单片机应用与设计.doc

课程代码：课程英文名称：The Application and Design of MCU课程类别：公共选修课 课程负责人： 杜刚单片机应用与设计课程教学大纲(总学时：48学时 讲课学时：24学时 实验学时：24学时)第一部分 大纲说明一、课程的性质、目的与任务本课程是面向工科电类、机类和电子信息类各专业的公共课。本课程是以凌阳的SPCE061A 十六位单片机为范例学习单片机的课程，是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。通过学习，培养学生相应专业领域内应用单片机的综合设计开发能力，同时还能获得嵌入式系统的知识。二、预备知识先修“C语言应用”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”课程或其他专业知识。三、课程特点1、 以实践为主，通过理论学习加强实践；2、 以硬件为基础，软件为开发的主要手段；3、 综合相关电子专业知识的综合应用课程；4、 巩固相关模电、数电的知识应用；5、 加强计算机编程语言的开发能力；四、教学目标与总体要求通过理论教学与实验教学，让学生掌握单片机开发应用设计的基本方法及单片机接口技术，能够在课程学习过程中提高动手实践能力，为后续的“课程设计”和“毕业设计”等实践环节打好基础。 在各章节知识点中，按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次要求。1.了解：对于本课程的次要内容要求学生能够了解。所涉及的内容都是一些基本概念和简单叙述，知道了就行，没有进一步深入和扩展的要求。2.理解：对于本课程的一般内容要求学生能够理解。即要求学生能够理解所学内容，对所涉及的内容能够进行简单的分析和判断。3.掌握：对于本课程的重点内容要求学生达到掌握的程度。即要求学生能够全面、深入地掌握所学内容，能够举一反三，熟练解决相关问题。第二部分 课时分配课程总学时为48学时，其中讲课24学时，实验24学时。具体安排如下：内容讲课学时实验学时嵌入式微控制器发展概述20基于基本系统的单片机简介20SPCE061A单片机硬件结构106微控制器寻址方式与指令系统20程序设计24开发环境介绍02中断系统24SPCE061A单片机综合应用设计48合计2424第三部分 教学内容与教学要求第0章 嵌入式微控制器发展概述（2）（一） 教学内容0.1微处理器、微型计算机和单片机的概念0.2计算机如何工作0.3微处理器与微控制器在组成计算机系统方面的区别0.4嵌入式微控制器的进展0.5微控制器典型产品分类0.6单片机发展趋势（二） 教学要求理解：微处理器、微型计算机和单片机的概念；计算机如何工作；微处理器与微控制器在组成计算机系统方面的区别了解：嵌入式微控制器的进展第1章 基于基本系统的单片机介绍（2）（一） 教学内容1.1凌阳16位单片机1.2SPCE061A单片机1.2.1总述1.2.2性能1.2.3SPCE061A的结构1.2.4SPCE061A最小系统1.2.5SPCE061A的开发方法1.2.6特性与引脚功能1.2.7应用领域（二）教学要求掌握：SPCE061A的开发方法理解：SPCE061A的结构；SPCE061A最小系统了解：SPCE061A的性能与应用领域第2章 SPCE061A单片机硬件结构（10）（一） 教学内容2.1 unSP的内核介绍2.2 单片机的片内存储结构2.2.1单片机的ROM2.2.2单片机的RAM2.2.3 SPCE061A内存储器结构2.2.4 SPCE061A堆栈2.2.5 内存Flash2.2.6 内存编程操作实例2.3单片机输入/输出接口2.3.1单片机输入/输出节后应注意的问题2.3.2 SPCE061A输入/输出接口2.4时钟电路2.5锁相环PLL（Phase Lock Loop）振荡器2.5.1锁相环与系统时钟2.5.2系统时钟2.6时间基准信号2.7低功耗睡眠和唤醒2.7.1单片机低功耗技术2.7.2睡眠状态的低功耗2.7.3 低功耗系统中要注意的问题2.7.4 睡眠与唤醒2.8定时器/计数器2.9A/D转换器设计实例2.9.1主要A/D转换器特点2.9.2 