《单片机应用技术》课程标准

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》课程标准建议学时：56学分：3开课学期：高职2年级第一学期适用专业：电气自动化技术课程性质与任务“单片机应用技术”是电气自动化专业必修的一门专业核心课程，主要介绍单片机硬件系统的构成、程序的编制与调试、功能部件的应用和最常用外围设备的应用等必备的基本知识。课程主要任务是让学生通过学习和训练后能掌握简单单片机硬件系统设计和维护以及程序的编制与调试等基本技能。本课程以《数字电子技术》等课程的学习为基础，从“任务与职业能力”分析出发，变知识传授为实践能力的培养，打破传统的知识传授方式，以“工程项目”为主线，创设工作情景，结合实训项目，培养学生的实践动手能力，其特点是工程性、实践性强，涉及内容广泛。课程目标与要求通过任务引领型的项目活动，掌握有关的理论知识和技能，使学生能够设计简单的单片机系统，内容包括：任务分析；电路（硬件）设计；程序编制；程序调试；系统维护。同时培养诚实、守信、善于沟通和合作的品质，为发展职业能力奠定良好的基础。（一）知识目标1.掌握单片机任务分析的方法、理解工作任务的要求；2.理解单片机最小系统组成及工作原理；3.掌握单片机IO口工作原理；4.理解定时器不同工作方式；5.掌握单片机中断的概念及使用方法；6.理解编写单片机控制程序的方法。（二）能力目标1．能识读一般的单片机系统图；2.能熟练使用有关仪器仪表；3.能根据任务要求设计系统；4.能根据任务要求编制程序；5.能按照任务要求完成单片机软硬件调试；6.会使用工具调试程序；7.具有排除简单故障的能力。（三）素质目标1.具有科技报国的社会责任感和职业认同；2.对单片机调试中的故障具有分析问题、解决问题和再学习的能力；3.具备提高效率、精益求精的工匠精神；4.具有团队协作意识和妥善处理人际关系的能力；5.具有良好的职业道德和敬业精神；6.具有良好的沟通与交流能力；7.具有安全意识。课程结构与内容采用任务引领、项目驱动的课程内容，按照：①认识单片机（如何使单片机工作起来）②根据任务编制程序；③程序调试；④功能部件应用技术；⑤常见外围设备应用技术（综合应用实例）的顺序进行课程内容安排，选择具有代表性的芯片、工具和实例作为载体组织课程内容。课程结构与内容见表1：表1单片机应用技术课程结构与内容序号项目名称课时备注1项目一：认识单片机4--2项目二：单片机最小系统的应用8--3项目三：单片机输入、输出系统的工程应用8--4项目四：单片机中断控制系统的工程应用8--5项目五：单片机定时器/计数器的工程应用12--6项目六：单片机串行通信的工程应用12--7项目七：单片机综合应用4--合计56--授课进程与安排表2单片机应用技术授课进程与安排序号项目名称任务名称教学要求课时备注1项目一：认识单片机（4课时）任务1：初识单片机1.了解单片机的结构及性能特点；2.明确单片机工作的必要条件；3.会辨认单片机芯片的引脚顺序及功能。2--任务2：单片机开发软件1.了解单片机开发软件；2.会使用FTA小程序；3.会使用单片机远程云端平台。2--2项目二：单片机最小系统搭建（8课时）任务1：搭建单片机最小系统1.了解最小系统的概念；2.明确最小系统各个组成部分具体内容；3.熟悉最小系统各部分的工作原理。4--任务2：点亮一盏LED灯1.熟悉常见单片机显示器件LED；2.会设计单片机最小系统；3.能用专用工具软件绘制单片机最小系统原理图。4--3项目三：单片机输入、输出系统的工程应用（8课时）任务1：花样彩灯设计与仿真1.了解单片机的开发环境；2.熟悉常见单片机输入设备LED的原理及应用；3.能编辑调试单片机源程序；4.能用工具软件进行系统仿真。4--任务2：按键控制数码管显示1.理解独立按键的工作原理；2.掌握单片机与独立按键的硬件连接电路及软件消抖的方法；3.能完成单片机与按键、数码管连接电路的设计与搭建；4.能编写按键控制数码管显示的程序并进行软硬联调。4--4项目四：单片机中断控制系统的工程应用（8课时）任务1：按键切换彩灯变换1.掌握中断的概念及中断系统的逻辑结构；2.掌握单片机外部中断应用方法，能灵活应用单片机内部资源；3.能用中断实现多外设控制。4--任务2：比赛计分器设计1.理解数码管动态显示的工作原理及应用；2.能进行复杂单片机任务分析；3.会根据要求对功能部件编程。4--5项目五：单片机定时器/计数器的工程应用（12课时）任务1：简易电子琴设计1.理解单片机定时器的概念及相关寄存器的设置方法；2.能熟练应用单片机内部定时器。6--任务2：PWM呼吸灯设计1.掌握PWM的工作原理及使用方法；2.会用定时器产生PWM信号。6--6项目六：单片机串行通信的工程应用（12课时）任务1：单片机多机通讯1.理解单片机串行通信原理；2.掌握双机通信的程序设计方法；3.会根据任务要求完成双机通信系统仿真。6--任务2：基于串行通信的文字信息收发器1.理解单片机与PC机串行通信原理；2.掌握单片机与PC机串行通信的程序设计方法。6--7项目七：单片机综合应用（4课时）任务1：倒计时交通灯的设计1．熟悉单片机开发流程；2.熟悉单片机内部资源应用；3.掌握单片机多中断的处理方法。