《单片机原理及应用》教学大纲

《单片机原理及应用》教学大纲课程编号：13220209英文名称：PrincipleandApplicationofMicrocontroller学分：4学时：总学时80学时，其中理论48学时，实践32学时先修课程：电子技术、C语言程序设计课程类别：专业课授课对象：机械电子工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标《单片机原理及应用》是一门系统全面地介绍51内核单片机的硬件、软件及其应用技术的专业课。通过本课程，让学生学习51单片机基础知识、结构原理、C51语言设计、I/O接口、人机接口以及单片机系统设计的一般方法。能将所学知识用于解决基于微控制器的工业和民用机电设备相关问题，能够运用51内核单片机系统的基本原理和方法，建立基于微控制器的机电系统的控制模型，并能够对特定需求的机电系统进行方案设计。课程目标1：使学生能够准确理解单片机的基础概念，了解如何将所学的嵌入式相关知识用于解决基于微控制器的工业和民用机电设备相关问题。课程目标2：学习单片机C51程序设计技术以及和外围芯片的硬件接口技术，能够运用51内核单片机系统的基本原理和方法，建立基于微控制器的机电系统的控制软硬件模型。课程目标3：能够运用所学的单片机软硬件知识对特定需求的机电系统进行软硬件整体方案设计，并通过系统仿真等手段初步验证方案的有效性和合理性。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指标点1-4.具有从事机电工程工作所需的专业知识，能用于解决复杂机电工程问题。课程目标10.4指标点2-2.能够运用数学、自然科学、工程科学的基本原理和方法，建立复杂机电工程问题的模型，并进行问题的表达。课程目标20.4指标点3-1.能够对特定需求的机械产品、零部件、传动与控制、机械制造过程等复杂机电工程问题进行方案设计。课程目标30.2三、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概述：单片机概念及发展过程、种类、发展趋势；SOC的概念，51兼容产品现状；单片机中的数据表示、数制及转换；理解单片机的基本概念；掌握二进制、十进制、十六进制数据表示和相互转换。德育要求：培养学生逻辑思维能力。4讲授式练习式课程目标12单片机硬件结构：单片机的硬件结构及扩展；单片机的时钟与复位；单片机的最小系统。了解单片机内部的硬件资源；理解单片机复位及实现，能够搭建单片机最小系统。德育要求：培养学生逻辑思维能力。6讲授式启发式课程目标13Keil程序开发平台介绍；PROTUES仿真软件介绍；Keil/PROTUES联调。熟悉Keil开发环境；熟悉PROTUES仿真环境；能运用Keil与PROTUES实现联调。德育要求：培养学生逻辑思维能力。4讲授式练习式课程目标1课程目标24C51程序设计：单片机C语言设计方法及优点；C语言程序基本结构，程序控制流程，数组，指针，C51函数；51单片机内部资源在C51中的定义，LED流水灯设计。了解C51程序设计的基本规范；掌握结构化的C51程序设计的一般步骤与方法。德育要求：培养学生逻辑思维能力。6讲授式练习式课程目标15中断系统：中断的概念及处理过程，中断源及优先级；中断相关寄存器及设置；中断函数及其调用。理解中断的相关概念；熟悉中断相关寄存器及其设置方法；掌握中断函数概念及应用；掌握典型中断系统设计及应用。德育要求：培养学生逻辑思维能力。6讲授式练习式课程目标1课程目标26定时/计数器：定时/计数器结构，控制寄存器及设置；常用工作方式1、2；定时/计数器的查询方式与中断方式；定时/计数中断应用设计。了解定时/计数器的硬件结构及工作原理；掌握相关控制寄存器的设置方式；熟悉查询和中断两种工作方式；掌握典型定时/计数系统设计及应用。德育要求：培养学生逻辑思维能力。6讲授式练习式课程目标1课程目标27人机接口：7/8段数码管的结构、原理与应用；动态显示和静态显示原理及应用；各类按键的结构、原理与消抖；独立式键盘和行列式键盘的设计与应用。理解数码管的结构、原理；熟悉常用的锁存驱动芯片；掌握动态和静态显示设计与编程实现；理解按键原理及消抖；掌握键盘的设计及编程实现。德育要求：培养学生逻辑思维能力。10讲授式练习式课程目标1课程目标2课程目标38单片机系统设计方法。能综合运用所学单片机相关知识设计单片机系统，用于实现机电设备的基本控制。德育要求：培养学生逻辑思维能力。6讲授式练习式课程目标3合计48序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1单片机开发板测试必修：熟悉单片机开发板的软硬件平台环境。2验证课程目标12点亮一个LED灯必修：结合单片机I/O口硬件和C51软件编程控制任意指定位置个数LED灯点亮。2验证课程目标13闪烁LED灯控制必修：设计软硬件系统控制指定位置个数LED灯按指定要求闪烁。2验证课程目标14节日流水灯控制必修：设计软硬件系统控制指定位置个数LED灯按指定要求实现流水灯效果。4设计课程目标25数码管静态显示0-9必修：设计软硬件系统控制单个数码管以静态显示方式轮流显示数字0-9。4设计课程目标26数码管动态显示拉幅效果必修：设计软硬件系统控制多个数码管以动态显示方式显示学生学号并要求实现拉幕式效果。6设计课程目标27键控动态显示必修：设计包含数码管和按键的软硬件系统，并要求能用按键控制数码管显示。6综合课程目标38单片机综合系统设计必修：要求学生按指定要求自行设计软硬件系统实现特定功能单片机系统。6综合课程目标3合计32四、课程教学方法采用集中讲授、讨论、仿真、练习等教学方式。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，考核内容主要由课程内训练、课程实验和期末卷面考试组成，均按百分制计分。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课程内训练0400402课程实验0020203期末考试400040课程目标对应分值404020100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程内训练按时完成，90%以上的要求达成。按时完成，70%以上的要求达成。延时完成，60%以上的要求达成。不交和补交，50%以下的要求达成。2.实验考核与评价标准课程实验按时完成，90%以上的要求达成。按时完成，70%以上的要求达成。延时完成，60%以上的要求达成。不交和补交，50%以下的要求达成。3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《手把手教你学51单片机（C语言版）》，宋雪