自动化专业教学大纲.docx

自动化专业教学大纲.docx

《自动化专业教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动化专业教学大纲.docx（298页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

自动化专业教学大纲

GDOU-B-11-213

附件2

自动化专业教学大纲

（一）

（080801）

广东海洋大学信息学院

2015年5月

目录

16132106《微机原理与接口技术》课程教学大纲4

16142202《单片机原理及应用》课程教学大纲13

16222201《程序设计基础》课程教学大纲22

16322105《传感器与检测技术》课程教学大纲32

16322604《电路分析》课程教学大纲44

16332111《电机学》课程教学大纲58

16332113《电气控制及PLC》课程教学大纲63

16332203《自动控制原理》课程教学大纲76

16332204《现代控制理论》课程教学大纲83

16342117《电力电子技术》课程教学大纲89

16342121《工厂供电》课程教学大纲94

16342205《过程控制系统》课程教学大纲103

16342401《虚拟仪器技术》课程教学大纲114

16342402《计算机控制技术》课程教学大纲121

16342403《运动控制系统》课程教学大纲130

16351201《自动化前沿技术》课程教学大纲135

16351202《数控技术及应用》课程教学大纲139

16351203《现代企业管理》课程教学大纲146

16352106《数字信号处理》课程教学大纲152

16352112《船舶电气设备与系统》课程教学大纲159

16352202《自动化工程软件》课程教学大纲164

16352204《ARM嵌入式系统基础》课程教学大纲172

16352208《控制系统仿真》课程教学大纲182

16132106《微机原理与接口技术》课程教学大纲

一、课程基本概况

课程中文名称

微机原理与接口技术

课程英文名称

MicrocomputerPrincipleandInterfaceTechnology

课程编号

16132106

课程类别

□公共必修课□公选课□院级限选课□学科基础课▉专业基础课

□专业限选课□专业任选（拓展）课□方向特色课（双百班课程）

总学时

48

讲授学时

36

实验学时

12

总学分

3

开课学院（部）

信息学院

开课系（室）

电子系、自动化系

授课对象

电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程专业本科

先修课程

计算机基础、程序设计语言、数字逻辑与系统、数字电子技术

执笔人

李小立

审核人

王骥

审批人

吴卫祖

修订时间

2015-5-25

二、课程简介

本课程是自动化专业本科生学习和掌握计算机硬件知识及汇编语言程序设计的入门课程，是该专业的必修专业基础课，担负着该专业培养方案中培养学生具有初步的计算机应用能力的功能。

它以计算机基础、程序设计语言和数字逻辑与系统为知识和能力发展的基础，为后期的单片机及接口技术、DSP基础及应用和计算机控制系统的学习奠定科学合理的方法和能力支持；其教学目的和任务是使学生掌握微处理器的基本结构，微型计算机工作原理，汇编语言程序设计方法，接口电路的结构、工作原理及其与CPU的硬件连接和计算机应用系统的基本组成、体系结构、工作原理和相应的程序设计等系统开发技术。

三、课程教学总体目标

在层次递进的计算机应用能力培养过程中，融合了系统硬件设计、应用软件设计和系统调试的综合性应用需要从科学合理的知识结构和相应的能力培养和工程素质等多方面努力，对学生的基本理论、基本知识和基本技能都提出了较高的要求。

