课程名称：单片机原理与接口技术

课程代码：04071172

课程类别：专业方向课

课程性质：选修课程

开课年级：大三上学期（第六学期）

课程类型：理论课+实验课

面向专业：机械设计制造及其自动化（普通班、创新班）

课程学时：34学时（理论24+实验10）

主讲教师：王洋

课程主要面向机械设计制造及其自动化（普通班、创新班）专业大三上学期的学生，学情分析如下：

1.学生心理特点分析

（1）自我意识强，实验班优越感强；（2）思维活跃、对新事物接受能力强，学习能力强；（3）具有较深厚的知识基础；（4）具有较强的求知欲和表现欲，急于实现自我价值。

2.学生的专业认知情况分析

大学三年级的学生已经学习了一些专业基础课，但对专业课程还不太了解，对自动化生产的认识存在偏差，对未来从事科学研究工作的能力要求的认识多有不足；知识分散，知识体系尚未形成。

3.学法分析

习惯了传统的讲授教学法，多采用被动学习的方法，主动学习、分析和解决问题的能力不足。

4.先修课程分析

（1）微机原理与接口技术——提供硬件基础；（2）计算机应用基础——掌握计算机工作原理、了解计算机各部件功能；（3）汇编语言程序设计——建立必备的软件基础、掌握指令系统、程序格式

网址链接：https://mooc1-1.chaoxing.com/course/204105284.html

交流互动：设置学习通中讨论区，作用便于学习与师生间的情感交流。大家可进行自我介绍、学习和生活等方面问题的交流。

主动学习思维导图如下：

本门课程是线上+线下的混合式教学模式，具体方案如下图所示

 （一）学习目标

本门课程为非计算机专业的学生学习掌握MCS-51单片机原理基础知识和应用技术提供了基本的方法。本门课主要本着理解、会用的宗旨，针对非计算机专业学生的特点，注重基本概念、原理讲解的同时，强调应用技术方法的学习。通过本课程的学习，使学生掌握MCS-51单片机原理及接口技术的基本理论、基本知识和基本技能，并能运用所学知识解决实际问题，为学生从事工程技术工作奠定较好的基础。具体学习目标如下：

1.知识目标：

（1）能够描述MCS-51单片机的组成及各个组成部件的结构和功能；

（2）能够解释MCS-51单片机的原理与编程方法；

（3）能够模拟典型控制手段、方法，练习操作要点，对比典型的检测方法与原理。

2.能力目标：

（1）能够分析、检测控制系统和掌握典型编程手段和技巧；

（2）能够灵活运用相关理论知识和技术解决自动化生产和质量等方面的控制问题，得出正确的结论；

（3）构建科研思维，能够设计和开发简单的控制程序。

3.情感目标：

（1）树立控制意识、检测意识和社会责任意识；

（2）追求严谨、实事求是的科学精神；

（3）增强团队合作精神，形成自学和终身学习的态度。

（二）知识点学习目标

1. 单片机概述

介绍有关单片机的基础知识；单片机的历史及发展概况；单片机的发展趋势；单片机的应用领域；单片机的主流机型；各种与MCS-51单片机兼容的增强型和扩展型的80C51系列单片机；此外对目前使用较多的AVR、PIC单片机进行简介，对嵌入式处理器家族其他成员DSP、嵌入式微处理器、SOC也作以介绍，以开阔学生的眼界。

2. MCS-51单片机硬件结构

介绍AT89S51片内的硬件结构。主要包括AT89S51的引脚、CPU、存储器的结构、4个并行I/O端口、时钟电路以及复位电路。

通过本部分内容的学习，要求学生从应用的角度应熟练掌握片内的硬件结构，为后面的应用系统设计打下基础。

3. MCS-51单片机的指令系统

内容包括AT89S51的汇编语言的指令格式、指令的寻址方式，并从功能分类的角度来介绍数据传送类指令、算术操作类指令、逻辑运算类指令、控制转移类指令以及位操作类指令。

通过本部分内容的学习，应使学生熟练地掌握各种AT89S51的汇编语言的指令，要求学生通过学习教材中的例子，举一反三，灵活地掌握指令的使用。

4. MCS-51单片机的程序设计

内容包括：介绍机器语言、汇编语言、高级语言，各自的特点；伪指令；汇编语言源程序的汇编；汇编语言各种程序设计，如子程序设计，查表、关键字查找、数据极值查找、数据排序、分支转移、循环以及码制转换子程序的设计。此外还简要介绍C51程序设计。

通过本部分内容的学习，应使学生熟练地掌握上述各种常用的AT89S51汇编语言子程序的设计。同时通过对C51程序设计的简要介绍，使学生初步具备C51程序设计的基础。为使学生更好地掌握本部分内容，配以基础实验课来巩固所学的内容。

5.  MCS-51单片机的各种功能部件

内容包括AT89S51片内中断系统、定时器/计数器、串行口。

要求学生掌握上述功能部件的工作原理、有关的特殊功能寄存器的格式、功能以及如何进行编程。尤其是各功能部件的具体应用。

6. 各种硬件接口设计

内容包括MCS-51单片机存储器接口，I/O接口，键盘、显示器、打印机接口、液晶显示器、BCD码拨盘接口，D/A、A/D的硬件接口设计与软件驱动程序设计。同时对串行扩展介绍也作以介绍。上述内容是进行单片机应用系统硬件设计的基础，要求学生重点掌握。

