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单片微型计算机原理和应用课程设计一、设计背景单片微型计算机是指把中央处理器、存储器、输入/输出接口和时钟等核心部件集成在一块芯片上的微型计算机。
单片微型计算机具有价格低廉、体积小、功耗低、易于编程等优点，广泛应用于各种智能控制系统中。
因此，对单片微型计算机进行深入研究和应用，具有重要的理论和实际意义。
二、课程目标本课程旨在让学生掌握单片微型计算机的基本原理和应用技术，培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.掌握单片微型计算机的硬件结构和工作原理；2.掌握单片微型计算机的指令系统和汇编语言编程；3.掌握单片微型计算机的输入/输出接口及其编程技术；4.掌握单片微型计算机的中断响应和计时计数技术；5.了解单片微型计算机的应用领域和现状。
三、课程内容1. 单片微型计算机体系结构1.1 体系结构概述 1.2 内存管理单元 1.3 输入/输出系统 1.4 系统时钟和定时器 1.5 中断系统2. 单片微型计算机编程2.1 汇编语言基础 2.2 汇编语言程序设计 2.3 程序调试和优化3. 单片微型计算机输入/输出接口3.1 输入/输出数据格式 3.2 数据输入/输出接口 3.3 并行口输入输出接口4. 单片微型计算机中断响应和计时计数4.1 中断介绍 4.2 中断控制器 4.3 定时器和计数器5. 单片微型计算机的应用5.1 智能控制系统 5.2 计算机嵌入式系统 5.3 物联网应用四、教学方法本课程采用课堂讲授、实验教学相结合的方法，加强实践性教学。
在讲解理论的同时，引导学生开展实验设计和编程实践，以提高学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
五、考核方式本课程采用综合性考核方式，包括平时成绩、实验成绩和作业成绩等。
其中，平时成绩占30%，实验成绩占40%，作业成绩占30%。
六、教材和参考书目教材：《单片微型计算机原理和应用》参考书目：《单片微型计算机原理和应用教程》、《51单片机原理与应用》、《单片机原理与应用》等。
《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。
本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
二、理论教学内容绪论单片机概述0．1 引言0．2 单片机的特点0．3 单片机的发展0．4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入／输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2．1 MCS-51指令系统概述2．2 数据传送类指令2．3 算术运算类指令2．4逻辑运算及移位类指令2．5 控制转移类指令2．6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3．1 汇编语言源程序的格式3．2 伪指令3．3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章Ｉ/Ｏ扩展技术6．1 Ｉ/Ｏ接口概述6．2 MCS-51并行Ｉ／Ｏ口的直接使用6．3 简单Ｉ／Ｏ扩展6．4 8255并行Ｉ／Ｏ口6．5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7．1 单片机应用系统中的人机通道7．2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7．4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11．1 PIC16F87X的特点11．2 PIC16F87X的结构与配置11．3 PIC16F87X的功能部件11．4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的：进一步掌握开发工具的应用实验内容：学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的：掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容：用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。
