《微機原理與接口技術(shù)》實驗教學(xué)大綱

《微機原理與接口技術(shù)》實驗教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145223404課程名稱（中/英文）：微機原理與接口技術(shù)/ComputerTheory&InterfaceTechnology課程類別：個性化選修課程課程性質(zhì)：選修課程類型：課程實驗總學(xué)分：2總學(xué)時：32實驗/實踐學(xué)時：8適用專業(yè)：焊接技術(shù)與工程適用對象：本科先修課程：信息技術(shù)基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、電工與電子技術(shù)開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介學(xué)生掌握MCS-51系列單片機CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能；熟悉中斷系統(tǒng)的工作原理及使用方法；了解單片機常用的接口技術(shù)以及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方法。定時器/計數(shù)器常用工作方式編程及調(diào)試，定時器/計數(shù)器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計；串行口通信硬件設(shè)計，串行口通信軟件設(shè)計；顯示及鍵盤接口硬件設(shè)計，顯示及鍵盤接口軟件設(shè)計；熟悉單片機仿真開發(fā)器結(jié)構(gòu)及功能，運行一個實例，使學(xué)生掌握單片機開發(fā)流程。具有對微機控制系統(tǒng)的分析、應(yīng)用和維護(hù)方面的基本能力，具有一定的創(chuàng)新能力，能在機械設(shè)計與制造及設(shè)備控制等應(yīng)用中進(jìn)行一定的創(chuàng)新設(shè)計。能夠應(yīng)用微機原理及接口技術(shù)的基本原理，識別、表達(dá)、分析焊接技術(shù)與工程專業(yè)的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。包括設(shè)計實驗、收集、處理、分析與解釋數(shù)據(jù)，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論并應(yīng)用于工程實踐。三、實驗教學(xué)目標(biāo)1．通過實驗教學(xué)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生對微機控制系統(tǒng)的分析、應(yīng)用和維護(hù)方面的基本能力目的，使之能夠應(yīng)用微機原理及接口技術(shù)的基本原理，識別、表達(dá)、分析、優(yōu)化設(shè)計焊接技術(shù)與工程專業(yè)的復(fù)雜工程問題，掌握微機原理及接口技術(shù)，具備解決相關(guān)的工程能力。2．通過實驗教學(xué)使學(xué)生掌握微機原理及接口技術(shù)的開發(fā)基本原則，能夠利用微機原理及接口技術(shù)的基本原理，設(shè)計相關(guān)的測試與控制等實驗，開展對復(fù)雜工程問題的實驗研究分析，并通過信息綜合分析獲得有效實驗結(jié)論。具有綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，鍛煉工程實踐能力，提高設(shè)計實驗和分析實驗數(shù)據(jù)的能力。四、實驗項目及學(xué)時安排序號實驗項目名稱實驗學(xué)時實驗類型實驗要求每組人數(shù)備注1定時器/計數(shù)器編程和應(yīng)用程序調(diào)試實驗2設(shè)計性必做52串行口通信編程和應(yīng)用程序調(diào)試實驗2設(shè)計性必做53LED顯示器接口及鍵盤接口實驗2設(shè)計性必做54單片機仿真實驗2綜合性必做5五、實驗內(nèi)容實驗一定時器/計數(shù)器編程和應(yīng)用程序調(diào)試實驗實驗?zāi)康模?.熟悉軟件的操作和使用方法；2.了解單片機中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器的編程應(yīng)用；3.