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文本内容:
《微机原理实验》教学大纲
一、课程基本信息微机原理实验课程名称Experiment ofMicrocomputer Principle课程编码CTL310411010开课院部控制科学与工程学院课程团队(未设置)学分
1.0课内学时24讲授0实验24上机0实践0课外学时24适用专业自动化授课语言中文先修课程程序设计(C/C++)、电路分析、模拟电子技术、微机原理、数字电子技术(课程简介.•.)微机原理实验是自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化和测控技术与仪器等专业的必修实验课程,该课程是微机原理理论课程的配套实验课程通过本门实验课程学习和训练,要求学生熟悉汇编语言、C语言程序设计和混合编程方法及其开发环境和调试工具,并掌握常用可编程接口芯片的原理和应用、MSP430的常用硬件资源,重点掌握接口设计软硬件开发的基本知识和必备技能在强调基本实验技能训练、加强学生对微机基本概念和基本原理理解的基础上,突出设计性和综合性实验内容的训练帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识,培养学生的实验操作能力分析问题和解决问题的能力,培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风,增强创新意识,使学生在科学研究方面得到初步的训练Course introduction...microcomputer principleexperiment isa compulsoryexperiment coursefor automation,electronic informationengineering,electrical engineeringand itsautomation,measurement andcontrol technologyand instruments,etc,this课程简介course isa supportingexperimental courseof microcomputerprinciple theory.Through thestudy andtraining ofthis experimental(必修)course,students arerequired tobe familiarwith assemblylanguage,C languageprogramming,mixed programmingmethods,development environmentand debuggingtools,and masterthe principlesand applicationsof commonlyused programmableinterface chips,the commonhardware resourcesof MSP430,focusing onmastering the basic knowledgeand necessaryskills ofinterface designand softwareand hardwaredevelopment.On thebasis ofemphasizing the training ofbasic experimentalskills andstrengthening students,understanding ofthebasicconcepts andprinciples ofmicrocomputers,thetrainingof designingand comprehensiveexperimental contentsis highlighted.Help studentsconsolidate anddeepen theirunderstanding ofthe theoreticalknowledge theyhave learned,cultivate theirexperimental operationability,the abilityto analyzeand solveproblems,and cultivatestudents seriousand realisticscientific attitudeand rigorouswork style,enhance thesense ofinnovation,so thatstudents canget preliminarytraining inscientific research.[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[M,N]=[80-100,0-79]
六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1微型计算机原理与接口技术(第五版),周荷琴、冯焕清,中国科学技术大学出版社,2013,ISBN:
9787321031915.(*主教材)2图书1微机原理汇编及接口设计,戴永寿,中国石油大学出版社,2006,ISBN:
7563621962.3图书微型计算机原理(第四版),姚燕南,西安电子科技大学,2009,ISBN:
9787560623382.图书The IntelMicroprocessors一Architecture,Programming,and InterfacingFifth Edition,Barry B.Brey,Higher Education5,2002,4Press ISBN:
9780130487209.图书IMSP430单片机原理与应用MSP430F5xx/6xx系列单片机入门、提高与开发,任保宏,徐科军,电子工业出版社,2014,ISBN:
9787121220814.56图书微机原理与接口设计,陈真,戴永寿,李莉,校级十三五规划教材,
2019.(*主教材)
七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机8086CPU寻址方式和汇编语言程序设计基础实验楼1微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼2循环程序结构和过程调用程序设计微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼3接口实验预备知识及简单的输出接口微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼4简单的输入接口微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼5可编程并行接口8255A微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515CCS编译环境和MSP430系列开发板的系基础实验楼6微机原理实验室12专业基础必做设计性否统设计C519/515基础实验楼7GPI0接口及其外部中断的应用微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼8电子纸显示模块的设计与应用微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼9定时中断的设计与应用微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515定时器A TimejA的比较/捕获模式基础实验楼10微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼11ADC的设计与应用微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515基础实验楼12综合应用系统设计微机原理实验室12专业基础必做设计性否C519/515负责人
二、课程目标毕业要求指标点序号代号课程目标OBE任务自选目标「理解并掌握微处理器系统及其接口的基本概念和基础知识,具有针对复杂工程问题进行软硬件分析1Ml是
2.
