第一篇：在系統(tǒng)可編程技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)大綱

《在系統(tǒng)可編程技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在系統(tǒng)可編程邏輯器件的使用越來越廣泛?！对谙到y(tǒng)可編程技術(shù)及應(yīng)用》是電子信息工程、通訊工程專業(yè)的專業(yè)選修課。主要介紹可編程邏輯器件的原理、特點(diǎn)、發(fā)展趨勢和VHDL的編程設(shè)計(jì)。為學(xué)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和其他專業(yè)課奠定基礎(chǔ)。

二、課程的教學(xué)基本要求

1． 掌握PROM的基本結(jié)構(gòu)和編程原理。2． 掌握PAL的原理與使用。3． 掌握GAL的原理與使用。4． 掌握高密度可編程邏輯器件的原理與使用。5． 掌握超高速集成電路硬件描述語言VHDL。

三、課程內(nèi)容及學(xué)時分配 1 總學(xué)時與習(xí)題

本課程一學(xué)期授完，計(jì)劃36學(xué)時，習(xí)題數(shù)20題，學(xué)分2分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)單獨(dú)設(shè)課。內(nèi)容與課時分配

第一章 緒論 21． 內(nèi)容與課時分配

可編程邏輯器件的概述 22． 重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：

編程方法

（2）難點(diǎn)：

在系統(tǒng)可編程

3．習(xí)題

（1）編程方法有那幾種？

第二章 可編程邏輯器件的表示法和基本結(jié)構(gòu) 21．內(nèi)容與課時分配

（1）可編程邏輯器件的表示法 1（2）可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu) 12．重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：

可編程邏輯器件的表示法與基本結(jié)構(gòu)

（2）難點(diǎn)：

可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)。

3．習(xí)題

學(xué)時 學(xué)時 學(xué)時 學(xué)時 學(xué)時（1）可編程邏輯器件的表示法

第三章 PROM基本結(jié)構(gòu)和編程原理 2學(xué)時 1．內(nèi)容與課時分配

（1）PROM基本結(jié)構(gòu) 1學(xué)時（2）PROM編程原理 1學(xué)時 2．重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：

PROM的編程原理。

（2）難點(diǎn)：

PROM的編程原理。

3．習(xí)題

（1）PROM的編程方法。

第四章 PAL原理與使用 41．內(nèi)容與課時分配

（1）PAL的結(jié)構(gòu)和命名方法 2（2）PAL的使用 2．重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：

PAL的結(jié)構(gòu)。

（2）難點(diǎn)：

PAL的使用。

3．習(xí)題

（1）舉例說明PAL器件的命名方法。

（2）用PAL16R8設(shè)計(jì)一個3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。

第五章 GAL原理與使用 41．內(nèi)容與課時分配

（1）GAL的結(jié)構(gòu)和命名方法 2（2）GAL的使用 2．重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：

GAL的結(jié)構(gòu)。

（2）難點(diǎn)：

GAL的使用。

3．習(xí)題

（1）舉例說明GAL器件的命名方法。（2）GAL16V8行地址包含哪些內(nèi)容？

第六章 高密度可編程邏輯器件的原理與使用 61．內(nèi)容與課時分配

（1）高密度可編程邏輯器件的特點(diǎn)和基本結(jié)構(gòu) 2（2）ispLSI1032基本原理及使用 4

學(xué)時 學(xué)時 2學(xué)時 學(xué)時 學(xué)時 2學(xué)時 學(xué)時 學(xué)時 學(xué)時 2．重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：

ispLSI1032基本原理。

（2）難點(diǎn)：

ispLSI1032的使用。

3．習(xí)題

（1）ispLSI1032的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？（2）GLB有哪幾種模式？

（3）乘積項(xiàng)分配矩陣的優(yōu)點(diǎn)？

第七章 VHDL語言 14學(xué)時 1．內(nèi)容與課時分配

（1）VHDL語言基本概述 2學(xué)時（2）VHDL語言基礎(chǔ)知識 8學(xué)時（3）VHDL語言的數(shù)據(jù)類型及運(yùn)算操作符 4學(xué)時 2．重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：

VHDL語言基礎(chǔ)知

（2）難點(diǎn)：

VHDL語言行為描述、VHDL語言構(gòu)造體的子結(jié)構(gòu)描述。

3．習(xí)題

（1）用行為描述實(shí)現(xiàn)半加器。（2）用VHDL實(shí)現(xiàn)全加器。（3）用行為描述實(shí)現(xiàn)半減器。（4）用VHDL實(shí)現(xiàn)全減器。

（5）用行為描述設(shè)計(jì)JK觸發(fā)器。（6）用行為描述設(shè)計(jì)振蕩器。

（7）用行為描述具有清零復(fù)位的D觸發(fā)器。（8）用行為描述設(shè)計(jì)SR型瑣存器（9）用行為描述設(shè)計(jì)輸出使能。（10）用行為描述設(shè)計(jì)雙向信號。

四、教材及參考書

教材：

劉篤仁，《在系統(tǒng)可編程技術(shù)及其器件原理與應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社，1999 參考書：

黃正瑾《在系統(tǒng)可編程技術(shù)及其應(yīng)用》，東南大學(xué)出版社 曹偉《可編程邏輯器件—原理方法與開發(fā)應(yīng)用指南》，國防科大出版社 黃培中《可編程邏輯器件PLD原理及應(yīng)用》，上海交通大學(xué)出版社 楊峰《大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷c數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，北京航天大學(xué)出版社 侯建軍《超大規(guī)模集成電路硬件描述語言VHDL簡明教程和MAXPLUSII操作指南》 薛宏熙《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化》，清華大學(xué)出版社

