《微控制器原理与接口技术》课程教学大纲

《微控制器原理与接口技术》教学大纲一、课程基本信息课程名称微控制器原理与接口技术MicrocontrollerPrincipleandInterfaceTechnology课程编码MEE112421025开课院部机电工程学院课程团队微控制器原理与接口技术教学团队学分2.5课内学时44讲授32实验12上机0实践0课外学时0适用专业机械设计制造及其自动化授课语言中文先修课程课程简介（限选）本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门选修课，其主要内容包括微控制器的基本概念、构成及特点，微控制器的CPU、指令系统及编程，微控制器基本系统的设计，微控制器的外围模块的特点及应用，微控制器的开发工具和软件等。通过学习本课程的内容，使学生掌握微控制器的基本工作原理及构成，学会分析微控制器各外围模块的工作过程及应用，掌握微控制器的知识和应用方法，初步具备应用这些知识进行微控制器系统设计与运用的基本能力。Thiscourseisanoptionalcourseforthemajorofmechanicaldesignandmanufacturingandautomation.Itsmaincontentsincludethebasicconcept,compositionandcharacteristicsofmicrocontroller,CPU,instructionsystemandprogrammingofmicrocontroller,thedesignofthebasicsystemofmicrocontroller,thecharacteristicsandapplicationoftheperipheralmodulesofmicrocontroller,thedevelopmenttoolsandsoftwareofmicrocontroller,etc.Bylearningthecontentofthiscourse,studentscanmasterthebasicworkingprincipleandcompositionofmicrocontroller,learntoanalyzetheworkingprocessandapplicationofeachperipheralmoduleofmicrocontroller,andmastertheknowledgeandapplicationmethodsofmicrocontroller,initiallyhavethebasicabilitytoapplytheseknowledgetothedesignandapplicationofmicrocontrollersystem.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能理解典型微控制器的基本概念、构成、特点和应用，理解CMOS电路的组成及特点是1.31.32M2目标2：能理解和记忆典型微控制器的CPU、编程模型、指令系统，并能够编写初级的程序是1.31.33M3目标3：能理解和掌握典型微控制器所包含的模块的组成、工作原理、特点及应用，并能编写对应的程序是5.15.14M4目标4：能理解和掌握典型微控制器的开发工具和软件及其应用，并能编写基本的应用程序是5.15.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章第一章概述本章重点难点：微控制器的概念、组成、主从式边沿D触发器、典型CPU结构、寄存器。M1////21.11.1微控制器概念计算机的组成和结构，微控制器的组成，系统架构，微控制器的特点及应用领域。M12讲授、讨论2自学31.21.2典型微控制器介绍典型的32位、16位、DSC和8位微控制器的组成模块、特点及主要应用领域。M11讲授2自学、作业41.31.3数字电路基础高速CMOS电路的概念及典型门电路，三态门，组合逻辑电路，D触发器及时序电路。/2讲授2自学、作业51.41.4典型微控制器的组成微控制器的功能模块，CPU结构，寄存器，引脚与封装。M11讲授1自学6第二章第二章存储器本章重点难点：编址方式、存储器的分配。M1////72.12.1存储器及有关概念CPU获取数据的渠道，存储器和I/O端口的地址编排。M30.3讲授1自学82.22.2MC9S08AW微控制器的存储空间分配MC9S08AW系列微控制器中RAM、FLASH的空间分配。M30.5讲授、讨论1自学、作业92.32.3MC9S08AW微控制器寄存器地址和位分配MC9S08AW系列微控制器中寄存器的地址范围、作用，直接页寄存器，高页寄存器，寄存器位的含义。M30.5讲授1自学102.4MC9S08AW系列微控制器的复位和中断向量分配复位和中断向量表的作用，复位向量。M30.2讲授1自学112.52.5存储器组织MC9S08AW微控制器的CPU能够直接寻址的范围，大端和小端排列，MC9S08AW微控制器的存储器组织方式。M30.5讲授1自学12第三章第三章典型微控制器的指令系统及汇编语言程序设计本章重点难点：指令功能分析，寻址方式，汇报语言程序设计，转移与比较指令，寻址方式的理解。/////133.13.1指令与寻址方式指令助记符、操作码、操作数，寻址方式，汇编指令集，指令按功能分类介绍。M22讲授2自学143.23.2汇编语言程序设计机器语言和汇编语言，汇编语言程序的格式，汇编管理指令，S记录，汇编语言程序设计。