《单片机原理与应用》课程标准

《单片机原理与应用》课程标准课程代码：0231006课程类别：技术平台课课程属性：必修课学分/学时：6学分/96学时制订人：审订人：适用专业：物联网应用技术电子工程系

一、制订课程标准的依据本课程标准以《中华人民共和国高等教育法》和《中华人民共和国职业教育法》专科教育应当使学生掌握本专业必备的基础理论、专门知识，具有从事本专业实际工作的基本技能和初步能力、教高〔2000〕2号《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》精神为指导，依据物联网应用技术专业人才培养方案对课程的教学要求而制订。二、课程的性质《单片机原理与应用》课程是物联网应用技术专业人才培养方案中专业技术平台课下的职业基础能力模块课程之一，是该专业的一门必修课。三、本课程与其它课程的关系序号前期课程名称为本课程支撑的主要知识、能力和素质1模拟电子技术常用电子元器件的认知、基础模拟电子线路的分析与设计2嵌入式C程序设计C语言关键字、指令、语句的运用；简单C程序设计与分析序号后续课程名称为后续课程支撑的主要知识、能力和素质1电子产品制作综合实训单片机应用系统设计的方法、步骤、调试的一般方法,具有初步的软、硬件设计能力2专业综合设计单片机应用系统知识应用于工程实际的方法,综合系统调试及相关技术信息检索的能力。四、课程的教学目标知识目标1.能描述单片机的内部结构，单片机系统的组成、特点、功能和使用；2.能分析单片机的I/O口、定时/计数器、中断系统、串口通信及接口扩展常规外围电路；3.能解释C语言程序设计及单片机应用系统设计的一般内容。能力目标1.能运用KEIL交叉开发平台及Proteus软件及常用接口器件；2.能完成简单的单片机应用系统的软硬件设计；3.能掌握常规单片机应用系统调试与设计的方法。素质目标1.培养良好的分析问题和解决问题的能力2.培养科学的创新精神，并在表达能力、协作能力和自学能力方面均有所提高3.培养职业岗位必须的质量意识、安全意识和环保意识，提升综合素质五、课程的教学内容与建议学时(96学时)序号章节(项目)名称学时教学形式备注1信号灯控制系统设计16教学做合一2中断应用系统设计8教学做合一3定时/计数器应用系统设计8教学做合一4串行通信系统设计10教学做合一5数码管显示系统设计8教学做合一6字幕显示及键盘接口系统设计10教学做合一7数字电压表设计6教学做合一8信号发生器设计6教学做合一9实时时钟系统的设计4教学做合一10单片机综合应用实例20教学做合一六、课程教学设计指导框架章节(项目)名称教学目标学习与训练内容学时建议教学方法手段与资源利用建议教学环境说明考核评价信号灯控制系统设计1.了解单片机的基本概念及结构特点及其发展应用领域；2.掌握单片机内部结构和引脚的功能，以及存储器结构；3.理解单片机应用系统开发的基本方法和设计流程；掌握单片机的开发工具的基本操作方法；4.掌握C51编写典型程序的方法。制作一个信号灯控制的单片机应用系统。学习单片机内部结构和引脚功能、开发平台、主要功能特点、内部结构分析、存储组织、开发和软件仿真环境KEIL51的使用；uVision2的软件仿真功能的使用、C语言基础、C51程序的编写。16教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)中断应用系统设计1.理解中断的基本概念；2.理解中断系统的结构和特点；3.掌握中断系统的处理过程和使用方法；4.掌握中断控制的程序设计方法。学习中断系统的相关知识，完成交通灯控制、数据采集、中断嵌套实践后制作一个利用单片机中断系统起主要控制作用的应用系统，如报警电路、彩灯控制电路。8教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)定时/计数器应用系统设计1.理解定时/计数器的工作原理；2.掌握定时/计数器的工作方式及定时/计数初值的计算；3.掌握定时/计数器程序设计方法；4.了解定时/计数器的应用领域。学习定时/计数器系统的相关知识，完成定时器应用、计数器实验后制作一个利用单片机定时/技术系统起主要控制作用的应用系统，如电子秒表、频率计。8教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)串行通信系统设计了解串行通信的概念、技术指标；能按要求正确设置特殊功能寄存器SCON和PCON；熟悉各种工作方式程序的编制方法；了解RS-232C的基本性能；理解双机通信和多机通信的基本过程。学习串行通信的基本概念；串行通信总线标准；串行的工作方式；串行口的波特率；单片机之间的通信方式。完成串行转并行实验、单片机自收自发实验、双机通信实验、多机通信实验10教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、设计报告等方面综合考评)数码管显示系统设计1.熟悉LED七段数码显示器的结构及工作原理；2.掌握单片机对LED静态显示和动态显示两种控制方法；3.掌握单片机的计数显示控制原理。制作一个LED显示的简易时钟；学习数码管基础知识、其接口电路工作原理及其应用、在单片机应用系统中的程序设计。8教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评))字幕显示及键盘接口系统设计1.熟悉LED点阵式显示器的结构及工作原理；2.掌握字符型LCD显示接口电路工作原理及其应用；3.了解点阵型LCD显示接口电路工作原理及其应用。4.掌握单片机的键盘接口电路工作原理及其应用5.掌握单片机键盘接口的程序设计方法制作一个用点阵式LED或LCD显示字符的单片机系统。