《单片机测控技术课程设计》课程教学大纲

《单片机测控技术课程设计》教学大纲课程名称：单片机测控技术课程设计课程编号：F098094732英文名称：CourseDesignofSingleChipMicrocomputerMeasurementandControlTechnology学时：2周 学分：2学分开课学期：第4学期适用专业：应用物理学课程类别：理论课课程性质：选修课程先修课程：大学计算机、电路分析基础、单片机测控技术一、课程的性质及任务《单片机测控技术课程设计》课程是应用物理学专业学生的专业方向与拓展课，通过本课程的学习，使学生能够了解单片机技术在信号测量与外部设备控制中的地位与作用；了解单片机内部的结构组成；能够理解单片机最小系统中基本电路的组成、元件工作原理和最小系统的设计规则；能够掌握单片机方面的基本知识和在本课程领域内分析与处理一些最基本问题的初步能力；使学生理论联系实际，能够综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实践问题。依据河北工程大学应用物理学专业培养计划，本课程需要培养学生的能力是：具有科学的世界观，较系统和完整地掌握物理学的基本理论、基本知识和基本技能以及所需的计算机、电工电子学等方面的基础知识。（毕业要求指标1.1）具有综合应用知识、解决问题的基本能力、实验和工程实践能力、计算机及信息技术应用能力。（毕业要求指标2.3）熟悉科学研究的基本规律，具备基本的科学研究、实验能力，能够利用本专业学习的知识分析和解决本专业领域生产实践中的基本问题。（毕业要求指标2.4）善于与人沟通，具有团队合作精神（毕业要求指标3.5）"CourseDesignofSingleChipMicrocomputerMeasurementandControlTechnology"isaspecializeddirectionandexpansioncourseforstudentsmajoringinAppliedPhysics,andanimportantpartoftheoverallknowledgestructureforcultivatingtalentsinmicrocontrollerapplicationandmicrocontrollermeasurementandcontroltechnology.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthestatusandroleofmicrocontrollertechnologyinsignalmeasurementandexternalequipmentcontrol;understandtheinternalstructurecompositionofthemicrocontroller;beabletounderstandthecompositionofthebasiccircuitsinthemicrocontrollerminimumsystem,theworkingprincipleofthecomponentsandthedesignrulesoftheminimumsystem;beabletomasterthebasicknowledgeofthemicrocontrollerandthepreliminaryabilitytoanalyzeanddealwithsomeofthemostbasicproblemsinthisfieldofstudy;enablestudentstocombinetheorywithpracticeandbeabletocomprehensivelyapplytheknowledgelearned,discover,putforward,analyzeandsolvepracticalproblems.AccordingtothetrainingplanoftheAppliedPhysicsmajorofHebeiUniversityofEngineering,theabilitiesthatthiscourseneedstocultivateforstudentsare:Possessingascientificworldview,systematicallyandcompletelymasteringthebasictheories,knowledgeandskillsofphysicsandthebasicknowledgesuchascomputerandelectricalandelectronicengineeringrequired.(GraduationRequirementIndicator1.1)Havingthebasicabilityofcomprehensiveapplicationofknowledge,problem-solving,experimentalandengineeringpracticeability,computerandinformationtechnologyapplicationability.