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天津农学院教案(首页)

系(部)： 机电工程系

课程名称 课程类别 （√ ） 授课专业 任课教师 单片机原理与应用 课程代码 学 分 060183 4.0 总学时：64 学时 讲 课：52 学时 上 机： 学时 实 验：12 学时 理论课（ ） 公共课（ ） 必 修 课（ ） 实验课（ ） 专业课（ √） 院级任选课（ ） 农业机械化与自动化 测试技术与仪器 刘源 授课班级 职称 06农机1、2班、06测控1、2班 副教授 本课程是电子工程系应用电子技术、电子信息工程、通信工程、自动化、电子设备结构与工艺各专业开设的一门专业技术课，是在学生学完电工、电子技术、C语言等基础课程之后，为加强学生应用能力而开设的体现了电子技术、计算机技术综合应用的综合性、教学目的平台类课程。本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基和要求 本技能；掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法；了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用；初步具备应用单片机进行相关设备技术改造、测控应用系统设计以及产品开发的能力。 教学的重点：本课程将全面讨论8位单片机的工业标准—Intel公司的MCS-51系列单片机的硬件结构、组成原理和指令系统，详细介绍该系列产品的系统扩展和应用，教学重点、内核（8051）难点 实用程序及其设计方法等方面的知识。 教学的难点：单片机硬件结构的灵活应用，实用程序设计技巧。

单片机原理与应用 授课周次 第 1 周 1 次 授课方式 理论课 教材： 马光主编《单片机原理及应用》机械工业出版社 第一章 MCS–51单片机的硬件结构 章（节） 参考文献： 2 课 时 §1.1单片机的概述 （1）李勋、刘源著《单片计实用教程》，北京航空航天大学出版社。 名称 （2）何宏主编《单片机原理与接口技术》国防工业出版社 教材和参考书 （3）付晓光编著《单片机原理与应用技术》清华大学出版社 要求学生理解单片机的定义，掌握单片机的分类、功能特点、用途以及最新发展。了解 教学目的 （4）李维祥主编《单片机原理与应用》天津大学出版社 MCS-51系列单片机的主要性能特点 （5）李勋等著《单片微型计算机大学读本》北京航空航天大学出版社 教学重点 要求学生理解单片机的定义，掌握单片机的分类、功能特点、用途。 课程名称 教学难点

一、教学引导 课程名称 单片机原理与应用 授课周次 第 1 周 2 次 授课方式 联想生活中的实例，找出单片机应用的领域，引出本节课的内容。二、学生课前准备 章（节） §1.2单片机的硬件结构 复习计算机中数据信息的表示方法和常见的逻辑电路 课 时 1.2.1MCS-51单片机的内部结构 名称 三、课堂教学过程 理论课 2 要求学生掌握MCS-51系列单片机的内部结构、专用寄存器的特点、单片机的外部特征，第一章 MCS–51单片机的硬件结构 教学目的 单片机存储器的组织 §1.1单片机的概述 联想生活中的实例，找出单片机应用的领域，对照实物和PC机，引出单片机、嵌入 掌握单片机的硬件结构，特别是 MCS-51系列单片机的内部结构寄存器的特点、单片机式系统的概念，通过对PC机、单片机、嵌入式系统进行讨论比较，总结出单片机的功教学过程教学重点 存储器的组织。 设计 能特点、用途。 从单片机的分类入手，介绍当前市场上常见的单片机系列，比较它们各自的特点和寄存器的灵活使用和寄存器与存储器的区别 教学难点 用途。 联想PC机的硬件结构，对比提出单片机的硬件结构，并分析其主要的性能特点。通过对8751单片机引脚功能的析解，比较分析MCS-51系列单片机的异同处。 四、课后作业 思考题：如何选择合适的单片机？（不用交） 课后记

