单片机与接口技术课程建设.docx

单片机与接口技术课程建设 自评报告 1 单片机与接口技术课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程，它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力，在电类的专业课程中经常要用到单片机知识。单片机知识在电类专业整个课程体系中处于承上启下的核心地位，一般测控系统和智能仪器仪表的实现都离不开单片机与接口技术，很多学生做毕业设计时都会用到单片机。单片机与接口技术是电气信息类等专业学生必须掌握的一项专业技术。 单片机原理与接口技术课程在我院首次开设时间是在1988年，当时是开设在计算机应用专业。目前，单片机与接口技术课程已经成为电气信息类等专业学生的一门重要课程，是我院自动化、电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等专业学生的专业必修课程，是学院重点建设的课程之一。 多年来，经过不断的努力和实践，在师资队伍建设，教学条件建设，教学内容改革、教学方法与手段改革等方面做了大量的工作，取得了一些阶段性的成果，教学效果显著。 教师队伍水平的高低决定教学质量、科研水平和综合实力。因此，教师队伍的建设与培养是一项非常重要的任务。本课程主讲教师热爱教育事业，具有很强的事业心，能为人师表，都能够全面履行教师职责。主讲教师具备双师型素质，在高校、研究所、企业都承担过单片机控制方面的科研课题，部分获得各种奖励。具有单片机方面丰富的教学经验。教师在教学过程中，注重教学改革与实践，敢于探索，深受学生欢迎。 1985年参加工作，从事教学工作20余年，讲授过单片机与接口技术、过程控制系统、微机原理与程序设计、汇编语言程序设计、数字电子技术、计算机控制技2 术等课程，其中单片机与接口技术为院级精品课；多次承担学生实习、课程设计、毕业设计的指导工作；主持并参与自动化、测控技术与仪器、计算机应用等专业的教学计划和相关课程教学大纲的制定工作；主持制定上述专业的发展建设规划；主持完成了省级高职示范性专业的申报工作；积极参与教学改革工作，主持和参与省、院级教改立项课题多项。 课程名称 周学时 届数 人数 4学时/周 4届 单片机与接口技术420人过程控制系统 4学时/周 2届 210人4学时/周 2届 微机原理与程序设计120人4学时/周 2届 计算机控制技术140人名称 类型 本人作用 备注 计算机应用与维护专业知识省教育科学优秀 省教研规划立项 主持 能力结构与课程体系的研究 成果三等奖 电类专业实践教学体系省教研规划立项 主持 结题 构建研究 大学生心理素质的培养省高校就业指导中主要完成人 获优秀奖与就业准备研究 心立项 高技能人才培养模式的省教改立项 主要完成人 结题，已申报教学成果 探索与实践 应用型人才培养模式研省教学 校内教改立项 主要完成人 究的探索与实践 成果三等奖 单片机与接口技术院级校内教改立项 主持 院级精品课 精品课建设 单片机精品课建设的探论文 第一作者 辽宁高职学报 索与实践 网上评教系统的设计与论文 第二作者 中国教育技术装备 实现 关于独立学院人才培养论文 第三作者 黑龙江教育 模式研究的探索与实践 软件测试技术 教材 副主编 中国计量出版社 电工电子技术实验 教材 副主编 东北大学出版社 单片微型计算机原理与教材 副主编 东北大学出版社 接口技术 3 微机操作实践教程 教材 主编 辽宁大学出版社 计算机控制技术 教材 主编 校内出版 热水锅炉微机 横向课题 主持 沈阳市科技成果奖 智能控制系统 污水处理电气控制柜设横向课题 主持 完成 计 CK5116单拄立式车床数横向课题 主持 在研 控系统电气部分设计 一种实现干扰补偿的控沈阳航空工业学院学论文 第一作者 制策略 报 二维数据表的最优存储论文 第一作者 沈阳工业学院学报 与维护管理 具有未知输入干扰的比论文 第一作者 沈阳工业学院学报 例积分观测器改进设计 部分状态非线性系统稳论文 第一作者 沈阳工业学院学报 定性分析 飞据机快速直流伺服系论文 第一作者 沈阳工业学院学报 统的研究 一直工作在教学和科研一线，主动承担教学任务。主讲过多门本科生课程和研究生课程。其中主要课程有：自动控制原理、单片机与接口技术、传感器原理及应用、交流调速控制系统等。积极参加教改活动，多项教学成果获奖。2001年指导的自动化96级郭栋同学的毕业论文被辽宁省评为大学生优秀毕业论文，本人被评为辽宁省优秀毕业论文指导教师。指导学生的作品获辽宁省大学生第三届课外学术科技作品竞赛三等奖。指导学生的作品获辽宁省大学生第三届课外学术科技作品竞赛二等奖。在所负责的信息工程系的工作中，重视教学实践，总结教学经验和规律，扎扎实实地带头并组织全系教师大胆地进行了一系列教学改革，收到良好的效果。 