(GraduationRequirementIndicator2.3)Familiarwiththebasiclawsofscientificresearch,havingbasicscientificresearchandexperimentalabilities,andbeingabletoanalyzeandsolvethebasicproblemsintheproductionpracticeinthefieldofthismajorbyusingtheknowledgelearnedinthismajor.(GraduationRequirementIndicator2.4)Begoodatcommunicatingwithothersandhavethespiritofteamwork(GraduationRequirementIndicator3.5)二、课程目标与要求2.1课程目标掌握单片机软件的使用方法及注意事项，能够运用所学单片机知识选择程序结构、设计程序流程、形成完整的单片机控制程序。能够对所设计的单片机程序进行编译和调试，根据调试结果优化程序参数，使程序设计正确完整。掌握并综合运用所学知识，能够针对所提出的课设问题，选择对应电子元件，在单片机最小系统基础上设计、制作出电路原理图。掌握电路原理图的分析优化方法，能够对所设计的电路原理图进行参数和线路优化，使所设计的电路原理图满足设计题目需求。掌握电路原理图到电路连接仿真的方法，能够将电路原理图转化为电路元件连接，并完整的功能电路。掌握单片机可执行程序与仿真电路之间的支撑关系，是所设计的电路能够在程序控制下正确运行所要达到的设计功能。2.1CourseObjectivesMastertheusagemethodsandprecautionsofthemicrocontrollersoftware,beabletoapplythelearnedmicrocontrollerknowledgetoselectprogramstructures,designprogramflowcharts,andformcompletemicrocontrollercontrolprograms.Beabletocompileanddebugthedesignedmicrocontrollerprogram,optimizetheprogramparametersaccordingtothedebuggingresults,andmaketheprogramdesigncorrectandcomplete.Masterandcomprehensivelyapplythelearnedknowledge,beableto,fortheproposedcoursedesignproblem,selectcorrespondingelectroniccomponents,anddesignandproduceacircuitschematicdiagramonthebasisofthemicrocontrollerminimumsystem.Mastertheanalysisandoptimizationmethodsofthecircuitschematicdiagram,beabletooptimizetheparametersandlineofthedesignedcircuitschematicdiagram,sothatthedesignedcircuitschematicdiagrammeetsthedesignrequirementsofthetopic.Masterthemethodfromthecircuitschematicdiagramtothecircuitconnectionsimulation,beabletotransformthecircuitschematicdiagramintotheconnectionofcircuitcomponents,andformacompletefunctionalcircuit.Masterthesupportingrelationshipbetweenthedesignedcircuitschematicdiagramandtheexecutableprogramofthemicrocontroller,sothatthedesignedcircuitcanoperatecorrectlytoachievethedesignedfunctionunderthecontroloftheprogram.

测控电路课程教学大纲数理学院学院本科课程教学大纲PAGE4PAGE2382.2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求二级指标毕业要求123●1.1 具有科学的世界观，较系统和完整地掌握物理学的基本理论、基本知识和基本技能以及所需的计算机、电工电子学等方面的基础知识。1.应用物理学专业学生具有科学的世界观，掌握物理学的基本理论、基本知识和基本技能以及所需的基础知识●2.3 具有综合应用知识、解决问题的基本能力、实验和工程实践能力、计算机及信息技术应用能力。2.具备一定的独立获取知识的能力、动手能力、实践能力和技术开发能力●2.4熟悉科学研究的基本规律，具备基本的科学研究、实验能力，能够利用本专业学习的知识分析和解决本专业领域生产实践中的基本问题。