《微控制器原理及接口技術2》教學大綱一、課程基本信息課程名稱微控制器原理及接口技術ThePrincipleandInterfaceTechnologyofMicroController課程編碼GEO262921030開課院部地球科學與技術學院課程團隊測井儀器學分3.0課內學時56講授32實驗24上機0實踐0課外學時0適用專業勘查技術與工程（測井）授課語言中文先修課程程序設計、電工電子學課程簡介（限選）本課程是勘查技術與工程（測井）專業的選修課。課程以單片機在油氣田智能儀器中的應用為主線，系統講授MCS-51單片機的硬件結構、指令系統、程序設計方法、接口技術等方面的基本知識，結合典型應用實例介紹單片機應用系統的開發過程和手段。通過學習，使學生掌握單片機基本原理和基本技能，初步具備單片機接口設計和開發能力，為測控儀器及石油智能儀器開發和故障診斷奠定基礎。Thiscourseisanelectivecourseforexplorationtechnologyandengineering(logging)major.Thecoursetakestheapplicationofsinglechipmicrocomputerinoilandgasfieldintelligentinstrumentsasthemainline,andsystematicallyteachesMCS-51basicknowledgeofsinglechipmicrocomputerinhardwarestructure,instructionsystem,programdesignmethod,interfacetechnology,etc,thedevelopmentprocessandmeansofsinglechipmicrocomputerapplicationsystemareintroducedwithtypicalapplicationexamples.Throughstudy,studentscanmasterthebasicprinciplesandskillsofsinglechipmicrocomputer,andinitiallyhavetheabilitytodesignanddevelopsinglechipmicrocomputerinterfaces,layingafoundationforthedevelopmentandfaultdiagnosisofmeasurementandcontrolinstrumentsandpetroleumintelligentinstruments.負責人大綱執筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業要求指標點任務自選1M1目標1：了解單片機結構和接口設計原理，能設計多種開發方案，并合理選擇設計方案；是2.42.42M2目標2：了解微控制器開發工具，掌握至少一種輔助開發設計軟件。是4.24.23M3目標3：掌握編程語言和程序設計方法，能夠實現電路控制和數據采集；是1.3三、課程內容序號章節號標題課程內容/重難點支撐課程目標課內學時教學方式課外學時課外環節1第1章緒論微控制器和微計算機的概念、發展和未來；微控制器的作用/////21.1數制與編碼十進制、十六進制、二進制；原碼、反碼、補碼M11講授0/31.2微控制器概述油氣勘探中的微控制器；應用實例；井下微控制器的特殊要求M11講授0/4第2章MCS-51單片機結構與組成M1////52.1MCS-51單片機硬件結構單片機硬件結構和引腳；程序實例；指令和數據處理流程；復位與時鐘M12講授0/62.2MCS-51單片機存儲器配置程序存儲器，內部數據存儲器和特殊功能寄存器，外部數據存儲器M12講授0/72.3MCS-51輸入/輸出接口P0-P3接口結構；數據輸出/輸入控制原理M12講授0/8第3章C51程序設計基礎本章重點難點：C51與標準C語言區別；C51程序設計/////93.1C51程序設計基礎KeilC程序結構、數據類型、運算符、語法特點M32討論0/103.2C51程序設計實例分支結構程序設計；循環程序設計；查表程序設計；M32講授0/11第4章中斷系統本章重點難點：中斷的概念；中斷響應；中斷系統結構；中斷程序設計/////124.1中斷概述中斷概念；中斷響應；中斷服務M11講授0/134.2MCS-51中斷系統單片機中斷結構；中斷寄存器控制M11討論0/144.3MCS-52中斷程序設計中斷程序結構；中斷響應原理；實例設計M32講授0/15第5章定時器/計數器與串行口本章重點難點：定時器/計數器結構；定時器/計數器應用；串行通訊原理；串行口結構與程序設計/////165.1MCS-51計數器/定時器計數器/定時器結構；工作方式；有關寄存器M11講授0/175.2MCS-51計數器/定時器程序設計脈沖整形與計數；方波定時；M31講授0/185.3MCS-51串行口通訊MCS-51串口結構、工作方式M11講授0/195.4MCS-51串行口通訊程序設計雙機收發通訊實例M31講授0/205.5單片機內部資源綜合設計中斷、定時、通訊綜合性設計M1,M32討論0/21第6章CIP51單片機結構與原理本章重點難點：CIP51單片機結構；定時器/計數器類型和程序設計；數據采集控制；濾波算法設計/////226.1CIP51單片機硬件結構C8051F020單片機硬件結構；復位與時鐘M11講授0/236.2CIP51單片機存儲器與IOC8051F020單片機存儲器空間、I/O空間M11講授0/246.3CIP51單片機定時器/計數器定時器/計數器結構、工作方式、寄存器M12講授0/256.4數據采集實例ADC原理和DAC原理；數據采集設計M1,M32討論0/266.5嵌入算法實例濾波算法種類；濾波算法的設計M1,M32討論0/四、考核方式序號考核環節操作細節總評占比1平時作業1.每周布置2-3道題目2.成績采用百分制，根據作業完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學生對電力拖動自動控制系統基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力題型主要有作圖、分析和計算題。10%2實驗表現1.本課程24個學時實驗，共12次實驗。2.成績采用百分制，根據實驗完成情況評分。3.考核學生對單片機硬件資源及開發工具的掌握程度，針對具體問題，開展方案設計和實現的能力，并從技術角度優選解決方案獲得有效結論。