电气自动化技术专业《单片机应用技术》课程标准

《单片机应用技术》课程标准二级学院：智能制造与信息工程学院执笔人：黄俊梅审核人：孟卓制定日期：2022年7月陕西能源职业技术学院一、课程信息表1课程信息表课程名称单片机应用技术开课院部智能制造与信息工程学院课程代码0420503考核性质考试前导课程电工电子技术后续课程工业网络与组态技术、智能化工生产技术、智能装备技术总学时84课程类型理论课是□实践课是□理论+实践是□理实一体化是R适用专业电气自动化技术二、课程性质与功能定位1.课程性质本课程是电气自动化技术专业重要的一门专业核心课,是在学习了电工电子技术课程，具备了电工电子元器件识别、电子电路分析与测试、控制系统设计等专业基础知识和基本技术技能的基础上，开设的一门理实一体化课程，其功能是对接专业人才培养目标，面向电气技术员、电气设备安装工、电气检修工等工作岗位，培养系统设计、程序编制、硬件接线、电子设备调试和排障等能力，为后续工业网络与组态技术、变频技术、工业机器人技术等课程的学习奠定基础的专业核心课程。2.课程功能定位表2课程功能定位对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力电气技术人员能根据控制要求提出正确的微控制系统设计方案；能进行微控制硬件系统设计，会进行元件选型、硬件装配与调试；熟练使用软件进行单片机程序编写和调试；能进行微机控制系统的整机调试。三、课程目标与内容1.课程总目标本课程的总目标是培养学生掌握微控制器的基本知识和基本技能，能对简单的微控制系统进行程序设计、调试与系统开发。通过对微控制器系统一般工作任务、工作过程进行分析，使学生熟悉MCS-51系列单片机的工作原理、内部结构，能进行常见外围接口设计、系统开发与仿真、制版装调等工作，学会微控制器系统开发与实施的一般过程，并进一步培养学生的实际动手能力和分析与解决工程实际问题的能力，提高学生的综合职业能力。2.课程具体目标表3课程教学目标与内容序号毕业要求指标点知识目标技能目标素质目标教学内容1能对常见电子元件、芯片进行识别、测试了解单片机的概念与种类；了解各种单片机最新发展水平和方向熟悉单片机功能及应用特点；具有基础调研与分析总结能力能领略本专业领域科技发展的过程，激发起对专业探究的好奇心和求知欲单片机概述2会使用单片机系统开发软件了解微控制器系统开发的一般流程；熟练使用KEIL仿真软件的主要功能会使用仿真器及编程器；会使用KEIL编译软件进行程序调试通过理论实践一体化的学习过程，具有一定理论实践综合能力单片机应用系统及其开发环境3能按照图纸进行元件布设与插件熟悉常用单片机的基本结构、工作过程及其工作原理；掌握单片机最小系统的搭建及控制应用会进行单片机最小系统的硬件搭建及控制应用；会使用有关工具进行最小系统线路的测量调试通过实践活动，培养质疑意识，具有分析、解决问题的能力单片机内部结构4了解单片机程序存储器的地址分配；了解单片机数据存储器的地址分配懂得程序存储器的地址分配及应用方式；懂得数据存储器的地址分配及应用方式养成认真细致、实事求是、积极探索的科学态度和工作作风，形成理论联系实际、自主学习和探索创新的习惯单片机存储器5掌握单片机控制系统及常见接口技术熟悉单片机的I/O口结构及一般使用；熟悉P0、P1口、P2口、P3口的应用区别会利用单片机I/O口控制外部设备；能利用单片机I/O口进行LED灯的亮灭控制标准化工作意识，程序设计能力单片机并行I/O口6掌握C51基础知识和C51运算符的使用方法；了解C51数据类型掌握C51运算符使用方法；会进行简单的逻辑关系编程具有团队协作精神和计划组织能力C51程序设计基础7了解多种C51程序结构；熟悉常用的程序设计方法熟悉多种程序设计结构及方法，会进行程序的设计；能运用所学指令设计LED流水灯、蜂鸣器控制程序学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工程序设计结构及方法8能进行微控制器应用系统的硬件搭建与软件编程了解定时/计数器工作原理；会使用定时/计数器相关控制寄存器进行程序设计会使用定时/计数器相关控制寄存器进行简单时间/计数控制；能运用定时/计数器指令实现交通信号灯的控制乐于通过亲历实践实现，检验、判断各种技术问题定时/计数器9了解中断处理指令的功能及应用；熟记五个中断源的入口地址；会使用中断系统相关寄存器；掌握中断系统的处理过程及程序设计会使用五个中断源的相关控制寄存器进