《单片机原理与接口技术实验》教学大纲 一、课程基本信息 Microcontroller Principle and Interface 课程代码32040341课程英文名称 technology Experiments 课程性质 必修 课程类别 实践教自 学分数2 学时数32理论学时0实验学时0上机学时0实践学时32 先修课程电路分析、模拟电子技术、数宁电子技术、单片机原理 后续课程DSP处理器及应用、ARM技术及应用、Verilog语言与EDA技术 适用专业电子信息工程通信工程 执笔人 工耀琦 审核人伍忠东 编写期2013年06月 二、课程性质和目的 《单片机原理与接口技术实验》是一门综合性极强的电子技术应用型设计课程。其任务在于训 练学生综合应用各种电子技术知识，掌握一些小型电子系统的设计方法和制作过程的能力：培养学 生们的科学性、系统性、及全面性的设计素质：开拓学生的设计思路，增强学生理论知识与实践相 结合的能力。其目的是通过一个以工程实践或社会生活为背景的电子系统的研究、设计与实现，使 学生能将已学过的模拟电路、数字电路以及单片机等知以综合运用于电子系统的设计中，从而培养 学生知识综合应 多由 子系统设计的能力，使学生在单元电路设计、系统电路分析 整机联调、 算机辅助设计和信号与信息处理、通信、控制等方面的能力都有一个质的飞跃。这是在所有实践性 课程中最具活力，最能培养学生的自主学习与实践能力、培养学生创新思维的课程之一。培养和提 高学生的科研素质、工程意识和创新精神。其正实现了理论和实际动手能力相结合的教学改革要求。 三、课程教学的基本要求 通过本科课程的学习，使学生了解51系列单片机的内部结构及其资源，加深对微型计算机体 系结构的理解，通过在试验板上熟练使用数码管、键盘、液品、1302、18B20、红外对管等掌握单片 机的基本用法。使用单片机来控制一些外用电路，通过对外围芯片的读写加深对时序图的认识。 1、所有项目均在一个最小单片机系统下完成，学生可以根据自己的兴趣和能力选择其中的一个， 2、了解单片机和外部电路的接口电路，设计接口协议，合理分配硬件、软件资源，综合利用专 业知识。要求学生进一步了解单片机的硬件结构。 根据设计任务和单片机的功能 分析用单片机的 功能实现设计任务的方法，充分考虑单片机的各种功能，最大限度的利用单片机软件、硬件资源， 考虑硬件、软件资源的分配，力求以最低的成本实现设计任务要求的功能。 3、要完成设计任务，学生必须全局考虑单片机的软件、硬件知识，学习相应功能的实现方法， 掌握简单的外部电路功能，通过单片机课程设计要求学生能够史好的理解单片机的组成，理解单片 机各个组成部分的功能和应用， 了解单片机的广泛应用，学习单片机的应用方法。 4、通过单片机实训可以提高学生的编程能力。 实训的题目都是山常生活中经常见到的内容 生容易接受和理解设计任务的要求，如何科学合理的应用单片机知识实现设计任务是单片机课程设 计的主要目的。 5、根据设计任务全面考虑课程知识，按照设计要求将任务分解，设计控制流程图，体现了模块 化设计的基本思想。组织学过的各种语们实现相应的功能控制，既可以学习程序编制方法，又可以 进一步加深对每个语句的理解，巩固各条语句的使用语法，提高学生的编程水平
