1、单片机应用技术课程标准一、课程信息课程名称：单片机应用技术 课程代码： 学时/学分： 4 学分 适用专业：电子、通信类专业先 修 课：电子应用技术，C 语言等 后 续 课：电子产品维修等开课学院或教研室： 执笔： 审核：（教研室主任签字） 日期： 年 月审定：（学院院长签字） 日期： 年 月二、课程性质与作用单片机应用技术是电子通信类专业的专业核心课，也是理工科学生学习、掌握单片机在控制领域应用开发的入门课程。本课程以 51 单片机为范例，以应用为出发点，使学生在熟练掌握单片机的内部结构、工作原理、程序设计等内容的基础上，获得在相应专业领域内应用单片机的初步能力，为毕业后的就业打下坚实的基础。
2、本课程计划教学学时为：64 学时+2 周（专周实训）。三、本课程与其它课程关系本课程在第三学期开设，在电子与通信课程体系中，本课程是一个培养综合技能和职业岗位能力的课程，其相关课程如下表所示：先修课程 为本课程支撑的主要能力 后续课程 本课程提供的主要能力电子技术基础具备使用电路分析思维与方法进行电路分析与应用能力电子设计与自动化提供具备使用单片机技术进行电子应用辅助设计的能力电子产品工艺具备正确使用电工工具，仪表进行焊接、制作与装配能力智能产品维修提供运用单片机技术维修相关智能产品的能力。电子应用 具备典型电子电路设计、调 毕业/综合 提供具备使用单片机技术进技术 试与应用能力 设计 行电子
3、系统设计的能力程序设计 具备程序编写与设计能力四、课程教育教学目标1知识目标（1）熟悉 80C51 的内部结构以及工作原理；（2）掌握 80C51 单片机存储空间、SFR、工作寄存器的使用；（3）掌握 C 语言应用以及程序设计；（4）掌握 MCS-51 单片机定时 /记数器、中断以及串行口的使用 ；（5）熟悉掌握存储器及其典型接口的扩展及编程技术。2能力目标（1）帮助学生熟悉 80C51 系列单片机的特征、内部接口电路和工作原理，学习C 语言的应用程序设计；（2）培养学生在自动化、检测技术、信号处理以及电力传动等领域应用单片机的能力，培养学生设计和开发单片机应用系统的能力。3素质目标（1）具备
4、良好的工作态度、责任心。（2）具有较强的团队意识和协作能力。（3）具有较强的学习能力、吃苦耐劳精神。（4）具有较强的语言表达能力和协调人际关系能力。（5）具有认识自身发展重要性以及确立自身继续发展目标的能力。五、课程教学内容和建议学时第一章 80C51 单片机基础【教学内容】1.1 单片机及其发展应用单片机的产生及发展单片机、单片机系统及单片机应用系统常用单片机简介单片机的应用1.2 80C51 单片机的内部结构80C51 单片机和 80C51 系列单片机80C51 单片机的基本组成80C51 典型产品的资源配置80C51 的内部结构80C51 引脚功能1.3 80C51 单片机的存储器结构程
5、序存储器 ROM数据存储器 RAM特殊功能寄存器1.4 80C51 单片机的并行 I/O 接口并行 I/O 接口的结构特点并行 I/O 接口的应用特性并行 I/O 接口的负载能力1.5 时钟与时序时钟电路CPU 时序1.6 复位电路复位方式复位方法【目的要求】理解：微型计算机的工作原理；单片机最小应用系统、单片机编程、烧录和运行的基本概念，单片机时钟电路与输入输出口以及引脚的使用，注意“地址重叠”的问题和程序状态字 PSW 中各位的含义。熟练掌握：二进制数、十进制数、八进制数和十六进制数及其之间的相互转换；计算机存储容量单位之间的换算关系；微型计算机的基本结构以及各个部分的主要功能；单片机芯片
