汽车单片机与车载网络课程教学大纲

PAGE1PAGE12《汽车单片机与车载网络》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称汽车单片机与车载网络课程编号52课程性质选修课课程类别专业课开课单位车辆工程专业教研室授课学期第2学期学分/学时2/32课内学时32理论授课16上机学时课内实践16实验学时课外学时48适用专业车辆工程、汽车服务工程是否双语否先修课程电工电子、汽车构造、控制工程、汽车电气后续课程汽车电子控制工程、集中实践、毕业设计二、课程简介汽车单片机与车载网络课程是车辆工程专业的专业课，为实践性较强的一门课程。本课程主要对汽车单片机和车载网络的知识进行理论教授及实践验证，培养学生掌握汽车单片机电子控制系统的硬件组成与原理、接口电路、软件编程、车载网络、汽车电控系统设计的基本概念、基本理论和设计方法，初步具备设计和分析汽车单片机系统的工程实践能力，全面其全面考核学生对知识的掌握、运用、分析问题、解决问题能力,使学生具备实践能力、创新能力和新产品设计开发能力。课程基本理论与实践主要支持汽车电气与电子控制系统工程领域，主要应用于汽车电子控制系统的检测、诊断、维修、设计、开发与调试工程。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标课程目标1：汽车单片机系统组成与原理知识目标：了解汽车单片机的特点、发展及应用现状；掌握汽车单片机系统的组成；了解汽车单片机的工作方式；掌握汽车单片机芯片的内部组成及存储器结构；理解中断系统的工作原理；掌握单片机中断系统的组成和应用方法；理解单片机系统扩展技术；掌握单片机系统结构扩展的实现方法；了解车载网络的发展历史；理解车载网络的功能和组成。能力目标：理解汽车单片机时钟电路与时序；能够合理使用输入输出端口及引脚；理解定时器的工作原理；掌握单片机定时器的功能、结构和使用方法；掌握数字/模拟通道扩展技术；能够数字/模拟I/O扩展；掌握CAN数据链路层和应用层的工作原理；对汽车单片机系统的基本概念、接口技术、网络协议、基本理论、基本原理与方法有比较全面和系统的认识与掌握；了解其他车载网络技术原理；能够描述汽车单片机开发系统的一般组成和开发流程。素质目标：培养学生的系统分析和调试能力，培养学生的单片机硬件理解和实际操作能力；培养学生的技术创新和工程实践能力；培养学生的跨学科知识和综合应用能力。课程目标2：汽车单片机系统软件知识目标：了解单片机系统的软件开发工具和开发语言；掌握C语言指令系统和编程方法。能力目标：能够编写单片机程序并编译调试；掌握软件开发工具链的使用方法。素质目标：培养学生的团队合作、克服困难、严谨的工程规范和工程素养，综合解决工程问题的能力。课程目标3：单片机系统设计开发知识目标：掌握单片机的CPU结构、指令系统、中断处理等基本原理和工作机制，熟悉汽车电子系统的基本构成，包括传感器、执行器、控制单元等；理解汽车单片机系统的设计原理，包括硬件选择、软件开发等；掌握汽车电路系统的设计与分析方法；了解汽车行业的标准和法规。能力目标：系统设计与分析能力：能够独立完成汽车单片机系统的硬件设计和软件编程；具备对现有系统进行分析、优化和升级的能力；掌握单片机开发实验操作与调试的硬件软件工具链的使用：能够进行软硬件联调，并解决实际问题；具有一定汽车电子控制系统理论知识、技术手段、逻辑思考、思维范式、软件思维并且具有较强实践能力；具有项目管理与团队合作能力，掌握项目管理的基本流程和方法，能够在团队中发挥作用，进行有效沟通与协作。素质目标：具有创新意识与能力，培养对新技术的敏感性和追踪能力。能够提出创新的设计思路和解决方案；培养严谨的工作态度，养成严谨细致的工作习惯，确保工作质量；具有持续学习与自我提升，具备终身学习的理念，不断更新知识体系，能够自我反思，不断改进工作方法和提升个人能力；培养职业道德与社会责任感，遵守职业道德，保护知识产权，诚实守信；关注社会和环境责任，做到技术进步与可持续发展相结合。培养学生追求真理的理想和献身科学的精神，树立学生现代工程科学观念和思维范式，影响学生科学工程观和辩证唯物主义世界观，培养学生的行业认知和系统思维，激发学生求知热情、探索和创新精神、创业热情，使学生善于思考，乐于创新，勇于实践，技术报国，专业报国。（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1思想政治和德育方面：具有坚定正确的政治方向，了解、拥护党和国家的方针政策，树立科学的人生观、世界观、价值观，具有社会责任感和法律意识。指标点3.1学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；指标点5.1能够合理选择与使用解决复杂车辆工程问题所需的多种仪器设备、信息资源、现代工程工具和信息技术工具3-设计/开发解决方案5-使用现代工具课程目标2思想政治和德育方面：具有坚定正确的政治方向，了解、拥护党和国家的方针政策，树立科学的人生观、世界观、价值观，具有社会责任感和法律意识。