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單片機原理與應用

（北京交通大學提供的慕課）

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單片機原理與應用課程是北京交通大學於2016年10月20日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程、國家精品在線開放課程。該課程授課教師為戴勝華、李潤梅、付文秀、楊世武、黃贊武、周永華、馬連川、金尚泰、蔡文川、于振宇、李正交、周興。據2021年3月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課10次。 [1]  [13] 
單片機原理與應用課程共八章，九次實驗課，十七個設計案例，主要內容有單片機概述、單片機的結構與原理、單片機指令系統、程序設計、定時器/計數器、串行通信接口、中斷系統、系統接口擴展等。 [2] 
中文名
單片機原理與應用
提供院校
北京交通大學
授課平台
中國大學MOOC
開課時間
2016年10月20日（首次）
授課教師
戴勝華、李潤梅、付文秀、楊世武、黃贊武、周永華、馬連川、金尚泰、蔡文川、于振宇、李正交、周興
類 別
慕課、國家精品在線開放課程

目錄

  1. 1 課程性質
  2. 2 開課信息
  3. 3 課程簡介
  4. 4 課程大綱
  1. 5 課前預備
  2. ▪ 預備知識
  3. ▪ 學習資料
  4. 6 授課目標
  1. 7 所獲榮譽
  2. 8 教師簡介

單片機原理與應用課程性質

  • 課程背景
單片機無處不在，從民用電子產品到軍用電子產品，在人們生活的各個領域都可以找到它的身影。單片機以入手簡單、成本低、性能穩定等優點著稱。為了幫助學習者掌握單片機基本開發能力，北京交通大學開設了單片機原理與應用課程。 [2] 
  • 課程定位
單片機原理與應用是一門實踐性和實用性都較強的課程。 [2] 

單片機原理與應用開課信息

開課次數
開課時間
授課教師
學時安排
參與人數
第1次開課
2016年10月20日~2017年1月11日
戴勝華、李潤梅、付文秀、楊世武、黃贊武、周永華、馬連川、金尚泰、蔡文川、于振宇
3~5小時每週
20013
第2次開課
2017年2月28日~2017年6月10日
戴勝華、李潤梅、付文秀、楊世武、黃贊武、周永華、馬連川、金尚泰、蔡文川、于振宇、李正交
19508
第3次開課
2017年9月4日~2017年12月4日
4小時每週
27557
第4次開課
2018年4月9日~2018年6月30日
3~5小時每週
17556
第5次開課
2018年8月31日~2018年12月16日
4小時每週
74247
第6次開課
2019年3月1日~2019年6月30日
2~4小時每週
49801
第7次開課
2019年8月27日~2019年12月30日
4小時每週
24259
第8次開課
2020年2月17日~2020年6月22日
24746
第9次開課
2020年9月1日~2020年12月25日
戴勝華、李潤梅、付文秀、楊世武、黃贊武、周永華、馬連川、金尚泰、蔡文川、于振宇、李正交、周興
10607
第10次開課
2021年3月1日~2021年6月30日
3~5小時每週
待定
表格內容參考資料： [1-9]  [13] 

單片機原理與應用課程簡介

單片機原理與應用課程以51系列單片機為主，介紹了單片機的結構與原理，包括硬件系統結構、存儲器結構、工作方式等內容；單片機指令系統，包括編碼格式調試、指令分類、寄存器尋址等內容；程序設計，包括指令格式、分支程序、循環程序等內容；定時器/計數器，包括定時方法、控制寄存器、方式寄存器等內容；串行通信接口，包括異步串行通信、串行口工作方式等內容；中斷系統，包括中斷寄存器、中斷優先級等內容；系統接口擴展，包括存儲器擴展技術、IO接口擴展技術等內容。並配合課程內容安排了查詢計數、串口通信、蜂鳴器、跑馬燈、數碼管、温度檢測、一分鐘倒計時、中斷計數、電子音調發生器等相關實驗課和課程設計。 [2] 

