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1、“电子系统设计专题实验” 实验教学大纲课程中文名称：电子系统设计专题实验 课程英文名称：Electronic System Design Laboratory 课程编码： EELC3166实验学时： 32课程学分： 1适用专业：计算机科学与技术专业先修课程：数字逻辑电路、C 语 言 程 序 设 计 、微 机 原 理 与 接 口 技 术开课学院：电子与信息工程开课学期： 5，6 使用教材及参考书：1 自编AVR 单片机实验开发系统设计与制作2 金钟夫等， AVR ATmega128 单片机 C 程序设计 与实践，北京航空航天大学出版社，20083 姚年春等， PROTEL99SE 基础教程，人民
2、邮电出版社，2009一、实验课程简介电子系统设计实验是计算机专业面向计算机综合应用设计的一个重要的实践环节。主要以嵌入式单片机开发系统为主要实验平台，以此平台为基础，通过对单 片机 应 用 系 统 的 开 发 设 计 训 练 ， 对 外 围 接 口 电 路 的 组 成 设 计 和 应 用 编 程 技 术 训 练 ，使 学 生 能 够 掌 握 实 现 一 个 小 型 完 整 计 算 机 应 用 系 统 从 硬 件 电 路 设 计 到 软 件 程 序 开发 的 设 计 过 程 ， 激 发 学 生 的 创 新 兴 趣 ， 为 以 后 的 创 新 项 目 设 计 打 好 坚 实 基 础 。二、实验课性
3、质、目的和任务性质：本实验课程为独立开设的选修实验课程目的：本 实 验 课 程 的 主 要 目 的 是 让 学 生 通 过 一 个 新 型 嵌 入 式 单 片 机 为 核 心 的 应用 系 统 设 计 ， 掌 握 微 型 计 算 机 硬 件 系 统 结 构 基 本 原 理 ， 软 件 开 发 编 程方 法 ， 外 围 接 口 电 路 的 组 成 和 应 用 编 程 技 术 ， 以 及 电 子 系 统 设 计 的 相关 技 术 。 通 过 课 程 实 践 训 练 ， 能 够 让 学 生 独 立 实 现 一 个 完 整 的 计 算 机应 用 系 统 设 计 。任务：实验任务分为基本实验和综合应用设
4、计实验两部分。基本实验部分让学生学习单片机系统的基本硬件组成原理和软件程序设计；综合设计实验要求学生根据题目需求自行设计系统硬件组成电路，并设计实现完成相应功能的应用程序调试任务。三、实验教学基本要求1. 根据实验要求，学生实验前应认真阅读实验指导书及相关实验技术资料，并设计出实验方案，具体的测试步骤和实验过程由学生独立完成。2实验过程中同学之间可以讨论研究问题，互相交流经验体会，但每位同学必须独立完成自己的设计和实验调试过程。3实验完成后要进行现场演示验收，现场提问答辩。最后提交详细实验设计报告，具体内容及格式参照实验指导书实验报告要求。4所设计的实验项目方案能够在实验开发系统上实际运行测试
5、。四、实验教学的内容与要求1. 实验项目名称：单片机系统结构及软件开发环境学习实验目的：熟悉单片机系统硬件结构、组成原理、及软件开发环境的使用教学基本要求：基本了解单片机系统的组成原理，学会软件集成开发环境下编程、仿真调试、下载验证测试运行的软件开发过程。实验内容提要：通过一个简单例子程序的调试运行过程，了解单片机系统各部件的功能，学习单片机开发系统的应用方法。实验类型：验证性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机2. 实验项目名称：LED 指示灯循环显示程序设计实验实验目的：熟悉单片机 I/O 端口结构原理、及外部显示部件的软件编程使用方法教学基本要求：基本了解单片机系统的
6、工作原理，外部显示模块的电路的扩展设计原理，学会外部显示部件 LED 灯的软件编程使用方法。实验内容提要：通过一个简单显示例子程序的调试过程，观察 LED 指示灯的变化状态，通过改变程序的相关控制语句，实现自己设计的一种显示状态。实验类型：验证性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机3实验项目名称：数码管动态显示程序设计实验实验目的：掌握单片机 I/O 端口外部扩展部件结构原理、及外部显示部件的软件编程使用方法。教学基本要求：了解单片机系统外部扩展模块八段数码管的电路结构及工作原理，学会外部显示部件数码管的软件编程使用方法。实验内容提要：编写一个简单显示程序，使实验板上的八个