单片计算机及其应用课程设计1. 课程设计介绍本课程设计主要是针对单片计算机及其应用的学习和实践，通过设计和制作一个简单的单片机系统，来加深学生的对单片计算机的理解和应用。
本课程设计旨在帮助学生深入了解单片机的原理和功能，以及掌握基本的单片机编程技能和实现过程。
2. 课程设计的目标通过本课程设计的学习和实践，希望学生能够掌握以下技能：1.掌握单片机的基本原理和发展历程；2.理解单片机系统的组成结构；3.掌握单片机的编程思路和方法，能够使用汇编语言进行程序设计；4.了解单片机在各个领域的应用，并能够进行简单的应用设计。
3. 课程设计内容本课程设计主要包括以下几个方面：3.1 单片机的基础知识通过学习单片机的基础知识，包括单片机的发展历程、基本原理、系统组成结构等，使学生对单片机有一个整体的认识和了解。
3.2 单片机编程技能通过学习单片机编程，包括汇编语言、单片机指令集等，使学生能够掌握编写单片机程序的基本方式和思路。
3.3 单片机应用设计通过学习单片机在各个领域的应用，包括电子时钟、温度控制等，使学生能够进行单片机应用设计和实践。
4. 课程设计实验本课程设计包括以下几个实验：4.1 实验一：单片机系统原理实验通过实验，学生能够了解单片机系统的组成结构和工作原理，并能够使用单片机开发板。
4.2 实验二：单片机编程实验通过实验，学生能够掌握单片机的编程方法和思路，并编写一个简单的程序。
4.3 实验三：单片机应用实验通过实验，学生能够了解单片机在电子电路设计、机器人控制、温度控制等领域的应用，并进行实际的应用设计和实践。
5. 课程设计总结本课程设计围绕单片计算机及其应用展开，通过学习理论和实践，使学生掌握单片计算机编程技能和应用设计能力。
通过本课程设计，学生不仅能够提高自己的专业水平，还能够拓宽自己的知识面和应用范围。
单片微型计算机原理与应用教案第一章：单片微型计算机概述1.1 单片微型计算机简介解释单片微型计算机的定义和特点介绍单片微型计算机的发展历程1.2 单片微型计算机的组成介绍单片微型计算机的基本组成部分，包括CPU、内存、输入/输出接口等解释各部分的功能和作用1.3 单片微型计算机的应用领域列举单片微型计算机在不同领域的应用实例，如家居自动化、工业控制、智能交通等第二章：单片微型计算机的硬件组成2.1 CPU的结构与功能介绍CPU的结构组成，如控制单元、算术逻辑单元、寄存器等解释CPU的功能和工作原理2.2 存储器的设计与选择讲解存储器的作用和分类，如随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等介绍存储器的设计原则和选择方法2.3 输入/输出接口的设计与实现解释输入/输出接口的作用和功能介绍输入/输出接口的设计方法和常用接口技术，如并行接口、串行接口等第三章：单片微型计算机的软件编程3.1 程序设计基础介绍程序设计的基本概念和原则讲解常用的程序设计语言，如C语言、汇编语言等3.2 单片微型计算机的指令系统介绍单片微型计算机的指令系统及其分类，如数据传输指令、算术运算指令等解释常用指令的功能和用法3.3 程序设计与调试讲解程序设计的基本步骤，包括需求分析、算法设计、编码实现等介绍程序调试的方法和技巧第四章：单片微型计算机的应用实例4.1 温度控制系统的设计与实现介绍温度控制系统的基本原理和组成讲解如何使用单片微型计算机实现温度控制功能，包括硬件选择和软件编程4.2 智能家居系统的设计与实现介绍智能家居系统的基本概念和功能讲解如何使用单片微型计算机实现智能家居系统，包括硬件选择和软件编程4.3 智能交通系统的设计与实现介绍智能交通系统的基本原理和组成讲解如何使用单片微型计算机实现智能交通系统，包括硬件选择和软件编程第五章：单片微型计算机的发展趋势与前景5.1 