单片机原理及应用教学大纲、考试大纲2010.doc

单片机原理及应用教学大纲一、课程名称：单片机原理及应用二、课程代码：16001725三、课程英文名称：Theory And Application Based On Micro Controller Unit四、课程负责人：任勇五、学时与学分：48学时，3学分六、课程性质：选修课程 七、适用专业：工科本科电类专业八、选课对象：电子信息、通信、生物医学各专业九、预修课程：模拟电子线路、脉冲与数字电路、计算机硬件基础、程序设计技术等十、课程教材：任勇、王永东、何伟编. 单片机原理及应用. 重庆大学讲义. 2010十一、参考书目：王宜怀，刘晓升等著，嵌入式系统-使用HCS12(X)单片机的设计与应用，北京航空航天大学出版社，2008十二、开课单位：通信工程学院十三、课程的性质、目的和任务：本课程是工科院校尤其是电类本科生的一门重要的专业技术基础课，注重理论与实践、硬件与软件的结合。课程跟踪嵌入式技术的发展现状及单片机应用的广泛需求，要求学生真正涉及单片机的硬件和软件，从原理、结构、接口到应用全面掌握，能够利用单片机构建应用系统、编制应用程序，触类旁通，掌握方法，使得学生不仅具有计算机理论基础知识，还具有单片机开发、应用能力，更好地胜任研发工作和创新任务。十四、课程基本要求：总体上，领会并熟悉单片机的基本原理、硬件结构、功能部件、程序设计、系统扩展、接口与应用等主要内容，掌握用单片机构成应用系统的硬件构建方案和软件编程方法。其中基本要求为：1、了解单片机（微控制器，MCU）的概况，了解Freescale单片机系列分类和特点。2、掌握S12(X)系列单片机的特点，理解S12(X)单片机的结构、引脚、功能、封装；了解操作模式、系统运行监视；掌握时钟电路、复位功能、最小系统。熟悉S12(X)存储器组织、中断机制。3、理解S12(X)汇编指令系统的分类和使用，熟悉S12(X)内部寄存器的功能和使用。理解并熟悉已给的常用汇编程序代码，掌握汇编语言程序设计方法。4、熟悉S12(X)核心开发板硬件资源；熟悉集成开发环境CodeWarrior IDE的使用方法；掌握完全软件仿真、在线仿真和程序下载方法。了解使用C语言的单片机程序设计。5、理解S12(X)输入/输出端口的原理，熟悉其功能、设置，掌握常规I/O接口的硬件、软件设计。6、理解S12(X)定时器模块的原理，熟悉其功能、设置，理解和掌握输入捕捉/输出比较的程序设计，了解脉冲累加器、模数计数器的使用。7、理解S12(X)模/数转换模块的原理，熟悉其功能、指标和设置，掌握A/D转换的软、硬件设计。8、理解S12(X)脉宽调制模块的原理，熟悉其功能、设置，掌握其基本应用、输出脉冲序列的软、硬件设计，了解其用作D/A原理。9、理解SCI、SPI串行通信的工作原理，熟悉其工作模式、寄存器设置；掌握SCI串行通信接口、SPI串行通信接口的软、硬件设计。10、了解使用S12(X)单片机进行综合应用系统的设计方法、硬件电路、软件程序等。十五、课程描述：兼顾介绍传统MCS-51单片机应用要点，重点以Freescale S12(X)系列16位单片机为蓝本讲述单片机（微控制器，MCU）的基础知识、原理、接口方法和应用技术。其中，硬件教学平台采用“飞思卡尔大学计划”配备的S12XDT512SLK核心开发板, 软件开发环境采用通用的CodeWarrior IDE。课程的具体内容如下：第1章 概述单片机简介，现状、发展历史、特点和应用领域；单片机生产厂家及其产品；MCS-51系列单片机简介及其典型硬件电路与汇编语言编程；Freescale单片机系列及其S12、S12X系列单片机介绍。第2章 S12(X)单片机的结构与组成S12(X)系列单片机的特点；S12(X) MCU的结构、引脚、功能、封装；操作模式；时钟电路；系统运行监视；复位功能；最小系统。