本课程系统介绍了Intel808616位微型机的组成、工作原理、系统结构以及各种相关的接口技术。

通过对本课程的学习要求掌握微型计算机的基本概念、微型计算机系统的基本结构、工作原理和应用系统的分析、设计的基本方法，为有关后续课程的学习打下较好的基础。

本课程是一门实践性和工程性很强的专业基础课，因此不仅要重视理论教学更应注意实践技能的培养和训练。

实验是本课程的重要组成部分，通过实验，使学生学会分析实验现象排除故障，从而巩固、加深和拓宽学习内容的理解，培养他们独立分析、设计和调试8086微机系统的能力。

四、理论教学内容及要求

第1章计算机基础知识

【教学目标】

（1）了解：

微处理器的发展历史。

（2）理解：

二进制数的运算及加法电路。

（3）掌握：

数制、逻辑电路、布尔代数、原码、反码、补码。

【学时分配】

2学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第1章计算机基础知识

1.1数制：

二进制数、十六进制数、十进制数及其转换

1.2逻辑电路：

与、或、非、与非、或非、异或等

1.3布尔代数：

逻辑运算

1.4二进制数的运算及加法电路：

运算规则、电路实现等

【教学重点和难点】

（1）重点：

数制及其转换、符号数的表示。

（2）难点：

机器数、真值。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

1.1、1.2、1.3。

第2章微型计算机的基本组成电路

【教学目标】

（1）了解：

只读存储器、随机存储器。

（2）理解：

触发器、算术逻辑单元、寄存器、三态输出电路、译码器、总线结构、存储器。

（3）掌握：

缓冲寄存器、移位寄存器、计数器、累加器。

【学时分配】

2学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第2章微型计算机额度基本组成电路

2.1算术逻辑单元：

ALU

2.2触发器

2.3寄存器：

缓冲寄存器、移位寄存器、计数器、累加器

2.4三态输出电路：

三态门

2.5总线结构

2.6译码器

2.7存储器：

只读存储器、随机存储器

【教学重点和难点】

（1）重点:

算术逻辑单元、寄存器、三态输出电路、总线结构、存储器。

（2）难点:

ALU、程序计数器、累加器、存储单元及地址、容量。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料:

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求:

2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.9。

第3章微型计算机的基本工作原理

【教学目标】

（1）了解:

微型计算机能运算、能判别、能决策及运行速度快。

（2）理解:

微型计算机结构的简化形式、执行指令的例行程序、控制部件、微型计算机功能的扩展、初级程序设计、控制部件的扩展、现代技术在微型计算机中的应用。

（3）掌握:

指令系统、程序设计。

【学时分配】

4学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第3章微型计算机的基本工作原理

3.1微型计算机结构的简化形式

3.2指令系统

3.3程序设计

3.4执行指令的例行程序

3.5控制部件

3.6微型计算机功能的扩展

3.7初级程序设计举例

3.8控制部件的扩展

3.9现代技术在微型计算机中的应用

【教学重点和难点】

（1）重点：

指令系统、程序设计、执行指令的例行程序。

（2）难点：

控制部件、初级程序设计。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

3.2、3.3、3.4、3.6、3.7。

第4章16位微处理器

【教学目标】

（1）了解：

微处理器的发展历史。

（2）理解：

8086/8088的主要操作功能。

（3）掌握：

8086/8088CPU的结构、8086/8088CPU的引脚信号和工作模式。

【学时分配】

3学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第4章16位微处理器

4.116位微处理器概述

4.28086/8088CPU的结构

4.38086/8088CPU的引脚信号和工作模式

4.48086/8088的主要操作功能

【教学重点和难点】

（1）重点：

8086/8088微处理器的结构及寄存器、存储器结构、8086/8088的CPU总线。

（2）难点：

通用及状态标志寄存器、存储器分段、逻辑地址及物理地址、CPU引线信号。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.11。