五、考核方式與成績評定方法

本課程的成績由下列兩部分組成：

1.平時成績（包括作業(yè)和課堂表現(xiàn)）占30％； 2.期末考試（閉卷筆試）占70％。

六、說明

本課程的先修課程：

《數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)》

第二篇：《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

Single-Chip Microcomputer Application System Design 課程編號：公選課

適用專業(yè)：全校工科類專業(yè)

學(xué) 時 數(shù)：16

學(xué) 分 數(shù)：1 執(zhí) 筆 者：王福忠

編寫日期：2008年12月

一、課程的性質(zhì)和目的

單片機(jī)技術(shù)在通信、家電、自動控制、儀器儀表中得到廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)是面向工科類專業(yè)的一門公共選修課，是一門邏輯性強(qiáng)、理論與實(shí)踐并重，軟硬件結(jié)合，內(nèi)容豐富，知識面寬廣的課程。

2.課程任務(wù)

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的了解。掌握單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步方法，建立有關(guān)微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的初步概念，了解高科技的發(fā)展動態(tài)，增強(qiáng)學(xué)生對后續(xù)課程如自動控制原理，微型計(jì)算機(jī)原理、單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)等課程學(xué)習(xí)的興趣。為其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和走向工作崗位從事單片機(jī)應(yīng)用的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)要求的基本層次

本課程的教學(xué)要求可分為四個層次，即：掌握、理解、應(yīng)用和了解。1.掌握

對于本課程的重點(diǎn)內(nèi)容要求學(xué)員達(dá)到掌握的程度。即要求學(xué)員能夠全面、深入地掌握所學(xué)內(nèi)容，能夠舉一反三，熟練解決相關(guān)問題。要求學(xué)員掌握的內(nèi)容也就是考試的主要內(nèi)容。

2.理解

對于本課程的一般內(nèi)容要求學(xué)員能夠理解。即要求學(xué)員能夠理解所學(xué)內(nèi)容，對所涉及的內(nèi)容能夠進(jìn)行簡單的分析和判斷。

3．應(yīng)用

使學(xué)生具有一定的單片機(jī)應(yīng)用技能和按要求組織單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的初步能力 4.了解

對于本課程的次要內(nèi)容要求學(xué)員能夠了解。所涉及的內(nèi)容都是一些基本概念和簡單敘述，知道了就行，沒有進(jìn)一步深入和擴(kuò)展的要求。二．教學(xué)內(nèi)容和要求 1 單片機(jī)基礎(chǔ) 1.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）單片機(jī)的基本概念；（2）單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展；（3）單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)；（4）單片機(jī)特點(diǎn)及應(yīng)用； 1.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）本章的基本任務(wù)是學(xué)習(xí)單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展概況及應(yīng)用。單片機(jī)與典型微型計(jì)算機(jī)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。為后續(xù)章節(jié)奠定基礎(chǔ)知識。

掌握：單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念、單片機(jī)與典型微型計(jì)算機(jī)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置的概念；

了解：單片機(jī)的特點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，典型單片機(jī)系列的基本情況。2 應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成與設(shè)計(jì)內(nèi)容 2.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般硬件組成；（2）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 2.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）

本章的基本任務(wù)是對應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成與設(shè)計(jì)內(nèi)容有一個初步了解，為后續(xù)章節(jié)提供必要的概念基礎(chǔ)。

理解：典型單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、前向通道的組成及其特點(diǎn)和各環(huán)節(jié)的作用、常見的傳感器、后向通道的組成與特點(diǎn)道結(jié)構(gòu)、模擬輸出通道的作用、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、人機(jī)通道的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。3 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程與內(nèi)容 3.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)主要步驟；（2）總體方案確定；（3）硬件設(shè)計(jì)；（4）軟件設(shè)計(jì)。

3.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）

本章的基本任務(wù)是學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程與內(nèi)容。

掌握：單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)主要步驟及內(nèi)容，總體方案，硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)等內(nèi)容與注意的問題。4 人機(jī)接口的設(shè)計(jì) 4.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）開關(guān)及接口；（2）按鍵、鍵盤及接口；（3）LED顯示器及接口；（4）液晶顯示器(LCD)及其接口 4.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）

掌握：人機(jī)接口的基本原理與設(shè)計(jì)初步方法。5 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與輸入接口 5.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）檢測信號與數(shù)據(jù)放大器；（2）采樣保持器及其與微機(jī)的連接；（3）A/D轉(zhuǎn)換器 5.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）

掌握：模擬量輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則；模擬輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置；模擬量輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題；模擬低通濾波器(ALF)；模擬多路轉(zhuǎn)換器；A／D轉(zhuǎn)換器的選擇和使用注意事項(xiàng)。6 控制輸出（后向）通道與接口 6.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）后向通道中的常用器件；（2）后向通道中的D／A轉(zhuǎn)換技術(shù)和接口芯片；（3）執(zhí)行器類型

6.2 教學(xué)要求（1學(xué)時）

掌握：后向通道應(yīng)解決的問題，大功率I／O口接口器件，光電隔離與接口驅(qū)動器件，D／A轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)的一般問題，執(zhí)行器類型。7 數(shù)據(jù)處理技術(shù) 7.1 教學(xué)內(nèi)容（2學(xué)時）

（1）標(biāo)度變換及其程序設(shè)計(jì)；（2）數(shù)字濾波及其程序設(shè)計(jì)；（3）控制技術(shù)及其算法 7.2 教學(xué)要求

