《微控制器原理及接口技術(shù)2》課程教學(xué)大綱

《微控制器原理及接口技術(shù)2》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱微控制器原理及接口技術(shù)ThePrincipleandInterfaceTechnologyofMicroController課程編碼GEO262921030開課院部地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院課程團隊測井儀器學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時56講授32實驗24上機0實踐0課外學(xué)時0適用專業(yè)勘查技術(shù)與工程（測井）授課語言中文先修課程程序設(shè)計、電工電子學(xué)課程簡介（限選）本課程是勘查技術(shù)與工程（測井）專業(yè)的選修課。課程以單片機在油氣田智能儀器中的應(yīng)用為主線，系統(tǒng)講授MCS-51單片機的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計方法、接口技術(shù)等方面的基本知識，結(jié)合典型應(yīng)用實例介紹單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程和手段。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機基本原理和基本技能，初步具備單片機接口設(shè)計和開發(fā)能力，為測控儀器及石油智能儀器開發(fā)和故障診斷奠定基礎(chǔ)。Thiscourseisanelectivecourseforexplorationtechnologyandengineering(logging)major.Thecoursetakestheapplicationofsinglechipmicrocomputerinoilandgasfieldintelligentinstrumentsasthemainline,andsystematicallyteachesMCS-51basicknowledgeofsinglechipmicrocomputerinhardwarestructure,instructionsystem,programdesignmethod,interfacetechnology,etc,thedevelopmentprocessandmeansofsinglechipmicrocomputerapplicationsystemareintroducedwithtypicalapplicationexamples.Throughstudy,studentscanmasterthebasicprinciplesandskillsofsinglechipmicrocomputer,andinitiallyhavetheabilitytodesignanddevelopsinglechipmicrocomputerinterfaces,layingafoundationforthedevelopmentandfaultdiagnosisofmeasurementandcontrolinstrumentsandpetroleumintelligentinstruments.負責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解單片機結(jié)構(gòu)和接口設(shè)計原理，能設(shè)計多種開發(fā)方案，并合理選擇設(shè)計方案；是2.42.42M2目標(biāo)2：了解微控制器開發(fā)工具，掌握至少一種輔助開發(fā)設(shè)計軟件。是4.24.23M3目標(biāo)3：掌握編程語言和程序設(shè)計方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電路控制和數(shù)據(jù)采集；是1.3三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章緒論微控制器和微計算機的概念、發(fā)展和未來；微控制器的作用/////21.1數(shù)制與編碼十進制、十六進制、二進制；原碼、反碼、補碼M11講授0/31.2微控制器概述油氣勘探中的微控制器；應(yīng)用實例；井下微控制器的特殊要求M11講授0/4第2章MCS-51單片機結(jié)構(gòu)與組成M1////52.1MCS-51單片機硬件結(jié)構(gòu)單片機硬件結(jié)構(gòu)和引腳；程序?qū)嵗?；指令和?shù)據(jù)處理流程；復(fù)位與時鐘M12講授0/62.2MCS-51單片機存儲器配置程序存儲器，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和特殊功能寄存器，外部數(shù)據(jù)存儲器M12講授0/72.3MCS-51輸入/輸出接口P0-P3接口結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)輸出/輸入控制原理M12講授0/8第3章C51程序設(shè)計基礎(chǔ)本章重點難點：C51與標(biāo)準(zhǔn)C語言區(qū)別；C51程序設(shè)計/////93.1C51程序設(shè)計基礎(chǔ)KeilC程序結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型、運算符、語法特點M32討論0/103.2C51程序設(shè)計實例分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計；循環(huán)程序設(shè)計；查表程序設(shè)計；M32講授0/11第4章中斷系統(tǒng)本章重點難點：中斷的概念；中斷響應(yīng)；中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；中斷程序設