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1、单片机原理及应用实验课程标准第一部分前言一、课程基本信息二、课程性质课程编号课程名称课程类 别学时学分开课学 期考核方 式适用专业开课单位AL042030单片机原 理及应用 实验实验80.54实验报 告电气工程 及自动化、 自动化机电工程 学院单片机原理及应用实验课程是电气工程及其自动化专业、自动化专业的主干课之 一,是技术型专业基础课。本实验课程是一门学科专业基础课,是单片机原理及应用等 测控系统相应专业课和实践课的实践基础,使学生更好地理解和巩固课堂上所讲的理论 知识,提高学生的动手能力,为后续专业课和实践教学的学习打好基础。三、课程基本理念通过本实验课程使学生掌握单片机最小系统的硬件组成
2、、软件开发方法,掌握流行 的开发软件针对单片机输入/输出(I/O)接口的程序编制及应用技术。尤其针对单片 机内部定时器的应用,显示电路的编程和键盘扫描程序的编制做重点训练。为后期的单 片机原理及应用课程设计和课程实习奠定基础。对在这方面学习兴趣浓厚的同学加强实 践引导。四、课程的设计思路本课程要求学生按照实验指导书,按照实验项目要求,利用实验开发板,每2个学 时完成指定的实验内容的程序调试,并按指导书要求完成实验报告,主要训练学生硬件 电路的绘制,程序框图的绘制,调试软件的使用,程序调试的基本方法和技巧。激发学 生动手实践的热情和兴趣。第二部分课程目标一、总体目标单片机原理及应用实验课是单片机
3、原理及应用和与之相关的实践教学环节的重 要组成部分,本实验侧重于对单片机最小系统的定时器、显示电路、键盘电路的认识和 程序编制使学生掌握单片机最小系统的基本组成,程序编制及调试开发的基本流程和方 法。二、具体目标1 .知识与方法:进一步巩固和加深对单片机原理及应用基本知识的理解,熟悉 单片机系统的开发环境,开发流程。对单片机最小系统的认识上升到理性阶段。熟练应 用C51程序设计语言,利用开发工具软件完成系统软件的模块化设计;实现系统的软件 硬件联合调试与运行测试,掌握单片机输入输出接口和定时器的简单应用及开发流程、 开发方法,培养学生解决单片机测控系统设计与开发的基本能力。2 .技能与能力:培
4、养学生具备电子电路图的识图能力,并能熟练运用到硬件电路的 设计与仿真电路的绘制;熟练单片机开发软件的应用,规范绘制电路硬件原理图和程序 框图,掌握实验原理、实验步骤;学会程序框图的设计绘制、程序代码的设计与调试能 力;掌握系统软件硬件联合调试的技巧和基本方法;按实验指导书要求,能独立完成实 验报告,实现实验题目要求功能。3 .情感与态度:培养学生勤于实践,不盲从书本和前人的创新精神;养成踏实勤奋 的学习态度,实事求是的科学精神;透过现象发现问题解决问题的锲而不舍的钻研精神 和敏锐的科学素养。第三部分内容标准一、课程结构序号项目名称实践类型组织形式教学场地仪器设备学时分配备注1单片机开发环 境的
5、联合使用 以简单流 水灯项目为例验证分组实验实验室电脑开发板2学时有预习程 序清单才 可做实验2复杂点亮历程 的流水灯实验验证分组实验实验室电脑开发 板2学时3中断与定时流 水灯控制实验 与仿真调试验证分组实验实验室电脑开发板2学时4LED显示实验验证分组实验实验室电脑开发板2学时5独立键盘扫描 实验验证分组实验实验室电脑开发 板2学时指导自学二、具体内容和标准序 任务名称主要内容内容标准教学建议与说明1单片机开 发环境的 联合使用 以简 单流水灯Keil 和Proteus 软件的应用; 软件延时函数 的编写; 单片机输出口熟练掌握单片机开发软 件的基本应用;掌握带形参的子程序的 编写及应用为
6、降低学习难 度,从实验开始 有意识地引导用 C51编制程序项目为例的应用2复杂点亮 历程的流 水灯实验继续熟练开发 软件的应用,数 组查表的应用进一步熟练单片机开发 环境,对单片机输出接口 的应用增加感性认识,从 而熟练应用利用Keil观察窗 口,使学生直观 认识输出接口的 输出能力3中断与定 时流水灯 控制实验 与仿真调 试单片机内部定 时器工作于中 断方式的应用熟练单片机几个中断源 的初始化设置;定时器的 几种工作方式,及常用工 作方式的应用利用Keil观察窗 口,使学生进一 步掌握定时器的 工作原理,中断 程序的运行情况4LED显示实 验配合定时器的 应用,动态扫描 显示的硬件电 路和程
7、序编制 与调试掌握动态扫描显示的驱 动电路和程序编制利用开发软件, 分步运行程序, 使学生认识动态 扫描显示的工作 原理及程序运行 效果5独立键盘 扫描实验配合流水灯,单 片机输入接口 与输出接口的 联合应用掌握键盘输入电路及单 片机输入接口的典型应用掌握输入接口的 应用及程序编制 和软件仿真第四部分课程实施建议一、教学建议(-)课程组织形式每个自然班安排一名指导教师负责课程实验的全程指导,指导教师负责进行课程实 验指导书的编写与修订、曰常教学组织考勤、学生实验全程的辅导、实验报告的批阅、 和成绩给定及提交等工作。在电脑和实验开发板数量充足的情况下每名同学独立完成实验项目。一般分课前预 习、试
