微处理器与接口技术

《微处理器与接口技术》课程教学大纲课程代码：课程类别：专业必修课适用专业：适用年级：大二学分：2学时：32理论学时：32执笔人：审定人：开课单位：日期：一、课程定位（一）课程在专业培养中的定位及作用《微处理器与接口技术》课程是通信工程专业本科生的必修课和主干课。本课程是一门实用技术性课程，注重理论联系实际，对培养学生的工程思维能力、解决实际问题能力和和创新能力具有重要作用。注重培养学生的实践动手能力，使学生初步具备利用单片机进行电子产品设计的能力，掌握集成开发环境及仿真器的使用，熟练电子产品软件程序设计，熟练电子产品开发的具体流程及制作。为嵌入式系统设计与应用和后续的实践教学环节学习打下坚实的理论与应用基础。（二）本课程与其它课程的关系序号课程名称内容的衔接性时间的衔接性开设学期时序1计算机与信息技术掌握基本的计算机知识大一第一学期前导课程2高级语言程序设计（C语言）掌握基本的编程方法大一第二学期前导课程3电路分析基础掌握基本的电路知识及各类元器件的使用大一第二学期前导课程4模拟电子技术大二第一学期前导课程5数字电子电路大二第一学期前导课程6微处理器与接口技术大二第二学期7嵌入式系统设计与应用对处理器引脚功能的了解及周边电路设计大三第二学期后续课程8项目工程实践（一）--嵌入式系统开发实训电子产品综合设计应用大四第一学期后续课程（三）教学目标通过分析微处理器与接口技术课程相关的岗位群（如电子产品维修工程师、嵌入式开发工程师等），按照这些岗位的能力需求并结合本专业人才培养方案从知识目标、专业技能目标以及情感目标三个方面，细化出了本课程的具体学习目标。知识目标：1．了解单片机的基本组成及基本概念；2．掌握单片机开发的流程；3．掌握C51编程方法；4．掌握单片机各种外设的驱动方法；5．掌握单片机的中断及定时控制方法；6.理解常用外围接口扩展技术的使用。技能目标：1．熟练运用KEIL集成开发环境；2．熟练运用proteus仿真软件；3．掌握各类电子仪器仪表的使用方法；4．能独立设计和开发单片机应用系统；5．掌握电子产品的测试及维修技巧。情感目标：1．团队精神、与人沟通能力；2．收集和检索信息能力；3．自主、开放的学习能力；4．科学的创新精神、决策能力和执行能力。任务目标通过本课程的学习，能够完成项目1单片机控制LED霓虹灯；项目2数码管定时交通灯；项目3智能环境检测系统。本课程教学要求为使学生具备从事智能控制应用工作所必需的微机与单片机控制的基本理论知识和从事微机与单片机控制设计的基本技能；具有对微机与单片机控制线路的安装维修的能力、具有对微机与单片机控制生产线等的初步设计和调试能力。为学生学习专业知识和职业技能，提高全面素质，增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下一定的基础。（四）课程目标与毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1.2，3.1,5.1,5.3。1.2掌握电子与计算机技术相关的基础知识，包括电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、微处理器与接口技术、计算机通信与网络等方面的基础知识，能够应用其基本概念、基本理论和方法，分析通信领域的复杂工程问题。3.1能够针对信息通信领域复杂工程的主要问题，对用户的需求进行分析，综合运用信息与通信的基本理论和技术手段，设计出有效的解决方案。5.3能熟练使用电子仪器仪表等现代工程工具，观察分析通信电路与系统的性能。5.1能够针对信息通信领域的复杂工程问题，开发、选择恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并理解其优势和不足。毕业要求指标点课程目标指标点1.2指标点3.1指标点5.1指标点5.3课程目标0.2课程目标0.3课程目标30.20.2课程目标0.3二、教学内容的学时安排序号项目名称主要内容理论学时1项目1单片机控制LED霓虹灯闪烁灯实验4单片机控制流水灯实验42项目2数码管定时交通灯简易交通灯实验2数码管倒计时实验4按键计数器实验4秒表实验43项目3智能环境检测系统矩阵键盘实验2智能温度计实验4串行通信实验4合计=SUM(ABOVE)32三、教学建议本课程的教学由3个项目9个实验贯穿整个教学内容，通过理论讲解逐步融入知识的学习，采用CDIO“做中学”、“学中做”的教学方法，让学生在项目实践中掌握知识及技能。所有实践项目需要学生提供完整的代码，电路设计图。四、考核方式本课程所具特点是理论性、工程实践性都很强，要使学生学好用好这门课，有必要采取有效的考核措施，具体办法：总考核成绩满分100分。1.考核方式：闭卷考试；2.具体形式：平时表现+作业+期中考试+期末考试；3.成绩构成：按照基本知识、专业能力以及职业素养从平时表现（10%），作业（20%），期中考试（20%）和期末考试（50%）等四个方面评定学生成绩；4.评价方法：平时表现、团队合作及实验报告成绩由老师给出，团队合作、项目实施评分由学生自评与教师评价相结合。序号考核内容分值支撑的课程目标备注1考勤101，3缺勤超过3次期末总评成绩按不及格处理2作业201,2,3,4根据学生作业情况可获得0-20分3期中考试201,2,3,4根据学生期中考试成绩获得0-20分4期末考试501,2,3,4根据学生期末考试成绩获得0-50分合计100五、教材及主要参考资料[1]王强等.51单片机原理与应用案例教程.清华大学出版社，2016.08[2]王元一等.单片机接口技术与应用.清华大学出版社，2014.06[3]王文.