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课程描述

2014-05-25 点击:[ ]

    一、课程定位

   长安大学直属国家教育部,是教育部和交通运输部共建的国家“211工程”重点建设大学,学校以工为主,理工结合,经济、管理、人文多种学科协调发展,以培养公路交通、国土资源与环境、建筑工程等专业人才为办学特色。《计算机原理及应用》是长安大学电气工程及其自动化专业和建筑电气与智能化专业的专业基础课,2个主要面向建筑电气工程、楼宇自动化、建筑智能化和工业企业自动化,为上述领域培养高层次科技人才,生源质量好。

   长安大学电气工程及其自动化专业是陕西省特色专业,建筑电气与智能化专业是国内在建筑智能化领域设置较早的学校之一。人才培养目标是培养从事与电气工程、建筑电气技术及建筑智能化技术有关的工程设计、自动控制、实验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径复合型高级工程技术人才。在专业培养方案中,《计算机原理及应用》课程是专业基础课和主干课,在专业知识体系和课程体系中占有重要地位。

   二、课程目标

   电气工程及其自动化和建筑电气与智能化专业培养计划中,《计算机原理及应用》对专业知识体系和课程体系影响很大,很多涉及计算机、控制与检测、设备系统自动控制的专业课都以计算机原理与应用为基础,另外,其他课程的课程设计、综合实验以及毕业设计也以计算机应用技术为基础的。因此,通过本课程的学习,使学生掌握计算机原理和计算机系统基本理论和知识,掌握以微控制器为基础的控制检测系统和智能仪器仪表的软硬件设计开发方法,了解微控制器技术发展的前沿技术,为培养学生利用计算机控制技术解决工程问题的能力打下坚实的基础,并且为其它相关专业课学习储备坚实的基础理论和专业知识。

   《计算机原理及应用》课程的计划学时为70学时,其中课堂授课为58学时,课程实验为12学时。另外,还设置了2周课程综合性实验。

   三、教学内容

   (一)理论教学

   《计算机原理及应用》的课程内容共分为9部分,其具体内容、知识点和课时分配如下:

      第一部分:基础知识

 (1) 课程内容:

  介绍微型计算机发展历史、单片机(微处理器)概念、单片机应用领域以及计算机数字和字符的表示方法及转换关系。

 (2)知识点:

  微型计算机的组成

  微型计算机的发展历史

  单片微型计算机(微处理器)的概念

  单片机的应用

  计算机中数的表示:原码、反码与补码

(3)课时分配

  课堂教学:2学时。

      第二部分:单片机内部结构及工作原理

(1)课程内容:

    介绍MCS-51系列单片机组成、引脚功能及内部结构;存储器结构、功能及地址空间;特殊功能寄存器、功能及特点;单片机的I/O口结构、特点及使用要求;单片机的时序;单片机的复位状态及复位电路。

(2)知识点:

   8051单片机的内部结构及基本原理

   8051单片机的引脚及其功能

   程序存储器及其配置

   内部数据存储器的结构及分区

   工作寄存器区,当前工作寄存器组,工作寄存器与单元地址的对应关系

   位寻址区及其使用

   数据缓冲区,堆栈概念及其作用

   特殊功能寄存器及其功能,特殊功能寄存器中的位寻址区

   I/O的结构及特点,I/O的使用

   单片机的外部数据存储器

   单片机的存储器空间构成:存储器空间、位寻址空间

   单片机的时钟电路,单片机的时钟周期、机器周期和指令周期的概念,单片机的指令时序

(3)课时分配

   课堂教学:10学时,实验教学:2学时

       第三部分 指令系统分析

(1)课程内容:

    介绍单片机汇编语言指令分类、数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令和控制转移指令的功能及其使用方法。

(2)知识点:

   指令系统分类

   数据传送指令:通用传送指令、堆栈操作指令、访问外部RAM的指令、访问ROM的指令

   算术运算指令:加法、十进制加法调整、减法、乘法和乘法指令

   逻辑运算指令:逻辑操作(清零、取反、移位)、逻辑运算(与、或、异或)

位操作指令:位逻辑操作(清零、置位、取反)、位逻辑运算(与、或)