掌握：線性儀表的標(biāo)度變換、非線性測量的標(biāo)度變換、常用的靜態(tài)濾波算法原理、自動控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)字PID算法原理。8 單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 8.1 教學(xué)內(nèi)容（2學(xué)時）

（1）干擾源及其分類；（2）干擾對單片機(jī)系統(tǒng)的影響；（3）硬件抗干擾技術(shù)；（4）軟件抗干擾技術(shù)。8．2 教學(xué)要求

掌握：干擾的含義、干擾源的分類、干擾入侵單片機(jī)系統(tǒng)的途徑、串模干擾的抑制方法、共模干擾的抑制方法、程序執(zhí)行過程中的軟件抗干擾。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)舉例 9.1 教學(xué)內(nèi)容

（1）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試工具；（3）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)例子 9．2 教學(xué)要求（1學(xué)時）

掌握：單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)、萬用表、邏輯分析儀等開發(fā)工具。

第三篇：數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用課程教學(xué)大綱

《數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

課程編號：53000540

適用專業(yè)：電子信息類專業(yè)（包括通信工程、網(wǎng)絡(luò)工程、信息工程、電子信息工程、信息對抗技術(shù)、電磁場與天線技術(shù)、電波傳播與天線、電子科學(xué)技術(shù)、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)、微電子學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、真空電子技術(shù)、光信息科學(xué)與技術(shù)、信息顯示與光電技術(shù)、測控技術(shù)與儀器、自動化、自動化（電力系統(tǒng)自動化）、環(huán)境工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、電氣工程及其自動化、工業(yè)工程、生物醫(yī)學(xué)工程、管理-電子工程復(fù)合培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班。）

學(xué) 時 數(shù)：64

學(xué) 分 數(shù)：4

開課學(xué)期：第4學(xué)期

先修課程：《高等數(shù)學(xué)》、《電路分析基礎(chǔ)》、《模擬電路基礎(chǔ)》 執(zhí) 筆 者： 姜書艷

編寫日期：2010.1

審核人（教學(xué)副院長）：

一、課程性質(zhì)和目標(biāo)

授課對象：全日制大學(xué)本科二年級 課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課

教學(xué)目標(biāo)（本課程對實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的作用；學(xué)生通過學(xué)習(xí)該課程后，在思想、知識、能力和素質(zhì)等方面應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)）：

“數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用”課程是電子信息類專業(yè)所共有的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課程，同時也是一門重要工程技術(shù)課程，是研究數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的入門課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握數(shù)字邏輯電路的基本理論和基本分析方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的電路知識。本課程在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和抽象思維能力、分析計(jì)算能力、總結(jié)歸納能力等方面起重要作用。在本課程中，將介紹數(shù)字邏輯電路的分析設(shè)計(jì)方法和基本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧；培養(yǎng)同學(xué)綜合運(yùn)用知識分析解決問題的能力和在工程性設(shè)計(jì)方面的基本素養(yǎng)。通過實(shí)驗(yàn)和課外上機(jī)實(shí)驗(yàn)的方式，使同學(xué)深入了解和掌握數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)分析方法和電路的運(yùn)用過程。

二、課程內(nèi)容安排和要求

（一）教學(xué)內(nèi)容、要求及教學(xué)方法

1.課堂理論教學(xué)（64學(xué)時）第一章 引論（1學(xué)時）

了解：數(shù)字邏輯電路的特點(diǎn)、數(shù)字邏輯電路在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的地位、數(shù)字邏輯電路與模擬電子電路之間的關(guān)系、簡單介紹EDA設(shè)計(jì)工具、HDL語言對數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)作用和影響。第二章 數(shù)系與代碼（5學(xué)時）

掌握：十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)的表示方法以及它們之間的相互轉(zhuǎn)換、非十進(jìn)制數(shù)的加減運(yùn)算；

掌握：符號數(shù)的表達(dá)：符號-數(shù)值碼（Signed-Magnitude System、原碼），二進(jìn)制補(bǔ)碼(two's complement，補(bǔ)碼)、二進(jìn)制反碼（ones' complement, 反碼）表示以及它們之間的相互轉(zhuǎn)換； 掌握：帶符號數(shù)的補(bǔ)碼的加減運(yùn)算；BCD碼（Binary Codes for Decimal numbers）、格雷碼（Gray code、葛萊碼）的特點(diǎn)，它們與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系； 理解：二進(jìn)制數(shù)的浮點(diǎn)數(shù)表達(dá)（補(bǔ)充）；

了解：字符的代碼表示，二進(jìn)制代碼在狀態(tài)、條件等的表示方面的應(yīng)用； 第三章 數(shù)字電路（6學(xué)時）

掌握：正負(fù)邏輯的概念；CMOS邏輯電平和噪聲容限，扇出特性；

掌握：利用PSPICE仿真CMOS基本邏輯門的靜態(tài)特性和動態(tài)特性、了解電路結(jié)構(gòu)和負(fù)載特性對邏輯門靜態(tài)特性和動態(tài)特性的影響。

理解：CMOS邏輯反相器、與非門、或非門、非反相門、與或非門電路的結(jié)構(gòu)；

理解：CMOS邏輯電路的其他穩(wěn)態(tài)電氣特性：帶電阻性負(fù)載的電路特性、非理想輸入時的電路特性、負(fù)載效應(yīng)、不用的輸入端及等效的輸入、輸出電路模型； 理解：動態(tài)電氣特性：轉(zhuǎn)換時間、傳播延遲、電流尖峰；