(shè)計/////124.1中斷概述中斷概念；中斷響應(yīng)；中斷服務(wù)M11講授0/134.2MCS-51中斷系統(tǒng)單片機中斷結(jié)構(gòu)；中斷寄存器控制M11討論0/144.3MCS-52中斷程序設(shè)計中斷程序結(jié)構(gòu)；中斷響應(yīng)原理；實例設(shè)計M32講授0/15第5章定時器/計數(shù)器與串行口本章重點難點：定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)；定時器/計數(shù)器應(yīng)用；串行通訊原理；串行口結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計/////165.1MCS-51計數(shù)器/定時器計數(shù)器/定時器結(jié)構(gòu)；工作方式；有關(guān)寄存器M11講授0/175.2MCS-51計數(shù)器/定時器程序設(shè)計脈沖整形與計數(shù)；方波定時；M31講授0/185.3MCS-51串行口通訊MCS-51串口結(jié)構(gòu)、工作方式M11講授0/195.4MCS-51串行口通訊程序設(shè)計雙機收發(fā)通訊實例M31講授0/205.5單片機內(nèi)部資源綜合設(shè)計中斷、定時、通訊綜合性設(shè)計M1,M32討論0/21第6章CIP51單片機結(jié)構(gòu)與原理本章重點難點：CIP51單片機結(jié)構(gòu)；定時器/計數(shù)器類型和程序設(shè)計；數(shù)據(jù)采集控制；濾波算法設(shè)計/////226.1CIP51單片機硬件結(jié)構(gòu)C8051F020單片機硬件結(jié)構(gòu)；復(fù)位與時鐘M11講授0/236.2CIP51單片機存儲器與IOC8051F020單片機存儲器空間、I/O空間M11講授0/246.3CIP51單片機定時器/計數(shù)器定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)、工作方式、寄存器M12講授0/256.4數(shù)據(jù)采集實例ADC原理和DAC原理；數(shù)據(jù)采集設(shè)計M1,M32討論0/266.5嵌入算法實例濾波算法種類；濾波算法的設(shè)計M1,M32討論0/四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2-3道題目2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對電力拖動自動控制系統(tǒng)基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要有作圖、分析和計算題。10%2實驗表現(xiàn)1.本課程24個學(xué)時實驗，共12次實驗。2.成績采用百分制，根據(jù)實驗完成情況評分。3.考核學(xué)生對單片機硬件資源及開發(fā)工具的掌握程度，針對具體問題，開展方案設(shè)計和實現(xiàn)的能力，并從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。30%3小組討論1.針對全國電子大賽題目，分小組設(shè)計方案和實現(xiàn)。2.根據(jù)小組報告質(zhì)量和分工質(zhì)量評分。2.根據(jù)模型建立情況和實驗方案的準(zhǔn)確性評分。15%4課堂表現(xiàn)隨機檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%5期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對電力拖動自動控制系統(tǒng)基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、作圖題、分析題、計算題等。40%五、評分細則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)10%A-按時提交作業(yè)，問題分析和解決方案準(zhǔn)確。B-按時提交作業(yè)，問題分析和解決方案有少量不足。C-按時提交作業(yè)，問題分析和解決方案方向正確，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案思路錯誤，或作業(yè)抄襲2M1小組討論20%A-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規(guī)范，設(shè)計達到要求，結(jié)論正確。B-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規(guī)范，設(shè)計基本達到要求，但存在少量錯誤，結(jié)論正確。C-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案合理，設(shè)計基本達到要求，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案存在問題，或存在抄襲3M1實驗表現(xiàn)30%A-應(yīng)用實驗設(shè)備和開發(fā)工具熟練，高效，較好的掌握keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得高質(zhì)量的實驗結(jié)果。B-能夠使用實驗設(shè)備和keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得較好的實驗結(jié)果。。C-輔助下能夠操作實驗設(shè)備和使用keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得正確的實驗結(jié)果。D-不會或不主動使用實驗設(shè)備和開發(fā)工具。