广东省高等教育自学考试《单片机原理与接口技术》课程考试大纲
（课程代码：01644）
目录
Ⅰ 课程性质与课程目标
Ⅱ 考核目标
Ⅲ 课程内容与考核要求
Ⅳ 关于大纲的说明与考核实施要求
附录 题型举例
Ⅰ 课程性质与课程目标
一、课程性质和特点
《单片机原理与接口技术》是高等教育自学考试物联网工程专业必考课。单片机是电子产品数字化、智能化进程中的核心，在现代物联网领域得到广泛应用。本课程涉及硬件和软件，直接面向底层控制，具有综合性、理论性、应用性、实践性等特征。本课程能让学生掌握经典51系列单片机的发展现状、系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、接口应用技术等内容。本课程理论严密，逻辑性强，对培养学生的辩证思维能力，树立理论联系实际的科学观点，以及提高学生分析问题、解决问题的能力，都有着重要的作用。
二、课程目标
作为物联网工程专业的一门基础课程，通过本课程的学习，要求学生了解单片机应用系统设计的一般方法，掌握单片机的特点、系统组成、工作原理、编程及外围电路设计等基础知识。因此，本课程的主要目标是能让学生学会如何使用单片机设计满足各种物联网应用场景需求的产品，深化编程能力，动手操作能力，提高综合素养，为之后物联网的工程实践打下基础。
三、与相关课程的联系与区别
本课程与相关课程的联系和区别主要有以下三个方面：
- 与《传感器技术与应用》课程的联系与区别：《单片机原理与接口技术》和《传感器技术与应用》课程上都涉及到数字电路设计的内容。主要区别在于《单片机原理与接口技术》更注重单片机的工作原理、应用及编程等方面的内容，侧重于单片机的实践。而《传感器技术与应用》主要介绍传感器的设计原理、以及传感器检测和应用等方面的知识。
- 与《物联网工程导论》课程的联系与区别：《单片机原理与接口技术》和《物联网工程导论》都涉及到物联网应用层的设计方案。主要区别在于《单片机原理与接口技术》更注重于硬件设计和实现，涉及到单片机的原理、接口、外设等方面的知识，而《物联网工程导论》更注重物联网的整体架构和应用场景，涉及到更广泛的领域。
- 与《RFID原理及应用》课程的联系与区别：《单片机原理与接口技术》和《RFID原理及应用》都涉及到电路模块。单片机的硬件架构可以用于RFID的硬件部分，所以《单片机原理与接口技术》是《RFID原理及应用》中硬件电路设计的基础。主要区别在于《单片机原理与接口技术》更加专注于单片机内部电路的分析和使用，而《RFID原理及应用》的电路设计是为了实现RFID技术的应用而展开的。
四、课程的重点和难点
本课程共分为九章，分别是概述、单片机硬件基础、单片机指令系统、单片机汇编语言程序设计、单片机中断系统、单片机定时器/计数器应用基础、单片机串行口应用基础、单片机并行扩展接口技术、单片机应用系统的设计。其中重点、难点章包括：单片机硬件基础、单片机指令系统、单片机汇编语言程序设计、单片机中断系统、单片机定时器/计数器应用基础；一般章包括：概述、单片机串行口应用基础、单片机并行扩展接口技术、单片机应用系统的设计。
Ⅱ 考核目标
《单片机原理与接口技术》由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身的特点不同，本大纲将对各知识点分别按四个能力层次确定其考核要求。四个能力层次从低到高为：识记、领会、简单应用、综合应用。关于这些用语、概念的解释如下：
识记：能正确认识和表述科学事实、原理、术语和规律，知道课程的基础知识，并能进行正确的选择和判断。
领会：能将所学知识加以解释、归纳，能领悟某一概念或原理与其他概念或原理之间的联系，理解其引申意义，做出正确的表述和解释。
简单应用：能用所学的概念、原理、方法正确分析和解决较简单问题，具有分析和解决一般问题的能力。
综合应用：能灵活运用所学过的知识，分析和解决比较复杂的问题，具有一定解决实际问题的能力。
Ⅲ 课程内容与考核要求
第一章 概述
