《电子系统设计专题实验》教学大纲(修).doc

“电子系统设计专题实验”实验教学大纲课程中文名称：电子系统设计专题实验 课程英文名称：Electronic System Design Laboratory 课程编码： EELC3166实验学时： 32课程学分： 1适用专业：计算机科学与技术专业先修课程：数字逻辑电路、C语言程序设计、微机原理与接口技术开课学院：电子与信息工程开课学期： 5，6 使用教材及参考书：1 自编AVR单片机实验开发系统设计与制作2 金钟夫等，AVR ATmega128单片机C程序设计与实践，北京航空航天大学出版社，20083 姚年春等，PROTEL99SE基础教程，人民邮电出版社，2009一、实验课程简介电子系统设计实验是计算机专业面向计算机综合应用设计的一个重要的实践环节。主要以嵌入式单片机开发系统为主要实验平台，以此平台为基础，通过对单片机应用系统的开发设计训练，对外围接口电路的组成设计和应用编程技术训练，使学生能够掌握实现一个小型完整计算机应用系统从硬件电路设计到软件程序开发的设计过程，激发学生的创新兴趣，为以后的创新项目设计打好坚实基础。二、实验课性质、目的和任务性质：本实验课程为独立开设的选修实验课程目的：本实验课程的主要目的是让学生通过一个新型嵌入式单片机为核心的应用系统设计，掌握微型计算机硬件系统结构基本原理，软件开发编程方法，外围接口电路的组成和应用编程技术，以及电子系统设计的相关技术。通过课程实践训练，能够让学生独立实现一个完整的计算机应用系统设计。任务：实验任务分为基本实验和综合应用设计实验两部分。基本实验部分让学生学习单片机系统的基本硬件组成原理和软件程序设计；综合设计实验要求学生根据题目需求自行设计系统硬件组成电路，并设计实现完成相应功能的应用程序调试任务。三、实验教学基本要求1. 根据实验要求，学生实验前应认真阅读实验指导书及相关实验技术资料，并设计出实验方案，具体的测试步骤和实验过程由学生独立完成。2实验过程中同学之间可以讨论研究问题，互相交流经验体会，但每位同学必须独立完成自己的设计和实验调试过程。3实验完成后要进行现场演示验收，现场提问答辩。最后提交详细实验设计报告，具体内容及格式参照实验指导书实验报告要求。4所设计的实验项目方案能够在实验开发系统上实际运行测试。四、实验教学的内容与要求1. 实验项目名称：单片机系统结构及软件开发环境学习实验目的：熟悉单片机系统硬件结构、组成原理、及软件开发环境的使用教学基本要求：基本了解单片机系统的组成原理，学会软件集成开发环境下编程、仿真调试、下载验证测试运行的软件开发过程。实验内容提要：通过一个简单例子程序的调试运行过程，了解单片机系统各部件的功能，学习单片机开发系统的应用方法。实验类型：验证性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机2. 实验项目名称：LED指示灯循环显示程序设计实验实验目的：熟悉单片机I/O端口结构原理、及外部显示部件的软件编程使用方法教学基本要求：基本了解单片机系统的工作原理，外部显示模块的电路的扩展设计原理，学会外部显示部件LED灯的软件编程使用方法。实验内容提要：通过一个简单显示例子程序的调试过程，观察LED指示灯的变化状态，通过改变程序的相关控制语句，实现自己设计的一种显示状态。实验类型：验证性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机3实验项目名称：数码管动态显示程序设计实验实验目的：掌握单片机I/O端口外部扩展部件结构原理、及外部显示部件的软件编程使用方法。教学基本要求：了解单片机系统外部扩展模块八段数码管的电路结构及工作原理，学会外部显示部件数码管的软件编程使用方法。实验内容提要：编写一个简单显示程序，使实验板上的八个数码管循环显示0到9数字，观察数码管显示数据的变化状态，通过改变程序的相关控制语句，实现自己设计的显示状态变化。 实验类型：设计性 必做或选做：必做 使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机4实验项目名称：LCD字符（或图形）显示程序设计实验实验目的：熟悉LCD点阵显示器件的使用和扩展模块电路设计，通过实验掌握LCD显示文本及图形程序的设计方法。教学基本要求：初步了解单片机控制LCD点阵显示器件的工作原理、相关参数、及驱动与显示方式，学会LCD点阵显示器件的软件编程使用方法。实验内容提要：通过一个简单例子程序的调试过程，观察LCD点阵显示变化状态，通过改变程序的相关控制语句，实现自己设计的几种不同的显示状态变化。实验类型：设计性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机5实验项目名称：键盘控制程序设计实验 实验目的：熟悉单片机控制键盘模块电路设计，及键盘控制程序设计方法。 教学基本要求：了解单片机控制键盘模块的工作原理，学会键盘控制程序的设计使用方法。 实验内容提要：编写程序对4X4用户键盘进行扫描，读取键值，并在实验板的LED数码管上显示读到的键值数据。 实验类型：设计性 必做或选做：必做 使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机6实验项目名称：USART串行通信接口实验 实验目的：熟悉单片机USART通信接口工作原理和通信程序的设计方法。 教学基本要求：了解USART通信接口的连接方式、电气特性、通信协议编程技术，掌握双机通信控制程序的设计方法。 实验内容提要：使用实验板上USART串行接口，连接两台单片机实验系统，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的LCD液晶屏上显示接收到的数据。 实验类型：设计性 必做或选做：选做 使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机7. 实验项目名称：USB通信接口实验实验目的：熟悉单片机USB通信接口工作原理和通信程序的设计方法。