22.2与设计的能力目标2能认识到解决问题有多种方案可选择,能够运用基本原理进行微处理器系统软硬件设计与开发2M2是
2.
32.3并提出解决复杂工程问题的多种工作原理、关键问题及相互制约因素“目标3针对复杂工程问题,能够基于专业理论,根据调研的结果及问题特征,设计可行的实验方案;3M3根据实验方案构建实验装置,采用科学的实验方法安全地开展实验;正确采集、处理实验数据,对实验结是
3.1,
4.
33.1,
4.3果进行总结分析,综合得到合理有效的结论及设计方案的可行性目标4能够理解并掌握微处理器系统软件设计语言及其编译技术,掌握硬件设计与调试的现代工具,4M4是
5.1,
5.
25.1,
5.2并理解其局限性,能够对复杂工程问题涉及到微处理器系统进行分析与设计目标5能够撰写实验报告、设计报告、总结报告等,作为团队成员,明确自己的责任并高效完成自身的任务,能与其他学科的团队成员有效沟通,理解多学科融合的意义,并独立或合作完成综合设计等具体5M5是
9.1,
9.
29.1,
9.2任务参与组织、协调和指挥团队开展工作,完成综合设计的成员分工、各自任务和团队分组答辩等
三、课程内容支撑课程课内课外序号章节号标题课程内容/重难点教学方式课外环节目标学时学时实验18086CPU掌握TPC-USB集成开发环境的使用;汇编语言程序设计过程和调试撰写实验报1实验1寻址方式和汇编语2实验2方法;顺序程序结构的使用告言程序设计3,M4,M5实验2循环程序循环、多重循环程序结构的设计和调试方法;子程序调用的设计和撰写实验报2实验2结构和过程调用程2实验2调试方法;掌握段内近程调用,了解其它调用方式告序设计3,M4,M53实验3实验3接口实验掌握TPC-UPC-ZK实验系统的组成和使用方法;掌握软件延时的Ml,M2,M2实验2撰写实验预备知识及简单的原理和延时子程序编程方法;掌握简单输出接口硬件设计、软件编3,M4,报告输出接口程和软硬件联调的方法M5进行DOS功能调用过程的自主学习并实现一项字符显示设计任务目的L引导学生开展自主学习和设计性实验;综合设
2.为后续实验内容进行衔接和过渡;计报告/M1,M2,M4字符显示设计任务小组合
3.要求学生阐述常用DOS功能调用的过程,设计并编程实现一项2翻转课堂2自主学习3,M4,M5作字符显示任务
4.采用3-4人小组合作和小组互评机制实验4简单的输入掌握软件延时消抖的作用和编程方法;简单输入接口硬件设计、软撰写实验报5实验43,M4,2实验2接口件编程和软硬件联调的方法M5告掌握8255基本工作方式的应用编程与软硬件联调方法;数码管静实验5可编程并撰写实验报6实验5态/动态扫描显示接口硬件设计、软件编程和软硬件联调的方法;并2实验2行接口8255A告行接口设计和编程方法3,M4,M5实验6CCS编译环境和MSP430系列掌握CCS集成开发环境的使用和开发应用程序的流程;MSP430系列撰写实验报7实验63,M4,M52实验2开发板的系统设计软件编程和模块化程序设计与软硬件联合调试方法告实验7GPIO接口掌握MSP430系列GPIO接口配置与应用方法;GPIO接口按键消抖撰写实验报8实验7及其外部中断的应用方法;GPIO接口的查询操作应用方法;了解MSP430系列中断系2实验2告统,熟练掌握GPIO接口外部中断的应用方法3,M4,M5实验8电子纸显示熟练掌握CCS工程中声明、定义和调用外部函数的方法;电子纸显撰写实验报9实验8模块的设计与应示模块的结构、原理和使用方法;显示字符和图形的方法;了解字2实验2告用模取模软件的使用方法3,M4,M5掌握MSP430系列Tiner_A定时器的工作原理、配置方法和典型应实验9定时中断的撰写实验报10实验9用;端口P1和P2复用功能应用;定时中断功能的设计和应用2实验2设计与应用告3,M4,M511实验10实验10定时器A掌握MSP430系列片内集成定时器A的比较/捕获模块的结构、2实验2撰写实验比较/捕获模式关键寄存器及其应用;定时器的比较模式应用;利用定时器的比较3,M4,报告模式产生方波和输出PWM波形;利用定时器捕获模式测量方波信号M5的频率了解模数转换(ADC)的基本原理、转换过程及性能指标;熟练掌握ADC12模块的4种工作模式;掌握应用MSP430F5529片内温度传M1,M2,M实验11ADC的撰写实验报12实验11感器的方法和编程实现方法;了解12c设备的应用方法及片外温度3,M4,2实验2设计与应用告传感器的编程实现方法;掌握拨盘电位器的操作应用方法和编程实M5现方法综合设计/分组答辩综合性MSP430应用系统设计与调试并进行分组答辩实验12综合应13实验12目的L弓|导学生后续学习和研究;3,M4,2实验2大作业用系统设计M
52.为各专业学生后续课程设计进行衔接和过渡;
3.采用3-4人分组实验和答辩;
4.要求学生总结分析,提出进一步改进方案
四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比
1、每次实验开始前检查学生对本次实验的预习情况
2、成绩采用百分制,根据预习报告完成准确性、是否按时、是否独立完成评分1预习报告
3、要求明确本次实验目的和内容通过运用相关理论知识,针对实验内容编写好源程序,硬件部分需要设计好硬件接口电路原理图,按照实验指导书要求完成预习内容,并撰写预习报告10%
1、每次实验过程中记录学生实验内容的完成情况
2、成绩采用白分制,根据实验操作情况评分2操作过程20%
3、考核学生根据实验操作步骤是否准确性、实验软硬件设计是否合理有效、实验结果和现象是否正确、是否独立完成1s每次实验后总结分析实验内容和结果,撰写本次实验的实验报告3实验报告20%
2、成绩采用分数制,根据实验报告完成的完整性、设计内容的合理性、准确性、是否按时上交、是否独立完成评分综合设计报
1、采用3-4人分组,通过小组学习,根据实际应用需求,自主确定技术方案和设计目标,并完成综合性设计项目410%告/小组
