《单片机系统设计与实践》教学大纲

《单片机系统设计与实践》教学大纲课程编号：13220444英文名称：DesignProjectsoftheApplicationofSingle-chipMicrocomputer学分：3学时：总学时6周（不停课）先修课程：C语言、模拟电子技术，数字电子技术，单片机原理及应用课程类别：专业基础课程授课对象：电气工程及其自动化专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第4学期一、课程描述和目标1.课程简介单片机系统设计与实践是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课。本课程以单片机工作原理为基础，以复杂工程问题需求为重点，着重于学生调研分析、设计思路、系统构建和团队协作等能力的培养，提高学生解决复杂电气工程问题的能力。2.本课程拟达到的课程目标本课程是一门实践能力要求较强的课程，具有较强的工程性、实践性、技术性等特点。通过本课程的学习，要求学生具备熟练使用单片机进行应用系统的设计、调试的基本方法，从而具有解决电气工程自动化领域复杂工程问题的能力。课程目标1：能通过文献查询、方案调研制定出科学合理的以单片机为控制核心的实施方案，解决自动化领域复杂工程问题。课程目标2：能根据合理的设计方案，通过单片机系统软件设计和硬件搭建，开展实施正确的数据采集（温度、湿度、电压等）及数据处理。课程目标3：在项目团队中能承担组织、协调和指挥的作用，能够及时辨别和虚心接受其他队员的建议。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重4.1能够基于科学原理，通过文献研究或专业调研等相关方法，调研和分析电气工程相关领域复杂工程问题的实验、设计思路；课程目标1H4.3能够根据实验方案构建软硬件实验系统，安全地开展实验并正确地采集、整理实验数据；课程目标2M9.3能够辩证吸收团队其他队成员的意见和建议，组织、协调和指挥团队开展工作。课程目标3M（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1任务分配资料查阅基本要求：根据设计任务，查阅相关资料，对比不同方案的优缺点。重点：查找相似任务设计方案资料。难点：分析不同方案的设计原理。德育要求：创新意识3天集中指导自主调研12方案设计基本要求：根据项目任务指标要求，研究项目设计方案，通过分析不同方案确定最优实施方案。重点：方案满足指标要求。难点：确定最优方案。德育要求：科学方法观3天自主设计分别答疑13原理图绘制基本要求：根据确定的设计方案进行电路原理图绘制。重点：电路原理图绘制。难点：电路原理图布局的合理性。德育要求：认真负责5天自主绘图分别答疑14程序编写及仿真与基本要求：根据硬件方案，画出程序流程图；根据流程图，编写程序，并仿真调试通过。重点：流程图设计。难点：程序编写。德育要求：工匠精神3天自主编程分别答疑1，2，5硬件布局与焊接基本要求：根据原理图和实验电路板，确定硬件布局，并仔细焊接完成。重点：硬件布局。难点：焊接过程。德育要求：社会责任5天自主焊接分别指导1，2，6软硬件联调基本要求：根据任务指标要求，进行软硬件联调，达到设计要求功能指标。重点：功能指标实现。难点：数据采集、处理。德育要求：团队精神5天自主调试分别指导1，2，37设计报告撰写基本要求：根据项目任务进行功能描述，并按照书写规范撰写设计报告。重点：按照规范描述。难点：清晰、完整呈现设计过程。德育要求：辩证思想5集中指导自主撰写2，38答辩演示基本要求：根据项目任务进行功能演示。重点：各项指标功能的演示。难点：答辩过程思路清晰，语言流畅。德育要求：社会责任1集中答辩自主演示1，2，3合计30天四、课程教学方法1.教学方法以课程目标为导向，以工程问题为研究对象，采用教师指导与学生自学结合的教学方法，实现培养学生以单片机为控制核心解决工程问题的能力。课堂教学方法：项目驱动、集中布置、分别辅导。课外学习方法：要求学生根据实际工程问题自主调研、自主设计、自主完成。项目验收方法：完成项目设计并提交设计报告后，集中进行现场验收，要求以小组形式进行系统功能演示和答辩。2.实践形式以开发面向实际工程问题的单片机控制系统展开实践。学生以2~3人为一个小组，每组一个题目，每个指导老师一般带4-5组。每组学生相互协作完成一个实践项目，包括编写程序、报告撰写、演示答辩等内容。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时过程考核、设计报告、演示答辩组成，最终成绩按五级分制计分（优、良、中、及格、不及格）。其中平时过程考核成绩占20%、设计报告成绩占30%、答辩演示成绩占50%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时过程考核1055202设计报告101010303答辩演示30101050课程目标对应分值502525100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准（将最终得分按照分数段转换为五级制）分值观测点优（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（0-59分）平时考核过程能够自主查阅资料并评价工程问题，根据工程问题能够制定创新性的合理的设计方案，以高效、规范的软硬件设计完成任务目标。能够自主查阅资料并分析工程问题，根据工程问题能够设计合理的方案，以简洁、规范的软硬件设计完成任务目标。能够自主查阅资料并掌握工程问题，根据工程问题能够提出合理的方案，以规范的软硬件设计完成任务目标。能够自主查阅资料并理解工程问题，根据工程问题能够借鉴合理的方案，通过软硬件设计基本完成任务目标。不能做到自主查阅资料及理解工程问题，未能根据工程问题提出合理方案，未能通过软硬件设计完成任务目标。2.设计报告考核与评价标准（将最终得分按照分数段转换为五级制）分值观测点优（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（0-59分）设计报告设计报告中明确在方案制定过程中能对工程问题进行透彻分析并提出具有创新性的改进意见。有详细的软硬件件调试过程和严谨简洁的文本撰写。设计报告中明确在方案设计过程中能够对工程问题进行深入分析并提出具有合理性的改进意见。有具体的软硬件调试过程和规范的文本撰写。设计报告中明确在方案提出过程中能够对工程问题进行基本分析并提出可行性的改进意见。有粗略的软硬件调试过程和符合格式的文本撰写。设计报告中未明确在方案制定过程中能够对工程问题进行简单分析并提出简单的改进意见。有简单的软硬件调试过程和基本符合规范的文本撰写。设计报告中的方案制定过程中未能对工程问题未能进行分析及提出改进意见。无软硬件调试过程和不规范的文本撰写。3.答辩演示（将最终得分按照分数段转换为五级制）分值观测点优（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（0-59分）答辩演示能够评价项目存在的问题；能够透彻的表述设计方案的创新性、合理性；完美的演示90%以上项目任务的各项指标要求；答辩过程思路清晰、语言流畅、有问必答。能够判断项目存在的问题；能够深入的表述设计方案的创新性、合理性；演示80%以上项目任务的各项指标要求；答辩过程思路清晰、语言流畅。能够理解项目存在的问题；能够具体的表述设计方案的创新性、合理性；演示70%以上项目任务的各项指标要求；答辩过程思路不清晰，语言流畅。能够认识项目存在的问题；能够基本表述设计方案的创新性、合理性；演示60%以上项目任务的各项指标要求；答辩过程思路混乱，语言不流畅。未能认识项目存在的问题；未能够表述设计方案的创新性、合理性；演示不足60%项目任务的各