单片机应用系统设计教学大纲

编号：课程总学时：53《单片机应用系统设计》课程实验教学大纲实验学时：8课程总学分：2.5实验学分：先修课程：电路原理、数字电子技术、模拟电子技术、微机原理与应用适用专业：机械电子工程一、本课程实验的主要目的与任务实验教学不仅仅是验证理论的，而且是培养学生动手能力的重要教学环节。

更重要的是，通过实验应该是学习课程内容，更新自身知识结构的重要环节。

特别是单片机应用系统设计这门课，实践性很强，尤其是和实验有更密切的关系。

通过实验教学环节，培养学生在控制电路设计过程中使用电子仪器、调试电路等方面的实际动手能力。

通过实验促使对理论课教学内容的进一步深化理解；掌握通过实验学习课程内容的方法，包括新内容的方法，为今后通过科学实验进行研究打好必要的基础。

二、本课程实验应开设项目实验项目名称学时类型必做/选做所需主要设备型号、名称1软件调试2验证必做单片机开发应用技术综合实验台、PC机2单片机时钟设计2综合必做单片机开发应用技术综合实验台、PC机3串行通信实验2设计必做单片机开发应用技术综合实验台、PC机4A/D转换实验2设计选做单片机开发应用技术综合实验台、PC机5D/A转换实验2设计选做单片机开发应用技术综合实验台、PC机68255控制交通灯实验2设计选做单片机开发应用技术综合实验台、PC机三、各实验项目主要实验内容和基本要求(1)实验1软件调试实验目的：掌握汇编语言的设计和调试；熟悉单片机开发应用技术综合实验台及Ke订C软件调试使用方法。

(2)实验2单片机时钟设计实验目的：熟悉MCS-51定时器，中断初始化编程方法，了解定时器的应用，时钟程序的设计与调试技巧。

（3）实验7 8255控制交通灯实验目的：进一步了解8255芯片的结构及编程方法，学习模拟交通控制的实现方法。

（4）实验4 A/D转换实验实验目的：掌握A/D转换与单片机接口的方法；了解A/D芯片0809转换性能及编程方法；通过实验了解单片机如何进行数据采集。

单片机原理及应用教学大纲单片机原理及应用教学大纲一、引言单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和各种输入输出接口的集成电路。

它具有体积小、功耗低、成本低廉等特点，广泛应用于电子设备、自动化控制、嵌入式系统等领域。

本文将介绍单片机原理及应用的教学大纲，旨在帮助学生全面了解单片机的基本原理和应用技能。

二、基础知识1. 单片机的概述- 单片机的定义和分类- 单片机的发展历程和应用领域2. 单片机的基本结构- CPU（Central Processing Unit）的功能和工作原理- 存储器（ROM、RAM、Flash）的作用和特点- 输入输出接口（GPIO、UART、SPI、I2C）的功能和应用3. 单片机的编程语言- 汇编语言和C语言的基本概念和特点- 单片机编程语言的选择和应用场景三、单片机的原理与设计1. 单片机的指令系统- 指令的格式和编码方式- 常用指令的功能和使用方法2. 中断和定时器- 中断的概念和分类- 定时器的原理和应用3. 输入输出接口的设计- 数字输入输出接口的设计方法- 模拟输入输出接口的设计方法四、单片机的应用案例1. LED灯控制- 使用单片机控制LED灯的亮灭- 利用定时器实现LED灯的呼吸灯效果2. 温度测量与控制- 利用温度传感器测量环境温度- 使用单片机控制风扇的启停，实现温度控制3. 无线通信- 利用无线模块实现单片机与PC的通信- 使用无线传感器网络实现远程监控系统五、实验设计与实施1. 实验设计- 根据教学目标设计单片机实验- 确定实验所需的硬件和软件资源2. 实验实施- 学生按照实验指导书进行实验操作- 实验过程中的注意事项和常见问题解决方法六、教学评估与总结1. 教学评估- 实验成绩的评定标准和方法- 学生对课程的反馈和建议2. 教学总结- 教学过程中的亮点和不足- 课程改进的思考和建议七、结语通过本教学大纲，学生将全面了解单片机的基本原理和应用技能，为将来的工作和学习打下坚实的基础。