四、课程教学基本内容 1.自学内容 1)单片机应用系统设计：掌握单片机应用系统的组成与构建，学习单片机应用系统资源配置 结构与总线设计、电源配置，掌握输入输出接口通道、人机交互等系统中各功能模块的设计与实现： 掌握运用汇编与C语言进行单片机程序设计与程序调试方法，Kei1 uVision2(uv2)的使用。 (2)电子系统实现：以一个具体的综合性课题，将以上各部分内容贯穿起来综合运用，让学生 学习电路与系统的搭试、构建、调试、测试的方法：向学生介绍电子系统的设计方法，电子系统工 程实现中的工程问题。 传感器与检测电路 了解通过传感器将外界信息转化为电信号的方法与常用屯路，掌捏信 号的转换、滤波、放大、整形等方法。 (4)电源设计：学习并掌捏电子系统中对各类电源（工作比源、参考电源、基准电源、隔离电 源)的需求分析、选择和电路设计的基本方法。 2验内 1)必做实验：旨在让学生学习过理论之后，实际动手搭建实验系统以验证所学的要求必须掌 握的重点理论知识，深入理解控制技术基木慨念。必做实验要求每个学生都要亲自动手，并纳入综 合考核中。 ①电源制作和常用软件使用实验 基本要求：制作的稳压电源要能稳的工作，输出电流>0.5A:按照要求在Keil C和Proteus环 培下克：积的仿调试 实验日的：熟悉电源的设计与制作，熟Keil C与Proteus软件的使用和使用技巧 ②跑马灯实验 基本要求：按照要求实现LD的各种不同显示。 实验目的：训练C51编程，了解软件对硬件的控制方式，实现数码管的静态、动态显示 ③1FD是示：哈 基本要求：实现数码管的静态、动念显示 实验目的：理解数码管的静态、动态显示原理和驱动方法 ④键盘识别实验 基本要求：独立按键、行列式按键软硬件设计。 实验目的：理解独立键盘与知阵键盘的工作原理，实现知阵键盘中键值的判断。 ⑤I/0口扩展实验 基本要求：采用常用的1/0编程芯片实现对1/0口的扩展 实验日的：熟悉8155、8156等常用芯片的使用。 ⑤中断的使用实验 基本要求：掌握如问通过设置单片机的寄存器来确定外部中断的工作方式：电平触发还是边缘 触发：掌握如何通过C语 或汇编语言来调用中断子程 实验目的 了解使用中断编程 一般方法，掌捏采用中断方式进行编程的方法 ⑦单片机对LCD1602的控制实验 基本要求：了解液品屏的显示方式：掌握单片机如何对液品屏传送数据和命令。 实验目的：通过单片机对液品屏的控制学会编写简单的人机交互界面。 ⑧AD/DA实验 基本要求： 编写C51程序 ,布实验开发板上按照要求实现正确的D/DA输出 实验日的：理解I2C、SPI等串行通信协议，掌握51与AD/DA的通信方式，掌握基于MCS-51的 AD/DA转换器接口的设计方法。 ⑨12864显示实验
基本要求：编写C51程序，在汉宁型液品显示器上汉宁显示、翻页等功能。 实险目的：熟悉12861及其兼容液品控制器的指令集及其使用方法。 ©PWW波产生、电机驱动实验 基本要求：步进电机按要求转动，直流电机能按要求工作 实验目的 理解PW 生原理，屋步进电机驱动方法 (2)选做实验：我们在安排必做实验的同时，另外为学生提供一些选做实验。学生需要在给定 的10个选做实验中选择企少4个实验项目，旨在满足兴趣浓厚的学生对本课程的史广泛的认识和理 解的需要。 ①串口通信实验 基本要求：分别采用232协议和165协议实现单片机与心机的通信 实验目的：熟悉TXD、RD口的功能，掌握单片机申行口的使用。 ②蜂鸣器、继电器控制和译码实验 基本要求：通过编写C51程序，实现单片机对蜂鸣器、继电器控制和译码。 实验目的：熟悉单片机1/0口对外围设备的控制。 ③555脉冲发生器实验 基本要求：通过编写C51程序， 产生不同频率的知形波、三角波和正弦波。 实验目的：熟悉单片机对外围芯片的控制。 ④I2C接口实验 基本要求：了解12C总线协议：棠屋句诵讨单片机来访间外围器件 实验目的：学习I2C总线接口技术的使用，掌握AT21C02芯片的用法，提高编程能力 ⑤光敏 热敏电阻实 基本要求：不同光照和温度条件下，单片采集光敏、热敏电阻上的电压。 