单片机实验-教学方案.doc

单片机实验教学大纲一、课程名称：单片机实验 Single-Chip Microcomputer Lab二、课程编号： 三、学分学时：1学分 /16学时四、使用教材：自编教材单片机实验五、课程属性：实践/ 必修六、教学对象：应用物理学专业本科生七、开课单位：理学院八、先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及接口技术、单片机技术九、教学目标：单片机在物理量的采集、处理、控制等各方面有着十分广泛的应用，单片机技术涉及硬件、软件，是一门实践性很强的应用技术。n 指导学生通过单片机实验进一步了解单片机的硬件结构，熟悉单片机指令系统和编程语言、加深对单片机工作原理的理解。n 培养与提高学生单片机应用系统的设计能力，其中包括：通过阅读实验教材或资料着手进行单片机实验的能力；简单应用系统的硬件设计能力；简单应用系统的软件编程能力；正确使用计算机开发平台的能力；完成简单设计性实验的能力等。n 培养与提高学生的科学实验素养，要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，主动探索的进取精神，遵守纪律、团结协作和爱护公共财物的优良品质。十、课程要求：通过HHXX2.0实验板的焊接，安装调试和一系列和综合应用实验，了解单片机的硬件结构，指令系统、编程语言，学习掌握单片机应用系统配置、接口技术、程序设计和软、硬件的调试，培养和提高独立开展科学实验研究工作的素质和能力，具体要求为：n 指导学生通过本课程完成16学时共4个设计性单片机实验，n 通过实验使学生加深对单片机软、硬件系统的理解与掌握；n 通过实验熟悉单片机应用系统的设计方法和调试过程；n 通过实验掌握单片机应用系统的硬件设计和软件设计。 十一、教学内容： 实践教学实验内容和学时分配如下：序号实验项目名称内容提要实验类型必修/选修参考学时1HHXX2.0单片机实验板硬件电路的焊接及制作学习实验板工作原理，认识熟悉元件布局，焊接制作HHXX2.0实验板。为后继实验提供硬件平台。综合性必修22HHXX2.0单片机实验板硬件电路的调试测试调试焊接制作的实验板，对实验板性能进行测试，掌握在开发环境中进行程序编辑、编译、下载、运行的方法。为后继实验提供编程平台，学习利用软件测试硬件性能的方法。综合性必修23汇编语言、C语言、BASIC语言编程实验通过“秒节拍显示器”设计和编程，学习、掌握和使用AVR 免费开发平台AVR Studio。在该开发平台的支持下，完成汇编源程序的编写，以及程序的软件模拟调试等开发的过程。通过“秒节拍显示器”设计和编程，学习、掌握C 语言开发软件平台CVAVR的基本应用。在该开发平台的支持下，完成C语言程序的编写，编辑、编译、下载、运行等过程。通过“秒节拍显示器”设计和编程，学习、掌握BASIC 语言开发软件平台BASCOMR的基本应用。在该开发平台的支持下，完成BASIC语言程序的编写，编辑、编译、仿真、下载、熔丝位烧录、程序运行、调试等过程。综合性必修44按键输入和LED数码管扫描显示实验设计一个LED数码管的动态扫描实验，通过动态扫描方法驱动6位LED数码管依次显示数字09，每个数字从右往左移动，消失后右边出现下一个数字同样从右往左移动，依此类推循环不断，控制每个数字移动时间约1秒左右。画出完整的硬件工作原理图。用C语言或BASIC语言完成源程序编写，选择一种语言即可。利用HHXX20实验板下载运行该程序，实现设计目标。综合性选修45步进电机控制实验学习AVR单片机通用IO口应用，学习IO输出能力扩展方法，利用诗歌按键输入，控制四相步进电机加速、减速、正转、反转。设计性选修46AVR单片机数据采集实验设计一个AD采样实验，通过AD0口对05V模拟电压进行采样，调整AD电位器即可改变输入电压，用动态扫描方法驱动6位LED数码管即时显示采集到的电压信号画出完整的硬件工作原理图。用C语言或BASIC语言完成源程序编写，选择一种语言即可。利用HHXX20实验板下载运行该程序，实现设计目标。用实验板演示AD采样过程。设计性选修47霍尔传感器计数器实验掌握开关霍尔效应传感器的工作原理掌握利用单片机和开关霍尔效应传感器进行周期测量的原理和方法。完成周期测量硬件电路设计和软件编程学习霍尔效应应用原理，学习利用开关霍尔效应传感器进行周期测量的方法，利用TC0或TC1对内部时钟计数实现时间测量，霍尔输出信号通过INT2口作为外部中断，从而测出两次中断的时间间隔，达到测量周期的目的，用动态扫描方法驱动6位LED数码管即时显示周期。画出完整的硬件工作原理图。用C语言或BASIC语言完成源程序编写，选择一种语言即可。利用HHXX20实验板下载运行该程序。用实验板演示运行过程。在实验室转动惯量仪或气垫导轨实验中实际应用。设计性选修4818B20数字温度传感器和一总线串行接口实验学习掌握数字温度传感器18B20原理与应用学习掌握单总线通信技术原理与应用学习掌握利用单片机和18B20测量温度的原理和方法。完成由AVR单片机和18B20构成的温度测量仪设计性选修4合计161、2、3、4为必修实验，58为选修实验，其中必须选修一个（4选一），学生实验2-4人为一组进行。十二、设备及器材配置：单片机实验项目按1020套仪器配置，每套仪器包括：计算机一台，单片机集成开发环境软件三套（集成汇编语言单片机开发环境、集成C语言单片机开发环境、集成BASIC语言单片机开发环境）、编程器、HHXX2.0单片机实验开发板一套。 十三、教学参考： 1参考教材n 马潮：基于AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践，清华大学出版社n 周建新，马潮，耿德根，AVR单片机BASIC语言编程及开发，清华大学出版社n AVR单片机M16官方数据手册（英）2参考文献n 李朝青单片机原理及接口技术第三版，北京航空航天大学出版社n 顾滨主编单片微计算机原理、开发及应用 高等教育出版社n 耿德根等AVR高速嵌入式单片机原理与应用北京航空航天大学出版社n 何立民单片机应用系统设计北京航空航天大学出版社，n 张茂青等AVR单片机高级语言BASCOM程序设计与应用北京航空航天大学n AVRSTUDIO官方使用说明(中文)n CODEVISIONAVR官方使用说明（英）n AVRSTUDIO4.12软件使用帮助（中，英）n CODEVISIONAVR1.25.3软件使用帮助（英）n BASCOM1.11.8.2软件使用帮助（英）十四、考核方式：根据实验板焊接制作质量、硬件电路设计能力、软件编程能力、现场动手能力，设计性实验任务完成情况综合评定成绩。成绩评定分优、良、中、及格、不及格五个等级。优秀 熟练掌握设计实验课题的基本原理，元件排列美观，焊接质量好，焊点光亮，硬件调试和软件编程符合设计要求，硬件设计合理、软件编程规范、巧妙、合理，设计性实验功能优越、性能优良，运行稳定，效果很好。良 掌握设计实验课题的基本原理，元件排列美观，焊接质量较好，焊点光亮，硬件调试和软件编程符合设计要求，硬件设计合理、软件编程规范、巧妙、合理，设计性实验功能良好、性能良好，运行稳定。中等 基本掌握设计实验课题的基本原理，元件排列不够美观，焊接质量一般，焊点光亮，能够在老师的帮助下完成硬件调试和软件编程，硬件设计不够合理、软件编程不够规范、，设计性实验功能一般，性能一般，运行不够稳定。及格