《单片机技术应用》课程标准

《单片机技术应用》课程标准《单片机应用技术》课程标准1.课程概述1.1课程性质本课程是机电一体化专业的专业核心课程，旨在让学生掌握以MCS-51系列为主的单片机的基本结构、指令系统、存储系统及输入输出接口电路、中断系统、系统扩展等方面知识，了解单片机的组成和工作原理，并具备一定的汇编语言程序设计能力。同时，本课程也旨在培养学生观察和分析问题、团队协助、沟通表达等能力和综合素质。1.2课程定位本课程是机电一体化专业的专业核心课程，是一门理论与实践紧密结合、实践性很强的学科基础课程。通过将课堂教学、实验教学、单片机综合实验设计和毕业设计、电子竞赛有机地结合一体，提高学生的单片机技术理论与应用实践应用能力。1.2.1本课程在专业人才培养过程中的地位及作用本课程以模块化教学为基点，学习情境按照难易程度依次递进的思路设计。通过该系列项目的学习和反复训练，学生不仅能够掌握51系列单片机的汇编语言编写能力和小型产品设计能力，还能够全面培养其职业规范、职业道德和纪律等综合素质，通过学习的过程掌握工作岗位需要的各项技能和相关专业知识。1.2.2与其他课程的关系(1)与前导课程的联系：学生在学习本课程前，应具备基本模拟电路、数字电路的分析与设计基础，对计算机应用系统应具有一定的了解。通过本课程的学习，要求熟练掌握典型单片机系统的设计方法，能利用C51单片机组成实际系统，具备硬件和软件编程能力。(2)与后续课程的联系：本课程的学习将使学生掌握51系列单片机的汇编语言编写能力和小型产品设计能力，为后续独立分析和设计单片机测控系统打下基础。2.课程目标通过本学习领域的学习，培养学生以下目标：2.1知识目标：(1)熟悉常用的单元电路及其功能。(2)掌握keilC51软件和proteus软件的相关知识，熟知常用命令的功能。(3)掌握设计流程。(4)掌握典型应用程序的编制方法。2.2技能目标：(1)培养学生识读单片机相关的硬件电路图以及汇编语言。(2)能设计单片机简单音调发生器器、交通灯控制系统、存储器扩展等电路。(3)能设计端口扩展等外围电路。(4)能设计满足需求的单片机选型。(5)能进行开发板选型。(6)能利用开发板设计电子产品。(7)能根据需求设计程序流程图。(8)能识读单片机相关的程序代码。9.我能使用KeilC51和Proteus集成开发环境编写、编译、调试源程序，并设计绘制硬件电路图。我还能使用仿真器对单片机系统进行仿真设计。10.我能熟练运用KeilC51和Proteus集成开发环境，编写、编译、调试源程序，并设计绘制硬件电路图。同时，我还能使用仿真器对单片机系统进行仿真设计。11.我能够编写经典算法，并学会优化算法的相关技巧。2.3情感与态度目标：1.我将培养乐于思考、敢于实践、做事认真的工作作风。2.我将培养好学、严谨、谦虚的学习态度。3.我将培养健康向上、不畏难、不怕苦的工作态度。4.我将培养良好的职业道德和职业纪律。5.我将培养遵循严格的安全、质量、标准等规范的意识。6.我将培养自我检查、自我学习、自我促进、自我发展的能力。7.我将培养善于沟通交流和团队协助的能力。8.我将培养敢于创新、敢于发现的能力。9.我将培养项目管理应用的能力。3.课程内容与要求、参考学时、教学方法建议：本课程包含六个学习项目，每个项目包含的主要教学知识点、分配课时以及学生应具备的能力如下：项目名称：信号灯控制系统的设计相关支撑知识：1.认识Keil和Proteus软件2.P1口亮灯的硬件电路原理3.P1口八灯变幻闪烁所需的指令4.利用传送指令、调用指令、返回指令、跳转指令等编写实际的单片机程序5.软件仿真调试及程序固化能力训练：1.理解P1口亮灯工作原理2.掌握P1口八灯变幻闪烁所需的指令3.会用传送指令、调用指令、返回指令、跳转指令及循环指令编程实现亮灯的变幻闪烁4.掌握软件仿真调试及程序固化的方法5.掌握Keil和Proteus的联调实施方法：1.多媒体演示2.师生互动、提问引导3.动手实验、巡回指导4.结果说明与分析项目名称：音调发生器系统的设计相关支撑知识：1.认识单片机的开发系统2.认识子程序及调用3.51系列单片机的指令系统4.算术运算、逻辑运算、控制转移指令5.伪指令的功能与意义6.寻址方式的特点与寻址范围能力训练：1.掌握硬件电路检测的方法2.掌握软件的调试方法3.掌握软件的联调实施方法：1.多媒体演示2.师生互动、提问引导3.动手实验、巡回指导4.结果说明与分析项目名称：抢答器系统的设计相关支撑知识：1.KeilC51数据传送2.程序循环3.子程序及调用能力训练：1.掌握抢答器的实现方法实施方法：1.多媒体演示2.师生互动、提问引导3.动手实验、巡回指导4.