✦
教学大纲
✦
课程编号：（06310660）
学分：3
学时：45（讲座时数：30；实验室时数：15）
必修课程：计算机组成原理、编程
适用专业：计算机科学与技术及类似专业
教材：SoC微控制器原理与应用（第三版·微讲视频版），鲍克金等，清华大学出版社，2023年。
授课学校：计算机科学与通信工程学院
课程目标
《单片机原理与应用》课程是计算机科学与技术专业的必修课，也是同类专业的选修课。 本课程是学习计算机技术基础软硬件课程后的一门应用性很强的课程。 通过本课程的学习，学生可以了解单片机的基本原理和应用系统的设计方法。 通过实验训练，学生将具备单片机应用系统的设计能力。 基本能力。 课程的具体目标如下：
(一)知识
1.1了解C8051F系列单片机的原理以及单片机的发展和应用现状；
1.2 了解单片机的基本结构、指令系统、省电模式、复位机制、中断系统；
1.3 掌握汇编语言、C51编程语言的编程方法、C8051F单片机的片内资源；
1.4 掌握开发应用和实验设备的基础知识。
（二）能力素质
2.1 能够使用软件工具对单片机的资源进行初始化；
2.2 能够熟练使用单片机程序开发工具；
2.3 能够使用编程语言对单片机的接口进行编程，实现数字量、模拟量的输入输出；
2.4 掌握单片机软硬件的基本设计方法，提出解决工程应用问题的设计方案；
2.5逐步培养学生的综合设计能力。
课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系
本课程支持的毕业要求指标如下：
指标点3.4：具有借助文献研究对计算机领域复杂工程问题进行识别、表达、建模和解决，获得有效结论的能力。
指标点4.1：能够遵循计算机系统开发和工程的基本要求，为复杂的工程问题提供解决方案，具有创新意识。
指标点6.4：能够根据计算机科学技术原理，运用科学方法研究计算机科学技术领域的复杂工程问题并制定实验方案。
课程基本内容及要求
第一章概述
（一）教学内容和教学方法
1.本课程的性质、学习方法、目的和任务； （教学）
2、介绍单片机的发展历史； （教学）
3、介绍典型8位单片机产品； （演讲）
4、介绍单片机的应用及发展趋势。 （教学）
（二）知识、能力、素质基本要求
1.了解课程性质以及单片机的发展历史。
2.了解典型8位单片机产品及单片机应用及发展趋势。
（三）重点和难点
一、要点
单片机的应用及发展趋势。
2. 困难
了解微控制器应用。
第二章 单片机基本结构及工作原理
（一）教学内容和教学方法
1.介绍C8051F单片机的总体结构； （演讲）
2、讲解单片机的定时、复位、时钟电路及指令系统； （教学）
3、C8051F单片机的存储器组织结构； （演讲）
4、C8051F单片机中断系统、端口输入/输出配置； （讲座+软件演示）
5、电源管理方法及复位系统。 （教学）
（二）知识、能力、素质基本要求
1、了解C8051F单片机的整体结构以及单片机执行指令相关的机制；
2、掌握C8051F单片机中断系统原理及电源管理方法；
3. 能够使用工具软件配置端口输入/输出。
（三）重点和难点
一、要点
C8051F单片机的存储器组织结构；
C8051F微控制器中断系统和端口输入/输出的配置。
2. 困难
了解C8051F单片机的存储器组织结构。
第三章 51单片机编程语言
（一）教学内容和教学方法
1、汇编语言伪指令、循环程序、子程序的设计； （演讲）
2、汇编语言调用子程序的参数传递方式； （讲座+案例）
3、C51程序结构、数据类型和长度、C51语言运算符； （教学）
4.C51程序流程控制语句及函数。 （教学+自学）
（二）知识、能力、素质基本要求
1、了解C8051F单片机编程语言及编程方法；
2、掌握单片机编程技术；
3. 具备使用汇编语言或C51语言编写单片机应用程序的能力。
（三）重点和难点
一、要点
C8051F单片机编程特点；
C51编程语言在微控制器应用中的使用。
2. 困难
熟练使用C51程序流程控制语句和函数。
第四章 C8051F单片机片上功能组件
（一）教学内容和教学方法
1、定时器/计数器及可编程计数器阵列原理及应用； （讲座+案例）
2、UART通信接口原理及应用； （讲座+案例）
3、SMBus和SPI总线原理及应用。 （教学+自学）
（二）知识、能力、素质基本要求
1、了解如何使用C8051F单片机的片内硬件资源；
2、掌握片上资源的编程步骤；
3. 能够针对应用问题对微控制器接口进行编程。
（三）重点和难点
一、要点
定时器/计数器编程方法；
采用UART通讯接口。
2. 困难
掌握定时器/计数器和可编程计数器阵列的原理和应用。
掌握UART通信接口原理及应用。
第五章 数/模及模/数转换
（一）教学内容和教学方法
1、C8051F020模数转换器原理及应用； （讲座+案例）
2、掌握C8051F020数模转换器原理及应用； （讲座+案例）
3. 电压基准和比较器。 （教学+自学）
