《汽车单片机与车载网络》2024年课程标准（含课程思政设计）

《汽车单片机与车载网络》2024年课程标准（含课程思政设计）一、课程基本情况课程代码07102107课程名称汽车单片机与车载网络总学时48学分3考核方式考查课程类别□公共课程☑专业课程□实践课程□创新创业课程适用专业新能源汽车工程技术二、课程定位（一）课程简介本课程是新能源汽车工程技术专业的一门专业基础课，通过本课程的学习学生能认知MCS—51单片机技术的特点、现状和未来发展趋势，认知车载网络的发展历史以及有关通信与网络技术的基础知识；理解单片机、CAN总线系统的工作原理；熟悉MCS—51单片机芯片的基本功能和在汽车上应用实例；熟悉LIN、MOST、VAN等其他车载网络技术；能正确操作、使用单片机开发系统；能说明常用指令、寻址方式、接口的特点及用途；初步具备单片机应用系统的硬件及软件设计、调试、检测、维修的能力，为以后学习汽车电子电路控制系统、汽车诊断与检测技术打下坚实的理论基础，本课程不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。（二）课程类型理论课，理论32学时，实践16学时。（三）课程地位《汽车单片机与车载网络》在第5个学期开设，其前导课程为《汽车发动机技术》、《汽车底盘技术》、《汽车电工电子学》、《汽车电器技术》、《C语言》，本课程与《新能源汽车驱动电机及控制》《汽车理论》、《发动机原理》同步学习，其后续课程是《新能源汽车整车电子控制技术》、《汽车检测与诊断技术》、《汽车控制理论》、《智能网络汽车技术》。通过本课程的学习，培养学生工业控制的基本思想和单片机产品开发调试的应用能力，以及形成良好的职业能力。可以将前修课程的能力进行运用和深化，也为今后在职业岗位上从事汽车零配件等电子产品设计开发、安装、运行、维护、检修等工作打下坚实的基础。（四）课程作用通过完成若干个项目的学习，让学生了解单片机的结构原理、中断系统、定时/计数器、串行通信等相关知识，能熟悉使用单片机的模拟软件Proteus进行仿真实验并使用Keil软件进行单片机C语言程序的编写、编译、调试，生成hex文件，并将hex文件固化到单片机中，最终能够独立构建单片机硬件电路实现相应的功能。使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，学会单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，了解单片机在汽车技术领域的应用，理解网络通信结构和协议，掌握网络通信的原理，掌握基本的故障分析和处理办法，为从事汽车零配件等电子产品的生产与研发企业培养具有单片机应用产品设计、开发、分析、调试、检测和维护的实践型人才。三、课程目标（一）素质目标：（1）具备坚定的政治信念，要德智体美劳全面发展；（2）具有良好的职业道德、科学严谨的工作态度；（3）具备诚实守信、爱岗敬业的品质，具有社会责任心；（4）形成安全生产、爱护设备、保护环境与节能意识；（5）具有勇于创新、与时俱进的工作作风、良好的沟通能力；（6）具备良好的社会适应性，自主学习能力；（7）具备团队协作意识，具备严谨务实的工作作风。（二）知识目标：（1）掌握51单片机的结构和工作原理；（2）熟练使用仿真开发工具、单片机开发系统的搭建与使用；（3）掌握MCS—51单片机的中断、定时器/计数器、串行口等功能及应用；（4）掌握简单的单片机应用系统设计制作；（5）掌握运用C语言进行单片机程序的编写与调试；（6）掌握网络通信的原理；（7）掌握基本的故障分析和处理办法。（三）能力目标：（1）通过本课程学习能独立设计和制作简单的单片机应用系统（软件和硬件），以适应电子产品辅助开发岗位。（2）能运用本课程知识技能维修单片机应用设备和产品，以适应电子产品生产的安装、检测维修、售后服务等岗位。（3）具备进一步自学拓展相关知识的能力，如自学应用汽车电控单元的能力，以适应汽车零配件调试、机电维修、培训师等岗位。四、课程设计（一）课程设计理念该课程着眼于学生的终身学习与可持续性发展，关注学生素质，关注学生职业岗位能力的培养。该课程是依据《国家职业技能标准——汽车装调工》、《国家职业技术技能标准——智能制造工程技术人员》和《国家职业技能标准——机动车检测工》中对基础知识的要求设置的，面向汽车制造企业生产管理、工程技术、零配件装配调试、售后维修等岗位。