微机原理与接口技术

时间:2021-01-16 00:44:35
2006-05-10 22:29:08

微机原理与接口技术微机原理与接口技术

课程编号: 

适用专业:机电类专业

学时数: 64 (讲课: 44 ,上机: 16 ) 学分数: 4 

执笔者:刘军 编写日期: 2005 年 1 月

建议教材与教学参考书:

[1] 《微机原理及接口技术》 刘军 主编

[2] 《 MCS-51 单片机原理与应用》( C 语言版) 闫玉德 主编

[3] 《单片机应用系统开发实例导航》 靳达 编著

&S226; 课程的性质和目的

“微机原理与接口技术”是机电类专业学生的一门主要专业基础课程。课程以 51 系列单片机为主线,从应用角度出发,阐述了单片机的结构、工作原理、 C51 程序设计方法以及单片机接口技术。课程具有很强实践性,注重理论和实践相结合,融知识单元于活动项目之中,强调课程学习的目的性、实践性和应用性。

学好本课程,学生应掌握计算机控制系统的组成,应学会分析单片机控制系统,并能开发、设计一定的单片机控制。课程对培养学生工业控制思维、掌握工业控制过程有着重要的意义。

&S226; 教学目标和基本要求:

教学目标:

(一)理论方面:

1 、熟练掌握单片机结构、工作原理、单片机控制系统的组成,掌握单片机中断控制系统、定时 / 计数器、键盘显示接口电路等知识内容。

2 、熟练掌握 C51 程序设计方法,掌握利用 C51 访问单片机片内、片外存储器以及查表程序的设计方法。

3 、学会分析单片机应用系统,如智能显示屏控制系统、数据采集控制系统等。能运用单片机知识开发一定的工程项目。

(二)实践方面 :

1 、熟练掌握单片机仿真程序( Manlay 公司的 MedWin 仿真软件)的使用方法和技巧,掌握西尔特写入器的应用。

2 、熟练掌握单片机控制程序的调试方法和技巧。

基本要求:

1 、课程理论教学采用活动项目展开,每一个活动项目均通过项目演示 ---- 项目现象分析 ---- 项目解剖 ---- 项目总结的方式完成教学。

2 、课程实验教学采用每人一个实验箱,从硬件设计 ---- 应用软件设计 ---- 项目调试完成模式完成(前阶段实验内容规定,后阶段实验内容学生可自己设计)。

3 、在教与学的互动过程中,充分发挥学生的学习能动性,注意培养学生的综合能力和创新能力。

三、课程主要教学内容及课时分配表:

课程主要教学内容

1 、微机控制系统基础及工作原理 (2 学时 )

( 1 )内容:微机控制系统认识、微机控制系统组成、微机控制系统发展及应用范围、微机控制系统的组成。

( 2 )要求:掌握微机控制系统的组成及工作与原理;认识微机控制系统;了解微机控制系统的发展及应用范围。

2 、数制与码制 (2 学时 )

( 1 )内容:数制的概念、码制的概念。

( 2 )要求:理解二进制数、十进制数、十六进制数的相互转换,理解有符号数、无符号数及补码的含义。

3 、彩灯控制系统及 ATMEL 89C 2051 单片机 (4 学时 )

( 1 )内容:彩灯控制系统任务分析、彩灯控制系统的组成, ATMEL 89C 2051 单片机的结构、 ATMEL 89C 2051 单片机的引脚, 89C 2051 单片机的时钟电路、复位电路,万利仿真调试软件、西特尔写入器。

( 2 )要求:掌握 ATMEL 89C 2051 单片机的引脚含义,掌握 89C 2051 单片机的时钟电路、复位电路;认识利用单片机控制的彩灯控制系统,认识万利仿真调试软件、西特尔写入器;了解 89C 2051 单片机的结构。

4 、实验一:一个简单的微机控制系统 ------ 彩灯控制系统的认识。 (2 学时 )

( 1 )熟悉单片机控制系统硬件线路的组成。

( 2 )熟悉万利仿真调试软件环境、西特尔写入器的使用。

5 、彩灯控制系统的软件分析 (6 学时 )