行中断程序的设计；能根据实际控制要求进行简单的中断系统设计合作意识强，并主动发表见解，善于与人交流，具有团队精神中断系统的处理过程10了解单片机常见输入输出设备；熟悉控制系统设计的基本原则及步骤；会进行单片机与常见LED、数码管、按键等外设的硬件接线及程序设计能够进行控制要求的分析，具备系统设计、调试等工作能力；会进行单片机与LED、数码管、按键等外设的硬件接线及程序设计能对学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习能力单片机与LED接口设计11实训——单片型微机控制实训掌握手工焊接工具的使用；掌握电子元器件的选型原则与方法；能进行微控制器应用系统的硬件搭建与软件编程认知单片机最小系统电路板LED电路、数码管电路、蜂鸣器电路、电机驱动电路的工作原理；能进行单片机最小系统电路板的硬件线路安装及调试能熟练操作常用工具仪表；掌握常见电子元器件的使用及控制方法；能进行单片机最小系统电路板的安装、调试及故障分析学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工实训——单片型微机控制实训单片机最小系统控制电路板硬件安装与校验12能够进行LED电路、数码管电路、蜂鸣器电路、电机驱动电路的程序设计及问题调试；会进行单片机最小系统电路板的通信及整体调试会利用KEIL软件进行单片机程序的设计；能针对LED电路、数码管电路、蜂鸣器电路、电机驱动电路设计相应程序并调试；能进行最小系统电路板的通信及总调尝试改进，尝试运用技术和研究方法解决一些工程实践问题单片机最小系统电路板软件程序设计与调试表4课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）教学内容重点、难点课程思政元素学时1项目一单片机及其开发环境任务1单片机概述1.1什么是单片机1.2单片机分类1.3单片机特点及应用重点：单片机的概念、特点难点：单片机的实践应用1.通过对单片机发展的概述，介绍当前我国芯片发展的重大成就,激发学生爱国自豪感和自信心激发学生的爱国情怀2.通过使用proteus仿真软件、keilc51仿真软件，让学生养成使用正版软件的习惯；用案例讲解使用盗版软件的危害4任务2单片机应用系统及其开发环境1.4单片机应用系统开发流程1.5单片机KEIL开发软件重点：单片机应用系统开发流程难点：KEIL开发软件的操作62项目二单片机硬件系统任务1单片机内部结构2.1单片机内部结构2.2单片机的引脚功能2.3单片机最小系统重点：单片机内部结构难点：单片机最小系统1.设计仿真电路对每个电阻、电容等参数都有非常严格的要求，引导学生要精益求精，学习大国工匠精神，专注做好每件事情6任务2单片机存储器2.4单片机程序存储器2.5单片机数据存储器重点：单片机存储器的分类难点：程序存储器的特殊入口地址12任务3单片机并行I/O口2.6并行I/O口2.7并行I/O口应用重点：4个并行I/O口的结构及特点难点：并行I/O口应用123项目三C51程序设计基础任务1C51程序设计基础3.1C51概述3.2C51数据类型3.3C51运算符重点：C51数据类型、运算符难点：C51运算符树立正确的人生观、践行社会主义核心价值观，慎重对待走好人生道路关键的每一步2.鼓励大学生树立远大理想，敢于担当，热爱本专业、学好单片机技术，不断进行技术创新12任务2程序设计结构及方法3.4C51程序结构3.5C51程序设计方法3.6C51程序设计举例重点：C51常用程序设计方法难点：循环程序结构84项目四定时器/计数器任务1定时/计数器4.1定时/计数器工作原理4.2定时/计数器工作方式4.3定时/计数器程序设计重点：定时/计数器控制寄存器、程序设计步骤难点：定时/计数器程序设计1.通过定时器工作原理及应用的讲解，引导学生做一个守时守信的人105项目五中断系统任务1中断系统的处理过程5.1中断系统的概念5.2五个中断源5.3单片机中断系统相关寄存器5.4中断系统的处理过程重点：中断源的中断入口地址、中断寄存器难点：中断程序设计1.通过讲解中断源的优先级，提出生活中矛盾无处不在，要抓住主要矛盾86项目六人机交互接口设计任务1单片机与LED接口设计6.1单片机与LED接口设计6.2LED静态/动态显示6.3单片机与独立按键接口设计重点：LED静态/动态显示、独立按键接口设计难点：按键去抖动1.静态和动态显示方式显示国庆节日期、生日等信息，激发学生兴趣2.