   控制转移指令:跳转指令,条件判断转移指令,子程序调用指令,返回指令,空操作指令

(3)课时分配

课堂教学:14学时,实验教学:6学时

        第四部分 汇编语言程序设计

(1)课程内容:

   介绍多字节算术运算子程序、循环程序、分支程序、查表程序、数制转换程序以及逻辑运算程序的设计方法。

(2)知识点:

   多字节二进制数算术运算程序设计(加、减、乘、除),多位十进制数加减程序设计

   已知循环次数的循环程序设计,已知循环结束条件的循环程序设计

   分支程序设计,多分支程序设计

   查表程序设计:单字节查双字节,单字节查多字节,双字节查双字节

   数制转换程序:二—十进制数的转换,十六进制数与ASCII转换、十进制数与ASCII码转换

(3)课时分配

   课堂教学:8学时

           第五部分 中断系统及其应用

(1)课程内容:

   介绍中断的概念,MCS-51单片机中断响应和中断处理的工作原理,外部中断的应用。

(2)知识点:

   中断的概念

   MCS-51单片机中断系统

   MCS-51单片机外部事件中断的应用:初始化、下跳沿触发和电平触发中断处理的编程方法,中断嵌套程序的设计方法

(3)课时分配

   课堂教学:4学时

第六部分 定时器/计数器及其应用

(1)课程内容:

   介绍定MCS-51定时器/计数器的工作原理以及几种工作方式的应用

(2)知识点:

   计算机中定时器、计数器的概念和工作原理

   MCS-51单片机的定时器/计数器工作方式与控制

   MCS-51单片机的定时器/计数器的应用:初始化,定时器应用,计数器应用,定时器/计数器的串联使用

(3)课时分配

   课堂教学:4学时

             第七部分串行口及其应用

(1)课程内容:

   介绍串行通信、串行口的工作原理以及工作方式1的应用。

(2)知识点:

   串行通信的概念

   MCS-51单片机的串行口工作方式与控制

   串行—并行转换接口设计及应用,串行异步通信方式的应用

(3)课时分配

   课堂教学:2学时

              第八部分 单片机存储器扩展

(1)课程内容:

   介绍存储器的类型与特性,单片机的外部数据存储器和程序存储器的扩展方法。重点介绍单元地址分配和构造方法。

(2)知识点:

   半导体存储器的类型与特性

   三总线的构造

   单片机程序存储器的扩展:单芯片,多芯片,重点单元地址分配和构造方法。

   单片机外部数据存储器的扩展

(3)课时分配

   课堂教学:4学时

                第九部分 单片机的I/O扩展

(1)课程内容:

   介绍接口的作用,TTL/CMOS芯片扩展I/O口的方法、可编程芯片应用、简单键盘和LED数码管显示器的接口方法以及模拟量(A/D,D/A)的接口设计。12学时。

(2)知识点:

   接口作用及控制方式

   简单芯片扩展I/O口(TTL/CMOS)

   可编程芯片扩展I/O口(8155)

   I/O接口的应用:键盘、LED显示器的接口设计与编程方法

   模拟量(A/D,D/A)接口设计及编程方法(ADC0809,DAC0832)

(3)课时分配

   课堂教学:10学时,实验教学:4学时

 (二)实践教学

(1)课程实验

   实验课程分为三部分:

   1)系统认识,验证型实验,2学时。单片机开发系统的结构和使用方法。

   2)指令系统实验,验证型和设计型,6学时。掌握指令的功能和使用,提高学生的分析、解决问题的能力。

   3)软硬件系统应用,设计性实验,4学时。掌握接口的硬件和软件设计方法,提高学生的分析、解决实际问题的能力和动手能力,为设计性实验。

   实验教学内容:

   实验一:系统认识,2学时,验证性实验

   实验二:多字节十进制加法,2学时,验证性实验

   实验三:双字节乘法,2学时,验证性实验

   实验四:布尔操作指令,2学时,验证性实验

   实验五:单片机I/O应用实验,2学时,设计性实验

   实验六:模拟量转换(ADC0809的应用),2学时,验证性实验

(三)综合性课程实验

   综合性课程实验为2周,使学生掌握基于微控制器的软硬件系统设计开发方法,巩固和加深对课程核心内容和关键技术的理解,培养学生实验研究和工程应用的能力。采用“单人单题,真题真做”的模式,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力和创新能力。

 

   

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