《单片机系统设计与应用(公选)》教学大纲

第一篇：《单片机系统设计与应用(公选)》教学大纲

《单片机系统设计与应用（校公选）》教学大纲

一、课程基本信息

1．课程英文名称：Microcontroller system design and application

2．课程类别：技术基础课程

3．课程学时：总学时32，实验学时32

4．学分：2

5．先修课程：C语言

6．适用专业：所有理工类本专科生

7．大纲执笔：电气信息实验教学中心高凤水

8．大纲审批：电气信息学院学术委员会

9．制定时间：2011年12月

二、课程的目的与任务

本课程是独立开设的实验课，一切从实践应用出发，使学生初步掌握单片机电路设计和单片机程序开发的方法；掌握常用的单片机开发调试工具的使用方法；掌握单片机集成开发环境使用；熟悉常见单片机的性能指标和选型方法；基本掌握单片机系统的设计、组装和调试方法，为以后从事工程技术和科学研究等方面的工作，在实践能力方面打下基础。

三、课程的基本要求

本课程在不影响学生理解的前提下，尽量淡化繁复的单片机工作原理理论，从实际应用出发，着重介绍单片机程序开发方法和硬件设计技巧。包括：常用的单片机设计开发平台、单片机小系统设计方法、单片机程序调试方法和技巧、单片机设计原则和注意事项、常见单片机片上外设的使用、单片机外部器件扩展方法，等。

四、教学内容、要求及学时分配

（一）理论教学

无

（二）实验教学

1．单片机系统概述验证性教学时数：2 实验目的：

（1）学习和认识什么是单片机；

（2）初步掌握单片机的基本工作原理；

（3）了解和认识单片机系统的硬件组成。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

2．单片机开发平台和调试工具使用验证性教学时数：3 实验目的：

（1）学习常用的单片机集成开发环境和下载工具的使用；

（2）学习和认识单片机最小系统板的机构和使用；

（3）学习单片机的IO访问方法。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

3．单片机片内资源使用综合性教学时数：3 实验目的：

（1）学习和掌握单片机内数据传递及运算的基本方法；

（2）学习和掌握利用SPI总线驱动七段数码管的方法；

（3）学习和掌握单片机内timer以及中断系统的使用方法。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