M22讲授、讨论2自学、作业15第四章第四章MCU工作模式本章重点难点：工作模式，功耗。/////164.14.1工作模式分类Run模式、背景调试（BDM）、Wait模式、Stop模式、Stop2模式、Stop3模式。M30.5讲授1自学174.24.2各工作模式下的功耗各工作模式下功耗的分析与比较。M30.5讲授1自学、作业18第五章第五章复位与中断本章重点难点：复位的概念及过程，中断的概念及过程，看门狗。/////195.15.1复位复位的概念，复位的作用，MC9S08AW微控制器的复位源，系统复位状态寄存器，复位过程，复位电路及其设计，看门狗复位及其作用。M32讲授、讨论2自学、作业205.25.2中断中断的概念，MC9S08AW微控制器的中断源，MC9S08AW微控制器能够处理的中断数，中断执行过程。M31讲授1自学21第六章第六章内部时钟发生器本章重点难点：FLL，总线频率设置。/////226.16.1内部时钟发生模块ICG内部时钟发生器的作用，内部时钟发生器的组成。M30.5讲授1自学236.26.2外部引脚与时钟电路设计MC9S08AW微控制器的时钟电路外部引脚，时钟电路外部器件的选择及电路设计。M30.5讲授1自学246.36.3ICG模块工作方式ICG模块的工作方式及特点。M31讲授1自学256.46.4总线频率的确定影响总线频率的参数，总线频率的计算与程序设计。M41讲授、讨论1自学、作业26第七章并行I/O端口本章重点难点：方向寄存器，数据寄存器，并行I/O口的应用。/////277.17.1概述并行I/O口的作用，与并行I/O口对应的寄存器M30.5讲授1自学287.27.2引脚控制结构和功能方向寄存器，数据寄存器，对I/O口的影响分析。M30.5讲授1自学297.37.3并行口的应用显示器的分类，LED及8段数码管，MC9S08AW微控制器的B、C并行口控制4位8段数码管显示器的硬件电路及程序设计。M41讲授、讨论1自学、作业30第八章第八章KBI模块本章重点难点：KBI电路的工作过程，边沿触发模式分析，KBF标志位清除，中断服务程序。/////318.18.1概述键盘的结构，键盘的工程过程分析。M31讲授1自学328.28.2MC9S08AW60KBI组成KBI模块电路的组成，KBI模块的工作过程分析。M31讲授1自学338.38.3KBI的寄存器有关寄存器的作用分析，设置步骤，KBI模块程序设计与分析。M41讲授、讨论1自学、作业34第九章第九章定时计数器TPM本章重点难点：TPM模块的组成，寄存器的功能及工作过程，输入捕捉，边沿PWM。/////359.19.1概述定时器的作用，定时器/计数器的概念，工作方式，典型的定时器芯片介绍。M30.5讲授1自学369.29.2定时器结构及功能TPM模块的组成，工作过程介绍。M30.5讲授1自学379.39.3各寄存器分析主计数器工作过程分析，模计数器的作用及工作过程分析，状态好控制寄存器分析，通道状态和控制寄存器分析，通道值寄存器分析。M31讲授1自学389.49.4各功能分析输入捕捉，输出比较及程序设计，边沿PWM及程序设计，中心对齐PWM。M41讲授、讨论1自学、作业39第十章第十章A/D转换器本章重点难点：A/D模块的组成，寄存器的功能及工作过程。/////4010.110.1概述A/D转换器的作用，A/D转换器的技术指标。M30.5讲授1自学4110.210.2HCS08系列MCU的ADCHCS08系列MCU的ADC的特点，ADC模块的组成。M30.5讲授1自学4210.310.3MC9S08AW60ADC微控制器寄存器的设置ADC模块寄存器的作用及设置分析，典型样例程序介绍。M41讲授、讨论2自学、作业43第十一章第十一章异步串行通信本章重点难点：异步串行的数据格式，并行——串行数据转换，接收器数据输入检测及恢复。/////4411.111.1并行与串行概述并行的概念，串行的概念，串、并行传输的特点。M30.5讲授1自学4511.211.2串行通信协议RS-232标准通信协议，RS-232标准，串行数据格式，串行通信制式，通信速率。M30.5讲授1自学4611.311.3MC9S08AW60微控制器SCI功能的实现发送器/接收器的组成及工作过程分析。M30.5讲授1自学、作业4711.411.4MC9S08AW60微控制器的SCI功能寄存器波特率寄存器，控制和状态寄存器，数据寄存器，双缓冲技术，奇偶校验。M30.5讲授1自学4811.511.5SCI的软件开发方法I/O模块软件开发的方法与步骤，查询方式，中断方式M40.5讲授1自学4911.611.6SCI应用应用的硬件环境，程序流程图及程序M40.5讲授、讨论1自学、作业50实验1实验1：熟悉实验设备和CW6.31、熟悉实验设备。2、熟悉Codewarrior6.3软件的安装和使用。M1,M2,M3,M42实验、讨论3撰写实验报告51实验2实验2并行口实验1、熟悉S08单片机的并行接口。2、学会用Codewarrior6.3调试并行口。M2,M3,M42实验、讨论3撰写实验报告52实验3实验3键盘中断KBI电路及程序设计1、利用PULSE电路产生下降沿，在KBI1P0上产生中断，使MCU从端口D读入4位数字量，并将该数字量通过端口B输出到OUT的4个LED上显示出来。2、了解HCS08的汇编语言。M2,M3,M42实验、讨论3撰写实验报告53实验4实验4定时器实验1、熟悉MC9S08AW60定时器工作原理及电路方框图，学会用Codewarrior6.3编写定时器程序。2、掌握输出比较、PWM的应用及程序编写。3、掌握利用定时器实现数码管动态显示的电路和程序。