（二）课程设计思路（1）在教学主线和内容上实现工学结合：以单片机应用产品研发、生产过程为主线开展教学，将单片机应用产品、开发工具等作为课程重要内容全面引进课程。（2）实行仿真教学，将仿真技术作为内容充实和扩展教学内容，形成了“理论教学、仿真实践教学、实训教学”三个模块的课程内容体系。（3）以仿真技术为手段提高教学成效。“信息技术对教育发展具革命性影响”，“充分利用现代信息技术”，建立虚拟仿真实验（训）室，“促进教育内容、教学手段和方法现代化”。（4）提出并实施“理论教学、仿真教学、实验（训）教学有机融合”、“教、学、做一体化”、“项目驱动”三结合的新型课程教学模式。按以上的设计思路，将岗位工作内容与本课程知识体系有机整合，课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，以“必需”、“够用”为度，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。项目设计遵循从简单到复杂，从单一到综合的循序渐进的学习过程。教学过程中要充分开发学习资源，给学生提供丰富的实践机会。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。创建了“单片机知识概述、80C51单片机的硬件结构与最小系统、单片机系统开发软件的使用、C51程序设计语言基础、80C51单片机并行I/O端口及应用、单片机中断系统与按键控制、单片机定时/计数器与数码显示控制、单片机串行通信控制”等8个学习情境。（三）课程思政设计结合发达国家对我国高端芯片实施的垄断、技术封锁等时政热点，组织学生讨论芯片产业对国民经济的重要意义；梳理我国芯片发展的历程、现状以及国家对芯片产业的支持政策，提升学生的爱国热情，加强学生的道路自信、理论自信、制度自信、文化自信；关注疫情防控、抢险救灾等时事热点，增强学生“四个意识”，让学生从根本上认识到“两个维护”的重大意义。五、教学内容组织与安排序号学习情境/项目/任务子情境/子项目/子任务建议学时1单片机知识概述1.1单片机概述11.2单片机在汽车上的应用1280C51单片机的硬件结构与最小系统2.1单片机硬件结构22.2单片机时钟电路与复位电路22.2点亮汽车上的单个信号灯（实践）23单片机系统开发软件的使用3.1单片机的操作环境（实践）4480C51单片机并行I/O端口及应用4.1单片机并行I/O端口24.2单片机控制汽车转向灯24.3单片机控制汽车转向灯仿真（实践）25单片机中断系统与按键控制5.1单片机中断系统25.2单片机控制汽车信号灯的循环点亮25.3汽车信号灯的循环点亮（实践）26单片机定时/计数器与数码显示控制6.1单片机定时/计数器26.2数码管广告牌设计26.3数码管广告牌设计（实践）27单片机串行通信控制7.1单片机串行通信控制及应用27.2单片机串行通信控制及应用（实践）28车载网络概述8.1车载网络发展历史28.2车载网络的分类及网络协议28.3网络基础知识29常用车载网络系统9.1CAN总线69.2其他车载网络2学习情境/项目/任务一：单片机知识概述名称单片机知识概述学时2学习目标1.了解单片机使用的数制及编码方式；2.了解单片机的相关名词概念；3.解单片机的类型、应用领域及当前主流单片机型号学习内容单片机概述、单片机在汽车上的应用教学重点数制间的转换、数的表示及十进制代码的BCD编码、单片机的定义及应用教学难点单片机的定义及应用教学方法、手段讲授法、讨论法教学实施实施过程工作任务教学组织设计列举单片机的基础知识、主流型号班级授课实施理论教学班级授课成果/作业2个作业使用工具多媒体教学场所教室学习情境/项目/任务二：80C51单片机的硬件结构与最小系统名称单片机的硬件结构与最小系统学时6学习目标1.熟悉单片机电路各个引脚的功能及内部构成；2.理解单片机的CPU和存储器组织；3.掌握单片机最小系统的组成学习内容单片机硬件结构、时钟电路与复位电路教学重点单片机电路各个引脚的功能及内部构成、单片机的CPU和存储器组织、最小系统的电路图教学难点理解单片机的CPU和存储器结构教学方法、手段讲授法、讨论法、仿真教学法教学实施实施过程工作任务教学组织设计点亮汽车上的单个信号灯班级授课实施任务驱动、仿真教学班级授课、分组教学成果/作业点亮汽车上的单个信号灯控制电路实践教学使用工具多媒体教学场所教室、机房学习情境/项目/任务三：单片机系统开发软件的使用名称单片机系统开发软件的使用学时4学习目标1.