4．单片机片上外设使用综合性教学时数：3 实验目的：

（1）认识和了解什么是单片机片上外设；

（2）学习利用单片机片载EEPROM存取数据。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

5．单片机UART总线使用综合性教学时数：3 实验目的：

（1）认识和学习什么是UART总线；

（2）学习利用RS232接口实现数据传输。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

6．单片机I2C总线使用综合性教学时数：3 实验目的：

(1)认识和学习什么是I2C总线；

（2）利用I2C总线实现外部存储器的数据存储。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

7．用单片机做个数字温度计综合性教学时数：3 实验目的：

（1）学习和掌握温度的数字化测量方法；

（2）了解基于one-wire总线的数字温度传感器DS18B20的使用方法；

（3）初步掌握综合性程序的设计调试方法。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

8．单片机红外接收实验综合性教学时数：3 实验目的：

（1）学习和掌握什么是红外遥控；

（2）初步掌握低速红外数据传输的方法；

（3）初步掌握利用单片机接收、解码红外遥控信号的方法。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

9.字符液晶使用综合性教学时数：3 实验目的：

（1）学习和掌握字符液晶的工作原理；

（2）初步掌握字符型液晶的单片机驱动方法和程序编写。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

10.单片机PWM波的产生综合性

实验目的：

（1）学习什么是PWM波以及PWM波的简单应用；

（2）学习和掌握PWM的单片机产生方法。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

11.单片机A/D转换器使用综合性

实验目的：

（1）初步掌握单片机A/D转换器的使用方法；

（2）利用单片机的片内A/D转换器测量电压。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

12.单片机最小系统设计设计性

实验目的：

（1）学习基本的单片机的硬件设计方法；

（2）初步掌握单片机电路设计的基本原则；

（3）能够设计基于单片机最小系统的硬件电路。

实验仪器设备：单片机通用开发平台，下载器，计算机。

在所有设定的实验项目中任选32学时实验。

五、考试考核办法

课程成绩＝平时（作业、实验、考勤）50%＋考试50%

六、教材及参考书

（一）教材

《单片机系统设计与应用实验指导书》自编

（二）参考书

教学时数：3 教学时数：3 教学时数：3 3

《单片机系统设计与应用实例》，韩志军，机械工业出版社

第二篇：《单片机应用系统设计》课程教学大纲

《单片机应用系统设计》课程教学大纲

Single-Chip Microcomputer Application System Design 课程编号：公选课

适用专业：全校工科类专业

学 时 数：16

学 分 数：1 执 笔 者：王福忠

编写日期：2008年12月

一、课程的性质和目的

单片机技术在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到广泛的应用。单片机应用系统设计是面向工科类专业的一门公共选修课，是一门逻辑性强、理论与实践并重，软硬件结合，内容丰富，知识面宽广的课程。

2.课程任务

通过本课程的学习，使学生对单片微型计算机应用系统有一个系统的了解。掌握单片微型计算机应用系统设计的初步方法，建立有关微型计算机应用系统的初步概念，了解高科技的发展动态，增强学生对后续课程如自动控制原理，微型计算机原理、单片机原理及应用系统等课程学习的兴趣。为其他专业课程的学习和走向工作岗位从事单片机应用的相关工作打下良好的基础。

二、教学要求的基本层次

本课程的教学要求可分为四个层次，即：掌握、理解、应用和了解。1.掌握

对于本课程的重点内容要求学员达到掌握的程度。即要求学员能够全面、深入地掌握所学内容，能够举一反三，熟练解决相关问题。要求学员掌握的内容也就是考试的主要内容。

2.理解

对于本课程的一般内容要求学员能够理解。即要求学员能够理解所学内容，对所涉及的内容能够进行简单的分析和判断。

3．应用

使学生具有一定的单片机应用技能和按要求组织单片机应用系统的初步能力 4.了解

对于本课程的次要内容要求学员能够了解。所涉及的内容都是一些基本概念和简单叙述，知道了就行，没有进一步深入和扩展的要求。二．教学内容和要求 1 单片机基础 1.1 教学内容

（1）单片机的基本概念；（2）单片机的产生与发展；（3）单片机硬件结构；（4）单片机特点及应用； 1.2 教学要求（2学时）本章的基本任务是学习单片微型计算机系统的基本概念、发展概况及应用。单片机与典型微型计算机在结构上的区别。为后续章节奠定基础知识。

掌握：单片微型计算机系统的基本概念、单片机与典型微型计算机在结构上的区别，单片机系统的扩展和配置的概念；

了解：单片机的特点、发展及应用领域，典型单片机系列的基本情况。2 应用系统的基本组成与设计内容 2.1 教学内容

（1）单片机应用系统的一般硬件组成；（2）单片机应用系统的设计内容 2.2 教学要求（2学时）

本章的基本任务是对应用系统的基本组成与设计内容有一个初步了解，为后续章节提供必要的概念基础。

理解：典型单片机应用系统结构、前向通道的组成及其特点和各环节的作用、常见的传感器、后向通道的组成与特点道结构、模拟输出通道的作用、执行机构、人机通道的结构及其特点、单片机应用系统的设计内容。3 单片机应用系统开发过程与内容 3.1 教学内容

