郑州大字 过程装备与控制工程专业 《微机原理》 课程教学大纲 大纲制订人：周俊杰汤松臻 大纲审定人：孟祥容 制订日期：2017/6/17 修订日期：2020/7/1
郑州大学 过程装备与控制工程专业 《微机原理》 课程教学大纲 大纲制订人：周俊杰 汤松臻 大纲审定人：孟祥睿 制订日期：2017/6/17 修订日期：2020/7/1
《微机原理》课程教学大纲 课程编号：013218 课程名称（中/英文）：微机原理/Principle of Microcomputer 课程类型：专业核心课 总学时：32 讲课学时：26 讨论课学时：6 学分：2 适用对象：过程装备与控制工程专业 先修课程：计算机应用基础、电工学、程序设计 后续课程：过程装备与控制技术，微机原理实验、毕业设计等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 微机原理课程是过控专业的一门主要技术基础课。通过对该课程的学习，可使学 生对电子技术向者模块化、智能化方向的发展趋势有一初步认识，可以培养和锻炼学生 运用微机技术对硬件、软件进行开发设计的能力，提高分析问题解决问题的能力和技术 创新的能力。它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力，是 现代工科学生必须掌握的一项专业技术。 1、本课程以微型计算机为研究对象，以掌握微机原理基础知识和程序设计为重点， 特别是单片微型计算机的软硬件知识。学完本课程应达到以下教学目标： (1)了解微型计算机的基本结构，了解其工作原理及运行特性 (2)掌握正确运用仿真软件进行微型单片机仿真与应用系统设计： (3)掌握典型指令系统： (4)掌握程序设计方法及常用接口等应用技术及应用： (5)具有一定的编程技术和实际动手操作能力，并利用所学知识解决与过控专业相关 的工程问题，具有跨领域的综合能力。 本课程的敦学目标与单业要求的对应关系为： 课程教学日标 毕业要求 9-3具有跨领域的综合能力，了解与本专业相关的跨学科领 域基本理论，具备以过程装备为主体，进行技术总榄和整合 能力。0. 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：了解微机原理的应用领域，微型计算机的基本组成及外 围器件，指令系统和程序设计方法，使学生在掌握微机原理理论知识的基础上，基本学 握微机测控软硬件的设计、开发、调试能力，具有较好的微机实际应用能力，为将来从
《微机原理》课程教学大纲 课程编号: 013218 课程名称（中／英文）：微机原理/Principle of Microcomputer 课程类型: 专业核心课 总 学 时： 32 讲课学时：26 讨论课学时：6 学 分：2 适用对象: 过程装备与控制工程专业 先修课程：计算机应用基础、电工学、程序设计 后续课程：过程装备与控制技术，微机原理实验、毕业设计等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 微机原理课程是过控专业的一门主要技术基础课。通过对该课程的学习，可使学 生对电子技术向着模块化、智能化方向的发展趋势有一初步认识，可以培养和锻炼学生 运用微机技术对硬件、软件进行开发设计的能力，提高分析问题解决问题的能力和技术 创新的能力。它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力，是 现代工科学生必须掌握的一项专业技术。 1、本课程以微型计算机为研究对象，以掌握微机原理基础知识和程序设计为重点， 特别是单片微型计算机的软硬件知识。学完本课程应达到以下教学目标： （1）了解微型计算机的基本结构，了解其工作原理及运行特性； （2）掌握正确运用仿真软件进行微型单片机仿真与应用系统设计； （3）掌握典型指令系统； （4）掌握程序设计方法及常用接口等应用技术及应用； （5）具有一定的编程技术和实际动手操作能力，并利用所学知识解决与过控专业相关 的工程问题，具有跨领域的综合能力。