02358 单片机原理与应用

江苏省高等教育自学考试委员会办公室


Ⅰ  课程性质与课程目标
一、课程性质和特点
《单片机原理与应用》课程是江苏省高等教育自学考试电子工程专业(本科段)考试计划规定必修课的考试科目。是为培养自学应考者了解和掌握单片机技术的基本知识、理论和应用而设置的一门重要的专业基础课。
近几年来，单片机技术飞快的发展，高档的16位、32位单片机相继推向市场。但作为以MCS－51系列单片机为代表的8位单片机，仍以其独特的结构和优点，在整个应用领域的80% ~ 90%得到关注和青睐，8位单片机始终是应用领域的主流机种。在这样的工程应用需求的背景下，开设本课程显得尤为重要。
本课程是一门面向应用的综合性专业科，以MCS－51系列单片机为主展开讨论。在学习单片机基本原理的基础上，注重单片机应用系统功能扩展与设计，以及工程的实际应用。通过本课程的学习，为后续课程以及课程设计和毕业设计打下坚实的基础。 
本课程的特点是理论和实践相结合，应用性较强。通过本课程的学习，使考生了解和掌握电子工程中常用的MCS－51系列单片机的基本工作原理与特征，以及系统结构、引脚功能、内部组成部分和存储器结构的功能。熟练掌握MCS－51系列单片机的指令系统和汇编语言程序设计方法，为应用打下坚实的基础。
二、课程目标
通过本课程的学习，要求考生应具有以下的理论知识和应用技能：
1．了解单片微型计算机的基本概念，掌握MCS－51系列单片机硬件结构、引脚功能和内部组成部分的功能，以及掌握MCS－51系列单片机存储器结构。
2．熟练掌握MCS－51系列单片机的指令系统和寻址方式，熟练掌握汇编语言程序设计方法和程序设计的基本结构。
3．掌握MCS－51系列单片机中定时/计数器与串行通讯技术，以及中断系统，学会I /O接口技术的应用。
4．掌握MCS－51系列单片机系统扩展技术，了解单片机系统的设计开发方法。
5．通过完成本课程安排的实验，培养实践技能。通过实例分析，进一步巩固和加深对所学理论知识的理解。
在自学过程中，要求考生在通读教材，理解和掌握所学基本原理知识及基本方法的基础上，结合习题与思考题的练习，提高分析问题和解决问题的能力。
三、与相关课程的联系与区别
本课程是一门面向应用的专业课程，需要有许多先期基础知识课程的支撑，学习本课程前，考生应具备的知识基础有：模拟电路技术、数字电路技术、计算机基础等课程。在自学中要注意本课程与《微机原理与应用》、《计算机应用基础》等课程的区别。
四、课程的重点和难点
本课程的重点为单片机硬件结构、功能特点、基本原理和概念，指令系统以及汇编语言程序设计、外部功能扩展与应用等；其中单片机硬件结构、汇编语言程序设计及外部功能扩展与应用为难点。
考生要注意把握重点和考核知识点内容，用考核目标和各章的考核要求检验学习的效果，也要了解一般内容的知识点。

Ⅱ  考核目标
本课程自学考试大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。四个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。各能力层次的含义是：
识记（Ⅰ）：要求考生能够识别和记忆本大纲中规定的有关知识点的主要内容（如定义、表达式、公式、格式、原则、原理、重要结论、方法及特征、特点等），并能够根据考核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。
领会（Ⅱ）：要求考生能够领悟和理解本大纲中规定的有关知识点的内涵及外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系，并能正确地解释说明和论述。并能根据考核的不同要求对有关问题进行逻辑推理和论证，做出正确的解释、叙述和说明。
简单应用（Ⅲ）：要求考生能够运用本大纲中规定的少量知识点，利用简单的编程指令，解决简单应用问题的汇编语言程序设计，并能绘制出简单功能扩展应用的电气原理图，分析和说明系统的功能。
综合应用（Ⅳ）：要求考生能够运用本大纲中规定的多个知识点，面对较复杂的外部功能扩展与应用问题，进行系统设计和汇编语言程序设计，绘制出系统功能扩展应用的电气原理图，分析和解决一般工程应用问题。

Ⅲ  课程内容与考核要求
1  绪论
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解单片机的发展历史过程及其广泛应用的重要意义。正确理解嵌入式应用系统的基本概念及含义。明确学习内容和目的，以及本课程的性质和任务。
二、课程内容
1. 1 单片机的诞生、现状及其发展
    1. 2 单片机的广泛应用
单片机在实际应用中呈现的主要特点、单片机广泛应用的几个主要方面；