课程名称 周学时 届数 人数 4学时/周 3届 单片机与接口技术280人自动控制原理 4学时/周 2届 205人4学时/周 2届 传感器原理及应用 210人4学时/周 3届 交流调速控制系统 301人4 名称 类型 本人作用 备注 交流调速系统课教学改革省教改立项 主持 省教学成果二等奖 三步走 面向二十一世纪自动化专业课程体系及教学内省教改立项 主持 省教学成果二等奖 容改革与实践 立足开放实验室，探索素教育厅教学成果三等质教育、创新教育的教学省教研规划立项 主要完成人 奖 改革新模式 现代交流调速系统 教材 主编 东北大学出版社 电机及电力拖动 教材 主编 化学工业出版社 单片机原理及接口技术 教材 第二作者 东北大学出版社 自动控制原理学习指导 教材 主编 东北大学出版社 带有故障自诊断系统的省自然科学基金项目 主持 结题 中高频SPWM变频器研究 空调变频器研究 省教育厅项目 主持 结题 人工神经网络在交流调省教育厅项目 主持 结题 速系统中的应用 单晶硅生长炉控制系统横向课题 主持 结题 改造 集成电路测试仪研制 横向课题 主持 结题 基于神经网络的一类非全球智能学术会议论线性系统的控制策略的论文 第一作者 文集 研究 时变时滞系统的稳定性论文 第一作者 国际会议 分析与仿真研究 自适应模糊神经控制器论文 第一作者 控制与决策(EI检索) 在MIMO系统中应用研究 局部放电智能检测系统 论文 第一作者 电气自动化 多输入多输出系统自适论文 第一作者 电气自动化 应模糊控制器的研究 主讲过多门本科生专业基础和专业课程，其中主要课程有自动控制原理、单片机与接口技术、微机原理、DSP原理及应用等。积极参加教改活动，主持和参加教改项目多项。主要科研工作有甲板变形测量系统数据采集及显示，电机调速工程训练系统，酒店餐厅无线呼叫看台服务系统，路面裂度检测等十余项。1994.31998.9 沈阳工业学院机电设备厂厂长。 5 课程名称 周学时 届数 人数 4学时/周 2届 单片机与接口技术130人4学时/周 3届 自动控制原理 320人4学时/周 2届 微机原理190人DSP原理及应用 4学时/周 2届 120人名称 类型 本人作用 备注 高技能人才培养模式的省教改立项 主要完成人 结题，已申报教学成果 探索与实践 应用型人才培养模式研省教学 校内教改立项 主持 究的探索与实践 成果三等奖 电类专业实践教学体系省教研规划立项 参与 结题 构建研究 电机调速工程训练系统 院实验室建设基金 主持 投入使用单片机与接口技术院级校内教改立项 参与 院级精品课 精品课建设 酒店餐厅无线呼叫看台横向课题 主持 结题 服务系统 甲板变形测量系统数据横向课题 主持 结题 采集及显示 基于组合导航系统高速国家专利 主持 专利证书 公路自动检测系统设计 一种路面裂度自动检测实用新型发明 主持 证书 装置 电工电子技术实验 教材 副主编 东北大学出版社 LABVIEW基础教程 教材 编者 国防工业出版社 现场总线技术 教材 主编 航空工业出版社 软件工程 教材 主编 电子测量出版社 实事求是准确定位培养论文 第一作者 高等教育研究 多层次人才 抓住机遇迎接WTO调战 论文 第一作者 高等教育研究 关于独立学院人才培养论文 第一作者 黑龙江教育 模式研究的探索与实践 基于可编程控制器直流论文 第一作者 沈阳理工大学学报 6 调速飞据模拟 基于OMROM PLC网络系统论文 第一作者 自动化技术与应用 设计 基于模式识别的螺纹质论文 第一作者 机械工程师 量检测系统 基于组合导航的公路路论文 第一作者 微计算机应用 面质量远程监控 计算机控制倒立摆数学论文 第一作者 沈阳工业学院学报 模型的研究 多年工作在产学研第一线，其中在企业工作12年，从事过数控机床、加工中心、定尺飞锯机和相控式无功功率自动补偿控制器的设计生产及调试。主持了智能型相控式无功功率自动补偿控制器和BOD测试仪的研制。参与了“虚拟分形场景及双视场三维漫游技术”和“装备制造业产品网上发布平台”课题的研究。在教学岗位工作7年，讲授过的课程有单片机原理及接口技术、微机原理、C语言程序设计、PLC实验和DSP实验。 课程名称 周学时 届数 人数 4学时/周 4届 单片机与接口技术410人4学时/周 4届 微机原理280人C语言程序设计 4学时/周 3届 310人名称 类型 本人作用 备注 辽宁省科学技术三等虚拟分形场景及双视场三纵横向课题 参与 奖、沈阳市科学技术进维漫游技术 步二等奖 装备制造业产品网上发纵横向课题 参与 结题、鉴定 布平台 BOD测试仪 横向课题 主持 结题多功能单片机实验系统校内教改课题 主持 结题开发 单片机与接口技术院级校内教改立项 参与 院级精品课 精品课建设 7 79.390.9，在沈阳压力表一厂从事自动化仪表设计工作，设计电阻式、差动变压器式远传压力表、无触点本安型防爆压力表均通过国家级鉴定，均以投产； 90.10 00.7，在沈阳空军9530工厂从事大型胶带机保护装置与石油液化设备电气控制系统设计工作；00.8 04.3，沈阳北方重工集团，从事移动机械设备的电气设计工作；04.4今，沈阳理工大学应用技术学院信息工程系教师，从事检测技术及单片机等课程教学工作、科技开发。 