智能儀器原理與設(shè)計(jì)教學(xué)方案(朱娟).doc

智能儀器課程教學(xué)方案課程編碼：0x31fx13 課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)課 總學(xué)時(shí)：54 學(xué)分：3一、課程的性質(zhì)和任務(wù)課程的性質(zhì)：智能儀器原理與設(shè)計(jì)是電子工程本科專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一。智能儀器在通信、家電、自動(dòng)控制、儀器儀表中得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握利用微處理器系統(tǒng)使電子儀器實(shí)現(xiàn)智能化的具體方法，包括硬件和軟件兩個(gè)方面。課程的任務(wù)：使學(xué)生掌握智能儀器的基本工作原理，具備智能儀器的初步應(yīng)用能力，為將來(lái)從事智能儀器的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。智能儀器課程側(cè)重討論智能儀器實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及的具體方法與技巧。旨在使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的微型計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，解決現(xiàn)代電子儀器開(kāi)發(fā)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，逐步具備能夠設(shè)計(jì)以微型計(jì)算機(jī)為核心的電子系統(tǒng)的能力。本課程中既有硬件的原理和組成，又有針對(duì)硬件的軟件編程，軟件與硬件必須同時(shí)兼顧。二、學(xué)時(shí)分配總學(xué)時(shí)：54學(xué)時(shí)章（節(jié)）內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章 緒論4第二章 微處理器的選擇8第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8第四章 開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入/輸出4第五章 模擬量信號(hào)的輸入輸出 4第六章 總線與通信系統(tǒng)4第七章 時(shí)鐘系統(tǒng)2第八章 人機(jī)接口6第九章 常用處理功能4第十章 可靠性設(shè)計(jì)2第11章 案例分析（一）2第十二章 案例分析（二）2考試4合 計(jì)54三、考核方式1、考核方式：筆試（開(kāi)卷）2、成績(jī)?cè)u(píng)定：平時(shí)成績(jī)（考勤及作業(yè)）占30%，期中考試成績(jī)占20%，期末考試成績(jī)占70%。 其中平時(shí)成績(jī)分為考勤10%和作業(yè)20%，考勤點(diǎn)名10次，每次1分；作業(yè)共4次，每次5分，作業(yè)分為A、B、C三等，A為5分，B為4分，C為3分，帶+號(hào)可加1分。四、教材與參考書(shū)1、使用教材： 智能儀器原理與設(shè)計(jì)周航慈主編，北航出版社，2005.32、主要參考書(shū)：（1）徐愛(ài)鈞等主編智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)，北航出版社，2012.第三版五、章節(jié)教學(xué)目標(biāo)與主要教學(xué)內(nèi)容第一章導(dǎo)論（4學(xué)時(shí))一、本章的教學(xué)目的和要求了解智能儀器及測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展；掌握智能儀器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；熟悉智能儀器的組成及特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：智能儀器的組成及特點(diǎn)、智能儀器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：智能儀器的設(shè)計(jì)。二、教學(xué)內(nèi)容1、智能儀器的組成及特點(diǎn)2、智能儀器及測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展3、智能儀器設(shè)計(jì)的要點(diǎn)第二章 微處理器的選擇（8學(xué)時(shí))一、本章的教學(xué)目的和要求通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)對(duì)8位、16位、32位MCU的發(fā)展現(xiàn)狀有所了解，掌握當(dāng)前主流MCU的選型方法。教學(xué)重點(diǎn)：基于51內(nèi)核的MCU選型。教學(xué)難點(diǎn)：MCU選型的依據(jù)、51內(nèi)核的MCU選型、AVR、PIC微控制器選型。二、教學(xué)內(nèi)容 1、8位、16位、32位MCU的發(fā)展現(xiàn)狀 2、MCU選型的依據(jù) 3、基于51內(nèi)核的MCU選型 4、基于ARM核的MPU的發(fā)展現(xiàn)狀 5、AVR、PIC微控制器選型 6、DSP微處理器應(yīng)用背景第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí))一、本章的教學(xué)目的和要求通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)對(duì)智能儀器軟件系統(tǒng)有所了解，掌握軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模塊、分類(lèi)及設(shè)計(jì)步驟教學(xué)重點(diǎn)：軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常用模塊教學(xué)難點(diǎn)：軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟2、 教學(xué)內(nèi)容1.開(kāi)發(fā)環(huán)境及編程語(yǔ)言2.軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析3.軟件系統(tǒng)的規(guī)劃4.軟件設(shè)計(jì)步驟5.實(shí)例分析第四章 開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入/輸出（4學(xué)時(shí))一、本章的教學(xué)目的和要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)應(yīng)該掌握常用的開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道的工作原理及其設(shè)計(jì)。