《数字与单片机原理与应用》课程Word文档下载推荐.docx
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三.素质要求:
培养良好的分析问题和解决问题的能力,能综合运用所学内容独立完成课程设计,善于归纳总结,具有创新意识。
四、教学条件:
1、可容纳40人、配套设施齐全的电子和微机硬件实验室;
2、每人一套51仿真器及5V直流稳压电源,每人一台586以上微机;
3、每个学生自备电烙铁、吸锡枪、镊子、各种螺丝刀、万用表尖嘴钳、斜口钳等常用
工具。
五、教学内容与学时安排:
主要教学内容
理论学时
实践学时
总学时
第一篇:
数字单元电路与实验
48
34
72
第二篇:
单片机应用基础知识及实验
42
38
80
合计
90
152
数字电路部分:
知识
单元
计划学时
理论教学内容与学时安排
实践教学内容及学时安排
教学内容
学时
第一章
数字逻辑电路应用基础
6
1.1逻辑事件与逻辑控制
1.2基本逻辑事件的表示方法
1.3逻辑变量与逻辑函数
1.3.1逻辑代数的基本运算
1.3.2逻辑函数的表示方法
1.4.1逻辑函数的公式化简法
1.4.2逻辑函数的卡诺图化简法
本章小结
习题1
3
实训1信号灯的逻辑控制
第二章
数字逻辑门电路电路应用基础
第三章
触发器
2.1逻辑门电路
2.1.1非门
2.1.2与门
2.1.3或门
2.1.4其它常用门电路
2.2.1TTL系列门电路
2.2.2MOS系列门电路
2.3门电路综合应用
2.3.1比较电路
2.3.2三选二电路
2.3.3产品分类电路
2.3.4门电路组成数字信号源
2.3.5门电路构成控制门
2.3.6门电路组成单稳态触发电路
2.4常用IC门简介
2.4.1 TTL系列数字电路的分类及主要参数指标
2.4.2其它常用TTL门电路介绍
2.4.3常用CMOS门电路介绍
3.1触发器概述
3.1.1触发器的电路模型
3.1.2触发器的实现
3.1.3各种逻辑功能的触发器
3.2触发器间的相互转换
3.3触发器的应用
3.3.1移位寄存器
3.3.2存储器
3.3.3缓冲/锁存器
3.3.4单脉冲去抖电路
3.3.5分频电路
3.3.6施密特触发
3.3.7通用555集成电路
3.4常用TTL触发器IC简介
习题3
实训2简单抢答器的电路与试验
实训3由触发器构成的改进型抢答器电路与实训
第四章
编码器与译码器
第五章
计数器
第六章
寄存器
第七章
存储器
4
4.1编码与译码
4.2编码器与译码器
4.2.1常用编码器
4.2.2常用译码器
4.3编/译码器应用实例
4.3.1编码器的应用
4.3.2译码器的应用
4.4编码与译码器IC简介
习题
5.1计数器及其表示方法
5.1.1计数器的功能、分类和基本原理
5.1.2二进制计数器
5.1.3十进制计数器
5.1.4任意进制计数器
5.2计数器应用实例
5.2.1构成地址计数器
5.2.2计数器组成分频器
5.2.3计数器用于测量脉冲频率和周期
5.3TTL常用计数器IC简介
习题5
6.1寄存器的功能与使用方法
6.1.1基本寄存器
6.1.2移位寄存器
6.2寄存器应用实例
6.2.1产生序列信号
6.2.2用移位寄存器计数
6.2.3用移位寄存器分频
6.2.4.并、串与串、并转换
6.3集成电路寄存器产品简介
习题6
7.1概述
7.2存储器的种类
7.2.1随机存取存储器RAM
7.2.2ROM
7.3存储器的应用
7.4存储器实用芯片简介
习题7
2
实训4编/译码及数码显示
实训5计数显示器
实训6数据寄存与传输
实训7EPROM的固化与擦除
第八章可编程逻辑器件
第九章A/D、D/A变换
第十章
组合电路的分析与设计
第十一章
