《單片機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼CSE46302E課程信息所屬學(xué)科電子信息工程，通信工程知識(shí)領(lǐng)域電子工程總學(xué)時(shí)48學(xué)分2.5理論學(xué)時(shí)40實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)8上機(jī)學(xué)時(shí)0課程中文名稱單片機(jī)原理及其應(yīng)用課程英文名稱PrincipleandApplicationofMicrocontrollerUnit適用專業(yè)電子信息工程，通信工程開課學(xué)期第8學(xué)期預(yù)修課程（名稱）微機(jī)原理及接口技術(shù)并修課程（名稱）無課程簡介（中文）《單片機(jī)原理及其應(yīng)用》是電子信息類專業(yè)的專業(yè)課程，具有很強(qiáng)的理論和實(shí)踐性。課程以STC公司經(jīng)典的增強(qiáng)型STC15系列8位8051單片機(jī)和KeilμVision（C51）軟件為授課平臺(tái)。該課程內(nèi)容主要包括單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論、數(shù)值的表示和轉(zhuǎn)換、KeilμVision開發(fā)工具、8051單片機(jī)架構(gòu)、MCS-51指令集架構(gòu)、匯編語言和C語言程序設(shè)計(jì)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器原理及應(yīng)用、串行異步收發(fā)器原理機(jī)應(yīng)用、ADC原理及應(yīng)用、增強(qiáng)型PWM發(fā)生器原理及應(yīng)用、SPI原理及應(yīng)用、CC[_PCA_PWM模塊原理及應(yīng)用，以及RTX51操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用。課程簡介（英文）《PrinciplesandApplicationsofMicrocontrollerUnit》isaprofessionalcourseforelectronicinformationmajors,featuringstrongtheoreticalandpracticalelements.ThecourseistaughtusingtheSTCclassicenhancedSTC15series8-bit8051MicrocontrollerUnitandKeilμVision(C51)softwareastheteachingplatform.Thecoursecontentmainlyincludesanintroductiontosingle-chipmicrocontrollersandembeddedsystems,representationandconversionofnumericalvalues,KeilμVisiondevelopmenttools,8051MicrocontrollerUnitarchitecture,MCS-51instructionsetarchitecture,assemblylanguageandClanguageprogramming,principlesandapplicationsoftimers/counters,principlesandapplicationsofserialasynchronousreceivers/transmitters,principlesandapplicationsofADCs,principlesandapplicationsofenhancedPWMgenerators,principlesandapplicationsofSPI,principlesandapplicationsoftheCC[_PCA_PWMmodule,aswellasprinciplesandapplicationsoftheRTX51operatingsystem.二、課程性質(zhì)及課程目標(biāo)2.1課程性質(zhì)基于MCS-51指令集架構(gòu)的8位8051單片機(jī)是學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)知識(shí)的入門課程，該課程涵蓋了嵌入式系統(tǒng)所需要的所有軟件和硬件知識(shí)點(diǎn)，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)其他嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的基礎(chǔ)，在國內(nèi)高等學(xué)校電類相關(guān)專業(yè)均開設(shè)單片機(jī)課程。該課程采用STC新一代的增強(qiáng)型STC15系列8位8051單片機(jī)，并搭配使用KeilμVision（C51）軟件開發(fā)工具以及STC公司的AI-ISP軟件，實(shí)現(xiàn)將C語言程序設(shè)計(jì)與單片機(jī)的系統(tǒng)化深度融合。