2.3课程目标与培养环节对应矩阵序号课程目标理论教学课内设计1掌握单片机软件的使用方法及注意事项，能够运用所学单片机知识选择程序结构、设计程序流程、形成完整的单片机控制程序。M2能够对所设计的单片机程序进行编译和调试，根据调试结果优化程序参数，使程序设计正确完整。M3掌握并综合运用所学知识，能够针对所提出的课设问题，选择对应电子元件，在单片机最小系统基础上设计、制作出电路原理图。H4掌握电路原理图的分析优化方法，能够对所设计的电路原理图进行参数和线路优化，使所设计的电路原理图满足设计题目需求。H5掌握电路原理图到电路连接仿真的方法，能够将电路原理图转化为电路元件连接，并完整的功能电路。H6掌握单片机可执行程序与仿真电路之间的支撑关系，是所设计的仿真电路能够在程序控制下正确运行所要达到的设计功能。H注：H表示该能力的在此环节重点培养；M表示该能力在此环节有应用要求；L表示该能力在此环节有所涉及。计算物理课程教学大纲数理科学与工程学院本科教学大纲PAGE2PAGE2522.4目标达成度的评价课程目标1主要通过理论教学环节进行培养，在课设报告要求中有所涉及。主要通过所设计程序的正确性进行考查。目标达成综合以上内容进行评价。课程目标2主要通过理论实例展示、具体原理图设计进行培养，在课设报告要求中有所涉及。主要通过对电路原理图的元件选择和元件关系等相关知识点进行考查。目标达成综合以上内容进行评价。课程目标3主要通过具体设计需求讲解进行培养，在课设报告要求中有所设计。主要通过设计方案的完成程度和设计的合理性进行考查。目标达成综合以上内容进行评价。三、教学方法及手段程序开发软件以课堂讲授和案例演示为主，面向基础知识的准确、扎实掌握，突出对原理的分析、对方法的总结以及理论体系的完整建立；电路图设计过程强调将单片机测控技术的理论特性与工程实现的实际情况紧密联系，面向知识的实际应用；课程设计过程中注重本课程与计算机基础、电路分析基础、单片机测控技术等先修课程的联系，以对信号测量和控制的需求作为本课程知识的应用背景，结合计算机组成及工作原理的相关理论解释本课程的有关概念和原理，基于电路分析的基础知识掌握单片机测控技术的分析、计算与设计。通过实际课设题目的整体完成，进行单片机测控知识的应用与训练。四、课程的基本内容与教学要求第1部分单片机的程序设计软件[目的与要求]：理解单片机程序设计软件的基本知识，了解程序设计软件的功能和界面组成，掌握单片机程序设计软件的使用方法，能够利用程序设计软件进行单片机的程序设计。能够对所设计的单片机程序进行编译和调试，根据调试结果优化程序参数，使程序设计正确完整。[主要内容]：1.1单片机程序设计软件的基础知识1.2单片机程序设计软件的界面组成及每部分功能（支撑课程目标1）1.3单片机程序设计软件的使用方法（支撑课程目标1）1.4单片机程序设计软件的实例演示1.5单片机程序设计软件的程序设计（支撑课程目标1）1.6单片机设计程序的编译（支撑课程目标1）1.7单片机设计程序的调试（支撑课程目标1）1.8单片机设计程序的参数优化（支撑课程目标1）1.8单片机设计程序的正确运行（支撑课程目标1）[重点]：1.程序设计软件的使用方法2.程序原理图的设计[难点]：1.程序结构的选取及设计2．单片机程序设计参数的优化与调整第3章单片机的电路原理图设计[目的与要求]：掌握并综合运用所学知识，能够针对所提出的课设问题，选择对应电子元件，在单片机最小系统基础上设计、制作出电路原理图。掌握电路原理图的分析优化方法，能够对所设计的电路原理图进行参数和线路优化，使所设计的电路原理图满足设计题目需求。[主要内容]：2.1单片机设计中电子元件的选择方法（支撑课程目标2）2.2单片机设计中电路图的整体布局方法（支撑课程目标2）2.3单片机设计中电路原理图的绘制方法（支撑课程目标2）2.4单片机设计中电路原理图的参数优化方法（支撑课程目标3）[重点]：1.电子元件的选择方法2．单片机设计中电路图的整体布局方法3．电路原理图的参数优化方法[难点]：1．单片机设计中电路原理图的绘制方法第3部分单片机电路元件的连接设计[目的与要求]：掌握电路原理图到电路连接仿真的方法，能够将电路原理图转化为电路元件连接，并完整的功能电路。掌握单片机可执行程序与仿真电路之间的支撑关系，是所设计的仿真电路能够在程序控制下正确运行所要达到的设计功能。[主要内容]：31单片机电路的元件性能3.2单片机电路设计中连接方法（支撑课程目标3）3.3单片机电路设计中电路的测试方法（支撑课程目标3）3.4单片机电路设计中电路的功能实现（支撑课程目标3）[重点]：1．电路元件连接方法2．电路连接常见问题分析方法[难点]：1．电路连接常见问题分析方法五、课程学时分配教学课次教学内容教学环节与计划时数教学环节计划时数1单片机软件的使用方法及注意事项，单片机程序结构、设计程序流程、形成完整的单片机控制程序。理论课22单片机程序的编译和调试，调试结果优化程序参数，程序设计的运行理论课43电子元件的选取，单片机最小系统基础上设计、制作电路原理图。设计第1天4电路原理图的分析优化方法，电路原理图的参数和线路优化设计第2、3天5电路原理图到电路连接仿真的方法，电路原理图到电路元件连接，及完整的功能电路设计设计第4、5天6单片机可执行程序与仿真电路之间的支撑关系，所设计电路能够在程序控制下的正确运行设计第6天7单片机软件的使用方法及注意事项，程序结构、设计程序流程、形成完整的单片机控制程序设计第7、