课程名称 周学时 届数 人数 4学时/周 3届 单片机与接口技术200人传感器与检测技术 4学时/周 2届 140人4学时/周 2届 PLC与应用技术 130人名称 类型 本人作用 备注 井下压力传感器自动标定横向课题 主持 结题 仪器 全液压自动程控清洗装横向课题 主持 结题 置 “100吨单缸插销式全电液汽车起重机”上车电气横向课题 主持 结题程控系统 数据采集与检测实验教校内教改课题 主持 在研学系统 伺服传动测控实验教学校内教改课题 主持 在研系统 单片机与接口技术院级校内教改立项 参与 院级精品课 精品课建设 从事教学工作近4年，讲授过单片机与接口技术、PLC原理及应用、数字电子技术等课程，其中单片机与接口技术为院级精品课；承担学生实习、课程设计、毕业设计的指导工作；参与自动化、测控技术与仪器等专业的教学计划和相关课程教学大纲的制定工作；积极参与教学改革工作和教改立项课题。 8 课程名称 周学时 届数 人数 4学时/周 2届 单片机与接口技术150人4学时/周 1届 PLC原理及应用 105人4学时/周 2届 数字电子技术180人名称 类型 本人作用 备注 数字电子技术综合实验板校内教改课题 主持 结题 开发 多功能单片机实验系统校内教改课题 参与 结题 开发 基于SM8958C25的多接口复费率用电控制器设论文 第一作者 自动化技术与应用 计 单片机与接口技术院级校内教改立项 参与 院级精品课 精品课建设 浅谈机电一体化的发展论文 第1作者 中国商界 趋势 在教学工作期间，主讲了多门专业基础课及专业必修课：数字电子技术、单片机与接口技术、PLC技术，其中还独立承担了现场总线技术及应用的教学工作。完成教学工作之余，承担了系里现场总线实验室和PLC实验室的建设与维护工作，结合教学实践编写了“现场总线技术”教材，已正式出版并投入教学使用。参与了省精品课单片机与接口技术的建设工作。 4学时/周 1届 数字电子技术90人4学时/周 2届 现场总线技术280人4学时/周 2届 单片机与接口技术120人4学时/周 1届 数据分析与处理60人PLC技术4学时/周 1届 60人9 电子技术课程设计90人单片机课程设计 60人 PLC实训 35人 指导毕业论文 18篇 中国兵器总公司计算所横向课题 参加 已结题 LKMS型自动灭火控制盒 宁夏博宇集团炼铁厂高炉横向课题 主要完成 已结题 自动上料系统 某装甲车轮胎中央充气控横向课题 参加 已结题 制器性能测试系统 山溪性河流水位/流量测横向课题 参加 已结题 量系统 自动化工程软件学习教校内教材（内蒙古主编 已完成 程科技大学使用） 现场总线技术及应用教材 主编 航空工业出版社 工控组态软件在过程控论文 第二作者 微计算机信息 制系统中的应用 陶瓷生产配料过程计算论文 第三作者 微计算机信息 机控制 任课教师队伍的学历学位、职称、年龄结构合理，有较高的学术水平和丰富的教学经验，有的任课教师在企业和科研单位工作多年实践经验丰富，科研能力强。任课教师专业分布较广，能够做到知识互补。任课教师毕业于不同院校，学缘结构合理。 1姓名 性别 出生年月 职称 学科专业 在教学中承担的工作 63.5 刘寅生 男 教授 控制工程 课程讲授、总体建设 10 58.9 王艳秋 女 教授 控制理论 课程讲授、实验室建设 62.11 任波 男 教授 导航 课程讲授、教学大纲 66.1 王珣 男 副教授 计算机 课程讲授、实验室指导书 80.7 商俊平 男 讲师 控制理论 课程讲授、网上资源建设 56.5 课程讲授 王保华 男 副教授 仪表 68.5 课程讲授 赵林 男 副教授 仪表 81.8 课程讲授、网上资源建设 乔莉 女 讲师 控制理论 81.2 课程讲授、网上资源建设 耿欣 女 讲师 检测技术 64.2 课程讲授（外聘） 冯武田 男 研究员 电子信息 65.1 课程讲授（外聘） 王树 男 高工 控制理论 专兼职任课教师的年龄、知识、职称结构合理，满足教学要求。专职教师的年龄、知识、职称结构见下表。 任课教师总数（专职） 9人 35岁以下（%） 35-45岁（%） 46岁以上（%） 年龄 结构 2人 23% 4人 44% 3人 33% 控制类（%） 仪表类（%） 计算机（%） 知识 结构 5人 56% 3人 33% 1人11% 讲师（%） 副教授（%） 教授（%） 职称 结构 3人33% 3人 33% 3人 33% 任课教师队伍中，4人有在企业做电气工程设计经历，尤其熟悉单片机应用系统开发，其中2人在企业工作时间超过10年，另有2人具有职业资格考评员证书，任课教师队伍 “双师” 素质结构好。任课教师队伍中，兼职教师占19%，从任课11 教师的毕业学校和所学专业看，学缘结构良好。任课教师的学缘结构和“双师” 素质结构见下表。 教师姓名 毕业学校（最后） 专业 备注 刘寅生 沈阳工业大学 控制工程 王艳秋 东北大学 控制理论 任波 哈尔滨工程大学 导航 企业工作4年 王珣 东北大学 计算机 企业工作12年 王保华 东北大学 仪表 企业工作多年 赵林 辽宁工业大学 仪表 企业工作3年 商俊平 沈阳理工大学 控制理论 耿欣 沈阳理工大学 检测技术 乔莉 内蒙古科技大学 控制理论 冯武田 北京理工大学 信号系统 外聘 王树 沈阳理工大学 控制理论 外聘 青年教师队伍培养，走积极引进和自已培养相结合的道路，制定了青年教师的培养计划。