教學(xué)重點(diǎn)：輸入輸出通道信號(hào)的隔離措施；開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)的信號(hào)調(diào)理；掌握開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)的獲取；開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)的功率驅(qū)動(dòng)。教學(xué)難點(diǎn)：輸入輸出通道信號(hào)的隔離措施、量輸入輸出信號(hào)的信號(hào)調(diào)理、輸出信號(hào)的功率驅(qū)動(dòng)3、 教學(xué)內(nèi)容1、 輸入輸出通道信號(hào)的隔離措施。2、 開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)的信號(hào)調(diào)理。3、 開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)的獲取。4、 開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)的功率驅(qū)動(dòng)。第五章 模擬量信號(hào)的輸入/輸出（4學(xué)時(shí))一、本章的教學(xué)目的和要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)應(yīng)該模擬輸入信號(hào)調(diào)理技術(shù)，AD器件的分類(lèi)及選型，AD器件與單片機(jī)的接口技術(shù).教學(xué)重點(diǎn)：模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)組成；掌握多路開(kāi)關(guān)，前置放大、采樣保持等各環(huán)節(jié)的功能作用；掌握AD器件的分類(lèi)及其性能指標(biāo)；掌握8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809芯片及其接口電路；12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574A芯片及其接口電路。教學(xué)難點(diǎn)：模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)組成、采樣保持的功能作用；AD器件的分類(lèi)及其性能指標(biāo)4、 教學(xué)內(nèi)容1、AD轉(zhuǎn)換器概述2、逐次比較式AD轉(zhuǎn)換器與微處理器接口3、積分式AD轉(zhuǎn)換器與微處理器接口4、高速模擬量輸入通道； 模擬量輸出通道5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第六章 總線與通信系統(tǒng)（4學(xué)時(shí))一、本章的教學(xué)目的和要求 了解GPIB通用接口總線協(xié)議，串行通信總線協(xié)議；掌握GPIB接口電路的設(shè)計(jì)，串行通信接口電路的設(shè)計(jì)；熟悉串行通信接口電路的設(shè)計(jì)。教學(xué)重點(diǎn)：GPIB接口電路的設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：串行通信接口電路的設(shè)計(jì)。二、教學(xué)內(nèi)容1、GPIB通用接口總線2、GPIB接口電路的設(shè)計(jì)3、串行通信總線術(shù)4、串行通信接口電路的設(shè)計(jì)第7章 時(shí)鐘系統(tǒng)（2學(xué)時(shí))一、本章的教學(xué)目的和要求 了解時(shí)鐘系統(tǒng)的組成及原理，掌握軟件時(shí)鐘的設(shè)置。教學(xué)重點(diǎn)：軟件時(shí)鐘的組成。教學(xué)難點(diǎn)：軟件時(shí)鐘的使用。二、教學(xué)內(nèi)容1、硬件時(shí)鐘2、軟件時(shí)鐘3、時(shí)鐘的使用第八章 人機(jī)接口（6學(xué)時(shí)）一、本章的教學(xué)目的和要求了解鍵盤(pán)與接口，LED顯示及接口；掌握微型打印機(jī)及接口；熟悉鍵盤(pán)/LED顯示器接口設(shè)計(jì)，CRT顯示及接口連接。教學(xué)重點(diǎn)是鍵盤(pán)/LED顯示器接口設(shè)計(jì)，CRT顯示及接口。教學(xué)難點(diǎn)是鍵盤(pán)/LED顯示器接口設(shè)計(jì)。二、教學(xué)內(nèi)容1、鍵盤(pán)與接口，LED顯示及接口2、鍵盤(pán)/LED顯示器接口設(shè)計(jì)，CRT顯示及接口3、微型打印機(jī)及接口第九章 常用處理功能（4學(xué)時(shí)）一、本章的教學(xué)目的和要求了解硬件故障的自檢和儀器測(cè)量精度的提高措施；掌握理解測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換；熟悉自動(dòng)測(cè)量功能的設(shè)計(jì)。教學(xué)重點(diǎn)：儀器測(cè)量精度的提高措施、自動(dòng)測(cè)量功能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：測(cè)量功能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。二、教學(xué)內(nèi)容1、硬件故障的自檢，自動(dòng)測(cè)量功能2、儀器測(cè)量精度的提高3、干擾與數(shù)字濾波，測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換第十章 可靠性設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）一、本章的教學(xué)目的和要求 了解可靠性設(shè)計(jì)方法；掌握硬件抗干擾的方法；掌握軟件抗干擾的方法。教學(xué)重點(diǎn)：抗干擾設(shè)計(jì)、容錯(cuò)設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：軟件抗干擾的設(shè)計(jì)方法。二、教學(xué)內(nèi)容1、抗干擾設(shè)計(jì)2、容錯(cuò)設(shè)計(jì)第十一章 基于電壓測(cè)量的智能儀器（2學(xué)時(shí)）一、本章的教學(xué)目的和要求了解智能化DVM原理；智能化DMM原理；智能化RLC 測(cè)量?jī)x原理；掌握智能化DVM原理；智能化DMM原理；智能化RLC 測(cè)量?jī)x原理；熟悉智能化DMM原理。教學(xué)重點(diǎn)：智能化DVM原理；智能化DMM原理；智能化RLC 測(cè)量?jī)x原理。教學(xué)難點(diǎn)：電壓測(cè)量的智能儀器的應(yīng)用。二、教學(xué)內(nèi)容1、智能化DVM原理2、智能化DMM原理3、智能化RLC 測(cè)量?jī)x原