6、内部的组成及存储器结构，特别是片内 RAM 和并行 I/O 口的使用方法。在实训方面，主要掌握单片机应用系统的基本结构、设计过程、开发工具和方法；学会硬件系统和软件系统的设计特点、原则、要点和方法；Keil C51 的使用方法，包括项目文件的建立、修改、添加、编译、连接等；Keil C51 的调试技巧，包括设置和删除断点、查看和修改寄存器内容、并行口和定时器/计数器的使用等技巧。了解：BCD 码和 ASCII 码的编码规则；单片机的发展、特点、基本组成、应用领域、学习方法以及典型单片机系列的基本情况；单片机的硬件系统，存储器的分类和工作原理，SFR 的功能介绍及使用方法。【重点难点】计算机中不
7、同数制之间的转换，微型计算机的基本结构以及各个部分的主要功能，单片机芯片内部的组成及存储器结构，特别是片内 RAM 和并行 I/O 口的使用方法。【课时分配】6 学时【实训与作业】 单灯点亮第二章 单片机编程基础【教学内容】 2.1 单片机语言系统概述单片机系统概述2.2 单片机编程基本语句2.3 选择与条件编程语句2.4 逻辑运算与循环类指令逻辑“与”运算指令逻辑“或”运算指令逻辑“异或”运算指令2.5 控制转移类指令无条件转移条件转移调用与返回2.6 位操作指令位传送指令位变量修改指令位逻辑运算指令条件转移类指令【目的要求】理解：程序常用语法的格式和特点掌握：各种寻址方式、常用指令（包括伪
8、指令）的功能和使用方法。注意几个中断入口地址在程序存储器中的位置以及 16 位数据指针 DPTR 和两个 8 位数据R0、R1 指针的使用方法。了解：单片机的寻址方式和指令系统功能，特别是其位寻址功能。【重点难点】各种寻址方式、常用指令（包括伪指令）的功能和使用方法。【课时分配】8 学时【实训与作业】流水灯及系统脱机运行第三章 单片机编程技术【教学内容】3.1 程序设计方法及技巧程序设计流程程序编程技巧程序语言的语句格式3.2 源程序的编制源程序的编辑和汇编3.3 基本程序结构顺序程序分支程序循环程序3.4 程序设计实例数据极值查找程序数码转换程序【目的要求】了解：单片机编程语言的特点。掌握：
9、单片机编程语言设计的一般步骤，简单结构、分支结构、循环结构程序以及查表程序的分析和设计，子程序设计的技巧，能够分析常见的应用子程序，掌握堆栈的基本操作。【重点难点】简单结构、分支结构、循环结构程序以及查表程序的分析和设计，子程序设计的技巧【课时分配】10 学时【实训与作业】 以循环方式实现流水灯第四章 中断系统和定时 /计数器【教学内容】4.1 中断系统中断系统的基本概念中断源中断控制中断响应中断嵌套4.2 中断的应用中断应用指导4.3 定时/计数器定时/计数器结构定时/计数器控制定时/计数器工作方式4.4 定时/计数器应用与训练应用指导基本训练初始化训练应用实例4.5 中断与定时/计数器综合
10、应用举例概述4.6 外部中断源的扩展（略讲）利用定时器溢出中断扩展外部中断源利用中断与查询相结合的方式扩展外部中断源【目的要求】掌握：MCS-51 单片机的五个中断源，和中断有关的特殊功能寄存器的功能和使用方法，能设计简单的中断应用的硬件和软件，采用中断方式的简单双机通信编程；定时器/计数器的几种工作方式，工作方式设置、置初值等定时器 /计数器的初始化编程。理解：中断的意义，中断处理过程，定时/计数器接口、单片机定时和计数、串行和中断的综合应用。【重点难点】定时器/计数器的几种工作方式，工作方式设置、置初值等定时器 /计数器的初始化编程，采用中断方式的简单双机通信编程。【课时分配】10 学时【
