中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业(本科)(4).doc

中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业（本科）工业用微型计算机课程教学大纲(试行)第一部分 大 纲 说 明一、课程的性质、作用和任务工业用微型计算机是机械设计制造及其自动化专业机电系统智能控制方向学生限定选修的一门专业课。本课程以工业用微型计算机为目标，讲述微机系统的组成、工作原理、接口芯片和典型应用。通过本课程的学习，使学生获得工业用微型计算机系统的组成原理、程序设计、接口技术等软硬件的基本知识，并初步掌握微机应用的基本方法和基本技能，为学习机电系统智能控制技术以及从事机电一体化系统设计和产品开发工作打下一定基础。二、本课程与相关课程的关系学习本课程前，学生应具有电工技术、电子技术方面的知识。三、课程的教学基本要求1了解目前最通用的主流机型IBM-PC计算机的原理和组成，基本掌握其指令系统，并能掌握汇编语言程序设计的基本方法和基本程序的编程能力。2熟悉常用数字量和模拟量输入输出接口方法和PC/AT总线规定，初步掌握中断概念和常用接口芯片的工作原理。在此基础上，掌握接口芯片初始化编程方法和正确选用接口卡。3掌握可编程序控制器（PLC）的工作原理和特点，熟悉可编程序控制器（PLC）的梯形图编程方法和应用。4了解计算机网络的发展和应用，了解PC总线工业控制机的发展和应用，通过实验初步掌握微型机的编程和接口技术，具有计算机应用的基本技能。四、教学方法和教学形式建议本课程教学形式建议包括电视录像授课，自学及面授辅导等形式，其中，电视授课以讲授重点、难点和应用实例分析为主。五、课程的教学要求层次教学要求中，内容按“了解、理解、掌握”三个基本层次要求。第二部分 教学媒体使用和教学过程建议一、学时分配本课程共72学时（4学分），其中电视课 18学时。建议分配如下：序号内 容课内学时电视学时备注1微型计算机基础41 28086/8088微处理器的指令系统104 3汇编语言程序设计143 4微型计算机的内存及其与CPU的连接82 5输入输出及接口芯片的应用144 6模拟量输入输出与数据采集卡102 7 可编程序控制器61 8微型计算机的发展和应用61 合计 7218 二、教材1文字教材文字教材有主教材和自学辅导教材两册。本教材在满足教学基本要求的基础上，力求体现本专业的新知识、新技术。自学辅导教材配合主教材使用，其内容包含各章学习重点，综合测试题和参考答案等，以便引导学生自学及检查学习效果。2录像教材工业用微型计算机是一门具有很强的应用性、实践性的课程，知识面宽，相关技术多、学科发展迅猛。因此，充分利用电视课形象、生动、直观地表现教学内容是帮助学生学习的重要手段，有利于学生对基本教学内容的掌握和理解。三、教学环节1辅导与自学辅导是电视大学的重要教学方法之一，由于广播电视大学采用开放和远距离教学手段，因此，辅导是学生接触老师，获得疑难解答的重要途径。辅导课要依据教学大纲，密切配合文字和录像教材，采用重点讲解，专题讨论，答疑等方式，通过解题思路分析和基本方法训练，培养学生分析问题和解决问题的能力。2. 作业习题是本课程的重要环节，通过做习题以深化和扩展对课程内容的理解，并培养学生分析和解决问题的能力。一般包括思考题、分析题和编程等习题。3实验工业用微型计算机是具有很强应用性、实践性的课程。在学习过程中，必须与自学或辅导同步进行上机实验才能掌握课程基本内容，完成程序调试和接口应用的基本训练，培养实际操作的基本技能和初步的应用开发能力。因此，学生必须完成规定的实验。未取得实验合格者，不能参加课程考试。4. 考试考试是对教与学的全面验收，学生必须在完成规定的作业后，方能参加考试，考试题目要符合大纲要求，本考试采用命题考试方法，其中平时成绩（含作业和实验）占20%，完成作业和实验、考试成绩及格即可获得本课程学分。试卷中对不同能力层次要求的试题所占比例大致为：“了解”层次20，“理解”层次30，“掌握”层次50。