《单片机原理及应用》课程标准

PAGEPAGE5《单片机原理及应用》课程标准适用专业：物联网工程技术1.课程定位和设计思路1.1课程定位本课程是物联网工程技术专业职业教育必修课。其主要功能是使学生能了解单片机硬件系统结构，程序与硬件的关系，单片机指令系统的知识特点、功能应用及单片机应用系统的开发过程，具备组建单片机硬件和编制系统软件的能力，能胜任单片机系统开发、单片机技术支持、单片机市场推进等的一线岗位。本课程前期课程为《电子技术基础》，后续课程为《RFID技术与应用》、《无线传感网络及应用》。1.2设计思路本课程是学习计算机硬件开发基本知识和应用技能的重要课程，8051系列及兼容单片机组成的单片机应用系统，以其通用性强、价廉、设计灵活等特点遍及各个领域，有着广泛和稳定增长的市场。本课程的目标是培养计算机硬件结构的编程和程序调试能力，注重指令功能的理解，指令格式、功能芯片与单片机连接及程序控制，培养严谨的逻辑思维能力。依据上述课程目标定位，本课程从工作任务、知识要求与技能要求三个维度对课程内容进行规划与设计，以使课程内容更好地与单片机应用技术岗位要求相结合。共划分了单片机系统开发、单片机技术支持、单片机市场推进三大工作任务，知识与技能内容则依据工作任务完成的需要进行确定。本课程是一门技术开发为核心内容的课程，其教学要以实际操作为主要方法，并尽量把概念、设计思路、技术标准等知识融入到实践操作中，实行“教、学、做”相结合的引探教学法。在学校情境中，建议结合具体的单片机实际项目，实施项目教学，探索以教师为主导，学生为主体的教学思想。通过设计可行性、易操作的实践项目，加强学生对单片机的实践操作能力，引导学生逐步认识、熟知、实践和应用单片机。本课程课时数96，其中理论课时数48，实践课时数48，共计6学分。2.工作任务和课程目标2.1工作任务循环彩灯设计数码管显示设计键盘综合设计液晶屏显示设计串口通信实现点阵屏设计电子钟程序设计智能火灾报警器设计2.2课程目标能将单片机硬件结构和外围芯片的连接，根据要求设计硬件系统并进行检查。能进行基本系统软件编制、调试、仿真环境设置，对程序功能进行评估与分析。能按照项目要求独立完成各项任务，根据实际问题设计硬件组成和系统软件，在实际系统调试中对程序进行精益求精的完善。能具备整体系统的编程能力及细致和严谨的工作态度。能根据所学知识设计实际应用产品，并逐步优化与完善。3.课程学分、学时、内容和要求本课程在内容设计时，以岗位能力的培养为目标，选取该岗位所应具有的技能和知识；将课程内容与岗位技能有效衔接；教学内容尽可能及时反映科学技术的最新发展，并保证“学其所用，用其所学”，突出高职教育的特点，确保人才培养目标的实现。本课程6学分，96学时，课程内容和要求见表1所示。表1课程内容和要求序号工作任务知识要求技能要求课时1循环彩灯设计能描述MCS-51单片机的基本结构。能理解单片机C语言程序设计基础。能描述MCS-51单片机的引脚与I/O端口。能理解LED灯连接、I/O接口的运用。能描述MCS-51单片机的基本组成、存储器配置、CPU时序与时钟电路、复位电路。能理解C51基础知识及表达式、C51控制语句、数组、指针、函数。能理解while语句、for语句及简单延时语句的精确计算。能理解带参数、不带参数函数的写法及调用。能理解C51库函数实现循环彩灯设计。162数码管显示设计能描述数码管的显示原理。能描述定时器的原理及工作方式。能理解中断概念及中断函数写法。能理解定时器中断应用。能描述七段LED数码管显示接口，共阳、共阴数码管显示原理。能理解MCS-51中断系统及中断控制、中断响应过程、中断响应后中断请求的撤除、中断系统的应用。能理解定时/计数器的控制、工作模式、单片机的定时器中断。164键盘综合设计能描述独立键盘、矩阵键盘的工作原理。能理解键盘检测、消抖、键盘编码、带返回值函数写法及应用。能描述键盘的分类、结构及扫描子程序、接口电路扩展设计。能理解独立键盘检测、与单片机的连接原理。能理解矩阵键盘的工作原理及检测方法。83液晶屏显示设计能描述通用液晶工作原理。能识记通用液晶操作实例。能描述并行1602液晶显示接口、接口信号说明、主要技术参数、基本操作时序、RAM地址映射图、状态字说明、数据指针设置、初始化设置。85串口通信实现能描述串口通信方式。能理解波特率与定时器初值的关系。能描述串行通信的基本概念、MCS-51单片机串行口、串行口的应用、常用串行通信总线标准及接口电路。