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 课程教学目标 毕业要求 1 2 3 4 5 9-3 具有跨领域的综合能力，了解与本专业相关的跨学科领 域基本理论，具备以过程装备为主体，进行技术总揽和整合 能力。0.5 √ √ √ √ √ 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：了解微机原理的应用领域，微型计算机的基本组成及外 围器件，指令系统和程序设计方法，使学生在掌握微机原理理论知识的基础上，基本掌 握微机测控软硬件的设计、开发、调试能力，具有较好的微机实际应用能力，为将来从
事与过程装备与控制工程专业相关的自动控制及应用电子产品的设计、检测等奠定坚实 的基础。同时，通过完成微机原理实验（另单设实验课）和课程论文使其具备以过程装 备为主体，具有跨领域的综合能力。 三、课堂教学内容及要求 本课程采用模块化教学，教学内容共有六个模块。 棋块1绪论与软件开发环境搭建 要求：1简述微型计算机系统，嵌入式系统及发展 2安装klC等仿真调试软件，熟悉集成环境：了解仿真调试过程 模块2硬件知识及工作原理 要求：1掌握单片机的特点与基本结构：熟悉单片机的存储器结构：了解CPU时 序、复位信号与复位电路以及并行V0端口结构： 2了解程序存储器扩展、数据存储器扩展、并行O端口扩展、利用2C总 线进行系统扩展、新型单片机和单片机的节电工作方式： 3了解微处理器的外部特性和存储系统。 模块3软件知识及程序设计 要求：1了解计算机数据表示，熟悉指令助记符和字节数：掌握寻址方式和指令分 类： 2熟悉汇编语言程序格式与伪指令：掌握应用程序设计：了解定点数运算子 程序： 3熟悉高级语言程序设计。 模块4接口技术 要求：1掌握中断的概念、中断系统结构与中断控制：熟悉中断响应和中断系 统应用举例：了解中断源扩展和中断嵌套： 2掌捉定时器/计数器的工作方式与控制字：熟悉定时器计数器应用，了解 计算初值的计算： 3掌握串行通信方式、串行口的工作方式与控制：熟悉串行口应用举例： 了解串口/并口转换、单片机之间的通信和单片机与PC之间的通信。 模块5数模转换及人机接口 要求：1了解AD及D/A转换器的主要技术指标：熟悉DAC接口技术和ADC接口 技术 2了解LED显示器接口技术：掌握7段LED数码显示器和串行接口8位共阴 极LED驱动器MAX7219:了解键盘接口技术、可编程键盘/显示器芯片接口技术和液 品显示器LCD接口技术。 模块6徽机应用系统设计与应用案例
事与过程装备与控制工程专业相关的自动控制及应用电子产品的设计、检测等奠定坚实 的基础。同时，通过完成微机原理实验（另单设实验课）和课程论文使其具备以过程装 备为主体，具有跨领域的综合能力。 三、课堂教学内容及要求 本课程采用模块化教学，教学内容共有六个模块。 模块 1 绪论与软件开发环境搭建 要求：1 简述微型计算机系统，嵌入式系统及发展 2 安装 keil C 等仿真调试软件，熟悉集成环境；了解仿真调试过程； 模块 2 硬件知识及工作原理 要求：1 掌握单片机的特点与基本结构；熟悉单片机的存储器结构；了解 CPU 时 序、复位信号与复位电路以及并行 I/O 端口结构； 2 了解程序存储器扩展、数据存储器扩展、并行 I/O 端口扩展、利用 I2C 总 线进行系统扩展、 新型单片机和单片机的节电工作方式； 3 了解微处理器的外部特性和存储系统。 模块 3 软件知识及程序设计 要求：1 了解计算机数据表示，熟悉指令助记符和字节数；掌握寻址方式和指令分 类； 2 熟悉汇编语言程序格式与伪指令；掌握应用程序设计；了解定点数运算子 程序； 3 熟悉高级语言程序设计。 模块 4 接口技术 要求：1 掌握中断的概念、 中断系统结构与中断控制；熟悉中断响应 和中断系 统应用举例；了解中断源扩展和中断嵌套； 2 掌握定时器/计数器的工作方式与控制字；熟悉定时器/计数器应用，了解 计算初值的计算； 3 掌握串行通信方式 、 串行口的工作方式与控制；熟悉串行口应用举例； 了解串口/并口转换、单片机之间的通信和单片机与 PC 之间的通信。 模块 5 数模转换及人机接口 要求：1 了解 A/D 及 D/A 转换器的主要技术指标；熟悉 DAC 接口技术和 ADC 接口 技术； 2 了解 LED 显示器接口技术；掌握 7 段 LED 数码显示器 和 串行接口 8 位共阴 极 LED 驱动器 MAX7219；了解键盘接口技术、可编程键盘/显示器芯片接口技术和液 晶显示器 LCD 接口技术。 模块 6 微机应用系统设计与应用案例
要求：1掌握应用系统系统的开发流程 2掌握输入输出口的应用 3熟悉数字仪表设计，数字时钟和电子万年历：掌握数字温度计。 4熟悉直流电机，交流电机和鸵机等应用 四、课堂教学学时分配及对应教学目标 序号教学内容 学 教学方式 对应教学目标 模块1绪论与软件开发环境搭建 2 讲授与讨论 1,2,5 课与视频 模块2硬件知识及工作原理 进授与过论 1,2,5 亮里上与切插 模块3软件知识及程序设计 4 进授与讨论 幕课与视物 2,3,5 模块4接口技术 讲授与讨论 4.5 荒课与视频 模块5数模转换及人机接口 6 进授与过论 慕课与视频 4,5 6 模块6微机应用系统设计与案例6讲授与讨论1,2,3,4,5 机动 2讨论 5 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 本课程是过控专业必修课程，经过了多年的课程建设与改革。本课程采用多媒体教学 教学环节主要是课堂教学与课堂讨论，结合微机原理实验实践与课外上机实践，学生可借助 慕课与视烦进行课下学习。为了综合训练学生总结分析表达能力，该课程结束后安排了一个 课程论文，该课程论文要求学生在实验小组的基础上单独完成，针对一个微机应用系统进行 仿真设计，通过该课程论文训练学生综合运用所学知识和工具分析解决微机应用系统设计的 复杂工程问题。 六、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为：期末考试成绩70%+课程论文30%=100%。 评分标准： 1)期末考试 按期末考试的标准答案、评分标准百分制评分，总评后折算成70分。 期末考试采用闭卷方式，题型一般采用判断正误题、简答题、程序设计题、程序分析题 等。 2)作业与课程论文：
要求：1 掌握应用系统系统的开发流程 2 掌握输入输出口的应用 3 熟悉数字仪表设计，数字时钟和电子万年历 ；掌握数字温度计。 4 熟悉直流电机，交流电机和舵机等应用 四、课堂教学学时分配及对应教学目标 序号 教学内容 学 时 教学方式 对应教学目标 1 模块 1 绪论与软件开发环境搭建 2 讲授与讨论， 慕课与视频 1，2，5 2 模块 2 硬件知识及工作原理 6 讲 授 与讨 论 慕课与视频 1，2，5 3 模块 3 软件知识及程序设计 4 讲 授 与讨 论 慕课与视频 2，3，5 4 模块 4 接口技术 6 讲 授 与讨 论 慕课与视频 4，5 5 模块 5 数模转换及人机接口 6 讲 授 与讨 论 慕课与视频 4，5 6 模块 6 微机应用系统设计与案例 6 讲授与讨论 1，2,3,4,5 7 机动 2 讨论 5 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 本课程是过控专业必修课程，经过了多年的课程建设与改革。本课程采用多媒体教学， 教学环节主要是课堂教学与课堂讨论，结合微机原理实验实践与课外上机实践，学生可借助 慕课与视频进行课下学习。为了综合训练学生总结分析表达能力，该课程结束后安排了一个 课程论文，该课程论文要求学生在实验小组的基础上单独完成，针对一个微机应用系统进行 仿真设计，通过该课程论文训练学生综合运用所学知识和工具分析解决微机应用系统设计的 复杂工程问题。 六、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为：期末考试成绩 70%+课程论文 30% =100%。 评分标准： 1）期末考试 按期末考试的标准答案、评分标准百分制评分，总评后折算成 70 分。 期末考试采用闭卷方式，题型一般采用判断正误题、简答题、程序设计题、程序分析题 等。 2）作业与课程论文：
在课程教学过程中为了保证后期课程论文的质量，完成一定数量的电子版作业，作为完 成的论文和实验的基础，课程论文每人完成一份，按照30分计算。 论文的评分标准： 完成情况 得分 严格按照论文要求并及时完成，有一定应用价值，解决问题的方案正确、 24-30分 合理，能提出合理的解决问题方案。 基本按照论文要求并及时完成，基本实现功能要求，解决问题的方案基本 18-23分 正确、基本合理 不能按照论文要求，未及时完成，无法实现功能要求，解决问题的方案基 12-17分 本不正确、不合理 不能按照论文要求，未及时完成，无法实现功能要求，不能制定正确和合0-11分 理解决问愿的方案。 3)课堂表现： 案例讨论、课堂讨论等，不计入总成绩。 七、教材和参考书目 教材：《单片微机原理与接口技术-基于STC15丽4K32S4系列单片机》，丁向荣主编， 电子工业出版社，2015年。 参考书： 1《STC单片机原理及应用-从器件、汇编、C到操作系统的而分析和设计》（立体化教 程)（第2版），何宾主编，清华大学出版社，2019年。 2《Proteus辅助的单片机原理实践一基础设计、课程设计和毕业设计》赵广元著，北 京航空航天大学出版社。 3《微机原理与接口技术-一基于8086和Proteus仿真（第3版）》，顾晖，电子工业 出版社出版2019年 八、课程资源链接 1、STC单片机官网 https://www.stcisp.com/index-1.html 大纲制订人：周俊杰、汤松臻 大纲审定人：孟样睿 制订日期：2017/6/17 修订日期：202071
在课程教学过程中为了保证后期课程论文的质量，完成一定数量的电子版作业，作为完 成的论文和实验的基础，课程论文每人完成一份，按照 30 分计算。 论文的评分标准： 完成情况 得分 严格按照论文要求并及时完成，有一定应用价值，解决问题的方案正确、 合理，能提出合理的解决问题方案。 24-30 分 基本按照论文要求并及时完成，基本实现功能要求，解决问题的方案基本 正确、基本合理 18-23 分 不能按照论文要求，未及时完成，无法实现功能要求，解决问题的方案基 本不正确、不合理， 12-17 分 不能按照论文要求，未及时完成，无法实现功能要求，不能制定正确和合 理解决问题的方案。 0-11 分 3）课堂表现： 案例讨论、课堂讨论等，不计入总成绩。 七、教材和参考书目 教 材：《单片微机原理与接口技术-基于 STC15W4K32S4 系列单片机》，丁向荣主编， 电子工业出版社，2015 年。 参考书： 1《STC 单片机原理及应用-从器件、汇编、C 到操作系统的而分析和设计》（立体化教 程）（第 2 版），何宾主编，清华大学出版社，2019 年。 2《Proteus 辅助的单片机原理实践--基础设计、课程设计和毕业设计 》赵广元著， 北 京航空航天大学出版社。 3《微机原理与接口技术——基于 8086 和 Proteus 仿真（第 3 版）》，顾晖，电子工业 出版社出版 2019 年 八、课程资源链接: 1、STC 单片机官网 https://www.stcisp.com/index-1.html 大纲制订人：周俊杰、汤松臻 大纲审定人：孟祥睿 制订日期：2017/6/17 修订日期：2020/7/1