微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 四川大学制造科学与工程学院本科课程微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲课程编号 : Course Code: 课程名称 : Course Name: 学时 / 学分 : Credit Hours/Credits 先修课程 : Prerequisite:

Size: px

Start display at page:

Download "微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 四川大学制造科学与工程学院本科课程微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲课程编号 : Course Code: 课程名称 : Course Name: 学时 / 学分 : Credit Hours/Credits 先修课程 : Prerequisite:"

甄乐
4 years ago
Views:

1 微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 四川大学制造科学与工程学院本科课程微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲课程编号 : Course Code: 课程名称 : Course Name: 学时 / 学分 : Credit Hours/Credits 先修课程 : Prerequisite: 适用专业 : Intended for: 大纲执笔人 : Edited by: 课程类型 : Course Type: 微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 授课对象 : Microcontroller: Principle and Interfacing Audience: Technology 32/2 授课语言 : 32/2 Language of Instruction 模拟电子技术基础 (Ⅱ) 数字电子技术开课院系 : 基础 (Ⅱ) Course offered by: Analog Electronic Technology (II), Digital Electronic Technology (II) 机械设计制造及其自动化专业授课教师 : Mechanical Design, Manufacturing and Automation Instructor: 余德平大纲审核人 : Yu Deping Inspected by: 必修课 Compulsory 本科三年级学生 The junior 英语 English 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 余德平汤卿王凯陶冶 Yu Deping, Tang Qing, Wang Kai, Tao Ye 专业负责人 Course Leader 一课程简介 The microprocessor has been used for some 30 years now, growing from an awkward 4-bit child to a robust 64-bit adult. The engineering community became aware of, and enamored with, the 8-bit microprocessors of the middle to late 1970s. The bit size, cost and power of these 8-bit microcontrollers were particularly useful for specific tasks involving data gathering, machine control, human interaction, and many other applications that granted a limited intelligence to machines and appliance. The main contents of this module include the basic principle of the 8051 microcontroller, the hardware resources, the instruction set, the assembly language programming and the application of the 8051 microcontroller etc. Students are required to understand the internal hardware structure of the microcontroller, master the relevant instruction set and the assembly language programming, and apply the learned hardware and software knowledge to real-world applications. 二学习目标 1

2 通过本课程的理论教学和实验训练, 使学生具备下列能力 : 1 能够运用数学电工电子模拟电路数字电路计算机科学等基础知识, 理解单片机的软硬件结构及工作原理 2 能运用单片机软硬件知识, 针对机电系统控制问题, 提出相应的软硬件解决方案 3 能够针对所提方案, 设计单片机的外围接口电路, 绘制程序流程图并编写汇编语言控制程序 4 能正确使用单片机实验开发板, 在仿真开发平台下编译调试下载编写的汇编语言控制程序, 并通过实验结果验证所提方案 5 能够使用英语阅读和获取专业基础知识, 具有一定的国际视野, 适应不同的社会工作环境, 并能够使用英语与不同文化背景的人员进行沟通和交流 6 通过团队小组成员紧密合作, 解决基于单片机的机电控制问题, 在此过程中提升发现与解决问题的能力和团队协作能力三课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标 (1) 能够将数学自然科学机械工程基础知识和专业知识用于解决机械工程领域设计制造运行等方面的复杂工程问题 (2) 能够应用数学自然科学和机械工程科学的基本原理, 通过信息检索文献研究, 对机械工程领域设计制造运行等方面的复杂工程问题进行识别表达分析评价, 并获得有效结论 (3) 能够设计满足特定需求的机械产品功能原理方案零部件及机械系统, 或针对机械工程领域设计制造运行等方面的复杂工程问题, 拟定相应的设计制造运行方案, 并能够综合考虑社会健康安全法律文化以及环境因素, 体现创新意识 1.2 具有解决机械工程领域设计制造运行等过程中的复杂工程问题所需的工程基础知识和专业知识 2.2 能够对复杂工程问题及其相关因素进行多种形式表达, 并具备信息检索文献研究的能力 3.3 针对机械工程领域设计制造运行中的复杂工程问题, 能够设计满足特定需求的系统单元 ( 部件 ) 或机械制造工艺流程, 并能够在设计环节中体现创新意识学习目标 1 学习目标 2 学习目标 3 2