时序逻辑电路分析
8.1概述
8.2可编程逻辑器件的结构
8.2.1PLD的基本结构
8.2.2FPG结构
8.3PAL器件结构及其应用
8.3.1PAL器件结构
8.3.2PAL器件举例及应用
8.4GAL器件结构及其应用
8.4.1GAL芯片的特点
8.4.2GAL常用芯片的结构
8.4.3输出逻辑宏单元(OLMC)
8.5现场可编程门阵列FPGA简介
8.5.1XilinxFPGA结构简介
8.5.2XilinxFPGA开发过程简介
习题8
9.1A/D转换基本原理和类型
9.1.1A/D转换的基本原理
9.1.2A/D转换的类型
9.2D/A转换基本原理和类型
9.2.1D/A转换的基本原理
9.2.2D/A转换器的类型
9.3常用集成ADC简介
9.3.1集成ADC简介
9.3.2ADC的应用举例
9.4常用集成DAC简介
9.4.1DAC0830系列
9.4.210位CMOSDAC-AD7533
习题9
10.1组合逻辑电路的分析方法
10.1.1概述
10.1.2组合逻辑电路的分析方法
10.2组合逻辑电路的设计
10.2.1组合逻辑电路设计的一般方法
10.2.2组合逻辑电路设计实例
10.3常见组合电路IC简介
习题10
11.1时序逻辑电路的一般分析方法
11.1.1概述
11.1.2时序逻辑电路的一般分析方法
11.2时序逻辑电路分析实例
习题11
实训8GAL设计数字电路
实训9加法计数器D/A转换显示实验
第十二章
硬件描述语言
第十三章
数字电路课程设计
数字电路操作考核
12.1概述
12.2VHDL语言的基本结构
12.2.1VHDL语言设计的基本单元及其构成
12.2.2构造体的描述方式
12.2.3包集合、库及配置
12.3数据对象、数据类型和运算操作符
12.3.1数据对象
12.3.2数据类型
12.3.3运算操作符
12.4仿真和逻辑综合
12.4.1仿真
12.4.2逻辑综合
12.5VHDL基本逻辑电路设计举例
习题12
13.3.1电路设计
13.3.2频率计
13.2多路可编程控制器设计与制作
13.2.1电路设计
13.2.2电路制作与测试
13.3数字频率计的设计与制作的制作与调试
13.4数字电路系统设计与制作的一般方法
13.4.1数字电路系统设计的一般方法
习题13
13.4.2数字电路系统的安装与调试
以抽签方式对所有实验内容进行考核
规定60分钟作出结果
5
单片机部分
第一章:
单片机基础知识
12
1.1MCS-51单片机系统硬件结构与特点
○典型单片机应用系统:
原理框图(包括单片机、显示部分、键盘部分、开关量控制部分、D/A和A/D转换部分等)、流程框图
○应用系统结构组成:
显示、键盘、开关量输入/输出、模拟量输入/输出等部分作用
○I/O接口的作用
○存储器的分配与特征:
地址分配、资源的利用
○总线结构与特征
○时钟电路与复位电路
1.2单片机仿真开发系统
○模拟/仿真过程及开发系统:
仿真的意义、仿真机的作用、模拟/仿真过程示意图、
○开发系统结构与功能:
基本操作、调试方法
○MBUG调试软件使用
○国内常用开发机类型介绍
○介绍汇编语言及编程结构
1.3单片机应用系统的模拟/仿真过程。
○编制典型程序,测试程序、仿真调试
○比较不同程序的特点,测试程序、仿真调试过程
○熟悉运用NICE-51-PC仿真器调试的过程
1.仿真器开发系统实验:
开发系统的使用方法,包括:
结构特点,DBUG的应用环境。
(布置编程作业)
单片机内部存储器应用综合实验:
运算程序实验,排序程序实验,循环延时程序
6
▲
结合毕业设计题目(历届学生完成的单片机应用毕业设计项目)
借助投影、动画、实际操作等演示MCS-51单片机应用系统,简单介绍其结构组成与特点,采用系统和模块教学,可不涉及具体电路。
