第一篇：《單片機應用系統設計技術》教學大綱

《單片機應用系統設計技術》教學大綱

中文名稱： 單片機應用系統設計技術

英文名稱： Application system designing technique of the one-chip computer 開課學院： 計算機科學與工程學院

適用專業： 計算機各專業，電類、信息類專業

學時數：

授課 48 上機實驗12 先行課程： 計算機技術導論，C語言程序設計，電子線路

一、本課程的性質及與其它課程的分工與聯系

1． 課程性質

單片機又稱微控制器，由于單片機控制功能強，體積小，功耗小等一系列的優點，使它在工業控制、智能儀表、節能技術改造、通訊系統、信號處理及家用電器產品中都得到廣泛的應用。隨著數字技術的發展和單片機的廣泛應用，以往采用模擬電路、數字電路實現的電路系統，大部分功能單元都可以通過對單片機硬件功能的擴展及專用控制程序來實現。這在很大程度上改變了傳統的設計方法，形成了稱之為“微控制技術”的新的設計思想體系。微控制技術最基本的研究對象就是單片機。

《單片機應用系統設計技術》是工科院校電子、信息類各專業學生的一門專業課，也是自動化技術專業的必修課，內容主要包括單片機結構、指令系統、存儲器和接口擴展技術以及接口應用等。教學環節包括講課、實驗。

2．與其它課程的分工和聯系

本課程的先修課有計算機操作基礎、計算機編程方法、計算機程序設計技術、電子器件及電子線路等。本課程為計算機控制技術課打下較扎實的基礎。

二、本課程的基本要求

1． 知識要求

（1）了解微型計算機的組成及有關概念（2）了解單片機的主要功能

（3）掌握微處理器的結構、功能

（4）了解定時器/計數器的重要特性，掌握定時器/計數器的結構、工作方式 及使用（5）掌握并行口的特點、功能

（6）了解串行口的工作方式及中斷的使用

（7）熟練掌握單片機的指令系統，能應用進行程序設計（8）掌握程序存儲器、數據存儲器的擴展及I/O擴展（9）掌握A/D、D/A轉換芯片與單片機接口（10）了解鍵盤、顯示器與單片機的接口

2．素質要求

在教學過程中要注意培養學生的工程觀念和規范意識；培養學生質量第一的思想；鼓勵學生勤奮學習，要有進取精神；幫助學生確立嚴謹的工作特點和踏實的工作作風。3．能力要求

在硬件方面能夠用單片機組成控制系統

在軟件方面能夠編寫具有一定功能的程序 能夠較熟練地應用開發系統進行程序調試

實訓完成一個實際單片機控制設備的硬件裝配和控制程序的設計、掌握實際應用單片機的技能。

三．本課程的教學內容

微型計算機的基本概念

微型計算機的組成

微型計算機的結構功能

80C51系統單片機的硬件結構

單片機的結構

微處理器的組成及各部分功能

定時器/計數器的工作方式、結構、特性

并行口、串行口的功能

中斷

80C51系列單片機指令系統

尋址方式

數據傳送指令及應用

算術邏輯運算指令及應用

程序轉移指令及位操作及應用

定時器/計數器綜合應用舉例

串行口綜合應用舉例

中斷綜合應用舉例

80C51系列單片機的擴展

數據存儲器的擴展

程序存儲器的擴展

I/O擴展

80C51系列單片機的接口及應用

鍵盤與單片機的接口

顯示器與單片機的接口

A/D、D/A轉換芯片與單片機的接口

四．實驗

1．實驗內容

（1）、數據傳送試驗（2）、數制轉換運算（3）、并行口、串行口傳輸（4）、LED顯示（5）、鍵盤實驗（6）、模擬信號測量 2．實訓

數據采集系統

用單片機實現從鍵盤上接受數據，然后在顯示器上顯示，最后通過D/A轉換控制。

五．學時分配 理論學時（48學時）

微型計算機的基本概念 2學時

80C51系列單片機的硬件結構 13學時

80C51系列單片機指令系統 17學時

80C51系列單片機的擴展 6學時

80C51系列單片機的接口及應用 10學時

實驗學時 12學時

執筆：張齊

第二篇：《單片機應用系統設計》課程教學大綱

《單片機應用系統設計》課程教學大綱

Single-Chip Microcomputer Application System Design 課程編號：公選課

適用專業：全校工科類專業

學 時 數：16

學 分 數：1 執 筆 者：王福忠

編寫日期：2008年12月

一、課程的性質和目的

單片機技術在通信、家電、自動控制、儀器儀表中得到廣泛的應用。單片機應用系統設計是面向工科類專業的一門公共選修課，是一門邏輯性強、理論與實踐并重，軟硬件結合，內容豐富，知識面寬廣的課程。

