开放教育机械设计制造及自动化专业.doc

开放教育（本科）机械设计制造及自动化专业微机控制与接口技术课程实施方案第一部分 大纲说明一、课程概况“微机控制与接口技术”课程是开放教育（本科）机械设计制造及其自动化专业的一门省开专业技术课程。本课程72学时（其中实验为18学时），4学分，开设一学期。通过本课程的教学，使学生掌握常用的工业控制计算机及工业总线、常用接口电路的原理及设计方法，使学生获得本专业领域的计算机应用能力。主要内容包括：介绍了计算机控制系统的组成、特点及其分类、常用的工业控制计算机和工业控制总线、计算机接口的基本概念、地址译码、定时和中断、数字量I/O接口、模拟量I/O接口和人机接口等。通过本课程的学习，要求学生学习和掌握常用工业控制机和工业总线，掌握接口的基本概念。掌握常用的微机接口技术，一般I/O接口电路，定时和中断、A/D接口、D/A接口，微机与功率器件的接口以及隔离接口等, 使学生获得本专业领域的计算机应用能力。二、课程教材本课程文字教材包括主教材和实验教材两部分。1文字教材：微机控制与接口技术（王岚 主编、中央广播电视大学出版社）作为学习的主要媒体，着重反映课程知识的系统性和完整性，在形式上便于自学。2CAI课件作为教学辅助媒体，配合文字主教材的课堂教学。3实验可用微机原理或微机接口技术课程教学实验设备和实验指导。三、教学特点微机控制与接口技术课程各部分内容既相对独立又有联系，课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾，对初学者是一门有一定难度的课程。本课程内容与工程实际紧密相联系，实用性较强，是一门在理论指导下, 偏重于实际应用的课程。要求学生在首先学好理论的前题下，重视实验环节，具有一定的实际动手操作能力。四、教学进度：课程教学总学时数为 72学时，4学分，其中课内面授、自学为54学时，实验为18学时。建议学时分配如下：教学内容授课、自学学时实验学时第1章 计算机控制系统概述3第2章 常用的工业控制计算机6第3章 常用的工业控制总线8第4章 接口及地址译码技术73第5章 定时及中断93第6章 数字I/O接口93第7章 模拟量I/O接口技术63第8章 人机接口63教学进程安排见附表：微机控制与接口技术教学计划表。五、教学辅导1教学辅助手段主要通过网络辅导。省电大网络平台课程主页相关的教学指导：课程说明、教师介绍、教学大纲、实施方案、教学辅导、综合练习等。这里既包含了课程的教学文件，还包含了课程的辅导信息，供学员学习时参考。BBS讨论：在江苏广播电视大学网站的本课程论坛中参与讨论。2课程作业教学大纲中对每章的作业都有要求，作业成绩是平时成绩的一部分。可参见“平时作业及其要求”。六、教学建议和学习建议整个教学过程由面授辅导、自学、实验和作业四个环节组成。作业及实验未完成者不得参加该课程的考试。作业、实验成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩。教学建议：1尽量采用在计算机多媒体教室进行讲授的教学形式，讲授与实验应统一考虑。2为加强和落实动手能力的培养，应保证上机机时不少于本教学大纲规定的实验学时。本课程大部分内容与接口类似，考虑实验条件，可用一般都具备的微机接口实验设备和实验指导。3对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。学习建议：1注重基础知识、基本概念的掌握，以实验加强课程理解。2重视课程实验，加强动手能力的培养。七、考核要求本课程采用笔试和实验两种考核方式，期末考试采用闭卷形式，由江苏广播电视大学根据教学大纲统一命题，实验由各开课班级完成并结合作业给出平时成绩。平时成绩包括作业、实验，占课程总学分的20%，期末理论考试占80%学分。实验内容及要求实验一、程序设计实验二、程序设计实验三、综合程序设计实验四、A/D及中断实验五、键盘识别实验六、数码显示实验七、串行通信实验要求：以上实验，各教学点根据情况尽可能多的完成，至少选择45个实验完成。附表：微机控制与接口技术教学计划表。