课程名称 章（节） 名称 教学目的 教学过程教学重点 设计 教学难点 一、教学引导 授课周次 第 2 周 1 次 理论课 单片机原理与应用 联想PC机的硬件结构，对比提出单片机的硬件结构。 授课方式 二、学生课前准备 §1.2单片机的硬件结构 2 复习PC机的硬件结构和工作原理 课 时 1.2.1MCS-51单片机的内部结构 三、课堂教学过程 第一章 MCS–51单片机的硬件结构 §1.2单片机的硬件结构 要求学生掌握MCS-51系列单片机的存储器的组织、复位电路相关知识 1.2.1MCS-51单片机的内部结构 （1）通过讲解书上P20图2-1，阐述单片机的内部组成和工作特点。 （2）介绍内部各部件的功能，重点讲解单片机专用寄存器的组成（P32 表2-6和P33图掌握MCS-51系列单片机的存储器的组织形式、特点，会存取存储器中的信息 2-8）特点和使用场所。 （3）通过介绍单片机的外形结构（引脚图），阐述单片机的主要功能。 四、课后作业 思考题：1．阐述单片机专用寄存器的特点（不用交） 灵活区分和使用位地址和字节地址 作业题： 1. 某专用寄存器地址为98H，它可以按位寻址吗？ 2. 若PSW的内容为18H，则通用寄存器R0的地址是什么？ 3. 访问片外ROM和访问片外RAM时，地址指针、选通信号各有何不同？ 4. 位地址3EH和字节地址3EH有何区别？位地址3EH在RAM中什么位置？ 5. 简述4个I/O口的特点？ 课后记

一、教学引导 课程名称 单片机原理与应用 授课周次 第 2 周 1 次 授课方式 联想PC机的存储器结构，对比提出单片机的存储器组织结构。 理论课 二、学生课前准备 章（节） §1.2单片机的硬件结构 2 复习单片机的指针 课 时 1.2.1MCS-51单片机的内部结构 名称 三、课堂教学过程 1.2.3存储器 要求学生掌握MCS-51系列单片机的I/O端口的特点，会使用四个端口，时序电路相关举例说明寄存器与存储器的区别，单片机存储器的组织形式及访问方法 教学目的 知识 四、课后作业 作业题： 要求学生掌握MCS-51系列单片机的I/O端口的特点，会使用四个端口，时序电路相关教学过程5. 某专用寄存器地址为98H，它可以按位寻址吗？ 教学重点 知识 设计 6. 若PSW的内容为18H，则通用寄存器R0的地址是什么？ 7. 访问片外ROM和访问片外RAM时，地址指针、选通信号各有何不同？ 8. 位地址3EH和字节地址3EH有何区别？位地址3EH在RAM中什么位置？ 5. 简述4个I/O口的特点？ 教学难点 课后记

编程实现规定的逻辑功能，并总结位逻辑的特点。 教学难点 课程名称 单片机原理与应用 授课周次 第 5 周 2 次 章（节） 授课方式 理论课 第三章 汇编语言程序设计 2 §3.1汇编程序的设计方法 课 时 一、教学引导 名称 3.1.1 汇编语言基本程序的设计 从位逻辑特点，引出 MCS-51指令系统布尔变量操作类指令的表示方法。 二、学生课前准备 要求掌握汇编语言基本程序的设计的思路、步骤和基本设计方法，熟练掌握顺序程序的教学目的 复习位逻辑特点 设计技巧 三、课堂教学过程 2.2.5 布尔变量操作类指令 从位逻辑特点，引出 MCS-51指令系统布尔变量操作类指令的表示方法。 举例说明位逻辑与字节逻辑运算异同处。 教学过程设计 编程实现规定的逻辑功能，并总结位逻辑的特点。 做综合练习，检验MCS-51指令系统的掌握情况 四、课后作业 课后记

掌握汇编语言基本程序的设计的基本设计方法，熟练掌握顺序程序的设计技巧 教学重点 课程名称 单片机原理与应用 授课周次 第 5 周 2 次 授课方式 理论课 章（节） 3.1.1 汇编语言基本程序的设计 名称 教学难点 教学目的 掌握分支程序的设计和循环程序的设计技巧 一、教学引导 二、学生课前准备 复习C语言程序设计 三、课堂教学过程 第四章 汇编语言程序设计 §3.1汇编程序的设计方法 3.1.1 汇编语言基本程序的设计 举例说明汇编语言基本程序的设计的思路、步骤和基本设计方法 教学过程设计 讲解伪指令格式和使用方法 通过例1、例2、例3掌握顺序程序设计方法和技巧，特别是进制转换和数码转换的方法。 四、课后作业 课 时 2 课后记

掌握分支程序的设计和循环程序的设计技巧 教学重点 课程名称 单片机原理与应用 授课周次 第 6 周 1 次 第六章 汇编语言程序设计 章（节） §3.1汇编程序的设计方法 循环程序的优化设计方法 名称 教学难点 3.1.2 子程序的设计 授课方式 理论课 课 时 2 一、教学引导 二、学生课前准备 复习C语言程序设计 三、课堂教学过程 第五章 汇编语言程序设计 §3.1汇编程序的设计方法 3.1.1 汇编语言基本程序的设计 通过例5、例4掌握分支程序的设计技巧 教学过程设计 循环程序的设计的讲解分成单循环程序和循环嵌套程序，在单循环程序的讲解时，分成计数循环和条件循环，通过例7、例6比较两种循环退出的不同。举例说明循环嵌套程序的设计方法和技巧。 四、课后作业 课后记