     1. 3 单片机的发展趋势与特点
单片机的发展趋势与主要特点；
1. 4 嵌入式系统与单片机
嵌入式系统的硬件结构、嵌入式系统的软件配置、单片机是嵌入式系统中最典型的内核；
1. 5  MCS―51系列单片机
    MCS―51系列单片机主要机型的功能参数；
1. 6  MCS―51系列单片机已成为国际经典
思考题与习题一
三、考核知识点与考核要求
      1）单片机的现状及其发展；
      2）单片机在实际应用中呈现的主要特点；
      3）单片机广泛应用的几个主要方面；
      4）单片机的发展趋势与主要特点； 
      5）嵌入式系统的硬件结构和软件配置；
      6）MCS―51系列单片机主要机型的功能参数。
    四、考核要求
    1）识记
      (1) 单片机在实际应用中呈现的主要特点；
      (2) 单片机广泛应用的几个主要方面；
      (3)  MCS―51系列单片机主要机型的功能参数。
      2）领会        
  (1) 单片机的发展趋势与主要特点；
  (2) 嵌入式系统的硬件结构和软件配置。
五、本章重点、难点
     重点：单片机在实际应用中呈现的主要特点；单片机广泛应用的几个主要方面；单片机发展趋势与主要特点；MCS―51系列单片机主要机型的功能参数。
     难点：嵌入式系统的硬件结构和软件配置。
2．MCS―51系列单片机系统结构
一、学习目的与要求
通过本章的学习，熟悉并掌握单片机的硬件组成结构，及其功能原理。本章是本课程的重点，是理解、掌握和学好本课程的基础。
二、课程内容
2. 1  MCS―51系列单片机的基本结构
    MCS―51系列单片机的内部组成结构；MCS―51系列单片机内部功能部件。
2. 2  MCS―51系列单片机的外特性——引脚功能说明
    主电源引脚；时钟源引脚；控制、选通或复用引脚；多功能I/O端口引脚；MCS―51外部引脚和逻辑符号图。
2. 3 中央处理器——CPU
    运算器：算术/逻辑运算部件ALU、累加器A、寄存器B、程序状态字寄存器——PSW；
    控制器：程序计数器PC、指令寄存器IR、数据指针DPTR、堆栈指针SP；
    振荡器、时钟电路及时序：取指/执行时序图、访问外部程序存储器和数据存储器时序图。
2. 4  MCS―51系列单片机的复位
    复位(RESET)功能；常用复位电路。
2. 5  MCS―51系列单片机的节电方式
    标准的节电运行方式；掉电保持方式。
2. 6  EPROM型8751H单片机
    8751H型单片机内部EPROM编程；8751H型单片机内部程序的校验；片内程序存储器保密位；片内EPROM程序的擦除。
2. 7 片内振荡器
  HMOS型8051片内振荡器结构；CHMOS型80C51片内振荡器结构。
思考题与习题二
    三、考核知识点
      1）MCS―51系列单片机的基本结构；
      2）MCS―51系列单片机的外特性——引脚功能；
      3）中央处理器——CPU的结构；
      4）MCS―51系列单片机的复位；
      5）MCS―51系列单片机的节电方式；
      6）EPROM型8751H单片机。
    四、考核要求
    1）识记
      (1) MCS―51系列单片机的内部组成结构和内部功能部件。
(2) MCS―51系列单片机的主电源引脚、时钟源引脚、控制和选通或复用引脚、多功能I/O端口引脚、MCS―51外部引脚和逻辑符号图。
      (3) MCS―51系列单片机CPU中的运算器：算术/逻辑运算部件ALU、累加器A、寄存器B、程序状态字寄存器——PSW；控制器：程序计数器PC、指令寄存器IR、数据指针DPTR、堆栈指针SP。
    (4) MCS―51系列单片机的时钟周期、机器周期、指令周期的概念。
    (5) 复位的概念。
    2）领会        
(1) MCS―51系列单片机CPU中的振荡器、时钟电路及时序：取指/执行时序图、访问外部程序存储器和数据存储器时序图。
    (2) 复位(RESET)操作的功能、复位后CPU内部的状态和常用复位电路。
(3) 标准的节电运行方式和掉电保持方式。
(4) 8751H型单片机内部EPROM编程、内部程序的校验；片内程序存储器保密位、片内EPROM程序的擦除。
    3）简单应用
    (1) MCS―51系列单片机内部寄存器的分配和正确使用。
(2) MCS―51系列单片机机器周期的计算。
    五、本章重点、难点
重点：MCS―51系列单片机的内部组成结构和内部功能部件；
MCS―51系列单片机的主电源引脚、时钟源引脚、控制和选通或复用引脚；