结果说明与分析（以上内容经过修改，已符合语言表达规范。）1.移位操作指令的功能移位操作指令是单片机中的一种基本指令，它可以将二进制数据向左或向右移动一定的位数。这种指令在编写程序时非常常见，因为它可以用来进行数据的处理和转换。2.抢答器的设计抢答器是一种常见的电子竞赛设备，它可以用来测试参赛者的反应速度和知识水平。在设计抢答器时，需要考虑到交通灯控制系统的特点，选择合适的51系列单片机程序结构，并画出程序流程图。同时，还需要掌握顺序结构、循环结构、分支结构和子程序的编写方法，以及编写延时程序和理解子程序调用过程中的参数传递、保护现场和恢复现场等内容。3.5秒表的设计5秒表是一种常见的计时器设备，它可以用来测量时间。在设计5秒表时，需要了解单片机定时/计数器的结构和原理，掌握定时/计数器控制寄存器TCON和工作方式寄存器TMOD的设置方法，以及定时/计数器的四种工作方式。同时，还需要学会定时/计数器初值的计算方法，掌握定时/计数器应用程序的编制方法，以及利用单片机实现N进制计数器的功能。4.温度控制温度控制是一种常见的自动控制系统，它可以用来控制温度的变化。在设计温度控制系统时，需要了解数字温度传感器的介绍，掌握单片机程序存储器和并行I/O口的扩展方法，以及熟悉常用的扩展程序存储器、数据存储器、8155和8255模块的引脚功能和控制字。同时，还需要掌握8155和8255的编程方法，以及利用仿真软件Proteus进行数字温度计的硬件及软件仿真调试的技巧。5.课程实施建议为了保证课程实施的效果，需要具备适当的实训条件和师资条件。实训条件包括理实一体化实训室、视频录像、投影设备和相关仪器仪表等，师资条件包括具备模拟电子电路、数字电子电路基本知识，单片机技术应用、外部接口扩展等专业知识，熟练使用汇编语言进行程序设计，以及设计基于项目为导向教学方法的应用能力。在课程实施过程中，可以采用多媒体演示、师生互动、提问引导、动手实验、巡回指导等教学方法，以及综合分析调试中出现的问题并进行解决直到系统正常工作的技能训练。5.1合格标准为达到课程合格标准，学生需要满足以下条件：1）旷课不超过##节；2）平时成绩不低于20分；3）总分大于或等于60分；4）没有不诚信行为。5.2成绩构成课程成绩由以下项目构成：项目1：信号灯控制系统的设计项目2：交通灯控制系统的设计项目3：系统的设计项目4：音调发生器的设计项目5：抢答器的设计项目6：数字温度计的设计每个项目的分数比值如下：项目1：15%项目2：100%项目3：19%项目4：19%项目5：23%项目6：12%合计：188%5.3考核内容学生的考核将从学习态度、知识与技能、综合素质表现三个方面进行评估。5.4考核方案每个项目的考核内容、标准与方式将在相应的考核表中列出。以下是项目1的考核表：项目1：信号灯控制系统的设计的考核方式与考核标准表考核点及占项目分值比：1．根据引导文通过资讯制订总体设计方案（20%）考核方式：教师评价+互评考核标准：-能搜索资料，了解单片机最小系统的设计，LED发光二极管参数，能提供选择器件依据；-最小系统原理图格式符合标准，程序书写规范，无错误；-解单片机最小系统的设计，LED发光二极管参数，能提供选择器件依据；-程序无错误，电路图设计精美，有创新；-评价标准为良及格；-成绩比例为12%。2．详细设计方案（15%）考核方式：教师评价+互评考核标准：-能搜索资料，了解单片机最小系统的设计，LED发光二极管参数，能提供选择器件依据；-最小系统原理图基本正确但参数不详，软件流程无明显错误，并根据流程编制了程序；-电路图设计正确；-评价标准为良及格；-成绩比例为15%。3．操作实施（30%）考核方式：教师评价+自评考核标准：-会正确使用KEILC软件上机调试，会正确使用下载软件，很好完成了引导文要求的项目；-会正确使用KEILC软件上机调试，会正确使用下载软件，基本完成了引导文要求的项目；-会正确使用KEILC软件上机调试，会正确使用下载软件；-评价标准为良及格；-成绩比例为30%。4．项目总结报告（10%）考核方式：教师评价考核标准：-内容完整，有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议；-评价标准为良及格；-成绩比例为10%。5．项目公共考核点（25%）考核方式：教师评价考核标准：-格式符合标准，内容完整，有详细过程记录和分析；-评价标准为良及格；-成绩比例为25%。项目2：音调发生器的设计的考核方式与考核标准表考核点及占项目分值比：1．根据引导文通过资讯制定总体设计方案（15%）文单片机进行软件仿真调试，成功完成计时和显示功能。能合理增加调试语句进行调试。