理解：特殊的輸入輸出電路結(jié)構(gòu)：CMOS傳輸門、施密特觸發(fā)器輸入結(jié)構(gòu)、三態(tài)輸出結(jié)構(gòu)、漏極開路輸出結(jié)構(gòu)；

了解：作為電子開關(guān)運(yùn)用的二極管、雙極型晶體管、MOS場效應(yīng)管的工作方式； 了解：其他類型的邏輯電路：TTL,ECL等；

了解：不同類型、不同工作電壓的邏輯電路的輸入輸出邏輯電平規(guī)范值以及它們之間的連接配合的問題。

第四章 組合邏輯設(shè)計(jì)原理（10學(xué)時）

掌握:邏輯代數(shù)的公理、定理，對偶關(guān)系、反演關(guān)系、香濃展開定理，以及在邏輯代數(shù)化簡時的作用；

掌握:邏輯函數(shù)的表達(dá)形式：積之和與和之積標(biāo)準(zhǔn)型、真值表、邏輯表達(dá)式，以及各種表達(dá)形式之間的關(guān)系；

掌握:邏輯函數(shù)的基本運(yùn)算：相加（或）、相乘（與）、對偶、反演；異或、同或運(yùn)算的公式、性質(zhì)及其相互關(guān)系（補(bǔ)充）；

掌握:組合電路的分析：窮舉法和代數(shù)法；代數(shù)法邏輯函數(shù)表達(dá)式的產(chǎn)生過程及邏輯函數(shù)表達(dá)式的基本化簡方法—函數(shù)化簡方法和卡諾圖化簡方法；

掌握:組合電路的綜合過程：將功能敘述表達(dá)為組合邏輯函數(shù)的表達(dá)形式、使用與非門、或非門表達(dá)的邏輯函數(shù)表達(dá)式、邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)形式及綜合設(shè)計(jì)的其他問題：無關(guān)項(xiàng)(don’t-care terms)的處理、多輸出(multiple-output)邏輯化簡的方法和定時冒險（timing hazards）問題。掌握：學(xué)習(xí)使用QuatusII(MAX+plusII)工具，利用圖形法和波形法進(jìn)行數(shù)字邏輯電路仿真；對定時冒險電路進(jìn)行仿真分析，加強(qiáng)對定時冒險現(xiàn)象的分析理解能力。理解：組合邏輯電路和時序邏輯電路的基本概念；邏輯代數(shù)化簡時的幾個概念：蘊(yùn)含項(xiàng)（implicant）、主蘊(yùn)含項(xiàng)（prime implicant）、奇異“ 1 ”單元（distinguished 1-cell)、質(zhì)主蘊(yùn)含項(xiàng)(essential prime implicant);五變量及以上邏輯函數(shù)卡諾圖化簡方法； 了解：開集（on-set）、閉集(off-set)的概念；

第五章 硬件描述語言（4學(xué)時）了解：HDL工具組、設(shè)計(jì)流程

掌握：Verilog語言的語法結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，會使用Verilog語言編寫數(shù)字邏輯電路相關(guān)的程序 第五章 組合邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐（12學(xué)時）

掌握：利用基本的邏輯門完成規(guī)定的組合邏輯電路的設(shè)計(jì)任務(wù)：如譯碼器、編碼器、多路選擇器、多路分配器、異或門、比較器、全加器；

掌握：利用基本的邏輯門和已有的中規(guī)模集成電路（MSI）邏輯器件如譯碼器、編碼器、多路選擇器、多路分配器、異或門、比較器、全加器、三態(tài)器件等作為設(shè)計(jì)的基本元素完成更為復(fù)雜的組合邏輯電路設(shè)計(jì)的方法； 掌握：利用QuatusII文本法等（Verilog語言）進(jìn)行組合電路基本功能單元仿真，加深對基本功能單元功能作用的理解；對教材中大型例題進(jìn)行仿真分析，加強(qiáng)對大型綜合性設(shè)計(jì)的分析理解能力。理解：等效門符號（摩根定理）（Equivalent Gate Symbols under the Generalized Demorgan’s Theorem）；信號名和有效電平（Signal Name and Active Levels)；“圈到圈”的邏輯設(shè)計(jì)（Bubble-to-Bubble Logic Design）；電路定時(Circuit Timing)；Parity Circuit(奇偶校驗(yàn)電路)的原理、應(yīng)用； 了解：文檔標(biāo)準(zhǔn)。

第七章 時序邏輯設(shè)計(jì)原理（10學(xué)時）

掌握:基本時序元件R-S型、D型鎖存器以及D型、J-K型、T型觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、時序特性、功能表、特征方程表達(dá)式，不同觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換；

掌握:鐘控同步狀態(tài)機(jī)的模型圖，狀態(tài)機(jī)類型及基本分析方法和步驟，使用狀態(tài)圖表示狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系；

掌握:時序狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)：狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程的建立，狀態(tài)的化簡與編碼賦值、未用狀態(tài)的處理-最小風(fēng)險方案和最小代價方案、使用狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的設(shè)計(jì)方法、使用狀態(tài)圖的設(shè)計(jì)方法。

掌握：利用QuatusII文本法等（Verilog語言）對各種類型觸發(fā)器進(jìn)行仿真，加深對各種類型觸發(fā)器功能作用的理解；學(xué)會用Verilog語言設(shè)計(jì)時序電路。理解：掃描觸發(fā)器(Scan Flip-Flop)特性及基本應(yīng)用；