用按键十数码管设计交通灯，让学生要遵守交通规则6四、课程考核评定学生的成绩：平时考核占总成绩的50%（其中：实践操作占20%，项目任务完成占30%）。期末考核占总成绩的50%（其中：总结性考试占25%，综合测试占25%）。期末综合测试可以采用写综合学习报告、限时现场操作、项目设计与制作、卷面等多种形式。同时可以对设计竞赛，专业认证证书的取得情况实行免试机制。学生可以自由选择其中任一种考核形式。具体评价方法建议：1.改革传统的学生评价方法，采用阶段评价（过程），目标评价（期末），项目评价（任务），随堂考试方式进行。理论与实践一体化评价模式。2.根据项目任务阶段，采用教师评价、学生自我评价、互评、社会评价相结合的多元化评价方法。3.具体的评价手段可以采用观查、现场操作、系统设计报告、闭卷或开卷测试等。4.评价重点应为学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力及创新能力，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。五、实施要求1.授课教师基本要求《单片机应用技术》这门课，要求一支专兼教师比例，学缘结构，年龄结构，职称及职业资格结构合理的教学团队。（1）课程负责人：要求“双师”素质，具备硕士研究生或以上学历或学位，讲师或以上职称，三年以上讲台教学经历，一年以上微控制器系统开发与设计经历。（2）任课教师：具备相关专业本科或以上学历，助教或以上职称，熟悉微控制器系统的开发与设计。（3）兼职教师：要求“双师”素质，具备本科或以上学历或学位，助理工程师或以上职称，有讲台教学或培训经历，五年以上微控制器系统开发与设计经历。通过各种渠道，提升教师职教理论水平和专业技术水平，培养教师综合职教能力；结合“工读交替”，鼓励教师企业实践与挂职锻炼；鼓励教师参加国内进修培训；走出去、请进来相结合；鼓励青年教师参加各种教学竞赛；密切校企合作，优化师资结构。2.实践教学条件要求（1）校内实训室表5单片机应用技术实训室实训室（中心）名称可编程控制器实训室面积80m2序号核心设备数量备注1高级单片机开发综合实验装置12台2电脑12台3数字存储示波器12个4实验箱25个（2）校外实习基地表6单片机应用技术课程校外实习基地序号校外实训基地名称合作企业名称校外实训基地功能接纳学生人数备注1陕西能源职业技术学院天津安捷物联科技股份有限公司校外实习基地天津安捷物联科技股份有限公司认识实习、毕业实习、顶岗实习40紧密合作型2陕西能源职业技术学院华羿微电子股份有限公司校外实习基地华羿微电子股份有限公司认识实习、毕业实习、顶岗实习100一般合作型3陕西能源职业技术学院西安西拓电气股份有限公司校外实习基地西安西拓电气股份有限公司认识实习、毕业实习、顶岗实习20一般合作型4陕西能源职业技术学院陈家山煤矿校外实习基地铜川矿务局陈家山煤矿认识实习、毕业实习、顶岗实习100紧密合作型5陕西能源职业技术学院陕西润中清洁能源有限公司校外实习基地陕西润中清洁能源有限公司认识实习、毕业实习、顶岗实习80紧密合作型3.教学方法与策略本课程应采用理论实践一体化教学模式。在教学过程中应将基础理论与实践操作紧密结合，做到理论为实践服务，充分调动学生学习兴趣。实验/实训过程中应给予学生足够的时间，让学生能在教师带领下逐步由会使用，转变为会分析，会自己解决问题。本课程应采用多种教学方法。（1）任务驱动法：为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，围绕任务展开学习，以任务的完成结果检验和总结学习过程等，改变学生的学习状态，使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决、高智慧的学习体系。（2）讲练结合法：使学生在教师的指导下巩固知识、运用知识、形成技能技巧的方法。（3）分组实验法：在教师的指导下，学生以小组为单位，通过实验操作进行研究和学习方法。（4）讨论法：在教师的指导下，学生以全班或小组为单位，围绕教材的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识的一种教学方法。（5）直观演示法：教师在课堂上通过展示各种实物、直观教具或进行示范性实验，让学生通过观察获得感性认识的教学方法。（6）多媒体演示法：通过图片，声音，动画，视频等多媒体方式进行演示、讲解，使学生获得知识的