11、实训与作业】中断控制流水灯 音乐门铃第五章 串行口与通信【教学内容】5.1 串行通信基础知识串行通信基础知识串行通信的方式串行通信的传输速率调制解调器5.2 串行口的基本结构和工作方式串行口的基本组成串行口的特殊功能控制寄存器串行口的四种工作方式5.3 串行通信的常用标准接口RS-232C 接口RS-485 接口5.4 串行口应用与训练应用指导基本训练5.5 单片机串行口应用举例单片机与显示器的串行通信多机通信 【目的要求】理解：MCS-51 串行口的四种工作方式。掌握：串行口结构与工作原理，波特率的计算以及串口设置编程。了解：同步通信、异步通信的通信格式，串行通信的制式。【重点难点】串行口结
12、构与工作原理，波特率的计算以及串口设置编程。【课时分配】8 学时【实训与作业】串行输出控制彩灯 双机通信第六章 80C51 的系统扩展【教学内容】6.1 系统扩展概述系统扩展的概念扩展系统总线结构6.2 存储器扩展存储器的分类常用存储器扩展芯片扩展 EEPROM 程序存储器扩展 EEPROM 数据存储器存储器的综合扩展6.3 并行 I/O 扩展I/O 接口简介并行 I/O 口的简单扩展可编程 I/O 扩展芯片 81556.4 显示器接口技术LED 数码显示器点矩阵显示器6.5 键盘接口独立式按键矩阵式键盘【目的要求】掌握：单片机系统扩展技术及应用系统设计方法。学会程序存储器和数据存储器及输入/
13、输出口扩展的方法以及单片机与键盘、LED 等的接口原理、技术与方法。注意片内 RAM、输入/输出口和系统地址空间的使用分配以及一些常用扩展芯片的接口方法和访问控制方法。了解：常见专用芯片的结构原理以及与单片机的接口技术【重点难点】单片机系统扩展技术及应用系统设计方法。【课时分配】8 学时【实训与作业】交通路口读秒计时显示器 矩阵式键盘的扩展第七章 80C51 的测控技术【教学内容】7.1 数/模转换接口DAC0832 的结构DAC0832 与 80C51 的接口与编程7.2 模/数转换接口ADC0809 的结构ADC0809 与 80C51 的接口与编程ADC0809 应用指导ADC0809
14、应用实例【目的要求】掌握：A/D 和 D/A 转换接口电路及其使用方法，学会单片机与 DAC0832 和ADC0809 的接口电路与程序设计。【重点难点】A/D和D/A转换接口电路及其使用方法【课时分配】8 学时【实训与作业】 简易数字电压表 简易波形发生器第八章 单片机系统的抗干扰技术【教学内容】8.1 干扰的来源8.2 主要干扰通道及抗干扰措施【目的要求】熟悉单片机系统的各种干扰来源及形式，学会供电系统及过程通道的抗干扰措施；能说出印制电路板设计中所体现的抗干扰措施，学习软件设计陷阱及看门狗电路。【重点难点】印制电路板设计中的抗干扰措施，软件设计陷阱及看门狗电路。【课时分配】4 学时（二）
15、课程课时分配课 时 分 配序号章节理论课 习题课 实训课 共计1 80C51单片机基础 4 0 2 62 单片机编程基础 4 0 4 83 单片机编程技术 4 1 5 104 中断系统和定时/计数器 4 1 5 105 串行口与通信 3 0 5 86 80C51的系统扩展 3 0 5 87 80C51的测控技术 2 1 5 88 单片机系统的抗干扰技术 2 1 3 6合 计 26 4 34 64六、实践教学基本要求实训项目一 循环彩灯控制实训目的：（1）熟练掌握单片机实训软硬件环境（2）了解循环彩灯的工作原理（3）掌握直控式按键的控制方法实训内容：（1）画出该部分的硬件电路图并作分析（2）编写