S12(X)存储器：S12(X) MCU存储器的分类及特点；S12(X)存储器的组织，包括存储器地址分配、RAM地址映射、寄存器地址映射、EEPROM地址映射、FLASH/RAM地址映射及综合控制寄存器；S12(X)CPU寄存器；FLASH 存储器的组织、页面管理、擦写保护；EEPROM存储器。S12(X)中断系统：中断系统概述、特殊中断、普通中断、中断优先级；S12(X)中断处理基本流程、中断发生的现场保护、中断处理程序；中断程序设计。第3章 指令系统与汇编语言程序设计 指令系统简介，S12(X)内部寄存器，汇编指令格式；寻址方式；常用基本指令，包括数据传送类指令、算数运算类指令、逻辑指令、程序控制类指令、中断指令、CPU控制类指令、其它指令。汇编语言程序基础、格式、伪指令；汇编语言程序设计实例、常用子程序设计。第4章 仿真、调试及C语言编程S12(X)开发板套件简介；集成开发环境CodeWarrior IDE的使用方法；完全软件仿真；在线仿真和程序下载。使用C语言的单片机程序开发入门。基于CodeWarrior的S12(X)单片机编程开发实践。第5章 并行输入/输出接口并行I/O接口功能简介；I/O接口设置；数字输入/输出接口设计，人机交互接口设计，包括独立式按键接口、矩阵式键盘接口、按键开关去抖动；LED数码管显示接口与程序设计等。第6章 定时器定时器模块概述；输入捕捉/输出比较、脉冲累加器、模数计数器；各种定时/计数应用设计实例。第7章 模/数转换A/D转换模块概述；A/D转换主要技术指标；ATD模块的原理、寄存器；ATD模块的应用与实例。第8章 SCI/SPI串行通信SCI串行通信接口概述、特点、设置；SPI串行通信接口概述、工作模式、寄存器。 SCI串行通信接口的应用实例；SPI串行通信接口的应用实例； 第9章 PWM脉宽调制PWM概述；PWM模块的结构和原理；PWM的操作设置；PWM的应用与实例，PWM用作输出脉冲序列、用作D/A转换。第10章 S12(X)单片机应用系统综合实例简述：温度检测、液晶显示系统的硬件与软件设计实例；全国大学生竞赛智能车竞赛的硬件与软件设计实例。十七、学时分配讲课内容学时上机实验第1章 单片机概述及MCS51单片机简介2第2章 单片机的结构与组成6第3章 指令系统与汇编程序设计44第4章 仿真、调试及C语言开发22第5章 并行输入/输出接口44第6章 定时器42第7章 模/数转换22第8章 SCI/SPI串行通信模块 42第9章 PWM脉宽调制2其它：综合、复习与机动2学计3216总计48十八、能承担此课的教师：任勇，王永东，王毅，林英撑教学大纲制订者：任 勇教学大纲审定者：王永东单片机原理及应用考试大纲一、课程名称：单片机原理及应用 二、课程代码：16001725三、课程性质：选修课程四、考核内容：开卷，笔试，占总成绩的80%；考察上机实验及平时学习情况，占总成绩的20%。其中笔试内容如下：单片机（微控制器，MCU）的定义、特点、Freescale单片机系列分类。S12(X) MCU的结构、引脚、功能、封装、操作模式、系统运行监视；时钟、复位、最小系统设计；S12(X)存储器、中断系统。汇编指令、CPU内部寄存器。单片机汇编语言程序设计和仿真开发。输入/输出端口的原理、功能、设置，各类I/O接口的硬件、软件设计。定时器模块的原理、功能、设置，输入捕捉、输出比较的应用和程序设计。模/数转换模块的原理、功能、指标和设置，一般A/D转换的软、硬件设计。脉宽调制模块的原理、功能和设置，输出脉冲序列的软、硬件设计。SCI、SPI串行通信的原理、工作模式、寄存器设置；SCI、SPI串行通信接口接口的软、硬件设计。综合应用系统的软、硬件设计五、试卷结