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对单片机、单片机应用系统、单片机应用的开发等相关内容有一定程度的掌握和了解。要求掌握微型计算机的结构、计算机中常用的数制和编码；了解单片机与普通芯片的区别、中断、定时器/计数器、串行通信、并行通信的概念，单片机应用系统结构和开发系统。通过本章的学习，能够加深对单片机应用系统和单片机开发系统的认识，并对中断、定时器/计数器、串行通信、并行通信等基础知识有初步印象，更加明确本课程的学习任务。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 微型计算机基础概述
一、冯·诺依曼体系
二、微型计算机的基本结构
三、计算机中的数制
四、ASCII码与BCD码
第二节 单片机概述
一、单片机
二、单片机应用系统基本结构
三、单片机开发系统
第三节 中断、定时器/计数器、串行通信、并行通信概述
一、中断概述
二、定时器/计数器概述
三、并行通信与串行通信概述
（二）考核知识点与考核要求
- 微型计算机基础概述
识记：冯·诺依曼体系、微型计算机的硬件结构、计算机中的数制转换（二进制、十进制、十六进制）、带符号数的表示、ASCII码与BCD 码。
领会：微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者的关系。
- 单片机概述
领会：单片机的特点、单片机的应用、单片机应用系统基本结构、单片机应用开发环境。
- 中断、定时器/计数器、串行通信、并行通信概述
领会：中断的概念、定时器/计数器的基本工作原理、并行通信与串行通信的比较。
三、本章重点、难点
重点：微型计算机的硬件结构、计算机中的数制转换（二进制、十进制、十六进制）、带符号数的表示、ASCII码与BCD 码、单片机的特点。
难点：中断的概念、定时器/计数器的基本工作原理、并行通信与串行通信的比较。
第二章 单片机硬件基础
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对51系列单片机的总体结构、存储器结构、特殊功能寄存器等相关内容有一定程度的掌握和了解。要求掌握外部引脚、时序周期、程序存储器、数据存储器、特殊功能寄存器；了解单片机的内部结构。通过本章的学习，能够在编写单片机程序时，合理选择相应的引脚以实现拟定的功能，并正确使用单片机的存储空间。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 总体结构
一、内部结构
二、外部引脚
三、CPU的时序周期
第二节 存储器结构
一、程序存储器
二、数据存储器
三、特殊功能寄存器
（二）考核知识点与考核要求
- 总体结构
领会：51系列单片机的内部结构。
简单应用：51系列单片机的外部引脚、51系列单片机的时序周期（振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期）。
- 存储器结构
识记：51系列单片机的程序存储器、51系列单片机的数据存储器、51系列单片机的特殊功能寄存器。
三、本章重点、难点
重点：51系列单片机的程序存储器、51系列单片机的数据存储器、51系列单片机的特殊功能寄存器。
难点：51系列单片机的时序周期（振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期）。
第三章 单片机指令系统
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对51系列单片机的指令系统等相关内容有一定程度的掌握。要求掌握指令格式、操作数的类型、指令描述约定、寻址方式、数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、控制转移类指令、位操作类指令、伪指令。通过本章的学习，能够熟悉使用51系列单片机的指令系统。它是单片机程序设计的软件基础，只有掌握好整个指令系统，才能更好地完成程序设计任务。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 指令系统概述
一、指令格式
二、操作数的类型
三、指令描述约定
第二节 寻址方式
一、概述
二、寻址方式说明
第三节 指令系统
一、数据传送类指令
二、算术运算类指令
三、逻辑运算类指令
四、控制转移类指令
五、位操作类指令
第四节 伪指令
一、概述
二、伪指令说明