能理解串行口方式1编程与实现、串行口打印在调试程序中的应用。86点阵屏设计点阵屏是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常用来显示时间、图文等各种信息。本设计是基于16*16点阵式显示屏，该LED显示屏能实现16*16个汉字，简单的显示图像,然后一直循环着显示下去。该设计包含了硬件、软件、调试等方案，只需简单的级联就能实现显示屏的拓展，但要注意不要超过负载能力。87电子钟程序设计能综合运用MCS-51知识设计一个时钟。能设计一个可以随意调节时间、带整点闹钟的时钟，其中用到定时器、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串行通信。128智能火灾报警器设计能综合运用MCS-51知识设计一个由蜂鸣器发声的火灾报警系统LED数码管显示烟雾等级-当前温度、传感器监测烟雾和可燃气体、温度传感器监测温度、蜂鸣器报警。129讨论与测试84.实施建议4.1教材编写(1)必须依据本课程标准编写和选择教材。(2)教材应充分体现任务引领实践导向的课程设计思想，以工作任务为主线设计教材结构。(3)教材在内容上应简洁实用，还物联网工程技术中的新知识、新技术、新方法融入教材，加强对实例程序分析，补充贴合工作的实践内容，顺应岗位需要。(4)教材应以学生为本，文字通俗、表达简练，内容展现应图文并茂，图例与案例应引起学生的兴趣，重在提高学生学习的主动性和积极性。(5)教材中注重实践内容的可操作性，强调在操作中理解与应用理论。4.2教学建议（1）课堂教学与上机实践相结合，注重硬件分析和软件控制硬件的方法。编程和调试能力，因此要求熟练掌握C语言的工作环境和调试功能；（2）设立一些项目，学生以小组合作的形式，进行相互讨论，必要时教师进行热情指导，达到以项目为主导完成编程和调试。对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈；（3）学习任务的“学习准备”阶段采用正面课堂教学，以及独立拓展学习；“计划实施”阶段采用小组学习，明确小组负责人。小组负责人的职责类似于开发项目组组长的职责，负责组内纪律、工作分工、工作设备和学习资料的管理工作等。实训场地按照计算机维修的场地进行配置，在学习过程中尽可能设置与企业一致的工作环境、工作步骤和要求。4.3教学评价(1)改革考核手段和方法，加强实践性教学环节的考核，注重学生自评、互评以及过程考核和结果考核相结合。(2)突出过程评价与阶段（以工作任务模块为阶段）评价，结合课堂提问、训练活动、阶段测验等进行综合评价。(3)应注重学生分析问题、解决实际问题内容的考核，对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励，综合评价学生能力。(4)注重学生的职业素质考核，体现职业教育的高等性。(5)考核方案设计在考核方式上，每一个子项目下面都有一个技能实训评价表，考核评价注重的是学生的技能操作、体现综合应用能力、加强过程考核。主要的评价指标有学生产品质量、工作态度、规范操作、作业报告质量、项目完成情况。成绩评定的方法由单独的闭卷考试过渡到全过程、全面考核。学生成绩评定分三部分：职业素质（出勤率、学习态度、团结协作精神等）、技能实践（方案确定、实施操作、作品（作业）上交等）、开卷的期中、期末考试。这样的评定方法避免了很多片面性，既重视了书本知识的掌握，又强调了实践运用能力和素质、品德等方面的培养。学生学业成绩的考核方式主要采用形成性（过程）考核和终结性考核相结合的方法。这里形成性考核占50%，终结性考核占50%。表3列出了6个项目实践的成绩分配比例。表3成绩分配比例考核类别所占分数项目过程考核50职业素质（20%）循环彩灯设计（10%）数码管显示（15%）键盘设计（10%）液晶屏显示设计（10%）点阵屏设计（10%）综合设计（25%）期中考试20期末考试30合计1004.4课程资源的开发和利用（1）常用课程资源的开发和利用幻灯片、投影、录像、多媒体课件等资源有利于创设形象生动的学习环境，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。建议加强常用课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校的多媒体资源共