【正文】 xx理工 大學(xué) 教 案 課 程 名 稱 單片機原理及接口技術(shù) 開課學(xué)院 信息工程學(xué)院 授 課 班 級 12 電信 卓越班 主 講 教 師 職 稱 1 教 案（首頁） 課 程 名 稱 單片機原理及接口技術(shù) 總計： 104 學(xué)時 課 程 類 別 專業(yè)課 學(xué)分 講課： 64 學(xué)時 實驗： 40 學(xué)時 上機： 0 學(xué)時 任 課 教 師 職稱 授 課 對 象 專業(yè)班級： 12 電信 卓越班 共 1 個班 基要本參教考材資和料主 [1] 張明峰 . PIC 單片機入門與實 戰(zhàn) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2020 年 [2] 劉啟中，李榮正 . PIC 單片機原理及應(yīng)用（第 3 版） [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 年 [3] 李榮正 ， 王誠杰 ， 戴國銀 . PIC 單片機原理及應(yīng)用 (第 4 版 )[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 年 教和學(xué)要目求的 “單片 機原理及接口技術(shù)”是電子信息工程本科專業(yè)的必修課。通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握單片機的基本原理、接口和應(yīng)用技術(shù)，使學(xué)生初步獲得單片機系統(tǒng)的綜合應(yīng)用能力。課程主要以 PIC16F877 單片機為例，系統(tǒng)講授單片機的基本組成、工作原理、 PICC C 語言指令系統(tǒng)和程序設(shè)計，以及系統(tǒng)擴展、接口技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法等內(nèi)容。 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握以 PIC16F877 單片機為例的微處理器的硬件結(jié)構(gòu)、功能和指令系統(tǒng)，能夠使用 C 語言編寫程序。進一步得到一般單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用能力的訓(xùn)練。通過課程的實際例子 和實驗，使學(xué)生增強單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計能力和調(diào)試能力，為將來從事控制檢測等系統(tǒng)工程開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。 教及學(xué)難重點點 PIC 單片機數(shù)據(jù)存儲器的間接尋址和直接尋址方式； A、 B、 C、 D、E 端口的初始化設(shè)置方法； PIC 內(nèi)部定時 /計數(shù)器的工作方式和控制方法；3 個內(nèi)部中斷源和 11 個外部中斷源的區(qū)別；逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理； PIC16F877 單片機 SPI 和 I2C 通信接口的工作方式及其控制；串入 /并出移位寄存器 74HC595 的工作原理；鍵盤的中斷和查詢工作方式；并入 /串出移位寄存器 74HC165 的工作原理； PIC 內(nèi)部 WDT 的工作方式和控制方法 。 2 課程名稱： 《 單片機原理及接口技術(shù) 》 第 1 周，第 1 講次 ，學(xué)時 2 授課題目（章、節(jié)） 第一章 PIC 單片機 概述 167。 單片機的發(fā)展概況 167。 Microchip 單片機產(chǎn)品概述 167。 PIC 中檔單片機的基本特性 教學(xué)目的與要求： 本單元要求掌握 ： PIC 單片機 哈佛（ Harvard）總線結(jié)構(gòu)、兩級流水線、為什么驅(qū)動能力強？ 教學(xué)重點與難點： 哈佛體系、哈佛總線 。 教學(xué)方法及手段： 講解、圖示、舉例分析 以 交通燈 系 統(tǒng)為例，導(dǎo)入 單片機的 教學(xué)任務(wù)，簡單介紹 單片機能夠?qū)崿F(xiàn)的功能 ，讓學(xué)生逐漸進入專業(yè)學(xué)習(xí)，領(lǐng)會該課程在今后專業(yè)學(xué)習(xí)中所發(fā)揮的作用。 實驗箱 與 PPT 演示相結(jié)合介紹 單片機功能 ，并通過若干例子進一步闡述所講內(nèi)容 。 授課內(nèi)容、程序、學(xué)時分配： 什么叫單片機 （ 25 分鐘） 微機基礎(chǔ)知識、數(shù)制的概念、單片機的發(fā)展 等 。 Microchip 單片機產(chǎn)品概述 （ 25 分鐘） PIC 單片機 哈佛（ Harvard）總線結(jié)構(gòu)、兩級流水線 等。 PIC 中檔單片機的基本特性 （ 1 學(xué)時） 驅(qū)動能力、 I/O 端口、基本功能模塊、專 用功能模塊 等。 課堂練習(xí)、作業(yè)： 讓學(xué)生自己查閱資料，了解單片機在生產(chǎn)、生活實際中的應(yīng)用。 課程小結(jié)： 按計劃完成內(nèi)容，通過 交通燈系統(tǒng) 實例講解 單片機的功能和作用，使學(xué)生對單片機有初步的感性認(rèn)識 。 3 課程名稱： 《 單片機原理及接口技術(shù) 》 第 1 周，第 2 講次，學(xué)時 2 授課題目（章、節(jié)） 第 二 章 PIC 單片機 的開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具 167。2 .1 PIC 系列單片機的開發(fā)環(huán)境 MPLABIDE 167。2 .2 在線調(diào)試器 MPLABICD2 167。 硬件仿真器 MPLABICE2020 教學(xué)目的與要求： 本單元要求掌握 ： PIC 單片機的集成開發(fā)環(huán)境 MPLABIDE 和 硬件開發(fā)工具MPLABICD MPLABICE2020 的使用方法。 教學(xué)重點與難點： MPLABICD MPLABICE2020 的使用方法 。 教學(xué)方法及手段： 講解、圖示、舉例分析 以 交通燈 系統(tǒng)為例， 演示集成開發(fā)環(huán)境 MPLABIDE 的操作步驟 ， 分別使用ICD2 和 ICE2020 將程序下載至 PIC16F877A 單片機中， 讓學(xué)生 對單片機程序的開發(fā)及下載有直觀的認(rèn)識 ， 提高學(xué)習(xí)的興趣。 使用 軟件模擬器 MPLABSIM 進行程序的 運行 控制 ， 讓學(xué)生 對單片機程序的開發(fā)及下載有直觀的認(rèn)識 ， 提高學(xué)習(xí)的興趣。 實驗箱 與 PPT 演示相結(jié)合介紹 單片機功能 ，并通過若干例子進一步闡述所講內(nèi)容 。 授課內(nèi)容、程序、學(xué)時分配： 集成開發(fā)環(huán)境 MPLABIDE（ 1 學(xué)時 ） PIC 單片機的集成開發(fā)環(huán)境 MPLABIDE 的操作過程 。 MPLABICD2 和 MPLABICE2020（ 1 學(xué)時 ） 使用 MPLABICD2 進行程序的下載。 使用 MPLAB ICE2020 進行程序的下載 。 課堂練習(xí)、作業(yè)： 讓 學(xué)生自己查閱資料，熟悉 集成開發(fā)環(huán)境 MPLABIDE 、 MPLABICD2 和MPLABICE2020 的使用方法。 課程小結(jié)： 按計劃完成內(nèi)容，通過 交通燈系統(tǒng) 實例講解 PIC 單片機的 開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具的 功能和作用，使學(xué)生對單片機 開發(fā)有直觀的認(rèn)識 。 4 課程名稱： 《 單片機原理及接口技術(shù) 》 第 2 周，第 1 講次，學(xué)時 2 授課題目（章、節(jié)） 第 三 章 PIC16F877 單片機的 存儲器 167。 PIC16F877 單片機的程序存儲器 167。 程序存儲空間的尋址問題 教學(xué)目的與 要求： 本單元要求掌握 ： PIC16F877 單片機的 程序存儲器的各項參數(shù)及尋址方式。 教學(xué)重點與難點： 程序空間的直接跳轉(zhuǎn)、程序空間的間接跳轉(zhuǎn) 。 教學(xué)方法及手段： 講解、圖示、舉例分析 以 秒表程序 為例， 演示 程序存儲器的使用及空間的跳轉(zhuǎn) ， 讓學(xué)生 對 程序存儲器的運行原理有 直觀的認(rèn)識 ， 提高學(xué)習(xí)的興趣。 實驗箱 與 PPT 演示相結(jié)合介紹 單片機功能 ，并通過若干例子進一步闡述所講內(nèi)容 。 授課內(nèi)容、程序、學(xué)時分配： PIC16F877 單片機的程序存儲器 （ 1 學(xué)時 ） 程序存儲器的大小、分頁、中斷矢量、復(fù)位矢量等 。 程序 空間的直接跳轉(zhuǎn) （ 25 分鐘） PIC16F877 單片機針對程序存儲器空間的直接跳轉(zhuǎn)尋址方式 。 程序 空間的和間接跳轉(zhuǎn) （ 25 分鐘） PIC16F877 單片機針對程序存儲器空間的間接跳轉(zhuǎn)尋址方式 。 課堂練習(xí)、作業(yè)： P 。 待定 課程小結(jié)： 按計劃完成內(nèi)容，通過 秒表程序 實例講解 PIC16F877 單片機 程序存儲器 ，使學(xué)生對單片機開發(fā)有直觀的認(rèn)識 。 5 課程名稱： 《 單片機原理及接口技術(shù) 》 第 2 周，第 2 講次，學(xué)時 2 授課題目（章、節(jié)） 第 三 章 PIC16F877 單片機的 存儲器 167。 PIC16F877 單片機的數(shù)據(jù)存儲器 167。 數(shù)據(jù)存儲的尋址問題 教學(xué)目的與要求： 本單元要求掌握 ： PIC16F877 單片機的 數(shù)據(jù) 存儲器的各項參數(shù)及尋址方式。 教學(xué)重點與難點： 數(shù)據(jù)存儲器直接尋址 、 數(shù)據(jù)存儲器 間接跳轉(zhuǎn) 。 教學(xué)方法及手段： 講解、圖示、舉例分析 以 秒表程序 為例， 演示 數(shù)據(jù) 存儲器的使用及 尋址方式 ， 讓學(xué)生 對 數(shù)據(jù) 存儲器的運行原理有直觀的認(rèn)識 ， 提高學(xué)習(xí)的興趣。 實驗箱 與 PPT 演示相結(jié)合介紹 單片機功能 ，并通過若干例子進一步闡述所講內(nèi)容 。 授 課內(nèi)容、程序、學(xué)時分配： PIC16F877 單片機的 數(shù)據(jù) 存儲器 （ 1 學(xué)時 ） 數(shù)據(jù) 存儲器的大小、 分體 、 通用寄存器 、 專用寄存器 等。 數(shù)據(jù)存儲器的直接尋址 （ 25 分鐘） PIC16F877 單片機針對 數(shù)據(jù) 存儲器空間的直接尋址方式 。 數(shù)據(jù)存儲器的 間接 尋址 （ 25 分鐘） PIC16F877 單片機針對 數(shù)據(jù) 存儲器空間的間接尋址方式 。 課堂練習(xí)、作業(yè)： P。 課程小結(jié)： 按計劃完成內(nèi)容，通過 秒表程序 實例講解 PIC16F877 單片機 數(shù)據(jù) 存儲器，使學(xué)生對單片機開發(fā)有直觀的認(rèn)識 。 6 課程名稱 ： 《 單片機原理及接口技術(shù) 》 第 3 周，第 1 講次，學(xué)時 2 授課題目（章、節(jié)） 第 三 章 PIC16F877 單片機的 存儲器 167。 PIC16F877 單片機的 特殊功能 寄存器 教學(xué)目的與要求： 本單元要求掌握 ： PIC16F877 單片機的 特殊功能寄存器 （ 專用寄存器 ）的功能和作用，并通過 STATUS、 FSR、 INDF、 OPTION_REG 等幾個最常用的特殊功能寄存器進行舉例分析。 教學(xué)重點與難點： 特殊功能寄存器與 PIC16F877 單片機 數(shù) 的各個功能模塊之間的邏輯關(guān)系 。 教學(xué)方 法及手段： 講解、圖示、舉例分析 以 霹靂燈程序 為例， 演示 特殊功能寄存器與單片機的 I/O 口之間的邏輯關(guān)系，讓學(xué)生 對 特殊功能寄存器 的運行原理有直觀的認(rèn)識 ， 提高學(xué)習(xí)的興趣。 實驗箱 與 PPT 演示相結(jié)合介紹 單片機功能 ，并通過若干例子進一步闡述所講內(nèi)容 。 授課內(nèi)容、程序、學(xué)時分配： PIC16F877 單片機的 STATUS 特殊功能寄存器 （ 25 分鐘 ） STATUS 狀態(tài)寄存器中 8 個功能位的作用 。 PIC16F877 單片機的 OPTION_REG 特殊功能寄存器 （ 25 分鐘） OPTION_REG 選項寄存器中 8 個功能位的作用 。 PIC16F877 單片機的 FSR 和 INDF 特殊功能寄存器 （ 1 學(xué)時 ） FSR 和 INDF 寄存器配合完成數(shù)據(jù)存儲器的間接尋址操作 。 課堂練習(xí)、作業(yè)： P。 課程小結(jié)： 按計劃完成內(nèi)容，通過 霹靂燈 程序 實例講解 PIC16F877 單片機 特殊功能寄存器 ，使學(xué)生對單片機開發(fā)有直觀的認(rèn)識 。 7 課程名稱： 《 單片機原理及接口技術(shù) 》 第 3 周，第 2 講次，學(xué)時 2 授課題目（章、節(jié)） 第 三 章 PIC16F877 單片機的 存儲器 167。 PIC16F877 單片機的 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲器 教學(xué)目的與要求： 本單元要求掌握 ： PIC16F877 單片機的 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲器 的功能和作用，以及讀寫操作方式。 教學(xué)重點與難點： 內(nèi)部集成的 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲器的讀 → 修改 → 寫操作過程。 教學(xué)方法及手段： 講解、圖示、舉例分析 以 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲器讀寫操作程序 為例， 借助 軟件模擬器 MPLABSIM，邊演示邊講解讀 → 修改 → 寫操作過程， 讓學(xué)生 對 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲器 的運行原理有直觀的認(rèn)識 ， 提高學(xué)習(xí)的興趣。