指标点3.1学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；指标点3.2能够在综合考虑特定需求和社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的基础上，提出问题的解决方案，在设计环节中能够体现创新意识；指标点5.1能够合理选择与使用解决复杂车辆工程问题所需的多种仪器设备、信息资源、现代工程工具和信息技术工具；3-设计/开发解决方案5-使用现代工具课程目标3思想政治和德育方面：具有坚定正确的政治方向，了解、拥护党和国家的方针政策，树立科学的人生观、世界观、价值观，具有社会责任感和法律意识。指标点3.1学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；指标点3.2能够在综合考虑特定需求和社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的基础上，提出问题的解决方案，在设计环节中能够体现创新意识；指标点3.3能够设计满足特定需求的车辆系统、零部件或制造工艺，并体现创新意识。指标点5.1能够合理选择与使用解决复杂车辆工程问题所需的多种仪器设备、信息资源、现代工程工具和信息技术工具指标点5.2能够开发或应用满足特定需求的现代工具，对车辆工程领域复杂工程问题进行模拟与预测，并能够理解其局限性。3-设计/开发解决方案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）课程基本教学内容第一单元项目1走进单片机的世界-单灯闪烁（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机概念、发展、现状、单片机系统组成、开发工具链、系统开发一般流程。2.重点和难点重点：单片机系统的组成和工作原理；难点：开发工具的实践；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果理解单片机系统的一般组成，初步掌握单片机系统的一般开发流程。5.支撑课程目标知识目标：了解汽车单片机的特点、发展及应用现状；掌握汽车单片机系统的组成。能力目标：能够描述和初步掌握汽车单片机开发系统的一般组成和开发流程素质目标：培养学生的行业认知和系统思维。第二单元项目2数字输出技术-流水灯（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机数字端口的组成原理及应用、开发调试工具、系统开发一般流程。2.重点和难点重点：数字端口的输出技术；难点：开发工具的实践；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果初步掌握单片机系统的一般开发流程，理解单片机数字端口的工作原理和开发方法。5.支撑课程目标知识目标：了解汽车单片机的工作方式；掌握汽车单片机芯片的内部组成及结构。能力目标：理解汽车单片机时钟电路与时序，能够合理使用输入输出端口及引脚。素质目标：培养学生的硬件+软件的理解和实际操作能力。第三单元项目3数字输入技术-全车转向灯（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机数字端口的组成原理及应用、开发调试工具、系统开发一般流程。2.重点和难点重点：数字端口的输入技术；难点：系统开发方法和实践；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果掌握单片机系统的一般开发流程，理解单片机数字端口的工作原理和开发方法。5.支撑课程目标知识目标：了解单片机系统的软件开发工具和开发语言；掌握C语言指令系统和编程方法。能力目标：能够编写单片机分支程序，实现环境的逻辑判断。素质目标：培养学生的编程能力和问题解决能力。第四单元项目4中控台动态显示-倒计时（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机数字端口的组成原理及应用、动态显示技术、硬件电路开发方法、开发调试工具、系统设计与调试。2.重点和难点重点：动态显示技术；难点：硬件电路设计与系统调试；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果掌握单片机系统的一般开发流程，掌握动态显示技术，理解端口资源的高效利用，熟悉系统开发方法。5.支撑课程目标知识目标：掌握单片机系统的软件开发工具、设计、调试方法、硬件设计方法。能力目标：能够编写较复杂的单片机程序和系统调试。素质目标：培养学生的综合解决问题能力、小组协作能力、交流沟通等综合解决问题能力。第五单元项目5中断与定时技术-里程计（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机中断系统和定时器的组成原理及应用、中断技术、定时技术、系统设计与调试方法。2.重点和难点重点：中断技术原理与实践；难点：硬件电路设计与系统调试；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果掌握单片机系统的开发和调试方法，具备中断技术实践能力，具备定时器开发能力，熟悉系统开发方法。