教学目的 掌握子程序的设计方法和技巧 课程名称 单片机原理与应用 授课周次 章（节） §3.1.3典型程序的设计方法 名称 掌握子程序的设计方法和技巧 教学重点 第 6 周 2 次 授课方式 课 时 理论课 2 教学难点 掌握子程序的设计的技巧 一、教学引导 从C语言的函数，引出汇编语言的子程序的概念 二、学生课前准备 复习C语言程序设计 三、课堂教学过程 第七章 汇编语言程序设计 §3.1汇编程序的设计方法 3.1.2 子程序的设计 教学过程设计 从C语言的函数，引出汇编语言的子程序的概念，子程序的结构特点，以及子程序的编程技巧等。通过例题比较，采用循环、分支和使用子程序编程，有哪些不同。 做编程方法的归纳和练习，检验学生的编程能力。 四、课后作业 课后记

教学目的 掌握常见的典型程序的设计方法和技巧 课程名称 单片机原理与应用 授课周次 第 7 周 1 次 章（节） §3.2 伪指令 名称 掌握常见的典型程序的设计方法和技巧 教学重点 授课方式 课 时 理论课 2 教学难点 掌握常见的典型程序的设计技巧 一、教学引导 二、学生课前准备 复习C语言中典型程序的设计方法和技巧 三、课堂教学过程 第八章 汇编语言程序设计 §3.2典型程序的设计方法 介绍常见的典型程序的设计方法C语言的函数，引出汇编语言典型程序的设计，本教学过程设计 节课将分运算程序的设计、查表程序的设计、检索与统计等几个专题介绍。 做编程方法的归纳和练习，检验学生的编程能力。 四、课后作业 课后记

教学目的 课程名称 掌握单片机中优先级的概念和顺序、中断初始化，会编制中断程序。 单片机原理与应用 授课周次 第 10 周 1 次 授课方式 理论课 2 章（节） 第六章 接口技术 课 时 §6.1键盘及其接口 名称 教学重点 掌握单片机中优先级的概念和顺序、中断初始化，会编制中断程序。 教学难点 会编制中断程序。 一、教学引导 二、学生课前准备 复习中断、中断源和中断系统的概念，熟悉处理过程 三、课堂教学过程 第五章 MCS—51的中断系统 §5.2中断程序的设计 复习中断、中断源和中断系统的概念，熟悉处理过程。 教学过程设计 重点讲解单片机中优先级的概念和顺序和中断初始化方法 举例阐述中断程序编制方法。 做练习，检验学生掌握情况 四、课后作业 课后记

了解常见键盘的种类，学会设计简单的键盘和矩阵键盘的方法，会应用所学单片机教学目的 课程名称 的知识来解决实际中的控制问题。单片机原理与应用 授课周次第 11 周 1 次 授课方式 理论课 章（节） 名称 教学重点 §6.2显示器及接口 学会设计简单的键盘和矩阵键盘的方法。 课 时 2 教学难点 会用所学单片机和键盘的知识来解决实际中的控制问题。 一、教学引导 从PC机的键盘和生活中见到的按键说起。 二、学生课前准备 三、课堂教学过程 从PC机的键盘和生活中见到的按键引出键盘的种类和特点，重点介绍独立按键接口、矩阵式键盘接口和BCD码拨盘接口的硬件连接和软件编程方法及技巧，并举例说明。 教学过程设计 四、课后作业 练习题： 实现4﹡3键盘的设计 课后记

教学目的 课程名称 章（节） 名称 教学重点 了解常见显示器的种类，学会设计简单的显示控制电路。 单片机原理与应用 授课周次 第 11 周 2 次 授课方式 §6.3 A/D和D/A接口 一、A/D转换接口 学会设计简单的显示控制电路。 课 时 理论课 2 教学难点 学会设计显示控制电路。 一、教学引导 从LED、CRT谈起 二、学生课前准备 复习发光二极管的知识 三、课堂教学过程 显示部分主要讲解数码管显示器和液晶显示器的结构和工作原理，它与单片机的接口连接以及动态扫描显示程序的编制方法，通过例题加深理解。 教学过程设计 四、课后作业 课后记