進(jìn)一步熟練使用開發(fā)系統(tǒng)的各種調(diào)試方法。實驗設(shè)備：1．LH-MCU多CPU單片機試驗箱一臺2．計算機一臺實驗內(nèi)容及步驟：1.輸入程序并檢查無誤，對程序進(jìn)行匯編、調(diào)試，然后燒寫程序到89c51單片機；2.將LED1~LED6用插針連接到P1.0~P1.5，用插針將K1鍵，K5鍵，K9鍵與P0.0-0.2；3.運行程序，做必做題目的同學(xué)，看交通燈是否正常運行，做擴(kuò)展題目的同學(xué)還要按下K5、K1鍵，觀察交通燈的變化情況,按下K9鍵看是不是兩道交通燈都變?yōu)榧t燈。實驗二串行口通信編程和應(yīng)用程序調(diào)試實驗實驗?zāi)康模?.掌握串行口工作方式的程序設(shè)計，掌握單片機通信程序編制方法。2.了解實現(xiàn)串行通信的硬環(huán)境，數(shù)據(jù)格式的協(xié)議，數(shù)據(jù)交換的協(xié)議。3.了解PC機通信的基本要求。實驗設(shè)備：1.LH-MCU多CPU單片機試驗箱一臺2.計算機一臺實驗內(nèi)容及步驟：1.利用單片機串行口，實現(xiàn)與PC機通信。2.本實驗實現(xiàn)以下功能，PC機上輸入的字符（0-F）能在實驗儀的數(shù)碼管上顯示。單片機與PC接口,如圖2-1。圖2-1串口通訊硬件原理圖鍵盤顯示功能的實現(xiàn)，通過8279與單片機接口實現(xiàn)，原理圖如圖2-2所示：圖2-2顯示接口硬件原理圖3.按圖連好線路，用8芯排線將8279區(qū)JB51(a-h)連接到數(shù)碼管顯示區(qū)的CODE，JB53(BIT0-BIT7)連接到數(shù)碼管顯示區(qū)的BIT。8279區(qū)8279CS2連到系統(tǒng)譯碼的Y6上，8279CLK連接到固定脈沖的1MHz。將隨機配備的一根用戶通信線插入RS232/485插座，另一頭9芯頭插到PC機空余的串行口上。4.將8031串行接收信號線P3.0（RXD）連到RS232/485插頭下面的RXD插孔；8031的P3.1（TXD）連到RS232/485插頭下面的TXD插孔上。5.調(diào)試運行程序PCTX.ASM。6.在上位機上運行DVSIO，參數(shù)設(shè)置1200，選擇連接的串口，打開串口。7.從上位機鍵盤上輸入數(shù)字或在顯示窗口內(nèi)點擊“0—F”數(shù)字按鈕，相應(yīng)的數(shù)字會顯示在實驗系統(tǒng)的數(shù)碼管上。8.也可以通過串口調(diào)試助手進(jìn)行操作。實驗三LED顯示器接口及鍵盤接口實驗實驗?zāi)康模?.掌握LED顯示定時/計數(shù)器綜合應(yīng)用程序的設(shè)計與分析方法。2.掌握運用開發(fā)系統(tǒng)調(diào)試LED顯示及定時/計數(shù)應(yīng)用程序的基本方法。實驗設(shè)備：1.LH-MCU多CPU單片機試驗箱一臺2.計算機一臺實驗內(nèi)容及步驟：實驗要求：在LED顯示器上顯示時間，利用8279可以實現(xiàn)對鍵盤/顯示器的自動掃描，以減輕CPU負(fù)擔(dān)，具有顯示穩(wěn)定、程序簡單、不會出現(xiàn)誤動作等優(yōu)點。本實驗利用8279實現(xiàn)顯示掃描自動化。1.連好線路，用8芯排線將8279區(qū)JB51(a-h)連接到數(shù)碼管顯示區(qū)的CODE，JB53(BIT0-BIT7)連接到數(shù)碼管顯示區(qū)的BIT。8279區(qū)8279CS2連到系統(tǒng)譯碼的Y6上，8279CLK連接到固定脈沖的1MHz。2.調(diào)試運行程序。實驗四單片機仿真實驗實驗?zāi)康模?．通過實驗熟悉LH-MCU多CPU單片機試驗箱的結(jié)構(gòu)2．通過一個實例，使學(xué)生了解單片機開發(fā)的整個流程。3．掌握單片機I/O口的簡單輸入及輸出。實驗設(shè)備：1．LH-MCU多CPU單片機試驗箱一臺2．計算機一臺實驗內(nèi)容及步驟：1.本實驗將通過構(gòu)造一個簡單的單片機系統(tǒng)，實現(xiàn)簡單的功能，來使學(xué)生了解掌握本單片機試驗箱的構(gòu)造及使用方法。2.本實驗實現(xiàn)的功能為：開關(guān)K1每撥動一次，L0～L7發(fā)光二極管按16進(jìn)制方式加一點亮。3.硬件連線：P3.3用插針連至K1，P1.0～P1.7用插針連至L0～L7。六、實驗報告格式實驗名稱（一）實驗?zāi)康模ǘ嶒炘O(shè)備（三）實驗內(nèi)容及步驟（四）結(jié)果與分析（五）問題討論七、考核方式（一）實驗成績的構(gòu)成實驗成績占本門課程總成績20%，參考實驗考勤、實驗操作及實驗報告成績綜合給定。（二）評分標(biāo)準(zhǔn)1.實驗成績以百分制或五級制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）填報，按比例記入該課程成績中。2.多個實驗項目的要最后填報平均成績。3.按照實驗指導(dǎo)書的具體要求，根據(jù)每個學(xué)生實驗前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實驗過程的考查，實驗操作情況及實驗報告的質(zhì)量，綜合給出實驗成績。4.實驗評分應(yīng)包括三個方面：（1）實驗預(yù)習(xí)及實驗紀(jì)律占20%：（2）實驗操作占40%：（3）實驗報告40%；評分等級：評定成績分優(yōu)、良、中、及格和不及格五個等級。優(yōu)：90分以上，良：80-89分，中：70-79分，及格：60-69分，不及格：59分以下，也可以以百分制給出實驗的綜合成績。實驗成績評定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）實驗預(yù)習(xí)及實驗紀(jì)律（20%）實驗前能夠按照實驗要求，提前預(yù)習(xí)，掌握實驗內(nèi)容，掌握實驗安全操作規(guī)程，遵守實驗紀(jì)律實驗前能夠按照實驗要求，提前預(yù)習(xí)，較好的掌握實驗內(nèi)容、掌握實驗安全操作規(guī)程，遵守實驗紀(jì)律實驗前能夠按照實驗要求，提前預(yù)習(xí)，了解實驗內(nèi)容、實驗安全操作規(guī)程，較遵守實驗紀(jì)律實驗前能夠按照實驗要求，提前預(yù)習(xí)，基本了解實驗內(nèi)容、實驗安全操作規(guī)程，較遵守實驗紀(jì)律實驗前未能按照實驗要求，未提前預(yù)習(xí)，不了解實驗內(nèi)容、未能掌握實驗安全操作規(guī)程實驗操作（40%）能夠根據(jù)實驗?zāi)康?，獨立設(shè)計優(yōu)化實驗步驟，獨立或合作完成實驗操作，且操作規(guī)范；準(zhǔn)確記錄實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出合理的實驗結(jié)果能夠根據(jù)實驗?zāi)康?，獨立設(shè)計實驗步驟，獨立或合作完成實驗操作，操作較為規(guī)范；記錄實驗現(xiàn)象較為準(zhǔn)確，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出較為合理的實驗結(jié)果能夠根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計實驗步驟，獨立或合作完成實驗操作，操作基本規(guī)范；記錄實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，得出實驗結(jié)果能夠根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計出基本的實驗步驟，基本能完成實驗操作，操作基本規(guī)范；記錄實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進(jìn)行初步分析討論，得出實驗結(jié)果不能根據(jù)實驗?zāi)康模O(shè)計出相應(yīng)的實驗步驟，不能完成實驗操作或操作不規(guī)范；不能記錄實驗現(xiàn)象，不能對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，不能得出實驗結(jié)果實驗報告（40%）實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進(jìn)行深入的討論，提出自己的見解。實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)較為合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠較好的完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