微机原理与单片机接口技术
Microcomputer Principle and Single-Chip Microcomputer Technology
课程名称：微机原理与单片机技术(Microcomputer Principle and Single-Chip Microcomputer Technology)
课程类别：学科基础课
学 分：4学分
学 时：64学时(讲课：64学时，上机：0学时，实验：0学时)
课程性质：必修
适用专业：电子信息类专业
教 材：
《微机原理与单片机接口技术》，电子工业出版社，李精华等，2018年
《微型计算机原理及应用》，化学工业出版社，侯晓霞等
《PIC单片机原理与系统设计》，气象出版社，周杰、张银胜等，编著
《PIC单片机原理与应用》，北京航空航天大学出版社，李荣正等编著
《单片机系统设计及工程应用》，西安电子科技大学出版社，雷思孝等编著
《单片机原理及应用设计》，中国水利出版社，胡辉、王晓等编著
《51系列单片机原理与实验教程》西安电子科技大学出版社，邹应全编著
《微型计算机原理与接口技术》(第四版)，中国科学技术大学出版社；周荷琴
《新编16/32位微机计算机原理及应用》(第四版)，清华大学出版社；李继灿
《微机原理、汇编与接口技术》(第二版)，清华大学出版社；朱定华
一、课程性质与课程目标
（一）课程性质
微机原理与单片机技术是电子信息类本科生教学的主要学科基础课之一，也是必修课程，是将《微机原理及接口技术》和《单片机原理及应用》两课程的综合。通过这门课程的学习，能掌握微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式、指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧、存储器的组成和接口扩展方法、中断结构及应用；使学生建立起系统的概念，培养学生的独立分析问题和解决问题的能力，通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。
（二）课程目标
本课程是电子信息类专业的重要学科基础必修课，了解微机系统的基本原理和组成特点；掌握微机系统的硬件扩展方法，包括程序存储器、数据存储器的扩展，常用I/O端口的扩展；了解单片机应用系统的基本原理和组成特点。掌握单片机应用系统的硬件扩展方法，包括程序存储器、数据存储器的扩展；掌握单片机中断系统、定时器/计数器的使用方法；掌握应用程序的基本设计方法及阅读分析软件的能力。
通过本课程的学习，对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要的作用。课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：
课程目标1：熟悉微机原理的一些基本概念和单片机的基本知识，对8086/8088，51系列单片机以及由它们构成的典型电路有较系统的认识，学会单片机的工程应用。
课程目标2：掌握微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式、指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧、存储器的组成和接口扩展方法、中断结构及应用；。
课程目标3：初步具备微机原理和单片机的设计与实现的能力，熟悉各种体系结构电路和语言的应用，能根据具体的工程问题，用上述典型电路建立相应软硬件电路解决方案，能通过分析计算或实验手段验证可行性。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系
本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点1.1、1.2、2.1、2.2、3.1、3.2、3.3
毕业要求1.2、1.2：掌握工程基础知识，并能够运用其基本概念、基本理论和基本方法对实际问题进行数学建模并求解。
毕业要求2.1-2.2：能采用数学物理基本方法，识别判断电子信息工程、气象探测及相关领域复杂工程问题中的关键环节和参数。
毕业要求3.1-3.3：熟悉电子信息领域工程设计和产品开发的周期与流程，掌握各环节的基本设计/开发方法和技术，能够根据设计目标，确定合适的技术方案。
三、课程内容及教学要求
第1章 微处理器技术简介
（一）教学内容
(1) 微处理器的内部结构、工作原理、时钟、发展历程、特点与分类及应用。
(2) 单片机基本概念：单片机的分类、MCS-51系列单片机、Atmel的51系列单片机、STC-51单片机、单片机产品标号与引脚信息、单片机的应用。
(3) 微处理器控制系统开发流程与开发工具Keil C51、Proteus软件、单片机开发仿真器和编程器。
（二）教学要求
(1) 了解微处理器及微机系统的发展历程及其特点；单片机发展概况；常用单片机系列介绍；
(2) 掌握微型计算机及微机系统的组成以及微机系统的工作过程；
（三）重点与难点
无
第2章 8086微处理器及其体系结构
（一）教学内容
(1) 8086微处理器的内部结构、工作模式和引脚功能；
(2) 8086微处理器的存储器、总线时序、I/O寻址方式和内部寄存器。
（二）教学要求
(1) 掌握8086微处理器的一般性能特点，内部编程结构及其存储器组织；
(2) 理解8086的工作模式和8086的外部结构以及引脚信号及其功能；
(3) 掌握时序的基本概念和典型时间序列分析；
(4) 理解I/O寻址方式和内部寄存器。
（三）重点与难点
重点：
(1) 微处理器的一般性能特点，内部编程结构及其存储器组织；
(2) 典型时间序列分析；
(3) I/O寻址方式和内部寄存器。
难点：8086微处理器的内部结构及其典型时序分析
第3章 MCS-51系列单片机基本结构
（一）教学内容
(1) MCS-51单片机的引脚功能。
(2) MCS-51单片机的硬件结构：中央处理器、存储器结构、输入/输出端口、时钟电路和CPU时序、复位电路。
(3) 单片机最小系统。
（二）教学要求
(1) 理解MCS-51单片机的引脚功能；
(2) 掌握MCS-51单片机的硬件结构：中央处理器、存储器结构、输入/输出端口、时钟电路和CPU时序、复位电路。
(3) 熟悉单片机最小系统。
（三）重点与难点
重点：
(1) MCS-51单片机的引脚功能；
(2) MCS-51单片机的中央处理器、存储器结构、输入/输出端口、时钟电路、复位电路；
难点：MCS-51单片机的CPU时序。
第4章 8086/8088及51单片机汇编指令系统
（一）教学内容
(1) 指令系统概述；
(2) 8086汇编指令寻址方式和51单片机汇编指令的寻址方式；
(3) 8086指令系统和51单片机汇编指令系统；
(4) 汇编语言编程。
（二）教学要求
(1)了解8086汇编指令寻址方式和8086指令系统；
(2)掌握51单片机汇编指令的寻址方式和51单片机汇编指令系统；
(3) 掌握51单片机数据传送类，算术运算类，逻辑操作类；控制转移类等指令的使用方法；
(4) 理解51单片机逻辑运算和移位指令的功能和应用。
（三）重点与难点
重点：
(1) 单片机处理器的基本寻址方式及有效地址的计算
(2) 单片机处理器的数据传送类，算术运算类和逻辑运算指令的使用方法
难点：基本指令的格式、功能以及操作对象。
第5章 单片机C51语言程序设计
（一）教学内容
(1) C51语言在单片机开发中的应用、编程语言Keil C51简介、C51与标准C的比较；
(2) C51语言基础：标识符、关键字、数据类型、数据的存储类型、局部变量与全局变量、预处理命令。
(3) C51的基本运算、C51的语句、分支控制语句、循环控制语句、转移语句。
(4) C51的用户自定义函数和中断服务函数。
（二）教学要求
(1) 了解C51与标准C的比较；
(2) 理解C51的语言基础：标识符、关键字、数据类型、数据的存储类型、局部变量与全局变量、预处理命令。
(3) 掌握C51的基本运算、C51语句、分支控制语句、循环控制语句和转移语句。
(3) 理解C51的用户自定义函数和中断服务函数。
（三）重点与难点
重点：
(1) C51的基本运算、C51语句、分支控制语句、循环控制语句和转移语句。
(2) C51的用户自定义函数和中断服务函数。
难点：C51的程序设计。
第6章 微处理器控制系统的人机接口设计
（一）教学内容
(1) 键盘的接口设计：按键原理、独立式按键接口矩阵式按键接口。