（二）考核知识点与考核要求
- 指令系统概述
识记：指令格式、操作数的类型、指令描述约定。
- 寻址方式
识记：立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、基寄存器加变址寄存器间接寻址、相对寻址、位寻址。
- 指令系统
识记：数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、控制转移类指令、位操作类指令。
- 伪指令
识记：ORG定位伪指令、DB定义字节伪指令、DW定义字伪指令、EQU赋值伪指令、DS定义存储空间伪指令、BIT定义位地址符号伪指令、END汇编结束伪指令。
三、本章重点、难点
重点：指令格式、操作数的类型、指令描述约定、数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、控制转移类指令、位操作类指令、伪指令。
难点：寻址方式。
第四章 单片机汇编语言程序设计
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对51系列单片机汇编语言程序设计等相关内容有一定程度的掌握和了解。要求掌握程序设计步骤、基本结构程序设计、数制转换程序设计；了解程序设计技术、评价程序质量的标准。通过本章的学习，能深刻理解到汇编语言具有实时性好、代码效率高、执行速度快及节约内存空间等优点，同时还可充分利用硬件功能与结构来操作端口。在熟悉汇编语言的基本结构程序后，能为单片机应用系统程序设计打下坚实的基础。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 程序设计概述
一、程序设计步骤
二、程序设计技术
三、评价程序质量的标准
第二节 基本结构程序设计举例
一、顺序结构程序设计
二、分支结构程序设计
三、循环结构程序设计
第三节 数制转换程序
一、二进制数转换为十进制数
二、ASCII码字符串转换成十六进制数
（二）考核知识点与考核要求
- 程序设计概述
领会：程序设计步骤、程序设计技术、评价程序质量的标准。
- 基本结构程序设计举例
简单应用：顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构程序设计。
- 数制转换程序
简单应用：二进制数转换为十进制数、ASCII码字符串转换成十六进制数。
三、本章重点、难点
重点：程序设计步骤、程序设计技术、评价程序质量的标准、顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构程序设计。
难点：数制转换程序（二进制数转换为十进制数、ASCII码字符串转换成十六进制数）。
第五章 单片机中断系统
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对51系列单片机的中断系统结构、中断控制寄存器、中断子程序等相关内容有一定程度的掌握和了解。要求掌握51系列单片机的中断系统结构（外部中断、内部中断）、中断控制寄存器（TCON、SCON、IE、IP）、中断优先级、中断子程序、外部中断源初始化；了解外部中断源的扩展。通过本章的学习，能深刻理解到中断是单片机应用系统设计中和“实时性”有关的知识，其基本应用是中断源的形成与控制、中断子程序的编写，在电子产品设计里占有相当重要的地位。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 中断结构与控制
一、中断系统结构
二、中断控制寄存器
第二节 中断优先级与中断子程序
一、中断优先级
二、中断子程序
第三节 外部中断应用
一、外部中断源初始化
二、外部中断源的扩展
三、外部中断应用程序设计
（二）考核知识点与考核要求
- 中断结构与控制
识记：外部中断、内部中断、定时器/计数器控制寄存器（TCON）、串行口控制寄存器（SCON）、中断允许控制寄存器（IE）、中断优先级控制寄存器（IP）。
- 中断优先级与中断子程序
识记：中断优先级、响应中断的步骤、中断请求的撤除。
简单应用：中断子程序。
- 外部中断应用
领会：外部中断源初始化、外部中断源的扩展。
综合应用：外部中断应用程序设计。
