《单片机原理与接口技术》课程标准(完整版)

浙江广播电视大学高等专科《单片机原理与接口技术》课程教学大纲第一部分课程说明一、课程情况介绍1.课程任务设置本课程的目的是让学员学习和掌握单片机的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用技术和发展现状。

2.课程特点本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。

3.先修课程本课程的先修课有“计算机电路基础（Ⅰ）”、“计算机电路基础（Ⅱ）”、“计算机组成原理与汇编语言”和“微机接口技术”等。

第二部分教学内容和教学要求一．教学要求的基本层次本课程的教学要求可分为三个层次，即：掌握、理解和了解。

1.掌握对于本课程的重点内容要求学员达到掌握的程度。

即要求学员能够全面、深入地掌握所学内容，能够举一反三，熟练解决相关问题。

要求学员掌握的内容也就是考试的主要内容。

2.理解对于本课程的一般内容要求学员能够理解。

即要求学员能够理解所学内容，对所涉及的内容能够进行简单的分析和判断。

3.了解对于本课程的次要内容要求学员能够了解。

所涉及的内容都是一些基本概念和简单叙述，知道了就行，没有进一步深入和扩展的要求。

二．教学内容和要求1.单片机概述1.1 教学内容（1）单片机的发展（2）单片机的应用领域（3）典型单片机系列1.2 教学要求了解：单片机的特点、发展及应用领域，典型单片机系列的基本情况。

2.单片机硬件结构2.1 教学内容（1） 80c51 单片机的基本组成和引脚重要组成部分，引脚的名称和功能，引脚的复合功能。

（2） 80c51 的内部存储器内部数据存储器的配置，专用寄存器的名称、功能和寻址，内部程序存储器的功能。

（ 3）单片机并行输入/输出口电路结构基本电路结构、特点和使用。

（ 4）单片机时钟电路与时序时钟电路，时序定时单位，典型时序。

（5）单片机的工作方式复位方式、单步执行方式、掉电保护方式和低功耗方式。

2.2 教学要求掌握：单片机芯片的内部组成及存储器结构。

理解：单片机时钟电路与时序、输入输出口以及引脚的使用。

《单片机原理及接口技术》课程实验大纲课程名称：《单片机原理及接口技术》实验英文名称：《MCU principles and interface technologies》experiment课程性质：专业选修课程课程编号：0510085所属系部：机电工程学院总学时：14学时预备知识：电路、数字电子技术课程在教学计划中的地位作用：本课程是机械电子工程专业的一门重要专业选修课程。

目前单片机技术开发和应用水平已成为一个国家工业化发展水平的标志之一。

单片机原理及其应用已成为从事电子技术的工程技术人员必须掌握的基础理论和基本技能之一。

通过本课程的学习使学生实践上掌握单片计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术，建立单片机系统整体概念，使学生具备单片机应用系统软、硬件开发的初步能力。

教学方式：理论与实践相结合教学的目的与要求：通过本课程的学习，使学生掌握单片机的硬件结构、MCS-51的指令系统、MCS-51汇编语言程序设计、MCS-51的中断系统、MCS-51的定时器/计数器、MCS-51的串行口、MCS-51单片机扩展存储器的设计、MCS-51扩展I/O接口的设计、MCS-51 与键盘、显示器的接口设计、MCS-51单片机与D/A转换器和A/D转换器的接口、MCS-51的功率接口、MCS-51的串行通信技术及其扩展接口。

进一步理解MCS-51单片机的开发装置、工作原理、编程方法，学会使用开发机进行程序。

课程教材：《单片机原理及接口技术》蔡美琴主编高等教育出版社参考书目：1．《单片机程序设计基础》周航慈主编北京航天航空大学出版社2. 《单片机原理及其接口技术》胡汉才主编清华大学出版社编写日期：2012年6月制定课程内容及学时分配：发光二极管显示各相状态。

