单片机原理与应用课程教学大纲

单片机原理与应用课程教学大纲（PrincipleandApplicationofMicrocontroller（Q））一、课程概况课程代码学 分：3学 时：48（其中：讲授学时42，实验学时6）先修课程：计算机基础、C语言、电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础等。适用专业：电气工程及其自动化教 材《单片机原理机接口技术范力旻蔡纪鹤主编机械工业版社，2019.1课程归口：电气信息工程学院课程性质与任务：本课程是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课之CKeil、Proteus等单片机仿真及调试工具软件的使二、课程目标及对毕业要求观测点的支撑序号课程目标支撑毕业要求观测点毕业要求11：在理论教学、课业知识基础。观测点1.3：运用相关知识和数学模型方法推1.工程知识：数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决微特电机与电力装备相关领域的复杂工程问题。课程目标2：掌握构建单片机软硬件平台的设计方法，能够特电机与电力装备相关领域的复杂工程问题，3设计/开发解决方案：装备相关领域的复杂工程问题2按功能划分模块单元，并运用进行特定的需求分析，设计实施过程中的工艺设计解决方案，开发满足特定需求的电气系统或装置，并能所学知识，给出硬件、软件设流程、相关控制系统和够在设计环节中体现创新意计方案单元，体现创新意识。识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素课程目标3：在实践教学环节KeilProteus软观测点5.1：掌握解决复杂电气工程问题所需的5使用现代工具：资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对微特电机与电力装备相关领域复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。3利用工具对电气自动化系统设多种仪器设备和软硬件计与应用领域的复杂工程问题开发工具的使用方法。进行分析，并能够结合其他专业知识设计研究方案。三、教学内容及要求序号教学内容思政元素预期学习成果教学学时教学方式支撑课程目标1单片机基本硬件结构：机的硬件组成、引脚功能、I/O钟电路与时序、复位电路。I/O电路与时序“不忘初心、牢记使命”、砥砺前行；建立“科学新精神”理念使学生具有单片机基本硬件知识，能进行单片机最小应用系统的硬件设计6讲授/案例目标1单片机的指令系统和汇编语言程序设计及C51语言程序设计：单片机汇编指令系统“踏实做人，使学生具有单片机汇编指令、软件结构及流程的基础知识，能够设计单片机应用系统的软件流程、编写指令代码的指令格式、寻址方式；单认真做事，吃片机汇编指令系统；指令和苦耐劳”的理2伪指令的作用及区别、三种基本程序的结构及常用子程量定义和存储器类型、运算念，培养学生有不畏困难和挫折的勇气，有坚持不8讲授/案例目标1符、语句及程序结构、数据懈的探索精神结构等。重点难点：单片机汇编指令PAGEPAGE229系统；C51语言程序的变量定义和存储器类型、运算符等3C51开发环境与仿真：Proteus等仿真及调试工具软件的作用eil写及调试；Proteus环境下的Proteus常用的虚拟仿真工具及功能Keil、Proteus行程序联调。重点难点：Keil环境下的程序编写及调试；Proteus环境下的电路原理图设计;程序联调能大胆尝试，积极寻求有效的问题解决方法。帮助学生树立社会主义核心价值观。使学生在单片机应用系统设计中能够运用这些软件工具6讲授/案例/实验13单片机的中断系统：单片机在日常生活中使学生能够设计中断软件流程和中断服务程序中断概念、中断机制、中断处理问题也要4允许和优先级控制；中断服务程序设计4讲授/案例目标1重点难点：中断服务程序设多方面多视角计。的解决问题。使学生具备定时讲授/案例/实验13单片机的定时器及其应用：学会把复杂问器/计数器相关单片机定时器的结构、工作题拆解，一步知识，能够合理5方式；定时器应用程序设计选择定时器各种5重点难点：定时器应用程序难，使问题简功能进行定时器设计化。类程序设计，并可用实例演示6单片机的串行口及其应用：单片机串行口的结构、工作方式；串行口应用程序设计、波特率计算方法和串行口软硬件设计。重点难点：单片机串行口的结构、工作方式；有不畏困难和挫折的勇气，有坚持不懈的探索精神；体现量变到质变的飞跃。使学生具备串行口（串口通讯）相关知识，能够合理选择串行口工作方式和波特率进行串口通讯设计3讲授/案例目标1单片机接口设计：数码管、使学生具有单片7键盘等常用人机接口的工作原理；数码管、键盘等常用人机接口的软硬件设计；A/DD/A转换器接口基本原D/A转换器接口的软硬件设计。