2.課程任務

通過本課程的學習，使學生對單片微型計算機應用系統有一個系統的了解。掌握單片微型計算機應用系統設計的初步方法，建立有關微型計算機應用系統的初步概念，了解高科技的發展動態，增強學生對后續課程如自動控制原理，微型計算機原理、單片機原理及應用系統等課程學習的興趣。為其他專業課程的學習和走向工作崗位從事單片機應用的相關工作打下良好的基礎。

二、教學要求的基本層次

本課程的教學要求可分為四個層次，即：掌握、理解、應用和了解。1.掌握

對于本課程的重點內容要求學員達到掌握的程度。即要求學員能夠全面、深入地掌握所學內容，能夠舉一反三，熟練解決相關問題。要求學員掌握的內容也就是考試的主要內容。

2.理解

對于本課程的一般內容要求學員能夠理解。即要求學員能夠理解所學內容，對所涉及的內容能夠進行簡單的分析和判斷。

3．應用

使學生具有一定的單片機應用技能和按要求組織單片機應用系統的初步能力 4.了解

對于本課程的次要內容要求學員能夠了解。所涉及的內容都是一些基本概念和簡單敘述，知道了就行，沒有進一步深入和擴展的要求。二．教學內容和要求 1 單片機基礎 1.1 教學內容

（1）單片機的基本概念；（2）單片機的產生與發展；（3）單片機硬件結構；（4）單片機特點及應用； 1.2 教學要求（2學時）本章的基本任務是學習單片微型計算機系統的基本概念、發展概況及應用。單片機與典型微型計算機在結構上的區別。為后續章節奠定基礎知識。

掌握：單片微型計算機系統的基本概念、單片機與典型微型計算機在結構上的區別，單片機系統的擴展和配置的概念；

了解：單片機的特點、發展及應用領域，典型單片機系列的基本情況。2 應用系統的基本組成與設計內容 2.1 教學內容

（1）單片機應用系統的一般硬件組成；（2）單片機應用系統的設計內容 2.2 教學要求（2學時）

本章的基本任務是對應用系統的基本組成與設計內容有一個初步了解，為后續章節提供必要的概念基礎。

理解：典型單片機應用系統結構、前向通道的組成及其特點和各環節的作用、常見的傳感器、后向通道的組成與特點道結構、模擬輸出通道的作用、執行機構、人機通道的結構及其特點、單片機應用系統的設計內容。3 單片機應用系統開發過程與內容 3.1 教學內容

（1）單片機應用系統開發主要步驟；（2）總體方案確定；（3）硬件設計；（4）軟件設計。

3.2 教學要求（2學時）

本章的基本任務是學習單片機應用系統開發過程與內容。

掌握：單片機應用系統開發主要步驟及內容，總體方案，硬件設計，軟件設計等內容與注意的問題。4 人機接口的設計 4.1 教學內容

（1）開關及接口；（2）按鍵、鍵盤及接口；（3）LED顯示器及接口；（4）液晶顯示器(LCD)及其接口 4.2 教學要求（2學時）

掌握：人機接口的基本原理與設計初步方法。5 數據采集技術與輸入接口 5.1 教學內容

（1）檢測信號與數據放大器；（2）采樣保持器及其與微機的連接；（3）A/D轉換器 5.2 教學要求（2學時）

掌握：模擬量輸入數據采集系統設計原則；模擬輸入數據采集系統的結構配置；模擬量輸入數據采集系統設計中應注意的問題；模擬低通濾波器(ALF)；模擬多路轉換器；A／D轉換器的選擇和使用注意事項。6 控制輸出（后向）通道與接口 6.1 教學內容

（1）后向通道中的常用器件；（2）后向通道中的D／A轉換技術和接口芯片；（3）執行器類型

6.2 教學要求（1學時）

掌握：后向通道應解決的問題，大功率I／O口接口器件，光電隔離與接口驅動器件，D／A轉換接口設計的一般問題，執行器類型。7 數據處理技術 7.1 教學內容（2學時）

（1）標度變換及其程序設計；（2）數字濾波及其程序設計；（3）控制技術及其算法 7.2 教學要求

掌握：線性儀表的標度變換、非線性測量的標度變換、常用的靜態濾波算法原理、自動控制系統的基本概念、數字PID算法原理。8 單片機系統的抗干擾技術 8.1 教學內容（2學時）