三、本章重点、难点
重点：中断系统结构（外部中断、内部中断）、中断控制寄存器（TCON、SCON、IE、IP）、中断优先级与中断子程序。
难点：外部中断源初始化、外部中断源的扩展、外部中断应用程序设计。
第六章 单片机定时器/计数器应用基础
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对51系列单片机的定时器/计数器结构、定时器/计数器控制寄存器、定时器/计数器工作模式等相关内容有一定程度的掌握。要求掌握定时器/计数器结构、定时器/计数器控制寄存器（TMOD、THX、TLX、TCON）、工作模式（模式0、模式1、模式2、模式3）、定时器/计数器的初始化，定时器/计数器应用程序设计。通过本章的学习，能深刻理解到定时器/计数器是单片机应用系统设计中和“时间、计数”有关的知识，其基本应用是一定时间的形成和一定数量的计算。在熟悉定时器/计数器后，能进一步提高单片机系统设计能力，初步达到独立设计的目的。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 定时器/计数器概述
一、定时器/计数器结构
二、工作方式控制寄存器（TMOD）
三、初值寄存器（THX、TLX）
四、定时器控制寄存器（TCON）
第二节 定时器/计数器工作模式
一、模式0
二、模式1
三、模式2
四、模式3
第三节 定时器/计数器应用
一、定时器/计数器的初始化
二、定时器/计数器应用程序设计
（二）考核知识点与考核要求
- 定时器/计数器概述
识记：定时器/计数器结构、工作方式控制寄存器（TMOD）、初值寄存器（THX、TLX）、定时器控制寄存器（TCON）。
- 定时器/计数器工作模式
简单应用：模式0、模式1、模式2、模式3。
- 定时器/计数器应用
领会：定时器/计数器的初始化。
综合应用：定时器/计数器应用程序设计。
三、本章重点、难点
重点：定时器/计数器结构、定时器/计数器控制寄存器（TMOD、THX、TLX、TCON）、工作模式（模式0、模式1、模式2、模式3）。
难点：定时器/计数器的初始化，定时器/计数器应用程序设计。
第七章 单片机串行口应用基础
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对51系列单片机的串行通信、串行口结构、串行口特殊功能寄存器、串行口工作方式等相关内容有一定程度的掌握和了解。要求掌握串行口结构、串行口特殊功能寄存器（SCON、PCON）；了解异步通信方式与同步通信方式、波特率定义、串行口的工作方式。通过本章的学习，能深刻理解到串行口是单片机应用系统设计中和“串行通信”有关的知识，其基本应用是数据的串行传送。在熟悉串行口后，可以加深对单片机全双工异步串行接口的认识，为实现单片机的数据接发打下坚实的基础。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 串行通信概述
一、异步串行通信
二、同步串行通信
三、波特率定义
第二节 串行接口概述
一、串行口结构原理
二、串行口控制寄存器（SCON）
三、电源控制寄存器（PCON）
第三节 串行口的工作方式
一、工作方式0
二、工作方式1
三、工作方式2
四、工作方式3
（二）考核知识点与考核要求
- 串行通信概述
识记：异步串行通信、同步串行通信、波特率定义。
- 串行接口概述
识记：串行口结构原理、串行口控制寄存器（SCON）、电源控制寄存器（PCON）。
- 串行口的工作方式
简单应用：工作方式0、工作方式1、工作方式2、工作方式3。
三、本章重点、难点
重点：串行口结构、串行口特殊功能寄存器（SCON、PCON）。
难点：异步通信方式与同步通信方式、波特率定义、串行口的工作方式。
第八章 单片机并行扩展接口技术
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对51系列单片机的扩展总线、外部I/O口接口技术等相关内容有一定程度的掌握和了解。要求掌握并行扩展总线结构、数据线、控制线的连接、系统扩展的寻址；了解典型的锁存器芯片74LS273、可编程的I/O接口芯片8255A。通过本章的学习，能认识到在单片机应用系统设计中，仅靠单片机内部资源是不行的，因此要解决系统扩展问题，主要方式是将要扩展的存储器芯片与I/O口芯片连接到CPU的总线上。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 并行I/O口扩展基础