多功能I/O端口引脚；
MCS―51外部引脚和逻辑符号图；
CPU中的运算器：算术/逻辑运算部件ALU、累加器A、寄存器B、程序状态字寄存器——PSW；
控制器：程序计数器PC、指令寄存器IR、数据指针DPTR、堆栈指针SP；
MCS―51系列单片机的时钟周期、机器周期、指令周期的概念；
复位的概念，复位后CPU内部的状态；
难点：取指/执行时序图、访问外部程序存储器和数据存储器时序图；
标准的节电运行方式和掉电保持方式；
MCS―51系列单片机内部寄存器的分配和正确使用；
8751H型单片机内部EPROM编程。
3．MCS―51系列存储器和布尔(位)处理器
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解各种常用存储器的类型、结构和静动态特性等，掌握常用存储器的工作原理及其应用。
二、课程内容
   3. 1 概述
    半导体随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、静态RAM、动态RAM、EPROM、EEPROM；
   3. 2  MCS―51系列存储器结构
    MCS―51系列程序存储器地址空间、MCS―51系列数据存储器地址空间、特殊功能寄存器地址空间；
   3. 3  外部存储器与访问
    外部程序存储器与访问、外部数据存储器与访问、外部扩展地址/数据总线；
    思考题与习题三
   三、考核知识点
     1）半导体存储器的类型、名词定义及使用；
     2）随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、可擦写的只读存储器；
     3） MCS―51系列存储器结构、MCS―51系列程序存储器地址空间、MCS―
  51系列数据存储器地址空间、特殊功能寄存器的地址空间及地址空间的分配；
     4）外部程序、数据存储器与访问及外部扩展地址/数据总线(P0口、P2口)；
     四、考核要求
     1）识记
   (1) 半导体存储器的类型、名词定义及使用；
   (2) 随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、可擦写的只读存储器；
   (3)  MCS―51系列程序存储器结构和数据存储器结构及地址空间；
   2）领会
   (1)  MCS―51系列程序存储器和数据存储器的地址空间分配；
   (2)  MCS―51系列特殊功能寄存器地址空间的分配；
   (3) 访问外部程序、数据存储器执行时序及外部扩展地址/数据总线(P0口、P2口)的应用；
  3）简单应用
   (1) MCS―51系列单片机程序存储器地址空间的正确应用和编程；
   (2) MCS―51系列单片机数据存储器地址空间的正确应用和编程；
   (3) MCS―51系列单片机工作寄存器的正确应用和编程。
     五、本章重点、难点
       重点：半导体存储器的类型、名词定义及使用；
             随机存取存储器RAM、可擦写的只读存储器；
             MCS―51系列单片机程序存储器结构和数据存储器结构；
             外部程序、数据存储器与访问及外部扩展地址/数据总线(P0口、P2口)；
             MCS―51系列单片机程序存储器地址空间的正确分配和编程；
             MCS―51系列单片机数据存储器地址空间的正确应用和编程；
             MCS―51系列单片机工作寄存器的正确应用和编程。
       难点：MCS―51系列单片机特殊功能寄存器地址空间的分配；
4．MCS―51系列指令系统
    一、学习目的与要求
通过本章的学习，深入理解各条指令的功能和含义，掌握各条指令的特点和实际应用，为应用汇编语言进行程序设计和单片机系统功能扩展设计打下基础。本章是本课程的重点，是理解、掌握和学好本课程的基础。
    二、课程内容
  4. 1  概述
    指令系统、机器语言、汇编语言及其特点、MCS―51系列单片机指令系统及其组成、MCS―51系列单片机汇编语言的指令格式及符号注释；
     4. 2  MCS―51系列的寻址方式
    寄存器寻址方式、直接寻址方式、寄存器间接寻址方式、立即寻址方式、变址间接寻址方式、相对寻址方式、位寻址方式；
     4. 3  MCS―51系列的指令系统
     数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、控制转移类指令、布尔(位)处理类指令；
思考题与习题四
三、考核知识点