（1）干擾源及其分類；（2）干擾對單片機系統的影響；（3）硬件抗干擾技術；（4）軟件抗干擾技術。8．2 教學要求

掌握：干擾的含義、干擾源的分類、干擾入侵單片機系統的途徑、串模干擾的抑制方法、共模干擾的抑制方法、程序執行過程中的軟件抗干擾。單片機應用系統舉例 9.1 教學內容

（1）單片機應用系統調試工具；（3）單片機應用系統例子 9．2 教學要求（1學時）

掌握：單片機開發系統、萬用表、邏輯分析儀等開發工具。

第三篇：《單片機系統設計與應用(公選)》教學大綱

《單片機系統設計與應用（校公選）》教學大綱

一、課程基本信息

1．課程英文名稱：Microcontroller system design and application

2．課程類別：技術基礎課程

3．課程學時：總學時32，實驗學時32

4．學分：2

5．先修課程：C語言

6．適用專業：所有理工類本專科生

7．大綱執筆：電氣信息實驗教學中心高鳳水

8．大綱審批：電氣信息學院學術委員會

9．制定時間：2011年12月

二、課程的目的與任務

本課程是獨立開設的實驗課，一切從實踐應用出發，使學生初步掌握單片機電路設計和單片機程序開發的方法；掌握常用的單片機開發調試工具的使用方法；掌握單片機集成開發環境使用；熟悉常見單片機的性能指標和選型方法；基本掌握單片機系統的設計、組裝和調試方法，為以后從事工程技術和科學研究等方面的工作，在實踐能力方面打下基礎。

三、課程的基本要求

本課程在不影響學生理解的前提下，盡量淡化繁復的單片機工作原理理論，從實際應用出發，著重介紹單片機程序開發方法和硬件設計技巧。包括：常用的單片機設計開發平臺、單片機小系統設計方法、單片機程序調試方法和技巧、單片機設計原則和注意事項、常見單片機片上外設的使用、單片機外部器件擴展方法，等。

四、教學內容、要求及學時分配

（一）理論教學

無

（二）實驗教學

1．單片機系統概述驗證性教學時數：2 實驗目的：

（1）學習和認識什么是單片機；

（2）初步掌握單片機的基本工作原理；

（3）了解和認識單片機系統的硬件組成。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

2．單片機開發平臺和調試工具使用驗證性教學時數：3 實驗目的：

（1）學習常用的單片機集成開發環境和下載工具的使用；

（2）學習和認識單片機最小系統板的機構和使用；

（3）學習單片機的IO訪問方法。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

3．單片機片內資源使用綜合性教學時數：3 實驗目的：

（1）學習和掌握單片機內數據傳遞及運算的基本方法；

（2）學習和掌握利用SPI總線驅動七段數碼管的方法；

（3）學習和掌握單片機內timer以及中斷系統的使用方法。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