2.2課程目標(biāo)G1：掌握單片機(jī)和桌面系統(tǒng)的區(qū)別，了解處理器核指令集架構(gòu)的主要類型，理解MCS-51指令集架構(gòu)的特點(diǎn)，掌握單片機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)，理解單片機(jī)編程語言之間的關(guān)系。G2：掌握常用的二進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制碼制。掌握正數(shù)的二進(jìn)制表示方法以及將十進(jìn)制正數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的方法。掌握負(fù)數(shù)的二進(jìn)制表示方法以及將十進(jìn)制負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的方法。理解定點(diǎn)小數(shù)的二進(jìn)制表示方法。掌握浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制表示方法。G3：掌握下載和安裝KeilμVision（C51）的方法，掌握STC-ISP軟件元件庫導(dǎo)入Keil軟件的方法。掌握基于KeilμVision（C51）的STC15系列單片機(jī)的軟件開發(fā)和調(diào)試流程，掌握STC15系列單片機(jī)的軟件仿真和硬件在線調(diào)試功能。G4：掌握STC15系列8位8051單片機(jī)CPU內(nèi)核的結(jié)構(gòu)和功能，掌握STC15系列8位8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，掌握STC15系列8位8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。G5：掌握STC15系列8位8051單片機(jī)的CPU尋址模式，理解STC15系列8位8051單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯指令、數(shù)據(jù)傳輸指令、布爾指令和程序分支指令的機(jī)器指令格式，掌握STC15系列8位8051單片機(jī)指令所實(shí)現(xiàn)的功能。G6：掌握KeilμVision（C51）中A51匯編器所支持的匯編語言語法，主要包括匯編代碼中端的分配、匯編語言符號(hào)及規(guī)則、匯編語言操作數(shù)的描述、匯編語言中控制描述，掌握在KeilμVision（C51）中編寫和處理匯編語言程序代碼的流程，掌握在KeilμVision（C51）中使用匯編語言編寫中斷服務(wù)程序的方法，并能夠使用STC15系列單片機(jī)和KeilμVision（C51）中提供的硬件在線調(diào)試功能對中斷服務(wù)程序進(jìn)行調(diào)試。G7：掌握KeilμVision（C51）中C51編譯器支持的C語言語法，主要包括存儲(chǔ)器區(qū)域、數(shù)據(jù)類型、類型限定符、存儲(chǔ)類別、指針、函數(shù)、屬性、預(yù)處理器，了解在C語言中內(nèi)嵌匯編的方法，了解C語言中的定制文件，掌握在KeilμVision（C51）中編寫和處理C語言程序代碼的流程，掌握在KeilμVision（C51）中使用C語言編寫中斷服務(wù)程序的方法，并能夠使用STC15系列單片機(jī)和KeilμVision（C51）中提供的硬件在線調(diào)試功能對中斷服務(wù)程序進(jìn)行調(diào)試。G8：理解STC15系列單片機(jī)時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理模塊的功能。能使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序來控制單片機(jī)時(shí)鐘單元和單片機(jī)的工作模式。G9：掌握STC15系列單片機(jī)上的常用外設(shè)的原理，這些模塊包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、異步串行收發(fā)器、ADC、增強(qiáng)型PWM發(fā)生器。掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序來驅(qū)動(dòng)和控制這些片上外設(shè)控制的方法。G10（*）：掌握STC15系列單片機(jī)片上高級(jí)外設(shè)模塊的原理，這些模塊包括SPI控制器、CCP_PCA_PWM控制器。掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序來驅(qū)動(dòng)和控制這些片上高級(jí)外設(shè)模塊的方法。G11（*）：理解操作系統(tǒng)的概念以及實(shí)現(xiàn)的功能，掌握在STC15系列8位8051單片機(jī)上通過編寫C語言程序代碼實(shí)現(xiàn)加載和運(yùn)行RTX-Tiny51操作系統(tǒng)的方法。注：授課教師可根據(jù)該課程的具體學(xué)時(shí)數(shù)選擇教授標(biāo)記為*的目標(biāo)，這些內(nèi)容均未在教學(xué)大綱中體現(xiàn)，請授課教師酌情添加標(biāo)記為*的教學(xué)內(nèi)容。