2--任务2：智能密码锁的设计1.能对系统中的外围设备编程；2.能对单片机系统进行综合调试。2--合计56--课程重点和难点1.课程重点（1）单片机的最小系统的组成；（2）单片机IO口工作原理；（3）LED花样彩灯循环控制程序的编写；（4）单片机外部中断相关寄存器；（5）单片机中断的工作原理；（6）定时器产生方波的方法；（7）单片机串行口工作原理；（8）单片机任务需求分析及项目整体硬件电路设计2.课程难点（1）根据任务要求进行单片机电路设计；（2）多种LED花样彩灯循环控制程序的编写；（3）独立按键的控制方法；（4）单片机外部中断相关寄存器设置方法；（5）单片机定时器产生PWM的方法及按键控制PWM信号的占空比；（6）单片机串行口操作方法及双机通信控制程序；（7）单片机串行口波特率设置方法。学生考核与评价1．用阶段评价、过程性评价与目标评价相结合，项目评价，理论与实践一体化评价模式，依据工作任务从安全操作、工作态度、团队协作、考勤、课堂表现、硬件电路、软件编程、随堂测验、运行演示9个方面进行考核评价；2.引入企业的安全操作规程，指导学生完成工作任务并进行考核。可以使学生感受企业氛围和文化，提前得到职业岗位的体验，提高学生解决真实任务的能力，培养其职业道德和素养；3.关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。注重过程，多次考核，每完成一个工作任务，考核一次；4.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。采取教师评价为主，学生自评、互评为辅的评价方式，从职业素养、工作过程、工作绩效3方面进行评价，本课程成绩（100%）=过程性考核（60%）+期末考试（40%）。教学实施与保障（一）教师要求单片机应用技术课程授课教师均应为“双师型“教师，且近五年内有6个月以上相关企业实践经历。为保障实践教学的有效性，可以采用双人授课形式。充分发挥校内外实训基地作用，配备1-2名有多年工作经验的兼职教师或企业教师组织教学。（二）教学方法1．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。2．本课程教学的关键是用专用软件模拟实际系统的所有操作及典型实际系统的应用，应选用典型的系统的设计运行与维护过程为载体，在教学过程中，教师示范和学生分组讨论、训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”过程中掌握知识与技能。3．在教学过程中，要创设工作情景，同时应加大实践实操的容量，在实践实操过程中，使学生掌握单片机系统的运行与维护技能，提高学生的岗位适应能力。4．在教学过程中，要应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生熟悉单片机系统运行与维护过程及操作要点。5．在教学过程中，要重视本专业领域新元件、新工艺、新材料的发展趋势，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。6．教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。（三）教材选用1.教材的选用应符合课程教学内容的要求和专业发展对人才培养的要求，优先选用项目一体化教材、优秀教材及教材管理权威部门推荐的教材。2.原则上同一专业采用同一种教材版本；若由于教学改革需要，须选用不同版本的教材分别在不同的班级试点，必须报教务处主管处长批准并严格控制，课程试点结束后，应写出教材试用情况的书面总结，报教务处，没有试点总结的试点教材，不允许再次进行试点。推荐教材：《单片机应用技术》，王静霞、杨宏丽、刘俐，电子工业出版社；《单片机应用项目化教程》，王宇、张斌、薛君，湖南师范大学出版；《单片机应用技术》，薛君郭增富，华中科技大学出版社。参考教材：《Proteus轻松学》，薛君王宇，中国电力出版社。（四）教学资源与环境1.课程教学环境实训资源：Proteus仿真软件、单片机实验箱及专业教学资源库、仪器设备、安全工具等。教学场地：已建成微控制器实训室，配备多媒体教学设备、50台电脑，能满足理论教学、虚拟仿真训练和实训操作要求。2.课程教学资源（1）注重实验实训指导书和实验实训教材的开发和应用。（2）注重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。同时，建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源利用效率。（3）积极开发和利用网络课程资源，充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源，使教学从单一媒体向多种媒体转变；教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；学生单独学习向合作学习转变。同时应积极创造条件搭建远程教学平台，扩大课程资源的交互空间。（4）产学合作开发实验实训课程资源，充分利用本行业典型的生产企业的资源，进行产学合作，建立实习实训基地，实践“工学”交替，满足学生的实习实训，同时