( 1 )内容: 89C 2051 单片机存储器结构, C51 程序设计基础、 C51 程序结构

( 2 )要求:掌握 89C 2051 单片机存储器结构,掌握 C51 数据类型、位变量的定义、单片机特殊功能寄存器、并行口的定义,掌握 C51 运算符及表达式含义,掌握 C51 程序结构(包括分支语句 if 语句、 switch 语句以及循环语句 while 语句、 do ~ while 语句、 for 语句、循环的嵌套)的设计方法。了解 C51 的头文件“ reg51.h ” 和“ absacc.h ” 。

6 、基于 89C 2051 彩灯控制系统设计 (2 学时 )

( 1 )内容: 89C 2051 彩灯控制系统硬件设计, 89C 2051 彩灯控制系统软件设计, C51 函数的调用,万利仿真调试软件、西特尔写入器的运用。

( 2 )要求:理解利用 89C 2051 单片机设计彩灯控制系统的方法(包括硬件电路设计,控制软件设计);掌握 C51 函数的设计及调用;学会运用万利仿真调试软件调试控制程序的方法、学会利用西特尔写入器进行程序烧入的方法。

7 、实验二:彩灯控制系统 (2 学时 )

( 1 ) 89C 2051 单片机设计彩灯控制系统软、硬件的调试。

( 2 )万利仿真调试软件、西特尔写入器的运用。

8 、 89C 2051 单片机中断系统 (4 学时 )

( 1 )内容:报警系统任务分析,中断的概念, 89C 2051 单片机中断系统,中断服务程序的设计。

( 2 )要求:掌握 89C 2051 单片机中断系统的运用,掌握利用 89C 2051 单片机设计的简易报警控制系统;了解中断的响应过程。

9 、实验三:报警发生器 (2 学时 )

( 1 )简易报警发生器的设计与调试。

( 2 )掌握 89C 2051 单片机中断系统服务程序的调试。

10 、 89C 2051 单片机的定时器 / 计数器 (4 学时 )

( 1 )内容:交通灯控制系统任务分析, 89C 2051 单片机定时器 / 计数器的工作方式及程序设计。

( 2 )要求:掌握 89C 2051 单片机定时器 / 计数器的含义及运用,学会定时中断服务程序的设计和定时查询程序的设计,掌握利用 89C 2051 单片机设计交通灯控制系统。

11 、实验四:顺序控制系统 (2 学时 )

( 1 )掌握顺序控制系统的设计与调试。

( 2 )掌握 89C 2051 单片机定时中断服务程序的调试。

12 、电子钟控制系统 (4 学时 )

( 1 )内容:电子钟控制系统任务分析, LED 显示器的结构及显示原理、 LED 显示器接口技术、 LCD 显示器,电子钟控制系统的程序设计。

( 2 )要求:掌握 LED 显示器的结构及动态显示、 LED 显示器接口技术,掌握电子钟控制系统的程序设计,掌握利用 89C 2051 单片机设计电子钟的方法;了解 LCD 显示器。

13 、实验五: 00 - 59 秒计时器 (2 学时 )

( 1 )掌握 LED 显示器的动态显示程序设计方法与调试。

( 2 )掌握利用 89C 2051 单片机设计的电子钟。

14 、电子密码锁控制系统 (4 学时 )

( 1 )内容:电子密码锁控制系统任务分析,键盘的基本概念,独立式键盘及其接口电路,矩阵式键盘及其接口电路,矩阵式键盘的程序设计。

( 2 )要求:掌握矩阵式键盘及其接口电路设计,掌握矩阵式键盘的程序设计,掌握利用 89C 2051 单片机构成矩阵式键盘的方法;了解独立式键盘及其接口电路,了解利用 89C 2051 单片机设计的简易电子密码锁。

15 、实验六: 3 × 3 矩阵式键盘识别技术 (2 学时 )