3 (4) 能够基于科学原理并采用科学方法, 4.1 对于机械工程领域设计制针对机械工程领域设计制造运行等方造运行中的复杂工程问题, 能面的复杂工程问题进行研究, 通过设计够基于科学原理并采用科学方实施实验, 获取分析和解释数据, 并通法, 设计相应的实验过信息综合, 获得合理有效的结论学习目标 4 (9) 能够认识到机械设计制造工程领域的跨学科特征, 能够在多学科背景下的团队中承担团队成员以及负责人的职责 (10) 针对机械工程领域设计制造运行等复杂工程问题, 能够与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流, 能够撰写机械设计制造领域的报告设计文档, 进行陈述发言, 能够回应指令并清晰表达, 具备一定的国际视野, 能够在跨文化背景下进行沟通和交流 9.2 能够在机械设计制造工程实践中承担团队成员团队负责人的职责 10.3 具备一定的国际视野, 能够适应不同的文化社会工作环境, 能够与不同文化背景的人员进行沟通和交流学习目标 6 学习目标 5 四教学基本内容学习目标教学内容教学方法考核方式学习目标 1 第一章微处理器和微控制器第二章数制系统和二进制算术第三章 8051 微控制器的硬件结构第四章汇编语言编程基础多媒体讲授案例分析期末考试课后作业课堂表现期末考试学习目标 2 第三章 8051 微控制器的硬件结构多媒体讲授案例分析课堂表现课内实验小组综合课题学习目标 3 第五章数据传送指令第六章逻辑运算指令第七章算术运算指令第八章控制转移指令第九章单片机应用第十章实验和小组课题多媒体讲授案例分析专题研讨与训练期末考试课后作业课堂表现课内实验小组综合课题学习目标 4 第四章汇编语言编程基础第五章数据传送指令多媒体讲授案例分析课堂表现课内实验 3

4 第六章逻辑运算指令小组综合课题第七章算术运算指令第八章控制转移指令第九章单片机应用第十章实验和小组课题第一章微处理器和微控制器第二章数制系统和二进制算术学习目标 5 第三章 8051 微控制器的硬件结构第四章汇编语言编程基础第五章数据传送指令第六章逻辑运算指令第七章算术运算指令第八章控制转移指令多媒体讲授案例分析专题研讨与训练期末考试课后作业课堂表现课内实验小组综合课题第九章单片机应用第十章实验和小组课题学习目标 6 第十章实验和小组课题案例分析专题研讨与训练课堂表现课内实验小组综合课题第一章 : 微处理器和微控制器 Microprocessors and Microcontrollers 1. Introduction to computer 2. Microprocessor and microcontroller 3. 4-bit to 32-bit microcontroller 4. Development system for microcontroller Objectives: (1) Know the history of the development of microprocessor and microcontroller; (2) List the differences between microcontrollers and microprocessors; (3) Describe the prominent standard features of a typical microcontroller; (4) Identify the major components of a microcontroller development system. 本章学习内容对应学习目标 1( 支撑毕业要求指标点 1.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第二章 : 数制系统和二进制算术 Numbering systems and binary arithmetic 1. Numbers systems 2. Conversion between number system 3. Binary arithmetic 4. Codes and Coding 4

