單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)（SingleChipMicrocomputerandEmbeddedSystem）課程代碼：05310760學(xué)分：3學(xué)時(shí)：（其中：講課學(xué)時(shí)：35實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：10上機(jī)學(xué)時(shí)：0課外學(xué)時(shí):0）先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用適用專業(yè)：自動(dòng)化教材：（《單片機(jī)原理及應(yīng)用》，趙德安，機(jī)械工業(yè)出版社，2009年4月第2版）開課學(xué)院：電氣信息工程學(xué)院課程網(wǎng)站：無一、課程目標(biāo)《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)》是微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)重要分支，在工業(yè)智能儀器儀表、光機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、家電等方面得到了極為廣泛的應(yīng)用。本課程以單片機(jī)的原理及應(yīng)用知識(shí)為主體，是自動(dòng)化專業(yè)的一門具有重要意義的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是自動(dòng)化專業(yè)的一門理論性與實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，初步掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事控制工程的計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制、智能儀表、運(yùn)動(dòng)控制等相關(guān)工作打下比較扎實(shí)的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。本課程既培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，又使得學(xué)生能夠具備一定的實(shí)踐能力，通過實(shí)驗(yàn)、及課程設(shè)計(jì)來提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。課程的具體目標(biāo)如下：1.知識(shí)方面：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)》課程主要介紹MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理，指令系統(tǒng)，單片機(jī)的片內(nèi)功能部件，匯編語言程序設(shè)計(jì)，單片機(jī)的并行擴(kuò)展和人機(jī)接口技術(shù)。包括：1.1了解MCS-51單片機(jī)的發(fā)展、應(yīng)用概況，理解單片機(jī)的最簡(jiǎn)系統(tǒng)和開發(fā)流程；1.2理解掌握MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理；1.3掌握MCS-51單片機(jī)的尋址方式、指令系統(tǒng)；1.4掌握MCS-51單片機(jī)的并行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)工作原理和應(yīng)用方法；1.5掌握MCS-51單片機(jī)的匯編語言程序設(shè)計(jì)；1.6掌握MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展，并行接口的擴(kuò)展，A/D接口、D/A接口；1.7理解掌握MCS-51單片機(jī)鍵盤接口，LED顯示器接口、LCD接口；2.能力與素質(zhì)方面：2.1能設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)；2.2能夠針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合擴(kuò)展不同的程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備，能設(shè)計(jì)正確的接口電路，并給出相應(yīng)的地址范圍；2.3能夠熟練使用MCS-51匯編語言指令系統(tǒng)編寫循環(huán)程序、分支程序、中斷程序；定時(shí)器查詢、中斷程序；串行接口通信程序；2.4能熟練地運(yùn)用MCS-51指令對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫；熟練編寫接口程序；2.5能熟練使用單片機(jī)集成開發(fā)系統(tǒng)；2.6能夠在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境下使用單片機(jī)仿真器，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)；2.7逐步培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、判斷和歸納能力。二、課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3-2：能針對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域特定需求，完成相應(yīng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12-2：具備終身學(xué)習(xí)的知識(shí)基礎(chǔ)，掌握自主學(xué)習(xí)方法，了解拓展知識(shí)和能力的途徑，關(guān)注自動(dòng)化領(lǐng)域的前沿發(fā)展和趨勢(shì)。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1.1課程目標(biāo)1.2課程目標(biāo)1.3課程目標(biāo)1.4課程目標(biāo)1.5課程目標(biāo)1.6課程目標(biāo)1.7課程目標(biāo)2.1課程目標(biāo)2.2課程目標(biāo)2.3課程目標(biāo)2.4課程目標(biāo)2.5課程目標(biāo)2.6課程目標(biāo)2.7指標(biāo)點(diǎn)3-2：能針對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域特定需求，完成相應(yīng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)；√√√√√√√√√√√√指標(biāo)點(diǎn)12-2：具備終身學(xué)習(xí)的知識(shí)基礎(chǔ)，掌握自主學(xué)習(xí)方法，了解拓展知識(shí)和能力的途徑，關(guān)注自動(dòng)化領(lǐng)域的前沿發(fā)展和趨勢(shì)；√√√√√√√√√√√√三、課程內(nèi)容及要求第一章緒論（一）教學(xué)內(nèi)容本章支撐的課程目標(biāo)：1.1了解MCS-51單片機(jī)的發(fā)展、應(yīng)用概況，理解單片機(jī)的最簡(jiǎn)系統(tǒng)和開發(fā)流程；2.1能設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)的發(fā)展概況；單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用方式；MCS-51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介。