《单片机综合实验》课程实验教学大纲
课程名称(中文)单片机综合实验
课程性质独立设课 课程属性专业拓展课
教材及实验指导书名称 《单片微型计算机与接口技术》
学时学分:总学时 32 总学分 1 实验学时 32 实验学分 1
应开实验学期 三 年级 五 学期
先修课程 《单片微型计算机与接口技术》
一、课程简介及基本要求
本课程是电气工程专业及自动化专业的专业拓展课,是一门实践性较强的专业课程。该课程在单片机基础实验上,进一步开发、深化课程内涵,提高学生实际动手能力和综合分析解决实际问题的能力。
本课程以实践环节为主,根据课程的性质、任务、要求及学习的对象,将课程内容设定为综合设计实验,科学制定实验目标和实验任务,由学生自行拟定实验方法步骤,独立设计电路并付诸实现。在实验室利用开发平台进行软硬件实验,使学生学会计算机辅助设计方法。经过多层次、全方位的实验训练,学生应达到下列要求:
1.进一步巩固和加深单片机基本知识的理解,提高综合运用所学知识,独立完成单片机系统设计的软硬件能力。
2.能根据实验要求,进行自主化选学参考书籍、查阅文献,并进行独立思考,学会独立分析问题、解决问题,使其具有较强的创新能力。
3.综合利用51单片机的软件和硬件解决实际工程问题,针对工程问题,能够利用 Keil、Proteus 等软件进行51单片机程序分析与设计。
4.能独立撰写设计说明和实验总结报告,正确绘制电路图及编写程序,准确分析实验结果。
二、课程实验目的要求
本课程是继《单片微型计算机及接口技术》课程之后而开设的独立实验课程,是对理论教学的深化和补充,具有较强的实践性,作为电气工程及其自动化专业本科生的一门必修的实验课,是一门重要的技术基础课。通过本课程的学习,让学生加深对单片机工作原理的理解,熟悉 STC系列51单片微型计算机内部功能单元及常用接口电路,熟练使用 STC系列51 单片机的C51语言编程方法。能够灵活运用 Keil、Proteus 等软件进行程序调试,系统性地学习单片机的开发与设计。本课程将通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养,同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯,为后续课程的学习奠定坚实的嵌入式开发技术基础。
三、适用专业:
电气工程及其自动化
四、主要仪器设备:
双踪示波器、单片机实验箱、传感器模块、计算机。
五、实验方式与基本要求
1.任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求、课程安排、实验守则及实验室安全制度等。
2.该课以综合设计性实验为主,教材中只给出设计题目,实验前学生必须进行预习,设计报告经教师批阅后,方可进入实验室进行实验。
3.实验2人1组,在规定的时间内,由学生独立完成,出现问题,教师要引导学生独立分析、解决,不得包办代替。
4.采用硬件电路进行实验,每项实验结果,需经教师检查认可后,方可拆除线路。
5.任课教师要认真上好每一堂课,实验前清点学生人数,实验中按要求做好学生实验情况及结果记录,实验后认真填写实验开出记录。
六.考核与报告
本课程采用平时考核,综合评定学生成绩。每个实验,预习报告占30%,实际操作40%,总结报告30%。
实验成绩:优、良、中、及格、不及格五级。量化标准详见有关规定。
七、实验项目设置与内容
序 号 |
实验名称 |
内容提要 |
实验 学时 |
每组 人数 |
实验 属性 |
实验者类别 |
开出 要求 |
1 |
基于单片机的智能车驱动 |
1.STC15单片机为核心,采用L298N电机驱动模块,自选小车车体,控制小车能以两种速度(高速、低速)直行前进和后退,前进后退和高低速通过按键来选择。 2. 设计小车具有循迹功能,沿着黑线直行前进 3. 小车具有避障功能 4. 小车具有转弯功能 |
6 |
1 |
设计 |
本科 |
选做 |
2 |
节日彩灯的设计 |
1.采用STC15单片机,设计一个16个LED组成的循环变化的节日彩灯。变化种类不少于8种,可以用按键来进行选择 2. 可以通过上位机(PC机)发出改变彩灯变化的功能 3. 可以通过红外遥控器或其他遥控来遥控彩灯变化 4. 彩灯在运行一段时间后可以进入掉电状态,触碰中断按键时重新开始。 |
8 |
1 |
综合设 计 |
本科 |
必做 |
3 |
温控风扇的设计 |
1、系统具有温度报警参数设置功能(通过设置键进入设置界面,按下参数加和参数减可以设置温度上限报警参数和下限报警参数,H代表上限参数值设置,L代表下限参数值设置) 2、能显示当前环境温度值,显示单位为℃。 3、当实际温度大于设置温度上限值时,开启风扇散热,实际温度值越高,风扇的速度也越快。 4、具有声光报警功能,实际温度小于设置温度的下限值或者大于设置温度的上限值时报警。 |
6 |
1 |
综合设计 |
本科 |
必做 |
4 |
转速测量仪设计 |
1.利用传感器非接触式测电机转速; 2.LCD1602液晶屏显示当前的转速,转速单位为转/分; 3.电机的速度可用按钮调节; 4.可以用按键设置报警值,超速报警,超过设定速度红色指示灯亮,蜂鸣器报警。 |
6 |
1 |
综合设计 |
本科 |
必做 |
5 |
音乐喷泉设计 |
1. 通过音频线连接到手机或mp3等设备,可以通过小喇叭播放电脑、手机、MP3里面的音乐。 2. 当产品具有8个LED小灯,随音乐的节奏和音量大小的变化而跟着闪烁。 3. AD采集音频信号,转换为数字信号给单片机PWM控制水泵,实现水柱高低变化。音乐停止,喷水电机停止工作。 |
6 |
1 |
综合设计 |
本科 |
选做 |
小计 |
|
|
32 |
|
|
本科 |
|
八.说明
1.《单片机综合实验》在学生通过课堂学习理论知识后,已初步掌握单片机的基本原理、编程方法和接口电路的设计方法。
2.《单片机综合实验》共提供32学时实验内容,包括不同层次的实验项目,不同专业、不同学时的班级可根据先修课的讲授内容或多或少,或易或难,择优选做。
3.在《单片机综合实验》教学中,应注意不断深化和扩展教学内容,注意向学生介绍新技术、新器件,积极引入课程思政内容,激发学生学习兴趣和热情。
4.在实验室全面开放的条件下,提出供学生选做的课题,加强学生创新能力的培养,因材施教,注意学生的个性。