第5章32位微处理器

【教学目标】

（1）了解：

80386、80486、Pentium微处理器的结构、32位微处理器的地址总线和数据总线。

（2）理解：

32位微处理器的工作方式、实地址方式、保护方式、虚拟8086方式。

（3）掌握：

32位微处理器的地址总线和数据总线。

【学时分配】

2学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第5章32位微处理器

5.180386微处理器的结构

5.232位微处理器的地址总线和数据总线

5.332位微处理器的工作方式

5.4实地址方式

5.5保护方式

5.6虚拟8086方式

5.780486微处理器的特点简介

5.8Pentium微处理器

【教学重点和难点】

（1）重点：

32位微处理器的地址总线和数据总线。

（2）难点：

保护方式、虚拟8086方式。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

第6章PC的总线及整机结构

【教学目标】

（1）了解：

PC主机结构及主板、Pentium微型计算机系统、PC的外存储设备。

（2）理解：

总线分类、局部总线、输入输出接口总线。

（3）掌握：

局部总线、输入输出接口总线。

【学时分配】

2学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第6章PC的总线及整机结构

6.1总线概述

6.2局部总线

6.3输入输出接口总线

6.4Pentium微型计算机系统

6.5PC主机结构及主板

6.6PC的外存储设备

【教学重点和难点】

（1）重点：

局部总线、输入输出接口总线。

（2）难点：

内部总线。

【授课方法与手段】。

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

6.1、6.3、6.4、6.5。

第7章汇编语言与汇编程序

【教学目标】

（1）了解：

汇编语言的特点、宏汇编语言。

（2）理解：

符号指令、表达式、汇编语言程序结构。

（3）掌握：

寻址方式、常用指令、常用伪指令、常用DOS系统功能调用。

【学时分配】

6学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第7章汇编语言与汇编程序

7.1符号指令中的表达式

7.2符号指令的寻址方式

7.3常用指令

7.4常用伪指令

7.5常用DOS系统功能调用

【教学重点和难点】

（1）重点：

符号、常量、标号、变量。

（2）难点寻址方式、常用指令、常用伪指令。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

7.1、7.2、7.3、7.4、7.7。

第8章汇编语言程序设计

【教学目标】

（1）了解：

汇编语言程序设计。

（2）理解：

顺序程序设计、分支程序设计、循环程序设计、子程序设计。

（3）掌握：

乘除法指令、BCD数调整指令。

【学时分配】

4学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第8章汇编语言程序设计

8.1顺序程序设计

8.2分支程序设计

8.3循环程序设计

8.4串处理程序设计

8.5子程序设计

【教学重点和难点】

（1）重点：

程序流程图、基本程序设计技术。

（2）难点：

程序设计技术。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

8.1。

第9章输入输出和接口技术

【教学目标】

（1）了解：

接口的基本概念、接口控制原理、接口控制信号。

（2）理解:

I/O指令、I/O地址译码。

（3）掌握

【学时分配】

4学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第9章输入输出和接口技术

9.1接口的基本概念

9.2I/O指令和I/O地址译码

9.3简单的数据输入输出接口

【教学重点和难点】

（1）重点:

数码管接口、键盘接口。

（2）难点:

