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《单片机原理及应用》课程教学大纲

课程编码：AL040130
课程性质：任选课
适用专业：农业机械化及其自动化
学时学分：40学时，2.5学分
所需先修课：大学物理、电路原理、计算机语言（C）、电工与电子技术
编写单位：机电工程学院

一、课程说明
1．课程简介
该课程是农业机械化及其自动化的任意选修课，是技术型专业基础课。本课程主
要学习MCS-51单片机的基本组成，指令系统；单片机应用系统的硬、软件开发
方法；输入/输出（I/O）接口及单片机外围常用接口的扩展技术等内容。该课程
的先修课程是大学物理、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、计算机语言
（C）；后续课程包括汽车电器与电控、专业课程设计、毕业设计等教学环节。本
课程开设的目的是后续课程和实践教学环节打下基础，使学生结合专业能设计简
单、实用的单片机测控应用系统。本课程以MCS-51系列单片机中的80C51为典
型机讲述。
2．教学目标要求
本课程使学生对计算机中的数制、计算机的组成及工作原理有一个基本的了
解；掌握单片机的最小系统的基本组成以及汇编语言（和C51）的程序设计方法，
熟练掌握51单片机的IO接口、中断系统、定时器、串行口的工作原理和应用；
掌握可编程的ADC、DAC接口技术，常用的功率驱动电路，并能运用于测控系
统的设计应用实践中。使学生了解工程常用的串行接口技术标准，配合电子大赛
等专业赛事熟悉工程实际应用，进行测控应用系统的设计与开发。
3．教学重点难点
（1）掌握51单片机的硬件组成及工作原理；
（2）掌握单片机最小系统的硬件电路，输入输出接口的典型应用，定时器/
中断系统的应用；
（3）理解51单片机的汇编指令系统，能够编写单片机最小系统的简单应用
程序；
（4）结合C语言，利用C51熟练编写单片机最小系统的简单应用程序；
（5）了解简单接口的扩展方法和应用，了解存储器扩展技术及地址映射；
（6）了解单片机串行口的基本组成和工作原理，常用工作方式的应用；

（7）掌握可编程AD，DA转换接口的工作原理以及在单片机系统中的应用，
能结合相关课程设计简单的测控系统；
（8）掌握单片机应用系统常用的开发环境和开发流程。
本课程的课内教学学时为40学时。课堂时间只能完成单片机测控最小系统部
分教学，串行通信部分指导自学，对于选修C51高级语言程序设计的可留到C51
高级程序设计课程继续深入学习。
4．学时分配表
理论课实验课
次序教学内容
学时数学时数
第一部分计算机基础知识4
第二部分MCS-51单片机结构和原理6
第三部分MCS-51单片机指令系统6
第四部分MCS-51单片机汇编语言程序设计44
第五部分中断与定时42
第六部分单片机并行存储器扩展4
第七部分单片机开发工具软件的学习及C51入门42
小计328
总计40
5．主要教法、学法
本课程利用多媒体课件进行理论讲解，利用仿真软件和典型教学案例讲解单
片机应用系统的硬件及软件设计开发。加大学生课下实践，亲自动手编写调试程
序的训练环节，结合各级电子大赛着重培养学生的抽象思维能力，逻辑分析能力、
工程应用实践能力。
6．考核方式及标准
（1）考核目的：
考核学生对51单片机简单测控系统的基本理论知识、硬件设计、软件设计
（包括读写程序能力）等的理解和掌握，促进学生提高分析和解决工程实际问题
的能力。
（2）考核形式：
考查。
（3）主要考核内容：
单片机内部各部分的组成及功能，外部引脚，最小系统的组成，存储器扩展
的硬件接口等基本概念；IO口的内部结构、功能、应用；定时器的工作原理及应
用；中断系统的基本理论和简单应用；简单测控系统的基本组成及常用的AD,DA

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接口的简单应用；单片机最小系统输入输出模块的典型应用及程序设计（以C51
为主）。汇编指令的以简单程序段的读写考核为主。
（4）考核题型：
填空，选择，判断，简答，程序段设计，阅读程序写出程序实现的功能（以
汇编指令为主），典型应用的硬件软件联合设计（以C51为主）。
（5）成绩评定：
考试成绩占总成绩的60-70%，其他（包括考勤、作业、讨论等）成绩占总成
绩的40-30%。

二、各部分教学纲要
第一部分计算机基础知识（4学时）
教学目标
了解微型计算机的发展及其在生产中的应用；掌握数制及其转换关系，二进
制数的算术逻辑运算规律，数在机器中的表达及存储；掌握计算机中的编码；掌
握单片机的分代、内部结构和在工业控制中的应用。掌握微型计算机的基本结构、
工作原理和系统组成。
本部分重点
数制及其转换关系，二进制数在计算机中的使用和运算；单片机的内部结构
和在工业控制中的应用。
本部分难点
微型计算机的基本结构、原理和系统的组成。
教学内容
1二进制数及其在计算机中的使用
2二进制数的算术运算和逻辑运算
3供程序设