30%3小組討論1.針對全國電子大賽題目，分小組設計方案和實現。2.根據小組報告質量和分工質量評分。2.根據模型建立情況和實驗方案的準確性評分。15%4課堂表現隨機檢查學生上課精神狀態、回答問題情況5%5期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學生對電力拖動自動控制系統基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、作圖題、分析題、計算題等。40%五、評分細則序號課程目標考核環節大致占比評分等級1M1平時作業10%A-按時提交作業，問題分析和解決方案準確。B-按時提交作業，問題分析和解決方案有少量不足。C-按時提交作業，問題分析和解決方案方向正確，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案思路錯誤，或作業抄襲2M1小組討論20%A-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規范，設計達到要求，結論正確。B-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規范，設計基本達到要求，但存在少量錯誤，結論正確。C-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案合理，設計基本達到要求，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案存在問題，或存在抄襲3M1實驗表現30%A-應用實驗設備和開發工具熟練，高效，較好的掌握keilC等主要開發工具和軟件，獲得高質量的實驗結果。B-能夠使用實驗設備和keilC等主要開發工具和軟件，獲得較好的實驗結果。。C-輔助下能夠操作實驗設備和使用keilC等主要開發工具和軟件，獲得正確的實驗結果。D-不會或不主動使用實驗設備和開發工具。4M1期末考試40%（見試卷評分標準）5M2平時作業10%A-按時提交作業，使用開發工具高效準確，問題分析和解決方案準確。B-按時提交作業，使用開發工具準確，問題分析和解決方案有少量不足。C-按時提交作業，使用開發工具基本正確，問題分析和解決方案方向正確，但存在較多錯誤。D-不熟練使用相關開發工具，問題分析和解決方案思路錯誤，或作業抄襲6M2小組討論30%A-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規范，設計達到要求，結論正確。B-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規范，設計基本達到要求，但存在少量錯誤，結論正確。C-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案合理，設計基本達到要求，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案存在問題，或存在抄襲7M2期末考試20%（見試卷評分標準）8M2實驗表現40%A-應用實驗設備和開發工具熟練，高效，較好的掌握keilC等主要開發工具和軟件，獲得高質量的實驗結果。B-能夠使用實驗設備和keilC等主要開發工具和軟件，獲得較好的實驗結果。。C-輔助下能夠操作實驗設備和使用keilC等主要開發工具和軟件，獲得正確的實驗結果。D-不會或不主動使用實驗設備和開發工具。9M3平時作業20%A-按時提交作業，使用開發工具高效準確，問題分析和解決方案準確。B-按時提交作業，使用開發工具準確，問題分析和解決方案有少量不足。C-按時提交作業，使用開發工具基本正確，問題分析和解決方案方向正確，但存在較多錯誤。D-不熟練使用相關開發工具，問題分析和解決方案思路錯誤，或作業抄襲10M3小組討論10%A-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規范，設計達到要求，結論正確。B-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案符合規范，設計基本達到要求，但存在少量錯誤，結論正確。C-小組報告和匯報及時，問題分析和解決方案合理，設計基本達到要求，但存在較多錯誤。D-問題分析和解決方案存在問題，或存在抄襲11M3實驗表現30%A-應用實驗設備和開發工具熟練，高效，較好的掌握keilC等主要開發工具和軟件，獲得高質量的實驗結果。B-能夠使用實驗設備和keilC等主要開發工具和軟件，獲得較好的實驗結果。。C-輔助下能夠操作實驗設備和使用keilC等主要開發工具和軟件，獲得正確的實驗結果。D-不會或不主動使用實驗設備和開發工具。12M3期末考試10%（見試卷評分標準）13M3課堂表現30%A-認真聽課，積極參與課堂活動，踴躍發表觀點。B-認真聽課，能夠參與課堂活動，發表正確觀點。C-課堂出勤，能夠參與課堂活動，但不發表觀點。D-不參加課堂活動，或不踴躍發言評分等級說明：[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];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學參考資料明細1圖書|單片機原理及應用-基于51與高速SoC51(第2版）,何秋生,電子工業出版社,2014.07,ISBN:9787121231438.（*主教材）2圖書|單片機原理及接口技術,張毅剛,人民郵電出版社,2011.08,ISBN:9787115256652.3圖書|單片機原理及應用技術(基于KeilC與Proteus,趙全利,機械工業出版社,2017.05,ISBN:9787111566380.七、實驗項目信息序號項目名稱實驗室名稱門牌號組人數學時實驗類別要求實驗類型上機1單片機程序設計初步與調試測井儀器實驗室C-31222基礎必做基礎性否2簡單I/O控制發光二極管實驗測井儀器實驗室C-31222專業基礎必做設計性否3外部中斷程序設計實驗測井儀器實驗室C-31222專業基礎必做設計性否4計數器/定時器實驗 測井儀器實驗室C-31222專業基礎必做設計性否5串口通訊（自發自收） 測井儀器實驗室C-31222專業基礎必做設計性否6單片機綜合實驗1測井儀器實驗室C-31222專業基礎必做設計性否7單片機綜合實驗2測井儀器實驗室C-31222專業基礎必做設計