实验目的：了解光做、热敏电阻的工作原理，了解环境因素对系统影响的重要性 ⑥SB驱动实验 基本要求：掌握PL2303的电路结构设计和程子设计 实验目的：学会SB聚动程序的底层设计 ⑦时钟芯片1302的读写实验 基本要求：掌握何用单片机的1/0口模拟时序来访问外围设备。 实验目的：通过对1302的读写，掌握1向何使用1302芯片，加深对时序图的理解 (⑧红外话信实哈 甚太要求. 掌握单片机的1/0口结构，以及单片机对I/0口的读写 实验目的：通过该实验学习1/0口的基本知识，掌程I0口单个引脚作为输出口使用的方法 掌握51类单片机引脚“准”双向I/0口的特性。 ⑨18B02温度传感芯片的使用实验 基本要求：掌挥！何通过单片机以一定的协议来访间外围器件 实验目的：通过对18B02的访问掌握单总线技术，以及阅读时序图的能力 四彩屏5 示实 基本要求：掌捏彩屏与单片机的连接，理解单片机对彩屏显示的控制。 实验日的：掌屋单片机对彩屏显示的开发，为触摸屏的使用莫定基础。 (3)综合开发实验(4学时)（必做） 在然做实哈的基础上，为了册足学有金力的学生对控制技术的讲一北探索，我1扩大了实验内 容，设计出不同的综合实验项目，每个学生可以根据自己的实际情况选做相应的实验， 纳入综合考 核，但属于附加分值 ①交通灯控制器设计：
②计算器设计： ③8路抢答器设计： ④方年坊设计. ⑤环境温度监控系统设计 ⊙多功能电子显示屏： ⑦遥控器设计： ⑧超声波测距设计： O激控相流源设计 电子器件简易测试仪设计 必儆实验学生两人一组，山实验教师讲解实验原理后，学生自己独立完成。选做实验和综合开 发实验山主讲教师和辅导教师指导，根据自身学习情况选做，主要在课程设计时完成。实验教学考 核包括文档整理、实验过程表现等，纳入理论教学成绩中，在期木成绩总评时，占有一定的比例。 五、学时分配表 教学内容 讲课实验上机实践设计习题讨论 说明 时数时数时数学时 课 课时数 电源制作和常用软件使用实黔 跑马灯实验 2 必 LED显示实验 2 必 链盘识别实验 2 必 I/0口扩展实验 2 必 中断的使用实验 2 必 单片机对LCD1602的控制实验 2 必 AD/DA实验 必 12861显示实验 2 ,以 PWM波产生、电机张动实验 2 必 串口通信实验 2 选 蜂鸣器、继电器控制和译码实验 2 选 555脉冲发生器实验 2 选 12C接口实验 选 光敏、热敏电阻实验 2 选 SB别实验 时钟芯片1302的读写实验 2 选 红外通信实验 选 18B02温度传感芯片的使用实验 选 彩屏显示实验 2 洗 综合设计 4 必 共计 32 六、建议教材与教学参考书
严天蜂，正耀琦《电子设计工程师实践教程》北京航空航天大学出版社，2011.1 工耀琦等《单片机原理与应用及C51程序设计》西安电子科技大学出版社，2013.1 彭冬明等，《单片机实验教程》北京理工大学出版社，2007.2 陈涛等，《MCS-51单片机及C51程序设计实验与实例教程》机械工业出版社，2007.1 张卫宁，《DSP原理与应用教程》，科学出版社，2008年7月 七、课程考核方式与成绩评定 1、考核方法 学尘每个实验的成绩按100分计，总成绩山所有实验的半均成绩（占60%）和综合设计(40%) 构成，实验的最后成绩按五级分记载，分为：优、良、中、及格、不及格。 2、实验成绩的评定 实验预习报告占20%、实验过程占40%、实验报告占40%。 3、综合设计成绩按实际设计系统的工作情况、系统实现的难易程度、制作工艺给出成绩