5.支撑课程目标知识目标：理解中断系统的工作原理；掌握单片机中断系统的组成和应用方法；理解定时器的工作原理；掌握单片机定时器的功能、结构和使用方法。。能力目标：能够编写较复杂的单片机程序和系统调试。素质目标：培养学生的系统分析和调试能力，培养学生的综合解决问题能力、小组协作能力、交流沟通等综合解决问题能力第六单元项目6DA转化技术-信号发生器（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机模拟通道的扩展方法、DA转换器的组成原理及应用、系统设计与调试方法。2.重点和难点重点：DA转换器原理与实践；难点：系统开发与调试；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果掌握单片机系统的开发和调试方法，具备单片机模拟通道输出的实践能力，熟悉系统开发方法。5.支撑课程目标知识目标：掌握模拟通道DA芯片原理和开发实现方法。能力目标：掌握单片机系统模拟通道输出的扩展技术。素质目标：培养学生的系统分析和调试能力，培养学生的综合解决问题能力、小组协作能力、交流沟通等综合解决问题能力，培养学生的技术创新和工程实践能力。第七单元项目7AD转化技术-温度感知（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机模拟信号输入通道扩展方法、AD转换器的组成原理及应用、系统设计与调试方法。2.重点和难点重点：AD转换器原理与实践；难点：系统开发与调试；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果掌握单片机系统的开发和调试方法，具备单片机模拟通道输入的实践能力，熟悉系统开发方法。5.支撑课程目标知识目标：掌握模拟通道AD芯片原理和开发实现方法。能力目标：掌握单片机系统模拟通道输入的扩展技术。素质目标：培养学生的系统分析和调试能力，培养学生的综合解决问题能力、小组协作能力、交流沟通等综合解决问题能力，培养学生的技术创新和工程实践能力。第八单元项目8车载网络与串口通信（学时数：4学时）1.课程主要内容单片机串口通信原理、协议、、系统设计与调试方法。2.重点和难点重点：串口通信原理与实践；难点：串口通信开发与调试；3.教学方法理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作等4.学生学习预期成果掌握单片机系统的开发和调试方法，具备单片机串口通信的实践能力，熟悉系统开发方法。5.支撑课程目标知识目标：了解车载网络的发展历史；理解车载网络的功能和组成，掌握串口通信原理。能力目标：掌握CAN数据链路层和应用层的工作原理；了解其他车载网络技术原理，掌握串口通信技术。素质目标：培养学生的系统分析和调试能力，培养学生的综合解决问题能力、小组协作能力、交流沟通等综合解决问题能力，培养学生的跨学科知识和综合应用能力。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元项目1走进单片机的世界-单灯闪烁…理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、441：1.5第二单元项目2数字输出技术-流水灯理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、441：1.5第三单元项目3数字输入技术-全车转向灯理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、3、441：1.5第四单元项目4中控台动态显示-倒计时理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、3、441：1.5第五单元项目5中断与定时技术-里程计理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、3、441：1.5第六单元项目6DA转化技术-信号发生器理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、3、441：1.5第七单元项目7AD转化技术-温度感知理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、3、441：1.5第八单元项目8车载网络与串口通信理论讲解、现场演示、项目实践、小组协作课程目标1、2、3、441：1.5合计321：1.5五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程考核考查每一个具体项目的完成情况（每个项目考核标准参考下表），平时成绩为各项目的平均分。成绩构成评分标准或要求学习项目学生自评10%评价自我学习效果和能力提升团队评价10%团队中体现的作用教师评价80%项目成果、实践能力、团队能力、工程系统能力、答辩、文档撰写等其他奖惩（教师酌情加减）抄袭等不端行为、学习积极程度、发现问题、分享、责任感、意志力、学习贡献、竞赛获奖、创新项目等（二）课