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)表畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)達(dá)成途徑評價(jià)依據(jù)支撐程度（H、M、L）1：工程知識(shí)1.11.21.3G1、G2、G4、G5~G9面授課程課后作業(yè)課堂表現(xiàn)平時(shí)作業(yè)H0.352：問題分析2.12.2G5~G9面授課程課后作業(yè)課堂表現(xiàn)平時(shí)作業(yè)H0.353：設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.1G6~G9實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)操作L0.054：研究4.14.24.3G3~G9面授課程課后作業(yè)課堂表現(xiàn)平時(shí)作業(yè)L0.055：使用現(xiàn)代工具5.15.25.35.4G3、G5~G9實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)報(bào)告回答問題L0.059：個(gè)人和團(tuán)隊(duì)9.1G3~G9課后作業(yè)實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)報(bào)告L0.0510：溝通10.2G3~G9面授課程實(shí)驗(yàn)課課堂表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作L0.0512：終身學(xué)習(xí)12.1G10~G11面授課程課堂表現(xiàn)L0.05H---代表“高”M---代表“中等”L---代表“低”支撐程度：選修課至少要有一個(gè)H或M。專業(yè)必修課和核心課至少要有一個(gè)H。四、理論教學(xué)內(nèi)容與要求4.1單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論（2學(xué)時(shí)）4.1.1教學(xué)目標(biāo)掌握單片機(jī)和桌面系統(tǒng)的區(qū)別，了解處理器核指令集架構(gòu)的主要類型，理解MCS-51指令集架構(gòu)的特點(diǎn)，掌握單片機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)，理解單片機(jī)編程語言之間的關(guān)系。對應(yīng)的課程目標(biāo)G1。4.1.2教學(xué)內(nèi)容1.1單片機(jī)和桌面系統(tǒng)的基本架構(gòu)1.2處理器核的指令集架構(gòu)1.3單片機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)1.4單片機(jī)編程語言4.1.3教學(xué)要求掌握單片機(jī)和桌面系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，理解單片機(jī)系統(tǒng)和桌面系統(tǒng)的重要區(qū)別，了解單片機(jī)所用的主流指令集架構(gòu)的類型，理解MCS-51指令集架構(gòu)的特點(diǎn)，了解STC15系列單片機(jī)的主要功能，掌握IAP和ISP的概念，掌握STC15系列單片機(jī)的四種I/O驅(qū)動(dòng)電路原理，理解STC15系列下載電路的設(shè)計(jì)原理，了解STC15系列單片機(jī)的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。4.2數(shù)值的表示和轉(zhuǎn)換（4學(xué)時(shí)）4.2.1教學(xué)目標(biāo)掌握常用的碼制，掌握正數(shù)表示方法，掌握正數(shù)的碼制轉(zhuǎn)換，掌握負(fù)數(shù)的表示方法，掌握負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的計(jì)算方法，理解定點(diǎn)小數(shù)的二進(jìn)制表示方法，掌握浮點(diǎn)小數(shù)的二進(jìn)制表示方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G2。4.2.2教學(xué)內(nèi)容2.1常用碼制2.2正數(shù)表示方法2.3正數(shù)碼制轉(zhuǎn)換2.4負(fù)數(shù)表示方法2.5負(fù)數(shù)補(bǔ)碼的計(jì)算2.6定點(diǎn)數(shù)表示2.7浮點(diǎn)數(shù)表示4.2.3教學(xué)要求通過計(jì)算過程，掌握常用碼制之間的相互關(guān)系。通過講解比較法的計(jì)算過程，掌握將十進(jìn)制正數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的方法。通過圖示法，掌握在計(jì)算機(jī)中使用補(bǔ)碼表示負(fù)數(shù)的必然性要求。