stc2052
微型计算机控制技术(第二版)教学大纲 一、课程性质与设置目的
（一）课程性质 微型计算机控制技术是高等院校计算机应用专业本科教学中的一门选修专业课，是从微型计算机原理到微型计算机控制，从理论到实际的必经桥梁，是着重解决和处理工程实际问题的一门课程。在该课程的教学过程中，将课堂教学与实验教学有机结合，注意培养同学分析问题、解决问题的方法和能力。 该课程主要介绍微型计算机应用在工业控制中的各种技术，重点讲述微型机用于实时控制中的软件、硬件设计方法，以及它们之间的结合问题。课程注重理论联系实际，从工程实际出发，在设计方法，即实验技术、操作运行、系统调试等方面对学生进行训练，为学生的毕业设计及将来的实际工作奠定基础。 （二）教学目的 通过本课程的学习，可使学生对微型机在工业过程控制和智能化仪器方面的应用有个比较 测量空间
全面的了解，为以后的工作和毕业设计打下基础。
（三）教学内容
1. 微型计算机控制系统的组成及分类。
2. 模拟量输入/输出接口。
3. 微型机控制系统常用接口。
4. 微型计算机控制系统的常用软件的设计方法。
5. PID控制的原理、数字化及应用。
6. 微型计算机控制系统的设计方法。
（四）教学时数
本课程共4学分，建议总课时80学时，其中课上教学课时64学时，实验课16学时（也可以采用3+1教学模式）。
装备偏移（五）教学方式时数
本课程共4学分，其中课上教学课时64学时，实验课16学时，分配如下（第11章可作为自学之用）：
1.教学课时
章 次 | 内 容 | 学 时 |
第1章 | 微型计算机控制系统概述 | 4 |
第2章 | | 8 |
第3章 | 人机交互接口技术 | 10 |
第4章 | 常用控制程序的设计 | 8 |
第5章 | I/C卡技术 | 4 |
第6章 | 总线接口技术 | 2 |
第7章 | 过程控制数据处理的方法 | 6 |
第8章 | 数字PID及其算法 | 6 |
第9章 | 模糊控制技术 | 4 |
章 次 | 内 容 | 学 时 |
第10章 | 微型机控制系统的设计 | 6 |
课程设计 | 布置任务及答疑 | 6 |
合计 | | 64 |
| | |
2.实验课时
实验是《微型计算机控制技术》课程重要的环节，通过实验学生不但可以提高动手能力，而且可以大大提高学生分析问题和解决问题的能力，因此，要根据现有条件尽量安排下列实验：
实验一：Protues软件应用（2学时）
实验二：D/A转换实验（2学时）
实验三：A/D转换实验（2）（2学时）
实验四：键盘和显示实验（2学时）
实验五：报警程序的设计与接口技术（2学时）
实验六：马达控制实验（2图像火焰探测器学时）
实验七：步进电机控制实验（2学时）
实验八：温度测量实验（2学时）
二、教学内容
第1章 微型计算机控制系统概述
教学要点
1.微型计算机控制系统的组成
2.微型计算机控制系统的分类
3.微型计算机控制系统的发展
教学时数
4课时
教学内容
通过对本章的学习，应当对微型计算机控制系统有一个完整的概念，具体掌握以下几方面的内容。
1.了解微型计算机控制系统的组成。 2.学习并掌握微型计算机控制系统的分类及各系统之间的区别。 3.了解微型计算机控制系统的发展概况。 4.为后边各章的学习打下基础。考核要求 主要讲述微型计算机控制系统的基本概念、组成及分类，同时对微型计算机控制系统的发 展概况做了介绍。重点：微型计算机控制系统的组成及分类。了解本课程研究的对象，各类系统的特点及应用场合。 1.微型计算机控制系统的组成，要求达到“识记”层次。 1.1 微型计算机控制系统硬件结构。 1.2 微型计算机控制系统软件组成。 2.微型计算机控制系统的分类，要求达到“识记”层次。 2.1 操作指导控制系统 2.2 直接数字控制系统（DDC） 2.3 计算机监督系统（SCC）
2.4 分布控制系统（DCS）
2.5 计算机集成制造系统（CIMC）
2.6 现场总线控制系统（FCS）
3．微型计算机控制系统的发展，要求达到“识记”层次。
第2章 模拟量输入/输出通道的接口技术
高频电子水处理器
教学要点
1.多路开关及采样/保持器。
2.模拟量输出通道接口技术。
3.模拟量输入通道接口技术。
教学时数
8课时
教学内容
本章是组成微型计算机控制系统的硬件基础。重点介绍了组成模拟量输入输出通道的主要器件及它们与微型计算机的接口技术和软件编程。通过本章的学习，要求能够分析和设计模拟量输入/输出接口。
考核要求
这一章是组成微型计算机控制系统的硬件基础，也是本课程的重点内容之一，学习时重点掌握A/D、D/A转换器（以ADC0809、DAC0832为主），多路开关和S/H的应用。要求能根据题目要求进行硬件设计，并编写相应程序。
难点：DAC0832的工作方式，ADC0809的巡回检测。
1.多路开关及采样-保持器
1.1 采样定理，要求达到“识记”层次。
1.2 多路开关，要求达到“简单应用”层次。
1.3 采样-保持器，要求达到“领会”层次。
2.模拟量输出通道接口技术