《单片机应用系统设计技术》教学大纲中文名称：单片机应用系统设计技术英文名称：Application system designing technique of the one-chip computer开课学院：计算机科学与工程学院适用专业：计算机各专业，电类、信息类专业学时数：授课 48 上机实验12先行课程：计算机技术导论，C语言程序设计，电子线路一、本课程的性质及与其它课程的分工与联系1．课程性质单片机又称微控制器，由于单片机控制功能强，体积小，功耗小等一系列的优点，使它在工业控制、智能仪表、节能技术改造、通讯系统、信号处理及家用电器产品中都得到广泛的应用。

随着数字技术的发展和单片机的广泛应用，以往采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，大部分功能单元都可以通过对单片机硬件功能的扩展及专用控制程序来实现。

这在很大程度上改变了传统的设计方法，形成了称之为“微控制技术”的新的设计思想体系。

微控制技术最基本的研究对象就是单片机。

《单片机应用系统设计技术》是工科院校电子、信息类各专业学生的一门专业课，也是自动化技术专业的必修课，内容主要包括单片机结构、指令系统、存储器和接口扩展技术以及接口应用等。

教学环节包括讲课、实验。

2．与其它课程的分工和联系本课程的先修课有计算机操作基础、计算机编程方法、计算机程序设计技术、电子器件及电子线路等。

本课程为计算机控制技术课打下较扎实的基础。

二、本课程的基本要求1．知识要求（1）了解微型计算机的组成及有关概念（2）了解单片机的主要功能（3）掌握微处理器的结构、功能（4）了解定时器/计数器的重要特性，掌握定时器/计数器的结构、工作方式及使用（5）掌握并行口的特点、功能（6）了解串行口的工作方式及中断的使用（7）熟练掌握单片机的指令系统，能应用进行程序设计（8）掌握程序存储器、数据存储器的扩展及I/O扩展（9）掌握A/D、D/A转换芯片与单片机接口（10）了解键盘、显示器与单片机的接口2．素质要求在教学过程中要注意培养学生的工程观念和规范意识；培养学生质量第一的思想；鼓励学生勤奋学习，要有进取精神；帮助学生确立严谨的工作特点和踏实的工作作风。

《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。

《单片机原理及应用》教学大纲课程名称：单片机原理及应用课程代码：xxx学时：36学时教材：《单片机原理及应用》张XX主编，XXX出版社一、课程目标本课程旨在通过对单片机的原理和应用进行系统全面的讲解，培养学生对单片机的基本原理和应用能力，使学生具备单片机开发和应用的实际操作能力。

二、教学内容（按照模块划分）模块一：单片机基础知识1.单片机概述1.1单片机的定义和分类1.2单片机的发展历程1.3单片机的特点和优势2.单片机的内部结构和工作原理2.1单片机的内部结构2.2单片机的工作原理2.3单片机的存储器体系结构模块二：单片机的编程方法和开发工具1.单片机编程语言和开发环境1.1汇编语言1.2C语言1.3单片机的开发工具2.单片机的编程方法和技巧2.1单片机编程的基本步骤2.2单片机的编程技巧和调试方法2.3单片机程序的组成和结构模块三：单片机的输入输出及外设控制1.单片机的输入输出（I/O）口及控制1.1单片机的输入输出口1.2I/O口的配置和控制方法1.3I/O口的中断和定时功能2.单片机的外设接口和控制2.1数字口和模拟口的控制2.2串口和并口的控制2.3中断和定时器的应用模块四：单片机的应用开发1.单片机应用系统设计1.1单片机应用系统的结构和原理1.2单片机应用系统的设计流程1.3单片机应用系统的案例分析2.单片机控制技术及应用2.1单片机的逻辑控制和模拟控制2.2单片机在各个应用领域的应用案例2.3单片机应用的设计和调试技巧三、教学方法本课程采用理论教学与实践操作相结合的教学方法，包括但不限于：1.录播课程讲解：通过教学视频讲解单片机原理和应用的相关内容，加深学生对于知识的理解。