（二）知识、能力、素质基本要求
1、掌握C8051F单片机的片内模/数转换器和数/模转换器的使用；
2、能够根据应用问题对单片机模拟/数字转换器和数字/模拟转换器进行编程。
（三）重点和难点
一、要点
片上模/数转换器和单片机数/模转换器的编程方法。
2. 困难
C8051F020模数转换器原理及应用。
第六章 C8051F系列其他型号芯片介绍
（一）教学内容和教学方法
C8051F系列芯片其他型号的情况。 （教学+自学）
（二）知识、能力、素质基本要求
了解 C8051F 系列中其他微控制器型号的功能。
（三）重点和难点
一、要点
C8051F系列微控制器的不同型号和特性。
2. 困难
没有任何。
第七章 单片机应用系统开发
（一）教学内容和教学方法
单片机应用系统的开发与调试方法。 （教学+自学）
（二）知识、能力、素质基本要求
了解单片机应用系统的设计步骤；
具备单片机应用系统设计的基本能力。
（三）重点和难点
一、要点
单片机应用系统的设计步骤。
2. 困难
应用系统需求分析。
课时分配和指标点支持
考核方法
1.课程考核方式包括期末考试、日常及作业考核、实验考核。 期末考试为闭卷笔试（附所需参考资料）。
2、课程成绩=平时考核成绩×15%+实验成绩×15%+期末考试成绩×70%。 结果具体构成如下：
3、课程成绩计算方法：
(1)设S1=平时成绩15分+实验比例15*指标分3.4对应比例+期末考试成绩3.4*0.7对应
指标点3.4的成绩=（平时成绩*0.15+实验中指标点3.4对应的平均分*0.15*指标点3.4对应的比例+考试中3.4对应的分数*0.7）/S1
(2)设S2=实验比例15*指标点4.1对应的比例+指标点4.1对应的期末考试成绩*0.7
指标点4.1的成绩=（实验中指标点4.1对应的平均分*0.15*指标点4.1对应的比例+考试中4.1对应的分数*0.7）/S2
(3)设S3=实验比例15*指标点6.4对应的比例+指标点6.4*0.7对应的期末考试成绩
指标点6.4的成绩=（实验中指标点6.4对应的平均分*0.15*指标点6.4对应的比例+考试中6.4对应的分数*0.7）/S3
概要说明
（内容可能包括实验内容和基本要求，
练习要求及其他必要说明）
1、本课程实验要求参见《单片机原理与应用》实验大纲。
2、本课程结束后，安排1.5周的课程设计。 要求请参见《单片机原理与应用》课程设计大纲。
3.运用多媒体教学。
4、每节课后布置一些作业，主要是书本附带的练习题和思考题。
✦
实验概要
✦
课程编号：（06310660）
学分：3
学时：45（讲授时数：30 实验时数：15）
必修课程：计算机组成原理、编程
适用专业：计算机科学与技术及类似专业
教材：SoC微控制器原理与应用（第三版·微讲视频版），鲍克金等，清华大学出版社，2023年。
授课学校：计算机科学与通信工程学院
目的和任务
通过实际操作和实验结果的观察和验证，学生可以加深对所学课程的理解，并能够运用所学知识设计实验方案，应用先进的实验设备将理论转化为应用，培养学生的综合素质。学生的动手能力。 提高学生理论学习的兴趣，发挥潜在的积极性和创造性； 通过实验程序的编写、实验过程的调试、实验结果的观察，培养学生的创新思维和撰写实验报告的能力，以及处理通用工程设计技术问题、解决问题的初步能力和实事求是的科学态度。
实验教学基本要求
（1）复习与实验相关的理论和基础知识，认真撰写预习报告；
(2)根据要求编写单片机程序，在设备上调试并获得实验结果；
(3)分析存在的问题和改进的方法。
实验内容、性质、课时分配及
支持毕业要求
教学管理模式及注意事项
1、实验前，学生必须认真复习课程相关内容，预习实验说明，明确实验目的。 实验时态度认真，遵守纪律，注意安全。
2.指导教师适当提醒学生实验要求、实验设备的结构、性能和注意事项，并检查预习情况。
3、要求学生了解实验原理和设备使用方法，逐项记录数据，完成实验报告。
4.要求学生完成“必做实验”，并鼓励学生利用课外时间完成其他与单片机相关的实验。
撰写实验报告时，要透彻理解实验原理，绘制主程序流程图和相关必要的硬件原理图（如有），使实验结论清晰、准确。
实验结果的评估与评价方法
1.指导教师根据学生的实验准备情况、规定实验的完成情况、实验结果的准确性、选定实验的数量和完成情况、实验报告的修改情况等对每个学生进行评分，并将结果记录在本上。
2、实验结果包括单项实验结果和实验总体评价分数，并以百分制的形式给出。
3. 实验不计为单独的学分。 实验结果将报告给老师，并按照教学大纲规定的比例计入课程总成绩。
参考
1. SoC微控制器原理与应用（第三版·微讲视频版），鲍克金等，清华大学出版社，2023年。
（第7章）
2、《C8051F020/1/2/3混合信号ISP FLASH单片机数据手册》，新华龙公司译，2002年。
✦
相关书籍
✦
《SoC单片机原理与应用（第3版·微课视频版）》
国际标准书号：9787302637257