对采集的数据逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事机扩展I/O/等常用人机接口、A/D、转换器接口等知10讲授/案例/实验1、2、3进行简单的数据处理。I/O重点难点：数码管、键盘等接口硬件设计、工作原理及软硬件设计；A/D、D/A转换器的基本原理及软硬件设计。人机接口和A/D、D/A转换器接口的软硬件设计，数据处理软件设计。四、课内实验（实践）序号实验项目名称实验内容及要求学时类型支撑课程目标1I/O口实验使用并行口，驱动8只发光二极管，实现左移、右移等流水灯控制。2设计性目标32中断实验掌握外部中断的使用方法，了解电平触发和边沿触发方式的异同。2设计性目标33定时器/计数器器实验掌握定时器/计数器的使用方法，按照一定占空比输出脉冲。2设计性目标3五、课程实施（一）教学方法与教学手段课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。时完成布置的作业，积极进行教学互动交流。（二）课程实施与保障主要教学环节的质量标准1备课掌握本课程教学大纲内容，按照教学大纲要求进行本课程教学内容的组织；熟悉教材各章节，借助相关专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计划，编时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面；结合课程特点，制作课件，运用多媒体教学手段讲授部分教学内容；确定各章节课程内容的教学方法，构思授课思路、技巧和方法。根据每一章节的内容，整合线上课程资源，布置学生在课前进行相关内容的学习和参考文献的阅读2讲授要点准确，推理正确，条理清晰，重点突出，理论联系实际，熟练地解答和讲解例题。采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、多媒体示范教学等）以便让学生能体会和领略学科研究的思路和方法。多媒体教学手段、课堂讨论、实物演示相结合，以培养学生实践动手的能力。表达方式尽量便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的过程中，保持较为浓厚的兴趣。3作业布置与批改学生必须完成一定数量的作业题，是本课程教学的基本要求，是实现人才培养目标的必要手段。学生完成的作业必须达到以下基本要求：按时按量完成作业，不缺交，不抄袭；作业本规范；解题方法和步骤正确。教师批改或讲评作业要求如下：学生的作业要全批全改，并按时批改、讲评学生每次交来的作业；教师批改或讲评作业要认真、细致，每次批改或讲评作业后，按百分制评定成绩，并写明日期；期末按每个学生作业的平均成绩，作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。要求学生在完成线上学习的同时完成线上每一章节的测验，并作为平时成绩的一部分计入。4课外答疑为直接了解学生的学习情况，帮助学生进一步理解和消化课堂上所学知识、改进学习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，利用线上课程的资源进行讨论，组建由任课教师、助教研究生和全体授课学生参与的QQ学习群，另外任课教师公布办公地点，方便学生进行课外答疑和辅导。5实验与实验考核本课程安排有实验环节，学生参加实验必须达到以下基本要求：按指导书要求参加实验，完成实验，不缺席，不故意损坏实验设备；实验之前上交符合要求的实验预习报告，预习不符合要求者延迟参加实验，实表按规定和规范处理；实验步骤正确，结果合理。学生的报告要全批全改，并按时批改；教师批改或讲评报告要认真、细致，每次批改或讲评报告后，按百分制对实验报告评定成绩，并写明日期；6成绩考本课程考核的方式：考试。考试试卷采取教考分离，抽卷形式，统一安排监考。核总评成绩的评定见课程评分方案。有下列情况之一者，总评成绩为不及格：缺交作业次数达1/3以上者；缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。为了培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，教研室应积极组织学生参加生产实习，并指定学术水平较高、实践经验丰富的专业教师担任指导教师。建议如下：7第二课堂活动选拔优秀学生参加此类竞赛活动。制订出工作计划，建立激励机制，切实抓好赛前准备工作。在培训过程中，引导学生理论联系实际，培养学生的实际操作能力和团队合作精神。此外，可由系组织技能竞赛，培养学生的专业基本技能。