第二章:
单片机内部与外部存储器
2.1数据存储器的扩展
○RAM扩展电路:
电路原理图、测试程序
○数据存储器扩展原理及特征:
数据传送指令执行过程
○译码器的使用:
74LS138译码器应用电路
○数据存储器扩展典型电路:
用8051/8031扩展数据存储器的几种典型电路举例
2.1并行I/O接口的扩展
○16路开关量输入/输出控制电路:
电路原理图(用8255扩展)、测试程序
○P0~P3口的结构与使用特征:
结构特点、读/写操作、负载能力
○可编程并行I/O接口8255接口电路:
结构特点、工作原理、应用编程举例
○可编程并行I/O接口8155扩展电路:
接口电路、8155结构特点、测试程序
○8255接口电路的几种典型应用电路举例:
○8155接口电路的几种典型应用电路举例:
○其它并行I/O接口应用电路:
8243扩展接口、TTL扩展接口
外部存储器应用综合实验:
EPROM的应用实验:
在表格0100H~0120H中找出最大数并将其存入20H单元中的查表程序实验。
外部RAM的应用实验:
将内存30H~40H单元的内容存放到外部RAM0010H~0020H单元的数据块移动编程实验。
第三章:
显示/键盘电路
3.1显示接口电路
○LED数码显示电路:
电路原理图、循环显示测试程序
○显示方式:
静态显示/动态显示原理、段选与位选
○静态显示接口电路:
接线图、测试程序
○静态显示与动态显示电路的比较
○输入脉冲个数的显示电路:
应用编程举例
3.2键盘接口电路
○4×
4矩阵式键盘接口电路:
电路原理图、接收并显示键号测试程序
○矩阵式键盘工作原理:
键盘的编码与识别、去抖方法、应用程序
○键盘扫描方式:
定时扫描方式、中断扫描方式、不同方式的比较
○键功能定义:
1·
显示/键盘综合实验:
LED显示电路实验:
显示时,分,秒或A,B,C…Y,Z英文符号。
键盘应用电路实验:
根据按键的不同能显示相应的数字和字母。
2。
显示、键盘接口扩展电路
○用8155构成的显示、键盘接口电路:
基本结构、工作原理、测试程序
○用可编程键盘/显示接口8279构成的键盘/显示接口电路:
基本结构、工作原理、测试程序
○用8255和串行口扩展键盘/显示接口电路:
线路图、工作原理、测试程序
○用锁存器扩展显示、键盘接口电路:
○MCS-51与BCD码拨盘接口电路:
○通过键盘校正时、分、秒电路:
第四章:
定时/计数器
4.1计数和定时应用电路:
电路原理图、外部事件计数和软件定时、测试程序
4.2软件和硬件定时的特点
4.3定时器/计数器结构:
定时与计数的概念、TMOD、TCON的作用
4.4定时器/计数器的工作模式:
四种工作方式的设定与应用举例,查询与中断的概念,堆栈的作用,查询与中断计数的特点,中断响应过程和堆栈的操作过程。
4.5定时器/计数器的应用编程:
查询方法与中断方法实现开关定时控制,查询方法与中断方法计数。
4.6布置课程设计题目
1.课程设计的目的
○课程设计选题原则:
典型性、覆盖性、实用性
2.课程设计要求
○设计方法
○设计步骤
○调试步骤
3.选择设计题目
○键盘及显示电路设计
○温度控制电路设计
○压力控制电路设计
○报警电路设计
○串行通信电路设计
○自选题目设计
定时/计数器应用实验1:
定时控制P1端口连接的开关状态
2·
定时/计数器应用实验2:
对外部开关信号计数实验
第五章:
A/D,D/A转换器
5.1数/模(D/A)接口扩展电路
○数字调压电路:
转换、显示电路图、测试程序
○MCS-51与DAC0832的接口:
D/A转换工作原理
○D/A转换器的主要技术指标
○应用举例:
线路图、测试程序
5.2模/数(A/D)接口扩展电路