了解单片机闭环控制系统的组成，系统个各部分的功能，掌握A/D和D/A转换在自动教学目的 控制系统的位置和作用，A/D转换器的结构、原理及其使用方法，并以ADC0809芯片为例，课程名称 单片机原理与应用 授课周次 第 12 周 1 次 授课方式 理论课 讲解片外A/D转换器与8031的接口的使用。 §6.3 A/D和D/A接口 章（节） 2 课 时 二、D/A转换接口 掌握A/D和D/A转换在自动控制系统的位置和作用，并以ADC0809芯片为例，讲解名称 教学重点 片外A/D转换器与8031的接口的使用。 教学难点 片外A/D转换器与8031的接口的使用。 一、教学引导 以温度测量系统为例，引出开环控制（检测）系统和闭环控制系统的概念 二、学生课前准备 三、课堂教学过程 以温度测量系统为例，引出开环控制（检测）系统和闭环控制系统的概念、组成、教学过程设计 系统个各部分的功能，掌握A/D和D/A转换在自动控制系统的位置和作用。以ADC0809芯片为例，讲解A/D转换的工作原理，片外A/D转换器与8031的接口的使用。 四、课后作业 课后记

掌握D/A转换器的结构、原理、计算及其使用方法，并以8位和16位D/A转换器 DAC 教学目的 课程名称 0832单片机原理与应用授课周次 的接口的使用方法。第 12 周 2 次 理论课 为例，讲解片外 D/A转换器与8031 授课方式 章（节） 第七章 串行接口 2 DAC §掌握7.1串行通信的基本知识 时16 位D/A转换器D/A转换器的结构、原理、计算及其使用方法，并以8课位和名称 教学重点§7.2单片机的串行口的结构及工作原理 0832为例，讲解片外D/A转换器与8031的接口的使用方法。 教学难点 片外D/A转换器与8031的接口的使用方法。 一、教学引导 二、学生课前准备 复习A/D转换的方法 三、课堂教学过程 以8位D/A转换器 DAC 0832为例，讲解A/D转换的工作原理，掌握A/D转换的教学过程设计 计算方法。分别举例讲解片外D/A转换器与单片机的接口的三种连接方式控制方法不同，回答如何实现80C31通过片外数据锁存器与16位D/A转换器AD1148的接口？ 四、课后作业 课后记

教学目的 要求学生掌握串行通信的基本知识，MCS-51单片机的串行口的结构及工作原理 第八章 系统的扩展技术 章（节） 2 课 时 §8.1程序存储器的扩展 名称 教学重点 掌握MCS-51单片机的串行口的结构及工作原理，特别是串行口控制寄存器的使用 教学难点 串行口控制寄存器的使用和多机通讯方法 一、教学引导 从日常生活中上网引出串行通信的知识。 二、学生课前准备 复习计算机一级的相关知识 三、课堂教学过程 从日常生活中上网引出串行通信的知识，它包括用比较法讲解串行通信和并行通信教学过程设计 的特点，串行通信的数据传送方式。在讲解串行通信的数据传送方式时，重点讲异步传输和同步传输的不同，并将帧格式、协议、传输速率和波特率的概念穿插其中。 在数据转换方法的讲解时，重点讲解MCS-51单片机的串行口的结构及工作原理，其中控制寄存器的组成、使用方法是重点。 四、课后作业 课后记

掌握程序存储器的扩展方法和技巧，学会画程序存储器的扩展图，并能确定扩展芯教学目的 课程名称 片的地址范围单片机原理与应用 授课周次 第 13 周 2 次 授课方式 理论课 教学重点 掌握程序存储器的扩展方法和技巧，学会画程序存储器的扩展图，并能确定扩展芯片的地址范围 画程序存储器的扩展图 教学难点 一、教学引导 从程序存储器在微机中总线结构的连接和软件访问方法，引出程序存储器的扩展方法 二、学生课前准备 复习C语言中应用程序的设计方法和技巧 三、课堂教学过程 第五章 系统的扩展技术 §4.2程序存储器的扩展 从单片机的内部结构引出，为什么要系统扩展，主要进行哪些扩展？ 教学过程设计 从微机的总线结构，引出接口的概念，系统扩展的方法。 从系统扩展所需的器件的合理选用，学会画扩展电路和确定扩展后的地址范围。 从程序存储器在微机中总线结构的连接和软件访问方法，引出程序存储器的扩展方法。 ⑴单片程序存储器的扩展，从硬件电路的连接方法和连接图的画法（连三类线） ⑵举例比较多片程序存储器的扩展连接方法和连接图的画法 ⑶访问程序存储器的方法 做练习，检验学生的理解能力。 四、课后作业 课后记