理解：組合邏輯電路和時序邏輯電路的基本概念；有限狀態(tài)機(jī)（Finite-State Machine）、時鐘觸發(fā)沿（Clock Tick）、占空比（Duty Cycle）的含義；基本雙穩(wěn)態(tài)元件(Bistable Elements)的結(jié)構(gòu)和亞穩(wěn)態(tài)特性（Metastable Behavior）；鎖存器（Latches）與觸發(fā)器（Flip-Flops）的區(qū)別；主從觸發(fā)器與邊沿結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的區(qū)別；觸發(fā)器的定時參數(shù)（Timing Parameters）：建立時間和保持時間的概念；時序邏輯電路的分類； 了解：時序電路設(shè)計(jì)中的其他的設(shè)計(jì)方法。第八章 時序邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐（10學(xué)時）

掌握：利用基本的邏輯門、時序元件作為設(shè)計(jì)的基本元素完成規(guī)定的鐘控同步狀態(tài)機(jī)電路的設(shè)計(jì)任務(wù)：計(jì)數(shù)器、位移寄存器、序列檢測電路和序列發(fā)生器的設(shè)計(jì)；

掌握：利用基本的邏輯門和已有的中規(guī)模集成電路（MSI）時序功能器件作為設(shè)計(jì)的基本元素完成更為復(fù)雜的時序邏輯電路設(shè)計(jì)的方法。

掌握：利用QuatusII(MAX+plusII)文本法等（Verilog語言）進(jìn)行時序電路基本功能單元仿真，加深對基本功能單元功能作用的理解；對教材中大型例題進(jìn)行仿真分析，加強(qiáng)對大型綜合性設(shè)計(jì)的分析理解能力。

理解：開關(guān)消抖(Switch Debouncing)電路、總線保持電路（Bus Holder Circuit）原理；寄存器（register）和鎖存器（latch）的區(qū)別；計(jì)數(shù)器的分類；移位寄存器型計(jì)數(shù)器（Shift-Register Counters）：環(huán)形計(jì)數(shù)器（Ring Counter）和扭環(huán)計(jì)數(shù)器（Twisted-Ring Counters）的電路結(jié)構(gòu)工作原理及應(yīng)用；修改成自啟動的方法；線性反饋移位寄存器(LFSR)計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用；串/并轉(zhuǎn)換（Serial-to-Parallel Conversion）原理；迭代與時序電路（Iterative versus Sequential Circuits)；

了解：時序電路文檔標(biāo)準(zhǔn)(Sequential-Circuit Documentation Standards)；時序電路設(shè)計(jì)中的其他問題：大型時序電路的結(jié)構(gòu)劃分，時鐘偏移（Clock Skew)，異步輸入處理等。第十章 存儲器及其在數(shù)字邏輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的運(yùn)用（2學(xué)時）

了解：存儲器（ROM,SRAM）的基本工作原理和結(jié)構(gòu)； 理解：存儲器在數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn)中的運(yùn)用。第十一章 其他的實(shí)際問題（2學(xué)時）

了解：數(shù)字邏輯電路(組合電路和時序邏輯電路)設(shè)計(jì)的描述說明方法；

了解：數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其他問題：數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)工具的作用、設(shè)計(jì)的可測試性問題、數(shù)字邏輯系統(tǒng)可靠性的問題、高速數(shù)字邏輯系統(tǒng)中信號傳輸?shù)南嚓P(guān)問題。

補(bǔ)充內(nèi)容 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC/DAC)原理及應(yīng)用簡介（2學(xué)時）

理解：數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(Digit to Analog Convertor,DAC))的基本電路結(jié)構(gòu)（R-2R結(jié)構(gòu)的DAC），工作原理；

理解：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog to Digit Convertor,ADC)的基本電路結(jié)構(gòu)（逐次逼近式的ADC），工作原理；

理解：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(ADC/DAC)在電子系統(tǒng)中的作用和應(yīng)用，特別是在波形發(fā)生方面的運(yùn)用。

（關(guān)于應(yīng)達(dá)到要求的說明：“了解”：是指學(xué)生應(yīng)能辨認(rèn)的科學(xué)事實(shí)、概念、原則、術(shù)語，知道事物的分類、過程及變化傾向，包括必要的記憶；“理解”：是指學(xué)生能用自己的語言把學(xué)過的知識加以敘述、解釋、歸納，并能把某一事實(shí)或概念分解為若干部分，指出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系或與其他事物的相互關(guān)系；“掌握”：是指學(xué)生能根據(jù)不同情況對某些概念、定律、原理、方法等在正確理解的基礎(chǔ)上結(jié)合事例加以運(yùn)用，包括分析和綜合。）

（二）自學(xué)內(nèi)容和要求

1、學(xué)習(xí)使用PSPICE電路CAD工具，利用PSPICE仿真CMOS基本邏輯門的靜態(tài)特性和動態(tài)特性、了解電路結(jié)構(gòu)和負(fù)載特性對邏輯門靜態(tài)特性和動態(tài)特性的影響。

2、學(xué)習(xí)使用QuatusII(MAX+plusII)等工具，利用QuatusII(MAX+plusII)等工具進(jìn)行數(shù)字邏輯電路仿真的基本方法；進(jìn)行基本組合電路基本功能單元，時序電路的基本功能單元進(jìn)行仿真，加深對基本功能單元功能作用的理解；對教材中大型例題進(jìn)行仿真分析，加強(qiáng)對大型綜合性設(shè)計(jì)的分析理解能力。

（三）實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)和要求

實(shí)驗(yàn)教學(xué)（12學(xué)時）

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯康湫蛿?shù)字集成電路的功能及擴(kuò)展方法；掌握其測試方法；根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和測試。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)數(shù)字集成電路的特點(diǎn)，進(jìn)行基本功能單元試驗(yàn)，包括組合電路基本功能單元的實(shí)驗(yàn)，時序電路的基本功能單元的實(shí)驗(yàn)及數(shù)字電路綜合設(shè)計(jì)性設(shè)計(jì)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)上機(jī)(課外)（16學(xué)時）

