《单片机原理及应用实验》课程标准

《单片机原理及应用实验》课程标准第一部分前言一、课程基本信息课程编号课程名称课程类别学时学分开课学期考核方式适用专业开课单位AL042430单片机原理及应用实验专业核心80.55考查电子信息工程机电工程学院二、课程性质单片机原理及应用是电子信息工程专业的主干课之一，是技术型专业核心课。本实验课程是一门学科专业核心课，是典型的软、硬件相结合的应用型实验课程。开设此课的目的是使学生进一步理解MCS51单片机的基础知识，掌握单片机硬件电路的设计能力，会使用汇编语言进行编程，加强应用型高级工程技术人才的培养。本课程是“信息技术基础”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等课程的理论延伸，是“C51单片机应用设计”、“电子技术创新设计”、“专业课程综合实习”、“专业技能竞赛”、“创新创业实践”、“毕业设计”等实践教学环节的重要基础。三、课程基本理念通过本实验课程使学生掌握单片机最小系统的硬件组成、软件开发方法，掌握流行的开发软件、针对单片机中断系统、定时器/计数器、输入/输出（I/O）接口的程序编制及应用技术。尤其针对单片机中断系统、内部定时器的应用、显示电路的编程和键盘扫描程序的编制需做重点训练，以达到为后期的课程、课程设计与实习、技能训练和毕业设计等学习环节奠定基础的目的。此外对在这方面学习兴趣浓厚的同学加强实践引导。按照应用型高技术人才能力培养的要求，将学生职业能力培养的基本规律与课程系统化、与学生专业能力、方法能力相结合，形成以工作过程为导向，以学生为中心、教师引导、教学做一体化的工学结合教学模式。四、课程的设计思路本课程要求学生按照实验指导书，实验项目要求，利用实验开发板，每2个学时完成指定的实验内容的程序调试与硬件演示，并按指导书要求完成实验报告。实验主要训练学生绘制硬件电路、程序框图，仿真软件的使用，程序调试的基本方法和技巧，激发学生动手实践的热情和兴趣。第二部分课程目标一、总体目标通过对单片机最小系统的中断系统、定时器、显示电路、键盘电路的认识和程序编制使学生掌握单片机最小系统的基本组成，程序编制及调试开发的基本流程和方法，为研制开发以电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径“应用型”高级工程技术人才和管理人才奠定基础。二、具体目标1.知识与方法进一步巩固和加深对《单片机原理及应用》基本知识的理解，熟悉单片机系统的开发环境，开发流程；对单片机最小系统的认识上升到理性阶段；熟练应用C51程序设计的汇编语言；利用开发工具软件完成系统软件的模块化设计；实现系统的软件硬件联合调试与运行测试；掌握完整的电子与计算机技术应用系统开发流程及开发方法；培养学生解决工程技术分析与控制技术问题的基本能力。2.技能与能力培养学生具备电子电路图的识图能力，并能熟练运用到硬件电路的设计与仿真电路的绘制；熟练单片机开发软件的应用，规范绘制电路硬件原理图和程序框图，掌握实验原理、实验步骤；学会程序框图的设计绘制、程序代码的设计与调试能力；掌握系统软件硬件联合调试的技巧和基本方法；按实验指导书要求，能独立完成实验报告，实现实验题目要求功能。3.情感与态度培养学生勤于实践，不盲从书本和前人的创新精神；养成踏实勤奋的学习态度，实事求是的科学精神；透过现象发现问题解决问题的锲而不舍的钻研精神和敏锐的科学素养。第三部分内容标准一、课程结构序号章节/单元/项目/任务名称实验/实践类型组织形式教学场地仪器设备学时分配备注1单片机开发环境的使用验证型校内实验室开发板2学时无2中断与定时器实验验证型校内实验室开发板2学时无3LED显示实验验证型校内实验室开发板2学时无4键盘扫描实验验证型校内实验室开发板2学时无二、具体内容和标准序号章节/单元/项目/任务名称主要内容内容标准教学建议与说明1单片机开发环境的使用Keil和Proteus软件的应用，软件延时函数的编写，数组查表的应用，单片机输出口的应用熟练掌握单片机开发软件的