五年来，青年任课教师的理论水平、专业技术水平提高，教学能力、科研能力都有了很大的提高，两名主讲教师晋升为副教授，一名评为专业骨干教师，其余的青年教师都晋升为讲师。引进2名硕士，1名副教授。 对于新参加工作或引进的工程技术人员，都经过了岗前培训，并获得教师资格证书。有4名教师先后参加了骨干教师培训，获得了培训证书。 充分发挥高职称、有经验教师的传、帮、带作用，指导中青年教师，对他们进行培养，积极传授自己在理论和实践教学环节的经验，青年教师进步明显，教学水平和学术水平不断提高。 为了培养双师型教师，提高教师的实践能力，走产学研道路，要求青年教师每年至少下企业工作一段时间，同时也聘请校企合作单位的专家技术人员到学校讲座、参与课程建设和实验室建设，收到了明显的效果。 任课教师队伍教学思想活跃，教学改革有创新。积极开展教研活动，推动了教学改革，取得了明显成效，取得了多项校级和省级教学成果，主编和参编了多部教材，发表了较高质量的教研论文。具体如下： 12 名称 类型 主持及主要完成人 完成时间与获奖状况 计算机应用专业知识能力结2001年省教育科学优省教研规划立项 主持：刘寅生 构与课程体系的研究 秀成果三等奖 电类专业实践教学体系主持：刘寅生 省教研规划立项 2008年结题 构建研究 主要完成人：任波、赵林 大学生心理素质的培养省高校就业指导2006获省高校就业优主要完成人：刘寅生 与就业准备研究 中心立项 秀奖单片机与接口技术院级主持：刘寅生 2008年结题，院级精校内教改立项 精品课建设 主要完成人：各主讲教师 品课 交流调速系统课教学改97年辽宁省教学成果省教改立项 主持：王艳秋 革三步走 二等奖。 面向二十一世纪自动化2002年省教学成果二专业课程体系及教学内省教改立项 主持：王艳秋 等奖 容改革与实践 立足开放实验室，探索素2005年教育厅教学成质教育、创新教育的教学省教研规划立项 主持：王艳秋 果三等奖 改革新模式 高技能人才培养模式的主要完成人：任波、 2008年结题，已申报省教改立项 探索与实践 刘寅生 省教学成果 应用型人才培养模式研主持：任波 2008年结题，省教学 校内教改立项 究的探索与实践 主要完成人：刘寅生 成果三等奖 多功能单片机实验系统主持：王珣 校内教改立项 2008年结题 开发 主要完成人：刘寅生 单片机精品课建设的探辽宁高职学报，论文 第一作者：刘寅生 索与实践 2008.11 网上评教系统的设计与中国教育技术装备论文 第二作者：刘寅生 实现 2008.10 关于独立学院人才培养第一作者：任波 论文 黑龙江教育，2009.1 模式研究的探索与实践 第三作者：刘寅生 实事求是准确定位培养论文 第一作者：任波 高等教育研究，2003 多层次人才 抓住机遇迎接WTO调战 论文 第一作者：任波 高等教育研究，2002 浅谈机电一体化的发展趋论文 第1作者 中国商界 势 教材 副主编：刘寅生 中国计量出版社2008 软件测试技术 主编：任波 教材 航空工业出版社 现场总线技术 参编：乔莉 教材 主编：任波 中国计量出版社2008 软件工程 电工电子技术实验 教材 副主编：任波、刘寅生 东北大学出版社2002 单片微型计算机原理与教材 副主编：刘寅生 东北大学出版社1994 13 接口技术 微机操作实践教程 教材 主编：刘寅生 辽宁大学出版社1998 计算机控制技术 教材 主编：刘寅生 校内出版2004 现代交流调速系统 教材 主编：王艳秋 东北大学出版社2000 电机及电力拖动 教材 主编：王艳秋 化学工业出版社2001 单片机原理及接口技术 教材 第二编者：王艳秋 清华大学出版社2004 自动控制原理学习指导 教材 主编：王艳秋 东北大学出版社 通过不断开展教学改革与教学研究活动，思路清晰，目标明确，较好的解决了专业与课程教学过程中的一些实际问题，总结如下： 经过四年的努力实践，在探索人才培养模式的过程中，探索出一种以坚持理论与实践相融合，学校与企业相融合，教学与科研相融合为基础，采取四项基本措施，实现应用能力培养为目标，以突出提高学生的学习能力，创新能力和就业能力为特色的人才培养模式，对单片机课程教学起到了指导性的作用。 以单片机内部资源的功能使用和程序设计为基础，以接口电路及相关程序设计为主线，以应用能力培养为核心，构建新的课程内容体系，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。 课程内容体系以80C51为内核的89系列单片机为学习背景，各部分原理性内容通过项目实例引出，结合实例讲原理、讲设计、讲实现。通过彩灯控制、交通灯控制等实际应用，引导出单片机最小系统组成，单片机的程序设计、中断、定时计数器、串行通信、接口电路设计及资源扩展等内容，再通过较综合的实际应用系统进一步给出单片机扩展及接口电路设计方法。