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天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：单片机接口技术及应用 （2016年12月修订版） 课程代码：1117、4876
天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：单片机接口技术及应用 课程代码：1117、4876
第一部分 课程性质与目标
一、课程性质与特点
《单片机接口技术及应用》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、C语言与接口技术的应用为基本内容，研究AT89S51单片机的硬件结构、C语言程序设计、中断系统、并行I/O接口、定时器/计数器、A/D和D/A的接口和串行通信等内容。本课程注重原理与应用的相结合，突出课程内容的适应性和典型性，通过对单片机基本知识的学习，培养学生单片机实际应用开发能力。
总学时为64学时（理论授课48，实验16）。
二、课程目标与基本要求
单片机接口技术与应用课程学习总体目标为通过单片机基础理论知识的学习和实验教学培养学生单片机接口电路的设计和开发能力。要求学生掌握单片机的结构、工作原理、C语言编程等，并能够运用所学知识完成简易单片机系统的设计、制作、调试等工作，从而为嵌入式计算机应用系统设计专业人才的培养奠定扎实的理论和实践基础。
知识目标
以传授单片机应用的基本知识和技能为目的，通过对单片机基本原理和接口技术的基础知识学习，使学生具备分析、设计单片机应用程序和进行硬件分析、设计的基本技能，掌握单片机应用系统设计与制作的基本方法与步骤，能够熟练运用C语言根据设计任务编程，并进行软、硬件调试等工作。
能力目标
要求学生掌握单片机的原理、方法和接口的一般规律，具有设计单片机应用的初步能力，同时掌握单片机的C语言编程方法，初步具备单片机应用软件开发与调试能力，最终达到培养学生综合分析与调试的能力、项目综合设计与开发的能力。
课程的基本要求
1．了解单片机的基本概念和特点，掌握AT89S51单片机的基本组成和各部分的功能与作用，特别是存储器、I/O端口、机器周期等基本概念。
2．掌握C51程序设计的基本方法，特别是数据类型、变量基本运算、分支与循环结构、指针等相关基础知识，具备简单C51程序设计的能力。
3. 熟悉AT89S51单片机并行I/0端口的特点和作用，具备针对并行I/0端口的各种流水灯程序设计能力。
4. 掌握AT89S51单片机中断系统、定时器/计数器的相关概念，熟悉中断优先级别、定时器/计数器工作方式等重要寄存器的设定方法，具备对简单中断系统和定时器/计数器的应用编程能力。
5．了解AT89S51单片机串行口的结构和工作原理，掌握波特率的计算方法以及单片机与PC机的串行通信接口设计。
6．了解AT89S51单片机I/O接口扩展的相关概念，掌握AT89S51单片机利用82C55进行I/O接口扩展的设计。
7．了解A/D和D/A 转换的基本原理，掌握AT89S51单片机与D/A、A/D转换器的接口设计。
三、本课程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。它是在学生学完电子技术类基础课程和计算机应用基础类课程之后，为加强对学生技术应用能力培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的一门课程。其先修课程是《数字电路与逻辑设计》。
第二部分 考核内容与考核目标
第一章 单片机概述
一、学习目的与要求
1．掌握单片机的概念；
2．了解单片机的特点、分类、发展历史与应用；
3．熟悉MCS-51单片机的种类；
4. 了解其他各类单片机及处理器。
二、考核知识点与考核目标
1．单片机的概念（重点）
识记：单片机的定义。
理解：单片机的基本组成。
2．单片机的相关知识（一般）
识记：单片机的分类；发展历史和应用情况。
理解：以单片机为核心的应用系统优点。
3．MCS-51单片机的种类（次重点）
识记：MCS-51单片机的种类和型号。
理解：各种衍生品种的51单片机。
4．其他系列单片机和嵌入式处理器（一般）
识记：PIC、AVR系列单片机和嵌入式处理器。