键盘扫描。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

9.1、9.2。

第10章中断技术

【教学目标】

（1）了解：

中断的概念。

（2）理解：

CPU对外部可屏蔽中断的响应及中断过程。

（3）掌握：

中断控制器8259A。

【学时分配】

4学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第10章中断技术

10.1中断和中断系统

10.2中断控制器8259A

10.3中断指令和中断系统

10.4实地址方式下的可屏蔽中断服务程序设计

【教学重点和难点】

（1）重点：

中断系统、中断控制器8259A。

（2）难点：

可屏蔽中断响应过程、中断向量表、中断服务程序。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

10.1、10.2、10.3、10.4、10.5。

第11章常用可编程接口芯片

【教学目标】

（1）了解

（2）理解：

可编程并行接口8255A、可编程计数器/定时器8253。

（3）掌握：

8255A初始化编程、8253初始化编程。

【学时分配】

3学时。

【授课方式】

讲授、课堂讨论。

【授课内容】

第11章常用可编程接口芯片

11.1可编程并行接口8255A

11.2可编程计数器/定时器8253

【教学重点和难点】

（1）重点：

8255A、8253结构和工作原理。

（2）难点：

8255A、8253初始化编程。

【授课方法与手段】

（1）教学方法：

讲授式、讨论式、启发式。

（2）教学手段：

板书、多媒体。

【课外学习指导的要求】

1.课外阅读资料：

戴梅鄂史嘉权《微型计算机技术及应用》（第3版）。

2.作业与思考题的要求：

11.1、11.2、11.4。

五、实验教学及要求

1．实验教学内容及安排

序号

实验项目名称

内容提要

实验要求

实验类型

实验教学组织形式

学时分配

1

系统认识实验

见指导书

必做

验证性

操作

2

2

数码转换及程序调试

见指导书

必做

验证性

操作

2

3

运算类编程

见指导书

必做

验证性

操作

2

4

子程序设计

见指导书

必做

验证性

操作

2

5

中断特性及8259应用

见指导书

必做

验证性

操作

2

6

8255键盘及显示接口

见指导书

必做

综合性

操作

2

2．实验报告撰写要求

实验报告要求条理清楚、记录规范合理、对所得结果分析准确。

六、课程考核及成绩评定要求

请分别按以下要求撰写理论教学和实验教学考核内容，描述理论教学和实验教学考核占总成绩的比例。

1．课程考核依据：

符合教学目标中的了解（识记）、理解、掌握（应用）三类能力层次，体现对学生基本知识、基本技能和综合应用能力及创新能力考核要求。

2．课程考核性质：

考试。

3．具体的考核方式：

闭卷考试。

3．成绩评定：

包含课堂考勤、作业、课堂讨论、平时小测验、实验和期末考试。

七、教材与参考资料

1．推荐教材

[1]郑学坚等，微型计算机原理及应用[M].北京：

清华大学出版社，2013.1。

2.主要参考资料

[2]田艾平等，微型计算机技术[M].北京：

清华大学出版社，2005.6。

[3]戴梅萼史嘉权，微型计算机技术及应用[M].北京：

清华大学出版社，2008.3。

八、说明

16142202《单片机原理及应用》课程教学大纲

一、课程基本概况

课程中文名称

单片机原理及应用

课程英文名称

PrincipleandApplicationofSingle-chipComputer

课程编号

16142202

课程类别

□公共必修课□公选课□院级限选课□学科基础课■专业基础课

□专业限选课□专业任选（拓展）课□方向特色课（双百班课程）

总学时

48

讲授学时

34

实验学时

14

总学分

3

开课学院（部）

信息学院

开课系（室）

电子系、自动化系

授课对象

电气工程及其自动化、自动化专业本科

先修课程

电路分析、数字电路、模拟电路、微机原理

执笔人

张瑛

审核人

王骥

审批人

吴卫祖

修订时间

2015年5月7日

二、课程简介

单片机原理及应用是高等院校电类专业的一门重要技术基础课，也是现代控制类、机电类和计算机类各专业的一门必修课。

因此，该课程在整个教学计划中占有重要的地位。

本课程主要论述MCS-51单片机的内部结构和工作原理、指令系统和汇编语言程序的设计、存储器扩展和中断系统、I/O接口和总线等问题，并在此基础上讨论单片机应用系统的设计方法，以培养大家在工程应用中解决实际问题的能力。

三、课程教学总体目标

硬件和软件是单片机应用系统不可缺少的组成部分。

硬件是基础，是软件赖以工作的基础；软件是关键，是关系到系统质量和功能的根本因素。

通过学习课程，大家应能在软件和硬件两方面初步具备开发一个单片机应用系统的能力。

在硬件方面，应能全面掌握MCS-51、存储芯片、A/D、D/A等芯片的内部结构、引脚功能和工作原理，深刻理解MCS-51的各类芯片接口中实际存在的地址信息流、数据信息流和控制信息流，准确掌握中断概念和I/O断口地址的确定方法。

在软件方面，应能掌握汇编语言程序设计的基本方法和技巧，树立结构化和模块化程序设计思想，熟练编制各种分支程序、循环程序、查表程序、子程序和运算程序，逐步形成思维严密的程序设计风格。

