《单片机原理及应用》实验教学大纲李小敏审核：葛广军编写：课程编码1302405课程名称单片机原理及应用3学分适用专业应用物理学16考核形式学时（含实验学时）6先修课程开课学期一、课程简介《单片机原理与应用》应用物理学专业的一门必修专业课程，通过本课程的学习，使学生对单片机有一个全面的了解，掌握单片机的基本知识、基本理论，通过课程实验、实训，加强学生对单片机的实际应用，培养学生实际的动手能力。本实验课是与《单片机原理与应用》课程相配套的实验课程。二、课程实验教学目的与要求1、实验教学目的让学生对单片机、微型计算机在理论和实践上有一个全面的认识，具有坚实的微机原理与接口技术理论基础知识，具有熟练的实践技能，培养学生能够独立承担专门技术工作的微机、单片机应用研究的人才。通过实验来加深学生对微机、单片机的工作原理、程序设计、常用接口电路的应用和编程方法等知识的理解和掌握。2、实验教学要求各个实验的具体目的和要求内容详见实验项目。三、实验项目实验1：指令系统实验实验目的：（1）、了解单片机仿真系统的组成和原理，熟悉单片机汇编语言和C51程序的调试过程。（2）、熟悉51单片机各类指令的功能。（3）、逐步进行程序调试和运行实践。实验要求：编几个简单程序，分别实现数据传送、算术运算、逻辑运算，并根据运算结果实现简单的程序转移。编写一个跳转程序、一个查表程序。1
1 《单片机原理及应用》实验教学大纲 编写： 李小敏 审核： 葛广军 课程编码 1302405 课程名称 单片机原理及应用 适用专业 应用物理学 学 分 3 考核形式 学时（含实验学时） 16 先修课程 开课学期 6 一、课程简介 《单片机原理与应用》应用物理学专业的一门必修专业课程，通过本课程的学习，使学生对单片 机有一个全面的了解，掌握单片机的基本知识、基本理论，通过课程实验、实训，加强学生对单片机 的实际应用，培养学生实际的动手能力。本实验课是与《单片机原理与应用》课程相配套的实验课 程。 二、课程实验教学目的与要求 1、实验教学目的 让学生对单片机、微型计算机在理论和实践上有一个全面的认识，具有坚实的微机原理与接口技术 理论基础知识，具有熟练的实践技能，培养学生能够独立承担专门技术工作的微机、单片机应用研究的 人才。通过实验来加深学生对微机、单片机的工作原理、程序设计、常用接口电路的应用和编程方法等 知识的理解和掌握。 2、实验教学要求 各个实验的具体目的和要求内容详见实验项目。 三、实验项目 实验 1：指令系统实验 实验目的： （1）、了解单片机仿真系统的组成和原理，熟悉单片机汇编语言和 C51 程序的调试过程。 （2）、熟悉 51 单片机各类指令的功能。 （3）、逐步进行程序调试和运行实践。 实验要求：编几个简单程序，分别实现数据传送、算术运算、逻辑运算，并根据运算结果实现简单 的程序转移。编写一个跳转程序、一个查表程序
基本原理、实验内容及重点、难点：单片机汇编语言和C51程序的调试实验2：P1口及外部简单I/0口的应用实验实验目的：（1)、学习P1口的使用方法。（2）、学习延时子程序的编写和使用。（3）、掌握中断处理程序的编程方法。实验要求：（1）、P1口做输出口，控制8个LED循环点亮。（2）、P1口做输入口，接8个扭子开关，74LS273做输出口，控制8个LED，将开关状态反映到LED 上。（3）、以两个74LS273作为输出口，控制12个LED，模拟交通灯管理，并允许急救车优先通过。用外部中断模拟急救车到来。基本原理、实验内容及重点、难点：流水灯的控制，中断的使用实验3：定时器串行通讯实验实验目的：（1）、学习AT89S51单片机内部定时器/计数器的使用和编程方法。（2）、进一步掌握中断处理程序的编程方法。（3）、掌握AT89S51单片机串行口工作方式的程序设计和通讯程序的编制。实验要求：利用AT89S51单片机内部定时器/计数器产生定时间隔，控制P1口外接的LED，模拟一个时序控制装置，实现AT89S51单片机和PC机间的相互数据传送。基本原理、实验内容及重点、难点：串行口的控制，定时器的使用实验4：键盘/显示接口实验实验目的：2