7. 单片机应用系统的设计、开发和调试

本部分内容是前面介绍的所有内容的综合，也是本课程学习的最终目的。主要介绍应用系统的设计步骤，硬件设计、软件设计，通过介绍系统设计实例，使学生掌握系统设计的基本方法。最后介绍应用系统的开发和调试，尤其是使用仿真开发系统对应用系统的开发调试方法和过程，学生应重点掌握，并与基础实验课的内容结合起来。对目前广泛使用的单片机系统设计开发的软件仿真工具Proteus也作以介绍。此外，还介绍单片机应用系统的软件、硬件的各种抗干扰技术措施。

通过本部分内容的学习，应使学生掌握AT89S51应用系统设计的基本方法，抗干扰设计的基本方法，以及单片机应用系统的仿真开发和调试，最终能够实现单片机应用系统。

8. 基础实验

    为使学生巩固课堂教学所学的知识，需通过基础实验环节的实践，来提高学生的软件编程和设计开发能力。编程使用汇编语言和C51均可。

  注：每个单元目标详见每章目录第一部分，它们都遵循布鲁姆分类法制定，与学习目标吻合。

1.理论教材

《单片机原理与应用》，霍孟友，北京，机械工业出版社，2018

使用指南及说明：

本教材的封面如下图所示，它是教育科学“十一五”国家规划课题研究成果，本教材注重实践实验，内容完整，结构清晰，科学规范，注重应用，较好地体现了培养应用型人才的要求。按照教学日历中的教学内容安排，可对教材中的相关内容进行提前预习，对知识要点、学习难点进行梳理、记录。

2.实验指导书

《单片机原理实验指导书》，吉林农业大学自编教材

根据课程实验大纲的教学内容安排，参考实验指导书中的相关内容进行提前预习，对实验操作的关键环节等进行梳理、记录。

3.参考书

（1）《单片机原理与接口技术》，李全利主编，高等教育出版社，2018

（2）《单片机原理及应用》，张毅刚等编，高等教育出版社，2018（选学教材）

 理论部分：第1章至第13章内容，实验部分：第14章——每章课后习题用于单元目标考核（详见第0章中0.3内容）

（3）《单片机原理及接口技术》，李朝青编著，北京航空航天大学出版社，2018

（4）理论内容网络资源：中国好大学慕课、精品课程平台、好大学在线、清华雨课堂等，如下是对应参考课程网址。

     https://www.icourse163.org/course/AYNU-1002125008

（5）实验内容网络资源:

使用指南及说明：

针对课程的教学重点和教学难点，学生可以利用参考书进行知识的补充和外延。

（一）超星学习通App、腾讯会议、qq群、微信App、无线网络、智能手机及电脑

（二）编程软件使用说明及下载

（三）学校对课程学习的支持保障：
学校为《单片机原理与接口技术》课程的学习可提供的支撑保障如下：
1）正版的星研/DVCC软件平台，安装在学院实验室的所有电脑上，学生可以拷贝安装在个人电脑上；
2）学校已经无线网络全覆盖，只要用个人账号、密码登录即可使用；
3）学院实验室的电脑可供学生随时免费使用。

1.线上和线下的测试

要求学生独立完成，不得抄袭他人。如有作业延交、出席、退课、课堂中的隐私保护、不正当使用电子通信设备等违规行为，一律按照超星学习通App记录给分和老师视情况给予扣分。如有异议，可提出申诉，老师会酌情处理。

2.考试

在考试期间，学生不得使用、提供或接受未经授权的任何帮助或信息，不得作弊。

其他事宜按照吉林农业大学相关规定执行。

（1）理论课程活动：完成每一章的学习后，大家按时完成选学教材中对应章节的课后习题，在每章的最后一节可以找到答案呦！

如有问题，大家可在每次上课前2天（截止晚上23:59），在学习通中提出来。同时，我会在学习通中，每次上课前1天（截止晚上23:59）回复大家的问题。如没问题，请大家在上课前1天（截止晚上23:59）回复“无”。

规则：每次互动计分0.2分，共10次，总分2分。在上课前5分钟，老师通过学习通“随机选人”来抽查每章同学们的学习情况。打对计1分，打错计0分。抢答”的方式来更正打错的同学的答案，答对计1分，打错计0分。

（2）实验课程活动：每次实验，大家认真复习实验材料，按时完成实验报告及思考题。

如有问题，大家可以在可在每次上课前2天（截止晚上23:59），在学习通中提出来。同时，我会在学习通中，每次上课前1天（截止晚上23:59）回复大家的问题。如没问题，请大家在上课前1天（截止晚上23:59）回复“无”。

规则：每次互动计分0.2分，共5次，总分1分。在上课前5分钟，老师通过学习通“随机选人”来抽查每章同学们的学习情况。打对计1分，打错计0分。抢答”的方式来更正打错的同学的答案，答对计1分，打错计0分。

（3）共5次作业：第1次作业考核第1章和第2章的单元目标

                 第2次作业考核第3章和第4章的单元目标

                 第3次作业考核第5章和第6章的单元目标

                 第4次作业考核第7章和第8章的单元目标

                 第5次作业考核第9章、第10章、第11章的单元目标              

    作业延交考核标准：在学习通中发放作业，如不按时在网上提交，每次扣2分。累计3次不按时交纳，则作业考核不合格。每次作业按照超星学习通App给分而定。

（4）出席考核标准：每次上课前10分钟在学习通签到，如累计4次无签到记录，不允许参加最终的期末考试。