课程名称：单片机接口技术及应用                           课程代码：1117（理论）
4876（实践）
第一部分  课程性质与自考本科目标
一、课程性质与特点
本课程是高等教育自学考试电子信息工程专业所开设的专业课之一，它是一门理论联系实际、应用性强的课程。本课程以单片机原理、汇编语言与接口技术的应用为基本内容，研究单片机的原理、内部结构、程序设计、并行I/O接口、A/D和D/A的接口、MCS51的串行通信和单片机总线及接口等内容。本课程以单片机原理、程序设计以及接口电路的设计应用为主要研究对象。
二、课程目标与基本要求
通过本课程的学习，目的是使考生从单一功能电路设计转向系统电路设计，由传统的通用电路线路的应用转向软件程序与硬件电路相结合的设计，从单纯硬件设计转向硬件、软件高度渗透的设计，从而拓宽知识面和设计能力。课程的基本要求是掌握单片机原理，内部结构、汇编语言和接口电路的应用与设计。
三、与本专业其它课程的关系
《单片机接口技术及应用》是电子信息工程专业大学本科学生必修的专业技术课程，它和电子信息工程专业的许多其他课程有着密切的关系。其先修课程是《数字电路与逻辑设计》。
第二部分  理论内容与考核目标
第1章  MCS–51单片机结构、时序和指令系统
一、学习目的与要求
通过本章学习，正确掌握51单片机的基本结构，包括CPU、存储器、I/0端口、定时/计数、中断系统等。掌握51单片机指令系统和设计步骤，要求在熟悉这些内容的基础上，重点掌握系统设计的基本方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）MCS–51单片机内部结构（重点）
识记：CPU结构、存储器组织、MCS–51的存储器配置I/O端口、引脚功能
理解：MCS–51单片机工作方式、MCS–51单片机时序
（二）MCS–51单片机指令系统（重点）
识记：MCS–51单片机的指令格式、寻址方式
理解：数据传送指令、算逻运算指令、控制转移指令和位操作指令

第2章  汇编语言程序设计
一、学习目的与要求
通过本章学习，正确掌握汇编语言程序设计的基本方法，重点掌握常用几种程序设计的基本结构方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）汇编语言（一般）
识记：程序设计语言的基本概念、汇编语言格式、构成
（二）简单和分支程序设计（次重点）
应用：简单程序设计应用
分支程序设计应用
（三）循环和查表程序设计（次重点）
应用：循环程序设计
查表程序设计
（四）子程序和运算程序设计（重点）
理解：运算程序设计
应用：子程序设计

第3章  半导体存储器
一、学习目的和要求
通过本章学习，正确掌握半导体存储器的基本知识、半导体存储器原理，掌握半导体存储器与MCS–51单片机的连接方法。
二、考核知识与考核目标
（一）半导体存储器基础（一般）
识记：半导体存储器的分类、技术指标、半导体存储器的基本结构
（二）只读存储器ROM（次重点）
理解：掩模 ROM存储器原理、PROM存储器原理、EPROM存储器原理
（三）随机存取存储器RAM（次重点）
理解：静态RAM基本存储电路、动态 RAM基本存储电路
（四）MCS–51单片机和外部存储器的连接（重点）
应用：MCS－51对外部 RAM、ROM的连接

第4 章  MCS–51中断系统
一、学习目的和要求
通过本章的学习，正确掌握中断的基本概念、作用、过程，MCS–51中断系统的基本原理构成，中断控制器 8259A功能原理，MCS-51对外部中断源的扩展。
二、考核知识与考核目标
（一）概述（一般）
识记：中断的定义和作用
中断源
中断分类
中断嵌套
中断系统功能
（二）MCS-51的中断系统（重点）
理解：MCS-51的中断源和中断标志
MCS－51对中断请求的控制
MCS－51对中断的响应
（三）中断控制器 8259A（次重点）
识记：8259A内部结构、命令字、工作模式、8259级联
（四）MCS－51对外部中断源的扩展（重点）
理解：借用定时器溢出中断扩展外部中断源
采用查询法扩展外部中断源
应用：采用8259扩展外部中断源