4．單片機片上外設使用綜合性教學時數：3 實驗目的：

（1）認識和了解什么是單片機片上外設；

（2）學習利用單片機片載EEPROM存取數據。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

5．單片機UART總線使用綜合性教學時數：3 實驗目的：

（1）認識和學習什么是UART總線；

（2）學習利用RS232接口實現數據傳輸。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

6．單片機I2C總線使用綜合性教學時數：3 實驗目的：

(1)認識和學習什么是I2C總線；

（2）利用I2C總線實現外部存儲器的數據存儲。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

7．用單片機做個數字溫度計綜合性教學時數：3 實驗目的：

（1）學習和掌握溫度的數字化測量方法；

（2）了解基于one-wire總線的數字溫度傳感器DS18B20的使用方法；

（3）初步掌握綜合性程序的設計調試方法。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

8．單片機紅外接收實驗綜合性教學時數：3 實驗目的：

（1）學習和掌握什么是紅外遙控；

（2）初步掌握低速紅外數據傳輸的方法；

（3）初步掌握利用單片機接收、解碼紅外遙控信號的方法。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

9.字符液晶使用綜合性教學時數：3 實驗目的：

（1）學習和掌握字符液晶的工作原理；

（2）初步掌握字符型液晶的單片機驅動方法和程序編寫。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

10.單片機PWM波的產生綜合性

實驗目的：

（1）學習什么是PWM波以及PWM波的簡單應用；

（2）學習和掌握PWM的單片機產生方法。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

11.單片機A/D轉換器使用綜合性

實驗目的：

（1）初步掌握單片機A/D轉換器的使用方法；

（2）利用單片機的片內A/D轉換器測量電壓。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

12.單片機最小系統設計設計性

實驗目的：

（1）學習基本的單片機的硬件設計方法；

（2）初步掌握單片機電路設計的基本原則；

（3）能夠設計基于單片機最小系統的硬件電路。

實驗儀器設備：單片機通用開發平臺，下載器，計算機。

在所有設定的實驗項目中任選32學時實驗。

五、考試考核辦法

課程成績＝平時（作業、實驗、考勤）50%＋考試50%

六、教材及參考書

（一）教材

《單片機系統設計與應用實驗指導書》自編

（二）參考書

教學時數：3 教學時數：3 教學時數：3 3

《單片機系統設計與應用實例》，韓志軍，機械工業出版社

第四篇：《單片機技術》課程教學大綱

天津廣播電視大學開放教育數控技術專業（專科）

《單片機技術》教學大綱

第一部分 大綱說明

一、課程的性質與任務

《單片機技術》課程以國內最流行的MCS-51單片機為主線。深入淺出地介紹8051系列單片機的基本原理和接口技術。主要內容包括：單片機概述、單片機芯片的硬件結構、MCS-51單片機指令系統、MCS-51匯編語言程序設計、單片機的中斷與定時、單片機系統擴展、單片機串行口及應用。

二、課程的目的與要求

通過本課程的學習和實驗，要求學生掌握MCS-51單片機及主要支援芯片的功能、結構、編程方法以及基本外部設備的接口技術，具備對單片機系統的設計、維護與軟、硬件開發能力。