实例涵盖知识点，通过知识点展开教学内容。理论知识和应用实例相辅相成，理论知识由抽象变得直观，容易接受理解。 单片机和接口芯片的型号选择目前的主流产品，设计方法和仿真调试环境也要跟上技术发展水平。做到思路新，课程内容新，技术手段、方法新。 经过探索实践，实现了课堂理论教学和实验室实践教学一体化，教师讲解和实物演示（或仿真演示）同步，学生主动参与，以学生为主体、教师为主导的教14 学模式。课程打破实验室和教室的界限，打破课堂理论教学与单元验证式的实验教学的界限，把对知识的讲解和学生相应的实验技能训练穿插进行，理论与实践真正融合，以此讲授课程教学内容和设计教学方法。 本课程具有一个很好的实践性教学环境，实验室面积近300多平方米，设备的数量和种类能满足教学需要。为了增强课程教学改革的效果，在原有实验设备的基础上，通过教改立项的形式，任课教师自行开发了多功能单片机实验系统及多路电源，对实验教学和培养学生实践能力起到了很好的帮助作用。 单片机实验室业余时间可以对学生开放。 单片机与接口技术课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程，它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力，在电气信息类、仪器仪表类的专业课程中经常要用到单片机知识。单片机知识在电类专业整个课程体系中处于承上启下的核心地位，一般测控系统和智能仪器仪表的实现都离不开单片机与接口技术，很多学生做毕业设计时都会用到单片机。单片机与接口技术是电气信息类、仪器仪表类等专业学生必须掌握的一项专业技术。单片机与接口技术课程是我院自动化、电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等专业学生必修的专业基础课程，也是我院重点建设课程之一。 课程目标是掌握有关单片机硬件、软件及接口设计的基本概念，以80C51为内核的89系列单片机为学习、使用背景，针对不同的应用要求，选择最适宜的单片机并能够设计、安装、调试接口电路、应用程序，即能够设计出应用系统。由于单片机是嵌入式控制器家族中的一员，本课程也为学生将来学习DSP、嵌入式微处理器打下良好的基础。 以单片机内部资源的功能使用和程序设计为基础，以接口电路及相关程序为主线，以应用能力为核心，构建新的课程内容体系，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。 15 以80C51为内核的89系列单片机为背景，各部分原理性内容通过项目实例引出，结合实例讲原理、讲设计、讲实现。通过彩灯控制、交通灯控制等实际应用，引导出单片机最小系统组成，单片机的程序设计、中断、定时计数器、串行通信、接口电路设计及资源扩展等内容，通过较综合的实际应用系统进一步给出单片机扩展及接口电路设计方法。实例涵盖知识点，通过知识点展开教学内容。理论知识和应用实例相辅相成，理论知识由抽象变得直观，容易接受理解。 单片机和接口芯片的型号选择目前的主流产品，设计方法和仿真调试环境也要跟上技术发展水平。做到思路清新，课程内容新，技术手段、方法新。 计划学时60，其中用于实验的时间不少于20学时。内容有：单片机内部资源与最小系统模块部分；典型问题的程序设计模块部分；中断系统及应用模块部分；定时器/计数器及应用模块部分；串行口及应用模块部分；接口电路设计及资源扩展模块部分；应用系统设计模块部分。 在教学内容的组织安排上，理顺了教与学的关系，课内教学与课外自学的关系，课堂教学与课程设计的关系侧重理论联系实际，强化学生实践能力和应用能力的培养。课程教学大纲、课程设计大纲、教学日历等教学文件对教学内容和环节安排做了明确的界定，这些是教师教学的依据。目前课程教学内容安排由四部分组成： 主要内容包括绪论的相关内容；进位计数制；其它单片机类型知识；内容扩展知识；课内有计划留给学生自学的内容。 计划学时60，其中用于实验的时间不少于20学时。内容有：单片机内部资源与最小系统模块部分；典型问题的程序设计模块部分；中断系统及应用模块部分；定时器/计数器及应用模块部分；串行口及应用模块部分；接口电路设计及资源扩展模块部分；应用系统设计模块部分。内容的组织上，用一个典型的实例由简单到复杂的实现过程贯穿教学内容的前几部分，并导出相关的知识内容，最后通过其它实例强化、提高、扩充知识内容，使学生对单片机应用系统设计与实现有完整的概念，并掌握其实现方法及涉及的相关知识内容。 16 在完成课程设计内容要求的同时，结合课程设计题目内容，补充一些课内因学时不足没有讲到的内容。 积极鼓励学生参加课外科技活动小组，参加电子设计竞赛等活动，进一步调动学生学习积极性和兴趣，培养学生创新精神和实践能力。