教学基本要求：了解 USB通信接口的连接方式、电气特性、通信协议编程技术，掌握双机通信控制程序的设计使用方法。实验内容提要：使用实验板上USB接口，连接到PC机USB接口，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的LCD液晶屏上显示接收到的数据。 实验类型：设计性 必做或选做：选做 使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机8实验项目名称： Ethernet网络通信接口实验 实验目的：熟悉单片机Ethernet网络通信接口工作原理和通信程序的设计方法。 教学基本要求：了解Ethernet网络通信接口的连接方式、电气特性、网络通信协议编程技术，掌握网络通信控制程序的设计使用方法。 实验内容提要：使用实验板上Ethernet网络接口，连接到PC机Ethernet网络接口，设计编写程序实现网络通信，并在实验板的LCD液晶屏上显示接收到的PC端数据。或在PC端的浏览器显示单片机的信息。 实验类型：设计性 必做或选做：选做 使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机9. 实验项目名称：PROTEL电子线路设计实验 实验目的：学习PROTEL电子线路设计软件的使用方法。 教学基本要求：初步学会运用PROTEL电子线路设计软件实现应用电路的原理图设计和PCB线路图设计。 实验内容提要：学习PROTEL电子线路设计软件，练习建立项目文件、建立原理图文件、绘制原理图、产生网络表、建立PCB文件、绘制PCB线路图等。 实验类型：综合性 必做或选做：必做 使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机10实验项目名称：单片机应用系统设计实验实验目的：通过实现一个小型完整的计算机应用系统的开发设计过程，激发学生的创新兴趣，为以后的创新项目设计打好坚实基础。教学基本要求：1.选择设计题目的内容要具有一定的完整性、复杂性，能够体现单片机系统设计灵活、应用广泛的优势。 2.选择设计题目的内容要具有一定的创新性、实用性，能够解决日常生活与生产实际当中的一些相关应用问题。 3.充分利用现有实验系统资源，必要时可以自行设计扩展部件，并完成相应的应用程序设计调试。 4.设计项目包括电路原理图、PCB线路图设计，应用程序代码设计。 实验内容提要：自行选择题目，根据题目需求自行设计系统硬件组成电路，并设计实现完成相应功能的应用程序调试任务。实验类型：综合性必做或选做：必做 使用的主要仪器：单片机开发系统，PC机五、实验成绩的考核与评定：实验成绩按：优、良、中、及格、不及格评定；实验结果现场演示、提问答辩、现场验收考核；基本实验成绩占40%，综合设计实验成绩占60%。附：教学实验基本信息汇总表 大纲制定者：马晓农（执笔） 大纲校对者： 大纲审定者： 大纲批准者：教学实验基本信息汇总表（仿宋加粗3号）序号课程名称课程编码性质开课学期必修或选修实验项目名称实验内容提要学时类型每组人数适用专业必做或选做实验室名称主要仪器设备1电子系统设计专题实验EELC3166独立实验课5，6选修 单片机系统结构及软件开发环境学习通过一个简单例子程序的调试运行过程，了解单片机系统各部件的功能，学习单片机开发系统的应用方法。2验证性1计算机必做计算机实验中心单片机开发系统，PC机 LED指示灯循环显示程序设计实验通过一个简单显示例子程序的调试过程，观察LED指示灯的变化状态，通过改变程序的相关控制语句，实现自己设计的一种显示状态。2验证性1计算机必做计算机实验中心单片机开发系统，PC机 数码管动态显示程序设计实验编写一个简单显示程序，使实验板上的八个数码管循环显示0到9数字，观察数码管显示数据的变化状态。4设计性1计算机必做计算机实验中心单片机开发系统，PC机 LCD字符（或图形）显示程序设计实验通过学习LCD的显示工作原理，了解单片机与LCD液晶显示电路实现字符图形显示的编程规则，编程实现自己设计的几种不同的显示状态变化。4设计性1计算机必做计算机实验中心单片机开发系统，PC机 键盘控制程序设计实验编写程序对4X4用户键盘进行扫描，读取键值，并在实验板的LED数码管上显示读到的键值数据。4设计性1计算机必做计算机实验中心单片机开发系统，PC机 USART串行通信接口实验用实验板上USART串行接口，连接两台单片机实验系统，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的LCD液晶屏上显示接收到的数据。8设计性1计算机选做3选1计算机实验中心单片机开发系统，PC机 USB通信接口实验使用实验板上USB接口，连接到PC机USB接口，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的LCD液晶屏上显示接收到的数据。8设计性1计算机选做3选1计算机实验中心单片机开发系统，PC机 Ethernet网络通信接口实验使用实验板上Ethernet网络接口，连接到PC机Ethernet网络接口，设计编写程序实现网络通信，并在实验板的LCD液晶屏上显示接收到的PC端数据。或在PC端浏览器显示单片机的信息。8设计性1计算机选做3选1计算机实验中心单片机开发系统，PC机 PROTEL电子线路设计实验学习PROTEL电子线路设计软件，练习建立项目文件、建立原理图文件、绘制原理图、产生网络表、建立PCB文件、绘制PCB线路图。16综合性1计算机必做计算机实验中心单片机开发系统，PC机 单片机应用系统设计实验自行选择题目，根据题目需求自行设计系统硬件组成电路，并设计实现完成相应功能的应用程序调试任务。8综合性1计算机必做计算机实验中心单片机开发系统，PC机23注：1、序号应和课程名称一致，实验项目名称中的号应与实验教学的内容与基本要求中的实验项目顺序一致。2、课程名称、实验项目名称要准确规范,一律不得简写。3、课程编号、课程名称、学时、实验项目必须与我校本科课程教学大纲一致。4、实验内容提要在200字以内。5、学时累计数要与实验总学时相同。6、实验类型是指演示性、验证性、综合性、设计性、