要求：掌握步进电机控制系统的硬件设计方法；熟悉步进电机驱动程序的设计与调试，提高单片机应用系统设计和调试的能力。

正确连接电路，编写程序，调试运行。

实验一P1口亮灯实验一、实验目的1.学习P1口的使用方法；2.学习延时子程序的编写。

《单片机原理及接口技术》课程教学大纲课程编号：08104111课程名称：单片机原理及接口技术英文名称：Foundation and Interface Technology of Single Chip Microprocessor课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：40/2. 5 （讲课学时：32 实验学时：4上机学时：4）适用专业：机械设计制造及其自动化一、课程性质与任务单片机原理及接口技术是机械设计制造及其自动化专业机械电子方向的一门专业课，本课程系统的介绍了微型计算机系统的基本概念、基本组成、基本的工作原理及其在过程控制领域中的功率接口方法。

本课程在教学内容方面着重单片机工作原理及功率接曰电路的一般设计方法的讲解，使学生掌握扎实的工程基础知识。

在实验教学方面着重设计构思和基本设计技能的训练，使学生对单片机的应用及功率接口设计方法有一定的了解，并具有…定的设计能力。

二、课程与其他课程的联系本课程的用彦课程为技术嗨》、《电了•技术J娜〉、《机电传动与控制技术》，蛔先修课程的教学使学生掌握基本的电路知识，熟悉异步电机、伺服电机等常用动力元件的工作原理及特点。

为本课程的学习提供必要的基本理论支撑。

三、课程教学目标1.熟悉单片机的工作原理，熟悉单片机指令系统、中断控制、1/0接口、程序设计等技术内容，掌握采用单片机系统驱动大功率执行部件时的功率接口电路及其控制程序的设计方法和步骤。

培养学生对新产品、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力。

（支撑毕业要求3.1）2.了解单片机应用及接口方面的相关设计规范和行业标准，能够理解和评价所设计系统对于社会、职业健康、安全、环境等多种因素的影响，遵守工程职业道德。

（支撑毕业要求8. 2）3.了解单片机控制及接口系统的发展进程与技术前沿，熟悉其在机械工程领域的典型应用。

（支撑毕业要求10. 1）4.了解单片机及其接口技术的技术更新与应用前景，能够正确认识白主学习、终身学习的重要性与必要性（支撑毕业要求12.1）5.熟悉各类单片机及功率接口电路的组成、特点及应用。

单片机原理及接口技术单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器、输入/输出端口和定时器等功能于一体的计算机系统。

它具有成本低廉、体积小巧、功耗低等优点，广泛应用于各个领域。

本文将介绍单片机的原理及接口技术。

一、单片机原理1. 单片机的组成结构单片机通常由CPU、存储器、输入/输出口、定时/计数器、中断系统等组成。

其中，CPU是单片机的核心，负责执行程序指令；存储器用于存储程序和数据；输入/输出口用于与外部设备进行数据交互；定时/计数器用于计时和计数；中断系统可以处理外部事件。

2. 单片机的工作原理单片机工作时，先从存储器中加载程序指令到CPU的指令寄存器中，然后CPU执行指令并根据需要从存储器中读取数据进行计算和操作，最后将结果写回存储器或输出到外部设备。

3. 单片机的编程语言单片机的程序可以使用汇编语言或高级语言编写。

汇编语言是一种低级语言，直接使用机器码进行编程，对硬件的控制更加精细，但编写和调试难度较大。

而高级语言（如C语言）可以将复杂的操作用简单的语句描述，易于编写和阅读，但对硬件的控制相对较弱。

二、单片机的接口技术1. 数字输入/输出接口（GPIO）GPIO是单片机与外部设备进行数字信号交互的通道。

通过配置GPIO的输入或输出状态，可以读取外部设备的状态或者输出控制信号。

GPIO的配置包括引脚的模式、电平状态和中断功能等。

应根据具体需求合理配置GPIO，以实现与外部设备的稳定通信。

2. 模拟输入/输出接口单片机通常具有模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），用于模拟信号的输入和输出。

ADC将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。

而DAC则将数字信号转换为模拟信号，用于驱动模拟设备。

模拟输入/输出接口的配置需要考虑转换精度、采样率和信噪比等因素。

3. 串行通信接口串行通信接口允许单片机与其他设备进行数据交换。

常见的接口包括UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和I2C（串行外设接口），它们具有不同的通信速率和传输协议。

