
教学目的
使学生掌握MCS-51单片机的程序存储器和数据存储器的扩展技术。
第五章中断与定时
5．1 微型计算机中断技术概述
5．1．１什么是中断
5．1．２中断功能
5．1．３中断处理流程
5．2 MCS-51单片机中断系统
5．2．１中断源
5．2．２中断控制
5．2．３中断响应
5．2．４中断请求的解除
5．3 MCS-51单片机定时器/计数器
5．3．１定时方法概述
5．3．２定时器/计数器的定时和计数功能
5．3．３定时器/计数器的控制寄存器
5．3．４定时工作方式0
5．3．５定时工作方式1
5．3．６定时工作方式2
5．3．７定时工作方式3
5．3．８用定时器/计数器进行外部中断扩展
5．4 定时器/计数器与中断联合使用
本章重点: MCS-51单片机的中断源的使用场合和使用方法，?对于中断系统的控制方法、与中断系统有关的寄存器位定义及使用方法；与可编程定时器/?计数器有关的控制寄存器的使用方法，MCS-51单片机定时器/计数器的四种工作方式。
本章难点: 定时器/计数器与中断的联合使用
教学目的和要求：
教学目的：
使学生掌握MCS-51单片机的中断技术和可编程定时/计数器的使用方法。
第六章单片机I/O扩展及应用
6．1 微型计算机I/O接口技术概述
6．1．１计算机为什么需要I/O接口电路
6．1．２接口与端口
6．1．３数据总线隔离技术
6．1．４I/O编址技术
6．1．５I/O数据传送的控制方式
6．2 MCS-51单片机I/O口直接应用
6．2．１有关I/O的操作指令
6．2．２I/O口的直接应用
6．3 单片机简单I/O扩展
6．3．１简单输入接口扩展
6．3．２简单输出接口扩展
6．4 8255作单片机的可编程I/O扩展
6．4．１单片机的可编程I/O扩展
6．4．２8255的逻辑结构和信号引脚
6．4．３8255的工作方式及数据I/O操作
6．4．４8255控制字及初始化编程
6．5 单片机打印机接口技术
6．5．１微型打印机简介
6．5．２查询方式的打印驱动
6．6 8155作单片机的可编程I/O扩展
6．6．１8155的基本结构及工作方式
6．6．２8155与MCS-51单片机的连接
6．6．３8155的命令/状态字
6．6．４8155的定时器/计数器
6．6．５8155应用举例
6．7 单片机键盘接口技术
6．7．１按键识别流程
6．7．２键盘接口及程序设计
7．8 单片机LED显示器接口技术
7．8．１LED显示器
7．8．２8155作LED显示器接口及显示程序
本章重点: 8155的作为可编程I/O接口的扩展方法、工作方式及数据I/O?操作过程。
本章难点: 键盘接口技术和LED显示器接口技术
教学目的和要求：
1．掌握微型计算机的接口技术，熟悉掌握8155、8255等常用的可编程输入/?输出接口电路的使用方法；
2．掌握微型打印机、键盘和LED显示器的使用方法。
第七章 AT89C51/LV51单片机结构和原理
7．1 AT89C51 Flash 单片机
7．1．１AT89C51单片机的结构框图及引脚
7．1．２震荡器及工作方式
7．1．３对Flash 存储器及接口编程
7．2 AT89LV51 Flash 单片机
教学重点与教学难点：片内闪存存储器(Flash Memory)的特点和使用方法。
教学目的和要求：
1．掌握AT89C51/LV51单片机的内部结构及信号引脚功能；
2．掌握片内闪存存储器(Flash Memory)的特点和使用方法。
五.学时分配表
撰稿人：刘士光
审稿人：
系（院）领导：
《principle and interface technology of microcontroller》
syllabus
A, course code:
B, course name: principle and interface technology of microcontroller
C, course description:
The course is total to learn the hour:60 learn( among them, prelect 50 learn, experiment 10 learn,
Apply to profession:The machine design manufacturing and it’s automatization Take the course first: Altitude mathematics , the university physics , electrician and electronics techniques
The suggestion choosey schoolbook:
Hu Hancai, princi ple and int erface technology o f microcontroller, Tsinghua university publisher, version 2
Teaching reference book:
1. Li Chaoqing etc.. Principle and interface technology of microcontroller . Beijing aviation aerospace university publisher ,2000
2. Wang Furui etc.. Principles and i nterface technique of microcomputer , Chinese science technique university publisher,1999.2
3. Sha Zhanyou etc.. Outer electric circuit design of microcontroller. The electronics industry publisher,2003.
The property, mission and purposes of the course
Princ iple and interface technolog y of microcontroller is one of the main courses of the machine design manufacturing and it’s automatization profession.It is a professional technique foundation course.Its mission is narrating hardware structure, I/ O interface circuit ,expanding memory, assemble language simple program design.
predominate hard and software design method of the microcomputer application system. This course takes MCS-51 microcontroller as the typical model microcontroller to relate.