5 Objectives: (1) Understand how positional number magnitudes are formed; (2) Calculate the decimal equivalent of a nondecimal base number; (3) Convert numbers from decimal to binary number and hexadecimal, and the reverse; (4) Understand the concept of signed complementary number systems. (5) Perform arithmetic operations using signed complementary numbers; (6) Understand the meaning of an overflow in signed number mathematics; 本章学习内容对应学习目标 1( 支撑毕业要求指标点 1.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第三章 :8051 微控制器的硬件结构 The 8051 Microcontroller Hardware 1. Diagram of microcontroller hardware 2. Features of Microcontroller Hardware 3. Internal structure of 8051 Microcontroller 4. Pin functions 5. Oscillator & clock 6. CPU and CPU register 7. Memory, memory address and Types 8. Microcontroller hardware: Internal ROM 9. Microcontroller hardware: External ROM Objectives: (1) Describe the hardware features of the 8051 microcontroller; (2) List the internal registers of the 8051 microcontroller and their functions; (3) Draw the machine cycle of the 8051 microcontroller; (4) State the physical differences between the Port 0, 1, 2, and 3 I/O pins. 本章学习内容对应学习目标 1( 支撑毕业要求指标点 1.1) 学习目标 2( 支撑毕业要求指标点 2.2) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第四章 : 汇编语言编程基础 The basic assembly language programming concepts 1. A generic computer 2. Programming and assembly language 3. Programming the 8051: tool and techniques Objectives: (1) Describe the organization and operation of digital computer system; explain the function of CPU and memory; explain the difference between code and data memory. (2) Understand why assembly language programming is used and describe the assembly language programming process; (3) Use flow chart elements; (4) Understand the 8051 assembly language syntax; 本章学习内容对应学习目标 1( 支撑毕业要求指标点 1.1) 学习目标 4( 支撑毕业要求指标点 4.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第五章 : 数据传送指令 MOVING DATA 1. Introduction 2. Addressing modes 5

6 3. Overview of moving data instructions 4. Internal data moves 5. External data moves 6. Push and pop opcodes 7. Data exchanges 8. Programming examples: Moving data Objectives: (1) Use commands that place data in registers, internal memory and external memory; (2) Understand the data address modes; (3) Understand and master the data moving instructions, including internal data moves, external data moves, push and pop opcodes, and data exchanges; (4) Master the moving data instructions through programming examples; (5) Master the logical operation instructions. 本章学习内容对应学习目标 3( 支撑毕业要求指标点 3.3) 学习目标 4( 支撑毕业要求指标点 4.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第六章 : 逻辑运算指令 LOGICAL OPERATIONS 1. Byte-level logical operations 2. Bit-level logical operations 3. Rotate operations 4. Programming examples: Logical operations Objectives: (1) Master the moving data instructions through programming examples;2. Master the logical operation instructions 本章学习内容对应学习目标 3( 支撑毕业要求指标点 3.3) 学习目标 4( 支撑毕业要求指标点 4.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第七章 : 算术运算指令 ARITHMETIC OPERATIONS 1. Introduction: arithmetic operations and flags 2. Addition and subtraction 3. Multiplication and division 4.BCD adjustment 5.Programming examples Objectives: (1) Master the arithmetic operations of the 8051 microcontroller, including increment and decrement of the contents of register and RAM, addition, subtraction, multiplication, division and BCD addition. 本章学习内容对应学习目标 3( 支撑毕业要求指标点 3.3) 学习目标 4( 支撑毕业要求指标点 4.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第八章 : 控制转移指令 JUMP AND CALL INSTRUCTIONS 1. Introduction 2.The jump and call program range 6