基本应用，掌握带形参的子程序的编写及应用对单片机输出接口的应用增加感性认识，从而熟练应用为降低学习难度，从实验开始有意识地引导用C51编制程序使学生直观认识输出接口的输出能力2中断与定时器实验单片机外部中断、内部定时器工作于中断方式的应用熟练单片机几个中断源的初始化设置，定时器的几种工作方式，及常用工作方式的应用利用Keil观察窗口，使学生进一步掌握定时器的工作原理，中断程序的运行情况3LED显示实验配合定时器的应用，动态扫描显示的硬件电路和程序编制与调试掌握动态扫描显示的驱动电路和程序编制利用开发软件，分步运行程序，使学生认识动态扫描显示的工作原理及程序运行效果4键盘扫描实验配合数码管，单片机输入接口与输出接口的联合应用掌握键盘输入电路及单片机输入接口的典型应用掌握输入接口的应用及程序编制和软件仿真第四部分课程实施建议一、教学建议（一）课程组织形式实验课程分班进行，整个实验内容分为两部分：第一部分，计算机软件编写程序、绘制硬件电路和仿真调试（每人一台计算机独立操作）；第二部分：以实验电路板为依托验证设计结果（两人一组）。实验课一般分课前预习、试验和分析讨论、书写实验报告三个阶段。（二）教学模式、策略和方法单片机原理及应用实验课程的目的在于培养学生根据实验要求创建工程、编写程序和熟悉硬件电路的实践操作能力。在整个实验过程中，必须集中精力，开动脑筋认真做好实验。现按实验过程提出下列基本要求。1.实验前的准备实验前应复习教科书中有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目要求、方法与步骤，进行实验前应提前完成硬件电路以及仿真程序的初步编写。2.实验进行实验的进行过程中，每位同学独立完成硬件电路图的绘制、软件程序的编写仿真及改错，最后完成软件仿真演示，下载程序到实验电路板并由指导教师审阅。3.实验报告实验报告是实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。（三）教学媒体手段实验室实验电路板、计算机，演示、讲授，学生分组实验。（四）学生学习准备撰写实验预习报告。二、实验（实践）条件建议按专业培养方案本课程在第五学期进行，实验室需要配备电脑（1台/人）、实验电路板、网络和WIFI，保证学生的开发环境和训练条件。三、评价建议（一）考核方式1.每次实验，学生都必需认真地独立完成实验报告。2.实验报告应含：实验原理、所用仪器、操作方法和步骤、实验结果及讨论等内容，学生需认真分析实验结果，对其进行讨论，杜绝相互抄袭的现象（二）评价办法1.本课程采用平时考核，结合每次实验的实验报告评分，综合评定期末成绩（期末不另设独立的实验考试），平时实验占50％，实验报告占50％。2.实验成绩分：优、良、中、及格、不及格五级。四、教材选择与编写建议教材：杨英.单片机原理及应用课程实验指导书.河北科技师范学院自编教材.参考书：[1]彭伟.单片机C语言程序设计实训100例——基于8051+Proteus仿真.北京:电子工业出版社,2011.[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略.北京:电子工业出版社,2009.[3]刘建清.轻松玩转51单片机C语言.北京:北京航空航天大学出版社,2010.[4]单片机教程网/.[5]胡汉才.单片微机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社,2010(推荐教材).[6]李广弟.单片机原理.北京:北京航空航天大学出版社,2007.五、课程资源利用与开发建议（一）校外实践教学基地开发与建设开发北京等地的嵌入式软硬件开发培训基地，或引进校外培训机构来我院培训授课，提高学生利用系列单片机乃至嵌入式技术的能力，提高就业竞争力和就业层次。（二）校内实验室与实训基地的利用实验课程利用校级、校内“电子工艺及单片机应用技术”实践教学基地，（三）音像资料与信息技术指导教师可以制作整个项目完成过程的音像资料，供学