D.Four.Main contents, point and depth
Chapter 1 microcomputer foundation
1.1 microcomputer summarization
1.2 conversions of the microcomputer number systems
1.3 constitute principle of microcomputers
1.4 microcontroller summarization
Teaching point: internal structure and application in industry of microcontroller.
The teaching purpose and request:
1. the development and application in the production of microcontroller.
2. predominate basic structure, principle and constitute of systems of
microcomputer.
Chapter 2 structure and principle of MCS-51 microcontroller.
2. 1 ntramural constitute and function of signal lead feet of MCS-51
microcontroller.
2.2 internal memory of 8051 microcontroller.
2.3 structure of collateral input/output interface circuit
2.4 clock electric circuits and time sequence
2.5 work mode of MCSs-51 microcontroller.
The teaching point: ntramural constitute and function of signal lead feet of MCS-51 microcontroller.
The teaching difficult: the logic electric circuit principle and constitute of MCS-51 microcontroller.
The teaching purpose and request:
1.predominate Internal structure , function of signals lead feet and characteristics of memory.
2. predominate structure of internal inpuy/output interface logic electric circuit and operation method of microcontroller.
Chapter 3 instruction system of MCS-51 microcontroller
3. 1 MCS-51 microcontroller instruction system summarization
3.2 data transmissions instruction
3.3 arithmetic operations instruction
3.4 logic operations and shift instruction
3.5 controls transfer instruction
3.6 尔soperating variable instruction
The teaching point and difficult: The instruction format, look for the address method and implement instructions process of MCS-51 microcontroller.
The teaching purpose and request:
Predominate instruction format, look for the address method, implement instructions process and instruction classification of MCS-51 microcontroller.
Chapter 4 memory and memory ream
4.1 microcontroller system expand and its structure
4.2 compile address for expanding memory and reflect elephant
4.3 Read only memory ( ROM) expands
4.4 Random accesse memory( RAM) expands
4.5 microcontrolle r’s characteristics
The teaching point: compile address technique and reflect elephant concept of MCS-51 microcontroller.
The teaching difficult: memory structure characteristics and operation method of MCS-51 microcontroller.
The teaching purpose and request:
Predominate expanding memory method of MCS-51 microcontroller.
Chapter 5 interrupt and time
5. 1 interrupt technique summarization of microcomputer
5. 2 interrupt system of MCSs-51 microcontroller
5. 3 timer/counter of MCSs-51 microcontroller
5. 4 Consociation usage of timer/counter with the interruption
The teaching point and difficult: Consociation usage of timer/counter with the interruption
The teaching purpose and request:
Predominate interruption technique and Operation method of timer/counter
Chapter 6 I/ O expand and applied of microcontroller
6. 1 I/ O interface technique summarization of microcomputer
6. 2 oneself I/O interface direct application of MCSs-51 microcontroller
6. 3 simple I/O expand interface expand of MCSs-51 microcontroller
6. 4 programmable I/O interface circuit 8255
6. 5 printers interface circuit technique of MCSs-51 microcontroller
6. 6 programmable I/O interface circuit 8155
6. 7 keyboards interface circuit technique of MCSs-51 microcontroller
6. 8 LED display interface circuit technique of MCSs-51 microcontroller
The teaching point:expand method, work mode and data operating process of programmable I/O interface circuit 8155.
The teaching difficult: The keyboard interface circuit technique and LED display interface circuit technique.
The teaching purpose and request:
1. Predominate interface technique of microcomput
2. Predominate masterly Operation method of common programmable interface circuit;
3. Predominate operation method of the miniature printer, keyboard and display of LED.
Chapter 7 structure and principle of AT89C51/ LV51 microcontroller
7. 1 AT89C51 flash microcontroller
7. 2 AT89LV51 flash microcontroller
The teaching point and difficult: characteristics and the operation method.of Flash Memory
The teaching purpose and request:
1. Predominate internal structure and signals feet function of AT89C51/ LV51 microcontroller.
2. Predominate characteristics and the operation method.of Flash Memory
inside microcontroller .
Author:Liu Shiguang
Review the draft person:
The department( hospital) leadership: