《单片机原理及应用》课程
学 习 指 南
目 录
一、课程简介........................................................ 1
1.1课程地位..................................................... 1 1.2课程目标..................................................... 1 二、课程要求........................................................ 2
2.1课程职业岗位................................................. 2 2.2能力素质要求................................................. 2 三、学习指导........................................................ 4
3.1课程内容安排................................................. 4 3.2学习内容..................................................... 5
模块一：单片机的认识......................................... 5 模块二：单片机程序设计及煤矿安全监测系统报警实现............. 6 模块三：单片机键盘应用设计及煤矿安全监测系统参数设定实现..... 7 模块四：单片机控制显示装置设计及煤矿安全监测系统数据显示实现. 8 模块五：单片机中断及煤矿安全监测系统实时数据处理实现......... 8 模块六：单片机系统扩展及井下分站实现......................... 9 模块七：单片机测控接口及煤矿安全监测系统信号转换............ 10 模块八：单片机串行接口及煤矿安全监测系统通信实现............ 11 模块九：煤矿安全监测系统的调试与维护........................ 12 3.3学习方式.................................................... 12 3.4实践教学条件................................................ 13 四、学习建议....................................................... 15 六、课程资源....................................................... 18
一、课程简介
1.1课程地位
《单片机原理及应用》课程是国家示范院校平顶山工业职业技术学院重点专业——自动化技术专业的一门必修的专业主干课程，也是其他电类专业的一门必修课程。
《单片机原理及应用》课程的先修课程是《电子技术》、《传感器检测技术》、《C语言程度设计及应用》等，后续课程是《过程控制技术》、《煤矿综合自动化控制的实施》等。整个教学内容的设计以煤矿安全监测系统为载体，并将煤矿安全监测系统中所必须的电子技术、传感器检测技术、程序设计等知识融入教学内容，为煤矿综合自动化控制的实施、计算机控制技术、毕业设计等课程的学习打下坚实的基础。
图1 《单片机原理及应用》课程地位图
1.2课程目标
通过本课程学习，使学生掌握安全监测系统中单片机结构、基础知识和实践操作技能，学会对安全监测系统中单片机进行编程，并对单片机及接口电路进行检测，进行故障的分析与排除，培养具有爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳精神与创新意识的单片机技术应用系统的系统维护、技术改造、运行管理的高技能技术人员。
1
二、课程要求
2.1课程职业岗位
单片机在煤矿安全监测系统中的应用非常具有代表性，其地面中心站、井下分站、智能传感器均采用单片机技术，煤矿安全监测系统的分站式结构和用于检测煤矿各种安全参数的多种智能传感器是典型的教学案例。
在教学内容组织过程中，以井下分站和瓦斯传感器为例，围绕熟悉井下分站和瓦斯传感器的整体结构，掌握信息的处理与转换原理、信息的传递、参数超限报警、单片机对接收信息的处理等知识与技能，开发出9个学习模块，完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质培养。课程教学模块安排见表2.1。
表2.1 课程教学模块安排
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 单片机的认识 单片机程序设计及煤矿安全监测系统报警实现 单片机键盘应用设计及煤矿安全监测系统参数设定实现 单片机控制显示装置设计及煤矿安全监测系统数据显示实现 单片机中断及煤矿安全监测系统实时数据处理实现 单片机系统扩展及井下分站实现 单片机测控接口及煤矿安全监测系统信号转换 单片机串行接口及煤矿安全监测系统通信实现 煤矿安全监测系统的调试与维护 模块名称 2.2能力素质要求
1、课程能力目标
根据煤矿安全监测系统各岗位实际工作任务所需能力培养要求，《单片机原理及应用》课程分为基本能力、工程专业技术能力、专业技术综合能力三个层次的能力要求，各层次能力目标见表2.2。
2
表2.2 课程能力目标
课程能力 能力目标 1．认知煤矿安全监控系统的构成；单片机内部结构；熟悉单片机C语言的结构与语句； 2．会使用仿真器和编程器及其软件； 3．会应用编译软件KEIL进行程序调试。 基本能力 1．掌握报警程序的设计方法；单片机报警电路的检测与调试； 2．监测系统的定时程序设计方法与调试； 3．掌握单片机显示器接口电路设计的设计方法、显示器接口电路的检测与调试 工程专业技术能力 4．监测系统的定时检测方法，监测系统中断定时电路的调试 5．系统扩展电路的接线，可编程接口芯片调试； 6．监测系统的A/D转换方法，A/D转换电路检测方法； 7．单片机的单机通信控制接线，监测系统的多机通信控制接线方法，通信电路调试方法。 1． 煤矿安全监测系统的工作过程； 专业技术综合能力 2． 煤矿安全监测系统的调试与维护； 3．系统程序分析 2、素质培养要求
根据煤矿安全监测系统岗位素质要求，课程内容分基本素质和工程专业技术素质培养两个阶段，具体素质培养过程见表2.3。
表2.3 课程素质培养要求
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3
模块名称 单片机的认识 单片机程序设计及煤矿安全监测系统报警实现 单片机键盘应用设计及煤矿安全监测系统参数设定实现 单片机控制显示装置设计及煤矿安全监测系统数据显示实现 单片机中断及煤矿安全监测系统实时数据处理实现 单片机系统扩展及井下分站实现 单片机测控接口及煤矿安全监测系统信号转换 单片机串行接口及煤矿安全监测系统通信实现 煤矿安全监测系统的调试与维护 素质 基本素质 基本素质 基本素质 工程专业技术素质 工程专业技术素质 工程专业技术素质 工程专业技术素质 工程专业技术素质 工程专业技术素质 三、学习指导
3.1课程内容安排
课程以单片机技术在煤矿安全监测系统中的应用为主线，由易到难设置单片机实现煤矿安全监测系统报警、实时数据处理、信号处理等8个学习模块，共82个学时，其中实验实训占40学时。具体课程教学进度安排见表2.4。
表2.4 课程教学进度安排
学习模块 学习内容 学时 备注 1.单片机基础知识 2.51单片机内外结构 3.51单片机最小系统 6 4.51单片机存储器结构 5.51单片机I/O接口 1.单片机C51程序结构 2.单片机C51数据类型与运算符 3.单片机C51控制语句 4.单片机C51函数 14 5.单片机C51数组 实验1单片机系统开发过程 实验2模拟煤矿安全监测系统超限报警 1.独立式键盘使用 2.矩阵式键盘使用 6 实验：煤矿安全监测系统参数设定 1.数码管静态显示设计 2.数码管动态显示设计 10 3. LCD1602显示设计 实验 出入井人次数据显示 1.51单片机中断结构 2.51单片机外部中断 3.51单片机定时计数器原理 4.51单片机定时器编程 12 5.51单片机计数器编程 实验 煤矿安全监测系统实时处理程序设计 1.并行总线扩展技术 2.串行总线扩展技术 1. A/D转换原理及ADC0809编程 2. D/A转换器原理及DAC0832编程 实验 模拟煤矿安全监测系统A/D转换 实践训练 煤矿安全监测系统分站调校 2 模块一：单片机的认识 模块二：单片机程序设计及煤矿安全监测系统报警实现 实验8学时 模块三：单片机键盘应用设计及煤矿安全监测系统参数设定实现 模块四：单片机控制显示装置设计及煤矿安全监测系统数据显示实现 实验4学时 实验4学时 模块五：单片机中断及煤矿安全监测系统实时数据处理实现 实验4学时 模块六：单片机系统扩展及井下分站实现 模块七：单片机测控接口及煤矿安全监测系统信号转换 10 实验实训8学时 4
《单片机原理及应用》学习指南