（1）单片机应用系统开发主要步骤；（2）总体方案确定；（3）硬件设计；（4）软件设计。

3.2 教学要求（2学时）

本章的基本任务是学习单片机应用系统开发过程与内容。

掌握：单片机应用系统开发主要步骤及内容，总体方案，硬件设计，软件设计等内容与注意的问题。4 人机接口的设计 4.1 教学内容

（1）开关及接口；（2）按键、键盘及接口；（3）LED显示器及接口；（4）液晶显示器(LCD)及其接口 4.2 教学要求（2学时）

掌握：人机接口的基本原理与设计初步方法。5 数据采集技术与输入接口 5.1 教学内容

（1）检测信号与数据放大器；（2）采样保持器及其与微机的连接；（3）A/D转换器 5.2 教学要求（2学时）

掌握：模拟量输入数据采集系统设计原则；模拟输入数据采集系统的结构配置；模拟量输入数据采集系统设计中应注意的问题；模拟低通滤波器(ALF)；模拟多路转换器；A／D转换器的选择和使用注意事项。6 控制输出（后向）通道与接口 6.1 教学内容

（1）后向通道中的常用器件；（2）后向通道中的D／A转换技术和接口芯片；（3）执行器类型

6.2 教学要求（1学时）

掌握：后向通道应解决的问题，大功率I／O口接口器件，光电隔离与接口驱动器件，D／A转换接口设计的一般问题，执行器类型。7 数据处理技术 7.1 教学内容（2学时）

（1）标度变换及其程序设计；（2）数字滤波及其程序设计；（3）控制技术及其算法 7.2 教学要求

掌握：线性仪表的标度变换、非线性测量的标度变换、常用的静态滤波算法原理、自动控制系统的基本概念、数字PID算法原理。8 单片机系统的抗干扰技术 8.1 教学内容（2学时）

（1）干扰源及其分类；（2）干扰对单片机系统的影响；（3）硬件抗干扰技术；（4）软件抗干扰技术。8．2 教学要求

掌握：干扰的含义、干扰源的分类、干扰入侵单片机系统的途径、串模干扰的抑制方法、共模干扰的抑制方法、程序执行过程中的软件抗干扰。单片机应用系统举例 9.1 教学内容

（1）单片机应用系统调试工具；（3）单片机应用系统例子 9．2 教学要求（1学时）

掌握：单片机开发系统、万用表、逻辑分析仪等开发工具。

第三篇：《单片机应用系统设计技术》教学大纲

《单片机应用系统设计技术》教学大纲

中文名称： 单片机应用系统设计技术

英文名称： Application system designing technique of the one-chip computer 开课学院： 计算机科学与工程学院

适用专业： 计算机各专业，电类、信息类专业

学时数：

授课 48 上机实验12 先行课程： 计算机技术导论，C语言程序设计，电子线路

一、本课程的性质及与其它课程的分工与联系

1． 课程性质

单片机又称微控制器，由于单片机控制功能强，体积小，功耗小等一系列的优点，使它在工业控制、智能仪表、节能技术改造、通讯系统、信号处理及家用电器产品中都得到广泛的应用。随着数字技术的发展和单片机的广泛应用，以往采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，大部分功能单元都可以通过对单片机硬件功能的扩展及专用控制程序来实现。这在很大程度上改变了传统的设计方法，形成了称之为“微控制技术”的新的设计思想体系。微控制技术最基本的研究对象就是单片机。

《单片机应用系统设计技术》是工科院校电子、信息类各专业学生的一门专业课，也是自动化技术专业的必修课，内容主要包括单片机结构、指令系统、存储器和接口扩展技术以及接口应用等。教学环节包括讲课、实验。

2．与其它课程的分工和联系

本课程的先修课有计算机操作基础、计算机编程方法、计算机程序设计技术、电子器件及电子线路等。本课程为计算机控制技术课打下较扎实的基础。

二、本课程的基本要求

1． 知识要求

（1）了解微型计算机的组成及有关概念（2）了解单片机的主要功能

（3）掌握微处理器的结构、功能

（4）了解定时器/计数器的重要特性，掌握定时器/计数器的结构、工作方式 及使用（5）掌握并行口的特点、功能

（6）了解串行口的工作方式及中断的使用

（7）熟练掌握单片机的指令系统，能应用进行程序设计（8）掌握程序存储器、数据存储器的扩展及I/O扩展（9）掌握A/D、D/A转换芯片与单片机接口（10）了解键盘、显示器与单片机的接口