第三部分 教学内容与教学要求一、教学内容及要求1微型计算机基础（4学时）（1）微型计算机的发展（2）计算机中的数制和编码系统（3）微型计算机系统的组成（4）微处理器教学要求：了解微型计算机的发展，掌握计算机中的数制和编码；了解微型计算机系统的组成，了解典型的微处理器特点，系统主板机和CPU卡的配置。本章重点是掌握计算机中无符号数和有符号数的表示方法，各种进制的转换关系，CPU中的功能结构和各个寄存器及其用途，存储器的结构，进而了解计算机的工作原理。2微型机指令系统（10学时）（1）寻址方式（2）8088/8086指令系统（3）DEBUG调试程序的简单应用教学要求：熟悉IBM-PC计算机中的寻址方式和基本掌握其指令系统。重点是：（1）寻址方式；（2）指令系统中的传送，算术指令和控制转移指令。要求学生会利用DEBUG调试程序上机，编写程序段和运行该程序段，查看标志的变化，存储器和各寄存器的内容。3汇编语言程序设计（14学时）（1）程序设计语言概述（2）汇编语言程序的格式（3）伪操作（4）汇编语言程序设计（5）汇编语言程序的上机过程教学要求：掌握汇编语言的格式和各种伪操作的含义和用法，在此基础上，能读懂和编写简单的汇编语言源程序，并可上机调试和运行所编程序。重点是汇编语言程序设计，要求能够初步掌握汇编语言程序的设计方法；本章的学习需配合上机操作，要求具有熟练使用编辑软件编写源程序，利用MASM进行汇编和用LINK连接，再用DEBUG上机调试和运行程序的能力。4微型计算机的内存及其与CPU的连接（8学时）（1）概述（2）随机读写（3）只读存储器ROM（4）CPU与存储器的连接（5）IBHPC/XT中的存储器（6）扩展存储器及其管理教学要求：了解存储器（内存和外存）的分类，指标；了解和熟悉静态、动态随机读写存储器，只读存储器的工作原理和应用情况。重点是了解存储器的分类，SRAM、DRAM和EPROM的工作原理，在此基础上掌握CPU与存储器（SRAM和EPROM）的连接原则，IBM-PC计算机存储器的组成，了解内存管理模式。5输入输出及接口芯片的应用（14学时）（1）概述（2）PC/AT总线及简单I/O接口（3）中断（4）计数器/定时器电路（5）并行I/O接口（6）异步串行I/O教学要求：掌握开关量输入/输出接口的工作原理，编程方法，包括显示接口；理解中断概念、初步掌握8259PIC芯片的功能和应用方法；掌握8255定时器工作原理和编程规定和应用方法；了解总线概念和用途，PC/XT、PC/AT总线的特点；了解串行通信格式和了解8250/8251串行通信接口芯片的工作原理，功能等。重点是输入/输出接口的概念，显示接口，8253定时器及其中断概念，8259PIC的初始化编程以及中断服务程序的编写，并行输入输出接口。6模拟量输入输出与数据采集卡（10学时）（1）数模转换器D/A（2）模数转换器A/D（3）多路开关（4）采样保持器（5）数据采集卡及其应用教学要求：了解D/A转换的工作原理和8位、12位D/A转换芯片；D/A转换器与总线的连接和应用方法；了解A/D转换器的工作原理和指标，熟悉A/D转换的典型芯片和多路转换器，采样保持器的工作原理；了解数据采集卡的组成和指标及其应用方法，了解工控机配套模板的概况。本章重点是D/A、A/D转换器的工作原理，与总线的连接方法。7可编程序控制器（6学时）（1）可编程序控制器的发展概况（2）可编程序控制器的工作原理（3）可编程序控制器的指令系统（4）可编程序控制器的应用教学要求：了解可编程控制器的历史发展；熟悉可编程控制器的硬件结构、工作原理、主要特点，掌握可编程控制器的指令系统、编程方法和软件设计技巧；了解可编程控制器在机电一体化中的应用。8微型计算机的发展和应用（6学时）（1）工业控制计算机（2）计算机网络与Internet国际互联网教学要求：了解PC总线和PC/104总线工控机的发展和应用状况，了解单片机的发展和应用状况；了解计算机网络和Internet国际互联网的发展和应用；了解现场总线的发展及应用前景。二、实验要求本课程要求完成