《单片机原理及应用实验》课程教学大纲
一、课程性质和目的
本课程是电气信息类 (电子信息工程、自动化、生物医学工程、电气工程及其自动化、通信工程) 专业的一门实验教学必修课程。
本课程的主要任务是完成《单片机原理及应用》理论课程的实验教学。
通过本实验课程，使学生能理论联系实际，培养学生的设计能力、动手能力、创新能力，全面提高学生的综合运用能力，为后续的课设计和将来参加工作打下坚实的应用基础。
二、课程的基本要求
1、使学生掌握单片机原理与应用的基础知识，建立起单片机应用系统的概念；
2、能够运用已掌握的知识分析并设计单片机应用系统的基本软件、硬件模块；
3、熟练掌握单片机仿真开发系统的使用并能使用该系统完成软、硬件的调试；
4、掌握单片机应用系统设计的基本技能和方法，注重学生的系统概念和综合设计分析能力的培养。
三、课程的内容与要求
《单片机原理及应用》实验（20学时），占1个学分，同时，根据理论课程的教学安排，在第6学期开设《单片机原理及应用》实验。
实验一实验环境使用及指令系统实验
1、实验目的和要求
通过实验熟悉软件仿真环境和MCS-51系列单片机指令系统；掌握简单的程序编制、调试方法、熟练掌握单字节及多字节二进制无符号数的运算方法。
2、实验内容
掌握软件仿真环境，掌握数据传送类指令，包括内RAM数据间传输、外RAM数据间传输、内外RAM之间数据传输、查表指令、堆栈操作等；掌握数据运算类指令、逻辑运算类指令，包括加、减、乘、除、逻辑与、逻辑或、位取反等指令，同时掌握多字节的二进制运算等。
实验二顺序、分支、循环、子程序等程序结构设计实验
1、实验目的和要求
熟悉并掌握顺序结构、分支结构、程序循环结构、子程序的编程方法和技巧。
2、实验内容
顺序：对给定的变量进行查表，表格形式可以是字节、字类型。
分支：统计给定数据块正、负数的个数；简单的分段函数计算。
循环：连续地址数据块的复制；给定数据块中找最小值；多个数据的算术运算等。
子程序：多个数据的ASCII码转换，编制多个数据的排序的子程序。
实验三外部中断系统的应用
1、实验目的和要求
熟悉并掌握外部中断的编程方法和技巧，并加深对MCS-51系列单片机中断系统硬件结构的认识。
2、实验内容
采用下降沿触发的中断方式设计一个事故检测装置。
要求：设备正常工作时，绿色指示灯亮，红色指示灯灭；设备出现故障时，绿色指示灯灭，红色指示灯亮。
实验四外部中断及定时器应用实验
1、实验目的和要求
熟悉并掌握外部中断的编程方法和技巧，熟悉定时器/计数器的工作原理并掌握其编程方法和技巧，并加深对MCS-51系列单片机中断系统硬件结构的理解及运用。
2、实验内容
①外部中断：用外部中断（下降沿）设计一个事故检测装置。
②用定时器产生LED闪烁信号；产生矩形波信号。
③用计数器方式对外部信号进行计数，并产生计数中断标志信号。
实验四定时器/计数器实验
1、实验目的和要求
熟悉定时器/计数器的工作原理并掌握其编程方法和技巧，加深对中断的理解及运用。
2、实验内容
①利用定时器T0的方式1编制一段程序。
在P1.7引脚上输出一个方波控制一个红色指示灯。
a.输出周期为40ms的方波，观察指示灯的变化。
b.输出周期为200ms的方波，观察指示灯的变化。
②设单片机的时钟为6MHz，请利用定时器T0编出使P1.0引脚输出2ms的矩形波程序，要求占空比系数为1：3。
③利用计数器T1(P3.5)记录脉冲的个数。
每计满10个脉冲，使灯亮1秒，然后重新计数，循环以上操作。
实验五串行通信实验
1、实验目的和要求
熟悉并掌握串行通信的工作原理以及编程方法和技巧；加深对MCS-51系列单片机UART硬件结构的认识。
2、实验内容
现有两台单片机应用系统。
甲机发送内存中以TR_BUF为首地址的10个数据串，乙机把接收到的数据存入以RC_BUF为首地址的内存单元中。
设甲、乙两机的振荡频率为6MHz，串行口均工作在方式1下。
要求甲机用查询方式编程，乙机用中断方式编程。
实验六键盘/显示实验
1、实验目的和要求
掌握键盘和显示器的接口方法和编程方法；掌握行列扫描式键盘和动态显示的工作原理。
2、实验内容
利用实验系统提供的键盘电路和显示电路，做一个行列扫描式键盘和数码显示实验，把按下键盘的键码在数码管上显示出来。
实验程序可分成三个模块。
①键输入模块：扫描键盘、读取一次键盘并将键值存入键值缓冲单元。
②显示模块：将显示单元的内容在显示器上动态显示。
③主程序：调用键输入模块和显示模块。
实验七Ａ/Ｄ转换实验
1、实验目的和要求
掌握A/D转换与单片机的接口方法；了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法；通过实验了解单片机如何进行数据采集。
2、实验内容
利用实验仪上的ADC0809做A/D转换实验，实验仪上的电位器W1提供模拟量输入。
编制程序，将模拟量转换成数字量，通过三位数码管显示。
实验八Ｄ/Ａ转换实验
1、实验目的和要求
掌握D/A转换与单片机的接口方法；熟悉D/A转换芯片DAC0832的性能及编程方法；掌握单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法。
2、实验内容
利用D/A转换器DAC0832输出一个方波（三角波、正弦波）。
实验九步进电机实验
1、实验目的和要求
了解步进电机控制的基本原理；掌握步进电机转动编程方法。
2、实验内容
从键盘上输入正、反转命令，转速参数和转动步数显示在显示器上，CPU再读取显示器上显示的正、反转命令，转速级数（16级）和转动步数后执行。
转动步数减为零时停止转动。
实验十 16×16点阵显示实验
1、实验目的
利用单片机I/O口或以扩展锁存器的方式控制点阵显示；掌握单片机与16×16点阵块之间接口电路设计及编程。
2、实验内容
利用实验系统16×16点阵实验单元，以两种方式控制点阵显示。
要求编制程序实现汉字点阵循环显示。
四、教学学时分配
本课程安排的实验项目根据《单片机原理及应用》课程开设的时间以及课程的内容进行。
《单片机原理及应用》的实验部分安排10个实验内容，教学计划课内学时为20学时。
学生还可通过课外实验室开放时间申请做其余的实验项目。
《单片机原理及应用实验》学时安排表（共20学时）
五、教材及主要教学参考书
［1］薛琳、黄鹤松编.单片机实验.山东科技大学内部编制讲义.2006.9
［2］魏立峰、王宝兴等编.单片机原理与应用技术.第一版.北京大学出版社.2006.8 ［3］胡汉才编著.单片机原理及接口技术.第二版.清华大学出版社.2005.3
撰稿人：黄鹤松、薛琳
审稿人：赵洪亮。