《单片机与嵌入式系统应用》课程标准

《单片机与嵌入式系统应用》课程标准课程代码： 建议课时数：68 学分：4适用专业：物联网应用技术先修课程：C语言程序设计后续课程：嵌入式系统开发、移动应用开发等制定人：刘新前言1.课程性质《单片机与嵌入式系统应用》是江苏联合职业技术学院物联网应用技术专业的一门专业平台课程，在专业人才培养体系中占有重要的地位。通过本课程的学习，使学生掌握单片机开发的基础知识、数码显示原理及应用实现、keil软件使用及流水灯设计、键盘检测原理及应用实现、A/D和D/A工作原理、串行口通信原理及操作流程等，同时通过本课程的学习，提高学生的操作技能，培养学生踏实认真、精益求精、团结合作、培养良好的职业道德。2.设计思路本课程标准注重培养分析问题、解决问题的能力，强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合物联网应用技术专业的发展需要，为将来从事物联网相关职业奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，并以典型设备为载体，通过具体案例，按单片机项目实施的顺序逐步展开，让学生在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。建议开设68课时，理论课时为34，实训课时为34，理论与实践并行。课程目标本课程先修要求：学生已学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《C语言设计》等专业基础理论课程，有一定的电路识图、分析能力后进行本专业能力实训。通过实训学生应达到：（一）应使学生熟悉单片机的原理与结构，通过试验实训的训练和一些简易单片机项目制作，掌握单片机指令系统，掌握单片机原理、接口技术，掌握单片机应用系统开发、设计的基本技能。（二）了解单片机技术在应用电子、自动控制以及物联网工程中的应用，具备一定的分析问题、解决问题的能力和动手实践能力。（三）掌握基本实践技能，能从整个系统的角度去考虑解决问题，提高职业基本素质，为以后进一步发展打下基础1.知识目标：正确理解本课程中所讲述的与单片机相关的基本概念；初步掌握数码管显示原理及应用实现；了解并掌握Keil软件的使用及流水灯设计；初步了解键盘检测原理及应用实现过程掌握独立键盘检测、矩阵键盘检测过程；掌握A/D和D/A工作原理；初步掌握串行口通信原理及操作流程；了解通用性1602、12232、12864液晶操作方法；掌握定时器的应用。2.能力目标：会熟练使用keil软件；能够熟练掌握h文件的烧入；能够熟练掌握静态数码管了解动态数码管；了解串行口通信原理及操作流程；知道波特率与定时器处置的关系；熟悉通用型1602、12232、12864液晶操作方法；3.素质目标：具有勤奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风；具有良好的心理素质和职业道德素质；具有高度责任心和良好的团队合作精神；具有一定的科学思维方式和判断分析问题的能力；具有较强的逻辑思维和分析、规划能力。课程内容和要求序号课程模块（或单元）课程内容及要求活动与建议参考课时1项目一任务一点亮一个LED灯1.了解单片机基本知识。2.了解基本电子知识，Keil软件简单使用。理论+实践42任务二闪烁灯1.掌握LED基本知识，单片机基本结构，会画电路图。2.掌握简单延时程序、子程序调用、带参数子程序设计、会使用基本循环语句。3.掌握使用KEIL软件实现基本调试步骤。理论+实践43任务三广告灯的左移右移1.了解如何驱动蜂鸣器及如何驱动继电器，掌握集电极开路的概念及应用。2.掌握单片机最小应用系统。3.掌握移位程序、带参数子程序设计。理论+实践44任务四数码管显示1.了解共阳、共阴数码管显示基本知识，了解上拉电阻概念。2.掌握单片机的晶振、复位电路，掌握74HC573锁存器芯片基本知识。理论+实践45任务五数码管响应中断1.掌握中断的概念及中断函数写法、中断服务程序应用。2.了解定时器工作方式、定时器中断应用。理论+实践46项目二任务六60秒定时器1.掌握定时器/计数器的工作方式和控制寄存器。2.掌握定时器方式1、方式2的设置。理论+实践47任务七利用定时器产生乐曲1.掌握定时器/计数器产生不同频率方法，对声音的频率有所了解。2.掌握定时器/计数器的程序编写方法，熟练掌握子程序的编写与调用。理论+实践48项目三键盘检测任务八单个按键识别1.掌握按键基本知识，了解采用扫描的方式进行按键检测的过程与方式。2.熟练掌握中断技术，熟练掌握子程序调用。理论+实践49任务九4×4矩阵式键盘识别1.掌握键盘检测的电路结构和原理、键盘作用、如何实现键盘检测、消抖、键盘编码等内容。2.掌握带返回值函数写法及应用熟练掌握中断技术，熟练掌握子程序调用。理论+实践410项目四A/D与D/A转换任务十模数转换DAC0832应用1.掌握模数转换原理，掌握DAC0832芯片基本知识。2.掌握模数转换程序编写的基本方法。理论+实践411任务十一数摸转换ADC0804的应用1.掌握数摸转换原理，掌握ADC0804芯片基本知识。2.掌握数摸转换编写程序的基本方法。理论+实践412项目五单片机串行通信任务十二PC机与单片机通信(RS232协议)1.