《单片机原理及接口技术课程设计》课程教学大纲

PAGEPAGE8《单片机原理及接口技术课程设计》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称单片机原理及接口技术课程设计课程编号课程性质必修课课程类别集中实践环节开课单位轨道交通信号与控制教研室授课学期第6学期学分/学时1/2周实施方式课程设计适用专业测控技术与仪器是否双语否先修课程C语言程序设计、数字电子技术、单片机原理及接口技术后续课程测控技术与系统、自动控制系统设计、毕业设计二、课程简介单片机原理及接口技术课程设计是测控技术与仪器专业的集中实践环节，是进一步学习后续课程的基础。作为独立的教学环节，通过让学生设计一个中等难度的单片机应用系统，巩固和加深“单片机原理及接口技术”课程中所学的理论知识和实践能力，精通单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实践能力，为以后从事生产和科研工作打下良好的基础。主要内容有：根据设计任务确定合理的设计方案，绘制电路原理图，设计系统应用软件，软件调试与结果分析，撰写课程设计报告等。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1：思政目标通过课程的学习，激发学生求知热情、探索和创新精神，使学生善于思考，勇于实践，让学生意识到国内科技发展的突出实力，增强学生对祖国的自信心、民族自豪感和责任心。同时养成规范操作的职业习惯，具有良好的安全意识、职业道德和敬业精神。课程目标2：知识目标领会和精通单片机的工作原理和内部结构，精通C51语言程序设计的基本方法，领会人机接口的硬件结构与软件编程原理和设计方法，初步具备8051系列单片机应用系统的开发能力。课程目标3：能力目标能够针对具体问题，运用单片机原理及接口技术课程相关知识和逻辑思维，对单片机应用系统进行方案设计，完成单片机应用系统的设计与调试。课程目标4：素质目标能够综合运用单片机的基本原理和系统设计方法，并运用包括技术、资源及系统仿真软件等现代工程工具，设计软硬件，获取信息及对信息进行加工的能力，培养分析、解决实际问题的能力。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标18-具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在测控技术与仪器领域实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；12-具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力；8-职业规范12-终身学习课程目标21-能够将数学、自然科学、工程基础和测控技术与仪器专业知识用于解决测控与技术领域的复杂工程问题；1-工程知识课程目标32-能够应用数学、自然科学和仪器仪表科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析测控技术与仪器专业相关的复杂工程问题，以获得有效结论；3-能够设计针对测控与技术领域的复杂工程问题的解决方案，设计满足工程需要的测控模块、系统或仪器；2-问题分析3-设计/开发解决方案课程目标45-能够针对测控技术与仪器领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对测控技术与仪器领域的复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；5-使用现代工具四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容设计内容一方案的论证1.课程主要内容根据设计题目的要求完成器件的选择、接口的设计，注意查阅所选用器件的参考手册，确定相关参数。2.重点和难点明确设计题目的设计要求，正确领会和精通选用器件的引脚定义、接口电路设计和使用方法。3.实施方式课堂见习。4.学习要求根据课程设计的基本方法，明确单片机设计题目的基本思路和任务要求，并根据设计要求，自己通过查阅资料，给出系统整体结构。5.实践要求（1）实践属性：调查研究型。（2）工作流程：学习单片机设计的基本步骤和方法，正确领会设计内容；复习单片机技术的相关理论，利用网络、图书馆等来查阅资料；讨论并最终确定最佳的设计方案。（3）分组要求：8-10人1组，每组一个题目。（4）实践准备：根据学校要求及专业人才培养方案制定详实可行的设计计划，在设计开始前将设计题目发放给学生。指导教师在设计任务阶段前熟悉课程设计大纲，对所需的相关设备进行检查，确认其完备可用。采用应用性强，实践指导性强，且符合教学大纲要求的教材和指导书。进行课程设计前讲解安全教育，同组中每位学生都有明确的要求。（5）时间安排：1天6.学生学习预期成果精通使用图书馆和在线数据库进行文献检索方法，通过对文献资料的分析和领会，确定相应课程设计题目的最佳设计方案。通过这样的课程培训，学生可以学会高效地查找和运用文献资料，提高研究与设计的能力。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.设计内容二系统硬件电路设计1.课程主要内容设计单片机应用系统硬件逻辑图，根据所学知识，画出所选各芯片、器件的连接线路，包括数据线，地址线和控制信号线等。2.重点和难点硬件电路设计仿真软件的使用方法，所选芯片及其他外设的电路设计。3.实施方式课堂见习。4.学习要求精通硬件设计仿真软件的使用方法，根据系统总体方案，完成硬件电路设计。