2、考核小组成员各自任务分工、综合运用知识分析问题、确定技术方案和设计目标的能力;成员表达自己设计思想的合作能力;方案验证测试过程和结果分析能力;组织协调指挥能力、团队协作配合能力
3、成绩采用百分制,根据设计方案和报告完成情况及小组互评情况评分
1、采用3-4人分组,根据实际应用需求,完成综合性MSP430应用设计,覆盖MSP430基本应用系统内容设计报告,包括接口硬件和软件综合设计/
52、考核小组成员各自任务分工、综合运用知识分析问题、确定技术方案和设计目标的能力;成员书面和口头高效精准表达自己40%分组答辩观点的能力;方案验证测试过程和结果分析能力;组织协调指挥能力、团队协作配合能力
3、要求学生对自己在这些坏书中的表现优缺点进行总结,提出改进目标
4、成绩采用百分制,根据方案设计报告完成及其测试结果达成和分组答辩情况评分
五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级A二独立思考、按时完成,从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路清晰、程序设计完整、硬件设计合理B二独立思考、按时完成,从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路清晰、程序设计比较完整、硬件设计合理C二独立思考、按时完成,从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路比较清晰、程序设计比较完整、硬件设计较合理1Ml预习报告30%D二预习报告抄袭,未能按时完成,不能从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路混乱,程序设计不完整、硬件设计不合理A二按时完成综合设计报告,表述精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案正确合理,能考虑技术因素和环境因素的影响,体现出创新意识,测试验证方法和工具使用合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力综合设计报B二按时完成综合设计报告,表述较精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案较正确合理,能考虑技术因素和环2Ml告/小组合30%境因素的影响,体现出较强创新意识,测试验证方法和工具使用较合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较作强团队意识能力C二按时完成综合设计报告,表述基本精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案基本正确合理,基本能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用基本合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二不能按时完成综合设计报告,设计目标和技术方案不正确,未能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用不合理,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二软硬件设计准确,软硬件调试操作规范,按时完成设计要求能够根据理论知识和实验内容提出多种解决方案,并分析各个方案的可行性有效性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力B二软硬件设计比较准确,软硬件调试操作比较规范,按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案比较合理,能够分析其可行性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力综合设计/3Ml40%C二软硬件设计基本准确,软硬件调试操作基本规范,按时基本完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的分组答辩解决方案基本合理、可行,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二软硬件设计不准确,软硬件调试操作欠规范,不能按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案不合理,提出的方案不可行,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二独立思考、按时完成,从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路清晰、程序设计完整、硬件设计合理B二独立思考、按时完成,从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路清晰、程序设计比较完整、硬件设计合理C二独立思考、按时完成,从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路比较清晰、程序设计比较完整、硬件设计较合理4M2预习报告30%D二预习报告抄袭,未能按时完成,不能从技术角度优选解决方案,软硬件设计思路混乱,程序设计不完整、硬件设计不合理A二按时完成综合设计报告,表述精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案正确合理,能考虑技术因素和环境因素的影响,体现出创新意识,测试验证方法和工具使用合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识综合设计报能力5M2告/小组合30%B二按时完成综合设计报告,表述较精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