16、并调试程序,完成各种循环灯的效果（3）通过拨码开关实现对各种彩灯效果的切换功能实训项目二、单片机电子钟实训目的：（1）掌握单片机利用动态扫描技术进行多个数码管显示的电路组成的编程方法.（2）掌握利用单片机的定时器资源实现时钟功能的程序组成（3）掌握中等规模程序的编写及调试方法实训内容：（1）绘制并分析该部分的电路原理图（2）根据已有的电路图对数码管显示进行编码,编写相应的时钟程序（3）在软件调试完成的情况下进行硬件调试,实现预定的功能（4）编写和调试类似相关功能程序.如定时装置,倒计时跑表等实训项目三、单片机频率计实训目的：（1）熟悉频率计的工作原理及实现方法（2）掌握单片机定时和计数功能的综
17、合应用的编程（3）掌握双字节二进制转换为 BCD 码的编程方法实训内容：（1）绘制并分析频率计的电路原理图（2）根据频率计的要求综合编写定时和计数程序（3）在软件调试完成的情况下进行硬件调试,实现预定的功能（4）进行更能扩展，实现频率计可切换量程功能实训项目四、单片机红外接收解码装置（选）实训目的：（1）理解红外遥控编解码原理（2）掌握利用单片机编成实现解码的过程和方法（3）掌握利用单片机结合一体化红外线接收头实现多路电器开关控制的电路组成及编程方法。实训内容：（1）绘制并分析该部分的电路原理图（2）编写程序实现对电视机遥控器发送的红外遥控信号的解码（3）在上面程序的基础上编写程序实现对多路电
18、器的遥控开关控制（4）内置密码，实现简易的密码装置功能实训项目五、单片机电子音乐实训目的：（1）了解有关音乐音符，节拍等相关知识（2）掌握利用单片机.产生音乐的方法（3）掌握单片机编程实现各种乐谱的音乐的方法实训内容：（1）绘制并分单片机电子音乐的电路原理图（2）根据电子音乐的功能编写单曲音乐的程序（3）功能扩展，实现多曲音乐的自动播放或手动切换功能实训项目六、单片机串行通信实训内容：（1）利用串行通信模式 0，通过串并转换器件实现数据输出控制（2）利用模式 1，2 实现单片机双机串行通信（3）单片机与 PC 机之间的串行通信实训目的：（1）掌握单片机四种串行工作模式的各自特点和使用方法（2）
19、掌握单片机实现双机通信的编程方法（3）理解计算机串行通信组件的相关知识，掌握计算机与单片机串行通信的编程方法实训项目七、数字温度传感器 DS18B20 测温实训内容：（1）绘制测温电路的相关电路原理图（2）编写程序，实现精度为 1 度的温度的采集和显示功能（3）功能扩展，实现精度为 0.1 度的温度的采集和显示功能实训目的：（1）熟悉 DS18B20 的工作原理，理解单线读写控制方法（2）掌握单总线对 DS18B20 测温程序的编写（3）理解测温和显示的资源调配，掌握测温值中小数部分的提取方法实训项目八、综合测验实训内容：从前面实训项目中抽取一些内容，作出适当改动，进行测试实训目的：测试学生对
20、实训内容的掌握情况，实现教学反馈功能，同时给学生一定的学习压力，提高学习的积极性。七、教学方式及说明联合采用讲授法、案例教学法、多媒体组合教学法等多种教学方式，针对该课程特点，努力走实践、理论、再实践之路，将理论学习、实践应用、产品制作有机地结合为一体，以理论教学为基础，以实践训练为重点，以掌握知识和技能为教学目标，充分发挥教与学的积极性，激发学生的学习热情，提高课堂教学效果。要达到以上目标，该课程应该达到以下要求：1.教师的基本要求该课程教学载体大都选择电子产品设计案例，因此课程的开发设计、课程的教学实施对实施课程教学的教师的工程实践技能要求较高，建议校企合作共同建设专兼职结合的教师团队。主
