單片機應用與設計

1、課程代碼：課程英文名稱：The Application and Design of MCU課程類別：公共選修課 課程負責人： 杜剛單片機應用與設計課程教學大綱(總學時：48學時 講課學時：24學時 實驗學時：24學時)第一部分 大綱說明一、課程的性質(zhì)、目的與任務本課程是面向工科電類、機類和電子信息類各專業(yè)的公共課。本課程是以凌陽的SPCE061A 十六位單片機為范例學習單片機的課程，是一門面向應用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程。通過學習，培養(yǎng)學生相應專業(yè)領域內(nèi)應用單片機的綜合設計開發(fā)能力，同時還能獲得嵌入式系統(tǒng)的知識。二、預備知識先修“C語言應用”、“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程或

2、其他專業(yè)知識。三、課程特點1、 以實踐為主，通過理論學習加強實踐；2、 以硬件為基礎，軟件為開發(fā)的主要手段；3、 綜合相關(guān)電子專業(yè)知識的綜合應用課程；4、 鞏固相關(guān)模電、數(shù)電的知識應用；5、 加強計算機編程語言的開發(fā)能力；四、教學目標與總體要求通過理論教學與實驗教學，讓學生掌握單片機開發(fā)應用設計的基本方法及單片機接口技術(shù)，能夠在課程學習過程中提高動手實踐能力，為后續(xù)的“課程設計”和“畢業(yè)設計”等實踐環(huán)節(jié)打好基礎。 在各章節(jié)知識點中，按“了解”、“理解”、“掌握”三個層次要求。1.了解：對于本課程的次要內(nèi)容要求學生能夠了解。所涉及的內(nèi)容都是一些基本概念和簡單敘述，知道了就行，沒有進一步深入和擴展

3、的要求。2.理解：對于本課程的一般內(nèi)容要求學生能夠理解。即要求學生能夠理解所學內(nèi)容，對所涉及的內(nèi)容能夠進行簡單的分析和判斷。3.掌握：對于本課程的重點內(nèi)容要求學生達到掌握的程度。即要求學生能夠全面、深入地掌握所學內(nèi)容，能夠舉一反三，熟練解決相關(guān)問題。第二部分 課時分配課程總學時為48學時，其中講課24學時，實驗24學時。具體安排如下：內(nèi)容講課學時實驗學時嵌入式微控制器發(fā)展概述20基于基本系統(tǒng)的單片機簡介20SPCE061A單片機硬件結(jié)構(gòu)106微控制器尋址方式與指令系統(tǒng)20程序設計24開發(fā)環(huán)境介紹02中斷系統(tǒng)24SPCE061A單片機綜合應用設計48合計2424第三部分 教學內(nèi)容與教學要求第0章

4、 嵌入式微控制器發(fā)展概述（2）（一） 教學內(nèi)容0.1微處理器、微型計算機和單片機的概念0.2計算機如何工作0.3微處理器與微控制器在組成計算機系統(tǒng)方面的區(qū)別0.4嵌入式微控制器的進展0.5微控制器典型產(chǎn)品分類0.6單片機發(fā)展趨勢（二） 教學要求理解：微處理器、微型計算機和單片機的概念；計算機如何工作；微處理器與微控制器在組成計算機系統(tǒng)方面的區(qū)別了解：嵌入式微控制器的進展第1章 基于基本系統(tǒng)的單片機介紹（2）（一） 教學內(nèi)容1.1凌陽16位單片機1.2SPCE061A單片機1.2.1總述1.2.2性能1.2.3SPCE061A的結(jié)構(gòu)1.2.4SPCE061A最小系統(tǒng)1.2.5SPCE061A的開

5、發(fā)方法1.2.6特性與引腳功能1.2.7應用領域（二）教學要求掌握：SPCE061A的開發(fā)方法理解：SPCE061A的結(jié)構(gòu)；SPCE061A最小系統(tǒng)了解：SPCE061A的性能與應用領域第2章 SPCE061A單片機硬件結(jié)構(gòu)（10）（一） 教學內(nèi)容2.1 unSP的內(nèi)核介紹2.2 單片機的片內(nèi)存儲結(jié)構(gòu)2.2.1單片機的ROM2.2.2單片機的RAM2.2.3 SPCE061A內(nèi)存儲器結(jié)構(gòu)2.2.4 SPCE061A堆棧2.2.5 內(nèi)存Flash2.2.6 內(nèi)存編程操作實例2.3單片機輸入/輸出接口2.3.1單片機輸入/輸出節(jié)后應注意的問題2.3.2 SPCE061A輸入/輸出接口2.4時鐘電路

6、2.5鎖相環(huán)PLL（Phase Lock Loop）振蕩器2.5.1鎖相環(huán)與系統(tǒng)時鐘2.5.2系統(tǒng)時鐘2.6時間基準信號2.7低功耗睡眠和喚醒2.7.1單片機低功耗技術(shù)2.7.2睡眠狀態(tài)的低功耗2.7.3 低功耗系統(tǒng)中要注意的問題2.7.4 睡眠與喚醒2.8定時器/計數(shù)器2.9A/D轉(zhuǎn)換器設計實例2.9.1主要A/D轉(zhuǎn)換器特點2.9.2 SPCE061A的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）2.10 DAC方式音頻輸出2.11低電壓監(jiān)測（LVD），復位，保密設定，看門狗2.11.1低電壓監(jiān)測和低電壓復位2.11.2復位2.11.3保密設定2.11.4看門狗計數(shù)器2.12 SIO接口2.12.1通用同步串行接口

7、2.12.2 SPCE061A串行設備輸入輸出口2.13 UART接口2.13.1 通用異步通信方式2.13.2 SPCE061A的通用異步串行接口UART（二） 教學要求掌握：單片機輸入/輸出接口；時鐘電路；定時器/計數(shù)器；時間基準信號；A/D轉(zhuǎn)換器設計實例理解：低電壓監(jiān)測（LVD），復位，保密設定，看門狗了解：IO接口；UART接口第3章 微控制器尋址方式與指令系統(tǒng)（2）（一）教學內(nèi)容3.1微控制器的尋址方式3.1.1立即數(shù)尋址3.1.2 寄存器尋址3.1.3 直接尋址3.1.4 寄存器間接尋址3.1.5 變址尋址3.2 SPCE061A指令分類3.2.1 數(shù)據(jù)傳送指令3.2.2 算術(shù)運算

8、指令3.2.3 邏輯運算和移位指令3.2.4 控制轉(zhuǎn)移類指令3.2.5 偽指令3.2.6 宏定義與調(diào)用 （二）教學要求理解：微控制器的尋址方式；SPCE061A指令的基本使用第4章 程序設計（2）（一） 教學內(nèi)容 4.1 匯編語言程序設計4.1.1 unSP匯編語言程序的結(jié)構(gòu)4.1.2匯編語言的語法4.1.3匯編語言程序舉例4.2 C語言程序設計4.3 C和匯編混合編程4.3.1 C語言的在線匯編4.3.2 C和匯編語言的相互調(diào)用（二） 教學要求 掌握：匯編語言和C語言的編程思路；C和匯編混合編程理解：unSP匯編語言程序的結(jié)構(gòu)；匯編語言的語法第5章 開發(fā)環(huán)境簡介（0）（一） 教學內(nèi)容5.1概

9、述5.2菜單5.3窗口5.4項目5.5項目流程實例音頻播放（二） 要求掌握：熟練地掌握IDE開發(fā)環(huán)境的使用；調(diào)試程序的方法第6章 中斷系統(tǒng)（2）（一） 教學內(nèi)容6.1概述6.1.1中斷的概念6.1.2中斷源6.1.3中斷的一般處理過程6.1.4 中斷向量表6.1.5 中斷優(yōu)先級6.1.6 中斷屏蔽6.1.7使用中斷應注意的問題6.2SPCE061A單片機中斷系統(tǒng)6.2.1中斷分類6.2.2中斷向量6.2.3中斷源6.2.4中斷控制6.2.5中斷處理過程6.3中斷程序舉例6.3.1用匯編語言編寫中斷服務子程序6.3.2用C語言編寫中斷服務子程序（二）教學要求理解：中斷的一些概念；中斷處理程序的過

10、程；掌握：中斷處理程序的設計流程第7章 SPCE061A單片機綜合應用設計（4）第四部分 實驗教學大綱一、課程設置目的要求:通過凌陽16位單片機原理及應用實驗,使學生加深對單片機原理基礎理論的理解:并在單片機原理實驗的基本知識、基本方法和基本技能方面受到較系統(tǒng)的訓練,為單片機的應用打下堅實的基礎。本課程的實驗環(huán)節(jié)是與理論課程緊密聯(lián)系的。實驗課程內(nèi)容分為：1、 基礎實驗，以驗證性為主，熟悉SPCE061A的內(nèi)部性能2、 分立模塊實驗：利用一些外圍模組，學習單片機系統(tǒng)的簡單設計思路；3、 綜合實驗：結(jié)合至少2個外圍模組，掌握利用單片機設計開發(fā)準產(chǎn)品方案的方法。為了讓學生更好地完成實驗內(nèi)容，在理論課

11、程上還安排了部分學時，老師給學生講解單片機系統(tǒng)綜合設計的相關(guān)方法和思路，提前布置實驗設計的內(nèi)容給學生，讓學生能充分利用課余時間進行單片機的學習。二、實驗內(nèi)容和學時分配:本課程開設安排24個學時實驗,完成 10個實驗。1. 籃球賽電子計分牌；2. 單片機實現(xiàn)時鐘計時；3. 音樂盒的制作；4. 步進電機的單片機控制；5. 教學樓用打鈴器；6. 生產(chǎn)線貨物自動計數(shù)設備；7. 溫度巡回檢測系統(tǒng)；8. SPCE061A與PC的串口通訊；9. 多機通訊；10. 多功能出租車計價器。三、實驗方式與基本要求1、考核與實驗報告考核成績由平時成績、面試成績和操作成績?nèi)糠纸M成。其中：（1） 平時成績應包括預習情況、出勤情況、實驗操作、結(jié)果記錄和實驗報告完成情況等方面。平時成績占總成績的40%。（2） 面試考核主要檢查學生所掌握的有關(guān)實驗理論和對實驗中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的結(jié)果、問題和現(xiàn)象的應對措施等。面試考核成績占總成績的30%。操作技能考核主要檢查學生靈活應用能力、設計和創(chuàng)新能力以及分