学习矩阵式LED与LCD的工作原理和字符显示的方法、编写驱动显示模块的应用程序。制作一个识别矩阵键盘的单片机控制系统；学习独立式、矩阵式键盘基础知识、按键识别方法、在单片机应用系统中的接口方法与程序设计。10教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)数字电压表设计1.熟悉A/D转换的基本知识；2.掌握A/D转换器与单片机之间的连接方法；3.理解单片机控制A/D的实现原理；4.能正确利用单片机编程控制A/D转换器；5.会应用单片机测量模拟量，并进行显示。制作一个基于单片机控制的数字电压表系统学习A/D转换器的基本工作原理及特性、技术指标、常用A/D芯片与单片机的接口方法以及在单片机应用系统实现A/D转换的程序设计方法。6教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)信号发生器设计熟悉D/A转换的基本知识；2.掌握D/A转换器与8051之间的连接方法；3.理解单片机控制D/A的实例。4.能正确应用单片机控制D/A输出需要的信号；5.会利用单片机输出模拟量，以控制外围模拟设备。制作一个基于单片机控制的调压或波形输出系统。学习D/A转换器的基本工作原理及特性、技术指标、常用D/A芯片与单片机的接口方法以及在单片机应用系统实现D/A转换的程序设计方法。6教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)实时时钟系统的设计1.熟悉常用实时时钟芯片的工作原理；2.掌握DS1302与单片机之间的接口方式；3.理解实时时钟芯片在单片机应用系统中的程序设计方法；设计并制作一个基于单片机控制，由实时时钟芯片计时，数码管显示的应用系统。学习实时时钟芯片的工作原理及其在单片机应用系统中的软硬件设计方法。4教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)单片机综合应用实例1.具备系统功能分析能力、了解单片机应用设计的过程，从收集资料、方案设计和比较的全过程。2.掌握单片机管脚、中断、定时、串口等系统资源的应用，常用外围扩展电路的接口设计方法。3.掌握单片机系统资源的应用，常用外围扩展资源的程序设计方法。4.掌握单片机仿真平台使用及单片机系统软硬件联调的方法。5.掌握编程器等单片机系统开发工具的使用。掌握常规的电子工艺技术，初步具备将理论设计导入实际产品的能力。6.掌握课程设计报告编写的文字组织和绘图的基本能力。系统方案设计硬件设计软件设计系统综合调试及仿真实物制作设计说明书撰写20教学方法：讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作媒介资源：教材；课件；仿真；开发板；网络资源多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板形成性考核(主要从方案设计、硬件设计、软件设计、产品联调、出勤与课堂表现、实训报告等方面综合考评)七、教学基本条件1.对教师的基本要求(1)团队规模：基于每届2个教学班的规模，专兼职教师4人左右，其中，专职教师2人，兼职教师2人，职称和年龄结构合理，互补性强。(2)教师专业背景与能力要求：主讲教师应为电子信息大类专业本科以上学历，应善于应用单片机开发平台、编程器、仿真器及各类单片机实践器材，具有较强的语言表达能力及职业教学方法的能力，掌握一定的教学方法与教学艺术。(3)课程负责人：熟悉电子信息工程技术专业相关技术和高职教育规律、实践经验丰富、教学效果好、在行业有一定影响、具有中级及以上职称的“双师”教师。2.教学硬件环境基本要求为保证教学效果，理论与实训应一体化教学，课程教学要求在微控制实训室进行，学生分组（2人）使用单片机仿真平台及开发套件。序号名称基本配置要求场地大小/m2功能说明1微控制实验(实训)室电脑机及仿真平台50套、投影设备1套单片机开发套件25套及相关耗材120以上承担理实一体化教学任务3.教学资源基本要求(1)《单片机原理与应用》院级精品课程网络资源。(2)参考书目《单片机原理及应用》，杨志帮主编，北京航空航天大学出版社，2013年第1版《单片机C程序设计》，王静霞主编，深圳职业技术学院出版社，2013年第1版4.学生基础要求学生具有一定的C语言、计算机操作、电子电路设计基础，并能识别一般的电子元器件。八、其他说明1.教法说明(1)采用项目导向、任务驱动的方法：对每个知识模块均以一个实际产品设计任务贯穿始终，以产品的最终实现为目标带动教学，以该产品的实现过程为脉络分层次教学。教学章节的每种产品的设计任务在授课之初即提交给学生，在课程学习和项目训练过程中，产品开发的核心任务将逐步得以解决，学生可将所学知识加以综合应用，设计、制作、调试出具有实用价值的产品。(2)采用边学边做、层层递进的方法：讲解与演示相结合、“我教”与“你做”相结合，在讲解了某一模块的基础知识与基本方法后，让同学举一反三，自己完成更进一步的过程，教师再予以总结提炼。如此不断反复循环、层层递进，充分调动学生的自主学习的积极性。2.考核说明本课程考核采用综合评价成绩＝平时过程考核成绩40%+期末开卷考核成绩60%，在期末考核中各考核模块的分数比例如下：序号章节(项目)名称考核分值比例主要考核项目1信号灯控制系统设计12%~18%1.出勤与课堂表现2.方案设计3.软硬件设计与调试4.实训报告2中断应用系统设计12%~18%3定时/计数器应用系统设计12%~18%4串行通信系统设计12%~18%5数码管显示系统设计7%~13%6字幕显示及键盘接口系统设计7%