《微机原理》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：微机原理英文名称：Principle of Microcomputer二、课程编码及性质课程编码：0800305课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：32学分：2.0四、先修课程电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、C语言及其编程五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生与电子封装技术专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）《微机原理》是材料加工工程专业学生必修专业课程之一，其教学的主要目的包括：1、通过一门理论性、实践性和实用性很强的职业技能课程，增强学生的分析问题能力、编写程序能力与动手能力。
2、深入了解单片微型计算机的原理与结构，为今后成型设备开发打下牢固的理论基础。
3、系统掌握单片机的指令系统、接口技术和一般应用开发方法，为今后设计实际的单片机应用系统打下牢固的理论基础。
4、了解微型计算机技术的发展前沿，掌握其发展特点与动向，具备研发单片机的基础与能力。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）当今计算机技术飞速发展，本课程以介绍单片微型计算机中最典型的8051为主体、以讲述单片机结构与应用为重点；2）在全面了解与掌握单片微型计算机种类及结构特点的基础上，重点学习汇编语言开发单片微型计算机技术；3）课程将重点或详细介绍新颖的流行的微型控制器及其开发方法，为同学提供更多的实践机会；4）重点学习的章节内容包括：第2章“单片机的结构和原理”（4学时）、第3章“单片机的指令系统”（4学时）、第4章“汇编语言程序设计基础”（8学时）、第6章“单片机的定时/计数器”（8学时）。
教学难点：1）单片机原理与接口技术课程是实践性极强的课程之一，本课程将密切结合学生的生产实习、课程设置、实验课等实践环节，培养学生对单片微型计算机的认识及设计能力，提高授课质量与效果。
2）通过本课程学习，要求掌握单片微型计算机中的工作原理、结构特点、应用范围、控制方法等，具备合理开发单片微型计算机实践的能力。
八、教学方法与手段：教学方法：（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，设备照片，影像资料等），讲授各类成型装备的工作原理、结构组成及应用特点，以提高教学效果及效率；（2）采用课堂教学与学生实验、交流讨论等方式，进行课堂互动，吸引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果；（3）采用实践课程，让学生自己动手，实践所学知识与技能的同时，发挥创意，做出独立的作品。
教学手段：（1）以常见的、典型（重要）单片微型计算机为讲解对象，深入讲解单片微型计算机的结构及特点，使学生具备设计（开发）满足特定材料成型及控制工程需求的设备及控制系统的基本能力；（2）仔细讲解单片微型计算机开发过程中所需要的应用的汇编语言；再结合必要的实验教学与实践环节，加深学生对汇编语言的理解与掌握，提高授课质量与效果；（3）尽量采用小班教学进行实验课程，要求根据自己的兴趣，基于单片机实验设备，完成1种含输入与输出的、独立功能的作品，并将该作品进行展示。
其它同学对该学生的汇报情况进行评价与交流；汇报展示后，全体学生进行讨论交流，提高课堂互动频率与水平。
九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
表2 基本教学内容与学时安排（2）具体内容各章节的具体内容如下：第1章单片机概述1.1 了解单片机的发展、单片机的应用领域；理解嵌入式系统；掌握单片机的概念。
第2章单片机结构和原理2.1．单片机内部组成及引脚功能：掌握单片机内部结构、单片机的引脚功能。
2.2．布尔处理机：理解布尔处理机的功能。
2.3．存储器组织：理解片内数据存储器、片内程序存储器；掌握存储器的特点。
2.4．并行I/O口电路结构及应用特性：了解P1口；理解P3口；掌握P0口、P2口。
2.5．时钟电路与CPU时序：了解时钟电路；理解时序定时单位；掌握典型指令取指、执行时序。
2.6．单片机工作方式：了解程序执行方式、单步执行方式、低功耗操作方式；理解复位方式和复位电路。
第3章单片机的指令系统3.1．单片机指令系统概述：了解计算机常用的编程语言、指令系统分类；理解指令系统标识符；掌握指令格式、寻址方式及寻址空间。
3.2．数据传送类指令：掌握A与外部RAM、A与ROM、内部RAM单元之间数据传送指令，栈操作指令和数据交换指令。
3.3．算术运算类指令：理解乘法指令、除法指令；掌握加法指令和减法指令。
3.4．逻辑操作类指令：掌握单操作数、双操作数运算指令。
3.5．控制转移类指令：理解空操作指令；掌握无条件转移指令、条件转移指令和子程序调用与返回指令。
3.6．位操作指令：理解位条件转移指令；掌握位传送、位置位、位复位和位逻辑运算指令。
3.7．伪指令：掌握常用的伪指令。
第4章汇编语言程序设计基础4.1．汇编语言程序的设计方法：了解汇编语言程序设计的步骤。
4.2．汇编语言程序结构：理解子程序设计；掌握顺序结构、分支结构和循环结构程序设计。
4.3．汇编语言的编辑与汇编：了解汇编语言程序的编辑；理解源程序的汇编。
