(36+2周实训中电)PLC和单片微型计算机原理与应用教学大纲

PLC和单片微型计算机原理与应用教学大纲

一、 说 明

1.课程的性质和内容

本课程是我校电工电子专业的专业课。在内容上主要包括：PLC应用和单片机软硬件系统结构，MCS-51单片机系统结构和指令系统，汇编语言程序设计，MCS-51的中断系统、定时器、计数器，单片机扩展与接口技术，单片机应用简介，单片机应用系统的开发与开发工具等方面。

2.课程的任务和要求

本课程的任务是使学生了解PLC和单片机的发展及应用，能够编写简单程序，了解PLC和单片机应用系统开发过程。

通过学习，了解PLC和单片机发展历史及目前相关应用，学习PLC编程和MCS-51结构及指令系统，学习汇编语言程序设计，学习使用开发工具。

3.教学中应注意的问题

教学中应注意以实用性为主，多用实际中的例子提高学生的学习兴趣，对于MCS-51的结构及指令系统不要求学生完全掌握，以此为基础进行汇编语言程序设计的教学。

教学过程中应根据学生情况掌握好讲练比例，尽可能多安排实验，帮助学生理解。应用系统开发可与电子技术基础中数字电路部分相结合，加深学生对于数字电路应用的理解。

本课程总学时为36课时理论和2周实训。教材选用中国劳动社会保障出版社《单片微型计算机机原理与应用》第二版，济南星科公司编写的《XK-2005型电气智能技术应用教学专家系统实验指导书》，参考书选用《单片机原理及接口技术》《单片机原理与应用》