四、理论教学内容及要求

第一章单片机概述

【教学目标】

（1）了解什么是单片机、单片机和微型计算机的区别和联系。

了解市面上常用单片机型号并分析对比各自应用领域。

（2）掌握单片机硬件结构及特点、软件结构及特点。

【学时分配】

2学时。

【授课方式】

多媒体教学。

【授课内容】

本章首先通过对比单片机及微型计算机的结构来认识什么是单片机，学习市面上流行的单片机型号及各自应用领域，学习单片机的硬件及软件结构特点，学习并了解汇编语言操作码对应英文及中文含义，了解单片机的发展与应用及单片机相关的新技术和新概念。

学习本书的整体框架及实验内容，从而指引大家如何学习本课程。

主要教学内容如下：

1.1引言

（1）单片机硬件结构及特点。

（2）单片机软件结构及特点。

1.2单片机的发展与应用

【教学重点和难点】

（1）重点：

单片机和微型计算机的结构特点。

【课外学习指导的要求】

思考题

（1）什么是单片机？

（2）市面上流行的单片机有哪些及其各自的应用领域是什么？

第二/三章单片机硬件/软件基础

【教学目标】

（1）了解门电路、组合电路、时序电路的结构、数制及其转换。

（2）掌握存储器的组成及结构、运算过程中的溢出问题及奇偶校验技术。

【学时分配】

1学时。

【授课方式】

多媒体教学。

【授课内容】

本章主要是对单片机的硬件及软件基础进行回顾。

学习存储器的几个基本概念：

存储元、存储单元、字长，学习数据总线、地址总线及存储器容量对应关系，学习存储器的类别及市面上的各种类别的存储器；学习单片机计算过程中的溢出问题，什么是溢出、计算机如何判断结果发生溢出、对比溢出和进位的特点；学习奇偶校验技术。

2.1总线的概念

2.2存储器

2.3溢出问题

2.4奇偶校验技术

【教学重点和难点】

（1）重点：

存储器的结构、溢出问题、奇偶校验是如何判断。

（2）难点：

溢出的概念及判断。

【课外学习指导的要求】

思考题

（1）计算过程中什么情况下发生溢出？

什么情况下是进位？

如何判断溢出和进位？

（2）存储器结构中的存储元、存储单元、字长和存储器容量的关系？

第四章MCS-51单片机的硬件结构和原理分析

【教学目标】

（1）了解单片机工作过程，了解单片机的振荡电路，及工作时序中的各个周期的概念。

（2）理解单片机的工作时序、单片机的存储器的配置。

（3）掌握专用寄存器的使用、地址指针PC、DPTR、SP的功能、运用。

掌握单片机的寻址方式及各种寻址方式可用的存贮空间。

掌握单片机的特殊功能寄存器及其用法。

掌握单片机的工作寄存器的分区结构及选择方法。

掌握单片机的并行I/O的结构特点，及控制接口操作两类指令的用法。

掌握单片机的引脚功能，尤其注意引脚复用的特点。

掌握单片机的复位条件、复位电路和复位状态。

掌握单片机的PSW各位的定义。

【学时分配】

5学时。

【授课方式】

多媒体教学。

【授课内容】

本章主要学习单片机结构特点、资源分配。

学习专用寄存器的使用、特殊功能寄存器的使用、单片机各引脚功能、单片机片内RAM的结构、单片机I/O端口的特点及使用、存储器的配置、单片机时序及复位电路和复位状态，主要教学内容如下：

4.1MCS-51单片机主要性能特点

4.2MCS-51单片机内部总体结构

（1）算术逻辑部件和定时控制部件.

（2）专用寄存器。

。

4.3MCS-51的引脚功能

4.4MCS-51单片机的存储器配置

4.5时钟电路、复位电路和CPU时序

（1）振荡器和时钟电路

（2）51单片机的复位

（3）CPU时序

4.6并行输入输出端口

（1）P0、P1、P2、P3口结构及功能

（2）端口负载能力和接口要求

【教学重点和难点】

（1）重点：

单片机的专用寄存器及特