2.实验操作训练：通过实验操作训练，让学生亲自动手实践单片机的编程和应用，提高学生的实际操作能力。

3.讨论与互动：通过讨论和互动，激发学生的兴趣和思考，促进知识的深化和应用的灵活性。

四、教学评估1.作业与实验报告：学生需要按时完成作业和实验，并提交实验报告，检验学生对于单片机原理和应用的理解和实际操作能力。

单片机原理及应用教学大纲一、导言本教学大纲旨在介绍单片机的原理和应用，并为教师提供一个指导教学的框架。

通过本教学大纲的学习，学生将了解到单片机的基本原理、工作模式以及其在各个领域的应用。

二、教学目标1. 理解单片机的基本工作原理和结构；2. 掌握单片机的编程语言和开发环境；3. 熟悉单片机和外设的连接方法和通信原理；4. 能够设计并实现简单的单片机应用。

三、教学内容1. 单片机导论1.1 单片机概述1.2 单片机的分类与特点1.3 单片机的应用领域2. 单片机的基本原理2.1 CPU的结构与功能2.2 存储器的类型与作用2.3 输入输出端口及其工作方式3. 单片机的编程语言3.1 汇编语言介绍与应用3.2 C语言介绍与应用3.3 编程语言的选择与比较4. 单片机的开发环境4.1 开发工具的选择与安装4.2 开发环境的配置与调试4.3 程序下载与调试方法5. 单片机与外设的连接5.1 数字输入输出接口介绍与应用 5.2 模拟输入输出接口介绍与应用5.3 串行通信接口介绍与应用6. 单片机应用案例6.1 LED灯控制电路设计与实现 6.2 温度传感器的数据采集与显示 6.3 蜂鸣器的音乐播放实现四、教学方法1. 理论与实践相结合：讲解单片机原理的同时，进行实际编程实验，帮助学生更好地理解和应用所学知识。

2. 小组合作学习：鼓励学生分成小组，共同完成一些实际项目，培养学生的团队合作和问题解决能力。

3. 案例分析：通过实际应用案例的分析，引导学生思考和解决实际问题，并加深对单片机应用的理解。

4. 课堂互动：激发学生的学习兴趣，鼓励学生提问和讨论，促进师生之间的互动交流。

五、教学评估1. 课堂表现评估：根据学生的发言、提问和实验结果评估其对单片机原理和应用的理解程度。

2. 实践项目评估：鼓励学生完成一些实际项目，并对其项目设计和实现情况进行评估。

3. 期末考试：以闭卷方式进行单片机知识的考核，包括理论知识和实际运用能力。

单片机与系统课程设计课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：机械电子工程本科专业课程代码：35E02716学时分配：集中2周赋予学分：2学分先修课程：电工电子实习、电子技术实验、控制工程基础等后续课程：机电系统综合设计、计算机控制技术、工业机器人等二、课程性质与任务本课程是机械电子工程专业的一门实践教学必修课。

通过课程的学习，加强学生基本技能的训练，培养学生理论联系实际，综合运用所学的模拟电子技术、数字电子技术知识和单片机原理与系统等课程知识分析问题和解决问题的能力。

通过本课程的开设，使学生掌握单片机嵌入式应用系统的设计方法，并能运用PROTUES软件进行仿真分析，以提高学生的实践技能。

三、教学目的与要求本课程设计的目的是着重培养学生单片机应用方面的综合实践技能，将理论知识、基本实践技能与嵌入式系统的设计与制作结合运用，学生通过硬件电路设计、程序设计和仿真调试、整理资料、答辩等环节实际训练，发展学生智能，培养独立解决工程实际问题的能力和创新能力。

通过本课程设计的教学，学生应具备以下能力：1. 正确并快速的检索资料的能力；2. 具有进行系统规划和定义系统功能及性能的能力；3. 掌握嵌入式系统的软、硬件设计与仿真调试方法与步骤；4．初步具备结合专业实际进行嵌入式系统综合设计与制作的能力。