第二章 AT89S51单片机硬件结构
一、学习目的与要求
1．掌握AT89S51单片机的基本组成，包括CPU、存储器、I/0端口；
2．了解AT89S51单片机的时钟电路和复位电路；
3．理解单片机的时序概念；
4. 了解单片机的低功耗工作模式。
二、考核知识点与考核目标
1．AT89S51单片机内部结构（重点）
识记：CPU、存储器、中断系统等各组成部分的概念和数量等知识点。
2．AT89S51的CPU（次重点）
识记：运算器和控制器作用与组成；程序状态寄存器和程序计数器PC的基本概念。
理解：程序状态寄存器的格式和程序计数器PC的基本工作过程。
3．AT89S51单片机存储器的结构（一般）
识记：AT89S51单片机的存储器空间划分；程序存储空间和数据存储空间的分布。
理解：特殊功能寄存器和位地址空间。
4．AT89S51单片机的并行I/O端口（次重点）
理解：P0，P1，P2，P3口的特点和功能。
5．AT89S51单片机的复位电路、低功耗模式与时序（一般）
识记：时钟周期、机器周期与指令周期；复位操作；低功耗模式的设置。
应用：时钟电路和复位电路的设计。

第三章 C51语言编程基础
一、学习目的与要求
1．了解编程语言Keil C51开发工具的使用；
2．掌握C51程序设计的数据类型、数组、基本运算、指针等相关知识；
3．掌握C51程序的分支和循环程序结构；
4. 熟悉C51语言的函数相关基本知识。
二、考核知识点与考核目标
1．Keil C51开发工具的使用（一般）
理解：了解C51语言与标准C语言的区别。
应用：Keil C51开发工具的使用方法。
2．C51语言程序设计基础（重点）
识记：数据类型、变量基本运算、分支与循环结构、指针等相关基础知识。
理解：数据存储类型和模式，数组的概念以及绝对地址访问。
应用：简单程序设计应用、分支程序和循环程序设计的应用。
3．C51语言的函数（次重点）
识记：函数的分类、函数的调用、变量及存储方式等相关基础知识。
理解：宏的定义；典型的库函数。
应用：简单程序设计应用、分支程序和循环程序设计的应用。

第四章 AT89S51片内并行端口的原理及编程
一、学习目的和要求
1．掌握AT89S51单片机4个8位并行I/0端口的结构；
2．了解AT89S51单片机4个并行I/0端口的工作过程；
3．理解AT89S51单片机4个并行I/0端口的特点；
4. 掌握并行I/0端口的C51编程。
二、考核知识与考核目标
1．AT89S51单片机并行I/0端口的结构和工作过程（一般）
识记：P0，P1，P2，P3口的性质和和相应的地址分配。
理解：P0，P1，P2，P3口的工作过程。
2．AT89S51单片机并行I/0端口的特点和作用（次重点）
识记：P0，P1，P2，P3口的特点和作用。
3．并行I/0端口的C51编程（重点）
应用：各种流水灯的程序设计。

第五章AT89S51单片机的中断系统
一、学习目的和要求
1．掌握AT89S51单片机中断的基本概念、作用和过程；
2．了解AT89S51单片机中断系统的基本结构；
3．理解AT89S51单片机中断优先级的控制、响应中断请求的条件、触发方式选择等；
4. 掌握针对中断的C51编程。
二、考核知识与考核目标
1．AT89S51中断概述（一般）
识记：中断的定义和作用；中断源；中断分类；中断系统功能。
2．AT89S51的中断系统结构（一般）
理解：AT89S51的中断源和中断标志。
3．中断允许与中断优先级的控制（次重点）
理解：中断允许寄存器和中断优先级寄存器的设置。
4．中断响应的条件、外中断触发方式（重点）
识记：中断响应的条件。
理解：外中断触发方式的选择。
5．中断的C51编程（重点）
应用：单一外中断的程序设计；中断嵌套的程序设计。