7、数码管循环显示 0到 9 数字，观察数码管显示数据的变化状态，通过改变程序的相关控制语句，实现自己设计的显示状态变化。实验类型：设计性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机4实验项目名称：LCD 字符（或图形）显示程序设计实验实验目的：熟悉 LCD 点阵显示器件的使用和扩展模块电路设计，通过实验掌握LCD 显示文本及图形程序的设计方法。教学基本要求：初步了解单片机控制 LCD 点阵显示器件的工作原理、相关参数、及驱动与显示方式，学会 LCD 点阵显示器件的软件编程使用方法。实验内容提要：通过一个简单例子程序的调试过程，观察 LCD 点阵显示变化状态，通过改变程序的相关控制语句
8、，实现自己设计的几种不同的显示状态变化。实验类型：设计性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机5实验项目名称：键盘控制程序设计实验实验目的：熟悉单片机控制键盘模块电路设计，及键盘控制程序设计方法。教学基本要求：了解单片机控制键盘模块的工作原理，学会键盘控制程序的设计使用方法。实验内容提要：编写程序对 4X4 用户键盘进行扫描，读取键值，并在实验板的LED 数码管上显示读到的键值数据。实验类型：设计性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机6实验项目名称：USART 串行通信接口实验实验目的：熟悉单片机 USART 通信接口工作原理和通信程序的设计方法。教学基本
9、要求：了解 USART 通信接口的连接方式、电气特性、通信协议编程技术，掌握双机通信控制程序的设计方法。实验内容提要：使用实验板上 USART 串行接口，连接两台单片机实验系统，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的 LCD 液晶屏上显示接收到的数据。 实验类型：设计性必做或选做：选做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机7. 实验项目名称：USB 通信接口实验实验目的：熟悉单片机 USB 通信接口工作原理和通信程序的设计方法。教学基本要求：了解 USB 通信接口的连接方式、电气特性、通信协议编程技术，掌握双机通信控制程序的设计使用方法。实验内容提要：使用实验板上 USB 接口，连接到 PC
10、 机 USB 接口，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的 LCD 液晶屏上显示接收到的数据。实验类型：设计性必做或选做：选做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机8实验项目名称： Ethernet 网络通信接口实验实验目的：熟悉单片机 Ethernet 网络通信接口工作原理和通信程序的设计方法。教学基本要求：了解 Ethernet 网络通信接口的连接方式、电气特性、网络通信协议编程技术，掌握网络通信控制程序的设计使用方法。实验内容提要：使用实验板上 Ethernet 网络接口，连接到 PC 机 Ethernet 网络接口，设计编写程序实现网络通信，并在实验板的 LCD 液晶屏上显示接收到的
11、 PC 端数据。或在 PC 端的浏览器显示单片机的信息。实验类型：设计性必做或选做：选做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机9. 实验项目名称：PROTEL 电子线路设计实验 实验目的：学习 PROTEL 电子线路设计软件的使用方法。教学基本要求：初步学会运用 PROTEL 电子线路设计软件实现应用电路的原理图设计和 PCB 线路图设计。实验内容提要：学习 PROTEL 电子线路设计软件，练习建立项目文件、建立原理图文件、绘制原理图、产生网络表、建立 PCB 文件、绘制 PCB 线路图等。实验类型：综合性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机10实验项目名称：单片机应用系