單片機原理與應用課程大綱

單片機原理與應用課程從第4次開課開始，較前3次開課在課程大綱上有一定的變化，其中第二週對單片機硬件系統結構的介紹更詳細，第四周對彙編語言程序設計的講解更細緻並增加了MCS-51微處理器的學習內容，並增加了8個單片機優秀課程設計案例的內容。
第1~3次開課課程大綱
課程教程安排
知識點
第一週：單片機概述
課程介紹
教學要求
單片機簡介
發展概況
發展趨勢
技術指標
運算基礎
結構框圖
性能介紹
應用介紹
實驗平台
可做的實驗
學習方法
第二週：單片機的結構與原理
單片機的硬件功能
硬件系統結構
存儲器結構
I/O端口
復位電路
CPU時序和引腳功能
單片機工作方式
第三週：單片機指令系統
C51指令系統
編碼格式調試
指令分類
直接尋址
寄存器尋址
間接尋址
數據傳送指令
算數運算指令
邏輯運算
程序聯調
控制轉移指令
第四周：彙編語言及程序設計及定時器/計數器
彙編簡介
指令格式
偽指令格式1
偽指令格式2
分支程序
循環程序
定時器/計數器的結構和工作方式
定時方法
功能介紹
控制寄存器
方式寄存器
工作方式
工作方式0、工作方式1
工作方式2
工作方式3
第五週：串行通信接口、中斷系統與單片機擴展
串行通信基本原理
異步串行通信簡介
異步通信常用接口
MCS-51串行口
SCON
PCON
串行口工作方式
應用舉例
中斷寄存器
中斷優先級
中斷撤除
中斷管理
擴充中斷源
定時器舉例
串口舉例
系統接口擴展介紹
存儲器介紹
存儲器擴展技術
I/O接口擴展技術
附：JD51開發板使用介紹
JD-51開發板簡介
工程建立
驅動安裝
調試轉下載
下載轉調試
虛擬機安裝
在線調試
第六週：單片機實驗
T1跑馬燈
T2查詢計數
T3中斷計數
T4按鍵計數
T5蜂鳴器實驗
T6一分鐘倒計時
T7温度檢測
T8數碼管顯示
T9串口通信
第七週：單片機課程設計（一）
D1A電子時鐘（彙編語言）
附：單片機課程設計與要求（PDF）
D1B電子時鐘（C語言）
D2LCD字符型液晶顯示器（C語言）
D3電子音調發生器（彙編語言）
D4交通燈控制（C語言—彙編語言）
D5單片機間串行通信（彙編語言）
第八週：單片機課程設計（二）
D6單片機與PC機的通信（下載模式）
D7温度顯示與報警（彙編語言）
D8紅外接收與控制（彙編語言）
D9答辯倒計時器（彙編語言）
注：課程大綱排版從上到下 [1]  [3-4] 
第4~9次開課課程大綱
第一週單片機概述
1.0課程介紹
1.1教學要求
1.2單片機簡介
1.3發展概況
1.4發展趨勢
1.5技術指標
1.6運算基礎
1.7結構框圖
1.8性能介紹
1.9應用介紹
1.10實驗平台
1.11可做的實驗
1.12學習方法
第二週單片機的結構與原理
2.1教學要求
2.2硬件功能
2.3硬件系統結構(1)
2.3硬件系統結構(2)
2.3硬件系統結構(3)
2.4存儲器結構(1)
2.4存儲器結構(2)
2.4存儲器結構(3)
2.4存儲器結構(4)
2.5IO端口
2.6復位電路
2.7CPU時序
2.8CPU引腳功能
2.9工作方式（1）
2.9工作方式(2)
5張圖學會單片機
第二週單元測試
第三週單片機指令系統
3.1功能框圖
3.2存儲框圖
3.3指令系統
3.4編碼格式調試
3.5指令分類
3.6直接尋址
3.7寄存器尋址
3.8間接尋址
3.9數據傳送指令
3.10數據交換指令
3.11算數運算指令
3.12邏輯運算
3.13程序聯調
3.14控制轉移指令
附件：JD51實驗板簡介
第三週單元測試
第四周彙編語言及程序設計及定時器計數器
4.1課程回顧1
4.2課程回顧2
4.3彙編簡介
4.4指令格式
4.5偽指令格式1
4.6偽指令格式2