单片机原理及应用.华中科技大学出版社，2013.03[4]高洪志.MCS-51单片机原理及应用技术教程.人民邮电出版社，2013.04六、教学主要内容纲要项目一单片机控制LED霓虹灯一、教学目标与要求1.能够利用单片机设计简单的电子产品；2.能够使用单片机的输出控制发光二极管的亮灭；3.能够在电子产品设计过程中融入团队，学会与组员合作；4.掌握C51的基本编程二、教学的重点和难点重点：C51语言的顺序结构、循环结构；单片机的基本组成、时钟电路及复位电路的概念；难点：单片机C51编程的基本结构及应用；单片机引脚输入输出功能的应用；三、知识点与技能点项目子项目知识点技能点自学内容1.单片机控制LED霓虹灯1-1闪烁灯实验1.单片机简介2.常用单片机介绍3.单片机时钟电路4.复位电路5.单片机最小系统6.单片机输入输出控制7.二极管工作原理8.C51基本编程结构9.延时程序编写10.电子产品开发流程11.KEIL编译软件使用12.PROTEUS仿真软件使用13.程序烧写软件使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真了解市场上的主流单片机1-2单片机控制流水灯1.单片机的硬件组成2.单片机存储器结构3.C51程序设计基础4.程序编写（3种方法）5.熟练KEIL及PROTEUS的使用6.熟练烧写软件的使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真C51编程四、实践教学安排1.进行任务分析，确定方案；2.利用PROTEUS仿真软件实现电路设计；3.利用KEIL编译软件实现编程；五、教学方法、手段与资源利用多媒体教学、任务驱动、翻转课堂。六、考核评价内容与方式作业与考试项目二数码管定时交通灯一、教学目标与要求1.能够利用单片机设计较复杂的电子产品；2.能够使用单片机的输出控制数码管显示；3.利用按键开关的输入控制元器件的使用；4.掌握中断的原理及实现方法；5.掌握定时计数器的工作原理及使用；6.能够在电子产品设计过程中融入团队，学会与组员合作；7.掌握C51的多分支结构、数组及函数。二、教学的重点和难点重点：C51语言的选择结构；中断响应过程的概念、定时计数器的原理难点：中断的初始化；三、知识点与技能点项目子项目知识点技能点自学内容2.数码管定时交通灯2-1简易交通灯实验1.了解交通灯控制的原理2.带参数子函数编程3.进一步熟练单片机输入输出控制4.多分支程序编写5.KEIL编译软件使用6.PROTEUS仿真软件使用7.程序烧写软件使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真C语言编程2-2数码管倒计时实验1.数码管的工作原理2.数码管静态显示原理3.数码管动态显示原理4.C51数组编程5.熟练KEIL及PROTEUS的使用6.熟练烧写软件的使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真四位数码管显示2-3按键计数器1.中断系统的概念2.单片机中断源3.定时/计数器控制寄存器TCON4.中断允许控制寄存器IE5.中断优先级控制6.中断处理过程7.独立按键的使用8.熟练KEIL及PROTEUS的使用9.熟练烧写软件的使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真C51编程中断嵌套外部中断初始化2-4秒表实验1.定时计数器的工作原理2.定时计数器工作方式寄存器TMOD3.定时/计数器控制寄存器TCON4.定时计数器工作方式5.掌握定时中断的原理6.进一步掌握数码管动态显示7.掌握数组编程8.熟练KEIL及PROTEUS的使用9.熟练烧写软件的使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真定时计数器初始化四、实践教学安排1.进行任务分析，确定方案；2.利用PROTEUS仿真软件实现电路设计；3.利用KEIL编译软件实现编程；五、教学方法、手段与资源利用多媒体教学、任务驱动、翻转课堂。六、考核评价内容与方式作业与考试项目三智能环境检测系统一、教学目标与要求1.能够利用单片机设计综合性的电子产品；2.能够使用单片机的输出控制各类显示器显示；3.能够实用各类传感器实现单片机输入；4.掌握串行通信的原理及实现方法；5.能够实现双机通信6.掌握A/D、D/A的工作原理及使用；7.能够在电子产品设计过程中融入团队，学会与组员合作；8.掌握C51的复杂编程。二、教学的重点和难点重点：C51语言复杂编程；串行通信、A/D、D/A的原理；难点：各类传感器的使用；三、知识点与技能点项目子项目知识点技能点自学内容3.智能环境检测系统3-1矩阵键盘实验1.矩阵键盘的工作原理2.按键抖动消除3.矩阵键盘行列扫描的编程4.熟练KEIL及PROTEUS的使用5.熟练烧写软件的使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真3.焊接硬件并实现简易交通灯功能4.完成实验报告矩阵键盘原理3-2智能温度计实验1.理解A/D、D/A的工作原理2.掌握ADC0809的引脚功能3.掌握DAC0832的引脚功能4.掌握液晶显示器的使用5.了解数字温度传感器DS18B20工作原理6.能够掌握较复杂的编程7.KEIL编译软件使用8.PROTEUS仿真软件使用9.程序烧写软件使用1.完成任务书要求的开题任务2.完成程序编写、电路设计及仿真ADC0809芯片及DAC0832的使用3-3单片机