7 电子 王海鹏.pdf

2018三江学院 说课比赛 单片机原理与应用 王海鹏 博士 三江学院 电子信息工程学院 2018年6月4日 Highlights ■ 课程性质与教学目标 ■ 课程内容 ■ 教学改革（理念-方法-评价） ■ 课程安排 2018/6/8 2 课程性质与教学目标 课程类别 — 专业课（电子信息工程、通信工程） 课程性质 — 必修 3学分 课程教学目标： 通过该课程教学使学生能够熟练掌握以下：  阐述一个最小处理器系统 注重系统设计与工程应用  理解硬件与软件之间的关联 要多让学生动手和实践！！  可以阅读一个简单控制器的数据手册  可以使用C语言编写基于ATmega MCU的简单程序  可以理解并进行简单的AVR汇编  可以使用MCU进行3种串行通信编程实践，并设计小型 复杂系统 2018/6/8 3 课程专题  微处理器的组成原理与结构/ Microprocessor block diagram  输入-输出接口/Input-Output  寄存器内存寻址/ Memory map  延迟模块/ Delays  按键模块/ Bouncing 授课+实践  中断/ Interrupt  定时器模块/ Timers  数模转换模块/ ADC  汇编语言/ Assembly  通用异步收发传输器/ Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter, UART  I2C串行通信总线接口/ Inter-Integrated Circuit, I2C  SPI串行通信总线接口/Serial Peripheral Interface Bus，SPI  基于MCU的C编程 2018/6/8 自学+实践 4 教学改革 • 教学理念（轻理论、重实践） • 教学方法（翻转课堂） • 顶层设计（评价与激励体制） 2018/6/8 5 教学理念--轻理论 重实践 48学时=16学时（理论）+32学时（实践） 理论部分： 讲解AVR家族微控制器ATmega的架构、各种外设（I/O、按键、延 迟、定时器、数模转换器）以及汇编语言 实践部分：  简单编程（I/O、按键、延迟、定时器、ADC）  AVR的汇编编程  阅读微控制器系统的数据手册和电路图  3种串行通信方式的实践编程训练，包括MCU与传感器、芯片、 执行器、PC之间的串行通信  最后两周学生需要设计一个较为复杂的小项目，通过MCU利用 SPI和I2C总线接口控制传感器、SD卡，并通过串口与PC通信， 并使用简单的C++/C#语言编写PC端上位机界面小程序 6 2018/6/8 教学方法—翻转课堂 线上线下  课程资料：PPT、芯片数据手册、MOOC视频 课下（线上）预习、学习 实践学习材料：课上（线下）动手、实践 课下讨论、交流 • 笔记本电脑 • Arduino 学习入门套件 (包括Arduino Uno口袋开发板、面包板、LED、 电阻、连接线、电机、按键开关、各种传感器) • 小组方式开展实践（5-6人/组）： 每人一个开发板，每组一套开发套件 2018/6/8 7 评价矩阵 考试关键知识点 F C R P A Total 主要考核知识点 % % % % % % 微处理器内核与架构 10 5 通用输入\输出（GPIO）使用与设计 3 3 10 MCU指令集与汇编程序设计 5 3 3 MCU的C语言程序设计 5 5 中断系统与使用 15 8 24 11 10 20 5 5 10 定时器原理与使用 5 5 10 模数转换ADC 5 5 10 33 100 通用异步串行收发器UART Total Key: F C R P A 2018/6/8 18 31 18 Knowledge of facts and procedures --Factual information-Knowledge of concepts and principles --Conceptual information-Reproductive skills --Applying procedures (algorithms) Productive skills --Applying principles and strategies Attitude 8 评价考核与激励—顶层设计 总评=闭卷笔试（60%）+实践（30%）+态度（10%） 实践成绩=平时实践成绩（30%）+Final设计功能（30%） +Final Reflection（30%）+Final设计报告（10%） 激励机制：  所有作业任务必须完成提交并且通过之后，才有资格完 成最后的项目设计和参加最终现场评价。  在现场评价中，学生会被提问关于MCU等相关知识问 题，对最终的项目作品进行现场演示解说和提问  态度评分：主要依据出勤（迟到/早退）和是否按时提 交作业情况 2018/6/8 9 2018/6/8 10 课程安排（I） Week 1 2 3 4 5 6 Method Topic (hour) Assignments - lecture 2 -class work 2 - self study 6 - lecture 2 -class work 2 - self study 6 使用正常按键控制灯 - lecture 2 Assign3: Scanner light with button -class work 2 - self study 6 - lecture 2 -class work 2 - self study 6 - lecture 2 -class work 2 - self study 6 - lecture 2 - class work - self study 2018/6/8 Time 2 6 Introduction+AVR Assign1: AVR studio & Running studio “Helloworld” Assign2: Scanner light with normal I/O+Interrupts Timers button interrupts 使用按键中断执行控制灯 AD conversion Assembly Assembly addressing Assign4:Timer interrupts 定时器中断 Assign5:Simple AD conversion 简单的AD转换 Assign6: Assembly small exercise 汇编小程序 11 课程安排（II） - lecture -class work 2 2 - self study 6 - lecture - class work 2 2 - self study 5 -classwork 4 -self study 10 -classwork -self study 4 10 -classwork 4 -self study 10 -lecture Total -practical -self study 2018/6/8 4 16 32 77 7 8 9 10 11 12 Assign7: Assembly scanner light with Example exam & timer interrupt Summary 汇编中断编写流水灯/闪烁灯 UART UART Optional: assembly button interrupts Assign8: ADC-UART to UART Assign9: UART to PC I2C SPI Assign10: Temp sensor /IO expander (I2C) Assign11: ADC to DAC (SPI) Final assignment Sensor/SD card/UART to PC (C++/C#) Assessment 12 课程总结与反思 2018/6/8 13 请各位老师批评指正！ 2018/6/8 14