第5章单片机的中断系统5.1．中断的概念：理解中断的含义。
5.2．单片机的中断源：掌握单片机的中断源。
5.3．中断控制：掌握定时器控制寄存器、串行口控制寄存器、中断允许寄存器和中断优先级控制寄存器。
5.4．中断处理过程：理解中断响应，掌握中断采样、中断查询和中断返回。
5.5．中断请求的撤除：掌握各种中断请求的撤除方法。
5.6．外部中断的应用：掌握用查询方式、中断方式实现外部中断。
第6章单片机的定时/计数器6.1．定时器的定时与计数功能：了解定时器功能；掌握定时器的计数和定时功能的实现。
6.2．定时器的有关寄存器：理解定时器控制寄存器（TCON）和定时器工作方式控制寄存器（TMOD）的功能；掌握定时器控制寄存器（TCON）和定时器工作方式控制寄存器（TMOD）的应用。
6.3．定时器的4种工作方式：理解4种工作方式的特点；掌握4种工作方式的选择与应用。
6.4．定时器的综合应用：掌握定时器工作方式的确定、基本定时时间的确定和初值的确定。
第7章串行接口技术7.1．串行通信概述：理解同步通信与异步通信；掌握串行通信的制式、串行通信的传送速率。
7.2．单片机串行口简介：了解串行口结构；掌握串行口控制和波特率设计。
7.3．串行口工作方式：理解四种工作方式的特点；掌握四种工作方式初始化程序设计。
7.4．单片机与PC的通信：了解接口设计；理解基于BIOS功能调用的串行通信程序设计；掌握用汇编语言编写异步串行通信程序。
第8章单片机系统扩展8.1．单片机扩展系统概述：理解单片机扩展系统结构；掌握存储器及外部I/O口的编址技术。
8.2．程序存储器的扩展：了解常用程序存储器芯片；掌握程序存储器的扩展技术。
8.3．数据存储器的扩展：了解常用数据存储器芯片；掌握数据存储器的扩展技术。
8.4．I/O口的扩展：了解简单I/O口扩展；掌握8255可编程I/O接口扩展技术。
第9章模拟电路接口设计9.1．D/A接口技术：了解D/A转换器的基本原理；掌握D/A转换芯片DAC0832与单片机的接口技术。
9.2．A/D接口技术：了解A/D转换器的基本原理及技术指标；掌握A/D 转换芯片ADC0809与单片机的接口技术。
（3）各章节的课后思考题（作业）及讨论要求思考题（课后作业）：第1章思考题：1．简述89c51各IO口的驱动能力。
2，简述89c51的结构。
第2章思考题：1．说明51单片机读端口锁存器的必要性，为什么？ 第3章思考题：1．为什么51单片机在读口的引脚状态时，许先向端口写“1”，请用图3-1 P1结构图加以说明。
第4章思考题：1．用汇编语言编程时，在51系列单片机执行中断服务程序的指令较多时，为什么一般都要在入口地址（又称中断矢量地址）开始的地方放一条跳转指令？ 2．为什么一般都把主程序的起始地址放在0030H 之后？第5章思考题：1．编写程序，每次按键使外部中断0产生中断，在中断服务程序中使外接发光二极管LED 改变一次亮灭状态。
2．什么是中断？中断与子程序最本质的区别？3．编制中断服务程序时，为什么在主程序的初始化程序中，必须设置EA ＝1 这条指令（或达到同样功能的对IE 赋值的指令），以及在中断服务程序中为什么通常需要保护现场和恢复现场？4．单片机89C51有哪些中断源，CPU 对其中断如何请求？5．简述单片机89C51中断的自然优先级顺序，如何提高某一中断源的优先级别。
6．简述51系列单片机中断响应的条件。
写锁存器内部总线图3-1 P1口结构图7．中断服务子程序返回指令RETI 和普通子程序返回指令RET 的区别？2．1INT 引脚输入被检测信号，用门控方式测量正脉冲宽度（设脉宽小于65.5ms ）。
3．如图6.2,已知MCS-51单片机系统晶振频率为12MHz ，试编写程序，用定时器T0，工作方式2，使P1.0引脚输出如下周期方波。
4．利用51单片机的定时器和中断方式，在共阳极的两个LED 上显示00～99（每次增加1秒）反复循环的秒钟。
请设计电路原理图和程序。
5．简述51单片机定时/计数器4种工作模式的特点。
6．定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关？7．画出51单片机计数/定时器方式1的逻辑结构框图，说明它们的工作原理，如何使用门控和非门控启动计数的方法。
8．在使用8051的定时器/计数器前，应对它进行初始化，其步骤是什么？ 9．在有串行通信时，定时器/计数器1的作用是什么，怎样确定串行口的波特率？第7章思考题：1．用串口调试软件（可以从网上下载）从PC 机以串口方式1每隔1秒依次发送0－9，请编写一程序，在51单片机上接收PC 的数据，同时立刻把收到的数据送回PC 机，并在单片机的一位数码管把收到的数据显示出来。
第8章思考题：1．图8-1是MCS51串口配合8位并行输出串行移位寄存器74LS164扩展输出口的LED 显示2．简述89C51串口通信的四种方式及其特点。
3．单片机的串口可以与PC的串口直接连接进行通讯吗？为什么？应如何连接？4．试叙述利用SM2控制位进行多级通讯的过程？5．RS485总线有何特点？6. 简述LCM1602的主要显示性能。
7.如何用软件消除键盘的抖动？8．如何确定LED数码显示器的段码？9．段码表数组变量一定要放在CODE存储区吗？放在其它存储区会减少程序的代码吗？第9章思考题：1．请说明为什么使用LED需要接限流电阻，当高电平为+5V时，正常点亮一个LED需要多大阻值的限流电阻（设LED的正常工作电流为8~mA，导通压降为0.6V），为什么？2．简述在使用普通按键的时候，为什么要进行去抖动处理，如何处理。