【天津】02358单片机原理及应用自学考试大纲

天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：单片机原理及应用

课程代码：02358

第一部分  课程性质与目标

一、课程性质与特点

单片机原理及应用是高等教育自学考试应用电子技术专业（专科）的一门专业课，是在完成电类基础课程学习后开设的选修课程之一，通过对本课程的学习为全面掌握本专业及相关专业的知识与技能提供了技术保障。

本课程介绍了单片机的发展过程、主要产品以及单片机的特点、应用领域，以MCS-51系列单片机为主体，重点论述其硬件结构、指令系统、单片机汇编语言源程序的汇编、中断与定时、存储器扩展、I/O扩展、典型单片机系统、必备的单片机维修技术等内容。通过学习可使考生对上述内容有系统的认识，达到熟悉并运用其软、硬件的目的，为进入单片机实用接口技术和应用系统开发奠定基础。

本大纲是根据高等教育自学考试电子类专业培养目标编写的，立足于培养高素质技术人才，适应电子专业的培养方向。本大纲叙述内容尽可能简明实用，把握难易、深度广度适中，以易懂、广度优先，理论原理为操作技能服务为目标，便于自学。

二、课程目标与基本要求

本课程的目标和任务是使学生通过本课程的自学和辅导考试，进行有关MCS-51单片机的基本理论知识，程序编写，硬件扩展，典型单片机系统和基本维修技术的考察和训练，并进一步了解单片微型计算机的现代进展，为以后的学习和工作打下坚实基础。

    课程基本要求如下：

    1、了解MCS-51单片机的发展过程，主要产品，单片机的特点、应用领域及发展趋势。

2、掌握MCS-51单片机硬件结构及工作原理。

3、熟练掌握MCS-51单片机指令系统。

4、掌握MCS-51单片机中断技术及定时和计数功能。

5、掌握MCS-51单片机扩展系统结构及扩展技术。

6、掌握MCS-51单片机I/O接口技术，学习8155作单片机的可编程I/O扩展，单片机LED显示器接口技术及键盘接口技术。

7、学习单片机系统分类、构成方式及EPROM编程卡的相关知识。

8、本课程设置实验课，逐步掌握学习单片机指令的实验方法和编程技巧，培养学生的自学能力和对本课程的学习兴趣。

三、与本专业其他课程的关系

      单片机原理及应用是高等教育自学考试电子类专业的专业课程，本课程的学习是对传统模拟电路、数字电路控制系统设计思想和设计方法的提高和延伸，在微机应用、数字化集成化技术、智能仪器、实时中断及多种监测系统、通信技术等应用学科之间起着既相互联系又承前启后的作用，并构成一个完整的应用体系。单片机技术是以软件结合硬件并能提高系统性能的控制技术，是对传统控制技术的一次革命。

第二部分  考核内容与考核目标

第一章   单片机入门

一、学习目的与要求

通过第一章的学习，了解单片机的定义及基本组成、单片机的发展历程和趋势及应用领域。特别是了解MCS-51单片机的发展过程，主要产品，单片机的特点、应用领域及发展趋势。了解基本的单片机编程软件和相关实验。掌握单片机最小应用系统以及工作原理和MCS-51单片机常用的一些指令。

二、考核的知识点与考核目标

（一）单片机的发展过程（一般）

识记：单片机发展历史、组成及特点、发展趋势。MCS-51单片机的发展过程。

（二）单片机最小应用系统以及工作原理和MCS-51单片机常用的指令（次重点）

识记：89S51单片机中最小应用系统所用引脚以及功能；MCS-51单片机40条引脚的定义及简单功能

理解：MCS-51系列单片机的常用指令（传送指令、加法指令、置位指令、清零指令、转移指令、子程序调用指令等）

（三）Keil-2、伟福等单片机编程软件（一般）

识记：Keil-2、伟福等单片机编程软件的基本操作过程

应用：利用上述软件进行简单的仿真实验（灯闪烁等）

第二章   单片机的基本概念

一、学习目的与要求

    通过本章的学习，掌握二进制数与十六进制数以及十进制数之间的相互转换，了解BCD码和ASCⅡ码。掌握计算机编码。掌握单片机的结构与引脚功能。了解总线、数据、地址、指令等概念，对计算机常用芯片有初步了解，对存储器工作原理有初步认识。

二、考核的知识点与考核目标

（一）数制之间的相互转换、计算机编码（次重点）

识记：数制与码制的定义、位与字节的定义

理解：二、十六进制数转化成十进数

十进制数转化成二、十六进制数

二进制数转化成十六进制数

十六进制数转化成二进制数

BCD码与十进制的相互转换方法

字母与字符的编码

真值、原码、反码、补码之间的转换

（二）MCS-51单片机内部组成及信号引脚（次重点）

识记：89S51芯片的基本组成，中央处理器CPU组成和特点，数据存储器、程序存储器、定时器/计数器、并行I/O口的作用和特点，串行I/O口、中断控制系统的特点和功能；MCS-51单片机40条引脚的定义及简单功能

