《单片机原理与接口技术课程设计》课程教学大纲

单片机原理与接口技术课程设计（CourseDesignofMicro-controllerPrincipleandInterfaceTechnology）课程基本信息课程编号：04021549课程总学时：3周实验学时：3周课程性质：必修课程属性:专业类开设学期：第6学期适用专业：电子信息工程对先修的要求：电路、模拟电子技术、数字电子技术、C语言设计基础对后续的支撑：毕业实习、毕业设计一、课程简介/课程目标单片机原理与接口技术是电子信息工程专业学生的专业课、核心课程。在学完电子类基础课程和单片机原理课程之后，为加强对学生单片机应用能力的培养而开设的。本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用，初步具备应用单片机进行系统设计和产品开发的能力。为走出校门从事单片机应用的相关工作打下基础。课程目标1：巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解，使学生增进对单片机系统的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，为顺利完成毕业设计打下基础。课程目标2：使学生掌握对单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口和申行口通讯等，进一步深化和巩固所学基础理论、专业知识及实验技能，培养学生综合运用所学专业知识分析问题和解决问题的能力，。课程目标3：培养学生根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力，了解与课题有关的硬件元器件的工程规范，能按课程设计任务书的要求编写课程设计说明书，学会方案论证的比较方法，初步掌握工程设计的基本方法，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。使学生了解和掌握单片机应用系统的软、硬件设计过程、方法及实现，提高学生的技术应用能力，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。课程目标4：这一环节对掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法，掌握单片机技术在生产实践中的应用，提高学生的工程实践能力、动手能力、创新能力，使学生树立正确的人生观，养成严谨、踏实的工作作风。二、课程目标和毕业要求的对应关系表1课程目标与毕业要求的关系课程目标毕业要求指标点毕业要求1指标点2.3：能综合运用电子信息工程领域基本原理和方法，系统考虑多种影响因素，分析电路、信息处理、嵌入式系统等方面的复杂工程问题，选择和优化问题的解决方案。2.问题分析2指标点3.2：掌握现代传感器开发等电子信息领域专业知识，能够针对智慧农业、智慧畜牧、传感测试等特定需求，包括信息采集、存储和处理等，完成系统单元(部件)的方案设计。3.设计/开发解决方案3指标点4.2：能够根据电路系统和信息处理系统等领域信息获取与处理方面的系统特征及其应用需求，选择研究路线，设计实验方案。4.研究4指标点5.3：能够开发或选用合适的电子仪器设备和专业仿真软件对电路系统和信息处理系统等领域的复杂工程问题的预测与模拟，并能够分析其局限性。5.使用现代工具三、教学内容和教学环节与课程目标的对应关系表2课程教学内容与课程目标的对应关系序号教学内容教学重点和难点教学方式实践天数课程目标1布置任务，分析研讨，收集、查阅文献资料重点：根据选定设计题目的设计任务，阅读相关的中英文资料，了解国内外进展及发展趋势。难点：明确单片机原理与接口技术课程设计任务要求、技术指标、熟悉设计任务及规程。集中讲解、学生自主查阅资料、过程中予以指导212确定单片机系统总体方案重点：从题目设计要求出发，确定设计方案。难点：对设计方案进行比较、分析和论证，并确定最终的方案。集中讲解、指导22，3系统硬件电路设计重点：根据总体设计方案进行模块化划分，通过PCB软件画出电路原理图。难点：电路原理图的设计教师指导、学生自主设计32，44系统软件设计重点：使用KeilMDK软件，将设计的软件代码下载到单片机里。难点：调用接口函数，设计各外设子程序。教师指导、学生自主设计325程序调试、总体调试与性能测试重点：使用Keil软件对所设计的单片机系统进行仿真验证，要求能够实现选题的设计要求。难点：系统调试过程和错误排查。教师指导、学生自主设计326按要求撰写课程设计报告重点：按要求撰写课程设计报告书。教师指导、学生自主撰写147课程设计答辩重点：对课程设计的整个过程，包括系统设计方案、系统软、硬件设计及仿真调试和下载验证等环节进行答辩。课程团队14合计15（3周）四、课程考核（一）课程的考核环节课程考核以课程目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度和实践应用能力为重要内容。本课程考核总成绩由过程考核（占总成绩的30%）、成果考核（占总成绩的40%）、答辩考核（占总成绩的30%）三部分综合评定。课程总成绩（百分制）按以上各部分内容核算后（四舍五入取整），最终综合考核成绩换算为五级制，90-100分为优秀，80-89为良好，70-79为中等，60-69为及格，小于60为不及格。课程考核观测点及对课程目标支撑情况详见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节目标