掌握编译软件的使用方法2.掌握单片机虚拟仿真软件的使用方法学习内容单片机的操作环境教学重点编译软件的使用方法、单片机虚拟仿真软件的使用方法教学难点编译软件的使用方法教学方法、手段讲授法、讨论法、仿真教学法教学实施实施过程工作任务教学组织设计点亮汽车上的单个信号灯仿真实验班级授课实施任务驱动、仿真教学班级授课、分组教学成果/作业仿真控制电路、编译文件仿真教学使用工具多媒体教学场所机房学习情境/项目/任务四：80C51单片机并行I/O端口及应用名称80C51单片机并行I/O端口及应用学时6学习目标1.掌握单片机I/O端口的工作方法2.掌握发光二极管限流电阻的计算方法3.掌握C51简单应用程序的编写方法学习内容单片机并行I/O端口、单片机控制汽车转向灯教学重点单片机I/O端口的工作方法、C51简单应用程序的编写方法教学难点计算发光二极管限流电阻、编写应用程序教学方法、手段讲授法、讨论法、仿真教学法教学实施实施过程工作任务教学组织设计单片机控制汽车转向灯班级授课实施任务驱动、仿真教学班级授课、分组教学成果/作业单片机控制汽车转向灯控制电路、仿真电路、控制程序实践教学使用工具多媒体教学场所教室、机房学习情境/项目/任务五：单片机中断系统与按键控制名称单片机中断系统与按键控制学时6学习目标1.了解中断相关名词概念、按键的识别与消抖2.理解中断系统及管理3.掌握外部中断的设置和使用方法学习内容单片机中断系统、单片机控制汽车信号灯的循环点亮教学重点中断系统及管理、外部中断的设置和使用方法教学难点外部中断的设置和使用方法教学方法、手段讲授法、讨论法、仿真教学法教学实施实施过程工作任务教学组织设计单片机控制汽车信号灯的循环点亮班级授课实施任务驱动、仿真教学班级授课、分组教学成果/作业单片机控制汽车信号灯的循环点亮仿真电路、控制程序实践教学使用工具多媒体教学场所教室、机房学习情境/项目/任务六：单片机定时/计数器与数码显示控制名称单片机定时/计数器与数码显示控制学时6学习目标1.理解定时/计数器的工作原理和数码管的显示原理2.掌握定时/计数器的工作方式、寄存器设置和使用方法学习内容单片机定时/计数器、数码管广告牌设计教学重点定时/计数器的工作原理和数码管的显示原理教学难点定时/计数器的工作方式、寄存器设置和使用方法教学方法、手段讲授法、讨论法、仿真教学法教学实施实施过程工作任务教学组织设计数码管广告牌设计班级授课实施任务驱动、仿真教学班级授课、分组教学成果/作业数码管广告牌设计仿真电路、控制程序实践教学使用工具多媒体教学场所教室、机房学习情境/项目/任务七：单片机串行通信控制名称单片机串行通信控制学时4学习目标1.了解串行通信基础知识2.掌握串行通信寄存器的设置学习内容单片机串行通信控制及应用教学重点串行通信基础知识、串行通信寄存器的设置教学难点串行通信寄存器的设置教学方法、手段讲授法、讨论法、仿真教学法教学实施实施过程工作任务教学组织设计单片机双机通信班级授课实施任务驱动、仿真教学班级授课、分组教学成果/作业单片机双机通信仿真电路实践教学使用工具多媒体教学场所教室、机房学习情境/项目/任务八：车载网络概述名称车载网络概述学时6学习目标1.了解车载网络历史及现状2.掌握车载网络的分类及协议3.掌握网络基础知识学习内容车载网络发展历史、分类及协议、网络基础知识教学重点车载网络的分类及协议、网络基础知识教学难点网络基础知识教学方法、手段讲授法、讨论法、实践教学法教学实施实施过程工作任务教学组织设计车载网络认识班级授课实施任务驱动、实践教学班级授课、分组教学成果/作业典型车型车载网络结构图实践教学使用工具多媒体、实车、故障诊断仪教学场所教室、实训室学习情境/项目/任务九：常用车载网络系统名称常用车载网络系统学时8学习目标1.掌握CAN的基础知识2.了解FlexRay、MOST、LIN、以太网的基本结构学习内容控制器局域网简介，CAN的基本特点，典型车型的CAN应用，FlexRay、MOST、LIN、以太网的基本结构。教学重点CAN的基础知识、各车载网络的对比教学难点控制器局域网简介，CAN的基本特点教学方法、手段讲授法、讨论法、实践教学法教学实施过程工作任务教学组织实施设计典型车型的车载网络班级授课实施任务驱动、实践教学班级授课、分组教学成果/作业典型车型各车载网络的对比分析实践教学使用工具多媒体、实车、故障诊断仪教学场所教室、实训室六、教学评价、考核要求（