2．素质要求

在教学过程中要注意培养学生的工程观念和规范意识；培养学生质量第一的思想；鼓励学生勤奋学习，要有进取精神；帮助学生确立严谨的工作特点和踏实的工作作风。3．能力要求

在硬件方面能够用单片机组成控制系统

在软件方面能够编写具有一定功能的程序 能够较熟练地应用开发系统进行程序调试

实训完成一个实际单片机控制设备的硬件装配和控制程序的设计、掌握实际应用单片机的技能。

三．本课程的教学内容

微型计算机的基本概念

微型计算机的组成

微型计算机的结构功能

80C51系统单片机的硬件结构

单片机的结构

微处理器的组成及各部分功能

定时器/计数器的工作方式、结构、特性

并行口、串行口的功能

中断

80C51系列单片机指令系统

寻址方式

数据传送指令及应用

算术逻辑运算指令及应用

程序转移指令及位操作及应用

定时器/计数器综合应用举例

串行口综合应用举例

中断综合应用举例

80C51系列单片机的扩展

数据存储器的扩展

程序存储器的扩展

I/O扩展

80C51系列单片机的接口及应用

键盘与单片机的接口

显示器与单片机的接口

A/D、D/A转换芯片与单片机的接口

四．实验

1．实验内容

（1）、数据传送试验（2）、数制转换运算（3）、并行口、串行口传输（4）、LED显示（5）、键盘实验（6）、模拟信号测量 2．实训

数据采集系统

用单片机实现从键盘上接受数据，然后在显示器上显示，最后通过D/A转换控制。

五．学时分配 理论学时（48学时）

微型计算机的基本概念 2学时

80C51系列单片机的硬件结构 13学时

80C51系列单片机指令系统 17学时

80C51系列单片机的扩展 6学时

80C51系列单片机的接口及应用 10学时

实验学时 12学时

执笔：张齐

第四篇：单片机原理及应用课程设计教学大纲

《单片机原理及应用》课程设计教学大纲

课程编号：13033070 课程类别：必修课

适用专业：电气信息类

学时：10 教研室主任：姜志成大纲执笔人：李春华

大纲审批人：付家才

一、课程设计的性质及目的

1．了解并掌握单片机的原理、结构、指令、接口及应用。

2．提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。3．掌握汇编语言程序设计和调试。4.掌握C－51语言的设计和调试。

二、课程设计的要求

1． 根据设计要求，画出硬件接线图及程序的总体流程图，然后进行各控制模块的硬件设计及软件设计。

2．掌握如何应用单片机仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程。

三、参考题目

题目一 校园作息时间控制系统

设计要求：

1．作息时间要求实现对上下课打铃、教学楼照明、学生宿舍灯、校园路灯四个开关量的精确控制。月时间累计误差≤1分钟。

2．能实时显示时间，并方便定期进行时间校准。

3．根据应用系统的要求，初步掌握总体结构设计的方法和构思，从中选择一种最佳设计方案。

4．根据应用系统结构规模的要求，掌握单片机外部扩充系统硬件设计的基本过程。

题目二 交通信号灯控制系统

设计要求：

1．设有一个南北（SN）向和东西(WE)向的十字路口，两方向各有两组相同交通控制信号灯，每组各有四盏信号灯，分别为直行信号灯（S）、左拐信号灯（L）、红灯（R）和黄灯（Y），交通控制信号灯布置如图1所示。

2．根据交通流量不同，交通信号灯的控制可实现手动、自动两种控制。平时使用自动控制，高峰区可使用手动控制。手动控制时，用户通过键盘对交通信号灯进行人工控制；自动控制时，交通信号灯控制规律用图2状态转换图来描述。

图1十字路口交通控制信号灯示意图

图2交通控制信号灯控制规律示意图

题目三 环境温度监测系统

设计要求：

1．可以监测8点环境温度信号，可以扩充；

2．测量范围为0.00℃～99.9℃，可以扩充到－55℃～＋125℃，精度为±0.5℃； 3．用4位数码管进行循环显示，其中最高位显示通道提示符A～H，低3位显示实际温度值，每秒切换一个通道进行轮流显示；