第5章  并行I／O接口
一、学习目的和要求
通过本章学习，要求掌握接口的基本功能，MCS-51并行Ｉ／Ｏ口的直接使用，简单Ｉ／Ｏ扩展，8255并行Ｉ／Ｏ口， 8155功能，MCS-51对LED／键盘的接口，MCS-51内部定时器／计数器。
二、考核知识与考核目标
（一）概述（一般）
识记：I/O接口的作用、I/O数据的四种传送方式、I/O口的类型
理解：外部设备的编址
（二）MCS-51内部并行I/O端口（重点）
应用：MCS-51内部并行I/O端口的应用
（三）并行I／O接口芯片（次重点）
理解：Intel 8255A
Intel 8155
应用：借用外部RAM地址扩展I／O端口
采用8255A扩展I／O端口
采用8155扩展I／O端口
（四）MCS-51对LED／键盘的接口（次重点）
应用：MCS-51对LED的接口
MCS-51对非编码键盘的接口
键盘／显示系统
（五）MCS-51内部定时器／计数器（重点）
理解：MCS-51对内部定时器／计数器的控制
定时器／计数器的工作方式
定时器／计数器的初始化
应用：定时器／计数器的应用

第6章  MCS-51对 A／D和 D／A的接口
一、学习目的和要求
通过本章学习，要求能够掌握A／D和D／A 转换的基本原理，掌握MCS-51对A／D和D／A接口电路的应用设计。
二、考核知识和考核目标
（一）D／A转换器（次重点）
识记：D／A转换器的原理
D／A转换器的性能指标
DAC0832原理应用
（二）MCS-51和D／A的接口（重点）
应用：MCS-51对8位DAC的接口
MCS-51对12位DAC的接口
（三）A／D转换器（次重点）
识记：逐次逼近式A／D转换原理
并行A／D转换原理
ADC0809芯片原理
（四）MCS-5l和A／D的接口（重点）
应用：MCS-51对ADC0809的接口
MCS-51对AD574A的接口

第7章  MCS－51的串行通信
一、学习目的和要求
通过本章学习，要求了解串行通信的基本原理，掌握MCS-51的串行接口工作原理。
二、考核知识和考核目标
（一）串行通信基础（次重点）
识记：串行通信的分类、串行通信的制式、串行通信中的调制解调器
串行通信中串行I／O数据的实现
（二）MCS－51的串行接口（一般）
识记：串行口的结构、串行口的工作方式、串行口的通信波特率
理解：MCS-51串行口的应用
串行口在方式0下的应用
串行口在多机通信中的应用
第三部分    实践环节
实验一  中断、定时器的应用
一、考核目的与要求
1、熟悉和理解中断和定时器的概念；掌握中断和定时器的工作方式。
2、练习设定中断、定时器的控制字。
3、编程实现定时器控制中断，达到控制和改变输出状态的目的；
二、考核内容
1、编写利用定时器定时并产生中断，让P1口输出状态1秒钟左移一次的实验程序。
2、进行硬件电路的连线，下载程序并观察程序运行情况。
3、改变程序的控制方式和时间常数达到改变输出状态的目的。
三、考核方式
1、编写程序、上机实验
2、编写实验报告。其内容含：实验目的、算法原理、控制程序、实验小结。

实验二  并行I/O口的扩展
一、考核目的与要求：
1、了解并行8255接口芯片工作原理、引脚功能，掌握8255控制字和状态字的设定。
2、了解并掌握单片机与8255接口芯片的电路。
3、编写程序，实现对8255可编程并行口芯片的输入和输出控制。
二、考核内容
1、采用8255扩展I/O口，当A口作输入（每一位接一个开关），B口作输出（每一位接一个发光二极管），编写程序实现A口开关状态对B口输出的控制。
2、进行硬件电路的连线，调试程序并观察程序运行情况。
3、改变8255扩展I/O口的电路连线方式，编写让A口输出顺序控制信号（设定每位的持续时间为5秒）。
三、考核方式
1、编写程序、上机实验
2、编写实验报告。其内容含：实验目的、工作原理、控制程序、实验小结。

实验三  A/D 和D/A的转换
一、考核目的与要求：
1、了解A/D和D/A转换的工作原理，掌握对A／D和D／A接口电路的设计和应用。
2、熟悉ADC0809和DAC0832芯片的工作原理，引脚功能。
3、编写程序，实现MCS-51对ADC0809和DAC0832转换的控制，
二、考核内容
1、实现MCS-51单片机对DAC0832硬件电路的连线，编写能够产生锯齿波的实验程序。
2、实现MCS-51单片机对ADC0809硬件电路的连线，编写读对8个通道模拟电压连续采集并存入内部RAM始址为20H数据区的程序。
3、调试程序并观察程序运行情况。
三、考核方式
1、编写程序、上机实验
2、编写实验报告。其内容含：实验目的、工作原理、控制程序、实验小结。