了解RS232协议基本知识，了解多机通信的应用和串行通信中的控制寄存器的使用。2.掌握串行通信的重要指标：字符帧和波特率的设定方法。理论+实践413任务十三I2C总线AT24C02的读写操作1.了解I2C的基本内容，掌握AT24C系列基本知识。2.利用24C08断电以后存储的数据不消失的特点，学会做一个断电保护装置。理论+实践414项目六液晶屏显示任务十四1602液晶显示1.了解1602液晶屏的硬件知识，掌握液晶屏显示的基本知识。2.掌握1602液晶屏显示程序的编写。理论+实践415任务十五12864带字库程序测试1.了解12864液晶屏的硬件知识，掌握字库显示原理。2.掌握12864液晶屏显示程序的编写。理论+实践416项目七单片机课程设计任务十六设计一个时钟1.掌握定时、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信等基本知识。2.掌握电路系统设计的流程和方法。实践417任务十七电子琴的设计1.掌握定时、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信等基本知识。2.掌握电路系统设计的流程和方法。实践4实施建议1.教学建议在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领，提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。本课程教学采用理论实践一体化的教学方法，在完成相关实验或训练项目的过程中学习有关的技术知识，重点在于实践的强化学习。在教学过程中，立足于加强学生实际操作能力的培养，通过项目训练提高学生学习兴趣，激发学生的成就感，每个项目的实施可采用小组合作学习的方法，强化学生的团队协作精神。在教学过程中，要尽量应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解相关操作的工作过程。在教学过程中要多多联系以前所学知识，如C语言编程、protell99制图等。要认真培养学生的整体设计思想，让学生能独立设计电路系统。在教学过程中，要重视本专业领域的发展趋势，贴近生产现场，积极引导学生设计实用新型的电路系统。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。建议使用与本课标配套的我校编写的教材和实验板。实验板提供成品和可供学生组装的散件。2.教学评价改革传统的学生评价方法，采用阶段（过程性）评价，目标评价，项目评价，随堂考试方式进行。理论与实践一体化评价模式。实施评价主体的多元化，采用教师评价、学生自我评价、学生互评相结合的评价方法。应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。评价比例：平时表现30%（考勤、作业、学习态度等）+阶段考核30%（期中考试、自选项目）+期终考核40%（理论考试）。3.教学基本条件本课是一门理论与实践相结合的课程，实践等内容所占比例较大，教学设备的配置按照班级人数配备电脑，与本课程标准配套的实验板，散件建议两人一套。4.教材选用与编写教学中，应认真研究教学内容，认真选材，切实做到教学内容必需、够用、实用。鉴于单片机技术的发展，考虑到程序的可移植性和今后的发展方向以嵌入式方向为主，故建议编程语言以C语言为主，如果学时不够的话，建议省略汇编语言编程方式。自编教材建议按照本课程标准编写教材，以强化技能训练，培养学生实际解决问题能力为主。教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想，力求“做中学、学中做”。教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和实践操作规程，结合工厂企业实践组织教材内容。要通过对项目的技能操作，引入必须的理论知识，通过实践实操，体现理论在实践过程中的应用。教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，以加深学生对单片机的认识。教材表达必须条理清晰，内容精炼、准确、科学，便于学生自学。教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新技能、新设备及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。教材中的活动设计要针对职业学校学生的特点，内容要具体，并具有可操作性。我们已经自编了开放型校本教材，名称《单片机应用技术》，按照本课程的项目教学法编写，可以提供全部的电子课件、软件、程序和可供参考的单片机技术方面的电子图书。本开放型教材可提供电子版，学校可根据自己的课时和学生情况进行适当组合调整。5.课程资源的开发与利用注重实验实训指导书和实验实训教材的开发和应用。注重挂图、幻灯片、投影片、录像带、视听光盘、教学仪器、多媒体仿真软件等常用课程资源和现代化教学资源的开发和利用，这些资源有利于创设形象生动的工作情景，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。积极开发