《微机原理与接口技术I》课程教学大纲.docx

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《微机原理与接口技术I》课程教学大纲课程基本信息课程名称（中文）微机原理与接口技术I 课程名称（英文） Microcomputer Principle and Interface Technology I 课程类别：专业主干课程课程性质必修授课语言中文授课学期第5学期学分 4 课程学时及分配总学时讲课实验课外 64 52 12 适用专业物联网工程等授课学院计算机与软件学院先修课程大学物理n、电路n、电子技术基础后续课程无线传感网络技术। 课程简介课程基本定位：本课程为物联网工程专业专业主干课。该课程的教学目的是使学生理解常用微型计算机及接口基本结构和工作原理，能够运用所学理论知识，进行微机系统的运行能分析、计算，正确开展实验，为后续“单片机原理及应用”、“无线传感器网络”等专业课程打下基础，同时为从事物联网工程技术工作和科学研究奠定初步基础。课程复杂工程问题:《微机原理与接口技术I》中的“智能微机系统设计” 是利用传感器技术、计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术依照工程实际需求，融合个性需求，将工业现场环境的参数与微机系统有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验，属于“复杂工程问题”。该课程设计要求学生在学习基本电路的基础上，综合运用传感器、电子线路、通信、嵌入式系统等多方面专业知识，考虑如何启效扩展存储器容量方面问题，在查阅相关资料基础上，深入分析形成设计方案。在调试过程中，需要使用多种现代工具（如测量仪器、电子设计自动化），同时在整个过程中培养学生的团队合作精神、沟通能力、工程管理等多项毕业要求。在本专业培养方案中多项教学活动均涉及到解决“复杂工程问题”能力的培养。核心学习结果：结合自主学习，理解微型计算机的原理、结构及运行特性；能够在学习小组中，运用微机与接口的相关专业知识，分析微机控制系统的复杂工程问题，设计合适的解决方案，并正确有效地开展实验验证工作。主要教学方法：讲授、案例、实验、专题研讨大纲更新时间二、课程目标1、杨居义，《微机原理与接口技术工程教程》（第2版），清华大学出版社，2013年。 2、周明德，《微机原理与接口技术》（第2版），清华大学出版社，2007年。 3、李继灿，《微型计算机原理与应用》，清华大学出版社，2011年版。 4、马瑞芳，《微机原理与接口技术重点、难点及典型体解》，西安交通大学出版社， 2002 年。课程总目标课程子目标达成方法 L知识 1.1: 掌握微型计算机系统组成及其工作原理； 1. 2：掌握CPU寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构； 1.3 ：掌握各种典型接口的工作原理，与CPU连接及编制响应的初始化程序和应用程序； 1.4 ：掌握微型计算机应用系统与接口开发方法。讲授、实验、案例、专题研讨。 2.能力 2.1 ：具有微型计算机应用系统软硬件设计与开发能力； 2.2 ：具有接口电路控制字编程、初始化编程应用能力； 2.3 ：具有工程应用与工程设计软硬件设计开发能力； 2.4 ：能够就微机系统复杂工程问题的求解，在学习小组中，充分发挥组织、协调能力，与小组成员有效沟通，合作解决问题。讲授、实验、案例、专题研讨。 3.素养 3.1：培养学生自强不息、脚踏实地、明德格物、立己达人，追求真理的精神。实验、专题讨论。、理论教学环节及基本要求三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑U! 序号支撑的毕业要求指标点课程目标 1 指标点3-2：能够合理地组织、存储和处理数据，正确地进行算法设计、分析和评价，描述各类资源系统的概念、原理及其在物联网工程领域的主要表达；课程目标1. 1> 1. 2 课程目标2. 1、2. 2 2 指标点4-1：能够根据物联网工程领域的智慧标识、气象感知、泛在计算等的系统需求，通过文献研究，利用理论分析等手段，给出相关复杂工程问题的解决方案；课程目标1.3 课程目标2. 3 3 指标点5-1：能够解释软硬件开发工具的使用原理和方法，具备使用物联网工程领域的标识、感知、传输和数据处理系统的开发工具的能力；课程目标L4 课程目标2.4 课程目标3.1 章标题教学内容学时预期学习成果教学方式课程目（描述学生在学完本节内容后其知识、能力或素养预期成果到达的程度，后同）（讲授、专题研讨、案例、实验、实地调研等，但不限于此）标第一章微型计算机系统概述 2 熟悉数据在计算机中的表示方法、数据交换方式、I/O端口地址分配与地址译码技术。