单片机原理与接口技术课程标准1、课程定位和课程设计1、1课程性质和作用课程的性质课程是应用电子技术专业的主干课程，通过学习使学生掌握单片机开发和应用技术，学会展开工作任务的步骤和方法，教会学生如何按照行业规范和国家标准规范完成工作，促进学生专业能力、方法能力、职业能力和社会能力的协调培养。

培养学生发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力，突出实践性、工程性、应用性和创新能力。

课程的作用本课程的前续课程是《电子技术》，《ｃ语言程序设计》，在前续课程的学习中，学生掌握了电子线路的基础知识，具备了数字电子和程序设计的基本知识。

通过本课程的学习，可以使学生掌握单片机基本知识技能，具备单片机系统硬件电路的设计能力和汇编程序设计能力。

能够对单片机系统进行方案制定、设计、编制运行程序，及系统的调试和维护工作。

1.2课程设计基本理念在进行了大量企业调研并在行业协会专家指导下，通过对学生职业能力、社会能力的分析，依据职业岗位需求，确定核心技能，重建构课程内容。

以作为教学载体的实践教学项目为主线，贯穿整个教学过程，采取边学边练、讲练结合、任务驱动、项目导向、案例教学等多种教学方法的综合运用，通过具体真实的学习性工作任务，完成工作流程讲解、训练以及具体操作练习。

充分体出现学生作为教学主体、能力本位的课程设计理念，调动学生学习的主动性，符合学生的认知过程。

由于所招学生基础不同，来源不同，采用分层教学方法，两个不同层次的学生，要求不同，因材施教。

2．课程目标通过本课程的学习，使学生具备单片机硬件电路设计技术以及软件系统设计的能力，培养学生发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力，突出实践性、工程性、应用性和创新能力，使学生掌握岗位职业技能，能够胜任岗位需求。

专业能力目标：具备单片机硬件电路设计技术，软件程序设计能力。

A、B级别的要求方法能力目标：具备单片机系统的硬件、软件调试能力。

社会能力目标：培养学生发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力；获取信息能力；培养学生的应变能力；培养学生的沟通能力和合作能力；训练和培养学生系统的工作方法和严谨的工作作风；培养学生具有良好的职业道德和较强的工作责任心。

《单片机原理及应用》课程标准适用专业：五年制高职楼宇智能化工程技术专业（560404）课程类别：□A类（纯理论课）；RB类（理论+实践）；□C类（纯实践课）课程性质：G1必修课；口专业选修课；口公共选修课教学时数：72学时总学分数：4学分一、课程概述（一）课程性质地位单片机课程是高职高专电子类相关专业的的一门专业课程。

可作为（高中后大专、对口单招、五年制高职）层次学生的教学参考。

它以MCS-51单片机为例，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。

为学生进一步学习微机在智能仪表、工业控制领域中的应用技术奠定必要的基础。

（二）课程基本理念《单片机原理及应用》是一门实践性很强的课程，它服务于工程实际，其主要任务是通过学习单片机的结构、工作原理、接口技术和单片机汇编语言程序设计的知识,使学生掌握单片机的基本结构、接口技术以及汇编语言程序设计方法,熟悉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、机电一体化等领域的应用，初步具备应用单片机进行机电设备技术改造、产品开发的能力。

本课程的教学重在培养学生的创新意识和学习能力以及分析问题、解决问题的能力，形成以学生为中心的教学模式，采用启发式教学方法，突出教师的指导作用，突出能力培养，体现实用性原则，采用多煤体教学手段，强化作业的设计性、连续性、综合性，倡导研究性学习，激发学生创造欲望和专业学习兴趣。

（≡）课程设计思路本课程主要以80C51系列单片机为体系，通过学习单片机的结构、工作原理、接口技术和单片机汇编语言程序设计的知识,使学生掌握单片机的基本结构、接口技术以及汇编语言程序设计方法，熟悉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、机电一体化等领域的应用，初步具备应用单片机进行机电设备技术改造、产品开发的能力。

主要内容可以分为四个大的模块:（1）8051系列单片机的结构和工作原理；（2）单片机主要接口芯片的结构及工作原理；（3）单片机的指令系统和汇编程序设计；（4）单片及应用系统的开发设计二、课程目标知识教学目标：C语言是一种通用程序设计语言，具有表达简洁、控制流与数据结构先进和操作功能丰富等特点。