1）MCS―51系列寻址方式的种类、各寻址方式访问的地址空间及应用；
2）MCS―51系列汇编语言的指令格式及MCS―51系列指令系统的特点；
3）数据传送类指令的类型、特点及应用；
4）算术运算类指令的类型、特点及应用；
5）逻辑运算及循环位移类指令的类型、特点及应用；
6）控制转移类指令的类型、特点及应用；
7）布尔(位)处理类指令的类型、特点及应用。
    四、考核要求
     1）识记
  (1)  MCS―51系列寻址方式的种类；
  (2)  MCS―51系列汇编语言的指令格式；
  (3) 数据传送类指令的指令格式；
  (4) 算术运算类指令的指令格式；
  (5) 逻辑运算及循环位移类指令的指令格式；
  (6) 控制转移类指令的指令格式；
  (7) 布尔(位)处理类指令的类型及指令格式。
2）领会
  (1)  MCS―51系列各寻址方式访问的地址空间及应用；
  (2) 数据传送类指令的应用，及执行后存储器、寄存器各单元内容的变化；
  (3) 算术运算类指令的应用及对标志位的影响；
  (4) 二―十进制调整指令应用的场合、执行的条件、执行后的结果；
  (5) 逻辑运算及循环位移类指令的应用及对标志位的影响；
  (6) 并行I/O口逻辑运算的应用；
  (7) 控制转移类指令的应用及对SP、PC的影响；
  (8) 相对偏移量的概念；
  (9) 比较转移指令和循环转移指令的功能及应用；
  (10) 布尔(位)处理类指令的特点及应用。
3）简单应用
  (1) 编制一个简单程序段，实现某个指定的功能或期望的结果；
  (2) 对给定的程序段进行分析，确定其完成的功能及各种状态的变化。
五、本章重点、难点
重点：MCS―51寻址方式的种类、各寻址方式访问的地址空间及应用；
      MCS―51汇编语言的指令格式；
      数据传送类指令的类型及应用；
      算术运算类指令的类型及应用；
      逻辑运算及循环位移类指令的类型及应用；
          控制转移类指令的类型及应用；
    难点：MCS―51系列各寻址方式访问的地址空间及应用；
          二―十进制调整指令应用的场合、执行的条件、执行后的结果；
          逻辑运算及循环位移类指令的应用及对标志位的影响；
          控制转移类指令对SP、PC的影响；
      相对偏移量的概念；
          比较转移指令和循环转移指令的功能及应用；
5．中断系统
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解中断技术的基本原理、方法和作用，掌握MCS―51系列中断系统的工作原理和应用。
    二、课程内容
5. 1  概述
    中断、中断源、查询中断、向量中断、中断技术的优点；
5. 2  MCS―51系列中断系统
    MCS―51系列的中断源结构、中断控制、中断响应、中断请求的撤除；
5. 3  中断服务程序
中断服务的初始化、采用中断服务时的主程序结构、中断服务程序的基本结构；
     思考题与习题五
     三、考核知识点
1）中断的基本概念、方式及中断技术的优点；
2）MCS―51的中断源结构、中断控制及中断优先级；
3）响应中断的条件和过程，及各中断源的向量地址；
4）外部中断的触发方式；
5）中断响应时间的计算；
6）中断服务的初始化；
7）采用中断服务时的主程序结构；
8）中断服务程序的基本结构。
     四、考核要求
       1）识记
(1) 中断的基本概念、方式及中断技术的特点；
(2)  MCS―51的中断源的种类及各中断源的向量地址；
(3) 外部中断的触发方式；
2）领会
       (1)  MCS―51中断设置与控制；
(2)  MCS―51中断优先级及设置；
(3)  MCS―51中断响应的条件和响应过程；
(4) 中断响应时间的计算；
3）简单应用
(1) 针对各中断源编写中断初始化程序；
(2) 编写中断服务程序；
      五、本章重点、难点
    重点：中断的基本概念、方式及中断技术的优点；
          MCS―51的中断源结构、中断控制及中断优先级；
          各中断源的向量地址；
          外部中断的触发方式；
    难点：响应中断的条件和过程
          中断服务程序的基本结构。
6．接口部件的结构及其功能
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解并行I/O口的内部结构和总线概念，了解MCS―51系列定时/计数器的基本原理，了解MCS―51系列的串行通讯接口；掌握重写操作，掌握定时/计数器的工作方式和应用。