第六章 AT89S51单片机的定时器/计数器
一、学习目的和要求
1．了解AT89S51单片机定时器/计数器的结构；
2．掌握AT89S51单片机定时器/计数器的4种工作方式；
3．掌握定时器/计数器的编程。
二、考核知识与考核目标
1．定时器/计数器的结构（一般）
识记：定时器/计数器的结构。
理解：定时器/计数器的工作方式控制寄存器和控制寄存器的格式和设定。
2．定时器/计数器的4种工作方式（次重点）
理解：AT89S51单片机定时器/计数器4种工作方式及相互区别。
3．AT89S51单片机定时器/计数器的编程与应用（重点）
应用：定时器/计数器的简单定时、计数功能编程。

第七章 AT89S51单片机的串行口
一、学习目的和要求
1．了解AT89S51单片机串行口的结构和工作原理；
2．掌握波特率的定义和计算方法；
3．熟悉各种串行通信接口标准；
4. 掌握单片机与PC机的串行通信接口设计。
二、考核知识和考核目标
1．串行通信基础（一般）
识记：串行口的结构；串行通信的定义和类别。
理解：AT89S51单片机串行口4种工作方式；工作方式的设定。
2．多机通信和波特率的制定方法（次重点）
识记：串行口的通信波特率定义。
应用：定时器T1产生波特率的计算，多机通信的原理。
3．串行通信的应用（重点）
识记：串行接口设计考虑的问题；各种串行通信接口标准。
应用：单片机与PC机的串行通信的接口设计。

第八章 AT89S51单片机的I/O扩展
一、学习目的和要求
1．掌握AT89S51单片机I/O接口扩展的相关概念；
2．了解典型I/O接口芯片82C55的结构；
3．掌握AT89S51单片机利用82C55进行I/O接口扩展的设计。
二、考核知识与考核目标
1．I/O接口扩展概述（重点）
识记：I/O接口的作用；I/O口的类型。
理解：I/O数据的三种传送方式；外部设备的编址。
2．典型I/O接口芯片82C55的结构（次重点）
识记：I/O接口芯片82C55的内部结构。
理解：I/O接口芯片82C55的控制字；3种工作方式。
3．AT89S51单片机与82C55的接口设计（一般）
应用：AT89S51单片机与82C55的接口电路设计与编程。

第九章 AT89S51单片机与D/A、A/D转换器的接口
一、学习目的和要求
1．了解A/D和D/A 转换的基本原理和性能指标；
2．掌握AT89S51单片机与D/A转换器的接口设计；
3．掌握AT89S51单片机与A/D转换器的接口设计。
二、考核知识和考核目标
1．D/A转换器（一般）
记识：D/A转换器的原理和性能指标。
理解：DAC0832的原理应用。
2．AT89S51单片机与D/A的接口设计（重点）
应用：AT89S51单片机与8位DAC0832的接口设计。
3．A/D转换器（次重点）
记识：A/D转换器的原理和性能指标。
理解：逐次逼近式A/D转换原理；并行A/D转换原理；ADC0809的原理应用。
4．AT89S51单片机与A/D的接口设计（次重点）
应用：AT89S51单片机与ADC0809的接口设计。
5．AT89S51单片机与V/F转换器的接口（一般）
第三部分 实践环节考核与成绩
本课程的实践环节考核包括以下4个实验，每个实验单独考核，独立计分，采取百分制评分，60分及格。
考核成绩要求：4个实验均考核合格，并将4个实验的平均分作为本课程实践环节考核的最终成绩。
实验序号
单片机接口技术及应用实验助学内容
讲授及实践课时
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
4
合计