章（节） 名称 课程名称 教学目的 §8.2 数据存储器的扩展 单片机原理与应用 授课周次 第 8 周 2 次 课 时 授课方式 2 理论课 掌握数据存储器的扩展方法和技巧，学会画数据存储器的扩展图，并能确定扩展芯片的地址范围。 教学重点 掌握数据存储器的扩展方法和技巧，学会画数据存储器的扩展图，并能确定扩展芯片的地址范围。 画多片数据存储器的扩展电路 教学难点 一、教学引导 从程序存储器的扩展 二、学生课前准备 复习微机的内部结构、锁存器和译码器的工作原理和使用方法 三、课堂教学过程 第四章 系统的扩展技术 §4.2数据存储器的扩展 与程序存储器相比较，引出数据存储器的扩展方法。 教学过程设计 ⑴单片数据存储器的扩展，从硬件电路的连接方法和连接图的画法（连三类线） ⑵举例比较多片数据存储器的扩展连接方法和连接图的画法 ⑶访问数据存储器的方法 ⑷总结两种存储器扩展，引出程序/数据存储器的扩展 四、课后作业 练习：51单片机最小系统的构建。（不交） 课后记

章（节） 名称 章（节） 教学目的 §8.3 I/O口的扩展 课 时 课 时 2 2 第九章87C51和89C51 掌握利用锁存器或缓冲三态门扩展并行口。 教学重点 掌握利用锁存器或缓冲三态门扩展并行口。 教学难点 一、教学引导 从51单片机内部并行口功能，引出并行I/O端口的扩展 二、学生课前准备 复习锁存器和三态门缓冲知识 三、课堂教学过程 §4.3 I/O口的扩展 从51单片机内部并行口功能，引出并行I/O端口的扩展方法，比较这几种方法的特点，引出利用锁存器和缓冲三态门的扩展方法。 教学过程设计 ⑴用74LS377这8D锁存器扩展一个8位并行输出口（从硬件电路的连接方法和连接图的画法） ⑵用74LS373这8D锁存器扩展一个8位并行输入口 ⑶用74LS244三态门缓冲扩展一个8位并行输入口和用74LS273这8D锁存器扩展一个8位并行输出口 总结简单并行I/O端口的扩展。 四、课后作业 课后记

名称 课程名称 单片机原理与应用 8751H授课周次 第 18 周 1 次 的特点，了解闪速存储器型器授课方式 理论课 了解EPROM型器件、8751BH/8752BH和87C552教学目的 件89C51、AT89C2051的特点。4 第十章 单片机的新进展 课 时 章（节） 教学重点 闪速存储器型器件89C51、AT89C2051的特点。 教学难点 教学过程设计 一、教学引导 二、学生课前准备 复习 EPROM型器件8751H的特点和使用方法 三、课堂教学过程 该章将对EPROM型器件和闪速存储器型器件进行对比介绍。 首先，通过对8751H、8751BH/8752BH和87C552以及87C51各自的特点进行比较，阐述EPROM型器件的特点 再者，通过对89C51和AT89C2051各自的特点进行比较，阐述闪速存储器型器件的特点。 四、课后作业 课后记

名称 从数字单片机的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以教学目的 及以单片机为核心的嵌入式系统等技术阐述单片机的最新技术进步，并介绍SOC与单片机应用技术的新发展。 从数字单片机的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以教学重点 及以单片机为核心的嵌入式系统等技术阐述单片机的最新技术进步，并介绍SOC与单片机应用技术的新发展。 教学难点 一、教学引导 二、学生课前准备 三、课堂教学过程 从数字单片机的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以及以单片机为核心的嵌入式系统等技术阐述单片机的最新技术进步，并介绍SOC与单片机应用技术的新发展。 教学过程设计 四、课后作业 课后记

名称 从数字单片机的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以教学目的 及以单片机为核心的嵌入式系统等技术阐述单片机的最新技术进步，并介绍SOC与单片机应用技术的新发展。 从数字单片机的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以教学重点 及以单片机为核心的嵌入式系统等技术阐述单片机的最新技术进步，并介绍SOC与单片机应用技术的新发展。 教学难点 一、教学引导 二、学生课前准备 三、课堂教学过程 从数字单片机的工艺及技术，模糊单片机的工艺及技术，单片机的可靠性技术，以及以单片机为核心的嵌入式系统等技术阐述单片机的最新技术进步，并介绍SOC与单片机应用技术的新发展。 教学过程设计 四、课后作业 课后记

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