（二）教學(xué)要求1.了解單片機(jī)的發(fā)展概況；2.了解單片機(jī)的應(yīng)用概況；3.理解單片機(jī)的最簡(jiǎn)系統(tǒng)和開發(fā)流程。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)單片機(jī)的應(yīng)用概況，單片機(jī)的最簡(jiǎn)系統(tǒng)和開發(fā)流程。2.難點(diǎn)單片機(jī)的最簡(jiǎn)系統(tǒng)和開發(fā)流程。第二章單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（一）教學(xué)內(nèi)容本章支撐的課程目標(biāo)：1.2理解掌握MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理；2.1能設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)；2.6能夠在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境下使用單片機(jī)仿真器，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。MCS-51系列單片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)；MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘電路及CPU的工作時(shí)序；MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器分類和具體配置；MCS-51單片機(jī)的工作方式。（二）教學(xué)要求1.理解MCS-51系列單片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)；2.掌握MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘電路，了解CPU的工作時(shí)序；3.掌握MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器分類和具體配置；4.理解MCS-51單片機(jī)的工作方式。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘電路及CPU的工作時(shí)序，MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器分類和具體配置。2.難點(diǎn)MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器分類和具體配置。第三章單片機(jī)的指令系統(tǒng)（一）教學(xué)內(nèi)容本章支撐的課程目標(biāo)：1.3掌握MCS-51單片機(jī)的尋址方式、指令系統(tǒng)；2.3能夠熟練使用MCS-51匯編語言指令系統(tǒng)編寫循環(huán)程序、分支程序、中斷程序；定時(shí)器查詢、中斷程序；串行接口通信程序；2.4能熟練地運(yùn)用MCS-51指令對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫；熟練編寫接口程序；2.6能夠在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境下使用單片機(jī)仿真器，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)；2.7逐步培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、判斷和歸納能力。1.指令格式；2.尋址方式；3.數(shù)據(jù)傳送指令；4.算術(shù)運(yùn)算指令；5.邏輯運(yùn)算指令；6.位操作指令；7.控制轉(zhuǎn)移指令；（二）教學(xué)要求1.理解指令格式；2.掌握尋址方式；3.掌握指令系統(tǒng)中各種指令的作用和使用方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)尋址方式和各種指令的使用方法。2.難點(diǎn)各種指令的使用方法。第四章單片機(jī)的其他片內(nèi)功能部件（一）教學(xué)內(nèi)容本章支撐的課程目標(biāo)：1.4掌握MCS-51單片機(jī)的并行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)工作原理和應(yīng)用方法；2.3能夠熟練使用MCS-51匯編語言指令系統(tǒng)編寫循環(huán)程序、分支程序、中斷程序；定時(shí)器查詢、中斷程序；串行接口通信程序；2.4能熟練地運(yùn)用MCS-51指令對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫；熟練編寫接口程序；2.5能熟練使用單片機(jī)集成開發(fā)系統(tǒng)；2.6能夠在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境下使用單片機(jī)仿真器，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)；2.7逐步培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、判斷和歸納能力。MCS-51單片機(jī)的并行I/O口；；MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；MCS-51單片機(jī)的串行接口；MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)。（二）教學(xué)要求1.掌握并行I/O口的結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)；2.掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式和使用方法；3.掌握串行接口的工作方式和使用方法；4.掌握中斷系統(tǒng)的工作原理和使用方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式和使用方法，中斷系統(tǒng)的工作原理和使用方法。