《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)單片機(jī)原理及應(yīng)用SingleChipMicrocomputerandCommunicationSystem課程編碼OSI224321025開(kāi)課院部海洋與空間信息學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)智能應(yīng)用組學(xué)分2.5課內(nèi)學(xué)時(shí)44講授32實(shí)驗(yàn)12上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)44適用專(zhuān)業(yè)通信工程授課語(yǔ)言中文先修課程程序設(shè)計(jì)（C/C++）、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介（限選）（課程簡(jiǎn)介...）單片機(jī)原理及應(yīng)用是通信工程專(zhuān)業(yè)的限選課程。本課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠以單片機(jī)為工具，進(jìn)行相關(guān)的軟硬件設(shè)計(jì)。本大綱是以STM32單片機(jī)為教學(xué)芯片進(jìn)行編寫(xiě)，在教學(xué)實(shí)踐中，也可以視情況用MSP430等型號(hào)的單片機(jī)進(jìn)行教學(xué)。主要教學(xué)內(nèi)容如下：1.單片機(jī)技術(shù)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、單片機(jī)的基本概念、STM32單片機(jī)的主要特點(diǎn)2.STM32單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及原理芯片解讀、開(kāi)發(fā)板資源描述、開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹3.STM32GPIOGPIO基本結(jié)構(gòu)和工作方式、GPIO寄存器說(shuō)明、STM32F10xGPIO引腳說(shuō)明、外部中斷。4.STM32時(shí)鐘系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)組成、時(shí)鐘配置相關(guān)函數(shù)、時(shí)鐘系統(tǒng)初始化函數(shù)。5.STM32看門(mén)狗看門(mén)狗概述、常用寄存器和庫(kù)函數(shù)配置6.STM32通用定時(shí)器通用定時(shí)器基本原理、定時(shí)器中斷、PWM輸出、輸入捕獲。7.STM32串行通信串行通信原理、串口通信庫(kù)函數(shù)、串口通信舉例8.STM32單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)及接口技術(shù)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)、顯示器件接口設(shè)計(jì)、鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)。(Courseintroduction...)theprincipleandapplicationofsinglechipmicrocomputerisalimitedcourseforcommunicationengineeringmajors.TheteachinggoalofthiscourseistoenablestudentstouseMCUasatooltodesignrelatedsoftwareandhardware.ThisoutlineiswrittenwithSTM32singlechipmicrocomputerastheteachingchip.Inteachingpractice,MSP430andothertypesofsinglechipmicrocomputercanalsobeusedforteachingasappropriate.Themainteachingcontentsareasfollows:1.OverviewofMCUtechnologyComputerArchitecture,basicconceptofsinglechipmicrocomputer,maincharacteristicsofSTM32singlechipMicrocomputer2.HardwarestructureandprincipleofSTM32singlechipMicrocomputerChipinterpretation,developmentboardresourcedescription,developmentenvironmentintroduction3.STM32GPIOGPIObasicstructureandworkingmode,GPIOregisterdescription,STM32F10xGPIOpindescription,externalinterrupt.4.STM32clocksystemClocksystemcomposition,clockconfigurationrelatedfunctions,andclocksysteminitializationfunctions.5.STM32watchdogWatchdogoverview,commonregisters,andlibraryfunctionconfiguration6.STM32generaltimerGeneraltimerbasicprinciple,timerinterrupt,PWMoutput,inputcapture.7.STM32serialcommunicationSerialcommunicationprinciple,serialcommunicationlibraryfunction,serialcommunicationexamples8.STM32singlechipmicrocomputerhardwaredesignandinterfacetechnologyMinimumsystemdesign,displaydeviceinterfacedesign,keyboardinterfacedesign.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：能掌握和使用單片機(jī)中的硬件資源，對(duì)涉及單片機(jī)的具體問(wèn)題，進(jìn)行軟件和硬件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。是3.23.22M2目標(biāo)2：能掌握和使用單片機(jī)的開(kāi)發(fā)工具，進(jìn)行工程建立、程序調(diào)試和代碼燒寫(xiě)。是5.15.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第一章單片機(jī)技術(shù)概述本章重點(diǎn)難點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的概念與特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合，STM32單片機(jī)的主要特點(diǎn)////21.11.1計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)介紹嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念，存儲(chǔ)器，輸入輸出。M11講授1自學(xué)31.21.2單片機(jī)的基本概念單片機(jī)的基本概念與特點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合，發(fā)展趨勢(shì)，主流的單片機(jī)產(chǎn)品，STM32單片機(jī)的主要特點(diǎn)。M11講授1自學(xué)4第2章第二章STM32單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及原理本章重點(diǎn)難點(diǎn)：STM32硬件結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)環(huán)境。////52.12.1STM32芯片解讀內(nèi)部資源描述，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引腳功能，最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介。M10.5講授0.5自學(xué)62.22.2STM32開(kāi)發(fā)板資源描述開(kāi)發(fā)板功能模塊介紹。