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^使用CAD設(shè)計(jì)工具 PSPICE、QuatusII(MAX+plusII)等對教材中相關(guān)例題的分析，加深對教材內(nèi)容的理解，更好地掌握相關(guān)知識。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見自學(xué)內(nèi)容和要求。

三、考核方式

本課程的考核方式為：平時考核10%：包括平時作業(yè)及隨堂考核成績；課程設(shè)計(jì)10%；中期考核20%；期末考核60%。

平時作業(yè)習(xí)題：基本采用教材習(xí)題，每章結(jié)束上交，批改后進(jìn)行針對性講解，并給出參考解答；隨堂考核：每課一題，每次內(nèi)容講解的課上布置，自備一頁紙完成，要求當(dāng)堂完成上交，只檢查，不返回；課程設(shè)計(jì)：綜合性考查，組合電路和時序電路各進(jìn)行一次，要求完成后上交；

四、建議教材及參考資料

教材：

數(shù)字設(shè)計(jì)—原理與實(shí)踐（第4版 影印版），John F.Wakerly，高等教育出版社

2007 參考資料：

1.數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用，姜書艷主編，清華大學(xué)出版社，2007

2.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第5版），閻石主編，高等教育出版社，2007 3.數(shù)字設(shè)計(jì)—原理與實(shí)踐（第4版），John F.Wakerly，林生 等譯，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 4.數(shù)字電路與系統(tǒng)（第2版），劉寶琴等編著，清華大學(xué)出版社，2007 相關(guān)學(xué)習(xí)網(wǎng)站：

http://125.71.228.222/wlxt/listcourse.asp?courseid=0170：電子科技大學(xué)/互動教學(xué)空間/網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂/電子工程學(xué)院/數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用

004km.cn/onekey/:包含教材中的所有圖表、占教材中半數(shù)以上的部分習(xí)題解答 004km.cn: 部分習(xí)題解答

004km.cn/programs.univ：Xilinx的大學(xué)計(jì)劃，提供了大量的產(chǎn)品資料、課程資料以及用于數(shù)字設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的芯片和插件

004km.cn/education/university：Aldec的教育計(jì)劃，提供了Aldec自己的軟件包和第三方的兼容工具以及原型系統(tǒng)。

第四篇：可編程序控制器在選煤廠的應(yīng)用

可編程序控制器在選煤廠的應(yīng)用

趙立民

摘要 介紹了以可編程序控制器為核心的集控系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用，著重分析了該控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)思想，并對控制過程中出現(xiàn)的問題提出了改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞 可編程序控制器 集控系統(tǒng) 程序軟件 引 言

黑岱溝露天礦選煤廠是年設(shè)計(jì)處理能力1200萬t的大型選煤廠，主要由原煤破碎篩分、跳汰洗選和煤泥水等幾個系統(tǒng)組成。該廠對這幾個系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理、協(xié)調(diào)生產(chǎn)的電氣控制系統(tǒng)自動化程度較高，采用計(jì)算機(jī)和可編程序控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)的核心，對全廠近400臺設(shè)備實(shí)現(xiàn)了集中控制，統(tǒng)一管理。本文從設(shè)計(jì)角度介紹了該控制系統(tǒng)硬件和軟件的構(gòu)成特點(diǎn)以及實(shí)際使用情況?？刂葡到y(tǒng)方案

2.1 硬件構(gòu)成

選煤廠的生產(chǎn)工藝流程為：①毛煤倉中的原煤首先經(jīng)過破碎篩分，篩下物直接進(jìn)入產(chǎn)品煤倉，篩上物則進(jìn)入跳汰系統(tǒng)；②跳汰機(jī)分選出矸石、中煤和塊精煤，分別送入矸石倉和產(chǎn)品倉，同時精煤篩下物排入斗子撈坑，經(jīng)離心機(jī)脫水后產(chǎn)出末精煤，也送入產(chǎn)品倉；③斗子撈坑的溢流自流進(jìn)入濃縮池，池中下沉的煤泥水由底流泵打入壓濾機(jī)處理，上部的澄清水則由循環(huán)泵注入跳汰機(jī)循環(huán)使用，形成洗水閉路循環(huán)系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖1。根據(jù)上述工藝流程特點(diǎn)，以生產(chǎn)設(shè)備為控制對象，集控系統(tǒng)設(shè)置了3個遠(yuǎn)程分站，對各分站內(nèi)的設(shè)備分別進(jìn)行控制。按照集中控制方式，可編程序控制系統(tǒng)由調(diào)度管理中心和過程控制單元兩部分組成。

圖1 計(jì)算機(jī)與PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 2.1.1 調(diào)度管理中心

上位機(jī)采用IBM系列微機(jī)。作為管理級計(jì)算機(jī)，該機(jī)可實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實(shí)時監(jiān)控，調(diào)度人員根據(jù)生產(chǎn)需要對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行調(diào)整時，通過計(jì)算機(jī)發(fā)出各種指令來完成；上位機(jī)也可對生產(chǎn)過程的主要數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、處理，將結(jié)果在CRT上顯示或打印輸出。

上位機(jī)也是PLC的編程器，對可編程序控制器進(jìn)行組態(tài)配置，離線編制系統(tǒng)的應(yīng)用程序或在線修改梯形圖邏輯程序，使PLC能夠準(zhǔn)確地控制設(shè)備。