12、统设计实验实验目的：通 过 实 现 一 个 小 型 完 整 的 计 算 机 应 用 系 统 的 开 发 设 计 过 程 ， 激 发 学生 的 创 新 兴 趣 ， 为 以 后 的 创 新 项 目 设 计 打 好 坚 实 基 础 。教学基本要求：1.选择设计题目的内容要具有一定的完整性、复杂性，能够体现单片机系统设计灵活、应用广泛的优势。2.选择设计题目的内容要具有一定的创新性、实用性，能够解决日常生活与生产实际当中的一些相关应用问题。3.充分利用现有实验系统资源，必要时可以自行设计扩展部件，并完成相应的应用程序设计调试。4.设计项目包括电路原理图、PCB 线路图设计，应用程序代码设计。实验内容提
13、要：自行选择题目，根据题目需求自行设计系统硬件组成电路，并设计实现完成相应功能的应用程序调试任务。实验类型：综合性必做或选做：必做使用的主要仪器：单片机开发系统，PC 机五、实验成绩的考核与评定：实验成绩按：优、良、中、及格、不及格评定；实验结果现场演示、提问答辩、现场验收考核；基本实验成绩占 40%，综合设计实验成绩占 60%。附：教学实验基本信息汇总表大纲制定者：马晓农（执笔）大纲校对者：大纲审定者：大纲批准者：教学实验基本信息汇总表（仿宋加粗 3 号）序号课程名称 课程编码性质 开课学期 必修或 选修 实验项目名称 实验内容提要 学时 类型 每组人数适用专业必做或选做实验室名称主要仪器设
14、备 单片机系统结构及软件开发环境学习通过一个简单例子程序的调试运行过程，了解单片机系统各部件的功能，学习单片机开发系统的应用方法。2 验证性1 计算机必做 计算机实验中心单片机开发系统，PC 机 LED 指示灯循环显示程序设计实验通过一个简单显示例子程序的调试过程，观察 LED 指示灯的变化状态，通过改变程序的相关控制语句，实现自己设计的一种显示状态。2 验证性1 计算机必做 计算机实验中心单片机开发系统，PC 机 数码管动态显示程序设计实验编写一个简单显示程序，使实验板上的八个数码管循环显示0 到 9 数字，观察数码管显示数据的变化状态。4 设计性1 计算机必做 计算机实验中心单片机开发系统
15、，PC 机 LCD 字符（或图形）显示程序设计实验通过学习 LCD 的显示工作原理，了解单片机与 LCD 液晶显示电路实现字符图形显示的编程规则，编程实现自己设计的几种不同的显示状态变化。4 设计性1 计算机必做 计算机实验中心单片机开发系统，PC 机 键盘控制程序设计实验编写程序对 4X4 用户键盘进行扫描，读取键值，并在实验板的 LED 数码管上显示读到的键值数据。4 设计性1 计算机必做 计算机实验中心单片机开发系统，PC 机1 电子系统设计专题实验EELC3166独立实验课5，6 选修 USART 串行通 用实验板上 USART 串行接口， 8 设计 1 计算 选做 计算机 单片机开信
16、接口实验 连接两台单片机实验系统，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的 LCD 液晶屏上显示接收到的数据。性 机3 选 1实验中心发系统，PC 机 USB 通信接口实验使用实验板上 USB 接口，连接到 PC 机 USB 接口，设计编写程序实现双机通信，并在实验板的 LCD 液晶屏上显示接收到的数据。8 设计性1 计算机选做3 选 1计算机实验中心单片机开发系统，PC 机 Ethernet 网络通信接口实验使用实验板上 Ethernet 网络接口，连接到 PC 机 Ethernet 网络接口，设计编写程序实现网络通信，并在实验板的 LCD 液晶屏上显示接收到的 PC 端数据。或在 PC 端浏览器显示单片机的信息。8 设计性1 计算机选做3 选 1计算机实验中心单片机开发系统，PC 机 PROTEL 电子线路设计实验学习 PROTEL 电子线路设计软件，练习建立项目文件、建立原理图文件、绘制原理图、产生网络表、建立