(2) LED数码管接口设计：LED数码管显示器的结构及工作原理、LED数码管与单片机的接口及程序设计。
(3) 液晶显示器LCD接口设计：字符型液晶显示模块外形及引脚功能、组成结构、操作命令、程序设计。
(4) 蜂鸣器接口设计。
（二）教学要求
(1) 掌握键盘的接口设计；
(2) 掌握LED数码管接口设计；
(3) 掌握液晶显示器LCD接口设计；
(4) 掌握蜂鸣器接口设计。
（三）重点与难点
重点：
(1) 键盘的接口设计；
(2) LED数码管接口设计；
(3) 蜂鸣器接口设计。
难点：液晶显示器LCD接口设计。
第7章 微处理器中断及定时/计数器应用设计
（一）教学内容
(1) 中断系统概念。
(2) MCS-51中断技术、中断系统结构、中断源、中断寄存器、中断响应与处理、中断服务程序设计与应用。
(3) MCS-51单片机定时/计数器结构和工作原理、实现定时的方法、、定时/计数器的控制寄存器与工作方式、定时/计数器的应用。
（二）教学要求
(1) 了解中断系统的基本概念和意义；掌握中断系统的结构、中断源、中断寄存器、中断响应与处理、中断服务程序设计与应用。
(2) 了解定时与计数的基本概念及其意义；掌握单片机定时/计数器结构和工作原理、实现定时的方法、定时/计数器的控制寄存器与工作方式、定时/计数器的应用。
（三）重点与难点
重点：
(1) 单片机的中断系统、中断处理过程等
(2) 单片机定时/计数器结构和工作原理、实现定时的方法、定时/计数器的控制寄存器与工作方式、定时/计数器的应用。
难点：
(1)按实际应用的需要，通过编程对单片机进行初始化编程设置和应用；
(2)按实际应用的需要，选择定时/计数器的工作方式，通过编程对定时/计数器进行设置和应用。。
第8章 微处理器控制系统通信设计
（一）教学内容
(1) 串行通信基础：并行通信与串行通信、串行通信的分类、波特率、串行通信常用接口电路标准。
(2) MCS-51单片机串行口的结构
(3) MCS-51单片机串行口的工作方式
(4) MCS-51串行通信波特率的设定
(5) MCS-51系列单片机串口设计
（二）教学要求
(1) 了解I/O接口和串行、并行通信的概念；
(2) 了解单片机串行口的结构、工作方式和波特率的设定；
(3) 掌握MCS-51系列单片机串口设计。
（三）重点与难点
重点：
(1) 单片机串行口的结构和工作方式；
(2) MCS-51系列单片机串口设计。
难点：选择单片机的工作方式并通过变成实现通信设计并应用。
第9章 微处理器控制系统的接口扩展\t202
（一）教学内容
(1) 51单片机的外部并行总线：并行总线结构、编址技术。
(2) A/D、D/A转换器。
（二）教学要求
(1) 了解51单片机的外部并行总线结构和编址技术；
(2) 掌握A/D和D/A概念和基本术语；
(3) 理解A/D和D/A的作用以及应用。
（三）重点与难点
重点：
(1) A/D和D/A接口技术；
(2) A/D和D/A的作用以及应用
难点：A/D和D/A的编程应用。
考核方法
(1) 作业等：作业：8-16次；
(2) 考核方式：闭卷考试；
(3) 总评成绩计算方式：平时成绩*30%+期末考试成绩*70%。
三、学时分配及教学方法
注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；
2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。
五、课程考核
1. 课程考核方式包括期末考试、平时作业及阶段测试情况考核（其中包括笔记、大作业等）。
六、课程目标达成度评价方法
六、参考书目及学习资料
1.《模拟电子技术基础》，第四版，童诗白、华成英主编，高等教育出版社。
2.《模拟电子技术基础》，清华大学电子学教研组编，高等教育出版社 。
3.《电子技术基础》，上册、第三版，康华光主编，高等教育出版社。
七、大纲说明
1、教学方法与手段：由微机原理与单片机的课程特点决定
(1) 课堂教学与实践教学相结合；
(2) 理论教学与实验教学相结合；
(3) 多媒体课件与板书相结合。
2、作业形式与次数：每章做练习题2-10题，不少于1次。
3、考查方法与手段：以笔试成绩为主，适当参照平时成绩。