大屏幕用于全面地顯示生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。2.1.2 過程控制單元

下位機(jī)采用美國莫迪康公司984—785可編程序控制器，通過處理現(xiàn)場的反饋信號，對生產(chǎn)過程進(jìn)行自動控制，并生成圖文資料，供調(diào)度人員指揮生產(chǎn)。該P(yáng)LC通過S908遠(yuǎn)程處理器與I/O模塊構(gòu)成高速遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)，最多可建立31個遠(yuǎn)程分站，可處理開關(guān)量點(diǎn)數(shù)達(dá)16384點(diǎn)，解算1K用戶邏輯僅需1.5ms，而且可在惡劣的環(huán)境中可靠地運(yùn)行。

各I/O功能塊均選用莫迪康800系列模塊，包括開關(guān)量模塊（220VAC）和模擬量模塊（4～20mA）。模塊面板上均設(shè)有指示燈，顯示模塊的實(shí)際工作狀態(tài)。所有模塊都符合IEEE—472電沖擊保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

輸入模塊采集現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息并送入可編程序控制器，按照梯形圖程序，984—785內(nèi)部的CPU對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，處理結(jié)果經(jīng)輸出模塊輸出，直接驅(qū)動交流接觸器線圈或聲光設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化。2.2 軟件構(gòu)成

應(yīng)用程序是用來完成生產(chǎn)工藝全部控制任務(wù)的，借助于莫迪康公司提供的強(qiáng)功能編程軟件Modsoft和工程軟件Modfix可開發(fā)出符合生產(chǎn)實(shí)際的自動控制程序。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：既要節(jié)省硬件投資，以軟件代替硬件，又要提高軟件的可靠性和運(yùn)行速度。因此在編制程序時，將全廠設(shè)備按車間劃分為多個子系統(tǒng)，便于順序啟停設(shè)備；而生產(chǎn)過程的監(jiān)控則要面向整個選煤廠。根據(jù)這一原則，該軟件包括以下三個主要部分： 2.2.1 集控啟停設(shè)備程序

嚴(yán)格遵守逆煤流啟動，順煤流停止的閉鎖關(guān)系。啟動系統(tǒng)前，崗位人員首先在現(xiàn)場按鈕箱上將“就地/禁止/集控”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“集控”位，確認(rèn)此臺設(shè)備投入集控方式運(yùn)行。在各種保護(hù)開關(guān)處于正常工作狀態(tài)時，操作人員便可發(fā)出集中起車指令，于是PLC依次延時輸出各臺設(shè)備的啟動指令，但發(fā)出的啟動指令必須以上1臺設(shè)備可靠啟動為前提。2.2.2 生產(chǎn)過程監(jiān)控程序

采取畫面動態(tài)顯示方式。在CRT上可以形象地觀察到參與集控的每臺設(shè)備的工作情況，主要有給料機(jī)、刮板機(jī)、皮帶機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與否和溜槽翻板的位置，用黃色、藍(lán)色、綠色分別表示設(shè)備處于就地、集控、運(yùn)行三種狀態(tài)。各儲煤倉用棒形圖表示，圖形內(nèi)部充填顏色，顏色不斷變化的高度反映了倉中的實(shí)際料位。2.2.3 故障報警處理程序

每個子系統(tǒng)在集控啟動過程中以及處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，一旦有任意一臺設(shè)備出現(xiàn)故障，該設(shè)備和上游設(shè)備必須全線停車，同時啟動故障報警程序，使發(fā)生故障的設(shè)備在CRT畫面上用不停閃動的紅色醒目地顯示，并將其設(shè)備號及故障發(fā)生時間打印輸出。設(shè)備故障包括皮帶跑偏、打滑、拉繩和溜槽堵塞以及崗位人員就地停止設(shè)備或重使轉(zhuǎn)換開關(guān)處于非“集控”位等。應(yīng)用效果

投入試生產(chǎn)以來，可編程序控制系統(tǒng)的性能日趨穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但也暴露出一些實(shí)際問題：

首先，要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)，軟件維護(hù)人員不僅需要具備一定的計(jì)算機(jī)知識，能夠修改和補(bǔ)充應(yīng)用程序，以適應(yīng)生產(chǎn)情況的變化，而且還應(yīng)懂得繼電控制理論。只有這樣，才能真正發(fā)揮可編程序控制器的優(yōu)勢。因此，必須進(jìn)一步加強(qiáng)高素質(zhì)人員的培訓(xùn)。

其次，因溜槽翻板位置信號不穩(wěn)定，常導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)在集控方式下不能連續(xù)運(yùn)行。由于翻板限位開關(guān)安裝在電動推桿內(nèi)部，在長時間經(jīng)受煤流振動的情況下，觸點(diǎn)虛接，造成信號丟失，而且微動開關(guān)損壞后更換困難。經(jīng)過摸索，現(xiàn)采用電液推桿驅(qū)動翻板，并將限位開關(guān)固定在推桿外部，使其受振動小亦便于維護(hù)。改進(jìn)后系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，性能穩(wěn)定。結(jié) 語

可編程序控制器將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動化技術(shù)融為一體，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于各種生產(chǎn)過程的自動控制中，文中介紹的集中控制系統(tǒng)，是一個較為成功的應(yīng)用實(shí)例。

由于采用了計(jì)算機(jī)控制，不僅增加了設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率，而且安全性、可靠性也有了很大提高。要適應(yīng)現(xiàn)代化選煤廠的要求，必須運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，因此，發(fā)展可編程序集控系統(tǒng)是當(dāng)今的方向。作者單位：準(zhǔn)格爾煤炭工業(yè)公司黑岱溝露天礦選煤廠 內(nèi)蒙古010300（收稿日期：1998-12-02 責(zé)任編輯：沈麗娟）