理解：复用的概念，EPROM存储器固化原理

（三）芯片内部存储器及专用寄存器（重点）

识记：内部数据存储器RAM的结构组成及用途，内部程序存储器ROM的结构和中断矢量入口地址的对应关系；MCS-51单片机22个专用寄存器名称、符号、地址及功能

理解：通用寄存器区、位寻址区、用户RAM的划分；程序计数器、累加器、B寄存器、程序状态字、数据指针、堆栈指示器的功能

（四）总线、数据、地址、指令以及半导体储存器的分类（一般）

识记：总线、数据、地址、指令等概念

        半导体存储器的分类

第三章   单片机外部结构

一、学习目的与要求

通过本章的学习，应对单片机的结构有初步认识，对单片机的工作原理和工作时序有所

了解，掌握输入/输出口电路结构，对单片机的工作方式有所了解。

二、考核的知识点与考核目标

（一）单片机并行口结构（重点）

识记：P0，P1，P2，P3四个8位准双向I/O引脚（作为I/O输入时，要先输出高电平）

理解：P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1，以及P0～P3口的区别

（二）MCS-51单片机工作方式（一般）

识记：MCS-51单片机复位方式及特点，程序执行方式和单步执行方式的执行过程，掉电保护工作机制

理解：复位方式与复位电路，其他方式的含义

（三）时钟电路和时序（一般）

识记：时钟电路的组成和功能，时序单位的关系换算，MCS-51的指令周期的分类，指令系统的指令所需的机器周期数目的分类

理解：时序定时单位振荡周期、时钟周期、机器周期、指令周期的换算

第四章   单片机内部结构

一、学习目的与要求

通过本章的学习，了解MCS-51单片机系列，8051芯片的基本组成，CHMOS型单片机的特点，MCS-51单片机的工作方式，掌握芯片内部存储器、专用寄存器的基本知识。理解在最小系统资源情况下，扩展资源的意义及实现方法，了解单片机存储器的特点，从而构造一个功能更强的单片机系统，以满足实际场合的用户要求。

二、考核的知识点与考核目标

（一）MCS-51单片机内部组成及信号引脚（次重点）

识记：8051芯片的基本组成，中央处理器CPU组成和特点，数据存储器、程序存储器、定时器/计数器、并行I/O口的作用和特点，串行I/O口、中断控制系统的特点和功能；MCS-51单片机40条引脚的定义及简单功能

理解：复用的概念，EPROM存储器固化原理

（二）芯片内部存储器及专用寄存器（重点）

识记：内部数据存储器RAM的结构组成及用途，内部程序存储器ROM的结构和中断矢量入口地址的对应关系；MCS-51单片机22个专用寄存器名称、符号、地址及功能

理解：通用寄存器区、位寻址区、用户RAM的划分；程序计数器、累加器、B寄存器、程序状态字、数据指针、堆栈指示器的功能

（三）单片机扩展系统结构（次重点）

识记：单片机的三总线结构的特点及扩展构造方式地址锁存器功能和控制方式

（四）存储器扩展技术（一般）

识记：存储器编址技术的概念，利用线选法、译码法扩展程序存储器ROM和数据存储器RAM的扩展实现方式，单片机存储器的特点

理解：采用线选法、译码法实现单片机的总线与扩展存储器ROM、RAM的正确连接

第五章   单片机指令系统

一、学习目的与要求

    通过本章的学习，掌握单片机指令系统；单片机寻址方式；数据传送类指令；算术运算类指令；逻辑操作类指令；控制转移类指令；位操作类指令。

二、考核的知识点与考核目标

（一）MCS-51指令系统（重点）

识记：指令的表示方法，MCS-51指令的七种寻址方式的特点，指令符号意义的功能说明

理解：MCS-51指令格式的组成，寻址方式和存储空间的关系

（二）MCS-51指令的分类（重点）

识记：MCS-51汇编语言的指令系统42种操作码助记符，七种寻址方式所组成的111条指令的分类及功能

应用：单片机指令的实验方法和阅读程序的技能及编程技巧

（三）单片机寻址方式（一般）

识记：七种寻址方式，指令格式

（四）常用伪命令（一般）

识记：六种常用的伪命令

第六章   程序设计方法

一、学习目的与要求

    在通过上一章的学习后，能够熟练掌握单片机111条指令，并能熟练应用编写简单应用程序。掌握子程序的结构以及简单的子程序设计。加深培养学生自学能力激发单片机应用的意识。

二、考核的知识点与考核目标

（一）编写简单的单片机程序（重点）      

识记：单片机程序设计的流程图以及常用符号

应用：单片机111条指令，编写简单应用程序

（二）子程序的设计（一般）

识记：子程序与主程序的关系以及作用；子程序的结构

应用：单片机子程序编程的实验方法和阅读程序的技能及编程技巧

第七章   中断系统与定时/计数器

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握中断系统的相关知识，理解MCS-51单片机芯片的定时与计数功能及四种工作方式，会分析和编写程序。