2.1 D/A转换原理 ，要求达到“识记”层次。
2.2 8位D/A转换器DAC0832及其接口技术，要求达到“综合应用”层次。
2.3 12位D/A转换器AD667及其接口技术，要求达到“领会”层次。
3.模拟量输入通道接口技术
3.1 A/D转换原理，要求达到“识记”层次。
3.2 8位A/D转换器ADC0809的接口及程序设计，要求达到“综合应用”层次。
3.3 12位A/D转换器AD574的接口及程序设计，要求达到“领会”层次。
第3章 人机交互接口技术
教学要点
1.键盘接口技术
2.LED显示接口技术
3.LCD显示接口技术
教学时数
10课时
教学内容
本章介绍微型计算机控制系统中两个重要的人机交互接口，即LED显示与键盘。通过本章的学习，了解人机交互接口的意义及设计方法。要求同学掌握人机交互接口的实际设计。
考核要求
本章重点讲述了非编码键盘、显示接口电路的设计，软件程序的编写，要求同学掌握人机交互接口的实际设计，重点是非编码键盘的硬件设计及键盘处理程序的编写，LED显示接口电路的软硬件设计。
1.键盘接口技术
1.1 设计键盘应解决的几个问题，要求达到“识记”层次。
1.2 少量功能键接口技术，要求达到“简单应用”层次。
1.3 矩阵键盘接口技术，要求达到“领会”层次。
1.4 键盘特殊功能处理，要求达到“领会”层次。
2.LED显示接口技术
2.1 LED数码管的结构及显示原理，要求达到“领会”层次。
2.2 LED动态显示接口技术，要求达到“简单应用”层次。
2.3 LED静态显示接口技术，要求达到“综合应用”层次。
2.4 硬件译码显示电路，要求达到“识记”层次
2.5 LED光柱模拟显示器件，要求达到“识记”层次
3.LCD显示接口技术
3.1 LCD的基本结构及工作原理，要求达到“识记”层次。
3.2 LCD的驱动方式，要求达到“识记”层次。
3.3 4位LCD静态驱动芯片ICM7211，要求达到“简单应用”层次。
3.4 点阵式LCD的接口技术，要求达到“综合应用”层次。
第4章 常用控制程序的设计
教学要点
1.报警程序的设计
2.开关量的输出接口技术
3.马达接口技术
4.步进电机接口技术
教学时数
8课时
教学内容
本章介绍微型计算机控制系统常用控制程序的设计方法，主要介绍马达和步进电机控制软硬件的设计方法。它们是工业过程控制中两个重要的人机交互接口。通过本章的学习，了解控制接口的设计方法。
考核要求
本章讲述对两种执行机构（电动机和步进电机）的控制，主要掌握电动机和步进电机的接口技术、程序设计方法。
1.报警程序的设计，要求达到“简单应用”层次。
1.1 常用的报警方式
1.2 简单报警程序的设计
1.3 越限报警程序的设计
2.开关量的输出接口技术，要求达到“简单应用”层次。
2.1 光电隔离技术
2.2 继电器输出接口技术
2.3 固态继电器输出接口技术
2.4 大功率场效应管开关接口技术
2.5 可控硅接口技术
2.6 电磁阀接口技术
3.马达接口技术
3.1 小功率直流电机调速原理，要求达到“识记”层次。
3.2 开环脉冲宽度调速系统，要求达到“识记”层次。
3.3 PWM调速系统设计，要求达到“简单应用”层次。
4.步进电机控制接口技术
4.1 进电机工作原理，要求达到“领会”层次。
4.2 电机控制系统原理，要求达到“领会”层次。
4.3 步进电机与单片机的接口及程序设计，要求达到“综合应用”层次。
4.4 步进电机步数及速度的确定方法，要求达到“综合应用”层次。
第 5 章 IC卡及RFID技术
教学要点
1.IC卡
2.RFID卡
教学时数
4课时
教学内容
这一章介绍目前物联网技术所需要的关键技术：（1）IC卡；（2）RFID技术。这是近几年发展起来的技术。
考核要求
本章重点掌握两种IC卡的原理及应用。
1.IC卡
1.1 IC卡简介，要求达到“识记”层次。
1.2 IC卡结构多机SPI系统，要求达到“领会”层次。
2.RFID卡
2.1 RFID卡概述，要求达到“识记”层次。
2.2 RFID卡读写器原理，要求达到“领会”层次。
2.3 13.56 MHz RFID技术，要求达到“领会”层次。
第 6 章 总线接口技术
教学要点
1.SPI总线
2.I2C总线
教学时数
2课时
教学内容
这一章介绍微型机系统常用的接口总线，包括串行总线和并行总线，它们是信息传送的通道。本章重点讲述两种近年来常用于单片机系统的串行总线。
考核要求
本章重点掌握I2C总线的原理及应用。
1.RS-232/RS-485/SPI总线
RS-232/RS-485/SPI总线简介，要求达到“识记”层次。
2.I2C总线
2.1 I2C总线概述，要求达到“识记”层次。
2.2 I2C总线的数据传送，要求达到“识记”层次。
2.3 寻址，要求达到“识记”层次。
2.4 I2C总线电气，要求达到“识记”层次。
2.5 I2C总线的应用，要求达到“领会”层次。
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