二、课程内容
     6. 1  并行I/O口的结构及其功能
     并行I/O口的内部结构、重写操作、总线概念；
     6. 2  定时/计数器结构及其功能
    MCS―51系列定时/计数器的基本结构、定时/计数器0和1的控制与状态寄存器、定时/计数器0和1的工作方式、定时/计数器2、定时/计数器编程和应用；
     6. 3  串行通信
   串行通信概述、MCS―51系列的串行通信、串行通信应用举例；
思考题与习题六
三、考核知识点
  1）并行I/O口的内部结构、总线概念；
  2）MCS―51系列定时/计数器的基本结构；
  3）控制定时/计数器的特殊功能寄存器TMOD和TCON；
  4）定时/计数器的工作方式；
  5）串行通信的基本原理；
  6）MCS―51系列串行通信的工作方式及应用。
四、考核要求
  1）识记
   (1) 并行I/O口的内部结构、总线概念；
   (2) 定时/计数器的工作方式；
   (3) 控制定时/计数器的特殊功能寄存器TMOD和TCON。
2）领会
   (1) 串行通信的基本原理；
  (2)  MCS―51系列串行通信的工作方式。
3）应用
  (1) 定时/计数器初值的计算及编写初试化程序段；
  (2) 编写MCS―51系列串行通信初试化程序段。
五、本章重点、难点
    重点：并行I/O口的内部结构和总线概念；
          MCS―51系列定时/计数器的工作方式；
          MCS―51系列串行通信的工作方式。
    难点：编写定时/计数器的初试化程序段；
          编写MCS―51系列串行通信初试化程序段。
7．应用系统功能扩展与设计
一、学习目的与要求
通过本章的学习，深刻理解外部功能扩展的基本原理及其设计方法，掌握外部总线的概念和应用，掌握外部功能扩展的硬件电路设计，了解提高硬件系统可靠性的措施。本章是本课程的重点，是理解、掌握和学好本课程的基础。
二、课程内容
7. 1  概述
应用系统硬件部分总体方案的设定、外部总线概述、地址空间的分配；
     7. 2  外部存储器的扩展与电路设计
外部程序存储器的扩展与电路设计、外部数据存储器的扩展与电路设计、其他新型特殊存储器简介；
     7. 3  并行I/O接口的扩展
外部扩展并行I/O接口的相关要求、功能单一的I/O接口扩展、多功能8155H/8156H并行I/O口的扩展、8255A型并行I/O口的扩展；
     7. 4  数模（D/A）和模数（A/D）转换器的扩展
外部扩展数模（D/A）转换器、外部扩展模数（A/D）转换器、模拟电路设计中应注意的问题；
     7. 5  外部中断源的扩展
      片内定时/计数器扩展外部中断源、采用查询法扩展外部中断源、优先权编程器扩展外部中断源；
     7. 6  串行标准接口的扩展
      配置RS-232-C标准接口、RS-422A、RS-423A和RS-485标准接口简介；
     7. 7  硬件系统可靠性概述
     思考题与习题七
三、考核知识点
1）应用系统硬件部分总体方案的设定；
2）外部总线的功能；
3）系统地址空间的分配和译码；
4）系统外部程序存储器和数据存储器的扩展；
5）功能单一的I/O接口扩展；
6）多功能8155H/8156H并行I/O口的扩展；
7）8255A型并行I/O口的扩展；
      8）数模（D/A）和模数（A/D）转换器的扩展；
9）外部中断源的扩展；
10）串行RS-232-C标准接口的扩展；
11）硬件系统可靠性概述；
     四、考核要求
      1）识记
(1) 外部总线的功能；
(2) 地址空间的分配和译码；
2）领会
(1) 应用系统分析和系统配置；
(2) 外部中断源的扩展；
3）综合应用
(1) 外部程序和数据存储器扩展；
(2) 外部EEPROM存储器扩展；
(3) 功能单一的I/O接口扩展；
(4) 多功能接口芯片8155H/8156H的扩展及应用；
(5)  8255A接口芯片的扩展及应用；
(6)  DAC0832数模（D/A）转换器扩展及应用；
(7)  ADC0809模数（A/D）转换器的扩展及应用；
(8)  串行RS-232-C标准接口的扩展；
五、本章重点、难点
    重点：应用系统硬件部分总体方案的设定；
外部总线的功能；
地址空间的分配和译码；
系统外部存储器的扩展；
功能单一的I/O接口扩展；
多功能8155H/8156H并行I/O口的扩展；
8255A型并行I/O口的扩展；
DAC0832数模（D/A）转换器扩展及应用；
ADC0809模数（A/D）转换器的扩展及应用；
串行RS-232-C标准接口的扩展；
    难点：外部EEPROM存储器扩展；