4．可以随时查看指定通道的温度值（扩充功能）。

四、教学参考文件与教学形式

教学参考文件： 〔1〕付家才，《单片机控制工程实践技术》，化学工业出版社，2003年 〔2〕胡汉才，《单片机原理及接口设计》，清华大学出版社，2002年 〔3〕康华光，《模拟电子技术》，高等教育出版社，2004年 教学形式：根据课程设计大纲的要求，采取指导的形式。

五、考核方式及成绩评定标准

考核方式采取设计报告与实际操作，根据设计的情况和实际操作效果给出成绩，其中设计报告占60%，日常管理（包括迟到、旷课、卫生等）占10%，实际操作占30%。成绩采用优、良、中、及格和不及格五级分制评定。

六、其他必要的说明

课程设计教师可根据专业特点选做相应题目。

第五篇：单片机教学大纲[定稿]

《单片机》 实践教学大纲

一、目的与要求

单片机原理与应用课程是一门实践性、综合性、应用性较强的课程，是机电一体化专业的基础，对学生动手能力要求较高。通过实践教学的各个环节，使学生更好地掌握单片机技术的综合应用知识，激励学生勇于创新，全面提高学生解决实际问题的动手能力，掌握单片机应用系统的基本开发技能，为从事单片机技术开发打下坚实基础。

通过单片机开发仪的使用、单片机流水灯控制等实验，使学生加深对单片机原理与应用课程中基本理论和基本方法的理解，了解常用工具和方法，增强学生的实验技能和基本操作技能。

通过电子时钟、交通灯控制、音乐播放器等实训，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生综合运用所学知识分析处理工程实际问题的能力，提高学生工程素质。

