单片机-教学大纲.doc

单片机原理与应用技术课程设计大纲实践环节名称：单片机原理与应用课程设计适 用 专 业：电子电器应用与维修学 时：2周开 设 学 期：第二学年第二学期先 修 课 程：电工技术基础、电子技术基础等一、 本课程设计的目的和要求单片机原理及应用课程设计是电气自动化技术专业微机控制领域重要的实践环节之一，主要以小型实用性微机控制系统的软、硬件设计为主。1. 课程设计的目的（1）全面熟练掌握单片机的硬件组成以及各种指令的应用。（2）使学生掌握小型单片机应用系统设计的步骤；（3）熟悉和掌握单片机开发系统的应用和软件调试过程；（4）通过设计过程中对故障的分析、判断、检修进一步锻炼和培养学生的动手能力。2. 课程设计的要求（1）按时出勤，遵守实验室的各种规章制度。（2）能够根据设计任务书的要求，利用学过的基础知识，认真独立完成设计任务。（3）学会判断、分析常见问题产生的原因以及解决办法。二、设计题目为了加强理论联系实际，锻炼学生分析、解决实际问题的能力，课程设计题目尽量采用具有一定应用价值意义的小型微机控制系统的设计，然后根据学生的特点进行必要的简化，主要设计题目如下：1、24秒倒计时2、电子时钟3、9999.99秒的倒计4、秒表5、顺序控制器6、模拟交通灯7、模拟日历8、模拟小广告屏三、设计内容及成果1.设计题目内容和要求表一 设计具体内容和要求设计题目设计具体要求24秒倒计时1、能正常显示时间从24秒开始的倒计时；2、时间精确到0.1秒；3、用按键控制倒计时的停始；4、用按键控制开始倒计时；5、到0时鸣响0.5秒。电子时钟1、能以二十四进制正常显示23:59:30，即二十三时五十九分三十秒；2、可以按键控制时钟的走和停；3、可设定一组定时，一分钟鸣响；4、按键调节时钟。9999.99秒的倒计1、定数据的倒计；2、按键控制开始和暂停；3、到0时鸣响0.5秒；4、到某个指定时间10.00秒蜂鸣0.5秒秒表1、00.0开始计时，精确到0.1秒，最大计时时间10分钟；2、键控制秒表的暂停和复位；3、每隔10秒蜂鸣器响0.5秒（选做）顺序控制器1、工序 状态（用发光二极管指示，表示点亮） 工作时间 10秒 8秒 4秒 5秒 7秒 3秒2、要求工作时间在显示器上面同步显示3、以P3.0为故障信号，如果出现按键按下的情况，工序暂停，蜂鸣器响0.5秒，以P3.1为维修好信号，按下工序继续。模拟交通灯1、主干道绿灯12秒，支干道绿灯6秒，黄灯都是3秒2、要求用定时器实现定时时间3、要求显示器同步显示主干道时间的倒计时4、如果P3。0按键按下，表示有紧急车辆通过（救火车等），2路都亮红灯，蜂鸣器响，如果P3.1按下则恢复正常。模拟日历1、 2005.05.00开始显示，走时到2005.05.31结束2、 个按键按下时间能够显示改天的阴历日期，再次按下则恢复公历3、 某个按键按下时间能够显示星期几（选做）模拟小广告屏1、显示出现2005.05.29，要求一个一个出现，从左向右，8秒后全部出现2、然后一个一个灭掉，从右向左，8秒全部灭掉3、同时显示2005.05.29，同时亮2秒，同时灭2秒，继续4此要求用定时器实现定时。2.设计成果要求：（1）用电路CAD绘制设计的原理图及印刷电路板图。（2）正确选择元件，完成硬件电路的焊接及调试。（3）用仿真器调试设计程序，观察设计的实际效果。（4）用计算机撰写课程设计报告。 四、课程设计时间安排课程设计时间暂时定为二周，建议时间分配如下：表二 课程设计时间安排时 间内 容第一周一1、分设计小组，自选设计题目。2、讲解单片机应用系统的设计过程。二1、设计硬件电路原理图。2、设计电路的印刷电路板图。三1、绘制硬件电路原理图。2、绘制电路的印刷电路板图。四编制几个实用小程序熟悉仿真器的应用。五针对自己的设计题目思考具体方案。第二周一绘制各自设计题目的程序框图并编制程序。二调试各自的设计程序。三讲解设计报告的书写格式，要求个人写出草稿。四用计算机打印实习报告，指导教师组织答辩或考核。五学生清理实习场地，整理归还工具，指导教师评定成绩。五、成绩考核1、成绩评定：设计完成之后，教师对学生的设计成果以及平时表现全面进行考核，进行简短的答辩，评定最终成绩。2、考核方式：口试+实践操作+主观评价。3、成绩按优、良、中、及格和不及格五级记分。六、课程的主要参考书1、张咏梅单片机原理及应用北方交通大学出版社2、李传军单片机原理及应用河南科学技术出版社3、李全利单片机原理及应用技术高等教育出版社 4、杨文龙单片微机原理及应用西安电子科技出版社 5、周航慈单片机程序设计基础北京航天航空大学出版社 6、胡汉才单片机原理及其接口技术清华大学出版社 单片机原理与应用教学大纲课程名称：单片机原理与应用适用专业：电子电器应用与维修学 时：72开课学期：第二学年第二学期课程类别：必 修课程性质：专业课先修课程：电工技术基础、电子技术基础等一、课程的地位、作用及任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。通过本课程的学习，目的是使学生能掌握单片机的组成结构、工作原理、编程方法和接口技术等方面的知识，培养学生的单片机应用能力。本课程的任务是使学生获得单片机原理知识和应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，了解单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。二、课程的教学内容和教学要求模块一 广告灯发光教学目标：掌握单片机基本知识，能熟练使用软件编程，掌握LED与数码管等电路知识。活动安排：在单片机实训室完成，每6节课一个任务，以教师讲解演示、学生实践为主。考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式进行。（一）任务一 点亮一个LED灯知识要点：1、了解AT89C51系列单片机基本知识。2、了解基本电子知识，Keil软件简单使用。3、了解使用单片机学习板学习方法。技能要点：1、学会认识单片机学习板的各个部分及其功能。2、学会使用软件和单片机学习板点亮一个发光管。（二）任务二 闪烁灯知识要点：1、掌握LED基本知识，单片机基本结构，会画电路图。2、掌握简单延时程序、子程序调用、带参数子程序设计、会使用基本循环语句，3、掌握使用KEIL软件实现基本调试步骤。技能要点：1、编写程序实现LED闪烁功能，能独立进行软件调试。2、能使用protel99画出电路图。（三）任务三 广告灯的左移右移知识要点：1、了解如何驱动蜂鸣器及如何驱动继电器，掌握集电极开路的概念及应用。2、掌握单片机最小应用系统。2、掌握移位程序、带参数子程序设计。技能要点：1、能熟练编写简单程序，驱动广告灯左移右移同时蜂鸣器鸣响。2、 学会编写两种以上程序点亮一个发光管。（四）任务四 数码管显示知识要点：1、了解共阳、共阴数码管显示基本知识，了解上拉电阻概念。2、掌握单片机的晶振、复位电路，掌握74HC573锁存器芯片基本知识。技能要点：1、使用protel99画出数码管显示电路图。2、能熟练写出数码管显示程序。（五）任务五 数码管响应中断知识要点：1、掌握中断的概念及中断函数写法、中断服务程序应用。2、了解定时器工作方式、定时器中断应用。技能要点：1、掌握中断服务程序的应用，实现中断的简单应用。模块二 定时器应用教学目标：掌握定时器/计数器基本知识，能熟练使用软件编写程序。活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力。考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式进行。（一）任务六 60秒定时器知识要点：1、掌握定时器/计数器的工作方式和控制寄存器。2、掌握定时器方式1、方式2的设置。技能要点：1、使用protel99画出60秒定时器电路图2、熟练编写出程序，实现60秒定时功能。（二）任务七 利用定时器产生乐曲知识要点：1、掌握定时器/计数器产生不同频率方法，对声音的频率有所了解。2、掌握定时器/计数器的程序编写方法，熟练掌握子程序的编写与调用。技能要点：1、学会使用定时器/计数器编写程序，利用蜂鸣器产生音乐。模块三 键盘检测教学目标：掌握键盘检测基本知识，能熟练掌握子程序的调用。活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力。考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式进行。（一）任务八 单个按键识别知识要点：1、掌握按键基本知识，了解采用扫描的方式进行按键检测的过程与方式。2、熟练掌握中断技术，熟练掌握子程序调用。技能要点：1、使用protel99画出单个按键识别电路图。2、学会编写程序实现单个按键识别。（二）任务九 44矩阵式键盘识别知识要点：1、 掌握键盘检测的电路结构和原理、键盘作用、如何实现键盘检测、消抖、键盘编码等内容。2、 掌握带返回值函数写法及应用熟练掌握中断技术，熟练掌握子程序调用。技能要点：1、使用protel99画出44矩阵式键盘识别识别电路图。2、学会编写程序实现44矩阵式键盘识别。模块四 A/D与D/A转换教学目标：掌握A/D与D/A转换基本知识，了解A/D与D/A转换芯片功能。活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力。考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式进行。（一）任务十 模数转换DAC0832应用知识要点：1、 掌握模数转换原理，掌握DAC0832芯片基本知识。2、 掌握模数转换程序编写的基本方法。技能要点：1、使用protel99画出模数转换DAC0832应用电路图。2、通过编程实现拧动电位器，数码管的前三位显示0-255之间的数值，实现把模拟电压转换成数字信号。（二）任务十一 数摸转换ADC0804的应用知识要点：1、掌握数摸转换原理，掌握ADC0804芯片基本知识。2、掌握数摸转换编写程序的基本方法。技能要点：1、使用protel99画出数摸转换ADC0804的应用电路图。2、通过编程实现D13发光二极管由暗变亮再熄灭过程，掌握把数字信号转换成模拟电压。模块五 单片机串行通信教学目标：掌握单片机串行通信基本知识，掌握RS232协议与AT24C02芯片功能。活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力，帮助学生提高单片机硬件认识。考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式进行。（一）任务十二PC机与单片机通信(RS232协议)知识要点：1、了解RS232协议基本知识，了解多机通信的应用和串行通信中的控制寄存器的使用。2、 掌握串行通信的重要指标：字符帧和波特率的设定方法。技能要点：1、掌握串行通信的重要指标：字符帧和波特率的设定方法2、学会编写单片机串行通信的程序（二）任务十三 I2C总线AT24C02的读写操作知识要点：1、了解I2C的基本内容，掌握AT24C系列基本知识，2、利用24C08断电以后存储的数据不消失的特点，学会做一个断电保护装置。技能要点：1、使用protel99画出I2C总线AT24C02的读写操作电路图。2、利用24C08芯片实现数据的读写操作。模块六 单片机课程设计教学目标：提高学生在单片机方面的实践技能和科学作风，培养学生进一步掌握工程设计的方法和组织实践的基本技能，解决实际问题，使之真正达到知识与技能的统一。活动安排：用一周左右的时间，让学生选择一个课题进行程序的设计与调试，画出电路图原理图、PCB图，然后分析总结等环节，最后写出课程设计报告。考核评价：可以采用现场操作、课程设计报告等方式进行。（一）任务十六 设计一个时钟知识要点：1、掌握定时、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信等基本知识。2、掌握电路系统设计的流程和方法。技能要点：1、 综合运用51单片机知识设计一个可以随意调节时间、带整点闹铃的时钟。（其中用到定时器、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信）2、通过使用Protell99掌握电路硬件设计能力和用汇编或C语言软件设计能力。3、提交单片机系统开发及设计文档，培养学生分析和总结的能力，为以后学生毕业设计做好准备。（二）任务十七 电子琴的设计知识要点：1、掌握定时、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信等基本知识。2、掌握电路系统设计的流程和方法。技能要点：1、 综合运用51单片机知识设计一个可以电子琴。（其中用到定时器、中断、按键、蜂鸣器、数码管等）2、通过使用Protel99掌握电路硬件设计能力和用汇编或C语言软件设计能力。3、提交单片机系统开发及设计文档，培养学生分析和总结的能力，为以后学生毕业设计做好准备。序号模块课程内容课时理论实践合计1模块一 广告灯发光任务一 点亮一个LED灯3362任务二 闪烁灯3363任务三 广告灯的左移右移3364任务四 数码管显示3365任务五 数码管响应中断3366模块二 定时器应用任务六 60秒定时器3367任务七 利用定时器产生乐曲3368模块三 键盘检测任务八 单个按键识别3369任务九 44矩阵式键盘识别33610模块四 A/D与D/A转换任务十 模数转换DAC0832应用33611任务十一 数摸转换ADC0804的应用33612模块五 单片机串行通信任务十二PC机与单片机通信(RS232协议)33613任务十三I2C总线AT24C02的读写操作33614模块六 单片机课程设计任务十六 设计一个时钟1周15任务十七 电子琴的设计16总计72学时+1周三、课程学时分配 四、课程习题要求要求学生独立完成作业，对作业中的程序，应尽量在计算机上调试运行。通过完成作业，使学生加深对书里面内容的理解和掌握，也是基本的实践训练。五、考试形式及要求考试采用闭卷笔试的方式。其内容为本大纲所要求的基本内容。题型多样，主要考查学生对单片机各部分结构、工作原理的理解，考查学生对指令系统的理解和使用汇编语言编程的能力，考查学生对单片机接口的了解和理解情况。 成绩折算比例为：期末成绩：平时考核：实验成绩70：20：10。六、课程的主要参考书1、张咏梅单片机原理及应用北方交通大学出版社2、李传军单片机原理及应用河南科学技术出版社3、李全利单片机原理及应用技术高等教育出版社 4、杨文龙单片微机原理及应用西安电子科技出版社 5、周航慈单片机程序设计基础北京航天航空大学出版社 6、胡汉才单片机原理及其接口技术清华大学出版社 七、说明1、本大纲建议学时72学时，可以根据实际情况适当减少。2、为了更好的完成本课程的学习，应该增加至少1周或者2周的课程设计时间。单片机原理与应用技术考核大纲一、考核目的本课程设计考核的目的是使学生理解单片机应用系统的工作原理，掌握程序设计的基本思路与方法，加强实践动手操作能力，并为以后学习和使用单片机打好基础。二、考核形式（一）实地现场考核，根据实际情况记入小成绩；（二）根据学生各自的情况，设计任务及要求可做适当的调整；（三）最后根据答辩学生回答问题和设计表现的成绩记录及设计报告等综合得出总成绩。三、考核内容