4.7分支程序
4.8循環程序
4.9彙編語言語句格式
4.10分支、循環程序設計
4.11子程序設計
4.12MCS-51微處理器
4.13C-51的特點
4.14C-51存儲類型
4.15C-51程序結構
4.16C-51數據類型
4.17清零程序舉例
5.0課前回顧
5.1初步介紹
5.2定時方法
5.3功能介紹1
5.4控制寄存器
5.5方式寄存器
5.6.1方式0、方式1
5.6.2方式2
5.6.3方式3
第四周單元測試
第五週串行通信、中斷系統與單片機擴展
6.1串行通信基本原理
6.2異步串行通信簡介
6.3異步通信常用接口
6.4mcs51串行口
6.5SCON
6.6PCON
6.7串行口工作方式
6.8應用舉例
7.1中斷寄存器
7.2中斷優先級
7.3中斷撤除
7.4中斷管理
7.5擴充中斷源
7.6定時器中斷舉例
7.7串口中斷舉例
8.1系統接口擴展介紹
8.2存儲器介紹
8.3存儲器擴展技術
8.4IO接口擴展技術
附錄1：JD51基本操作視頻教學
附錄2：單片機課程設計題目與要求
第五週單元測試
第六週單片機實驗
單片機實驗一： 跑馬燈
單片機實驗二：查詢計數
單片機實驗三：中斷計數
單片機實驗四：按鍵計數
單片機實驗五：蜂鳴器實驗
單片機實驗六：1分鐘倒計時
單片機實驗七：温度測量
單片機實驗八：數碼管顯示
單片機實驗九：串行通信
單片機課程設計作業
第七週單片機課程設計（一）
D1A電子時鐘（彙編語言）
D1B電子時鐘（C語言）
D2LCD字符型液晶顯示器（C語言）
D3電子音調發生器（彙編語言）
D4交通燈控制（C語言-彙編語言）
D5單片機間串行通信（彙編語言）
第八週單片機課程設計（二）
D6單片機與PC機的通信（下載模式）
D7温度顯示與報警（彙編語言）
D8紅外接收與控制（彙編語言）
D9答辯倒計時器（彙編語言）
第九周單片機優秀課程設計案例-1
D10萬年曆
D11多機通信
D12基於PC與單片機的數據收集與顯示系統
D13單片機控制手機發短信打電話與顯示
D14帶天氣預報的電子鐘
第十週單片機優秀課程設計案例-2
D15往屆學員優秀設計作品
第十一週單片機優秀課程設計案例-3
D16波形發生器
D17多級通信-2
附錄：往屆學生單片機設部分計作品選
附錄：JD-51基本操作説明文檔及初級設計程序説明文檔
附錄《單片機原理與應用》MOOC課程討論區問題集錦
注：課程大綱排版從左到右列 [2]  [5-9] 

單片機原理與應用課前預備

單片機原理與應用預備知識

學習該課程需達到國家9年制義務教育畢業水平。 [2] 

單片機原理與應用學習資料

書名
作者
出版時間
ISBN
出版社
《單片機原理與應用》
戴勝華等
2005年
7-81082-496-1
清華大學出版社、北京交通大學出版社
注：表格內容參考資料 [10] 

單片機原理與應用授課目標

使學習者掌握單片機原理、結構、單片機指令系統、程序設計、功能部件、接口擴展等知識，能夠使用Keil、Proteus軟件或JD-51單片機開發平台進行單片機開發，培養學習者綜合運用單片機知識解決實際工程問題的能力。 [2] 

單片機原理與應用所獲榮譽

2017年12月26日，該課程被中華人民共和國教育部評為“2017年國家精品在線開放課程”。 [11] 

單片機原理與應用教師簡介

該課程教師團隊均來自北京交通大學，其中戴勝華、楊世武、周永華為教授職稱，李潤梅、付文秀、黃贊武、馬連川、金尚泰、蔡文川為副教授職稱，于振宇為講師，李正交為實驗師，周興為助理實驗師。 [12] 
參考資料
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