《单片机系统设计A》课程实验教学大纲

课程名称：单片机系统设计A（FREESCALE S12X）

英文名称：Design of MCU System A (FREESCALE S12X)

课程编号：2403321

实验学时：20学时

适用专业：自动化专业

一、课程的目的和任务

本课程的授课对象是自动化工程学院自动化专业本科生，属自动化类专业学科选修课程。

本课程是工科院校尤其是自动化类本科生的一门重要的专业技术选修课程，注重理论与实践、硬件与软件的结合。课程紧跟嵌入式技术的发展现状及单片机应用的广泛需求，要求学生真正涉及单片机的硬件和软件，从原理、结构、接口到应用全面掌握，能够利用FREESCALE单片机构建应用系统、编制应用程序，触类旁通，掌握方法，使得学生不仅具有计算机理论基础知识，还具有单片机开发、应用能力，更好地胜任研发工作和创新任务。

通过本课程的学习，使学生在已经掌握了计算机硬件技术课程的基础上，对单片机应用系统的软、硬件设计有更深的把握与体会，为单片机及嵌入式应用系统开发打下基础。

二、课程的基本要求和特点

本课程的特点是领会并熟悉单片机的基本原理、硬件结构、功能部件、程序设计、系统扩展、接口与应用等主要内容，掌握用单片机构成应用系统的硬件构建方案和软件编程方法。

课堂讲授：运用电子课件等现代化教学手段和适度的理论讲解，讲清单片机的概念、原理和编程设计的方法。课程组每周安排一次答疑。通过课堂教学，使学生应能够做到：

1、了解单片机（微控制器，MCU）的概况，了解Freescale单片机系列分类和特点。

2、掌握S12(X)系列单片机的特点，理解S12(X)单片机的结构、引脚、功能、封装；了解操作模式、系统运行监视；掌握时钟电路、复位功能、最小系统。熟悉S12(X)存储器组织、中断机制。

3、理解S12(X)汇编指令系统的分类和使用，熟悉S12(X)内部寄存器的功能和使用。理解并熟悉已给的常用汇编程序代码，掌握汇编语言程序设计方法。

4、熟悉S12(X)核心开发板硬件资源；熟悉集成开发环境CodeWarrior IDE的使用方法；掌握完全软件仿真、在线仿真和程序下载方法。了解使用C语言的单片机程序设计。

5、理解S12(X)输入/输出端口的原理，熟悉其功能、设置，掌握常规I/O接口的硬件、软件设计。

6、理解S12(X)定时器模块的原理，熟悉其功能、设置，理解和掌握输入捕捉/输出比较的程序设计，了解脉冲累加器、模数计数器的使用。

7、理解S12(X)模/数转换模块的原理，熟悉其功能、指标和设置，掌握A/D转换的软、硬件设计。

8、理解S12(X)脉宽调制模块的原理，熟悉其功能、设置，掌握其基本应用、输出脉冲序列的软、硬件设计，了解其用作D/A原理。

9、理解SCI、SPI串行通信的工作原理，熟悉其工作模式、寄存器设置；掌握SCI串行通信接口、SPI串行通信接口的软、硬件设计。

10、了解使用S12(X)单片机进行综合应用系统的设计方法、硬件电路、软件程序等。

作业方面：布置适量的作业和编程类题目，帮助学生掌握重点、培养自学和独立分析、解决问题的能力。每次作业批改后，在课堂统一进行作业讲评，指出学习中遇见的共性问题。重点内容可在课堂做少量练习，同时展开讨论和讲解。

三、本课程与其它课程的联系

本课程的先修课程是《计算机基础》、《计算机网络技术》、《电路》、《数字电子技术》、《C语言程序设计》和《计算机硬件技术》。本课程是计算机硬件技术课程的拓展和延伸；本课程的后续课程是《智能仪器仪表》、《嵌入式计算机系统设计》、《自动控制系统》、《顺序控制系统》、《计算机测控技术》等。本课程是测量、控制与执行机构等学科的基础平台和实施工具。

四、实验学时分配（实验总学时：32 学时）

表：单片机系统设计A（FREESCALE S12X）课程学时分配表

五、考核方式

本课程采用开卷考试方式进行考核，总评成绩由期末考试卷面成绩（占70%）和平时成绩（占30%）构成，平时成绩根据出勤、课堂表现、作业、实验操作能力和实验报告等项目给出。

六、教材及参考书

教  材：

任勇．单片机原理及应用-使用Freescale S12X构建嵌入式系统．北京：清华大学出版社，2012.

参考书：

1. 王宜怀. 嵌入式系统-使用HCS12(X)单片机的设计与应用. 北京：北京航空航天大学出版社，2008.

2. 邵贝贝．单片机嵌入式应用的在线开放方式．北京：清华大学出版社．2006.

3．孙同景．Freescale S12十六位单片机原理及嵌入式开发技术．北京：机械工业出版社．2008.

执笔人：黄云峰

审核人：程启明

院（部）负责人：王志萍