二、教学内容和要求

（一）控制转移和子程序调用（2学时）

1．实验目的

（1）掌握单片机控制转移指令的应用；（2）掌握子程序调用的设计方法；

（3）掌握利用单片机程序实现硬件电路的控制，初步熟悉电子产品的开发技能。

2．实验内容

（1）多字节无符号数加法程序的验证。

（2）编程实现C=A2+B2的函数关系，熟悉子程序的应用。3．实验要求

（1）将程序输入PC机，再传入单片机实验仪中；

（2）先给单片机地址赋值，运行程序，验证结果是否正确。（3）完成实验报告，写出心得体会。4．注意事项

（1）严格遵守学院规章制度，按时参加实验课。（2）注意人身安全，爱护实验室财物。（3）相互合作，共同完成，勤学多练。5．教学组织

（1）采取教学做方式展开教学。（2）分组实验，原则上两人一组。

（3）指导老师及时检查学生完成的情况，并做好记录。

（二）流水灯控制（2学时）

1．实验目的

（1）掌握单片机的最小应用系统构成；（2）掌握单片机P1口的应用；（3）掌握单片机应用编程方法和技巧。2．实验内容

（1）设计一个流水灯控制器。（2）依次循环点亮八个发光二极管。3．实验要求

（1）将程序输入PC机，再传入单片机实验仪中；（2）参照实验线路连接电路；

（3）全速运行程序，验证结果是否正确。（4）完成实验报告，写出心得体会。4．注意事项

（1）严格遵守学院规章制度，按时参加实验课。（2）注意人身安全，爱护实验室财物。（3）相互合作，共同完成，勤学多练。5．教学组织

（1）采取教学做方式展开教学。（2）分组实验，原则上两人一组。

（3）指导老师及时检查学生完成的情况，并做好记录。

（三）定时器/计数器应用（2学时）

1．实验目的

（1）掌握单片机定时器/计数器的结构；（2）掌握单片机定时器/计数器的应用。2．实验内容

（1）设置定时器/计数器为计数功能。

（2）统计脉冲的个数，并通过数码管显示出来。3．实验要求

（1）将程序输入PC机，再传入单片机实验仪中；（2）参照实验线路连接电路；

（3）全速运行程序，验证结果是否正确。（4）完成实验报告，写出心得体会。4．注意事项

（1）严格遵守学院规章制度，按时参加实验课。（2）注意人身安全，爱护实验室财物。（3）相互合作，共同完成，勤学多练。5．教学组织

（1）采取教学做方式展开教学。（2）分组实验，原则上两人一组。

（3）指导老师及时检查学生完成的情况，并做好记录。

（四）I/O口扩展（2学时）

1．实验目的

（1）掌握利用I/O口扩展器件实现I/O口的扩展；

（2）掌握8255专用I/O口扩展接口芯片的结构和编程方法；（3）掌握使用8255实现I/O口扩展。2．实验内容

（1）编程实现利用8255芯片的A发送数据，B口接收数据。3．实验要求

（1）将程序输入PC机，再传入单片机实验仪中；（2）参照实验线路连接电路；

（3）全速运行程序，验证结果是否正确。（4）完成实验报告，写出心得体会。4．注意事项

（1）严格遵守学院规章制度，按时参加实验课。（2）注意人身安全，爱护实验室财物。（3）相互合作，共同完成，勤学多练。5．教学组织

（1）采取教学做方式展开教学。（2）分组实验，原则上两人一组。

（3）指导老师及时检查学生完成的情况，并做好记录。

《单片机应用》实训教学大纲

实训名称：《单片机应用实训》

课程编号：14050054 学 分：1学分 学 时：28学时

一、实验目的

单片机原理与应用课程是一门实践性、综合性、应用性较强的课程，是机电一体化专业的基础，对学生动手能力要求较高。通过实践教学的各个环节，使学生更好地掌握单片机技术的综合应用知识，激励学生勇于创新，全面提高学生解决实际问题的动手能力，掌握单片机应用系统的基本开发技能，为从事单片机技术开发打下坚实基础。通过对编写相应程序及调试，使学生熟悉单片机的指令系统，及熟悉键盘操作。通过软件设计过程，掌握程序设计方法以及如何使用实验仪提供的调试手段来排除软件错误。同时能够步掌握单片机系统扩展和输入输出程序的设计方法。

二、实验内容

课题一：两位秒表的设计与制作

课题二：电脑时钟（定时器、中断综合应用）课题三：单片机交通灯控制器 课题四：单片机音乐演奏控制器 课题五：单片机低频信号发生器 课题六：单片机与单片机之间的串行通讯 课题七：定时开关温度控制仪的设计 课题八：自动往返电动小汽车的设计 课题九： 课题十： 课题十一： 课题十二： 课题十三： 课题十四： 课题十五： 课题十六： 课题十七： 课题十八： 课题十九：

三、实验要求

1．选择课题，独立完成程序的编写与调试工作。2．注意单片机与PC机的连接使用。

3．结合理论知识分析在调试程序过程中出现的问题，并及时解决相应问题。4．可以到图书馆查阅参考资料。

5．将每天的收获和疑难总是记入日记中，并及时整理，写出实训报告。6．要求写入不少于3000字的实训报告，报告中应用相应程序及调试中出现的各种问题及解决办法。

四、注意事项

1．自觉遵守学院的规章制度，加强纪律性，按时上下班，不无故迟到和早退，有事（病）应向指导教师请假。

2．爱护国家财产，不乱动与本次实训无关的设备和仪器仪表，并保持实验室整洁。

3．多想、多看、多问、多干，将实训中的收获和疑难问题均记入日记中，并及时整理，写出实训报告。五．教学组织

1．采取教学做方式展开教学。2．分组实验，原则上两人一组。

3．指导老师及时检查学生完成的情况，并做好记录。六．成绩考核

实践教学环节应进行严格的考核并评定成绩。评定成绩的主要依据是实习成果的质量、实习的态度和完成的工作量以及在实习过程中的主动性和创造性。

实习成绩评定依据以下几个方面的内容：

实习报告、实习日记、指导老师评语、实习出勤表。实习成绩按五级分评定（优、良、中、及格、不及格）。