21、要要求如下：（1）良好的职业和个人素养，具有团队精神，责任感强。（2）具备在生活、学习和工作中有一定的单片机产品开发的能力。（3）熟悉当今主流单片机，能够熟练地运用各类型单片机。（4）具有单片机产品开发的实际工作能力和经验。（5）具备开发课程的能力和从事工作过程分析的能力，有职业实践经历。（6）具有很强的指导和解决学生在学习中出现问题的能力和经验。（7）具备专业知识和教育学知识。2.教学环境基本要求（1）多媒体教室。（2）基于局域网和校园网的单片机专用实训机房。（3）学生用机（计算机，单片机实验箱）比例为 1:1.3.教学资源基本要求（1）立体化教材。（2）实训指导书和技术手册。（3）多媒体课
22、件。（4）项目案例。（5）软件（程序烧录软件，Proteus,Keil 等软件） 。（6）课程网站。4.实施要求（1）教学方法建议：根据行动导向的指导原则，设计和组织课堂教学活动时，可以设计和采用多种教学方法，如任务驱动法、引导文法、演示法、总结归纳法等。而综合设计则采用项目教学法、小组教学法，以培养学生的综合能力和适应岗位的能力。（2）教学教师配置建议：在实施项目教学时，每一位任课教师直接指导的学生数不能太多，否则无法达到有效的教学效果。建议采用小班教学或分组教学模式，并且每一位任课老师直接指导的学生数以不超过 20 人为宜。八、考核方式建立了体现职业能力为核心的课程考核标准，建立分模块的课
23、程考核评价方式，每个课程模块既考核学生所学的知识，也考核学生掌握的技能级学习态度，采用形成性评价与中介性评价相结合，操作、制作作品相结合额的考核评价模式。 （备注：注重过程性考核）其中形成性考核占 20%，实训考核占 30%，期末考核占 50%。具体考核标准可以参考下表：考核内容 评价标准 备注学习过程（10 分）学习积极主动，不缺勤，810 分学习认真，按要求完成任务，考勤良好，57 分学习态度差，5 分以下实训结果（15 分）实训项目完成，报告完整、规范，1215 分实训项目基本完成，报告较完整、规范,811 分实训项目完成差，报告错误或不完整，8 分以下实训操作（15 分）操作规范，12
24、15 分基本规范，811 分不规范，8 分以下每个项目都要按照此内容考核其它能力（10 分）较强的组织、沟通能力，善于解决问题，克服困难，1215 分能与他人合作、协调工作，能分析问题、解决问题，811 分缺乏与人合作、沟通能力，缺乏进取精神，8 分以下期末考核（50 分）按照试卷分数或期末综合实训项目完成情况进行分数折算九、教学资料1.教材：单片机应用技术, 王静霞主编, 电子工业出版社, 2013 年 7 月第 3 版2.参考资料：(1)石文华等编著，单片机原理及应用，中国电力出版社，2010.2(2)梅丽凤等编著，单片机原理及接口技术，北京交通大学出版社，2011.8(3)邱丽芳主编，单片机原理与应用，人民邮电出版社，2009.10(4)郑毛祥主编，单片机应用基础，人民邮电出版社，2013.2(5)吴建宁主编，单片机原理与应用，北京邮电大学出版社，2012（2009.6重印）十、课程标准编制依据1、根据我校人才培养的总体目标及各专业人才培养方案确定的课程性质、定位和目标要求。2、参照相关教学指导委员会的专业规范，认证标准和课程教学基本要求，结合后阶段继续学习的要求进行教学分析，确定符合我校人才培养总体目标要求的课程内容。3、根据学科和专业的发展趋势，改革课程教学内容，建立突出实践能力和创新能力培养的课程标准，规范教学基本要求，确定课程考核评价办法。