《单片机原理与接口技术》教学大纲课程名称：单片机原理与接口技术Fundamentals of Mono-Chip b Computers and Interface Technology课程编号：202020课程类型：专业主干课学时/学分：32/2适用专业：电子信息工程一、前言（一）课程性质本课程是计算机科学与技术领域的专业理论课，它上承“电子技术基础”等专业理论基础课，下启“接口技术”和“计算机控制技术”等专业课，在其间起着桥梁和纽带的作用，因此是非常重要的应用技术专业理论课。

（二）教学目标通过本课程的学习，应使学生在掌握单片机基本理论知识的基础上，着重强化应用所学知识的能力和实际动手能力。

因此，在教学过程中既要重视基础理论的培养，也要重视实验等实践性环节，基础理论知识和基本应用能力并重，为后续专业课的学习及学生从业后自学相关知识、更好地从事相关技术工作奠定良好的基础。

（三）教学要求要求学生能够全面深入理解所学内容，并能够用分析、初步设计解答与网络相关的问题，能够举一反三。

了解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，要求学生能够较好地理解和掌握，并能够进行简单的分析和判断。

要求学生能够一般地了解所学内容。

掌握单片机应用系统设计与制作的基本方法与步骤，能够熟练运用仿真开发环境调试软、硬件。

（四）先修课程《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理及应用》、《电路基础》、《C 程序设计》。

二、课程内容第一章单片机概述教学内容及总体要求：本章介绍有关单片机的基础知识、发展历史、应用领域以及发展趋势，并对当前8位单片机的主流机型、且占有较大市场份额的MCS—51系列单片机及其兼容的单片机（统称为51系列单片机）进行简要概述。

对目前流行的51的单片机的代表性机型：美国ATMEL 公司的AT89C5x/AT89S5x系列单片机以及其中最具代表性的产品AT89S51进行详细介绍。

单片机原理与接口技术教案教案概述：本教案针对单片机原理与接口技术这一课程设计，通过课堂理论讲解和实验操作相结合的方式，使学生能够全面了解单片机的工作原理，掌握单片机与外围设备的接口技术，并能够通过实验操作培养学生的动手能力和解决问题的能力。

教学目标：1.了解单片机的基本概念、工作原理和分类。

2.掌握单片机与外围设备的串行通信技术和并行通信技术。

3.熟悉单片机与按键、LED灯、数码管等外围设备的接口原理和控制方法。

4.能够通过实验操作掌握单片机的接口技术。

教学内容：1.单片机的基本概念和分类。

2.单片机的工作原理和体系结构。

3.单片机与外围设备的串行通信技术和并行通信技术。

4.单片机与按键、LED灯、数码管等外围设备的接口原理和控制方法。

5.实验操作：使用单片机控制外围设备。

教学方法：1.理论讲解：通过课堂讲解，介绍单片机的基本概念、工作原理和接口技术。

2.实验操作：通过实验操作，让学生亲自动手操作单片机和外围设备，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

3.讨论交流：在课堂上进行讨论和交流，激发学生的思维和创造力，让学生将所学知识应用到实际问题中。

教学过程：第一节课：单片机的基本概念和工作原理（60分钟）1.讲解单片机的基本概念和分类。

2.介绍单片机的工作原理和体系结构。

3.通过实例讲解单片机的工作流程。

4.讨论单片机在实际应用中的重要性和优势。

第二节课：单片机与外围设备的串行通信技术和并行通信技术（60分钟）1.介绍单片机与外围设备的串行通信技术和并行通信技术。

2.通过具体案例分析，讲解串行通信和并行通信的原理和应用。

3.讨论串行通信和并行通信的优缺点，并对比其应用领域。

第三节课：单片机与按键、LED灯、数码管等外围设备的接口原理和控制方法（60分钟）1.介绍按键、LED灯、数码管等常见外围设备的原理和特点。

2.讲解单片机与按键、LED灯、数码管等外围设备的接口原理和控制方法。

3.分析控制外围设备的常见问题和解决方法。