单片微型计算机的技术发展趋势介绍当前单片微型计算机技术的最新发展趋势，如集成度提高、性能增强等5.2 单片微型计算机在各领域的应用前景探讨单片微型计算机在各个领域的应用前景和发展潜力5.3 我国单片微型计算机产业的发展现状与展望分析我国单片微型计算机产业的现状和发展趋势展望未来我国单片微型计算机产业的发展前景第六章：单片微型计算机的接口技术6.1 串行通信接口介绍串行通信接口的基本概念和工作原理讲解串行通信接口的编程方法和应用实例6.2 并行通信接口介绍并行通信接口的基本概念和工作原理讲解并行通信接口的编程方法和应用实例6.3 网络接口技术介绍单片微型计算机的网络接口技术，如以太网、Wi-Fi、蓝牙等讲解网络接口的编程方法和应用实例第七章：单片微型计算机的操作系统7.1 操作系统的基本概念解释操作系统的作用和功能介绍操作系统的分类，如实时操作系统、嵌入式操作系统等7.2 嵌入式操作系统的设计与实现讲解嵌入式操作系统的设计原则和实现方法介绍常见的嵌入式操作系统，如uc/OS、Linux等7.3 操作系统的应用实例讲解操作系统在单片微型计算机中的应用实例，如智能家居、工业控制等第八章：单片微型计算机的编程工具与开发环境8.1 集成开发环境（IDE）介绍集成开发环境的概念和功能讲解常见的集成开发环境，如Keil、IAR等8.2 编程工具的使用方法讲解编程工具的基本操作和使用方法介绍编程工具在单片微型计算机编程中的应用实例8.3 调试与仿真工具介绍调试与仿真工具的概念和功能讲解调试与仿真工具的使用方法和应用实例第九章：单片微型计算机的实验与实践9.1 单片微型计算机实验设备介绍单片微型计算机实验设备的基本组成和使用方法9.2 实验方案的设计与实现讲解实验方案的设计原则和方法介绍常见的单片微型计算机实验项目及其实现方法9.3 实践项目的设计与实现讲解实践项目的设计原则和方法介绍常见的单片微型计算机实践项目及其实现方法第十章：单片微型计算机的应用案例分析10.1 案例一：智能分析智能的系统组成和功能讲解单片微型计算机在智能中的应用实例10.2 案例二：无人驾驶汽车分析无人驾驶汽车的工作原理和系统组成讲解单片微型计算机在无人驾驶汽车中的应用实例10.3 案例三：物联网应用介绍物联网的基本概念和应用领域讲解单片微型计算机在物联网中的应用实例重点解析本文教案主要围绕单片微型计算机的原理与应用展开，涵盖了单片微型计算机的概述、硬件组成、软件编程、应用实例、发展趋势等关键知识点。
单片微型计算机原理与应用教学设计一、教学目标习得单片微型计算机的基本原理和应用，使学生能够掌握单片微型计算机的编程方法、输入输出技术、中断机制等方面的知识，从而利用单片微型计算机进行简单控制器的设计。
二、教学内容1.单片微型计算机的概述2.单片微型计算机体系结构3.单片微型计算机的编程方法4.单片微型计算机中的输入输出技术5.单片微型计算机中的中断机制6.单片微型计算机在控制器设计中的应用三、教学方法1.讲授法：通过PPT展示，让学生们了解单片微型计算机的概述、体系结构、编程方法和输入输出技术等内容。
2.实验教学法：通过实验，让学生们亲自操作单片微型计算机，了解它的中断机制和在控制器设计中的应用。
四、教学流程第一周1.讲解单片微型计算机的概述和体系结构。
第二周1.讲解单片微型计算机的编程方法。
2.分发编译器和调试器软件，并让学生们亲自编写程序试验。
第三周1.讲解单片微型计算机中的输入输出技术。
2.通过实验，让学生们在单片微型计算机上实现简单的输入输出操作。
第四周1.讲解单片微型计算机中的中断机制。
2.通过实验，让学生们了解单片微型计算机中的中断机制以及如何在编写程序时使用中断。
第五周1.讲解单片微型计算机在控制器设计中的应用。
2.让学生们通过小组讨论，分享所学并思考单片微型计算机在实际应用中的可能性。
第六周1.期末考试：通过编写一个简单的控制器程序的方式，考查学生们对于单片微型计算机原理与应用的掌握程度。
五、教学评价方式将学生的成绩分为理论成绩和实验成绩两部分。
理论成绩主要考查学生们对于单片微型计算机原理的理解程度，占总成绩的60%；实验成绩主要考查学生们对于单片微型计算机的应用能力，占总成绩的40%。