分值观测点课程目标1234过程考核30(1)设计进度与质量。(2)文献查阅及开发软件的使用能力。(3)自主学习能力。√√√√101055成果考核40(1)系统设计方案合理性。(2)软硬件设计质量。(3)功能实现。√√√101515答辩考核30(1)报告书质量。(2)答辩陈述。(3)自主学习能力。√√1020合计：10030252025（二）成绩评定办法及依据表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）89>x≥80（良好）79>x≥70（中等）69>x≥60（及格）x<60（不及格）过程考核30能提前完成各阶段设计任务、工作量大、完成质量优；能熟练的使用开发软件进行单片机系统硬件电路设计，能独立完成仿真调试。能提出优秀的设计方案；归纳总结有深刻，自己独特的观点。能按时完成各开发软件进行单片机系统硬件电路设计开发软件进行单片机系统硬件电路设计开发软件单片机系统硬件各阶段设计任务滞后、工作量少、完成质量差。不能使用开发软件进行单片机系统硬件电路设计，不能进行仿真调试。在指导教师的启发下也不能提出设计方案。成果考核40系统设计方案可行，论证充分；完成的软硬件达到甚至优于规定的性能指标。设计作品现场能演示实现全部设计功能，有发挥。能提出新颖的设计方案；归纳总结有深刻，自己独特的观点，没有抄袭。系统设计方案可行，论证比较充分；完成的软硬件基本达到规定的性能指标。设计作品现场能演示实现全部基本设计功能。能提出较新颖的设计方案；归纳总结与众不同，没有抄袭。系统设计方案可行，论证尚充分；完成的软硬件尚能达到规定的性能指标，无原则性错误。设计作品现场能演示有少部分基本功能没有实现。能提出1种设计方案；归纳总结较少，没有特点，有少许网上雷同内容。系统设计方案可行，论证不充分。完成的软硬件性能一般，存在错误。设计作品不完整，有一部分基本功能没有实现。在指导教师指导下能提出1种设计方案，归纳总结有部分雷同。系统设计方案可行性差、论证不充分；完成的软硬件性能差，错误较多。设计作品不正确，基本功能没有实现。在指导教师的启发下也不能提出设计方案，归纳总结雷同。答辩考核30设计的单片机系统现场能演示完全正确，实现全部设计功能，有发挥。报告条理清楚，文字通顺，表达清楚，格式规范，内容完整，图表标注完整，符合要求。能清楚阐述设计内容，思路清晰，语言流畅，重点突出。设计的单片机系统现场能演示完全正确，实现全部基本设计功能。报告条理较清楚，文字较通顺，表达清楚，书写格式较规范，内容较完整，图表标注有少许瑕疵。能清楚阐述设计内容，思路较清晰，语言较流畅，重点较突出。设计的单片机系统现场能演示完全正确，有少部分基本功能没有实现。报告条理较清楚，文字较通顺，表达基本清楚，书写格式一般，主要内容尚完整，图表标注瑕疵较多。基本上能阐述大部分设计内容，思路尚可，重点不突出。设计的单片机系统不完整，有一部分基本功能没有实现。报告条理性、表达能力尚可，书写格式一般，内容完整性差，图表标注瑕疵多。能阐述部分设计内容，思路尚可，重点不突出。设计的单片机系统不正确，基本功能没有实现。报告条理不清楚，文字不通顺，表达不规范，书写格式不规范，设计内容不完整，图表标注不规范，瑕疵多。不能清楚阐述设计内容，没有思路，语言不流畅，没有重点。五、教学基本要求课程设计过程，学生应遵守课程设计场地的规章制度、安全制度、操作规程。第一次上课任课教师向学生讲清课程设计的性质、任务、要求，和成绩评定方法及依据等。学生可从指导教师指定的题目中选择一题，自拟题目需经过指导教师审核并确认后，方可实施。课程设计题目要求符合工程实际，要有一定难度和足够的工作量。课程设计题目应是一个较复杂数据采集、处理、显示和控制的问题，必须运用深入的工程原理经过分析才能得到解决。课程设计题目一般需要涉及多方面的技术，如原理图设计、嵌入式C、单片机开发平台、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理等。在完成基本设计任务的情况下，对某些设计内容可进一步深入发挥。六、教学方法1、课程设计题目应难易适中，注重培养学生分析解决电子信息工程领域相关的复杂工程问题的能力。2、针对课题任务，组织学生合理分工，做到每个学生都有具体设计任务。3、加强过程指导与监控，督促学生按照进度计划完成各阶段工作，确保设计任务的完成。出现问题，教师要引导学生独立分析、解决，不得包办代替。4、采用过程考核、成果考核、答辩考核等多种形式相结合的考核方法，引导学生按时、保质保量地完成课程设计任务。七、参考教材1.屈微主编.STM32单片机应用基础与项目实践.清华大学出版社.2019.2.徐亮主编STM32单片机开发实例――基于Proteus虚拟仿真与HAL/LL库.电子工业出版社.2021.3.蔡杏山主编.STM32单片机全案例开发实战.电子工业出版社.2022.八、本课程与其它课程的联系本课程的先修课程为电路、模拟电子技术、数字电子技术和C语言程序设计等。为学生进行后续课程的电子产品生产实习、毕业设计以及今后从事与本专业相关的工作奠定实践动手能力以及分析和解决问题能力的基础。附录：课程思政素材序号课程思政素材教学方法1开发软件平台自主研发软硬件，引导学生收集有关我国科技领域“自主创新”的案例（如华为），激发学生自主创新意