二、考核的知识点与考核目标

（一）MCS-51单片机中断系统（次重点）

识记：中断（技术）、中断定义及分类，中断控制寄存器各标志位的功能和状态设置方式，中断响应的执行过程，中断请求的撤除方法

理解：中断控制寄存器各位定义的功能设置，中断系统的状态设置，中断响应矢量地址与中断服务程序的衔接

（二）MCS-51定时器/计数器（重点）

识记：定时器/计数器的功能和硬件构成，定时器/计数器控制寄存器各标志位状态设置及定时、计数初始化设置

应用：利用中断和查询两种方法来处理定时器/计数器溢出中断，定时器/计数器的编程方法

第八章   单片机接口技术

一、学习目的与要求

通过本章的学习，了解和熟悉单片机I/O操作的必要性，接口电路的基本功能，数据总线隔离技术和I/O编址技术及I/O数据的传送控制方式，并通过实例说明单片机简单I/O扩展及以8155芯片作为单片机的可编程I/O扩展实现LED显示器和键盘接口技术。

二、考核的知识点与考核目标

（一）单片机I/O接口技术基础（次重点）

识记：单片机I/O操作的复杂性，接口电路的基本功能，数据总线隔离技术，I/O编址技术及数据传送的控制方式

理解：单片机使用I/O口数据传送的无条件传送方式、查询方式和中断方式

（二）单片机简单I/O扩展（重点）

应用：利用无条件方式和中断方式实现数据传送，利用典型芯片实现单片机简单I/O扩展

（三）单片机的可编程I/O扩展：（一般）

识记：89S51芯片的基本结构及工作方式，89S51芯片的命令/状态寄存器状态字的意义和设定方法

理解：89S51芯片的定时器/计数器的状态设定

应用：利用89S51芯片对其进行初始化编程

（四）单片机接口技术：（次重点）

识记：LED显示器中发光二极管共阴极、共阳极接法，键盘的识别流程

应用：利用89S51芯片作接口实现LED显示器循环显示字符和行扫描法键盘接口的设计

第九章   单片机C语言

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握用C51进行单片机的程序设计。掌握C51的使用技巧，了解C51与标准C语言的区别，了解Keil C51软件的使用。利用C51程序能够熟练设计单片机程序。

二、考核的知识点与考核目标

（一）单片机C51语言以及使用（重点）

识记：汇编语言与C语言程序结构的区别

C51语言与C语言程序结构的区别

C51程序设计的基本语法（数据类型、常量、变量、函数等）

Keil C51软件的使用

理解：C51语言的运算符、表达式、表达式语句、复合语句等

            Keil C51软件的操作步骤

应用：利用C51程序设计单片机程序；并且在Keil C51软件上加以程序的编译连接与调试

第十章   单片机应用系统设计应用

一、学习目的与要求

通过本章的学习，应掌握单片机应用系统的研制和调试方法。通过应用实例了解单片机

应用系统开发过程。通过本章的学习，结合单片机原理与编程方法，能进行简单的单片机应用系统的开发与研究。

二、考核的知识点与考核目标

（一）单片机应用系统设计（次重点）

识记：单片机的总体设计方案（硬件方案、软件方案）；仿真调试、安装和统调；

两坐标步进电动控制系统

应用：利用8155芯片，结合单片机原理与编程方法，进行简单的单片机应用系统的开发与研究

第三部分  有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，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，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。教材：

二、指定教材

《单片机原理与应用》 陈堂敏 刘焕平 主编  北京理工大学出版社  2007.8

 三、自学方法指导

1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

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，指定的教材为基础，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，宜提倡”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，做出判断，解决问题。

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着不同难度的试题。

8、助学学时：本课程共4学分，建议总助学课时72学时，课时分配如下：

章  次	内  容	学  时
第一章	单片机入门	6
第二章	单片机的基本概念	14
第三章	单片机外部结构	4
第四章	单片机内部结构	4
第五章	单片机指令系统	6
第六章	程序设计方法	6
第七章	中断系统与定时/计数器	4
第八章	单片机接口技术	6
第九章	单片机C语言	10
第十章	单片机应用系统设计应用	6
合  计		72

 五、关于命题考试的若干规定

(包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等)

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：”识记”为30 %、”理解”为50％、”应用”为20％。

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65%，次重点占25%，一般占10%。

5、试题类型一般分为：填空题、单项选择题、判断题、阅读程序题、分析改错题、简单程序设计题等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、题型示例

（一）填空题：

1、单片机中的储存器可以分成         和___      两种。

（二）单项选择题：

1、在下列单片机并行口结构中字节地址为90H，位地址为90H～97H的是（     ）。

A. P1口    B. P2口    C. P3口    D. P0口

（三）判断题：

1、MCS-51单片机的程序储存器和数据储存器共处于同一地址空间时会发生总线冲突。（     ）

（四）分析改错题：

1、下列指令问题何在，提出修改意见。

     MOV A，@10H

（五）阅读程序题：

1、试分析下列程序段完成什么功能。

MOV  A，#00H

MOV  DPTR，#2000H

MOVC A，@A + DPTR

MOV  RO, A

（六）编写程序：

1、把内部RAM的30H～7FH清零。