通過原碼到補(bǔ)碼和比較法的計(jì)算過程，掌握將十進(jìn)制負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的方法。通過講解IEEE754標(biāo)準(zhǔn)，掌握使用二進(jìn)制數(shù)表示浮點(diǎn)數(shù)的方法。此外，了解使用Qm.n定點(diǎn)格式表示小數(shù)的方法。4.38051單片機(jī)架構(gòu)（6學(xué)時(shí)）4.3.1教學(xué)目標(biāo)掌握STC15系列8位8051單片機(jī)CPU內(nèi)核的結(jié)構(gòu)和功能，掌握STC15系列8位8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，掌握STC15系列8位8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。對應(yīng)的課程目標(biāo)G5。4.3.2教學(xué)內(nèi)容4.1CPU內(nèi)核功能單元4.2存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和地址空間4.3中斷系統(tǒng)原理及功能4.3.3教學(xué)要求通過對傳統(tǒng)8位8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析使得學(xué)生掌握該單片機(jī)處理器核的結(jié)構(gòu)，并且理解STC15系列8位單片機(jī)處理器核的性能優(yōu)化方法；通過講解STC15系列8位8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器空間映射和功能，掌握STC15系列8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)；通過分析STC15系列8位8051單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，掌握其中斷系統(tǒng)原理、中斷向量表的概念、中斷優(yōu)先級(jí)和中斷服務(wù)句柄。4.4MCS-51指令集架構(gòu)（6學(xué)時(shí)）4.4.1教學(xué)目標(biāo)掌握STC15系列8位8051單片機(jī)的CPU尋址模式，理解STC15系列8位8051單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯指令、數(shù)據(jù)傳輸指令、布爾指令和程序分支指令的機(jī)器指令格式，掌握STC15系列8位8051單片機(jī)指令所實(shí)現(xiàn)的功能。對應(yīng)的課程目標(biāo)G5。4.4.2教學(xué)內(nèi)容5.1CPU尋址模式5.2CPU指令類型和格式4.4.3教學(xué)要求通過KeilμVision（C51版本）調(diào)試器提供的調(diào)試功能，理解MCS-51指令集架構(gòu)中111條指令的格式和所實(shí)現(xiàn)的功能。通過對MCS-51指令集中指令的功能分析，理解CISC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)一步掌握STC15系列8位8051單片機(jī)處理器核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。4.5匯編語言程序設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）4.5.1教學(xué)目標(biāo)掌握KeilμVision（C51）中A51匯編器所支持的匯編語言語法，主要包括匯編代碼中端的分配、匯編語言符號(hào)及規(guī)則、匯編語言操作數(shù)的描述、匯編語言中控制描述，掌握在KeilμVision（C51）中編寫和處理匯編語言程序代碼的流程，掌握在KeilμVision（C51）中使用匯編語言編寫中斷服務(wù)程序的方法，并能夠使用STC15系列單片機(jī)和KeilμVision（C51）中提供的硬件在線調(diào)試功能對中斷服務(wù)程序進(jìn)行調(diào)試。對應(yīng)的課程目標(biāo)G6。4.5.2教學(xué)內(nèi)容6.1匯編語言程序結(jié)構(gòu)6.2匯編代碼中段的分配6.3匯編語言符號(hào)及規(guī)則6.4匯編語言操作數(shù)描述6.5匯編語言控制描述6.6KeilμVision5匯編語言設(shè)計(jì)流程6.7單片機(jī)端口控制匯編語言程序設(shè)計(jì)6.8單片機(jī)中斷匯編語言程序設(shè)計(jì)4.5.3教學(xué)要求通過KeilμVision（C51版本）編輯器、編譯器和調(diào)試器的課堂演示教學(xué)，掌握A51匯編器支持的匯編語言程序架構(gòu)和段的含義，理解A51匯編器所支持的符號(hào)和符號(hào)名字。掌握表達(dá)式和操作數(shù)的含義，理解A51匯編器所支持的控制語句。理解匯編語言中條件匯編的作用。理解匯編語言中宏的定義和調(diào)用規(guī)則。通過設(shè)計(jì)實(shí)例的講解，掌握使用匯編語言開發(fā)應(yīng)用程序的方法。