二、 学时分配表

章 节 名 称 理论课时 实训课时

第一章 概述

§1-1 单片机的硬件系统§1-2 单片机的发展概况 1

第二章 MCS-51单片机的系统结构

§2-1 8051的基本组成§2-2 8051的内部结构 1

§2-3 8051的引脚及功能 1 章 节 名 称 理论课时 实训课时

§2-4 MCS-51的工作方式§2-5 MCS-51的时序 1

单片机仿真器的使用及芯片烧录 6

数码管静态显示实验 4

第一、二章单元测验 2 6

第三章 MCS-51的指令系统

§3-1 概述 1

§3-2 寻址方式 1

§3-3 指令系统 2

第四章 汇编语言程序设计

§4-1概述§4-2 汇编语言及MCS-51汇编语言程序设计 1

§4-3 汇编语言伪指令 1

§4-4 汇编语言程序设计 4

第五章 MCS-51的中断与定时器、计数器和串行接口

§5-1 MCS-51的中断系统§5-2 MCS-51的定时器、计数器 2

§5-3 MCS-51的串行接口 1

P1口控制LED实验，74HC164和74HC165实验 12

期中考试 2 6

第六章 单片机系统的扩展与接口技术

§6-1 单片机扩展的系统结构§6-2 存储器的扩展 1

§6-3 I/O口的扩展§6-4 显示器、键盘和打印机的接口 1

矩阵键盘实验 4 说明：教学安排上对教材七、九、十章进行了适当的删减，授课过程中可按照实际情况进行补充。

三、课程内容与要求 8155并行口扩展 2

第八章 单片机的应用

§8-1 单片机的应用范围§8-2 单片机应用系统分类 1

§8-3 单片机应用系统设计的内容及考虑问题

§8-4 单片机在工业生产过程控制中的应用 1

第十一章 单片机应用系统的开发与开发工具 1

阶段性复习 2

PLC概述 2

PLC系统认识实验 6

PLC的梯形图编程规则 2

PLC的逻辑指令 2

PLC指令系统训练实验 6

PLC程序设计训练 电机正反转 4

PLC程序设计训练 C620车床电气控制 4

PLC程序设计训练 抢答器实验 6

PLC程序设计训练 运料小车控制实验 6

PLC程序设计训练 天塔之光 4

PLC程序设计训练 星/三角启动 2

PLC小结，测验 2 4

总计 36 72 第一章 概述

教学要求：

1.掌握单片机的硬件系统组成。

2.了解单片机发展概况。

教学重点：

1. 掌握不同种类计算机硬件结构上的异同。

2. 了解单片机发展历史。

教学难点：

掌握不同种类计算机硬件结构。

教学目标：

所有学生掌握单片机硬件结构特点，了解单片机发展和主要品种

教学内容：

§1-1 单片机的硬件系统

一、计算机的硬件结构

二、一般微机的硬件结构

三、单片机的硬件结构

§1-2 单片机的发展概况

一、单片机的发展

二、单片机的主要品种系列

第二章 MCS-51单片机的系统结构

教学要求：

1. 掌握8051单片机基本组成、内部结构、引脚及其功能。

2. 了解MCS-51的工作方式。

3. 掌握MCS-51的时序

教学重点：

1. 掌握8051单片机基本组成、内部结构、引脚及其功能。

2.了解MCS-51的几种工作方式。

3.掌握MCS-51的时序

教学难点：

掌握8051单片机基本组成、内部结构、引脚及其功能，掌握MCS-51时序特点。

教学目标：

70%学生掌握单片机结构组成及功能，50%学生掌握MCS-51时序特点。

教学内容：

§2-1 8051的基本组成

§2-2 8051的内部结构

一、中央处理器

二、存储器

三、专用寄存器

四、输入输出接口部件

§2-3 8051的引脚及功能

一、MCS-51的信号引脚及介绍

二、MCS-51引脚的应用特性

§2-4 MCS-51的工作方式

一、复位方式

二、程序执行方式 三、单步执行方式

四、掉电保护和低功耗方式

§2-5 MCS-51的时序

一、时钟电路

二、时序定时单位

三、指令时序

四、掉电保护和低功耗方式

第三章 MCS-51的指令系统

教学要求：

1. 掌握MCS-51的比较常用指令及其格式、寻址方式。

2. 能够阅读和编写简单程序段。

教学重点：

1. 掌握MCS-51指令系统基本知识。

2. 掌握常用指令格式及其寻址方式。

3. 能够阅读简单程序段

教学难点：

熟练掌握并应用各种常用指令完成简单程序段。

教学目标：

70%学生掌握单片机常用指令并能够熟练运用，30%学生可自己编制简单程序段。

教学内容：

§3-1 概述

一、指令和指令系统

二、指令格式

三、操作数类型

§3-2 寻址方式

一、立即寻址

二、寄存器寻址

三、直接寻址

四、寄存器间接寻址

五、变址寻址

六、相对寻址

七、位寻址

§3-3 指令系统

一、指令分类

二、数据传送类指令

三、算术运算类指令

四、逻辑运算类指令

五、控制转移指令

六、布尔变量操作指令

第四章 汇编语言程序设计

教学要求：

1. 掌握程序设计语言分类知识。 2. 学习使用汇编语言编写程序。

教学重点：

1．掌握程序设计语言基础知识。

2. 学习使用汇编语言编写程序。

教学难点：

使用汇编语言编写程序。

教学目标：

60%学生可自己编制正确的简单程序段。

教学内容：

§4-1 概述

一、程序设计语言

二、算法

§4-2 汇编语言及MCS-51汇编语言程序设计

一、汇编语言程序的特点

二、汇编语言程序设计步骤

三、评价程序质量的标准

四、汇编语言的语句格式

五、单片机汇编语言源程序的编辑和汇编

§4-3 汇编语言伪指令

§4-4 汇编语言程序设计

一、顺序程序设计

二、分支程序设计

三、循环程序设计

四、子程序设计

第五章 MCS-51的中断与定时器、计数器和串行接口

教学要求：

1. 掌握MCS-51中断系统的功能与作用。

2. 掌握MCS-51定时器、计数器用法。

3. 学习MCS-51串行接口相关知识。

教学重点：

1. 掌握MCS-51中断系统的功能与作用。

2. 掌握MCS-51定时器、计数器用法。

3. 学习MCS-51串行接口相关知识。

教学难点：

熟练掌握MCS-51中断系统、定时器、计数器用法。

教学目标：

70%学生掌握MCS-51的中断、定时、计数器和串行接口的的基础知识。

教学内容

§5-1 MCS-51的中断系统

一、主机与外设之间信息交换方式

二、中断系统的一般功能

三、MCS-51的中断系统

§5-2 MCS-51的定时器、计数器 一、概述

二、定时器、计数器的功能

三、定时器、计数器的专用寄存器

四、定时器、计数器的工作方式

五、定时器、计数器的初始化

六、应用举例

§5-3 MCS-51的串行接口

一、串行通信的一般知识

二、MCS-51串行口的特点和专用寄存器

三、串行口的工作方式及应用

四、多机通信

第六章 单片机系统的扩展与接口技术

教学要求：

1. 掌握单片机扩展的系统结构基本知识。

2. 掌握总线、存储器扩展的相关知识。

3. 掌握I/O口使用、扩展的相关知识。

教学重点：

1.单片机扩展的系统结构组成

2.单片机总线、存储器、I/O口扩展的基础知识

教学难点：

单片机总线、存储器、I/O口扩展的相关知识

教学目标：

使80%学生掌握单片机系统扩展的基础知识。

教学内容

§6-1 单片机扩展的系统结构

一、单片机扩展的一般形式

二、扩展总线的产生

§6-2 存储器的扩展

一、程序存储器的扩展

二、数据存储器的扩展

§6-3 I/O口的扩展

一、简单接口的扩展

二、可编程接口芯片扩展I/O口

§6-4 显示器、键盘和打印机的接口技术

一、LED显示器接口

二、键盘接口

三、打印机接口

第八章 单片机的应用

教学要求：

1. 了解单片机应用范围及分类。

2. 学习单片机应用系统设计的内容及相关问题。

3. 了解单片机在工业生产过程控制中的应用

教学重点：