微机控制与接口技术教学计划表时间(3学时/讲)章内 容学时教学形式备注（1）第1章第1章计算机控制系统概述11 计算机控制系统的组成和特点1.1.1 计算机控制系统的发展1.1.2 计算机控制系统的组成1.1.3 计算机控制系统的特点12 计算机控制系统的分类1.2.1 数据采集系统1.2.2 监督控制系统1.2.3 直接数字控制系统1.2.4 集散控制系统1.2.5 分级控制1.2.6 现场总线控制系统作业3面授（2）第2章第2章常用的工业控制计算机21 工业控制计算机概述22 工业PC机2.2.1 工业PC机的特点2.2.2 工业PC机的系统结构2.2.3 工业PC机的类型2.2.4 工业PC机的的组态软件23 STD总线工业控制机2.3.1 STD总线工业控制机的特点2.3.2 STD总线工业控制机的模板介绍24 可编程序控制器2.4.1 可编程序控制器的特点2.4.2 可编程序控制器的结构2.4.3 可编程序控制器的类型3面授（3）第2章25 单片机2.5.1 单片机的特点及分类2.5.2 MCS51单片机简介2.5.3 单片机的系统扩展和配置26 DSP2.6.1 DSP的主要结构特点2.6.2 DSP应用系统的构成2.6.3 TMS320系列概述27 集散控制系统（DCS）2.7.1 集散控制系统的发展2.7.2 集散控制系统的体系结构2.7.3 集散控制系统的基本组成2.7.4 集散控制系统举例作业3面授（4）阶段复习一：微机控制与工业控制机1讨论（4）第3章第3章常用工业控制总线31 总线概述3.1.1 总线的概念3.1.2 总线的分类3.1.3 总线的组成3.1.4 总线的的主要参数2面授（5）第3章32 系统总线3.2.1 ISA总线3.2.3 PCI总线3.2.4 PC-104总线3.2.4 STD总线第1，2章作业讲评3面授习题讲解（6）第3章33 设备总线3.3.1 RS-232总线3.3.2 USB总线3.3.3 现场总线3.3.4 典型现场总线简介作业2面授（6）阶段复习二：工业总线1讨论（7）第4章第4章接口及地址译码技术41 接口技术概述4.1.1 CPU与外设交换的信息4.1.2 接口的功能4.1.3 接口电路的结构形式42 CPU与接口交换数据的方式4.2.1 基础知识4.2.2 程序传送方式4.2.3 中断传送方式4.2.4 DMA传送方式2（7）第3章作业讲评1讨论（8）第4章43 I/O端口及其编址方式44 I/O端口地址译码4.4.1 I/O端口地址译码电路工作原理4.4.2 I/O端口地址译码方法4.4.3 I/O端口地址译码电路一般形式4.4.4 I/O端口地址译码电路设计4.4.5 可编程逻辑器件在I/O端口地址译码中的应用作业3面授（9）第5章第5章定时及中断51 概述5.1.1 定时及中断技术的概述5.1.2 中断响应与中断处理程序5.1.3 中断优先级52 计数器/定时器82535.2.1 计数器/定时器的工作原理5.2.2 8253的引脚与功能结构5.2.3 8253六种工作方式5.2.4 8253的初始化编程及应用举例2面授（9）第4章习题讲评1讨论（9）实验一、汇编语言程序设计及实验系统熟悉3实验（10）第3章53 中断控制器8259A5.3.1 8259A的结构5.3.2 8259A的引脚与功能说明5.3.3 8259A的工作方式5.3.4 8259A的应用编程5.3.5 由多片8259A组成的主从式中断系统5.3.6 8259A的应用举例作业3面授（10）实验二、8253A定时器/计数器实验3实验（11）阶段复习二：中断、定时1讨论（11）第3章第6章数字I/O接口（9学时）61 概述6.1.1 并行通信和并行接口6.1.2 串行通信和串行接口62 简单并行接口63 可编程并行通信接口8255A6.3.1 8255A 芯片的引脚定义与功能6.3.2 8255A 芯片的编程结构6.3.3 8255A 的控制字格式和初始化编程6.3.4 8255A 的三种工作方式与时序关系6.3.5 8255A 芯片的应用举例2面授课堂练习（11）实验三、8255A并行口实验：开关的识别3实验（12）第4章64 可编程串行通信接口芯片82506.4.1 8250芯片的引脚定义与功能6.4.2 8250芯片的编程结构6.4.3 8250内部寄存器的功能6.4.4 8250通信编程6.4.5 8250芯片的应用举例作业3面授（12）实验四、串行通信3实验（13）阶段复习三：8255A接口难点重点讨论1讨论（13）第7章模拟量I/O接口技术（6学时）71 概述72 A/D转换器7.2.1 A/D转换的原理7.2.2 A/D转换的性能参数7.2.3 典型A/D芯片与总线的接口及其应用2面授（13）实验五、A/D及中断3 实验（14）第4章73 D/A转换器7.3.1 D/A转换的原理7.3.2 D/A转换的性能参数7.3.3 典型D/A芯片与总线的接口及其应用作业2面授（14）实验六、D/A实验3 实验（15）第5章第8章人机接口（6学时