5. 具备文档资料的归类与设计报告的撰写能力。

四、教学内容与安排教学内容：指导学生设计并实现参考选题中要求设计的作品。

按设计要求制订系统实现方案，进行参数计算和元器件选型，绘制电路原理图，完成硬件电路的仿真调试调试，实现参数测试，并撰写课程设计报告。

参考选题如下：1. 基于AT24C02的简易电子密码锁功能要求：1.能够修改密码。

只有输入原设定的正确密码后才能修改密码。

2.三次输入开锁密码错误，则启动报警。

3.按键信息不显示，但要有按键音。

4.系统设0~9十个数字键，一个密码修改键，一个确认键。

按下密码修改键，先输入原密码，解密正确后键入新密码，按确认键生效。

引言概述：正文内容：1.硬件设备与基本概念1.1单片机基础知识1.1.1单片机的定义和分类1.1.2单片机的结构和工作原理1.1.3单片机的常用引脚功能与连接方法1.2单片机开发板选型与使用1.2.1不同型号单片机开发板的特点和功能1.2.2单片机资源配置与接口扩展1.2.3单片机开发环境的搭建和使用方法2.嵌入式C语言编程基础2.1C语言基本语法2.1.1数据类型与变量2.1.2运算符和表达式2.1.3控制结构与循环语句2.2单片机C语言编程入门2.2.1I/O口配置与控制2.2.2延时和定时器控制2.2.3中断处理3.单片机外设驱动3.1数码管与LED显示驱动3.1.1数码管的原理与显示方法3.1.2数码管驱动电路设计与编程实现3.2液晶显示屏驱动3.2.1液晶显示驱动的原理3.2.2液晶显示屏驱动电路设计与编程实现3.3三轴加速度传感器驱动3.3.1三轴加速度传感器基本原理3.3.2传感器接口与数据读取4.串口通信与通信协议4.1串口通信基础4.1.1串口通信协议与通信波特率4.1.2串口通信硬件连接与配置4.2单片机与PC的串口通信4.2.1串口通信的原理与方法4.2.2串口通信协议的设计与实现4.3单片机与其他设备的串口通信4.3.1串口通信的硬件连接与配置4.3.2串口通信协议的设计与实现5.单片机应用开发5.1温湿度监测系统5.1.1温湿度传感器的原理和接口设计5.1.2数据采集与显示控制的编程实现5.2无线通信系统5.2.1无线通信模块与单片机的接口设计5.2.2数据传输与接收的编程实现5.3蜂鸣器音乐播放系统5.3.1蜂鸣器的基本工作原理和控制方法5.3.2音乐资源的存储与播放控制的编程实现总结：本教学大纲以逻辑顺序将单片机教学内容进行了详细介绍，从硬件设备与基本概念开始，逐步向学生展示了单片机开发的全过程。

通过掌握单片机编程的基本原理和实践技巧，学生将能够应用单片机实现各种嵌入式应用。

《单片机应用技术》教学大纲一、教学目的本课程教学目的使学生能够熟练运用仿真开发环境，能调试软、硬件，掌握单片机应用系统设计与制作的基本方法和步骤，具有一定程度的分析程序的能力、分析硬件电路的能力、应用程序设计的能力、综合分析与调试的能力、项目综合分析与制作能力。

二、教学任务本课程以数字钟设计作为综合学习情境，通过知识学习和实训任务，使学生具有分析和设计单片机应用程序的基本技能，训练学生从事单片机应用产品研发与生产的职业岗位工作能力。

以数字钟设计为综合学习情境，课程以完成数字钟设计的制作能力训练为背景分解出的19个学习任务，分4个层次对学生进行单片机、基础技术、接口实用技术和综合设计技术的应用能力训练。

前导课程：《电路基础》、《电子技术》、《电子产品生产工艺实训》等。

后续课程：《嵌入式系统应用》、《创新制作》、《毕业设计》等。

三、教学内容四、教学条件1．可容纳40人、配有多媒体设备的微机硬件实验室，每人一套仿真器及5V直流稳压电源，每人一台586以上微机，每人一套单片机组合实验电路板。