第五篇：《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》教學(xué)大綱

《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》教學(xué)大綱

中文名稱： 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

英文名稱： Application system designing technique of the one-chip computer 開課學(xué)院： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院

適用專業(yè)： 計(jì)算機(jī)各專業(yè)，電類、信息類專業(yè)

學(xué)時數(shù)：

授課 48 上機(jī)實(shí)驗(yàn)12 先行課程： 計(jì)算機(jī)技術(shù)導(dǎo)論，C語言程序設(shè)計(jì)，電子線路

一、本課程的性質(zhì)及與其它課程的分工與聯(lián)系

1． 課程性質(zhì)

單片機(jī)又稱微控制器，由于單片機(jī)控制功能強(qiáng)，體積小，功耗小等一系列的優(yōu)點(diǎn)，使它在工業(yè)控制、智能儀表、節(jié)能技術(shù)改造、通訊系統(tǒng)、信號處理及家用電器產(chǎn)品中都得到廣泛的應(yīng)用。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，以往采用模擬電路、數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的電路系統(tǒng)，大部分功能單元都可以通過對單片機(jī)硬件功能的擴(kuò)展及專用控制程序來實(shí)現(xiàn)。這在很大程度上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，形成了稱之為“微控制技術(shù)”的新的設(shè)計(jì)思想體系。微控制技術(shù)最基本的研究對象就是單片機(jī)。

《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》是工科院校電子、信息類各專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)課，也是自動化技術(shù)專業(yè)的必修課，內(nèi)容主要包括單片機(jī)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、存儲器和接口擴(kuò)展技術(shù)以及接口應(yīng)用等。教學(xué)環(huán)節(jié)包括講課、實(shí)驗(yàn)。

2．與其它課程的分工和聯(lián)系

本課程的先修課有計(jì)算機(jī)操作基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)編程方法、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)技術(shù)、電子器件及電子線路等。本課程為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課打下較扎實(shí)的基礎(chǔ)。

二、本課程的基本要求

1． 知識要求

（1）了解微型計(jì)算機(jī)的組成及有關(guān)概念（2）了解單片機(jī)的主要功能

（3）掌握微處理器的結(jié)構(gòu)、功能

（4）了解定時器/計(jì)數(shù)器的重要特性，掌握定時器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)、工作方式 及使用（5）掌握并行口的特點(diǎn)、功能

（6）了解串行口的工作方式及中斷的使用

（7）熟練掌握單片機(jī)的指令系統(tǒng)，能應(yīng)用進(jìn)行程序設(shè)計(jì)（8）掌握程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展及I/O擴(kuò)展（9）掌握A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)接口（10）了解鍵盤、顯示器與單片機(jī)的接口

2．素質(zhì)要求

在教學(xué)過程中要注意培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和規(guī)范意識；培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)量第一的思想；鼓勵學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)，要有進(jìn)取精神；幫助學(xué)生確立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ魈攸c(diǎn)和踏實(shí)的工作作風(fēng)。3．能力要求

在硬件方面能夠用單片機(jī)組成控制系統(tǒng)

在軟件方面能夠編寫具有一定功能的程序 能夠較熟練地應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行程序調(diào)試

實(shí)訓(xùn)完成一個實(shí)際單片機(jī)控制設(shè)備的硬件裝配和控制程序的設(shè)計(jì)、掌握實(shí)際應(yīng)用單片機(jī)的技能。

三．本課程的教學(xué)內(nèi)容

微型計(jì)算機(jī)的基本概念

微型計(jì)算機(jī)的組成

微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)功能

80C51系統(tǒng)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

單片機(jī)的結(jié)構(gòu)

微處理器的組成及各部分功能

定時器/計(jì)數(shù)器的工作方式、結(jié)構(gòu)、特性

并行口、串行口的功能

中斷

80C51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)

尋址方式

數(shù)據(jù)傳送指令及應(yīng)用

算術(shù)邏輯運(yùn)算指令及應(yīng)用

程序轉(zhuǎn)移指令及位操作及應(yīng)用

定時器/計(jì)數(shù)器綜合應(yīng)用舉例

串行口綜合應(yīng)用舉例

中斷綜合應(yīng)用舉例

80C51系列單片機(jī)的擴(kuò)展

數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展

程序存儲器的擴(kuò)展

I/O擴(kuò)展

80C51系列單片機(jī)的接口及應(yīng)用

鍵盤與單片機(jī)的接口

顯示器與單片機(jī)的接口

A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的接口

四．實(shí)驗(yàn)

1．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（1）、數(shù)據(jù)傳送試驗(yàn)（2）、數(shù)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算（3）、并行口、串行口傳輸（4）、LED顯示（5）、鍵盤實(shí)驗(yàn)（6）、模擬信號測量 2．實(shí)訓(xùn)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)從鍵盤上接受數(shù)據(jù)，然后在顯示器上顯示，最后通過D/A轉(zhuǎn)換控制。

五．學(xué)時分配 理論學(xué)時（48學(xué)時）

微型計(jì)算機(jī)的基本概念 2學(xué)時

80C51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 13學(xué)時

80C51系列單片機(jī)指令系統(tǒng) 17學(xué)時

80C51系列單片機(jī)的擴(kuò)展 6學(xué)時

80C51系列單片機(jī)的接口及應(yīng)用 10學(xué)時

實(shí)驗(yàn)學(xué)時 12學(xué)時

執(zhí)筆：張齊