SPCE061A的模数转换器（ADC）2.10 DAC方式音频输出2.11低电压监测（LVD），复位，保密设定，看门狗2.11.1低电压监测和低电压复位2.11.2复位2.11.3保密设定2.11.4看门狗计数器2.12 SIO接口2.12.1通用同步串行接口2.12.2 SPCE061A串行设备输入输出口2.13 UART接口2.13.1 通用异步通信方式2.13.2 SPCE061A的通用异步串行接口UART（二） 教学要求掌握：单片机输入/输出接口；时钟电路；定时器/计数器；时间基准信号；A/D转换器设计实例理解：低电压监测（LVD），复位，保密设定，看门狗了解：IO接口；UART接口第3章 微控制器寻址方式与指令系统（2）（一）教学内容3.1微控制器的寻址方式3.1.1立即数寻址3.1.2 寄存器寻址3.1.3 直接寻址3.1.4 寄存器间接寻址3.1.5 变址寻址3.2 SPCE061A指令分类3.2.1 数据传送指令3.2.2 算术运算指令3.2.3 逻辑运算和移位指令3.2.4 控制转移类指令3.2.5 伪指令3.2.6 宏定义与调用 （二）教学要求理解：微控制器的寻址方式；SPCE061A指令的基本使用第4章 程序设计（2）（一） 教学内容 4.1 汇编语言程序设计4.1.1 unSP汇编语言程序的结构4.1.2汇编语言的语法4.1.3汇编语言程序举例4.2 C语言程序设计4.3 C和汇编混合编程4.3.1 C语言的在线汇编4.3.2 C和汇编语言的相互调用（二） 教学要求 掌握：汇编语言和C语言的编程思路；C和汇编混合编程理解：unSP汇编语言程序的结构；汇编语言的语法第5章 开发环境简介（0）（一） 教学内容5.1概述5.2菜单5.3窗口5.4项目5.5项目流程实例音频播放（二） 要求掌握：熟练地掌握IDE开发环境的使用；调试程序的方法第6章 中断系统（2）（一） 教学内容6.1概述6.1.1中断的概念6.1.2中断源6.1.3中断的一般处理过程6.1.4 中断向量表6.1.5 中断优先级6.1.6 中断屏蔽6.1.7使用中断应注意的问题6.2SPCE061A单片机中断系统6.2.1中断分类6.2.2中断向量6.2.3中断源6.2.4中断控制6.2.5中断处理过程6.3中断程序举例6.3.1用汇编语言编写中断服务子程序6.3.2用C语言编写中断服务子程序（二）教学要求理解：中断的一些概念；中断处理程序的过程；掌握：中断处理程序的设计流程第7章 SPCE061A单片机综合应用设计（4）第四部分 实验教学大纲一、课程设置目的要求:通过凌阳16位单片机原理及应用实验,使学生加深对单片机原理基础理论的理解:并在单片机原理实验的基本知识、基本方法和基本技能方面受到较系统的训练,为单片机的应用打下坚实的基础。本课程的实验环节是与理论课程紧密联系的。实验课程内容分为：1、 基础实验，以验证性为主，熟悉SPCE061A的内部性能2、 分立模块实验：利用一些外围模组，学习单片机系统的简单设计思路；3、 综合实验：结合至少2个外围模组，掌握利用单片机设计开发准产品方案的方法。为了让学生更好地完成实验内容，在理论课程上还安排了部分学时，老师给学生讲解单片机系统综合设计的相关方法和思路，提前布置实验设计的内容给学生，让学生能充分利用课余时间进行单片机的学习。二、实验内容和学时分配:本课程开设安排24个学时实验,完成 10个实验。1. 篮球赛电子计分牌；2. 单片机实现时钟计时；3. 音乐盒的制作；4. 步进电机的单片机控制；5. 教学楼用打铃器；6. 生产线货物自动计数设备；7. 温度巡回检测系统；8. SPCE061A与PC的串口通讯；9. 多机通讯；10. 多功能出租车计价器。三、实验方式与基本要求1、考核与实验报告考核成绩由平时成绩、面试成绩和操作成绩三部分组成。其中：（1） 平时成绩应包括预习情况、出勤情况、实验操作、结果记录和实验报告完成情况等方面。平时成绩占总成绩的40%。（2） 面试考核主要检查学生所掌握的有关实验理论和对实验中出现或可能出现的结果、问题和现象的应对措施等。面试考核成绩占总成绩的30%。操作技能考核主要检查学生灵活应用能力、设计和创新能力以及分