M2,M3,M42实验、讨论3撰写实验报告54实验5实验5AD转换器实验1、利用A/D电路产生0～5V电压。2、掌握MC9S08AW60内部的ADC模块的工作原理及编程方法。3、利用4位LED和ADC模块组成数字电压表。4、利用OUT单元和ADC模块组成LED光柱模拟0～5V电压变化。M3,M42实验、讨论3撰写实验报告55实验6实验6用C语言程序显示“HelloWorld！”1、熟悉使用MC9S08AW60的SCI模块。2、进一步熟悉C语言编程、调试。M3,M42实验、讨论3撰写实验报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对电力拖动自动控制系统基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作图、分析和计算题。20%2实验1.本课程12个学时实验，共六次实验。2.成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3.考核学生对电力拖动自动控制系统知识的应用能力，针对交直流电机调速系统中的控制问题，能够根据用户需求确定设计目标，从技术角度优选解决方案获得有效结论。20%3课堂表现1、课堂讨论参与情况和课堂出勤情况。2、课堂提问回答情况。3、考核学生对课堂内容掌握情况和课堂出勤情况。20%4期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对微控制器基本知识的掌握能力和理解力、学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。题型主要有判断题、简答题、分析题和综合题等。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业40%A-独立思考、按时完成，内容和步骤完整，解题思路清晰、答案准确。B-独立思考、按时完成，内容和步骤完整，解题思路比较清晰、答案比较准确。C-独立思考、按时完成，内容和步骤比较完整，解题思路比较清晰、答案比较准确。D-作业抄袭，未能按时完成，内容和步骤不完整，解题思路混乱，答案错误。2M1课堂表现40%A-课堂参与讨论积极，无旷课，课堂提问回答问题准确。B-课堂参与讨论积极，无旷课，课堂提问回答问题比较准确。C-课堂参与讨论尚可，偶尔有旷课，课堂提问回答问题基本准确。D-课堂参与讨论不积极，旷课较多，课堂提问不能正确回答问题。3M1期末考试20%（见试卷评分标准）4M2平时作业30%A-独立思考、按时完成，内容和步骤完整，解题思路清晰、答案准确。B-独立思考、按时完成，内容和步骤完整，解题思路比较清晰、答案比较准确。C-独立思考、按时完成，内容和步骤比较完整，解题思路比较清晰、答案比较准确。D-作业抄袭，未能按时完成，内容和步骤不完整，解题思路混乱，答案错误。5M2课堂表现30%A-课堂参与讨论积极，无旷课，课堂提问回答问题准确。B-课堂参与讨论积极，无旷课，课堂提问回答问题比较准确。C-课堂参与讨论尚可，偶尔有旷课，课堂提问回答问题基本准确。D-课堂参与讨论不积极，旷课较多，课堂提问不能正确回答问题。6M2期末考试20%（见试卷评分标准）7M2实验20%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，实验数据分析准确，从技术角度优选参数和工具获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，能正确分析实验数据，能从技术角度优选参数和工具获得明确的结论。C-能完成实验要求，得到的结果基本正确，实验报告格式正确，步骤叙述尚清楚，未正确分析实验数据，能基本结合理论分析优选参数和工具获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选参数和工具获得明确的结论8M3平时作业30%A-独立思考、按时完成，内容和步骤完整，解题思路清晰、答案准确。B-独立思考、按时完成，内容和步骤完整，解题思路比较清晰、答案比较准确。C-独立思考、按时完成，内容和步骤比较完整，解题思路比较清晰、答案比较准确。D-作业抄袭，未能按时完成，内容和步骤不完整，解题思路混乱，答案错误。9M3课堂表现30%A-课堂参与讨论积极，无旷课，课堂提问回答问题准确。B-课堂参与讨论积极，无旷课，课堂提问回答问题比较准确。C-课堂参与讨论尚可，偶尔有旷课，课堂提问回答问题基本准确。D-课堂参与讨论不积极，旷课较多，课堂提问不能正确回答问题。10M3期末考试20%（见试卷评分标准）11M3实验20%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，实验数据分析准确，从技术角度优选参数和工具获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，能正确分析实验数据，能从技术角度优选参数和工具获得明确的结论。C-能完成实验要求，得到的结果基本正确，实验报告格式正确，步骤叙述尚清楚，未正确分析实验数据，能基本结合理论分析优选参数和工具获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选参数和工具获得明确的结论。12M4期末考试40%（见试卷评分标准）13M4实验60%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正