4.6C語言程序設(shè)計(jì)（7學(xué)時(shí)）4.6.1教學(xué)目標(biāo)掌握KeilμVision（C51）中C51編譯器支持的C語言語法，主要包括存儲(chǔ)器區(qū)域、數(shù)據(jù)類型、類型限定符、存儲(chǔ)類別、指針、函數(shù)、屬性、預(yù)處理器，了解在C語言中內(nèi)嵌匯編的方法，了解C語言中的定制文件，掌握在KeilμVision（C51）中編寫和處理C語言程序代碼的流程，掌握在KeilμVision（C51）中使用C語言編寫中斷服務(wù)程序的方法，并能夠使用STC15系列單片機(jī)和KeilμVision（C51）中提供的硬件在線調(diào)試功能對中斷服務(wù)程序進(jìn)行調(diào)試，對應(yīng)的課程目標(biāo)G7。4.6.2教學(xué)內(nèi)容7.1常量和變量7.2數(shù)據(jù)類型7.3運(yùn)算符7.4描述語句7.5數(shù)組7.6指針7.7函數(shù)7.8預(yù)編譯指令7.9復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)7.10C程序中使用匯編語言7.11C語言端口控制實(shí)現(xiàn)7.12C語言中斷程序?qū)崿F(xiàn)4.6.3教學(xué)要求通過KeilμVision（251版本）編輯器、編譯器和調(diào)試器的課堂演示教學(xué)，掌握掌握C51編譯器支持的基本C語言語法和擴(kuò)展C語言語法。掌握C語言和STC15系列8位8051單片機(jī)底層硬件之間的關(guān)系，從而能準(zhǔn)確理解并掌握C語言的本質(zhì)特點(diǎn)。4.7時(shí)鐘、復(fù)位和電源模式原理及應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）4.7.1教學(xué)目標(biāo)理解STC15系列單片機(jī)時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理模塊的功能。能使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序來控制單片機(jī)時(shí)鐘單元和單片機(jī)的工作模式。對應(yīng)的課程目標(biāo)G8。4.7.2教學(xué)內(nèi)容8.1單片機(jī)時(shí)鐘8.2單片機(jī)復(fù)位8.3單片機(jī)電源模式8.4設(shè)計(jì)實(shí)例4.7.3教學(xué)要求通過分析STC公司提供的STC15系列單片機(jī)的時(shí)鐘子系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，掌握時(shí)鐘子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。通過分析復(fù)位子系統(tǒng)，掌握復(fù)位子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，以及不同復(fù)位方式的概念。通過分析電源系統(tǒng)，掌握控制單片機(jī)功耗的方法。通過KeilμVision（C251版本）中設(shè)計(jì)實(shí)例的講解，掌握使用匯編語言/C語言編寫代碼控制時(shí)鐘子系統(tǒng)、復(fù)位子系統(tǒng)和電源子系統(tǒng)的方法。4.8比較器原理及應(yīng)用（1學(xué)時(shí)）4.8.1教學(xué)目標(biāo)理解STC15系列單片機(jī)內(nèi)比較器模塊的結(jié)構(gòu)，掌握比較器的工作原理。掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)比較器模塊的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G9。4.8.2教學(xué)內(nèi)容9.1比較器結(jié)構(gòu)9.2比較器寄存器組9.3比較器應(yīng)用4.8.3教學(xué)要求通過分析STC15系列單片機(jī)比較器的結(jié)構(gòu)，掌握比較器的工作原理。通過講解比較器模塊內(nèi)部寄存器組的功能和每個(gè)字段的含義，理解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與寄存器之間的關(guān)系。通過設(shè)計(jì)實(shí)例的講解，掌握使用匯編語言/C語言驅(qū)動(dòng)和控制比較器模塊的方法。4.9定時(shí)器和計(jì)數(shù)器原理及應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）4.9.1教學(xué)目標(biāo)理解STC15系列單片機(jī)內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊的功能。掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作模式。理解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器寄存器組的功能。掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G9。4.9.2教學(xué)內(nèi)容10.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊簡介10.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器寄存器組10.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作模式原理和實(shí)現(xiàn)4.9.3教學(xué)要求通過分析STC15系列單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握其工作原理。通過講解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊內(nèi)部寄存器組的功能和每個(gè)字段的含義，理解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與寄存器之間的關(guān)系。通過設(shè)計(jì)實(shí)例的講解，掌握使用匯編語言/C語言驅(qū)動(dòng)和控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊的方法。4.10串行異步收發(fā)器原理及應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）4.10.1教學(xué)目標(biāo)掌握RS-232串口通信標(biāo)準(zhǔn)。掌握串口模塊的功能和引腳分配。理解UART模塊中寄存器的功能以及每個(gè)字段的含義。理解串口收發(fā)器的原理。掌握串口波特率的計(jì)算方法。掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)串口通信的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G9。4.10.2教學(xué)內(nèi)容11.1RS-232標(biāo)準(zhǔn)簡介11.2串口模塊結(jié)構(gòu)11.3串口1寄存器及工作模式11.4串口2寄存器及工作模式4.10.3教學(xué)要求掌握RS-232串口通信標(biāo)準(zhǔn)。通過分析STC15系列單片機(jī)UART內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，掌握UART模塊內(nèi)收發(fā)器的原理。通過講解UART模塊內(nèi)的寄存器，掌握寄存器設(shè)置與RS-232標(biāo)準(zhǔn)和UART模塊收發(fā)器之間的聯(lián)系。通過分析STC15系列單片機(jī)UART內(nèi)部時(shí)鐘路徑，掌握計(jì)算串口波特率的方法。通過設(shè)計(jì)實(shí)例的講解，掌握使用匯編語言/C語言驅(qū)動(dòng)UART模塊實(shí)現(xiàn)串口通信的方法。4.11ADC原理及應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）4.11.1教學(xué)目標(biāo)掌握STC15系列單片機(jī)內(nèi)部SARADC的工作原理。理解ADC寄存器的功能和各個(gè)字段的含義。掌握使用匯編語言/C語言驅(qū)動(dòng)ADC模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集和處理的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G9。4.11.2教學(xué)內(nèi)容12.1ADC的結(jié)構(gòu)原理12.2STC單片機(jī)內(nèi)ADC結(jié)構(gòu)原理12.3ADC寄存器組12.4設(shè)計(jì)實(shí)例4.11.3教學(xué)要求通過分析STC15系列單片機(jī)ADC模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握SARADC的工作原理。通過分析ADC模塊寄存器的功能和各個(gè)字段的含義，掌握內(nèi)部結(jié)構(gòu)和寄存器之間的關(guān)系。通過設(shè)計(jì)實(shí)例的講解，掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)ADC模塊實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集和處理。4.12增強(qiáng)型PWM發(fā)生器原理及應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）4.12.1教學(xué)目標(biāo)掌握PWM的基本原理。理解STC15系列單片機(jī)內(nèi)部增強(qiáng)型PWM定時(shí)器的工作原理，包括增強(qiáng)型PWM模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器的設(shè)置方法。