2 基本原理、实验内容及重点、难点： 单片机汇编语言和 C51 程序的调试 实验 2：P1 口及外部简单 I/O 口的应用实验 实验目的： （1）、学习 P1 口的使用方法。 （2）、学习延时子程序的编写和使用。 （3）、掌握中断处理程序的编程方法。 实验要求： （1）、P1 口做输出口，控制 8 个 LED 循环点亮。 （2）、P1 口做输入口，接 8 个扭子开关，74LS273 做输出口，控制 8 个 LED，将开关状态反映到 LED 上。 （3）、以两个 74LS273 作为输出口，控制 12 个 LED，模拟交通灯管理，并允许急救车优先通过。 用外部中断模拟急救车到来。 基本原理、实验内容及重点、难点： 流水灯的控制，中断的使用 实验 3： 定时器串行通讯实验 实验目的： （1）、学习 AT89S51 单片机内部定时器/计数器的使用和编程方法。 （2）、进一步掌握中断处理程序的编程方法。 （3）、掌握 AT89S51 单片机串行口工作方式的程序设计和通讯程序的编制。 实验要求：利用 AT89S51 单片机内部定时器/计数器产生定时间隔，控制 P1 口外接的 LED，模拟一 个时序控制装置，实现 AT89S51 单片机和 PC 机间的相互数据传送。 基本原理、实验内容及重点、难点： 串行口的控制，定时器的使用 实验 4：键盘/显示接口实验 实验目的：
（1）、了解8255A的编程方法。（2）、学习独立键盘接口电路的工作原理和编程方法。（3）、掌握动态显示电路的工作原理和编程方法，实验要求：通过8255A扩展键盘接口、通过74LS273扩展显示接口，将键盘状态反映到LED数码管上。基本原理、实验内容及重点、难点：独立键盘LED显示器的控制，8255A的使用实验5：A/D转换实验实验目的：（1）、了解单片机数据采集通道的组成原理。（2）、了解ADC0809的接口和编程方法。（3）、了解单片机后向控制通道的组成原理。实验要求：由实验台上的电位器提供模拟量输入，由ADCO809实现A/D转换，并显示结果。基本原理、实验内容及重点、难点：ADC0809的接口连线，软件编程。实验6：D/A转换实验实验目的：（1）、了解DAC0832的接口和编程方法。（2）、了解直流电动机控制的基本方法。实验要求：DAC0832输出一串脉冲，经放大后驱动小电机，实现电机的正、反转和调速。基本原理、实验内容及重点、难点：DACO832的使用，直流电机的正、反转和调速。实验7：蜂鸣器、继电器实验实验目的：（1）、了解蜂鸣器驱动和编程方法。3
3 （1）、了解 8255A 的编程方法。 （2）、学习独立键盘接口电路的工作原理和编程方法。 （3）、掌握动态显示电路的工作原理和编程方法。 实验要求：通过 8255A 扩展键盘接口、通过 74LS273 扩展显示接口，将键盘状态反映到 LED 数码管 上。 基本原理、实验内容及重点、难点： 独立键盘 LED 显示器的控制，8255A 的使用 实验 5：A/D 转换实验 实验目的： （1）、了解单片机数据采集通道的组成原理。 （2）、了解 ADC0809 的接口和编程方法。 （3）、了解单片机后向控制通道的组成原理。 实验要求：由实验台上的电位器提供模拟量输入，由 ADC0809 实现 A/D 转换，并显示结果。 基本原理、实验内容及重点、难点： ADC0809 的接口连线，软件编程。 实验 6：D/A 转换实验 实验目的： （1）、了解 DAC0832 的接口和编程方法。 （2）、了解直流电动机控制的基本方法。 实验要求： DAC0832 输出一串脉冲，经放大后驱动小电机，实现电机的正、反转和调速。 基本原理、实验内容及重点、难点： DAC0832 的使用，直流电机的正、反转和调速。 实验 7：蜂鸣器、继电器实验 实验目的： （1）、了解蜂鸣器驱动和编程方法
（2）、了解继电器控制的基本方法。实验要求：蜂鸣器可以发出蜂鸣声，编程实现发出不同的音乐：可以控制继电器常开（闭）触点。基本原理、实验内容及重点、难点：蜂鸣器播放乐曲的编程、继电器触点断开吸合的编程控制。实验7：电子钟实验实验目的：（1）、了解定时器定时器中断初始化编程方法。（2）、了解定时器的应用，时钟程序的设计与调试技巧。实验要求：编写程序，从本实验系统键盘上输入时间初值，用定时器产生0.1S定时中断，对时钟计数器计数，并将数值实时地送数码管显示。基本原理、实验内容及重点、难点：定时器、中断系统编程设计。四、实验项目学时分配表序1号实验类别学时实验项目12验证性指令系统实验22设计性P1口及外部简单I/0口的应用实验32综合性定时器串行通讯实验4设计性2键盘/显示接口实验52综合性A/D转换实验62综合性D/A转换实验72验证性蜂鸣器、继电器实验82综合性电子钟实验4