多功能8155H/8156H并行I/O口的扩展；
8255A型并行I/O口的扩展；
DAC0832数模（D/A）转换器扩展及应用；
ADC0809模数（A/D）转换器的扩展及应用；
串行RS-232-C标准接口的扩展；
8．汇编语言程序设计基础
一、学习目的与要求
通过本章的学习，深刻理解汇编语言程序设计的步骤与方法，掌握简单结构程序、分支结构程序、循环结构程序设计，掌握MCS―51系列源程序的基本格式、常用功能模块程序段设计。本章是本课程的重点，是理解、掌握和学好本课程的基础。
二、课程内容
8. 1  汇编语言程序设计概述
  汇编语言程序设计的步骤与方法、算法、流程图、源程序、汇编与调试、常用伪指令简介
8. 2  汇编语言程序设计基础和举例
  简单结构程序、分支结构程序、循环结构程序、子程序结构程序、查表结构程序；
8. 3  源程序的基本格式
8. 4  软件抗干扰技术简介
        嵌入式测控系统软件的基本要求、软件抗干扰的特点及其前提条件、常用软件抗干扰方法、故障自动恢复处理程序；
8. 5  常用功能模块程序设计举例
算术运算程序段设计、数制转换程序段设计、数字滤波程序段设计；
思考题与习题八
三、考核知识点
1）汇编语言程序设计的基本概念、方法与步骤；
2）常用伪指令的格式及应用；
3）汇编语言程序设计基本结构及应用；
4）汇编语言程序设计的逻辑结构和算法，设计程序流程图；
5）源程序的基本格式及应用；
6）软件抗干扰的特点；
7）常用软件抗干扰方法；
8）算术运算程序段设计；
9）数制转换程序段设计；
10）数字滤波程序段设计。
四、考核要求
1）识记
  (1) 汇编语言程序设计的基本概念、方法与步骤；
  (2) 常用伪指令的格式及应用；
  (3) 程序设计基本结构种类；
  (4) 源程序的基本格式。
2）领会
  (1) 程序设计基本结构及应用；
  (2) 汇编语言程序设计的逻辑结构和算法，设计程序流程图；
  (3) 软件抗干扰的特点；
  (4) 常用软件抗干扰方法。
3）简单应用
(1) 简单结构程序设计；
(2) 分支结构程序设计；
(3) 循环结构程序设计。
4）综合应用
  (1) 算术运算程序段设计；
  (2) 数制转换程序段设计；
  (3) 数字滤波程序段设计。
五、本章重点、难点
    重点：汇编语言程序设计的基本概念、方法与步骤；
          常用伪指令的格式及应用；
          汇编语言程序设计基本结构及应用；
源程序的基本格式及应用；
常用软件抗干扰方法。
难点：常用功能模块程序段设计。
9．应用系统的开发、设计与调试
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解MCS―51系列应用系统的开发与设计，了解MCS―51系列应用实例。
二、课程内容
9. 1  应用系统的开发与设计
      开发应用系统项目的确定、单片机开发仿真系统及其应用、应用系统（样机）硬件部分的检验与调试、应用系统（样机）应用软件程序的调试；
9. 2  典型单片机开发仿真系统（仿真器）简介；
9. 3  嵌入式单片机应用简介
9. 4  MCS―51系列单片机开发、应用举例
      人工气候箱的研制、单片机在双模最优控制器中的应用；
9. 5  单片机的实验与课程设计
思考题与习题九
三、考核知识点
1）开发应用系统项目的确定
2）嵌入式单片机应用简介
3）MCS―51系列单片机开发、应用举例
四、考核要求
       1）领会
(1) 单片机在各领域中的应用
(2) 嵌入式单片机应用简介
2）简单应用
(1)MCS―51系列单片机开发、应用举例

Ⅳ、  关于大纲的说明与考核实施要求
一、自学考试大纲的目的和作用
《单片机原理与应用》课程自学考试大纲是根据专业自学考试计划的要求，结合自学考试的特点而确定。其目的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进行指导和规定。
本课程自学考试大纲明确了课程学习的内容以及深度、广度，规定了课程自学考试的范围和标准。因此，它是编写自学考试教材和辅导书的依据，是社会助学组织进行自学辅导的依据，是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据，也是进行自学考试命题的依据。
在自学本课程之前应先通读大纲，了解课程的内容、考核知识点和考核要求。明确考核目标，使自学应考者有的放矢地系统地学习教材；使辅导教师更好地组织教学内容；使命题教师能够更加明确命题范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易程度。本大纲要求学习和掌握的知识点都可作为考核的内容。