一、并行扩展总线结构图
二、典型的锁存器芯片74LS273
三、可编程的I/O接口芯片8255A
第二节 并行总线的连接
一、数据线、控制线的连接
二、系统扩展的寻址
（二）考核知识点与考核要求
- 并行I/O口扩展基础
识记：并行扩展总线结构图。
领会：典型的锁存器芯片74LS273、可编程的I/O接口芯片8255A。
- 并行总线的连接
领会：数据线、控制线的连接、系统扩展的寻址。
三、本章重点、难点
重点：并行扩展总线结构。
难点：典型的锁存器芯片74LS273、可编程的I/O接口芯片8255A、数据线、控制线的连接、系统扩展的寻址。
第九章 单片机应用系统的设计
一、学习目的与要求
本章的学习目的主要是对单片机应用系统设计等相关内容有一定程度的掌握和了解。要求掌握单片机应用系统的一般硬件组成、单片机应用系统的设计内容；了解模拟信号的采集通道结构。通过本章的学习，能对单片机应用系统的设计进行基本的阐述，能从一般应用的角度，熟悉单片机应用系统的结构、设计内容和总体方案，建立起单片机应用系统工程设计与开发的基本思路。
二、考核知识点与考核要求
（一）课程内容
第一节 单片机应用系统结构及设计内容
一、单片机应用系统的一般硬件组成
二、模拟信号的采集通道结构
三、单片机应用系统的设计内容
（二）考核知识点与考核要求
- 单片机应用系统结构及设计内容
综合应用：根据具体情况，设计符合要求的单片机应用系统，涉及的内容有单片机系统组成设计、通道与接口设计、系统抗干扰设计、应用软件设计等。
三、本章重点、难点
重点：单片机应用系统的一般硬件组成、单片机应用系统的设计内容。
难点：模拟信号的采集通道结构。
Ⅳ 关于大纲的说明与考核实施要求
一、自学考试大纲的目的和作用
课程自学考试大纲是根据专业自学考试计划的要求，结合自学考试的特点而确定。其目的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进行指导和规定。
课程自学考试大纲明确了课程学习的内容以及深广度，规定了课程自学考试的范围和标准。因此，它是编写自学考试教材和辅导书的依据，是社会助学组织进行自学辅导的依据，是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据，也是进行自学考试命题的依据。
二、课程自学考试大纲与教材的关系
课程自学考试大纲是进行学习和考核的依据，教材是学习掌握课程知识的基本内容与范围，教材的内容是大纲所规定的课程知识和内容的扩展与发挥。课程内容在教材中可以体现一定的深度或难度，但在大纲中对考核的要求一定要适当。
大纲与教材所体现的课程内容应基本一致；大纲里面的课程内容和考核知识点，教材里一般也要有。反过来教材里有的内容，大纲里就不一定体现。（注：如果教材是推荐选用的，其中有的内容与大纲要求不一致的地方，应以大纲规定为准。）
三、关于自学教材
《单片机原理及应用》 姜志海、王蕾、姜沛勋编著，电子工业出版社，2021年版（第5版），未列入大纲的教材章节将在实践考核中体现。
四、关于自学要求和自学方法的指导
本大纲的课程基本要求是依据专业考试计划和专业培养目标而确定的。课程基本要求还明确了课程的基本内容，以及对基本内容掌握的程度。基本要求中的知识点构成了课程内容的主体部分。因此，课程基本内容掌握程度、课程考核知识点是高等教育自学考试考核的主要内容。
为有效地指导个人自学和社会助学，本大纲已指明了课程的重点和难点，在章节的基本要求中一般也指明了章节内容的重点和难点。
本课程自学方法建议如下：
1、在开始学习指定教材的每一章之前，应先阅读大纲中有关此章的考核知识点及对知识点的能力层次要求（即考核目标）。从而使得阅读教材时，能做到有的放矢。
2、应当系统地学习各章内容，掌握要求识记的概念，深入理解和掌握基本理论和基本方法，在此基础上深入知识点，掌握重点。
3、阅读教材时，要仔细阅读逐句推敲，同时要结合教材中的图表，深刻理解基本概念、基本理论，牢固掌握基本方法与技能。
4、自学过程中坚持做好读书笔记，做到有归纳、有总结、有理解、有提高。自学过程中除了勤于思考外，还要勤于提问，勤于练习，勤于请教，切忌死记硬背，生搬硬套，急于求成。还要注意所学内容纵向和横向的联系，做到承前启后，环环相扣。
5、考试前梳理已经学习过的内容，搞清楚一些基本概念、理论及方法之间的关系，便于记忆、加深理解。
五、对社会助学的要求
1、社会助学者应根据本大纲规定的考试内容和考核目标，明确本课程的特点、学习范围和学习要求，应熟知考试大纲对课程提出的目标总要求和各章掌握的知识点，以及各知识点要求达到的能力层次和考核目标。
2、社会助学者应认真钻研指定的教材，对自学应考者进行切实有效的辅导，并从学习方法上给予指导，防止他们自学中的各种偏向，把握社会助学的正确方向。
3、社会助学者在辅导时应帮助自学者梳理重点内容和一般内容之间的关系。课程内容有重点与一般之分，但考试的内容要覆盖全部课程，而且重点与一般是相互联系的，不是截然分开的。社会助学者应全面系统地学习教材，掌握全部考试内容和考核知识点，在此基础上再突出重点。
4、正确处理基础知识与应用能力之间的关系。社会助学者既要重视基础理论知识，又要重视实际应用能力的培养，努力引导自学应考者将识记、领会同应用联系起来，将基础知识和理论转化为应用能力，在全面辅导的基础上，着重培养和提高自学应考者分析和解决问题的能力。
5、本课程建议总助学64学时。课时分配如下：
|
章 次 |
内 容 |
学 时 |
|
第一章 |
概述 |
3 |
|
第二章 |
单片机硬件基础 |
9 |
|
第三章 |
单片机指令系统 |
9 |
|
第四章 |
单片机汇编语言程序设计 |
9 |
|
第五章 |
单片机中断系统 |
8 |
|
第六章 |
单片机定时器/计数器应用基础 |
9 |
|
第七章 |
单片机串行口应用基础 |
3 |
|
第八章 |
单片机并行扩展接口技术 |
3 |
|
第九章 |
单片机应用系统的设计 |
3 |
|
|
总复习 |
8 |
|
|
总 计 |
64 |
六、对考核内容的说明
本课程要求考生学习和掌握的知识点内容都作为考核的内容。课程中各章的内容均由若干知识点组成，在自学考试中成为考核知识点。因此，课程自学考试大纲中所规定的考试内容是以分解为考核知识点的方式给出的。由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身的特点不同，自学考试将对各知识点分别按照识记、领会、简单应用和综合应用四个能力层次确定其考核要求。
七、关于考试命题的若干规定
1、本课程考试采用闭卷笔试方式考核，考试时间150分钟。评分采用100分制，60分为及格。
2、本大纲各章所规定的基本要求、知识点及知识点下的知识细目，都属于考核的内容。考试命题既要覆盖到章，又要避免面面俱到。要注意突出课程的重点、章节重点，加大重点内容的覆盖度。
3、命题不应有超出大纲中考核知识点范围的题，考核目标不得高于大纲中所规定的相应的最高能力层次要求。命题应着重考核自学者对基本概念、基本知识和基本理论是否了解或掌握，对基本方法是否会用或熟练。不应出与基本要求不符的偏题或怪题。
4、本课程在试卷中对不同能力层次要求的分数比例大致为：识记占40%，领会占30%，简单应用占20%，综合应用占10%。
5、要合理安排试题的难易程度，试题的难度可分为：易、较易、较难和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的分数比例一般为：2:3:3:2。
6、各种题型的具体样式参见本大纲附录。
附录 题型举例
一、单项选择题
1、定时/计数器T0有( )工作方式。
A、1种 B、2种
C、3种 D、4种
二、填空题
1、80C51单片机内部的特殊功能寄存器只能采用 寻址方式访问。
三、简答题
1、80C51单片机的中断过程主要包括了哪些环节？
四、应用题
1、利用汇编语言编写程序，求片内RAM中40H~49H十个字节地址单元内容的平均值，并将结果的整数部分存放在4AH字节地址单元（假设这十个数之和小于256）。
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