7 3.Jumps 4.Calls and returns 5. Programming examples: branch, loop, subroutines and arithmetic operation Objectives: (1) Understand the function and range of jump and call instructions; (2) Use the bit and byte conditional jump opcodes, and unconditional jump opcodes; (3) Write and call subroutines. (4) Master the use of jump and call instructions to change the program flow through programming examples; (5) Master assembly language programming structure, including the sequential, branch and loop program. 本章学习内容对应学习目标 3( 支撑毕业要求指标点 3.3) 学习目标 4( 支撑毕业要求指标点 4.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第九章 : 单片机应用 APPLICATIONS 1. Interrupt system 2. Timer/counter 3. Serial port 4. Labs on traffic lights Objectives: (1) Understand the concept and master the use of interrupt system; (2) Understand the concept and master the use of Timer/Counter; (3) Understand the concept and master the use of serial port. 本章学习内容对应学习目标 3( 支撑毕业要求指标点 3.3) 学习目标 4( 支撑毕业要求指标点 4.1) 学习目标 5( 支撑毕业要求指标点 10.3) 第十章实验和小组课题 Labs and Group Project Student groups are required to demonstrate and discuss the solutions of the projects on the real-world applications of microcontroller. Objectives: Comprehensive understanding and use of knowledge learned in this course to solve real-world applications 本章学习内容对应学习目标 3( 支撑毕业要求指标点 3.3) 学习目标 4( 支撑毕业要求指标点 4.1) 学习目标 5(10.3) 学习目标 6( 支撑毕业要求指标点 9.2) 五建议教学进度章节名称学时数 1 微处理器和微控制器 1 2 数制系统和二进制算术微控制器的硬件结构 6 4 汇编语言编程基础 2 5 数据传送指令 4 6 逻辑运算指令 1 7

8 7 算术运算指令 1 8 控制转移指令 6 9 单片机应用 4 10 实验和小组课题 5 六教学策略与方法 1 阐述单片机软硬件基本工作原理, 理论联系实际, 培养学生逻辑思维和动手能力 2 采用多媒体课件编程案例分析小组课题练习讨论和传统教学相结合进行教学 3 理论教学与实验训练相结合, 强化分析电路分析和编写控制程序等工程能力的培养七考核方式课程作业课内实验小组综合课题课堂表现闭卷笔试八成绩评定方法 1. 总成绩不少于 5 次课后作业和实验 25% 小组综合课题 15% 课堂表现 10% 期末考试 50% 总成绩 = 期末考试卷面成绩 *50% + 过程考核成绩 *50% 过程考核成绩 = 课后作业与课堂实验 *50%+ 小组综合课题 *10%+ 课堂表现成绩 *20% 2. 各环节学习目标的考核占比学习目标 1 学习目标 2 学习目标 3 学习目标 4 学习目标 5 学习目标 6 课后作业 1 占比 % 课后作业 2 占比 % 课后作业 3 占比 % 课后作业 4 占比 % 课内实验占比 % 综合课题占比 % 课堂表现占比期末考试占比 % 学习目标达成度计算方法学习目标达成度 = 期末平均成绩 *0.5+ 阶段测试与课后作业平均成绩 *0.5 九评分标准学习目标评分标准