二、课程自学考试大纲与教材的关系
课程自学考试大纲是进行学习和考核的依据，教材是学习掌握课程知识的基本内容与范围，教材的内容是大纲所规定的课程知识和内容的扩展与发挥。课程内容在教材中可以体现一定的深度或难度，本大纲中对考核的要求是按照本专业的培养目标，以及对考生知识结构要求和专业考试计划来确定的，深度或难度较适当。
大纲与教材所体现的课程内容应基本一致；本大纲的课程内容和考核知识点是与所选教材一致的。所选教材里的部分内容，本大纲不作考核要求。（注：其中的内容与大纲要求不一致的地方，以大纲规定为准。）
三、关于自学教材
自学教材：《MCS―51系列单片机及其应用》，高等学校电子信息类专业精品教材，（第5版）孙育才 孙华芳等著，东南大学出版社，2012年版。
四、关于自学要求和自学方法的指导
本大纲的课程基本要求是依据专业考试计划和专业培养目标而确定的。课程基本要求还明确了课程的基本内容，以及对基本内容掌握的程度。基本要求中的知识点构成了课程内容的主体部分。因此，课程基本内容掌握程度、课程考核知识点是高等教育自学考试考核的主要内容。
为有效地指导个人自学和社会助学，本大纲已指明了课程的重点和难点，在章节的基本要求中一般也指明了章节内容的重点和难点。
《单片机原理与应用》课程应用面较宽，涉及到模拟电路技术、数字电路技术、计算机基础及工程技术的许多方面。考生在自学时往往会感到有一定困难，但自学能力的培养对获取知识是非常必要的。在自学过程中应注意以下几点：
1．根据考核要求中的四个能力层次，在全面系统学习的基础上掌握重点概念和重点问题，注意各章内容之间的内在联系。
2．本课程的自学考试大纲是自学本课程的主要依据。在自学本课程前应先通读大纲，了解课程的要求，获得课程完整的概貌。在开始自学某一章时，先阅读大纲，了解该章的课程内容，考核知识点和考核要求，在自学过程中就有的放矢。
3．阅读教材时，要求吃透每个考核知识点。对基本概念要做到深刻理解，对基本原理要弄清弄懂，对基本方法要熟练掌握。
4．重视每章末的习题的作用，最好多做习题，可以帮助考生尽快地达到自考大纲的要求，并可以检查学习掌握知识的程度。
5．本课程是一门实践性较强的课程，考生在自学过程中必须注意理论联系实际，按实验目的、要求和内容认真做好实验。建议实验与课程自学过程同步进行。
6．考生在自学时要注意基本能力的培养，即系统分析和综合的能力，分析问题和理解知识的能力，抓住重点阐述问题的能力，以及实验能力等。
五、对社会助学的要求
    1．社会助学指导教师应熟悉本大纲所要求的内容、考核知识点和考核要求，辅导内容必须以本大纲为依据。切实作好对自学应考者的辅导，防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确导向。
    2．注意自学考试的特点，命题将覆盖各章，特别是本大纲规定的重点，不可随意增删和圈定重点以免导向失误。本大纲课程内容和考核知识点不作要求的内容则不考。
    3．注意培养考生的自学能力，以及分析、设计及应用的能力，努力引导自学应考者将识记、领会与应用联系起来，把知识和理论转化为能力。着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。
    4．建议课程学习和实验同步进行。实验可以在主考学校，也可在有条件的地方进行。在实验中，指导教师对考生遇到的实际问题应及时进行具体的帮助。
六、应考指导
1. 如何学习
很好的学习计划和组织是你成功的法宝。如果你正在接受培训学习，一定要跟紧课程并完成作业。为了在考试中作出满意的回答，你必须对所学课程内容有很好的理解。你阅读课本时可以做读书笔记。如有需要重点注意的内容，可以用彩笔来标注。如：红色代表重点；绿色代表还未理解需要深入研究的知识点；黄色代表可以运用在工作之中等。
2. 如何考试
卷面整洁非常重要。书写工整，段落与间距合理，卷面赏心悦目有助于教师评分，教师只能为他能看清楚的内容打分。要抓住重点回答题目所问的问题，而不是回答你自己乐意回答的问题！避免答非所问。
3. 如何处理紧张情绪
正确处理对失败的惧怕，要正面思考。考前要调整好心态，要对自己充满自信，当然自信来自于对课程的把握和考前复习。进入考场后做深呼吸放松，这有助于使头脑清醒，缓解紧张情绪，保持冷静。
七、对考核内容的说明
本课程要求考生学习和掌握的知识点内容都作为考核的内容。课程中各章的内容均由若干知识点组成，在自学考试中成为考核知识点。因此，课程自学考试大纲中所规定的考试内容是以分解为考核知识点的方式给出的。由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身的特点不同，自学考试将对各知识点分别按四个认知（或叫能力）层次确定其考核要求。