（要完成的实验报告题目与要求单独拟定，此处暂不体现） 1最小系统构成的彩灯控制系统 2最小系统内部资源（程序存储器、数据存储器、部分SFR） 3最小系统外部构成（部分引脚、复位电路、晶振电路、I/O口线） 4仿真、实验装置的介绍、使用 5部分指令与程序编制（I/O） 6实验实训部分（时间、内容、过程融于上面的各部分） 7课堂讨论：彩灯系统流水方式控制及I/O端口的选择、发光管亮度控制 1数据的传递及预置问题（片内-片内、片外-片外、片内-片外；单元清零、置数） 2简单运算问题（多字节的加减法；加1、减1、单字节乘除法；平方；求补；绝对值；表达式计算） 3查表问题 4比较、分支问题 5计数、延时等循环问题 6代码转换、数据拆合问题 7子程序问题 8位操作及运算问题 9实验实训部分（时间、内容、过程融于上面的各部分） 10课堂讨论：同一问题的不同程序设计方法 17 注：此部分完成两个实验报告 1带中断的彩灯控制系统 2单片机中断概念、过程、外部中断的实现 3中断程序结构及程序设计 4实验实训部分（时间、内容、过程融于上面的各部分） 5课堂讨论：外部中断端口数量的扩展及触发方式的选择 注：此部分完成一个实验报告 1带定时器的彩灯控制系统 2定时问题及实现 3计数问题及实现 4定时计数与中断结合 5实验实训部分（时间、内容、过程融于上面的各部分） 6课堂讨论：软硬件相结合的长时间延时方法的实现；技术中断变成外中断 注：此部分完成一个实验报告 1基于串行口的彩灯控制系统 2串行通信与管理 3串行通信与I/O端口的扩展 4实验实训部分（时间、内容、过程融于上面的各部分） 5课堂讨论：串行通信与I/O端口的扩展 注：此部分完成一个实验报告 1带LED显示及键盘的彩灯控制系统 2外部I/O接口及外部数据存储器扩展 3LED显示及接口软硬件设计 4键盘及接口软硬件设计 5. D/A接口电路及程序设计 18 6. A/D接口电路及程序设计 7全功能交通灯控制系统设计（综合设计） 8实验实训部分（时间、内容、过程融于上面的各部分） 9课堂讨论：键盘和显示的其它形式及器件 注：此部分完成四个实验报告 题目一：基于单片机的步进电机控制系统 1应用系统总体设计 2硬件电路设计及实验 3软件设计及实验 4软硬件综合调试 题目二：基于单片机的温度控制系统 1应用系统总体设计 2硬件电路设计及实验 3软件设计及实验 4软硬件综合调试 题目三：基于单片机的红外线感应自动门控制系统 1应用系统总体设计 2硬件电路设计及实验 3软件设计及实验 4软硬件综合调试 课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节。学生要根据任务书的要求完成单片机应用系统的硬件设计和程序设计，完成软硬件调试。在课程设计环节里，应满足如下要求：选题准确，指导教师给出的题目，能够充分训练学生单片机技术的应用能力；教师用心指导，保证指导时间；课程设计要求明确，即强调五个方面：一是要强调设计的方法和过程，学生的设计内容肯定有不正确的地方，但主要是学习设计方法；二是要强调设计的完整性和实用性，题19 目可以小些，但要有完整的设计内容，根据设计任务书要求设计出硬件电路原理图、印刷线路版图、应用程序，进行电路焊接、仿真调试硬件、软件，最后完成设计要求，实现设计功能。对于工作量不足的题目可以增加题目数量。学生设计出的系统应要可能贴近生活、生产实际，这样能够加强工程应用思维方式的训练；三是要强调动实践能力的培养，电路和程序都必须通过调试；四是要强调课程设计说明书的规范，这是将来作为一名工程技术人员所必须有的文字总结能力的初步训练。五是要强调因材施教，对学有余力且对单片机课程内容感兴趣的同学，在满足上述要求的基础上，组织他们选做一些真实性强题目，给这部分学生更多的锻炼机会。 课程设计时间为3周，安排在学期结束前，此时课程教学及考试已经结束。课程设计分组安排，指导教师出一些典型题目并加以指导。课程设计结束时，要验收、写设计说明书、答辩、单独评定成绩。在完成课程设计内容要求的同时，结合课程设计题目内容，补充一些课内因学时不足没有讲到的内容。课程设计题目及要求举例如下： 题目一：家用电热水器控制系统（数显，温度可设置，可控制） 硬件设计要求： ? 单片机硬件系统设计 ? 4位LED数码管用于温度和状态显示；设计4个按键接口，用于调整温度参数设置和启动、停止热水器；设计2路容量为2kW功率的继电器驱动电路；用于给水箱加热；设计温度采集电路用于温度检测。 功能设计要求： ? 可以用按键控制热水器的启动和停止； ? 加热范围上限 为65?，下限依照当前冷水温度为准，不设置冷却功能； ? 温度测量精度为1?； ? 4个按键实现设定温度的增加、减少、启动和停止功能。 ? 数码管显示当前温度和设定温度 题目二：多功能秒表 硬件设计要求： ? 单片机硬件系统设计 ? 8位LED数码管用于时间的显示；设计4个按键接口，用于调整定时/计时和时20 间参数设置；设计一个蜂鸣器接口，用于定时时间提示。 功能设计要求： ? 多功能秒表的计时精度要达到毫秒； ? 可以实现计时和倒计时功能，倒计时有蜂鸣器提示，使用任意按键关闭蜂鸣器； ? 计时和倒计时的时间范围为0：00：00.0009：59：59.999； ? 4个按键实现时间的调整、计时/倒计时切换、启动/停止功能。 题目三：步进电机控制 硬件设计要求： ? 用单片机硬件系统设计实现。 ? 设计步进电机的驱动接口电路，以及四位LED数码管用于步数的显示，设计4个按键接口用于加速、减速、正转/反转和启动/停止的控制。 功能设计要求 ?按下“正转/反转”键，确定当前的转向，再用“加速”、“减速”键调整需要的转速，然后按下“启动/停止”键，启动电机； ? 在电机启动后，可以使用“加速”、“减速”键调整转速，但不可以直接利用“正转/反转”键控制转向的变化，转向的控制必须要在电机停止进行调整； ?LED数码管随时显示当前的转速状态和转向状态。 ?转速调节范围为100步/秒200步/秒400步/秒600步/秒800步/秒1000步/秒六个速度等级范围。 教材选用应体现科学性、先进性、适用性，把优秀教材、精品教材作为教材选用的主要目标。教材的选择原则： 选优原则。首先选用近三年出版的省部级以上规划教材、获得省级以上奖励的优秀教材，使高质量的新版优秀教材成为选用的主体，提高教材的优选率。 适用原则。选用的教材应符合我院应用型人才培养目标的要求，符合课程教学大纲的基本要求。 更新原则。要结合专业调整，加强教材的更新换代。所选教材应该是近三年出版21 的新版教材。 减轻学生负担原则。坚持一门课程选用一种教材，如确因教学改革需要而增发辅助教材的，须经研究批准后实施。 本课程使用的教材有： 王艳秋等主编的由东北大学出版社出版的单片机原理及接口技术； 杨光友等主编写的02年2月由中国水利水电出版社出版的教材单片微型计算机原理及接口技术。 目前正组织编写反映出教学内容、教学方法改革的特色教材，计划在2010年出版。 在教材的使用上，讲授内容遵循教学大纲，教材作为主要参考书。 教材建设的基本目标是适应应用型人才培养需要，建设出优势突出、特色鲜明、高质量的基本教材和辅助教材。在教材建设方面，学院制定了相关政策和措施： 学院设立教材建设基金，用于资助各级重点规划教材的编写与立项研究，凡纳入学院教材规划的教材，适当给予一定的补贴。 建立教材质量评优制度，定期进行教材评估、评价和院级自编教材、自编讲义的评优工作，积极推荐优秀教材参加国家级、省级精品教材评选。 积极组织广大教师申报省级以上规划及其它高水平教材的编写，我院有特色、有优势、学术水平和教学水平较高的课程，可申请自编教材；学院对我院自编教材进行统一规划建设、统一立项管理。 促进学生自主学习的扩充性资料，可从本课程的网络教学平台中得到。例如与课程有关的辅导材料，电子课件，课程的难点答疑等，学生只要通过访问本课程网站即可得到这些扩充性资料，并利用。此外，在课堂教学中，授课教师已对教材中的参考文献作以介绍，学生课后积极地查看这些资料。 配套实验教材为单片机与接口技术实验指导书，共设计了比较多的实验项目，其中有些实验是必做的，有些实验是给学有余力的同学选作的。通过配套实验教材的使用，能够使学生掌握仿真开发系统的使用，学会程序的调试，掌握基本程22 序的编写，各种硬件接口的调试，最终使学生能很好地巩固课堂所学的知识。所以，配套实验教材的使用获得了好的教学效果。 本课程具有良好的实践性教学环境。实验室面积为近300平方米，实验设备80台套，与课程相关的实验设备如下： 台湾凌阳单片机应用系统（芯片内置仿真电路）10套； 系统微机机80台； 示波器80台； 信号源80台； 自制多路电源80台； H51/L单片机仿真器80台。 自制多功能实验系统80台 单片机实验室业余时间可以对学生开放。 学院网络教学资源和硬件环境良好。网络服务器一共5个，都是IBM服务器。交换机是华为的3528，共有200余台，核心交换机是华为的8505，路由器、防火墙等配置齐全，网络速度和安全性有保障。 上课地点即实验室的每台微机都与互联网相连，网上资源的获取及网上学习方便快捷。 在学院教学网上，教学计划、教学大纲、教学日历、教学课件等教学资源丰富，教师可以在网上进行登报成绩，学生可以在网上选课、查阅成绩等。另外，本课程对学生开放的学习资源也放在课程建设网站上。在学院的支持下，本课程的网络教学平台（?单片机精品课）已初步建立。该网络教学平台设有“课程介绍”，“理论教学”，“实践教学”，“教学条件”，“教学改革”，“资源下载”。此外还有“授课教师”介绍，“课程内容”，“授课计划”。 23 建立了一体化的教学模式。教学模式是教学的标准形式，它是教学思想、教学原理、教学方法、教学形式等诸因素的高度概括，是从整体上思考教学过程的一种工具和方法。 在日常教学过程中，通过学习思考和探索实践，实现了课堂理论教学和实验室实践教学一体化，教师讲解和实物演示（或仿真演示）同步，学生积极参与，以学生为主体、教师为主导的教学模式。课程打破实验室和教室的界限，打破课堂理论教学与单元验证式的实验教学的界限，把对知识的讲解和学生相应的实验技能训练穿插进行，做到理论教学和实验教学在时间和空间上是完全融合得的。 以自然班为单位在实验室上课，学生规模35人左右，教学效果好。 考核方式注重实效。为使学生注重实验，注重知识的理解和应用，避免一张考试卷定成绩，本课程在成绩考核上做了改革。课程的最终成绩由3部分组成。