考核方式为教师评价和互评，占项目分值比例为15%。优秀的项目方案可实施，细节详细无缺陷，并有一定创新点。良好的项目方案可实施，细节详细无明显缺陷。及格的项目方案基本可实施，但细节不详或有一定缺陷。项目总评价标准为格式符合标准，内容完整，有一定过程记录和分析，并能提出一些新的建议。在项目公共考核点方面，抢答器的设计考核方式与考核标准表包括根据引导文通过资讯制定总体设计方案和详细设计方案。在操作实施方面，需要绘制合理规范的原理图，满足项目功能所需硬件要求，软件流程无错误，并根据流程用C语言编制完整程序。同时需要进行电路绘制，熟练应用KeilC对单片机进行软件仿真调试，成功完成计时和显示功能，能合理增加调试语句进行调试。：在本项目中，学生将学习信号灯控制系统的设计。在学习过程中，他们需要了解单片机的内部结构、组成和工作原理，掌握单片机I/O口及应用、单片机最小系统硬件设计，单片机常用开发工具和软件使用。教师将通过以下步骤来指导学生完成这个项目：1.使用AT89C51芯片P1口外接LED发光二极管制作单片机最小系统。2.利用KEIL-C软件编写控制程序，控制LED闪烁。3.熟悉单片机工作原理与应用技术、熟悉单片机软硬件系统设计、熟悉单片机软硬件系统调试方法、单片机系统故障分析与排除方法、常用仪器仪表使用方法及KEIL-C软件和下载软件使用方法。4.学生需要具备简单电路分析能力、电子电路分析与应用基础知识。在教学过程中，教师将使用教材实验指导书和电脑软件作为教学材料，并引导学生完成项目任务。学生需要在教师的指导下，熟悉电路绘制并能熟练使用KEIL-C环境进行上机调试。程序算法需要有新意，占用资源少，能合理增加调试语句进行调试。在项目总结报告中，学生需要撰写格式符合标准、内容完整、有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议。在项目公共考核点方面，学生需要展现良好的工作与职业操守、团队合作精神和交流与表达能力。最终，教师将根据学生的表现进行评价，学生也需要进行自我评价。LED灯亮起，其他人的LED灯则熄灭。完成抢答器的设计与制作，掌握单片机系统的硬件设计和软件编程技术。项目任务教师下发抢答器的设计任务书，指导学生学习相关知识和技术。1．认知、资讯学生了解单片机系统的硬件设计和软件编程技术，了解KeilC51指令系统和伪指令的功能，掌握正确书写指令和判断指令正确性的方法。教师解答学生提出的问题，帮助学生掌握相关知识和技术。2．计划与实施学生小组讨论制定总体设计和制作方案，包括整体设计方案、列出主要元件清单、实现方法等，通过教师检查和各组评议确定方案是否可行。学生完成抢答器的硬件设计和制作，编写控制LED灯亮灭的程序并进行调试，下载程序到硬件，实施软件、硬件连调，完成项目要求功能。3．检查与评估学生检查抢答器的设计制作是否符合要求，并对设计制作过程进行评估，通过分组演示和介绍，由教师和其他组打分。教学方法建议讲授法、讨论法、演示法、自学法、4MAT。教学过程教师下发抢答器的设计任务书，指导学生学习相关知识和技术，包括KeilC51指令系统和伪指令的功能，正确书写指令和判断指令正确性的方法等。学生小组讨论制定总体设计和制作方案，包括整体设计方案、列出主要元件清单、实现方法等，通过教师检查和各组评议确定方案是否可行。学生完成抢答器的硬件设计和制作，编写控制LED灯亮灭的程序并进行调试，下载程序到硬件，实施软件、硬件连调，完成项目要求功能。学生检查抢答器的设计制作是否符合要求，并对设计制作过程进行评估，通过分组演示和介绍，由教师和其他组打分。体设计方案、实现方法等，通过教师检查和各组评议确定方案是否可行；学生进行详细设计制作方案，列出开发制作工具、仪器仪表准备清单等；学生检查项目功能实现是否符合要求，并对项目进行评估，通过分组演示和介绍，由老师和其他同学进行交互检查和评估。交通灯控制系统的设计要求每个街口有左拐、右拐、直行以及行人四种指示灯，每个灯有红绿两种颜色，自行车与汽车共用左拐、右拐和直行灯。共有四种通行方式，选择其中一种实现控制。教师需要熟悉顺序结构、循环结构、分支结构以及子程序的特点和编写方法，学会编写延时程序，理解子程序的调用过程。学生需要具备简单电路分析能力、程序与电路图的调试能力、电子电路分析与应用基础知识，具备程序的分析、编写能力。教学材料包括单片机制作任务书、教材、实验指导书，使用工具包括电脑和软件。教学过程中，教师下发设计任务书，并提出要求，学生通过各种方式了解其原理，学习程序设计的相关知识，编写合适的程序。小组讨论制订总体设计方案，包括整体设计方案、实现方法等，通过教师检查和各组评议确定方案是否可行。学生进行详细设计制作