实验四  串行通信接口的应用
一、考核目的与要求：
1、理解MCS51串行通信接口的结构和工作原理，了解通信波特率的定义。
2、掌握串行口的几种工作方式，能够正确的计算通信波特率。
3、编写接收和发送程序，实现单片机的双机通信。
二、考核内容
1、利用中断法编写实现串行口工作在方式1下的接收和发送程序。
2、进行硬件电路的连线，调试程序并观察数据传送是否正确。
三、考核方式
1、编写程序、上机实验
2、编写实验报告。其内容含：实验目的、工作原理、控制程序、实验小结。

实践环节以程序、实验报告和现场检验运行结果评判成绩。采用百分制评分，60分为及格。
第四部分 有关说明与实施要求
一、考核目标的能力层次表述
本课程的考核目标共分为三个能力层次：识记、理解和应用，他们之间是递进等级的关系，后者必须建立在前者基础上。其具体含义为：
识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是最低层次的要求。
理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题。“应用”一般分为“简单应用”和“综合应用”，其中“简单应用”指在理解的基础上能用学过的一两个知识点分析和解决简单的问题；“综合应用”指在简单应用的基础上能用学过的多个知识点综合分析和解决比较复杂的问题，是最高层次的要求。

二、指定教材
《单片机原理及其接口技术》  胡汉才编著  清华大学出版社  2004年版

三、自学方法指导
1、考生自学时，应先仔细阅读本大纲。明确大纲规定的课程内容和考试目标及所列各章中考核的知识点和考核要求，，以便突出重点，有的放矢地掌握课程内容。
2、在了解考试大纲内容的基础上，根据考核知识点和考核要求，认真阅读教材，把握各章节的具体内容，吃透每个知识点，对基本概念和基本原理必须深刻理解， 对基本方法牢固掌握，并融会贯通，在头脑中形成完整的内容体系。
3、在自学各章节内容时，能够在理解的基础上加以记忆，切勿死记硬背；同时在对一些知识内容进行理解把握时，联系实际问题思考，从而达到深层次的认识水平。
4、为了提高自学效果，应结合自学内容，尽可能的多看一些例题和动手做一些练习。在指定教材中，每张中均提供了例题，这些例题多为实际应用的例子，具有代表性，考生应在自学过程中仔细阅读，从而帮助理解概念和应用知识；此外，在各章末均附有丰富的习题，动手做练习是达到理解、记忆、应知应会的好办法。

四、社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3、辅导时，应以考试大纲为依据，制定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。
4、辅导时，应对学习方法进行指导。提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。
5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6、注意对应考者能力的培养，特别是对自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，解决问题的能力。
7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在不同难度的试题。
8、助学学时：本课程共4学分，其中理论课3学分、实践课1学分。建议总课时不少于72学时，助学学时分配如下：

章  节 课  程  内  容 助学学时
第1章 MCS–51单片机结构、时序和指令系统 8
第2章 汇编语言程序设计 8
第3章 半导体存储器 4
第4章 MCS–51中断系统 8
第5章 并行I／O接口 10
第6章 MCS-51对 A／D和 D／A的接口 8
第7章 MCS－51的串行通信 8
实验一 中断、定时器的应用 4
实验二 并行I/O口的扩展 4
实验三 A/D 和D/A的转换 4
实验四 串行通信接口的应用 6
 总    计 72

五、关于命题考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。
2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为10%、“理解”为30%、“应用” 为60%。
3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为：2：3：3：2。
4、每份试卷中， 各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。
5、本课程命题采用的基本题型包括单项填空题、选择题、简答题、设计接口电路图与程序编程等。
6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60为及格。

六、题形示例（样题）
1、填空题
I/O数据共有        、         、          和          的四种传送方式
2、选择题
下列选择中，（         ）不属于MCS51中断源
(A)INT0     (B)T1      (C)EA    (D)RI
3、简答题
简述串行口四种通信方式的波特率
4、设计接口电路图与程序编程
用8255A设计2位静态LED显示接口电路。
（1）完整显示接口电路
（2）写出8255的控制字及初始化程序，假设片选地址为4000H。
（3）写出LED上显示1，2的字型码。
（4）写出编程实现在LED上显示“12”的程序。