期末试卷占40，期末上机占30%，实验和平时占30。 根据课程和内容采取了灵活多样的教学方法。基于新的教学理念，设计了新的教学模式，但是教学过程的开展离不开教学方法。教学方法的设计和运用要与教学内容和教学对象相对应，即使在一门课程之内，总体方法和局部方法也不为一，在教学过程中，采取了多种方法，并有针对性地灵活使用。 在讲授指令系统和程序设计内容时，打破了传统的先讲寻址方式，再将指令系统，最后讲程序设计内容的顺序和方法，而是通过一些典型任务将这些内容的知识点反映出来。这些任务包括：数据的传递及预置问题（片内-片内、片外-片外、片内-片外；单元清零、置数）；简单运算问题（多字节的加减法；加1、减1、单字节乘除法；平方；求补；绝对值；表达式计算）；查表问题；比较、分支问题；计数、延时等循环问题；代码转换、数据拆合问题；子程序问题；位操作及运算问题。 上述方法的教育理论基础是任务驱动法，即学习内容是通过一个个典型任务展开的。学生在教师的帮助下，紧紧围绕一个共同的任务活动中心，在问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，并在完24 成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动。任务驱动法中的“任务”目标性明确，学生带着真实的任务在探索中学习。随着任务的完成，学生会不断地获得成就感，可以更大地激发他们的求知欲望，从而培养出独立思索、勇于进取的自学能力。 在讲定时计数内容时，通过一个交通灯模拟控制系统项目展开的。这个项目包含了可编程硬件定时问题；长时间延时实现方法；输入输出端口使用；外部中断的使用等，教学方法采用了项目驱动法，通过具体项目完成知识点和内容的学习。 其它教学方法如：问题探究法、现场演示法、讨论式教学等根据具体教学内容和出现的问题随即采用。 在课堂教学中，应该注重问题的引出和深入，采用什么样的工具和方法，都有哪些设计方案，各设计方案有哪些特点及适用什么场合？启发、引导学生做出正确的结论。在介绍应用系统设计时，要注意培养学生的应用设计能力，应该有系统的概念。课程结束时，通过课程设计，给学生布置一个应用系统设计题目，对于培养学生的设计能力，解决实际问题的能力是有很大帮助作用的，使学生真正地应用所学的知识去设计一个应用系统。 本课程属于应用设计类课程，实践性强，与实际紧密结合，所以一定要有市场和成本观点。在讲授有关设计方面内容时，应注重使学生树立起经济效益、性能/价格比的观念，不能只讲授设计，而没有成本和效益的观点。 充分发挥信息技术和资源的作用。本课程还注重把先进的信息技术手段应用到教学中。上课地点就在实验室，实验室装有多媒体教学设备，可以很方便地使用教学课件。在教学过程中，需要教师演示程序运行的时候，可以方便的使用仿真设备与环境，并把过程和结果展示在屏幕上。另外，通过摄像头，可以将要介绍的设备器件展示在投影屏幕上。 实验室的每台微机都与互联网相连，网上资源的获取及网上学习方便快捷。制作的电子课件和网络教学平台已初步投入使用。课堂教学内容中有较多的接口电路图与程序，使用电子课件克服了讲授接口电路与程序的困难，同时也加大了讲授内容的信息量。 25 学院网络教学资源和硬件环境良好。网络服务器一共5个，都是IBM服务器。交换机是华为的3528，共有200余台，核心交换机是华为的8505，路由器、防火墙等配置齐全，网络速度和安全性有保障。 上课地点即实验室的每台微机都与互联网相连，网上资源的获取及网上学习方便快捷。 在学院教学网上，教学计划、教学大纲、教学日历、教学课件等教学资源丰富，教师可以在网上进行登报成绩，学生可以在网上选课、查阅成绩等。另外，本课程对学生开放的学习资源也放在课程建设网站上。2007年以来，在教学评估和院级精品课的验收检查过程中，聘请的专家对该课程教学给予了充分的肯定，同时也得到了学生的反馈意见。 2007年12月，学院领导聘请了5位省部级教学评估专家，专门对各系部教学工作进行评估，评估专家组组长是东北大学李金文教授。专家组成员对信息工程系教师在教学改革方面的投入表示赞赏，对课程教学模式、教学方法给予了充分的肯定，对学生的学习效果感到满意，认为具有示范意义，建议完善推广。 沈阳理工大学应用技术学院信息工程系的单片机与接口技术课程，课程设置能和企业的需求紧密相联系，教学内容、教学过程上都制定了合理详尽、有效的实施方案。在教学方法和教学手段上有新意，注重理论教学与实验、课程设计教学内容的结合。学生通过动手实践，加深对单片机内容的理解，能够让学生掌握单片机的应用，职业教育特色明显，符合高职高专教育的特点，在培养学生的动手能力和创新意识上效果显著。 沈阳农业大学 农机工程学院 副院长、教授 李永奎 26 沈阳理工大学应用技术学院信息工程系的单片机与接口技术课程，教学内容安排合理，能够与工程实际紧密结合，充分锻炼学生的应用能力。教学方法组织得当，教学效果好。 沈阳新松机器人公司 电气室 高级工程师 冯武田 1) 在课程负责人的带领下，已经形成了一支结构合理、人数稳定、团结协作、热爱该课程教