六、教学效果评估针对本次课程进行学生问卷调查，了解课程的优点和改进之处，对教学方式进行改进和优化，以提高教学效果。
《单片微型计算机原理及应用》习题参考答案姜志海刘连鑫王蕾编著电子工业出版社目录第1章微型计算机基础 (2)第2章半导体存储器及I/O接口基础 (4)第3章MCS-51系列单片机硬件结构 (11)第4章MCS-51系列单片机指令系统 (16)第5章MCS-51系列单片机汇编语言程序设计 (20)第6章MCS-51系列单片机中断系统与定时器/计数器 (26)第7章MCS-51系列单片机的串行口 (32)第8章MCS-51系列单片机系统扩展技术 (34)第9章MCS-51系列单片机键盘/显示器接口技术 (36)第10章MCS-51系列单片机模拟量接口技术 (40)第11章单片机应用系统设计 (44)第1章微型计算机基础1．简述微型计算机的结构及各部分的作用微型计算机在硬件上由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大部分组成。
运算器是计算机处理信息的主要部分；控制器控制计算机各部件自动地、协调一致地工作；存储器是存放数据与程序的部件；输入设备用来输入数据与程序；输出设备将计算机的处理结果用数字、图形等形式表示出来。
通常把运算器、控制器、存储器这三部分称为计算机的主机，而输入、输出设备则称为计算机的外部设备（简称外设）。
由于运算器、控制器是计算机处理信息的关键部件，所以常将它们合称为中央处理单元CPU（Central Process Unit）。
2．微处理器、微型计算机、微型计算机系统有什么联系与区别？微处理器是利用微电子技术将计算机的核心部件（运算器和控制器）集中做在一块集成电路上的一个独立芯片。
它具有解释指令、执行指令和与外界交换数据的能力。
其内部包括三部分：运算器、控制器、内部寄存器阵列（工作寄存器组）。
微型计算机由CPU、存储器、输入/输出（I/O）接口电路构成，各部分芯片之间通过总线（Bus）连接。
以微型计算机为主体，配上外部输入/输出设备、电源、系统软件一起构成应用系统，称为微型计算机系统。
单片微型计算机原理及应用课程设计一、课程设计背景随着科技的不断发展和进步，微型计算机作为一种新型的电子计算机，不断成为我们工作和生活中重要的组成部分。
单片微型计算机作为微型计算机的一种形态，其微小的尺寸和强大的功能，更加符合现代工业和电子技术的要求。
因此，深入了解单片微型计算机的原理及其应用是非常必要的。
为此，本次课程设计将介绍单片微型计算机的基本原理和应用，旨在培养学生的电子技术及计算机应用能力，为其未来的科研和工作打下坚实的基础。
二、课程设计目的本次课程设计旨在：1.熟悉单片微型计算机的基本原理及其应用；2.掌握单片微型计算机的基本编程方法；3.培养学生的动手实践能力和综合素质。
三、课程设计内容本次课程设计分为两个阶段：学习阶段和实践阶段。
学习阶段本阶段学习内容包括单片微型计算机的基本原理和基本编程方法。
1.学习单片微型计算机的基本原理，包括单片微型计算机的特点、CPU内部结构、存储器类型等内容；2.学习单片微型计算机的编程方法，包括汇编语言和C语言等内容。
实践阶段本阶段将通过实验的方式，让学生进一步掌握单片微型计算机的基本编程方法和应用。
实验内容：1.用C语言编写一个简单的计算器程序；2.用汇编语言编写一个闪烁的LED程序；3.用单片机控制蜂鸣器发出不同频率的声音；4.用单片机控制LCD显示不同内容。
本阶段的实验将帮助学生更加深入理解单片微型计算机的原理及应用，并培养其动手实践和解决问题的能力。
四、课程设计评价本次课程设计将采用综合评价的方法。
评价内容包括：1.学生的课堂表现；2.作业完成情况；3.实验报告质量；4.期末综合考试。
五、课程设计总结本次课程设计立足于培养学生的计算机应用能力和动手实践能力，通过学习单片微型计算机的基本原理和应用，让学生深入了解微型计算机的工作原理，为其今后的研究和工作打下基础。
通过实验的方式，让学生更加深入理解单片微型计算机的编程方法和应用，培养其动手实践和解决问题的能力。