4M1期末考試40%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）5M2平時作業(yè)10%A-按時提交作業(yè)，使用開發(fā)工具高效準(zhǔn)確，問題分析和解決方案準(zhǔn)確。B-按時提交作業(yè)，使用開發(fā)工具準(zhǔn)確，問題分析和解決方案有少量不足。C-按時提交作業(yè)，使用開發(fā)工具基本正確，問題分析和解決方案方向正確，但存在較多錯誤。D-不熟練使用相關(guān)開發(fā)工具，問題分析和解決方案思路錯誤，或作業(yè)抄襲6M2小組討論30%A-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規(guī)范，設(shè)計達到要求，結(jié)論正確。B-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規(guī)范，設(shè)計基本達到要求，但存在少量錯誤，結(jié)論正確。C-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案合理，設(shè)計基本達到要求，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案存在問題，或存在抄襲7M2期末考試20%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）8M2實驗表現(xiàn)40%A-應(yīng)用實驗設(shè)備和開發(fā)工具熟練，高效，較好的掌握keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得高質(zhì)量的實驗結(jié)果。B-能夠使用實驗設(shè)備和keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得較好的實驗結(jié)果。。C-輔助下能夠操作實驗設(shè)備和使用keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得正確的實驗結(jié)果。D-不會或不主動使用實驗設(shè)備和開發(fā)工具。9M3平時作業(yè)20%A-按時提交作業(yè)，使用開發(fā)工具高效準(zhǔn)確，問題分析和解決方案準(zhǔn)確。B-按時提交作業(yè)，使用開發(fā)工具準(zhǔn)確，問題分析和解決方案有少量不足。C-按時提交作業(yè)，使用開發(fā)工具基本正確，問題分析和解決方案方向正確，但存在較多錯誤。D-不熟練使用相關(guān)開發(fā)工具，問題分析和解決方案思路錯誤，或作業(yè)抄襲10M3小組討論10%A-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規(guī)范，設(shè)計達到要求，結(jié)論正確。B-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規(guī)范，設(shè)計基本達到要求，但存在少量錯誤，結(jié)論正確。C-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案合理，設(shè)計基本達到要求，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案存在問題，或存在抄襲11M3實驗表現(xiàn)30%A-應(yīng)用實驗設(shè)備和開發(fā)工具熟練，高效，較好的掌握keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得高質(zhì)量的實驗結(jié)果。B-能夠使用實驗設(shè)備和keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得較好的實驗結(jié)果。。C-輔助下能夠操作實驗設(shè)備和使用keilC等主要開發(fā)工具和軟件，獲得正確的實驗結(jié)果。D-不會或不主動使用實驗設(shè)備和開發(fā)工具。12M3期末考試10%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）13M3課堂表現(xiàn)30%A-認真聽課，積極參與課堂活動，踴躍發(fā)表觀點。B-認真聽課，能夠參與課堂活動，發(fā)表正確觀點。C-課堂出勤，能夠參與課堂活動，但不發(fā)表觀點。D-不參加課堂活動，或不踴躍發(fā)言評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細1圖書|單片機原理及應(yīng)用-基于51與高速SoC51(第2版）,何秋生,電子工業(yè)出版社,2014.07,ISBN:9787121231438.（*主教材）2圖書|單片機原理及接口技術(shù),張毅剛,人民郵電出版社,2011.08,ISBN:9787115256652.3圖書|單片機原理及應(yīng)用技術(shù)(基于KeilC與Proteus,趙全利,機械工業(yè)出版社,2017.05,ISBN:9787111566380.七、實驗項目信息序號項目名稱實驗室名稱門牌號組人數(shù)學(xué)時實驗類別要求實驗類型上機1單片機程序設(shè)計初步與調(diào)試測井儀器實驗室C-31222基礎(chǔ)必做基礎(chǔ)性否2簡單I/O控制發(fā)光二極管實驗測井儀器實驗室C-31222專業(yè)基礎(chǔ)必做設(shè)計性否3外部中斷程序設(shè)計實驗測井儀器實驗室C-31222專業(yè)基礎(chǔ)必做設(shè)計性否4計數(shù)器/定時器實驗 測井儀器實驗室C-31222專業(yè)基礎(chǔ)必做設(shè)計性否5串口通訊（自發(fā)自收） 測井儀器實驗室C-31222專業(yè)基礎(chǔ)必做設(shè)計性否6單片機綜合實驗1測井儀器實驗室C-31222專業(yè)基礎(chǔ)必做設(shè)計性否7單片機綜合實驗2測井儀器實驗室C-31222專業(yè)基礎(chǔ)必做設(shè)計