M10.5講授0.5自學(xué)72.32.3STM32開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹軟件安裝，程序下載方法，新建工程模板。M11講授1自學(xué)8第3章第三章信道本章重點(diǎn)難點(diǎn)：應(yīng)用I/O口進(jìn)行輸入輸出，中斷的概念及應(yīng)用。////93.13.1GPIO基本結(jié)構(gòu)和工作方式單片機(jī)引腳說(shuō)明，GPIO基本結(jié)構(gòu)，GPIO工作方式。M11講授1自學(xué)103.23.2GPIO寄存器說(shuō)明端口配置低寄存器，端口配置高寄存器，端口輸入寄存器，端口輸出寄存器，端口位設(shè)置/清除寄存器，端口位清除寄存器，端口配置鎖存寄存器。M11講授1自學(xué)113.33.3STM32F10xGPIO引腳說(shuō)明端口復(fù)用功能，端口重映射功能。M11講授1自學(xué)123.43.4外部中斷中斷概念，外部中斷概述，外部中斷庫(kù)函數(shù)設(shè)置。M11講授1自學(xué)133.53.5舉例端口輸入例子，端口輸出例子，中斷例子。M14講授4自學(xué)14第4章第四章STM32時(shí)鐘系統(tǒng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：時(shí)鐘系統(tǒng)的配置。////154.14.1時(shí)鐘系統(tǒng)組成時(shí)鐘源，系統(tǒng)時(shí)鐘，幾個(gè)重要的時(shí)鐘。M11講授1自學(xué)164.24.2時(shí)鐘配置相關(guān)函數(shù)頭文件和源文件中的7個(gè)相關(guān)函數(shù)。M10.5講授0.5自學(xué)174.34.3時(shí)鐘系統(tǒng)初始化函數(shù)時(shí)鐘系統(tǒng)初始化函數(shù)剖析。M10.5講授0.5自學(xué)18第5章第五章STM32看門(mén)狗本章重點(diǎn)難點(diǎn)：看門(mén)狗寄存器設(shè)置和庫(kù)函數(shù)配置。////195.15.1看門(mén)狗概述看門(mén)狗概念，看門(mén)狗功能描述。M10.5講授0.5自學(xué)205.25.2常用寄存器和庫(kù)函數(shù)配置相關(guān)寄存器設(shè)置，庫(kù)函數(shù)配置方法。M10.5講授0.5自學(xué)215.35.3看門(mén)狗舉例看門(mén)狗應(yīng)用例子。M11講授1自學(xué)22第6章第六章STM32通用定時(shí)器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：通用定時(shí)器基本原理、中斷、PWM輸出和輸入捕獲。////236.16.1通用定時(shí)器基本原理三種定時(shí)器區(qū)別，通用定時(shí)器特點(diǎn)，通用定時(shí)器工作過(guò)程。M11講授1自學(xué)246.26.2定時(shí)器中斷常用寄存器配置，庫(kù)函數(shù)配置，中斷應(yīng)用舉例。M12講授2自學(xué)256.36.3PWM輸出PWM概述，常用寄存器和庫(kù)函數(shù)配置，PWM舉例。M12講授2自學(xué)266.46.4輸入捕獲輸入捕獲概述，常用寄存器和庫(kù)函數(shù)配置，舉例。M11講授1自學(xué)27第7章第七章STM32串行通信本章重點(diǎn)難點(diǎn)：串行通信原理及實(shí)現(xiàn)。////287.17.1串行通信原理串行通信接口背景知識(shí)，串口框圖。M11講授1自學(xué)297.27.2串口通信庫(kù)函數(shù)常用寄存器和庫(kù)函數(shù)，串口配置方法。M11講授1自學(xué)307.37.3串口通信舉例串口通信應(yīng)用例子。M12講授2自學(xué)31第8章第八章STM32單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)及接口技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：顯示器件接口設(shè)計(jì)和鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)////328.18.1最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)電源電路設(shè)計(jì)，復(fù)位電路設(shè)計(jì)，時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)。M12講授2自學(xué)338.28.2顯示器件接口設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管，驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣，驅(qū)動(dòng)液晶顯示。M12講授2自學(xué)348.38.3鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)獨(dú)立按鍵式鍵盤(pán)，行列掃描式鍵盤(pán)，N型N×(N-1)鍵盤(pán)。M12講授2自學(xué)35實(shí)驗(yàn)一I/O端口操作實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握I/O端口原理和操作方法。M22實(shí)驗(yàn)2自學(xué)36實(shí)驗(yàn)二定時(shí)器實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握定時(shí)器操作的原理和方法M24實(shí)驗(yàn)4自學(xué)37實(shí)驗(yàn)三無(wú)線通信綜合實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握借助單片機(jī)和無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信系統(tǒng)的方法。M26實(shí)驗(yàn)6自學(xué)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)測(cè)驗(yàn)考核對(duì)單片機(jī)知識(shí)的掌握情況，題型是客觀題。20%2實(shí)驗(yàn)1、本課程12個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，共三個(gè)實(shí)驗(yàn)。2、成績(jī)采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評(píng)分。3、考核學(xué)生對(duì)端口、定時(shí)器、wifi操作等知識(shí)的應(yīng)用能力。30%3期末考試1、閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2、主要考核學(xué)生對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題型主要有簡(jiǎn)答題、作圖題、分析題、計(jì)算題等。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)測(cè)驗(yàn)20%參見(jiàn)平時(shí)測(cè)驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)2M2實(shí)驗(yàn)100%[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]A-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論.B-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結(jié)論.C-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，沒(méi)有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是結(jié)合理論分析可以從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論.D-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論.3M1期末考試80%參見(jiàn)期末考試評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分等級(jí)說(shuō)明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60