單片機教學(xué)大綱

《單片機技術(shù)應(yīng)用與系統(tǒng)開發(fā)》教學(xué)大綱（V1.0）課程名稱：《單片機技術(shù)應(yīng)用與系統(tǒng)開發(fā)》合用專業(yè)：計算機應(yīng)用專業(yè)（嵌入式方向）、電子類專業(yè)、自動化專業(yè)總課時：128課時先修課程：《計算機電路基礎(chǔ)》或者《電子技術(shù)》、《Portel電路設(shè)計》后續(xù)課程：《單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實戰(zhàn)》課程簡介：這部分根據(jù)各專業(yè)的詳細狀況而定教學(xué)規(guī)定：教學(xué)原則：本課程以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為宗旨，突出基礎(chǔ)知識的掌握和實踐技能的訓(xùn)練；重視試驗室與工程開發(fā)的統(tǒng)一，通過一系列實訓(xùn)和產(chǎn)品設(shè)計，在實踐中學(xué)習(xí)單片機的有關(guān)知識及單片機軟硬件設(shè)計技術(shù)，最終到達使學(xué)生具有單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，為后續(xù)的單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實戰(zhàn)打下堅實的基礎(chǔ)。教學(xué)措施：“教、學(xué)、做”一體化。教師重要講解完畢每個任務(wù)的有關(guān)知識，學(xué)生在掌據(jù)了有關(guān)知識后學(xué)習(xí)本任務(wù)設(shè)計的技巧，并在教師的指導(dǎo)下完畢本任務(wù)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計工作。在完畢任務(wù)的過程中提議采用分組教學(xué)、學(xué)生討論、教師指導(dǎo)的方式進行。在實踐的過程中，對于基礎(chǔ)比較差的學(xué)生或者是動手能力較弱的學(xué)生，提議實訓(xùn)在MFSC-2實訓(xùn)平臺上進行，對于動手能力比較強的學(xué)生，提議實訓(xùn)在MFSC-1型平臺上進行。假如無實訓(xùn)平臺，實訓(xùn)時可以用面包板或者多功能電路板按教材中所簡介的電路進行硬件電路搭建。對于擴展實踐，提議以小組為單位讓學(xué)生獨立完畢軟硬設(shè)計工作。使用教材及重要參照書：教材：《單片機技術(shù)應(yīng)用與系統(tǒng)開發(fā)》李文華大連理工大學(xué)出版重要參照書：《單片機初級教程》張俊謨張迎親北京航空航天大學(xué)出版社《單片機原理及接口技術(shù)》李朝青北京航空航天大學(xué)出版社學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)定：學(xué)生可以獨立地完畢各任務(wù)的設(shè)計，并能舉一反三。掌握各個實例的設(shè)計思緒和實現(xiàn)環(huán)節(jié)。掌握單片機的應(yīng)用特性，包括單片機的最小系統(tǒng)、并口、串口、定期/計數(shù)器、中斷等。掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的擴展措施，重點是掌握串行擴展的措施。掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計措施，重點是掌握監(jiān)控程序的設(shè)計措施。課時分派表：教學(xué)內(nèi)容總課時實訓(xùn)課時講授課時單片機應(yīng)用系統(tǒng)入門實踐1248開關(guān)量輸入顯示624跑馬燈顯示422流水燈顯示422按鍵計數(shù)顯示844控制CPU功耗211發(fā)光二極管閃爍顯示844蜂鳴器發(fā)音422秒表422脈沖計數(shù)422看門狗定期器的應(yīng)用211軟件抗干擾實例211數(shù)碼管掃描顯示422多種數(shù)碼管的混合顯示422按鍵編號顯示422顯示數(shù)據(jù)加/減1調(diào)整422多功能鍵處理實例211連擊鍵處理實例211雙機通信844單片機與PC機通信422電量數(shù)據(jù)的采集844非電量數(shù)據(jù)的采集844數(shù)字鐘的設(shè)計與開發(fā)20146合計1286563教學(xué)內(nèi)容及學(xué)習(xí)規(guī)定：項目一 單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)入門實踐學(xué)習(xí)目的:1．掌握單片機的引腳功能2．掌握單片機的存儲組織構(gòu)造3．能搭建單片機最小系統(tǒng)4．會使用單片機開發(fā)工具5．會將Hex文獻上載至目的系統(tǒng)中項目二 單片機的基本應(yīng)用實踐一)開關(guān)量輸入顯示學(xué)習(xí)目的1．掌握匯編語言語句格式、常用的7條偽指令的使用方法、傳送指令、無條件轉(zhuǎn)移指令的使用方法。2．掌握單片機應(yīng)用程序的框架構(gòu)造。3．會設(shè)計發(fā)光二極管的接口電路，會編寫發(fā)光二極管的控制程序。4．會設(shè)計撥碼開關(guān)的接口電路，會編寫撥碼開關(guān)的控制程序。5．會使用單片機的并行端口。二)跑馬燈顯示學(xué)習(xí)目的：1．掌握條件轉(zhuǎn)移指令、累加器的邏輯操作指令、CPU控制指令、子程序調(diào)用指令的使用方法。2．掌握循環(huán)構(gòu)造的一般形式和循環(huán)程序的設(shè)計措施。3．會編寫延時程序。4．會編寫子程序。三)流水燈顯示學(xué)習(xí)目的1．掌握位狀態(tài)判斷指令、算術(shù)運算指令、存儲器訪問指令的使用方法。2．掌握分支構(gòu)造形式，會編寫單分支程序。3．會編寫查表程序。4．會編寫數(shù)值大小比較程序。四)按鍵計數(shù)顯示學(xué)習(xí)目的：1．掌握中斷系統(tǒng)的構(gòu)造。2．掌握位操作指令的使用方法。3．會編寫外部中斷的初始化程序。4．會采用查詢方式和中斷方式編寫外部中斷處理程序。五)控制CPU的功耗學(xué)習(xí)目的：1．掌握低功耗工作措施的特點、設(shè)置措施和解除措施。2．掌握邏輯運算指令的使用方法。3．掌握應(yīng)用CPU睡眠技術(shù)時系統(tǒng)程序的框架構(gòu)造4．會編運用CPU睡眠技術(shù)進行抗干擾設(shè)計。六)發(fā)光二極管閃爍顯示學(xué)習(xí)目的：1．掌握定期/計數(shù)器的構(gòu)成構(gòu)造、工作方式、初值裝入措施。2．能根據(jù)實際需要合理地選擇定期/計數(shù)器的工作模式和工作方式。3．會計算定期/計數(shù)器的計數(shù)初值，并能對的地裝入計數(shù)初值。4．會編寫定期/計數(shù)器的初始化程序。5．會編寫定期中斷服務(wù)程序。七)蜂鳴器發(fā)音控制學(xué)習(xí)目的1．掌握方式1的應(yīng)用特性，能設(shè)計長時間的定期程序。2．掌據(jù)蜂嗚器的應(yīng)用特性，會設(shè)計蜂嗚器的接口電路。3．會編寫散轉(zhuǎn)程序。4．會應(yīng)用定期中斷編寫蜂嗚器的發(fā)音控制程序。八)秒表學(xué)習(xí)目的1．掌握數(shù)碼管的應(yīng)用特性。2．掌握乘除法運算指令的使用方法，能運用除法實現(xiàn)數(shù)位的分離處理。3．會設(shè)計數(shù)碼管顯示接口電路。4．會運用定期中斷編寫數(shù)碼管的靜態(tài)顯示程序。九)脈沖計數(shù)學(xué)習(xí)目的1．掌握定期/計數(shù)器的計數(shù)模式，會設(shè)置計數(shù)初值。2．能對的設(shè)置中斷的優(yōu)先級別。3．能對的讀取計數(shù)器的計數(shù)值。4．會編寫雙字節(jié)無符號數(shù)的減法程序。十)看門狗定期器的應(yīng)用學(xué)習(xí)目的：1．掌握看門狗定期器的應(yīng)用特性。2．能對的管理STC89C52單片機的看門狗。3．會編寫看門狗的喂狗程序。4．會運用看門狗進行抗干擾設(shè)計。十一)軟件抗干擾實例學(xué)習(xí)目的：1．掌握指令冗余抗干擾措施，會用冗余指令進行抗干擾設(shè)計。2．掌握軟件陷阱的構(gòu)成及其插入位置，會在系統(tǒng)軟件中設(shè)置軟件陷阱。3．會編寫有關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)將跑飛程序納入正常軌道。項目三 人機交互處理一）數(shù)碼管掃描顯示學(xué)習(xí)目的：1．掌握掃描顯示的基本原理和集成數(shù)碼管的應(yīng)用特性2．能設(shè)計數(shù)碼管掃描顯示接口電路。3．掌握位選碼和段選碼的編制措施，能對的編制位選碼和段選碼。4．能對的分析數(shù)碼管點亮的時間。5．能編寫數(shù)碼管靜態(tài)掃描顯示程序，并能進行消隱處理二）多種數(shù)碼管的混合顯示學(xué)習(xí)目的：1．掌握數(shù)碼管閃動顯示處理的措施2．掌握數(shù)碼管閃動顯示位置的識別措施3．能畫出多種數(shù)碼管靜態(tài)與閃爍顯示的混合顯示處理的流程圖4．會編寫多種數(shù)碼管靜態(tài)與閃爍顯示的混合顯示程序三）按鍵編號顯示學(xué)習(xí)目的：1．會設(shè)計矩陣式、獨立式鍵盤接口電路2．掌握軟件去抖動的措施，會畫鍵盤處理的一般流程圖3．掌握獨立式鍵盤、矩陣式鍵盤中識別鍵按下的措施，能編制鍵值獲取程序。四）顯示數(shù)據(jù)加/減調(diào)整學(xué)習(xí)目的：1．掌握用定期中斷進行按鍵處理的措施，并能畫出流程圖。2．掌握消除同一鍵按下被多次識別處理的措施，并能畫出流程圖。3．掌握多字節(jié)BCD碼加減法程序編寫措施，會編寫B(tài)CD碼加減減法運算程序。4．掌握壓縮的BCD碼與非壓縮的BCD碼互相轉(zhuǎn)換的措施。5．會應(yīng)用定期中斷實現(xiàn)鍵盤掃描處理。五）多功能鍵處理學(xué)習(xí)目的：1．掌握多功能鍵處理程序的編寫思緒。2．掌握多功能鍵處理程序的實現(xiàn)措施。3．能畫出多功能鍵處理程序的流程圖。4．會編寫多功能鍵處理程序。六）連擊鍵處理學(xué)習(xí)目的：1．掌握連擊鍵處理程序的編寫思緒。2．掌握連擊鍵處理程序的實現(xiàn)措施。3．能畫出連擊鍵處理程序的流程圖。4．會編寫連擊鍵處理程序。項目四 數(shù)據(jù)通信處理一)雙機通信學(xué)習(xí)目的掌據(jù)單片機串行口的應(yīng)用特性、工作方式、串口的應(yīng)用措施掌據(jù)雙機通信的基本協(xié)議能使用奇偶校方式進行通信數(shù)據(jù)校驗會設(shè)計單片機與單片機通信電路會編寫單片機與單片機通信程序二)單片機與PC機通信學(xué)習(xí)目的能用定期/計數(shù)器T2作波特率發(fā)生器能設(shè)計RS-232接口電路會設(shè)計單片機與PC機通信電路會編寫單片機與PC機通信程序項目五 數(shù)據(jù)采集處理一)電量數(shù)據(jù)采集學(xué)習(xí)目的：1．掌握SPI總線接口的應(yīng)用特性，能設(shè)計SPI總線接口電路，會編寫SPI總線時序模擬程序。2．掌握ADC的重要參數(shù)指標，能根據(jù)實際需要合理地選擇A/D轉(zhuǎn)換器件。3．掌握TCL1549的應(yīng)用特性，能設(shè)計TLC1549的接口電路，會編寫TLC1549的控制程序。4．掌握數(shù)字濾波的設(shè)計思想，會設(shè)計滑動濾波算法程序。5．掌握標度轉(zhuǎn)換思想，會設(shè)計標度轉(zhuǎn)換程序。6．會設(shè)計雙字節(jié)乘、除法程序。二)非電量數(shù)據(jù)采集學(xué)習(xí)目的：1．掌握單總線接口的應(yīng)用特性，能設(shè)計單總線接口電路。2．能看懂單總線時序圖，會編寫單總線時序模擬程序。3．掌握DS18B20的應(yīng)用特性，能設(shè)計DS18B20的接口電路，會編寫DS18B20的控制程序。4．會編寫求雙字節(jié)帶符號數(shù)絕對值程序。項目六 數(shù)字鐘的設(shè)計與開發(fā)學(xué)習(xí)目的：能對的進行需求分析掌握時鐘芯片HT1380的應(yīng)用特性，會設(shè)計HT1380的應(yīng)用電路。能對的分析HT1380的時序圖，會根據(jù)時序圖編寫HT1380的控制程序。掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計措施。能根據(jù)系統(tǒng)的功能規(guī)定對的地分析系統(tǒng)的狀態(tài)會設(shè)計系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，并能根據(jù)狀態(tài)表規(guī)劃系統(tǒng)的監(jiān)控程序會編寫系統(tǒng)的監(jiān)控程序能對系統(tǒng)進行軟硬件調(diào)試。課程考核：一、考核目的理解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，掌握學(xué)生所學(xué)知識的水平及其應(yīng)用知識的能力。二、考核內(nèi)容（一）理論考核對學(xué)生平時考勤、作業(yè)、學(xué)習(xí)態(tài)度的記載，期末考試采用閉卷形式，有填空題、選擇題、判斷題、計算題等題型，重要考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握能力，運用專業(yè)知識分析問題的能力，理論成績計算措施：項目措施權(quán)重平時成績考勤缺勤一次扣1分15%作業(yè)少交一次扣2分15%課堂提問對的回答問題一次加1分10%期末考試以試卷評分原則計分60%（二）實訓(xùn)考核對每次實訓(xùn)考勤、完畢狀況、實訓(xùn)匯報進行記載，并根據(jù)完畢狀況給出每次實訓(xùn)成績，期末從所有實訓(xùn)項目里抽取一種作為考核項目，以考核原則計分，考核原則包括硬件電路設(shè)計、流程圖、編寫程序、上載等，實訓(xùn)成績計算措施：項目措施權(quán)重平時成績考勤缺勤一次扣1分15%實訓(xùn)匯報少交一次扣2分15%實訓(xùn)完畢狀況30%期末考核以考核原則計分40%（三）課程設(shè)計考核課程設(shè)計考核重要考察學(xué)生綜合運用知識分析問題、處理問題的能力，以“”為例，闡明課程設(shè)計考核措施。評分細則單項得分一、職業(yè)素質(zhì)（10分）計算機、MFSC-2試驗擺放整潔，以便取用（5分）整頓實訓(xùn)現(xiàn)場（5分）二、基本技能（20分）能對的認識本實訓(xùn)的元器件（5分）能對的使用工具軟件（5分）能對的連接試驗儀上的連線（10分）三、專業(yè)技能（70分）能繪制硬件電路圖（15分）畫出本實訓(xùn)的流程圖（10分）編寫出本實訓(xùn)內(nèi)容的程序（15分）上載程序到試驗板（10分）能進行程序的調(diào)試（10分）運行程序在試驗儀上得到效果（10分）合計得分三、考核成績總成績=理論成績*40%+試驗成績*30%+課程設(shè)計成績*30%成績分析表測試項目測試班