讲授、案例目标L1 第二章 8086微处理器 4 掌握CPU内部结构、存储器管理与引脚功能。讲授、案例、作业目标L1 第三章 8086指令系统及汇编语言程序设计 8 掌握寻址方式、各类指令应用、汇编语言程序格式与基本结构。讲授、案例、实验、作业目标L2 目标L4 目标2.1 第四章存储器 6 掌握存储器分配与存储器扩展技术。讲授、案例、实验、作业目标L2 目标L4 目标2.1 第五章可编程并行接口 8255A 6 掌握可编程并行接口 8255A芯片引脚、内部结构、控制字、工作方式及编程应用。讲授、案例、专题研讨、作业目标L3 目标1.4 目标2.3 第六章中断系统与可编程 8259A 4 掌握中断系统与可编程8259A引脚、内部结构、控制字与编程应用。讲授、案例、专题研讨目标L4 目标2.2 第七章可编程定时器/计数器 8253 6 掌握可编程定时器 /计数器8253功能、引脚、内部结构、控制字与工作方式。讲授、案例、专题研讨、作业目标L3 目标L4 目标2.2 第八章串行通信与可编程 4 掌握串行通信与可讲授、案例、专目标L4 8251A 编程8251A芯片引脚、内部结构与工作过程。题研讨目标2.2 第九章可编程DMA控制器 8237A 6 掌握DMA传送基本概念、8237A引脚、内部结构、控制字及应用。讲授、案例、专题研讨、作业目标L4 目标2.2 第十章 D/A数模转换 2 掌握D/A转换器输出、工作方式及应用。讲授、案例、专题研讨目标2.3 目标2.4 第十一，章 A/D模数转换 2 掌握数模转换器的主要技术指标、 ADC089芯片特点、引脚功能、内部结构以及应用。讲授、案例、专题研讨目标2.2 目标3.1 第十二总线技术 2 掌握PCI局部总线和USB总线。讲授、案例、专题研讨目标3.1 五、实践（实验）教学环节及基本要求编号实践（实验）工程名称教学内容学时实验类型预期学习成果课程目标 1 音乐发生器实验利用8253做音乐信号发生器，编制一个音乐程序，最少能提供两个歌曲选择功能。 2 设计掌握使用定时器/计数器,产生音乐信号的基本方法和音乐程序的设计方法，能够排除实验过程中出现的问题。目标2.1 目标2.4 2 简易数码管移位显示实验用七段LED在微机外设计一个4位移位型显示器，能显示年、月、日、时间。 2 设计能够利用微机的总线设计一个简易移位型数码管显示器，掌握数码管的显示原理及应用方法。目标2.3 目标2.4 3 串行通信设计实验利用PC上的232串口通信功能，选用8251A芯片与主机组成自发自收系统。 2 设计能够掌握串行通信的基本方法和通信程序设计方法以及编程方法。目标2.3 目标2.4 4 步进电机控制实验用微机作为脉冲发生器，用8255A作为脉冲分配器，编写控制步进电机分配方式及方向运转的程序。 2 设计掌握步进电机控制系统的设计方法。目标2.2 目标2.3 目标2.4 5 2路AD转换显不实验用ADC0809转换电路，设计2路转换程序并在 LED上显示 2 设计掌握 ADC0809 芯片的编程方法及接线目标2.2 目标2.3 目标2.4 6 上位PC控制直流电机转速 PC屏幕分为发送区和接受区，利用上位PC与 8251A进行通信。 2 设计掌握8251A芯片的编程方法及接线目标2.2 目标2.3 目标2.4 六、课程评价（一）考核内容、考核方式与课程目标对应关系课程目标考核内容考核方式及占比（％）成绩（%）作业课程实验考试目标1.1 是否理解微型计算机系统组成及其工作原理。 2.5% 2.5% 2.5% 7.5% 目标L2 是否理解CPU寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。 2.5% 2.5% 7.5% 12.5% 目标L3 是否理解各种典型接口的工作原理以及初始化应用程序。 2.5% 2.5% 7.5% 12.5% 目标L4 是否理解微型计算机应用系统与接口开发方法。 2.5% 2.5% 10% 15% 目标2.1 是否具有微型计算机应用系统软硬件设计与开发能力。 2.5% 2.5% 7.5% 12.5% 目标2.2 是否具有接口电路控制字编程、初始化编程能力。 2.5% 2.5% 10% 15% 目标2.3 是否具有工程应用与工程设计软硬件设计开发能力。 