8、验和分析讨论、书写实验报告三个阶段,各个阶段要求如下:1)课前预习要求在预习时仔细阅读实验指导书,复习教科书或教学参考书中有关章节或参考有 关资料,明确实验目的、任务,了解实验基本原理以及实验线路、方法、步骤;清楚实 验要实现哪些功能,要观察哪些现象,注意哪些事项。2)实验(1)教师在实验前讲授实验要求及注意事项;(2)熟悉实验开发板的基本组成和相应实验项目的硬件电路;(3)实现硬件电路的连线,录入预习程序,按照程序调试的基本方法,进行软件 编译调试,直到没有语法错误;(4)将程序下载到开发板,运行程序,经过软件硬件的联合调试,实现实验项目 指定的功能,将预习程序清单中的错误进行修订;(5)根
9、据现场老师指定的功能要求,练习程序的修改和移植;(6)结尾工作完成规定实验题目全部功能,然后交指导教师签字后方可拆线。最 后将实验开发板放好,搞好清洁卫生工作方可离开实验室。3)书写实验报告利用课下时间整理实验报告,每人完成相应项目的硬件电路图、程序框图的绘制, 写出调试通过的程序清单,提交实验报告。(-)教学模式、策略和方法单片机实验课的目的在于培养学生掌握基本的实脸方法与开发软件的基本应用。培 养学生学会根据实验目的设计硬件电路,设计程序流程,使用常用的开发工具完成单片 机应用的简单开发,从而完成实验报告。在整个实验过程中,必须集中精力,及时认真 做好实验。按实验过程基本要求如下:1 .实
10、验前的准备1)实验前应复习教科书中有关章节,认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、 方法与步骤,明确实验过程中应掌握的知识要点等。2)实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备,方可 开始作实验。3)认真作好实验前的准备工作,对于培养同学独立工作能力,提高实验质量和保 护实验设备都是很重要的。2 .实验进行1)为了锻炼动手能力鼓励1人独立实验。搞清实验硬件原理,实现硬件连线;软 件编程思路清晰,开发软件的使用尽快熟悉,以便将主要精力用于实验程序的调试与运 行。2)观察程序运行现象预习时对题目指定实现的功能要清楚,程序调试过程中根据调试软件的提示独立排 错,根据程序运行的现
11、象,找出程序或硬件电路存在的问题,将问题逐一修改,积累程 序调试经验。3)认真负责,实验有始有终实验完毕,须由指导教师核准实验效果。经指导教师认可后,才允许拆线并把实验 所用的组件、导线及仪器等物品整理好。3 .实验报告1)实验报告要简明扼要、字迹清楚、原理图布局合理,绘制准确;软件框图规范, 逻辑正确。将调试过程中出现的问题及问题的解决情况及时总结,以积累调试程序经验。2)实验报告包括以下内容:实验名称、专业班级、姓名、实验日期、实验地点; 实验电路图、软件程序框图、程序清单、心得体会等。3)可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格 的报告纸上,保持整洁。每次实验
12、每人独立完成一份报告,按时送交指导教师批阅。 二、实验条件建议按专业培养方案本课程在第四学期进行,实验室需要配备多媒体教学设备一套、电 脑(1台/人)、实验开发板套件、杜邦线、网络和wi保证学生的开发环境和训练 条件。三、评价建议学生在完成规定的实验内容的情况下,写出实验报告。由指导教师根据出勤、实验 程序调试的现场表现、实验报告中电路图的绘制、程序框图的绘制等完成的质量,按优、 良、及格、不及格四级评定成绩验实习成绩记入学生学籍档案,无实验成绩或实验成绩 不及格者需进行补修,否则不能毕业。本课程采用平时考核,结合每次实验的现场调试 情况和实验报告评分,综合评定期末成绩(期末不另设独立的实验考
13、试),平时考核占 50%,实验报告占50%。实验成绩分为五级:优秀、良好、中等、及格和不及格。(1)优秀:目的明确,态度端正,程序调试认真,能够触类旁通,举一反三。实 验报告书写工整,绘图规范。程序编制调试准确。(2)良好:目的明确,态度端正,程序调试认真,能主动思考问题。实验报告书 写较工整,绘图较规范。程序编制调试准确。(3)中等:目的明确,态度较端正,程序调试较认真。实验报告书写较工整,绘 图较规范。程序编制调试较准确。(4)及格:目的基本明确,态度较端正,程序调试较认真。实验报告书写较工整, 绘图较规范。程序编制调试较准确。(5)不及格:目的不明确,态度不端正,程序调试不认真。实验报告
14、书写潦草, 绘图不规范。程序编制调试不准确。四、教材选择与编写建议使用自编的单片机原理及应用课程实验指导书参考书目1彭伟.单片机C语言程序设计实训100例基于8051+Proteus仿真.北京:电 子工业出版社,20112郭天祥.新概念51单片机C语言教程入门、提高、开发、拓展全攻略.北京: 电子工业出版社,20093刘建清.轻松玩转51单片机C语言.北京:北京航空航天大学出版社,20104谭浩强.C程序设计.北京:清华大学出版社,19915求是科技.单片机典型模块设计实例导航。北京:人民邮电出版社,20046苏家健.单片及原理及应用技术.北京:高等教育出版社,20047宏晶科技 STC Microcontroller Handbook, 20078单片机教程网 http:www. 51hei. com/9胡汉才.单片微机原理及其接口技术.清华大学出版社,2010(推荐教材)10李广弟.单片机原理.北京:北京航空航天大学出版社,2007