案较正确合理,能考虑技术因素和环作境因素的影响,体现出较强创新意识,测试验证方法和工具使用较合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力C二按时完成综合设计报告,表述基本精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案基本正确合理,基本能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用基本合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二不能按时完成综合设计报告,设计目标和技术方案不正确,未能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用不合理,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A:软硬件设计准确,软硬件调试操作规范,按时完成设计要求能够根据理论知识和实验内容提出多种解决方案,并分析各个方案的可行性有效性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力B二软硬件设计比较准确,软硬件调试操作比较规范,按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决综合设计/方案比较合理,能够分析其可行性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力6M240%分组答辩C二软硬件设计基本准确,软硬件调试操作基本规范,按时基本完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案基本合理、可行,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二软硬件设计不准确,软硬件调试操作欠规范,不能按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案不合理,提出的方案不可行,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二实验过程中认真完成实验要求,软硬件联合调试规范,得到正确的实验结果B二实验过程中认真完成实验要求,软硬件联合调试较规范,得到正确的实验结果7M3操作过程50%C二实验过程中认真完成实验要求,软硬件联合调试较规范,不能得到正确的实验结果D二实验操作过程中不能完成实验要求,软硬件联合调试不规范,不能得到正确的实验结果A二按时完成综合设计报告,表述精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案正确合理,能考虑技术因素和环境因素的影响,体现出创新意识,测试验证方法和工具使用合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力B二按时完成综合设计报告,表述较精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案较止确合理,能考虑技术因素和环综合设计报境因素的影响,体现出较强创新意识,测试验证方法和工具使用较合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较8M3告/小组合10%强团队意识能力作C二按时完成综合设计报告,表述基本精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案基本正确合理,基本能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用基本合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二不能按时完成综合设计报告,设计目标和技术方案不正确,未能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用不合理,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二软硬件设计准确,软硬件调试操作规范,按时完成设计要求能够根据理论知识和实验内容提出多种解决方案,并分析各个方案的可行性有效性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力B二软硬件设计比较准确,软硬件调试操作比较规范,按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方综合设计/案比较合理,能够分析其可行性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力9M340%分组答辩C二软硬件设计基本准确,软硬件调试操作基本规范,按时基本完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案基本合理、可行,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二软硬件设计不准确,软硬件调试操作欠规范,不能按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案不合理,提出的方案不可行,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二实验过程中认真完成实验要求,软硬件联合调试规范,得到正确的实验结果B二实验过程中认真完成实验要求,软硬件联合调试较规范,得到正确的实验结果10M4操作过程30%c二实验过程中认真完成实验要求,软硬件联合调试较规范,不能得到正确的实验结果D二实验操作过程中不能完成实验要求,软硬件联合调试不规范,不能得到正确的实验结果A二按时完成综合设计报告,表述精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案正确合理,能考虑技术因素和环境因素的影响,体现出创新意识,测试验证方法和工具使用合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力B:按时完成综合设计报告,表述较精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案较止确合理,能考虑技术因素和环境综合设计报因素的影响,体现出较强创新意识,测试验证方法和工具使用较合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强11M4告/小组合30%团队意识能力作C二按时完成综合设计报告,表述基本精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案基本正确合理,基本能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用基本合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二不能按时完成综合设计报告,设计目标和技术方案不正确,未能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用不合理,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二软硬件设计准确,软硬件调试操作规范,按时完成设计要求能够根据理论知识和实验内容提出多种解决方案,并分析各个方案的可行性有效性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力综合设计/12M440%B二软硬件设计比较准确,软硬件调试操作比较规范,按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方分组答辩案比较合理,能够分析其可行性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力C二软硬件设计基本准确,软硬件调试操作基本规范,按时基本完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案基本合理、可行,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二软硬件设计不准确,软硬件调试操作欠规范,不能按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案不合理,提出的方案不可行,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二实验报告格式正确,软硬件设计及调试步骤叙述清楚,设计功能满足要求,实验方案合理B=实验报告格式正确,软硬件设计及调试步骤叙述清楚,设计功能基本满足要求,实验方案基本合理c二实验报13M5实验报告50%告格式正确,软硬件设计及调试步骤叙述比较清楚,设计功能基本满足要求,实验方案基本合理D二实验报告格式不正确,软硬件设计及调试步骤叙述不清楚,设计功能不能满足要求,实验方案不合理A二按时完成综合设计报告,表述精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案正确合理,能考虑技术因素和环境因素的影响,体现出创新意识,测试验证方法和工具使用合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力B二按时完成综合设计报告,表述较精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案较止确合理,能考虑技术因素和环综合设计报境因素的影响,体现出较强创新意识,测试验证方法和工具使用较合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较14M5告/小组合10%强团队意识能力作C二按时完成综合设计报告,表述基本精准规范、层次清晰,设计目标和技术方案基本正确合理,基本能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用基本合理,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二不能按时完成综合设计报告,设计目标和技术方案不正确,未能考虑技术因素和环境因素的影响,测试验证方法和工具使用不合理,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力A二软硬件设计准确,软硬件调试操作规范,按时完成设计要求能够根据理论知识和实验内容提出多种解决方案,并分析各个方案的可行性有效性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力B二软硬件设计比较准确,软硬件调试操作比较规范,按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方综合设计/案比较合理,能够分析其可行性,任务分工、协调组织和答辩过程体现出较强团队意识能力15M540%分组答辩C二软硬件设计基本准确,软硬件调试操作基本规范,按时基本完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案基本合理、可行,任务分工、协调组织和答辩过程体现出一定的团队意识能力D二软硬件设计不准确,软硬件调试操作欠规范,不能按时完成设计要求根据理论知识和实验内容提出的解决方案不合理,提出的方案不可行,任务分工、协调组织和答辩过程未能体现出团队意识能力评分等级说明。