單片機原理及套用(哈爾濱工業大學提供的慕課)

單片機原理及套用課程是哈爾濱工業大學於2016年10月18日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程、國家精品線上開放課程。該課程授課教師為張毅剛、趙光權、劉丹、申立群、胡瑞強、張昱。據2020年11月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課6次。

單片機原理及套用課程共7個模組，包括單片機概述、硬體結構、8051指令系統、程式設計基礎、中斷系統、定時器、計數器、串列口等內容。

基本介紹

• 中文名：單片機原理及套用
• 開課時間：2016年10月18日
• 類 別：慕課、國家精品線上開放課程
• 提供院校：哈爾濱工業大學
• 授課平台：中國大學MOOC
• 授課教師：張毅剛、趙光權、劉丹、申立群、胡瑞強、張昱

課程性質

課程定位

單片機原理及套用課程是適應社會對理工科學生掌握、套用單片機技術的迫切要求，重點講授8051核心的AT89S51單片機，通過學習使學生掌握單片機的基礎知識、基本概念，且能觸類旁通，為了解掌握其他各種類型的單片機及其套用技術打下基礎。通過課程學習，為進一步學習DSP、嵌入式微處理器技術等奠定理論與技術基礎，也為職場求職或進一步攻讀碩士學位做好技能與技術的準備。

適應對象

單片機原理及套用課程屬於寬口徑的技術套用類課程，可為各類理工科院校、職業技術學院涉電專業的學生學習使用，也可供從事單片機開發的工程技術人員參考。

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18日—2016年12月28日	張毅剛、趙光權、劉丹	3小時每周	23868人
第2次開課	2017年04月05日—2017年06月30日			19547人
第3次開課	2017年09月05日—2017年10月31日		2小時每周	31077人
第4次開課	2018年04月03日—2018年06月05日		2-3小時每周	15773人
第5次開課	2018年10月16日—2018年11月20日		4小時每周	87291人
第6次開課	2020年03月30日—2020年05月04日	張毅剛、劉丹、申立群、胡瑞強、張昱		23390人

（註：表格內容參考資料 ）

課程簡介

單片機原理及套用課程介紹了AT89S51單片機的片內硬體結構，最小系統構成；8051彙編語言指令系統，常用程式設計；片內各功能部件：中斷系統、定時器、異步串列口的功能及工作原理以及應用程式設計等基礎知識，與實際操作相結合，能夠採用虛擬仿真工具或開發系統進行各種單片機套用系統的設計、調試。

課程大綱

第一講 單片機概述 導學 1.1 單片機基礎知識 1.2 單片機套用及發展趨勢 1.3 MCS-51系列與AT89S5x系列單片機 1.4 各種兼容型8051單片機 1.5 PIC單片機與AVR單片機 1.6 其它嵌入式處理器簡介 討論 第一講測驗 第2講 硬體結構(上) 導學 2.1 AT89S51單片機的硬體結構 2.2 AT89S51單片機的引腳 2.3 AT89S51單片機的CPU 2.4 AT89S51單片機的存儲空間 2.5 程式存儲器與數據存儲器空間 2.6 特殊功能暫存器與位地址空間 討論 第二講測驗(上) 第2講 硬體結構(下) 2.7 P0口內部結構與特性 2.8 P1口-P2口的內部結構 2.9 P3口的內部結構 2.10 IO連線埠與LED發光二極體的驅動連線 2.11 時鐘電路與時序 2.12 復位操作與復位電路 2.13 AT89S51單片機的最小套用系統 2.14 低功耗節電模式 討論 第二講測驗(下) 第3講 8051指令系統 3.1 指令系統概述 3.2 指令系統的定址方式 3.3 指令系統分類 3.4 數據傳送類指令 3.5 算術運算類指令 3.6 邏輯操作類指令 3.7 控制轉移類指令 3.8 位操作類指令 3.9 指令系統匯總

3.10 某些指令說明 討論 第三講測驗 第4講 程式設計基礎 4.1 彙編語言編程概述 4.2 偽指令 4.3 彙編語言源程式的彙編 4.4 子程式設計 4.5 查表程式設計 4.6 分支轉移程式設計 4.7 循環程式設計 討論 第四講測驗 第5講 中斷系統 5.1 中斷系統技術概述 5.2 中斷控制暫存器 5.3 中斷回響與處理 5.4 中斷服務程式設計 5.5 多外部中斷源系統設計 討論 第五講測驗 第6講 定時器/計數器 6.1 AT89S51單片機的定時器計數器簡介 6.2 定時器計數器的特殊功能暫存器 6.3 定時器計數器的四種工作方式 6.4 定時器計數器的方式1編程 6.5 定時器計數器的方式2編程 6.6 利用門控位GATEx測量脈衝寬度 討論 第六講測驗 第7講 串列口 7.1 串列通信基礎知識 7.2 串列口的結構與特殊功能暫存器 7.3 串列口的工作方式0 7.4 串列口的工作方式1、2、3 7.5 多機通信 7.6 波特率的制定方法 7.7 常用串列通信接口標準 討論 第七講測驗

（註：課程大綱排版從左到右列）

課前預備

預備知識

具備如數字電路技術等基礎知識。

學習資料

書名	作者	ISBN	出版社	出版時間
《單片機原理及套用》	張毅剛	978-7-04-029090-5	高等教育出版社	2010年5月
《單片機原理及套用-C51編程+Proteus仿真》	張毅剛	978-7-04-036272-5	高等教育出版社	2012年11月
《單片機原理及套用》（第三版）	張毅剛、趙光權	978-7-04-044333-2	高等教育出版社	2016年1月
參考資料：

授課目標

單片機原理及套用課程使學生熟練掌握單片機的基本概念與基本知識，掌握AT89S51單片機的硬體基本結構，片內各功能部件（中斷系統、定時器、串列口）的工作原理，彙編語言指令系統以及彙編語言程式設計的基本方法和基本的程式設計，掌握使用彙編語言控制片內各功能部件的各種套用設計。

所獲榮譽

2017年12月，該課程被中華人民共和國教育部認定為“2017年國家精品線上開放課程”。

教師簡介

張毅剛，男，哈爾濱工業大學電子與信息工程學院自動化測試與控制系教授，黑龍江省教學名師。

劉丹，男，哈爾濱工業大學儀器科學與工程學院副教授，碩士生導師。

申立群，男，哈爾濱工業大學儀器科學與工程學院副教授，碩士生導師。

胡瑞強，男，哈爾濱工業大學儀器科學與工程學院測控技術與儀器實驗中心高級工程師。

張昱，男，哈爾濱工業大學自動檢測與過程控制系統研究所副教授，碩士生導師。