5.实践要求（1）实践属性：综合训练型。（2）工作流程：学习硬件设计仿真软件界面中各项菜单按钮的使用，正确生成项目文件，根据系统总体设计方案以及所选芯片，对硬件电路合理布局，完成系统硬件电路设计。（3）分组要求：1人1组。（4）实践准备：进行课程设计过程中，对硬件设计仿真软件的基本使用方法、技巧进行讲解说明，同时对每位同学设计过程中出现的问题，穿插辅导。（5）时间安排：3天6.学生学习预期成果精通硬件设计仿真软件的基本使用方法，能够自主设计单片机应用系统硬件电路。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.课程目标4.设计内容三系统软件设计1.课程主要内容设计并完成程序流程图；编写完整源程序。2.重点和难点编程设计软件的使用方法，保证软件流程图的运行逻辑正确，源程序的编译修改。3.实施方式课堂见习。4.学习要求精通编程设计软件的使用方法，结合系统硬件电路，完成系统软件设计。5.实践要求（1）实践属性：综合训练型。（2）工作流程：学习编程设计软件界面中各项菜单按钮的使用，正确生成项目文件，根据编制的软件流程图，正确编写软件，完成系统软件设计。（3）分组要求：1人1组。（4）实践准备：进行课程设计过程中，对编程软件的使用方法、常见编译错误进行讲解说明，同时对每位同学设计过程中出现的问题，穿插辅导。（5）时间安排：3天6.学生学习预期成果精通编程设计软件的基本使用方法，能够自主编写单片机应用系统软件程序。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.课程目标4.设计内容四系统调试与答辩1.课程主要内容软硬件仿真联合调试以实现设计要求，并进行演示与答辩。2.重点和难点软硬件仿真联合调试的操作流程，功能的测试与修改。3.实施方式课堂见习。4.学习要求精通软硬件仿真联合调试的流程，能够对常见的错误信息的进行识别与改正。5.实践要求（1）实践属性：综合训练型。（2）工作流程：检查硬件电路的芯片接线、电路结构错误，对源程序进行编译生成可执行文件，进行软硬件仿真联合调试。通过对各功能的仿真验证，在满足设计要求后，由教师进行检查并进行答辩提问，作相应记录。（3）分组要求：1人1组。（4）实践准备：进行课程设计过程中，对每位同学调试过程中出现的问题，穿插辅导。（5）时间安排：2天6.学生学习预期成果精通软硬件仿真联合调试方法，能够自主对所设计单片机应用系统进行调试。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.课程目标4.设计内容五编写设计说明书1.课程主要内容设计完成后，要求每个同学写出设计说明书。2.重点和难点设计说明书内容的合理撰写、格式规整。3.实施方式课堂见习。4.学习要求设计说明书应包括设计过程、逻辑电路图、程序框图、调试说明、心得体会等内容。5.实践要求（1）实践属性：综合训练型。（2）工作流程：对课程设计文档进行整理，撰写设计说明书。（3）分组要求：1人1组。（4）实践准备：对文档的归集、课程设计说明书的内容和格式要求进行说明。（5）时间安排：1天6.学生学习预期成果对课程设计的设计过程进行回顾，整理设计资料，撰写设计说明书，巩固和加深对单片机原理及接口技术相关知识的综合使用。7.支撑课程目标课程目标1.课程目标2.课程目标3.课程目标4.（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑实践内容实施方式支撑的课程目标学时安排设计内容一方案的论证课堂见习课程目标1、2、31天设计内容二系统硬件电路设计课堂见习课程目标1、2、3、43天设计内容三系统软件设计课堂见习课程目标1、2、3、43天设计内容四系统调试与答辩课堂见习课程目标1、2、3、42天设计内容五编写设计说明书课堂见习课程目标1、2、3、41天合计10天五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则出勤情况及设计过程表现20%出勤情况50共计10次出勤考核，出勤5分/次，缺勤0分/次，总计50分。目标分值=0.5*出勤成绩设计过程表现50考核学生对所制定课程设计任务规划及工作目标的执行情况；独立完成设计任务的能力；提出、分析及解决问题的能力。次数不限，每次15-20分目标分值=0.5*设计过程表现成绩课设答辩20%答辩提问100考核通过口头表达设计思想的能力、系统设计与运行的能力、回答问题的正确性。目标分值=作业平均成绩设计成果60%设计成果67（1）方案分析与论证：主要考核方案的可行性（2）系统设计功能实现控制要求：主要考核设计系统的合理性；完成系统所有控制要求。目标分值=0.67*设计成果成绩设计说明书33考核对整个设计过程进行分析、归纳、总结、整理能力。按课程设计说明书质量进行考核。目标分值=0.33*设计说明书成绩（二）课程考核对课程目标的支撑实践内容考核内容考核方式支撑的课程目标设计内容一方案的论证1.1对所制定课程设计任务规划及工作目标的执行情况；1.2独立完成设计任务的能力；1.3提出、分析及解决问题的能力。课堂考核课程目标1、2、3设计内容二系统硬件电路设计2.1设计应用系统硬件逻辑图2.2连接所选各芯片、器件的硬件电路设计课堂考核课程目标1、2、3、4设计内容三系统软件设计3.1程序流程图合理性3.2源程序编写、编译课堂考核课程目标1、2、3、4设计内容四系统调试与答辩4.1软硬件仿真联合调试4.2系统功能实现的完整度4.3口头表达设计思想的能力、系统设计与运行的能力、回答问题的正确性课堂考核、演示答辩课程目标1、2、3、4设计内容五编写设计说