2.難點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式和使用方法。第五章匯編語言程序設(shè)計(jì)（一）教學(xué)內(nèi)容本章支撐的課程目標(biāo)：1.5掌握MCS-51單片機(jī)的匯編語言程序設(shè)計(jì)；2.3能夠熟練使用MCS-51匯編語言指令系統(tǒng)編寫循環(huán)程序、分支程序、中斷程序；定時(shí)器查詢、中斷程序；串行接口通信程序；2.4能熟練地運(yùn)用MCS-51指令對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫；熟練編寫接口程序；2.6能夠在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境下使用單片機(jī)仿真器，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)；2.7逐步培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、判斷和歸納能力。程序設(shè)計(jì)步驟；順序結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)；分支結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)；循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)；查表程序；子程序。（二）教學(xué)要求1.理解程序設(shè)計(jì)的一般步驟；2.掌握順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)方法；3.掌握查表程序和子程序的設(shè)計(jì)方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)各種程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。2.難點(diǎn)循環(huán)結(jié)構(gòu)程序和查表程序的設(shè)計(jì)方法。第六章單片機(jī)系統(tǒng)的并行擴(kuò)展（一）教學(xué)內(nèi)容本章支撐的課程目標(biāo)：1.6掌握MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展，并行接口的擴(kuò)展，A/D接口、D/A接口；2.4能熟練地運(yùn)用MCS-51指令對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫；熟練編寫接口程序；2.6能夠在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境下使用單片機(jī)仿真器，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)；2.7逐步培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、判斷和歸納能力。MCS-51單片機(jī)的并行擴(kuò)展原理；MCS-51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展；MCS-51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展；MCS-51單片機(jī)的并行接口的擴(kuò)展；MCS-51單片機(jī)的D/A接口的擴(kuò)展；MCS-51單片機(jī)的A/D接口的擴(kuò)展。（二）教學(xué)要求1.理解掌握MCS-51單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu)及并行擴(kuò)展原理；2.掌握MCS-51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展；3.掌握MCS-51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展；4.掌握MCS-51單片機(jī)的并行接口擴(kuò)展；5.掌握MCS-51單片機(jī)的D/A擴(kuò)展；6.掌握MCS-51單片機(jī)的A/D擴(kuò)展。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、并行接口、D/A接口及A/D接口的擴(kuò)展方法。2.難點(diǎn)D/A接口及A/D接口的擴(kuò)展方法。第七章單片機(jī)的人機(jī)接口（一）教學(xué)內(nèi)容本章支撐的課程目標(biāo)：1.7理解掌握MCS-51單片機(jī)鍵盤接口，LED顯示器接口、LCD接口；2.6能夠在單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境下使用單片機(jī)仿真器，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)；2.7逐步培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、判斷和歸納能力。1.鍵盤接口；LED顯示器接口；LCD顯示器接口；（二）教學(xué)要求1.理解鍵盤接口的工作原理及設(shè)計(jì)方法；2.理解LED顯示器接口的工作原理及設(shè)計(jì)方法；3.理解LCD顯示器接口的工作原理及設(shè)計(jì)方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)鍵盤接口、LED顯示器接口的工作原理及設(shè)計(jì)方法。2.難點(diǎn)鍵盤接口的工作原理及設(shè)計(jì)方法。四、教學(xué)形式與學(xué)時(shí)分配章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配講授實(shí)驗(yàn)上機(jī)課外小計(jì)第一章緒論22第二章單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理44第三章單片機(jī)的指令系統(tǒng)628第四章單片機(jī)的其他片內(nèi)功能部件8212第五章匯編語言程序設(shè)計(jì)628第六章單片機(jī)系統(tǒng)的并行擴(kuò)展626第七章單片機(jī)的人機(jī)接口325合計(jì)351045注：課外學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格。五、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)類型要求備注1匯編語言環(huán)境及調(diào)試2設(shè)計(jì)必做報(bào)告2定時(shí)器中斷應(yīng)用2設(shè)計(jì)必做報(bào)告3程序設(shè)計(jì)及調(diào)試2設(shè)計(jì)必做報(bào)告4并行I/O擴(kuò)展應(yīng)用2設(shè)計(jì)必做報(bào)告5數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示2設(shè)計(jì)必做報(bào)告注：1.