2．实训课时，每教学班配备2位实训辅导教师，以便对学生的操作进行个别指导。

实训课的全部教学应安排在实训室，每位教师都能从实践操作和基础理论知识两方面对学生进行辅导。

五、教法说明根据不同的教学环节，采用了不同的、灵活多样的教学方法。

（1）趣味案例激励法在“做什么”教学环节，采用趣味案例激励法来激发学生对项目制作的兴趣，以达到让学生主动参与项目制作的目的；（2）项目分析引导法在“跟我想”教学环节，采用项目分析引导法引导学生发散思维，训练学生的思维方法，这对激发学生的创造性是很有益的；（3）资料检索对比法在“跟我做1”硬件电路设计环节，教师预先布置课外作业，让学生通过网络等途径独立检索相关技术、器件的应用资料，然后教师与学生共同进行分析与对比，可逐步提高学生的信息检索能力和对新技术、新器件应用的吸收与转化能力；（4）课外任务检查法在绘图、制板环节中，将任务安排在课外的第二课堂去完成，教师在实训课堂进行检查，既能提高教学效率，又能锻炼学生自主学习能力；（5）互助协作问答法在编程及调试过程中，学生可以请其他学生进行互助，待协作完成项目制作后，教师再通过问答形式对被助学生的能力掌握情况进行核实，必要时再进行补充辅导以培养学生协作求实的基本素养；（6）调试分析讨论法针对调试环节中出现的故障问题，教师及时组织学生一起进行分析和讨论，营造以学生为主体的讨论氛围；（7）项目制作评价法在完成项目制作环节中，指导教师对学生完成的项目制作进行评价，以此强化学生的质量意识；（8）项目制作递进法将实训教学情境分为不同的层次阶段，进阶训练，有利于因材施教；（9）预备知识提问法在项目制作过程中根据学习需要，以小知识、小提示、小问答等灵活多变的方式对学生进行提问，让学生将理论与实践联系起来，强调学有所用；（10）技能竞赛奖励法每年组织一次知识和技能竞赛，激励学生自主学习的热情。

单片机原理及应用教学大纲一、教学目标•掌握单片机的基本原理和技术基础•熟悉单片机的开发环境和编程方法•理解单片机在实际应用中的各种应用场景和方法二、教学内容1. 单片机基础知识•单片机的定义和工作原理•单片机的发展历程与分类•单片机系统的组成和基本电路•单片机的编程语言和编程环境•单片机的常用外设和接口2. 单片机编程基础•单片机汇编语言的基本语法和指令•单片机C语言的基础语法和编程思想•单片机程序的调试和仿真方法•单片机应用案例的讲解和实践3. 单片机应用技术•单片机的数码管、LCD显示、LED显示和触摸屏控制•单片机的按键、继电器、直流电机和步进电机控制•单片机的计时器、定时器、计数器、PWM输出和中断控制•单片机的串口通信、CAN总线通信和以太网通信4. 单片机系统设计实例•基于单片机的智能家居设计•基于单片机的机器人控制系统设计•基于单片机的电子秤测量系统设计•基于单片机的智能巡线小车设计5. 单片机项目开发和实践•单片机项目的需求分析和功能设计•单片机项目的硬件电路设计和制作•单片机项目的软件程序设计和调试•单片机项目的性能测试和优化三、教学方法•理论讲解和实践演示相结合，突出实用性和实验性•通过幻灯片、案例分析和教学视频等多种形式展示技术原理和实践应用•强调学习和实践结合，注重实际触摸和操作能力的提高•鼓励学生自主学习和探究，营造积极向上的学习氛围和实践环境四、教学评价•以平时表现、实验报告、小项目、考试成绩等多种形式进行综合考核•注重对学生实际能力和综合素质的评价和提升•定期开展学生自评和互评活动，培养良好的团队合作和交流能力五、教学资源•教材：《单片机技术基础及应用》•软件： Keil、 Proteus、 Altium Designer、 ADS等•设备：开发板、仿真器、烧写器、外围设备等•网络：淘宝、玩客云、百度文库、微信公众号等六、教学建议•规范教学流程和节奏，重视基础知识点的掌握和实践应用•加强教学与实践的结合，提供更多的项目案例和设计方案•采用多种形式的教学评价方式，让学生对自己的学习和实践有更全面的认识和提高方向。