三、課程的教學要求層次

1．熟練掌握： 要求學生能夠全面、深入理解和熟練掌握所學內容，并能夠用其分析初步設計和解答與應用相關的問題，能夠舉一反三。

2．掌握：要求學生能夠較好地理解和掌握，并且能夠進行簡單分析和判斷。

3．了解：要求學生能夠一般地了解所學內容。

第二部分 教學媒體和教學建議

一、教材

《單片機應用技術教程》徐愛華主編

機械工業出版社出版

二、教學環節

整個教學過程由授課、自學、實驗環節組成。實驗未完成者不得參加考試。實驗成績與期末考試成績共同評定為課程總成績。

三、適用專業：

本大綱是針對于電大數控專業而編寫的。

第三部分 教學內容與教學要求

第1章 微型計算機基礎 考核內容

1.單片機的發展、單片機的應用、典型單片機系列 2.計算機的數制與編碼 考核要求

1、掌握計算機的數制與編碼

2、了解單片機的特點、發展概況及應用領域，典型單片機系列的基本情況。

第2章 MCS-51系列單片機的硬件結構和原理 考核內容

1.MCS-51單片機的基本組成、引腳定義和重要組成部分；引腳的名稱、功能和引腳的復合功能。

2.MCS-51內部數據存儲器的配置；專用寄存器的名稱、功能和尋址；內部程序存儲器的配置及功能、尋址。

3.單片機并行輸入/輸出口的基本電路結構、特點和使用方法。4.單片機時鐘電路、時序定時單位和典型時序。

5.單片機的復位方式、單步執行方式、掉電保護方式和低功耗方式等。考核要求

掌握：單片機芯片的內部組成原理及寄存器結構。

理解：單片機時鐘電路與時序、輸入輸出口以及引腳的使用。了解：單片機的工作方式。

第3章 MCS-51單片機指令系統 考核內容

1.MCS-51指令系統特點、各種尋址方式及其特點和使用方法。

2.數據傳送類指令、算術運算類指令、邏輯運算及移位類指令、控制轉移類指令、布爾變量操作類指令。

3.典型子程序設計，例如：加減乘除運算、數制轉換、查表、差值運算、譯碼等 考核要求

掌握：1.各種尋址方式。

2.加、減、乘、除運算及數制轉換程序設計。理解：1.常用指令的功能和使用。

2.查表、差值運算、譯碼等簡單程序的設計方法。了解：常用指令的特點

第4章 中斷與定時系統 考核內容

1.MCS-51單片機中斷系統、中斷源、中斷控制和中斷響應。

2.MCS-51定時器/計數器的定時和計數功能、定時/計數控制和定時工作方式。3.單片機中斷定時與計數功能的應用舉例。考核要求

掌握：單片機的中斷源、中斷控制、中斷響應；定時器/計數器的電路結構和功能、定時/計數控制。

理解：單片機中斷、定時和計數的應用。第5章 MCS-51單片機的系統擴展 考核內容

1.單片機系統結構、擴展的實現方法、存儲器和I/O口編址技術。2.單片機典型數據存儲器芯片、擴展連接。3.單片機典型程序存儲器芯片、擴展連接。

4.單片機與8255、8279、A/D、LED、LCD、鍵盤和打印機等接口的實現。5.單片機串行接口結構、單片機與微機通信。考核要求

掌握：單片機存儲器和并行I/O的編址技術及擴展實現方法；8255、8279的結構原理及與單片機的接口擴展方法。

理解：存儲器和并行I/O擴展的應用。第6章

單片機應用系統的接口技術

考核內容

1、單片機LED顯示接口技術的原理

2、A/D轉換、D/A轉換的工作原理

3、通過各種芯片擴展后的程序編制 考核要求：

通過學習本章內容，讓同學基本掌握各種芯片擴展后的基本原理，能夠讀懂擴展后的程序，對程序的結構有一定的了解；了解A/D轉換、D/A轉換的工作原理。

第7章

MCS-51單片機串行口及應用

考核內容

1.異步通信和同步通信

2.串行通信波特率

3.串行通信的制式

4.串行口特殊功能寄存器

5.串行工作方式

考核要求：了解：串行接口結構及應用。

第五篇：單片機原理及應用課程設計教學大綱

《單片機原理及應用》課程設計教學大綱

課程編號：13033070 課程類別：必修課

適用專業：電氣信息類

學時：10 教研室主任：姜志成大綱執筆人：李春華

大綱審批人：付家才

一、課程設計的性質及目的

1．了解并掌握單片機的原理、結構、指令、接口及應用。

2．提高綜合運用所學的理論知識獨立分析和解決問題的能力。3．掌握匯編語言程序設計和調試。4.掌握C－51語言的設計和調試。

二、課程設計的要求

1． 根據設計要求，畫出硬件接線圖及程序的總體流程圖，然后進行各控制模塊的硬件設計及軟件設計。

2．掌握如何應用單片機仿真器來開發應用系統及仿真調試的過程。

三、參考題目

題目一 校園作息時間控制系統

設計要求：

1．作息時間要求實現對上下課打鈴、教學樓照明、學生宿舍燈、校園路燈四個開關量的精確控制。月時間累計誤差≤1分鐘。

2．能實時顯示時間，并方便定期進行時間校準。

3．根據應用系統的要求，初步掌握總體結構設計的方法和構思，從中選擇一種最佳設計方案。

4．根據應用系統結構規模的要求，掌握單片機外部擴充系統硬件設計的基本過程。

題目二 交通信號燈控制系統

設計要求：

1．設有一個南北（SN）向和東西(WE)向的十字路口，兩方向各有兩組相同交通控制信號燈，每組各有四盞信號燈，分別為直行信號燈（S）、左拐信號燈（L）、紅燈（R）和黃燈（Y），交通控制信號燈布置如圖1所示。

2．根據交通流量不同，交通信號燈的控制可實現手動、自動兩種控制。平時使用自動控制，高峰區可使用手動控制。手動控制時，用戶通過鍵盤對交通信號燈進行人工控制；自動控制時，交通信號燈控制規律用圖2狀態轉換圖來描述。

圖1十字路口交通控制信號燈示意圖

圖2交通控制信號燈控制規律示意圖

題目三 環境溫度監測系統

設計要求：

1．可以監測8點環境溫度信號，可以擴充；

2．測量范圍為0.00℃～99.9℃，可以擴充到－55℃～＋125℃，精度為±0.5℃； 3．用4位數碼管進行循環顯示，其中最高位顯示通道提示符A～H，低3位顯示實際溫度值，每秒切換一個通道進行輪流顯示；

4．可以隨時查看指定通道的溫度值（擴充功能）。

四、教學參考文件與教學形式

教學參考文件： 〔1〕付家才，《單片機控制工程實踐技術》，化學工業出版社，2003年 〔2〕胡漢才，《單片機原理及接口設計》，清華大學出版社，2002年 〔3〕康華光，《模擬電子技術》，高等教育出版社，2004年 教學形式：根據課程設計大綱的要求，采取指導的形式。

五、考核方式及成績評定標準

考核方式采取設計報告與實際操作，根據設計的情況和實際操作效果給出成績，其中設計報告占60%，日常管理（包括遲到、曠課、衛生等）占10%，實際操作占30%。成績采用優、良、中、及格和不及格五級分制評定。

六、其他必要的說明

課程設計教師可根據專業特點選做相應題目。