( 1 )掌握矩阵式键盘及其接口电路设计与调试。

( 2 )掌握矩阵式键盘程序设计与调试。

16 、单片机的串行通信 (4 学时 )

( 1 )内容:计算机通信基础知识, MCS--51 系列单片机串行口控制寄存器,串行口的工作方式,串行口的应用。

( 2 )要求:掌握异步串行通信数据格式,掌握 RS -232C 串行通信接口,掌握单片机双机通信的 3 线制连线方法,掌握单片机双机通信程序设计;了解单片机的多机通信。

17 、实验七:基于 89C 2051 的双机通信 (2 学时 )

( 1 )掌握 89C 2051 的双机通信接口电路设计与调试。

( 2 )掌握 89C 2051 的双机通信程序设计与调试。

18 、波形发生器 (4 学时 )

( 1 )内容:波形发生器任务分析, D/A 转换器的选择要点, DAC0832 转换器及其接口,波形发生器程序设计。

( 2 )要求:掌握利用单片机控制 DAC0832 转换器的方法;认识利用 89C 2051 、 DAC0832 构成的波形发生器;了解 D/A 转换器的技术指标。

19 、实验八:基于 89C 2051 的波形发生器 (2 学时 )

( 1 )掌握 89C 2051 控制的 DAC0832 转换器硬件电路的设计与调试。

( 2 )掌握波形发生器软件的设计与调试。

20 、数据采集系统 (8 学时 )

( 1 )内容:数据采集系统概念, A/D 转换器的选择要点, ADC0809 转换器及其接口,单片机看门狗电路,数字滤波,数据采集系统的设计。

( 2 )要求:掌握利用单片机控制 ADC0809 转换器的方法;认识单片机看门狗电路,数字滤波;了解数据采集系统。

课时分配表

序号 教 学 内 容 要求 课时分配
课堂 实验 合计
1 微机控制系统基础及工作原理 熟练 2 2
2 数制与码制 熟练 2 2
3 彩灯控制系统及ATMEL89C2051单片机 掌握 4 2 6
4 彩灯控制系统的软件分析 掌握 6 6
5 基于89C2051彩灯控制系统设计 掌握 2 2 4
6 89C2051单片机中断系统 掌握 4 2 6
7 89C2051单片机的定时器/计数器数组 掌握 4 2 6
8 电子钟控制系统 掌握 4 2 6
9 电子密码锁控制系统 掌握 4 2 6
10 单片机的串行通信 熟练 4 2 6
11 波形发生器 熟练 4 2 6
12 数据采集系统 熟练 8 8
总 计 48 16 64

实验教学安排

序号

实验项目名称

时数

属性

实验主要内容

1

彩灯控制系统的认识

认识

单片机控制系统认识,万利仿真调试软件环境、西特尔写入器的认识。

2

彩灯控制系统的认识

2

设计

彩灯控制系统软、硬件的调试,万利仿真调试软件、西特尔写入器的运用。

3

报警发生器

设计

报警发生器控制系统软、硬件的调试,中断服务程序的调试。

4

顺序控制系统

2

设计

顺序控制系统软、硬件的调试,定时中断服务程序的调试。

5

00 - 59 秒计时器

2

设计

LED 动态显示电路软、硬件的调试。

6

3 × 3 矩阵式键盘识别技术

2

设计

行列矩阵键盘识别电路软、硬件的调试。

7

基于 89C 2051 的双机通信

2

设计

单片机双机通信软、硬件的调试。

8

基于 89C 2051 的波形发生器

2

设计

单片机控制 DAC0832 转换器的设计与调试。

合计

16

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程:数字电路, C 语言程序设计。 

五、考核方法与要求:

1 、考核方法:期末考试(闭卷): 60% ;期中测试: 10% ;实验: 20% ;平时 10% 。

2 、考核要求:期末考试:按各章知识点要求,突出重点,突出单片机控制系统的应用;实验:实验的准备、实验的调试方法与手段及实验报告;期中:以基础知识为重点,重点为 89C 2051 的基础知识及 C51 程序设计基础;平时:课堂提问、作业、考勤。