16
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．进行实验相关电路的连线，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、考核方式与环境要求
1．考核方式
单片机的中断的各种CPU广泛采用的一种资源共享技术，是解决资源竞争的有效方法，以实现多任务共享一个资源的目的，而定时器的应用是保证单片机有条不紊执行各种操作的基础，学生通过学习与实践，初步掌握中断和定时器的应用。本实验考核学生的基础操作能力，考核采用现场考核。考试时间100分钟。
2．考核方法
（1）实验相关线路连接
（2）C语言程序编程
（3）实验结果与实验报告
（4）现场有关实验问题解答
3．评分标准
采用百分制，每项各占25分。

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．进行相关电路的连线，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、考核方式与环境要求
1．考核方式
单片机的并行I/O口的扩展技术是单片机应用方面的一个重要环节，通过并行I/O口的扩展来解决芯片本身的硬件资源有限问题，满足实际生产需要。其中8255是典型的可编程并行I/O接口芯片，其与单片机连接进行I/O口的扩展是此门课程的内容，学生通过学习与实践，初步掌握并行I/O口的扩展技术。本实验考核学生的基础操作能力，考核采用现场考核。考试时间100分钟。
2．考核方法
（1）实验相关线路连接
（2）C语言程序编程
（3）实验结果与实验报告
（4）．现场有关实验问题解答
3．评分标准
采用百分制，每项各占25分。

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、考核方式与环境要求
1．考核方式
A/D和D/A转换广泛应用于测控系统中，是单片机应用系统中较关键的环节，A/D和D/A转换典型芯片与单片机的连接也是单片机接口技术的重要组成部分，学生通过学习与实践，初步掌握控制系统中的模数转换技术。本实验考核学生的综合操作能力，考核采用现场考核。考试时间100分钟。
2．考核方法
（1）实验相关线路连接
（2）C语言程序编程
（3）实验结果与实验报告
（4）现场有关实验问题解答
3．评分标准
采用百分制，每项各占25分。

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、考核方式与环境要求
1．考核方式
通信是现代控制系统中必不可少的组成部分，学生通过学习与实践，初步掌握单片机串口通信的方法和关键参数的设定。本实验考核学生的综合操作能力，考核采用现场考核。考试时间100分钟。
2．考核方法
（1）实验相关线路连接
（2）C语言程序编程
（3）实验结果与实验报告
（4）．现场有关实验问题解答
3．评分标准
采用百分制，每项各占25分。
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
本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定了不同的能力层次，各个能力层次为递进等级关系，其含义是：
识记：能了解有关概念、理论的意义，并能正确地认识和表达，是低层次的要求。
理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题，是中等层次的要求。
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
《单片机原理及接口技术(C51编程)》 张毅刚主编 人民邮电出版社 2011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，每章中均提供了例题，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，其中理论环节3学分，建议48学时；实践环节1学分，建议16学时。助学学时分配如下：

章 节
课程内容
助学学时
第一章
单片机概述
2
第二章
AT89S51单片机硬件结构
4
第三章
C51语言编程基础
8
第四章
AT89S51片内并行端口的原理及编程
6
第五章
AT89S51单片机的中断系统
6
第六章
AT89S51单片机的定时器/计数器
6
第七章
AT89S51单片机的串行口
6
第八章
AT89S51单片机的I/O扩展
4
第九章
AT89S51单片机与D/A、A/D转换器的接口
6

实践
16

总 计
64

五、关于命题和考试的若干规定
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20%、“理解”为30%、“应用” 为50%。
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55%，次重点占30%，一般占15%。
5．本课程命题采用的基本题型包括填空题、单项选择题、判断题、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、题型示例
（一）填空题
1．I/O数据共有 、 、 和 四种传送方式。
（二）单项选择题
1．下列选择中，（ ）不属于MCS51中断源。
（A）INT0 （B）T1 （C）EA （D）RI
（三）简答题
1．简述串行口四种通信方式的波特率。
（四）综合题
1．设单片机的fosc=12MHZ ，要求采用定时器T0的中断方式，在P1.0脚上输出周期为4ms的方波。

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