類型指驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等。2.要求指必做、選做。實(shí)驗(yàn)1.匯編語言環(huán)境及調(diào)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜纹瑱C(jī)開發(fā)環(huán)境；掌握單片機(jī)匯編語言程序的調(diào)試流程；掌握簡(jiǎn)單的匯編語言程序的編寫與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容開發(fā)環(huán)境的硬件模塊認(rèn)識(shí)與調(diào)試；匯編語言程序輸入與查錯(cuò)；匯編語言程序段編寫與調(diào)試。重難點(diǎn)匯編語言程序的編寫與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)2.定時(shí)器中斷應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆斩〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理與設(shè)計(jì)方法；掌握中斷的工作原理與應(yīng)用；掌握定時(shí)器中斷程序的完整設(shè)計(jì)與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容定時(shí)器方式選擇與初值計(jì)算；定時(shí)器中斷程序的設(shè)計(jì)；定時(shí)器中斷程序的調(diào)試。（三）重難點(diǎn)定時(shí)器中斷程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)3.程度設(shè)計(jì)及調(diào)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆詹煌Y(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)方法；掌握不同結(jié)構(gòu)程序的調(diào)試方法；實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容順序結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試；循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試；子程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。重難點(diǎn)循環(huán)結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)4.并行I/O擴(kuò)展應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆詹⑿蠭/O擴(kuò)展的工作原理；掌握并行I/O擴(kuò)展的設(shè)計(jì)方法；掌握并行I/O擴(kuò)展程序的調(diào)試。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容按照實(shí)驗(yàn)要求完成并行I/O擴(kuò)展的設(shè)計(jì)；完成并行I/O擴(kuò)展的初始化；完成并行I/O擴(kuò)展的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。重難點(diǎn)并行I/O擴(kuò)展的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)5.數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)碼管顯示的工作原理；掌握數(shù)碼管靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示的工作原理與實(shí)現(xiàn)方法；掌握數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容按照實(shí)驗(yàn)要求完成數(shù)碼管靜態(tài)顯示的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；按照實(shí)驗(yàn)要求完成數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；重難點(diǎn)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。六、主要教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)方法第一章緒論講授、演示第二章單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理講授、演示、討論第三章單片機(jī)的指令系統(tǒng)講授、演示、案例、討論第四章單片機(jī)的其他片內(nèi)功能部件講授、演示、案例、討論第五章匯編語言程序設(shè)計(jì)講授、演示、案例、討論第六章單片機(jī)系統(tǒng)的并行擴(kuò)展講授、演示、案例、討論第七章單片機(jī)的人機(jī)接口講授、演示、案例、討論注：主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項(xiàng)目、案例等教學(xué)方法）等。七、課程考核考核方式或途徑考核要求考核權(quán)重備注課堂表現(xiàn)考察學(xué)生上課出勤率及遲到早退情況，上課期間的紀(jì)律，上課時(shí)回答問題的積極性與準(zhǔn)確度等情況，按照總平時(shí)成績(jī)的40%計(jì)入總成績(jī)；充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高上課效率。12%上課情況、平時(shí)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)占據(jù)總成績(jī)的30%，其中上課情況、平時(shí)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)之間的比重分別為40%、30%、30%。平時(shí)作業(yè)課后完成4~6次作業(yè)，主要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握度，按總平時(shí)成績(jī)的30%計(jì)入總成績(jī)；可讓學(xué)生查閱資料，了解本課程相關(guān)技術(shù)發(fā)展情況，并根據(jù)自身發(fā)展需要，自主學(xué)習(xí)。9％實(shí)驗(yàn)完成5個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，