初步掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)型PWM定時(shí)器的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G9。4.12.3教學(xué)內(nèi)容13.1脈沖寬度調(diào)制原理13.2增強(qiáng)型PWM發(fā)生器模塊13.3設(shè)計(jì)實(shí)例4.12.3教學(xué)要求通過分析STC15系列單片機(jī)內(nèi)部增強(qiáng)型PWM發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及結(jié)合相關(guān)的文字說明和寄存器不同字段的功能介紹，掌握該模塊的主要原理和所實(shí)現(xiàn)的功能。通過設(shè)計(jì)實(shí)例的講解，使得學(xué)生能使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制。五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí)，主要在STC公司大學(xué)計(jì)劃提供的STC15系列單片機(jī)硬件開發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，軟件設(shè)計(jì)環(huán)境采用KeilμVision（C51版本）以及STC-ISP/AI-ISP軟件。5.1KeilμVison集成開發(fā)環(huán)境的下載、安裝和設(shè)計(jì)流程的實(shí)現(xiàn)（2學(xué)時(shí)）5.1.1教學(xué)目標(biāo)該實(shí)驗(yàn)使得掌握下載和安裝KeilμVision（C51版本）的方法。掌握將STC15系列8位單片機(jī)元件庫導(dǎo)入KeilμVision（C51版本）的方法。掌握KeilμVision（C51版本）中開發(fā)STC15系列8位8051單片機(jī)應(yīng)用程序的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G3。5.1.2教學(xué)內(nèi)容1．下載KeilμVision（C51版本）2．安裝KeilμVision（C51版本）3．授權(quán)KeilμVision（C51版本）4．從STC-ISP導(dǎo)入STC15系列8位8051單片機(jī)元件庫5．建立新的設(shè)計(jì)工程6．新建C語言文件7．設(shè)計(jì)編譯和鏈接8．下載設(shè)計(jì)5.1.3教學(xué)要求1．通過查閱教材第三章的內(nèi)容，獨(dú)立完成KeilμVision（C51版本）的下載和安裝。2．實(shí)現(xiàn)通過STC-ISP/AI-ISP軟件將STC15系列8位單片機(jī)元件庫導(dǎo)入到KeilμVision（C51版本）。3．通過一個(gè)給定的C語言設(shè)計(jì)實(shí)例，初步掌握使用KeilμVision（C51版本）和STC-ISP/AI-ISP軟件開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)流程，這個(gè)過程包括建立工程、建立C文件、編寫C語言代碼、設(shè)計(jì)編譯和鏈接、設(shè)計(jì)下載。5.2MCS-51指令集指令功能和格式的分析（2學(xué)時(shí)）5.2.1教學(xué)目標(biāo)該實(shí)驗(yàn)通過一個(gè)給定的匯編語言程序，在KeilμVision（C51版本）提供的純軟件仿真功能界面中，通過分析該程序中每條指令的格式和所實(shí)現(xiàn)的功能，掌握在KeilμVision（C51版本）中通過純軟件仿真調(diào)試程序代碼的方法，并且能根據(jù)KeilμVision（C51版本）調(diào)試器提供的各種工具，對程序執(zhí)行代碼的結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證。對應(yīng)的課程目標(biāo)G5。5.2.2教學(xué)內(nèi)容1．建立新的設(shè)計(jì)工程2．添加匯編設(shè)計(jì)文件3．添加匯編程序代碼4．設(shè)計(jì)編譯和鏈接5．設(shè)計(jì)的軟件仿真和調(diào)試5.2.3教學(xué)要求通過KeilμVision（C51版本）調(diào)試器的反匯編窗口，查看匯編助記符指令對應(yīng)的機(jī)器碼格式和指令所實(shí)現(xiàn)的功能，能熟練使用調(diào)試器中提供的各種軟件工具，分析和測試軟件代碼的執(zhí)行結(jié)果。能掌握使用斷點(diǎn)和單步運(yùn)行調(diào)試程序代碼的方法。5.3基于UART的異步串行通信實(shí)現(xiàn)（2學(xué)時(shí)）5.3.1教學(xué)目標(biāo)通過綜合使用STC15系列單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器模塊和UART模塊，實(shí)現(xiàn)異步串行通信。通過該實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊和UART模塊的工作原理。掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)基于UART的異步串行通信。掌握STC-ISP軟件內(nèi)串口調(diào)試助手工具的使用方法。掌握STC15系列單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)原理。掌握單片機(jī)開發(fā)過程中的軟件和硬件協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同調(diào)試的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G9。5.3.2教學(xué)內(nèi)容1．閱讀STC15系列單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電路設(shè)計(jì)原理圖，并分析硬件電路的設(shè)計(jì)原理2．根據(jù)給定的設(shè)計(jì)題目，規(guī)劃軟件開發(fā)的設(shè)計(jì)思路3．繪制軟件設(shè)計(jì)的流程圖4．將硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和PC/筆記本電腦進(jìn)行連接，必要時(shí)需要首先在硬件開發(fā)平臺(tái)外面添加硬件電路。5．建立新的設(shè)計(jì)工程6．添加匯編語言/C語言設(shè)計(jì)文件7．添加匯編語言/C語言代碼8．設(shè)計(jì)編譯和鏈接9．設(shè)計(jì)的硬件在線調(diào)試功能5.3.3教學(xué)要求通過閱讀單片機(jī)硬件開發(fā)平臺(tái)的原理圖，掌握硬件的設(shè)計(jì)思路。通過規(guī)劃軟件設(shè)計(jì)思路、繪制軟件流程圖和編寫軟件代碼，養(yǎng)成良好的應(yīng)用程序開發(fā)習(xí)慣。掌握STC15系列硬件在線調(diào)試的方法，在遇到系統(tǒng)運(yùn)行故障時(shí)，能合理借助硬件在線調(diào)試功能查找硬件設(shè)計(jì)的故障。5.4直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制（2學(xué)時(shí)）5.4.1教學(xué)目標(biāo)掌握增強(qiáng)型PWM定時(shí)器的原理。掌握四線直流電機(jī)的工作原理。掌握使用匯編語言/C語言編寫應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的方法。掌握使用硬件在線調(diào)試功能調(diào)試軟件和硬件系統(tǒng)的方法。掌握單片機(jī)開發(fā)中軟件和硬件協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同調(diào)試的方法。對應(yīng)的課程目標(biāo)G9。5.4.2教學(xué)內(nèi)容1．閱讀直流電機(jī)的使用說明書，掌握驅(qū)動(dòng)和控制直流電機(jī)的方法2．通過驅(qū)動(dòng)電路將直流電機(jī)與STC15系列單片機(jī)硬件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行連接3．閱讀字符1602LCD的使用說明書，掌握1602LCD的驅(qū)動(dòng)原理4．將字符1602LCD與STC15系列單片機(jī)硬件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行連接5．建立新的設(shè)計(jì)工程6．添加匯編語言/C語言設(shè)計(jì)文件7．添加匯編語言/C語言代碼8．設(shè)計(jì)編譯和鏈接9．設(shè)計(jì)的硬件在線調(diào)試功能5.4.3教學(xué)要求通過閱讀使用說明書，掌握正確控制和驅(qū)動(dòng)硬件工作的方法。掌握在復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)中，軟件和硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法。掌握使用匯編語言/C語言開發(fā)軟件應(yīng)用程序的方法。掌握使用硬件在線調(diào)試功能調(diào)試軟件和硬件系統(tǒng)的方法。六、考核方式和評分標(biāo)準(zhǔn)6.1考核方式和內(nèi)容本課程的考核方式全部采用過程性考核和結(jié)果性考核。其中，過程考核包括上課出勤和參與度、課后作業(yè)。結(jié)果性考核包括大論文。課程最終考核成績是由過程性考核和結(jié)果性考核的綜合評定，并以此為依據(jù)進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成情況的評價(jià)，具體如下表所示。表2課程考核方式和內(nèi)容及所占比例考核方式考核方式所占比例主要考核內(nèi)容過程性考核（50%）出勤10%課程出勤情況作業(yè)40%課后作業(yè)的完成質(zhì)量結(jié)果性考核（50%）大論文50%設(shè)計(jì)操作和設(shè)計(jì)報(bào)告表3課程考核方式和內(nèi)容及其對課程目