9 优良中 / 及格不及格 1. 能够运用数学电工电子模拟电路数字电路计能够全面准确理解能够准确理解单能够理解单片机不能理解单片机算机科学等基础知单片机的软硬件结片机的软硬件结的软硬件结构及的软硬件结构及识, 理解单片机的构及工作原理构及工作原理工作原理工作原理软硬件结构及工作原理 2. 能运用单片机软能够熟练准确地运硬件知识, 针对机用单片机软硬件知电系统控制问题, 识提出相应的软硬提出相应的软硬件件解决方案解决方案能够准确地运用单片机软硬件知识提出相应的软硬件解决方案能够运用单片机软硬件知识提出相应的软硬件解决方案不能运用单片机软硬件知识提出相应的软硬件解决方案 3. 能够针对所提方针对所提方案, 能案, 设计单片机的够熟练正确地设计外围接口电路, 绘单片机的外围接口制程序流程图并编电路绘制程序流写汇编语言控制程程图并编写汇编语序言控制程序针对所提方案, 能够正确地设计单片机的外围接口电路绘制程序流程图并编写汇编语言控制程序针对所提方案, 能够设计单片机的外围接口电路绘制程序流程图并编写汇编语言控制程序无法完成设计单片机的外围接口电路绘制程序流程图并编写汇编语言控制程序等 4. 能正确使用单片能够熟练正确地在机实验开发板, 在仿真开发平台下编仿真开发平台下编写和调试汇编语言译调试下载编程序, 并使用单片写的汇编语言控制机开发板验证所提程序, 并通过实验方案结果验证所提方案能够正确地在仿真开发平台下编写和调试汇编语言程序, 并使用单片机开发板验证所提方案能够在仿真开发不能完成在仿真平台下编写和调开发平台下编写试汇编语言程序, 和调试汇编语言并使用单片机开程序, 并使用单片发板验证所提方机开发板验证所案提方案 5. 能够使用英语阅能够流利正确地使能够正确地使用能够使用英语阅不能能够使用英读和获取专业基础用英语阅读和获取英语阅读和获取读和获取专业基语阅读和获取专知识, 具有一定的专业基础知识, 具专业基础知识, 具础知识, 具有一定业基础知识, 缺乏国际视野, 适应不有突出的国际视有优秀的国际视的国际视野, 适应国际视野, 不适应同的社会工作环野, 适应不同的社野, 适应不同的社不同的社会工作不同的社会工作境, 并能够使用英会工作环境, 并使会工作环境, 并使环境, 并使用英语环境, 无法使用英语与不同文化背景用英语与不同文化用英语与不同文与不同文化背景语与不同文化背的人员进行沟通和背景的人员进行沟化背景的人员进的人员进行沟通景的人员进行沟 9

10 交流通和交流行沟通和交流和交流通和交流 6. 通过团队小组成在小组合作中, 能在小组合作中, 能在小组合作中, 能在小组合作中, 消员紧密合作, 解决够积极主动地解决够较好地参与解够参与到解决基极被动地面对基基于单片机的机电基于单片机的机电决基于单片机的于单片机的机电于单片机的机电控制问题, 在此过控制问题, 发现与机电控制问题, 发控制问题过程中, 控制问题, 发现与程中提升发现与解解决问题的能力和现与解决问题的发现与解决问题解决问题的能力决问题的能力和团团队协作能力提升能力和团队协作的能力和团队协和团队协作能力队协作能力显著能力提升明显作能力有所提升较差十教学参考书与其他相关教学资源 ( 如网上教学资源等 ) [1] Kenneth J. Ayala, The 8051 Microcontroller (3rd Ed.), CENGAGE Learning, 2005 [2] I. Scott Mackenzie, The 8051 Microcontroller, Prentice-Hall, Inc., 1995 [3] Subrata Ghoshal, 8051 microcontroller: Internals, Instructions, Programming and Interfacing, Dorling Kindersley (India) Pvt. Ltd., 2010 [4] Intel Corporation, MCS 51 Microcontroller Family User s Manual [5] MCS51 系列单片机应用系统设计, 何立民, 北京航空航天大学出版社 10

四川大学制造科学与工程学院本科课程微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲课程编号 : 课程类型 : 必修课 Course Code: Course Type: Compulsory 课程名称 : 微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 授课对象 : 本科

四川大学制造科学与工程学院本科课程微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲课程编号 : 课程类型 : 必修课 Course Code: Course Type: Compulsory 课程名称 : 微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 授课对象 : 本科四川大学制造科学与工程学院本科课程微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲课程编号 : 302191030 课程类型 : 必修课 Course Code: 302191030 Course Type: Compulsory 课程名称 : 微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 授课对象 : 本科三年级学生 Course Name: Microcontroller: Principle and Interfacing

微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 四川大学制造科学与工程学院本科课程 微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲 课程编号 : Course Code: 课程名称 : Course Name: 学时 / 学分 : Credit Hours/Credits 先修课程 : Prerequisite:

微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 四川大学制造科学与工程学院本科课程微机原理及接口技术 ( 全英文 ) 教学大纲课程编号 : Course Code: 课程名称 : Course Name: 学时 / 学分 : Credit Hours/Credits 先修课程 : Prerequisite: