《单片机原理及应用B》教学大纲

《单片机原理及应用B》教学大纲适用范围：202X版专升本人才培养方案课程代码：06141081课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时，实验0学时）先修课程：电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计等后续课程：无适用专业：医学信息工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明本课程是医学信息工程专业学生的专业必修课。本课程通过学习51单片机的基本知识，并掌握基于单片机的控制系统的基本开发和应用，本课程强调实践环节，侧重系统构成与应用设计突出实践教学，通过对单片机知识的学习，逐步培养学生灵活运用单片机为控制核心解决实际问题的能力。力求通过实践环节，软、硬结合，培养学生初步的单片机系统开发能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：持续践行社会主义核心价值观，具有良好的职业道德、社会公德和劳动观念，能够在工程实践中遵守职业规范，履行责任；课程目标2：掌握单片机基本结构和工作原理；了解常用单片机的接口芯片，学会A/D转换器和D/A转换器等接口芯片的使用方法和注意事项；课程目标3：培养学生能够根据所学知识解决工程问题，设计满足需要的单片机系统，注重设计中的创新意识和实践能力的培养，使学生在设计中体现社会、环境、健康、安全、法律、文化等因素；课程目标4：能够根据本门课程所学知识，自行设计符合实验室要求和工程要求的单片机系统，并能够设计配套的软件；能够使用网络和其他资源查找所需资料，熟练使用单片机编程和仿真软件进行单片机系统分析、计算、设计和验证工作。三、课程目标与毕业要求《单片机原理及应用B》课程教学目标对医学信息工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.3能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，并通过文献研究，证实问题分析的合理性。课程目标1：持续践行社会主义核心价值观，具有良好的职业道德、社会公德和劳动观念，能够在工程实践中遵守职业规范，履行责任。课程目标2：掌握单片机基本结构和工作原理；了解常用单片机的接口芯片，学会A/D转换器和D/A转换器等接口芯片的使用方法和注意事项；H3.设计/开发解决方案3.2能够根据要求对复杂医学信息工程问题给出解决方案，设计开发实现特定功能的设备、仪器和单元（部件）。课程目标1：持续践行社会主义核心价值观，具有良好的职业道德、社会公德和劳动观念，能够在工程实践中遵守职业规范，履行责任。课程目标3：培养学生能够根据所学知识解决工程问题，设计满足需要的单片机系统，注重设计中的创新意识和实践能力的培养，使学生在设计中体现社会、环境、健康、安全、法律、文化等因素；M5.使用现代工具5.2能够开发和利用现代工程工具、信息技术工具对复杂医学信息工程问题进行辅助设计、预测和模拟。课程目标1：持续践行社会主义核心价值观，具有良好的职业道德、社会公德和劳动观念，能够在工程实践中遵守职业规范，履行责任。课程目标4：能够根据本门课程所学知识，自行设计符合实验室要求和工程要求的单片机系统，并能够设计配套的软件；能够使用网络和其他资源查找所需资料，熟练使用单片机编程和仿真软件进行单片机系统分析、计算、设计和验证工作，为后续课程做好准备。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验（实践）(上机)学时对应的课程目标1.认识单片机1.1单片机概述1.2中兴、华为被制裁事件1.351单片机基础知识1.4数制1.5C51编程语言概述教学要求：了解单片机的概念、特点、发展及应用领域；理解数制的表示方法；熟悉并掌握不同数制之间的转换方法。重点：单片机的基本功能和特点。难点：不同数制之间的转换方法。21、2、32.单片机并行口2.1并行I/O端口的特点2.2并行I/O端口的应用实例2.3Keil软件的使用2.4Proteus软件的使用教学要求：了解单片机并行口的结构和特点，掌握并行口使用方法；掌握Keil软件和Proteus软件的使用方法。重点：单片机并行口的结构和特点。难点：仿真软件的使用。41、2、33.单片机中断系统3.1中断相关知识3.2中断应用实例教学要求：了解单片机中断的工作原理，掌握单片机中断的使用方法。重点：中断的原理与使用难点：中断的使用41、2、34.定时计数器的使用4.1定时器/计数器相关知识4.2定时器/计数器应用实例教学要求：了解单片机定时计数器的结构和工作原理，掌握单片机定时计数器的使用方法。重点：定时计数器的工作方式和计数初值的计算。难点：定时计数器的工作方式。61、2、35.双机通信5.1通信基础知识5.251单片机的串行口5.3大国重器与工匠精神5.4RS232串口应用实例教学要求：了解通信的概念和数据传输方式的分类方法，掌握串行通信方式和特点；掌握单片机串行口的工作方式和使用方法。重点：串行口的工作方式和使用方法。难点:串行口的工作方式。41、2、36.人机接口6.1独立按键6.2矩阵式键盘6.3独立按键应用实例6.4矩阵式键盘应用实例6.5数码管相关知识6.6数码管应用实例6.7液晶显示器1602相关知识6.8液晶显示器应用实例教学要求：掌握独立键盘和矩阵键盘的识别、按键的判别和去抖；了解数码管的结构和显示方式，掌握静态和动态显示方法；了解LCD的基本结构和功能，掌握LCD1602的显示方法。重点：按键的识别方法，数码管的动态显示，LCD显示程序的编写。难点:行列翻转法判别按键；LCD显示程序的编写方法。41、2、3、47.单片机系统扩展7.1D/A转换相关知识7.2D/A转换芯片DAC08327.3基于DAC0832的三角波发生器7.4A/D转换相关知识7.5A/D转换芯片ADC08097.6数字电压表实例教学要求：了解ADC和DAC的基本原理、分类和重要指标；学会使用常用的ADC和DAC构成单片机系统。重点：ADC和DAC的使用方法。难点:ADC和DAC的编程方法。41、2、3、48.单片机综合应用8.1总线概论8.2I2C总线基础知识8.3AT24C02的基础知识8.4AT24C02的实例8.5SPI总线基础知识8.6DS1302的基础知识8.7DS1302显示时钟的实例教学要求：通过简易计算器、温度计、光电检测等综合项目的设计，对单片机的整体知识做梳理和查漏补缺。重点：单片机系统设计方法和步骤。难点:单片机系统的调试方法。41、2、3、4合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式教学和案例教学等，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识；并提供灵活的自主学习平台。六、课程资源1.推荐教材：陈海宴，《51单片机原理及应用——基于KeilC与Proteus(第3版)》，北京航空航天大学出版社，2017.62.参考书：（1）张毅刚.单片机原理及接口技术（C51编程）（第二版）[M].人民邮电出版社.2016.6.（2）李朝青.单片机原理及接口技术（第五版）[M].北京航空航天大学出版社.2017.6.（3）朱文忠.单片机原理与应用技术（第一版）[M].电子工业出版社.2017.6.3.期刊：（1）电子技术应用[J].华北计算机系统工程研究所.北京（2）仪表技术与传感器[J].沈阳仪表院.沈阳（3）单片机与嵌入式系统应用[J].北京航空航天大学.北京（4）MicroprocessorsandMicrosystems[J].Elsevier（5）IEEEIndustrialElectronicsMagazine[J].IEEE4.网络资源：（1）单片机原理与应用（哈尔滨工业大学）：中国大学MOOC，/course/HIT-353001?from=searchPage（2）单片机原理及应用（北京交通大学）：中国大学MOOC，/course/NJTU-1001729006?from=searchPage七、课程考核对课程目标的支撑表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标1234过程性考核课堂表现15（1）根据课堂出勤情况和课堂回答及学习通参与讨论问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√√3534作业20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。√√√√5465阶段测试或小论文15安排在课程2/3的时候进行，主要考核学生对本课程部分知识掌握程度，满分100分；（2）小论文安排在学期2/3左右的时间，要求根据本课程学习的知识进行资料查找并写出一篇比少于3000字的调研论文；（3）以阶段成绩或调研论文成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√√3543期末考核50（1）以大作业形式进行考核，以考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核单片机的基本知识，其中包括单片机内部结构的功能和使用方法，单片机系统的构成方式，人机接口以及单片机系统的扩展等知识。√√√√10201010合计：100分21342322课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核和过程性考核成绩组成。其中：期末考核成绩为100分（权重50%），主要考核单片机的基本知识，其中包括单片机内部结构的功能和使用方法，单片机系统的构成方式，人机接口以及单片机系统的扩展等知识；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重50%）。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现30笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。作业40作业完整，思路清晰，准确率大于90%。作业完整，准确率大于80%。不交作业2次以内，准确率大于70%.不交作业4次以内，准确率大于60%.不交作业5次以上，准确率小于60%。阶段测试或小论文30阶段测试全部正确，回答问题完整、正确。小论文