2.5% 2.5% 15% 20% 目标2.4 能够就微机系统复杂工程问题的求解，在学习小组中，充分发挥组织、协调能力，与小组成员有效沟通，合作解决问题。 2.5% 2.5% 目标3.1 课程实验环节是否能够反映求真务实、切问近思等科学精神。 2.5% 2.5% 合计 17.5% 22.5% 60% 100% （二）考核方式评分标准 1.评分标准总体说明：（1）本课程通过知识讲授、实验、课程考试等环节组成，最终要求学生能够认真完成实验和作业，通过课程考试。（2）总评成绩由期末考试、作业和实验环节构成，各项课程子目标成绩按五等百分制评定，根据考核方式及占比表中规定的比例折算得到个人最终成绩。 2.评分标准分项说明（1）课程作业评分标准课程目标评分标准 90-100 （优） 80-89 （良） 70-79 （中） 60-69 （及格） 0-59 （不及格）目标L1：能够深入理解微型计算机系统组成及其工作原理。能够较好地理解微型计算机系统组成及其工作原理。能够理解微型计算机系统组成及其工作原理。基本理解微型计算机系统组成及其工作原理。不理解微型计算机系统组成及其工作原理。目标1. 2：能够很好地理解CPU寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。较好地理解 CPU寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。能够理解CPU 寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。基本理解CPU 寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。不理解CPU 寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。目标1. 3：能够深入理能够较好地理能够理解各种典型接口基本理解各种典型接口不理解各种典型接口工解各种典型接口工作原理与应用程序。解各种典型接口工作原理与应用程序。工作原理与应用程序。工作原理与应用程序。作原理与应用程序。目标L4：很好地理解较好地理解微能够理解微基本理解微不理解微型微型计算机型计算机系统型计算机系型计算机系计算机系统系统与接口与接口开发方统与接口开统与接口开与接口开发开发方法。法。发方法。发方法。方法。目标2. 1 ：具有很强的具有较强的微具有一般的基本具有微不具有微型微型计算机型计算机应用微型计算机型计算机应计算机应用应用系统软系统软硬件设应用系统软用系统软硬系统软硬件硬件设计与计与开发能硬件设计与件设计与开设计与开发开发能力。力。开发能力。发能力。能力。目标2. 2：具有很强的具有较强的接具有一般的基本具有接不具有接口接口电路控口电路控制字接口电路控口电路控制电路控制字制字编程、初编程、初始化制字编程、初字编程、初始编程、初始化始化编程应编程应用的能始化编程应化编程应用编程应用的用的能力。力。用的能力。的能力。能力。目标2. 3：具有很强的具有较强的工具有一般工基本具有工不具有工程工程应用与程应用与工程程应用与项程应用与项应用与工程工程设计软设计软件应设目设计软件目设计软件设计软件应件应设计开计开发的能应设计开发应设计开发设计开发的发的能力。力。的能力。的能力。能力。（2）课程实验评分标准课程目标评分标准 90-100 （优） 80-89 （良） 70-79 （中） 60-69 （及格） 0-59 （不及格）目标1.1: 能够深入理解微型计算机系统组成及其工作原理。能够较好地理解微型计算机系统组成及其工作原理。能够理解微型计算机系统组成及其工作原理。基本理解微型计算机系统组成及其工作原理。不理解微型计算机系统组成及其工作原理。目标1.2 ：能够很好地理解CPU寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。较好地理解 CPU寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。能够理解CPU 寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。基本理解CPL- 寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。不理解CPU 寻址方式、汇编语言程序格式、程序基本结构。目标1. 3：能够深入理解各种典型接口工作原能够较好地理解各种典型接口工作原理与能够理解各种典型接口工作原理与基本理解各种典型接口工作原理与不理解各种典型接口工作原理与应理与应用程序。