4 （2）、了解继电器控制的基本方法。 实验要求： 蜂鸣器可以发出蜂鸣声，编程实现发出不同的音乐；可以控制继电器常开（闭）触点。 基本原理、实验内容及重点、难点： 蜂鸣器播放乐曲的编程、继电器触点断开吸合的编程控制。 实验 7：电子钟实验 实验目的： （1）、了解定时器定时器中断初始化编程方法。 （2）、了解定时器的应用，时钟程序的设计与调试技巧。 实验要求：编写程序，从本实验系统键盘上输入时间初值，用定时器产生 0.1S 定时中断，对时钟计 数器计数，并将数值实时地送数码管显示。 基本原理、实验内容及重点、难点： 定时器、中断系统编程设计。 四、实验项目学时分配表 序 号 实 验 项 目 实验类别 学 时 1 指令系统实验 验证性 2 2 P1 口及外部简单 I/O 口的应用实验 设计性 2 3 定时器串行通讯实验 综合性 2 4 键盘/显示接口实验 设计性 2 5 A/D 转换实验 综合性 2 6 D/A 转换实验 综合性 2 7 蜂鸣器、继电器实验 验证性 2 8 电子钟实验 综合性 2
合计16五、实验报告格式实验之前应认真预习准备，写出解决思路，画出程序流程图，编好源程序，对接口类实验还要画出接口电路图。实验过程中，应随时记录碰到的问题、发现的错误以及解决方法。最后写出调试无误的源程序。实验报告的格式如下：实验名称：学生姓名：班级：准备日期：实验日期：实验前的准备：（一）实验要求：（二）实验目的：（三）解决思路及原理：（接口类实验要画出接口电路图）（四）程序流程图：（五）源程序：实验过程：（六）发现的问题、错误及解决方法：（七）调试无误的源程序：按学校统一规定的实践（实验）教学报告书写。六，考核方式及成绩评定标准1、考核法：由于本实验课的目的主要是加深学生对微机、单片机的工作原理、程序设计、常用接口电路的应用和编程方法等理论课程教学知识的理解和掌握，通过理论课考试可同时反映实验课的学习效果，故此本实验课不再单独考核，而按平时实验表现和实验报告情况给出成绩。2、成绩评定方法：按平时实验表现和实验报告情况划分不同等级，分别是：优秀、良好、中、及格、不及格五个等级。5
5 合 计 16 五、实验报告格式 实验之前应认真预习准备，写出解决思路，画出程序流程图，编好源程序，对接口类实验还要画出 接口电路图。实验过程中，应随时记录碰到的问题、发现的错误以及解决方法。最后写出调试无误的源 程序。 实验报告的格式如下： 实验名称： 学生姓名： 班级： 准备日期： 实验日期： 实验前的准备： （一）实验要求： （二）实验目的： （三）解决思路及原理：（接口类实验要画出接口电路图） （四）程序流程图： （五）源程序： 实验过程： （六）发现的问题、错误及解决方法： （七）调试无误的源程序： 按学校统一规定的实践（实验）教学报告书写。 六、考核方式及成绩评定标准 1、考核法：由于本实验课的目的主要是加深学生对微机、单片机的工作原理、程序设计、常用接口 电路的应用和编程方法等理论课程教学知识的理解和掌握，通过理论课考试可同时反映实验课的学习效 果，故此本实验课不再单独考核，而按平时实验表现和实验报告情况给出成绩。 2、成绩评定方法： 按平时实验表现和实验报告情况划分不同等级，分别是：优秀、良好、中、及格、不及格五个等级
1）优：实验操作熟练，实验结果正确，分析合理，能独立解决实验中出现的问题。2）良：实验操作正规，实验结果正确，分析基本合理。3）中：实验操作基本规范，实验结果基本正确，分析不太合理。4）及格：实验操作不太规范，实验结果有少量错误，分析不太合理。5）不及格：实验操作不规范，实验结果错误，分析不合理。七、推荐教材及参考书推荐教材：《单片机原理及应用》（第2版），张毅刚，高等教育出版社，2010.5参考书目：[1]《微机原理与接口技术》，李继灿，清华大学出版社，2011.7[2]《单片微机原理及应用》》（第3版），丁元杰，机械工业出版社，2011.66
6 1）优：实验操作熟练，实验结果正确，分析合理，能独立解决实验中出现的问题。 2）良：实验操作正规，实验结果正确，分析基本合理。 3）中：实验操作基本规范，实验结果基本正确，分析不太合理。 4）及格：实验操作不太规范，实验结果有少量错误，分析不太合理。 5）不及格：实验操作不规范，实验结果错误，分析不合理。 七、推荐教材及参考书 推荐教材： 《单片机原理及应用》（第 2 版），张毅刚，高等教育出版社，2010.5 参考书目： [1] 《微机原理与接口技术》，李继灿，清华大学出版社，2011.7 [2] 《单片微机原理及应用》（第 3 版），丁元杰，机械工业出版社，2011.6