○输入电压显示电路:
0~5V电压检测、转换、显示电路图、测试程序
○MCS-51与ADC0809的接口:
A/D转换原理
○A/D转换器的主要技术指标
○应用编程举例
○多路模拟量的循环测试:
2
模/数转换器A/D实验:
将0~5V的模拟电压转换为数字信号并用LED数码管显示出相应的电压值。
数/模转换器D/A实验:
将数字信号转换成0~5V的电压信号,用发光二极管的亮度表示电压的大小。
4
第六章:
串行通信
6.1串行传输的特点和用途
6.2串行传输的工作原理
6.3串行传输的编程与调试
串行脉冲信号接收实验:
由串行口接收脉冲信号并将脉冲个数用LED显示出来。
第七章:
单片机应用基础知识
数制与码制
寻址方式与汇编语言程序设计的基本步骤
3·
中断的响应过程,中断的设置,影响中断的主要因素,影响堆栈的主要因素
4·
MCS-51系列单片机与其它系列单片机的比较
5·
单片机的结构特点:
P0~P3口的使用特点,定时/计数器的使用特点
6·
存储资源的分配
7·
单片机的工作过程,程序计数器PC及各控制与状态信号的作用,MOVC/MOVX指
令的执行过程及P0,P2口的应用
8·
存储器的扩展,常用端口扩展芯片介绍:
74LS244,74LS373,74LS273,74LS374
9·
I/O接口的扩展,常用芯片介绍:
8255,8155
10·
串行口传输的几种方式及工作原理
11·
单片机应用系统的设计步骤
实验项目考核
现场抽题
100分钟内完成
第八章:
课程设计
8
9.1课程设计
1.检查设计方案
2.指导设计题目
9.2常见问题介绍
○硬件抗干扰措施:
抑制过程通道干扰、抑制电磁干扰、抑制线路板干扰、集成稳压
电路、DC/DC变换器、三端集成稳压器、高精度基准电压源、
○软件抗干扰措施:
CPU抗干扰、“看门狗”技术抗干扰应用电路与测试程序
9.3课程设计实际问题解答
1.恒温控制系统的设计问题:
原理图设计,硬件的制作与调试,温度的设定(拨码盘或键盘),温度的采集(采集十次取平均值)与显示,温度的比较与控制(升温和降温控制用两种颜色的发光二极管表示),编程与调试。
2.键盘与显示设计问题
3.压力控制系统的设计问题:
原理图的设计,硬件的制作与调试,软件编程与调试。
4.串行信号的接收与发送系统的设计问题:
硬件设计,软件设计与调试。
5.总复习
○原理设计:
硬件设计、软件设计
○调试与制作
六、教学方法:
要求采用引探教学法。
以提问的形式直接引入教学内容,通过教、学、做相结合的教学模式,从应知、应会两个方面进行教学,在内容的安排上采用双循环的知识结构。
七、考核办法:
理论与实操分别进行考核:
理论考试(期末笔试)占50%
实操考核(每个人单独通过)与课程设计占40%
平时成绩(作业与课堂答问)占10%。
八、教材和参考书:
教材:
《单片微型计算机原理、应用及接口技术》,国防科技大学出版社,1997年7月第一版。
《数字电子技术》刘守义编,西电出版社,1999.7第一版
参考书:
(1)《数字电子技术基础简明教程》清华大学电子学教研室编,高等教育出版社,1985年5月第一版。
(2)《电子技术与数字电路》王克义、李洁主编,北京大学出版社,1996年第一版。
(3)《数字电路》何小艇主编,浙江大学出版社,1995年第一版。
(4)《MCS-51单片机应用设计》,哈尔滨工业大学出版社,1997年9月第二版。
(5)《MCS-51单片微型计算机原理与开发》,机械工业出版社
编制人:
公共电子教研室日期:
2001年1月9日
审定人:
日期:
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 数字与单片机原理与应用 数字 单片机 原理 应用 课程