应用程序。目标1. 4：很好地理d 较好地理解微微型计算机型计算机系统系统与接口与接口开发方开发方法。法。目标2. 1 ：具有很强的具有较强的微微型计算机型计算机应用应用系统软系统软硬件设硬件设计与计与开发能开发能力。力。目标2. 2：具有很强的具有较强的接接口电路控口电路控制字制字编程、初编程、初始化始化编程应编程应用的能用的能力。力。目标2.3：具有很强的具有较强的工工程应用与程应用与工程工程设计软设计软件应设件应设计开计开发的能发的能力。力。目标2. 4：具有良好的有较好的沟通沟通能力，能能力，与小组够在小组中成员良好合发挥积极作作，共同分析用，带着小组问题、解决问成员很好地分析并解决问题。题。目标3. 1 ：实验报告格实验报告格式式规范，文字规范，文字严严谨，内容正谨，内容比拟确，条理性正确，条理性好,无抄袭痕好，无抄袭痕迹，图文并迹，图文并茂；茂；能正确问能比拟正确问答所提的问答所提的问题。题。应用程序。应用程序。用程序。能够理解微基本理解微不理解微型型计算机系型计算机系计算机系统统与接口开统与接口开与接口开发发方法。发方法。方法。具有一般的基本具有微不具有微型微型计算机型计算机应计算机应用应用系统软用系统软硬系统软硬件硬件设计与件设计与开设计与开发开发能力。发能力。能力。具有一般的基本具有接不具有接口接口电路控口电路控制电路控制字制字编程、初字编程、初始编程、初始化始化编程应化编程应用编程应用的用的能力。的能力。能力。具有一般工基本具有工不具有工程程应用与项程应用与项应用与工程目设计软件目设计软件设计软件应应设计开发应设计开发设计开发的的能力。的能力。能力。具有较好的有一定的沟不能进行有沟通能力，能通与协作能效沟通、未能够协助小组力，在小组其解决问题。成员解决问他成员帮助题。下，基本能够解决问题。实验报告格实验报告格实验报告有式比拟规范，式基本规范，明显的抄袭文字比拟严文字严谨，内痕迹,不能正谨，内容正容基本正确，确问答所提确，条理性条理性好，无的问题。好，无抄袭痕抄袭痕迹，图迹，图文并文并茂；能基茂；能比拟正本正确问答确问答所提所提的问题。的问题。 (3)课程考试评分标准课程目标评分标准 90-100 （优） 80-89 （良） 70-79 （中） 60-69 （及格） 0-59 （不及格）目标L1：能够深入理能够较好地理能够理解微基本理解微不理解微型解微型计算解微型计算机型计算机系型计算机系计算机系统机系统组成系统组成及其统组成及其统组成及其组成及其工及其工作原理。工作原理。工作原理。工作原理。作原理。目标1. 2 ：能够很好地较好地理解能够理解CPU 基本理解CPU 不理解CPU 理解CPU寻址 CPU寻址方式、寻址方式、汇寻址方式、汇寻址方式、汇方式、汇编语汇编语言程序编语言程序编语言程序编语言程序言程序格式、格式、程序基格式、程序基格式、程序基格式、程序基程序基本结构。本结构。本结构。本结构。本结构。目标1. 3：能够深入理能够较好地理能够理解各基本理解各不理解各种解各种典型解各种典型接种典型接口种典型接口典型接口工接口工作原口工作原理与工作原理与工作原理与作原理与应理与应用程序。应用程序。应用程序。应用程序。用程序。目标1. 4：很好地理解较好地理解微能够理解微基本理解微不理解微型微型计算机型计算机系统型计算机系型计算机系计算机系统系统与接口与接口开发方统与接口开统与接口开与接口开发开发方法。法。发方法。发方法。方法。目标2. 1 ：具有很强的具有较强的微具有一般的基本具有微不具有微型微型计算机型计算机应用微型计算机型计算机应计算机应用应用系统软系统软硬件设应用系统软用系统软硬系统软硬件硬件设计与计与开发能硬件设计与件设计与开设计与开发开发能力。力。开发能力。发能力。能力。目标2. 2：具有很强的具有较强的接具有一般的基本具有接不具有接口接口电路控口电路控制字接口电路控口电路控制电路控制字制字编程、初编程、初始化制字编程、初字编程、初始编程、初始化始化编程应编程应用的能始化编程应化编程应用编程应用的用的能力。力。用的能力。的能力。能力。目标2. 3：具有很强的具有较强的工具有一般工基本具有工不具有工程工程应用与程应用与工程程应用与项程应用与项应用与工程工程设计软设计软件应设目设计软件目设计软件设计软件应件应设计开计开发的能应设计开发应设计开发设计开发的发的能力。力。的能力。的能力。能力。七、参考书目及学习资料

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