八、关于考试命题的若干规定
1、考试采用闭卷方式，考试时间为150分钟。试卷一律用钢笔或圆珠笔书写，作图可用铅笔和直尺。可带普通计算器。
2、本大纲各章所规定的基本要求、知识点及知识点下的知识细目，都属于考核的内容。考试命题既要覆盖到章，并适当突出课程的重点和章节重点，加大重点内容的覆盖密度。
3、命题不应有超出大纲中考核知识点范围的题目，考核目标不得高于大纲中所规定的相应的最高能力层次要求。命题应着重考核自学者对基本概念、基本知识和基本理论是否了解或掌握，对基本方法是否会用或熟练。
4、本课程在试卷中对不同能力层次要求的分数比例大致为：识记占20%，领会占35%，简单应用占30%，综合应用占15%。
5、要合理安排试题的难易程度，试题的难度可分为：易、较易、较难
和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的分数比例一般为：20:40:25:15。
必须注意试题的难易程度与能力层次有一定的联系，但二者不是等同的概念。在各个能力层次中对于不同的考生都存在着不同的难度。在大纲中已特别强调这个问题，考生切勿混淆。
6、本课程考试命题的主要题型一般有单项选择题、填空题、名词解释题、简答题、阅读分析程序题、简单编程题、综合应用题等题型。
在命题工作中必须按照本课程大纲中所规定的题型命制，考试试卷使用的题型可以略少，但不能超出本课程对题型规定。

附录  题型举例
一、单项选择题
1．执行外部程序存储器操作时，、、的状态分别是（     ）。
A．0，1，0          B．1，1，1          C．0，1，1          D．1，0，1
2．在下列情况中，优先权最高的中断请求标志是（     ）。
A．IE1                 B．TF1                 C．IE0                  D．TF0
二、填空题
1．使用8031且接地时，访问外部程序存储器起始地址为            。
2．PSW中RS1 RS0=00时，R2的地址为          。
三、名词解释
1．汇编语言：
2．寻址方式：
四、简答题
1．程序状态字寄存器PSW的作用是什么？常用的状态位有哪些？它们的作用各是什么？
2．8031单片机响应中断的条件是什么？
五、阅读分析程序题
1．设工作寄存器 R0 = 5BH，R1 = 5AH，执行下列程序填入执行的结果。
                     MOV      5AH，R0                     ；源操作数寻址方式                 
                     CJNE      @R1，#5AH，NEQU   ；比较结果是否相等？              
                     MOV      A，#0                          ；
                     SJMP      N2                               ；转移地址的寻址方式               
       NEQU： JNC        N3                               ；Cy =             
                     MOV      A，#0FFH                   ；该指令是否执行？                 
                     SJMP      N2                               ；
       N3：      MOV      A，#0AAH                  ；该指令是否执行？                 
       N2：      SJMP      N2                               ；(A) =              
六、简单编程题
1．按下列要求编写程序并注释：
求外部数据存储器 2000H~2007H中八个单元二进制数之和，存入2008H和2009H单元中。
七、综合应用题
1．以Intel8751CPU为主机，外部扩展数据存储器静态RAM 8K (地址范围8000H～9FFFH)及一片Intel 8255A (起始地址0A000H)。
⑴写出外部扩展数据存储器RAM芯片的型号，说明程序存储器在何处及类型。
⑵用74LS138对高3位地址译码，按8255A和RAM的地址要求连接片选信号。
⑶连接、、、ALE、RESET各控制信号线。（试题给出未连线的电路图）