六、课程考核（一实践末考试采用采用闭卷/开卷考试方式。（二课程总评成绩=平时表现×10%作业×30%课内实验×10%+成绩×50%。具体内容和比例如表所示。考核环节成绩比例考核内容与评价细则目标1目标2平时表现10%答问题等情况确定平时表现分数。10%作业30%做记录并以百分制打分。10%10%网络课堂学习，按时完成网络课堂教学视频观看，综合学生网络课堂的讨论等相关任务。10%课内实验10%3操作和实验报告的成绩。10%期末试卷50%题型考核内容及相应试题（20分）主要考核单片机基本硬件结构单片机的指令系统和程序设计、单片机的中断系统、单片机的定时器及其应用、单片机的串行口及10%其应用、单片机接口设计、（20分）主要考核单片机基本硬件结构、单片机的指令系统和程序设计、单片机的中断系统、单片机的定时器及其应用、单片机的串行口及其应用、单片机接口设计10%（40分）主要考核单片机基本硬件结构、单片机的指令系统和程序设计、单片机的中断系统、单片机的定时器及其应用、单片机的串行口及其应用、单片机接口设计20%（20分）主要考核单片机综合运用设计能力，考核学生是否能够针对设计任务，进行任务分解，按功能划分模块单元，并运用所学知识，10%合计100%80%10%10%备注：1.课程目标达成度计算方法如下：各课程目标达成度=支撑该课程目标相关考核环节平均得分之和支撑该课程目标相关考核环节总分之和2.作业包括课后习题、单元测试、调研报告、课程论文、案例分析、小作品、小设计、网络课堂学习等等。七、有关说明（一）持续改进课程内容与教学方式能有效实现课程目标，使得考核结果能够证明课程目标达成。（二）参考书目及学习资料林立.单片机原理及应用:ProteusKeilC(4版社，2018.罗印升.单片微机原理与应用（第2版），机械工业出版社，2016.6张刚毅.（C51编程彭伟.C1008051+Proteus仿真(第2版)，电子工业出版社，2012.10附录：单片机原理与应用各类考核评分标准平时表现评分标准课程目标评分标准（分）90-10080-8970-7960-69<601：掌握单片机的硬件结学习态度很好，具有很高的学习热情；课前认真预习，上课认真听讲，与教师积极互动。学习态度好，具有较高的学习热情；课前认真预习，课中与教师良好互动。一定互动。学习态度中与教师基本无互动。学习态度课堂中主观能动性差。构、各功能部件的工作原理、接口技术以及相应的程序设计方法，为解决复杂工程问题提供控制器层面的专业知识基础。作业评分标准课程目标评分标准（分）90-10080-8970-7960-69<60按时提交作业，作业书写清楚；掌握单片机的概念、分析原理，解题确、有少量错误；完成慕课网上每一章节的测验，成绩良好；按时完成网络课堂教学视频观看，参与课堂的讨论等相关任务。按时提交作不按时提交不按时提交握单片机的存在很大的慕课网上每一章节的测成网络课堂教学视频观堂讨论等相关任务。按时提交作业，作业书作业，作业业，作业书写写清楚；基书写欠佳；工整清楚；熟本掌握单片基本掌握单目标1：掌握单片机的硬件结构、各功能部件的工作原理、接口技术以及相应的程序设计方法，为解决复杂工程问题提供控制器层面的专业知识基础。练掌握单片慕课网上每一章节的测验，成绩优网络课堂教学视频观看，机的概念、分析原理，解题过程基本正确、存在错误；完成慕课网上每一章节的测验，成绩一般；按时完成网络课堂教学视频念、分析原理，解题过程存在一定的错误；完成慕课网上每一章节的测验，成绩欠佳；基本按时完成网络课堂教学积极参与课观看，参与视频观看，堂的讨论等课堂的讨论参与课堂讨相关任务。等相关任论等相关任务。务较少。实验评分标准课程目标评价过程评分标准（分）90-10080-8970-7960-69<60实验前完成实验前完成实验前完成实验前完成实验前没有进行预习。未能明确本次实验目的和要求、实验电路和所用设备、实验内容步骤以及注意的方案设计存题。预习。能明预习。较为预习。基本预习。基本确本次实验明确本次实明确本次实明确本次实目的和要验目的和要验目的和要验目的和要求、实验电求、实验电求、实验电求、实验电预习路和所用设备、实验内路和所用设备、实验内路和所用设备、实验内路和所用设备、实验内容步骤以及容步骤以及容步骤以及容步骤以及注意的事注意的事注意的事注意的事项，实验方项，实验方项，实验方项，实验方案设计正案设计大体案设计基本案设计存在目标3KeilProteus软件的使用确。正确。正确。一定问题。独立完成实验。实验步在教师指导下完成实在教师帮助验。实验步确，需要教示；实验时调试软件的方法基本合理，记录较为正确。在教师多次指导下完成实验。实验步骤基本正调试软件的本正确。在规定时间内未完成实验。实验时调试软件的正确。方法，并骤完全正验。实验步能够结合Keil 、Proteus软件