单片机课程标准

《单片机应用技术》课程标准一、课程概述课程名称单片机应用技术适用对象电子类专业课程编码开课系部电子工程系课程总学时拟制人课程总学分审核人制定/修订日期年月日□制定/□第次修订二、课程性质原来使用的“单片机技术与应用”课程的教学大纲对知识点分解层层深入，便于学生由浅入深地学习相关知识。但是由于原有的教学大纲只对知识点作出了要求，没有对教学方法和教学过程作出要求；只强调了理论知识的学习，没有对学生职业行为能力培养作出要求，所以学生感觉学习过程枯燥乏味，内容深度大，学习难度大。新制定的课程标准继承了原有教学大纲中知识点由浅入深的分解特点，对各个知识点进行重新整合，以项目为驱动带动全部知识的学习。把原来先学后练的教学方法改为了边做边学的学习方法，从而激发学生的学习兴趣，让学生参与到教学中。同时，在新课标中还强调了对学生职业行为能力培养的要求，将知识点的学习与实际工作流程相结合，学生掌握了该知识在实际工作中的应用方法。三、课程目标：知识与技能目标课程总目标是使学生具有单片机系统编程和设计的知识与技能、具备较高的职业素质，具有调试单片机系统程序和设计最小单片机系统的能力，能解决程序调试和系统设计中遇到的问题，能胜任单片机产品调试员、单片机产品技术支持、单片机软件开发师、单片机硬件开发师和单片机设计师等岗位工作。(1)知识要求会对所学知识进行整合，能够根据设计要求独立编写程序，并能在实践工作中熟练进行单片机程序和系统电路的调试；掌握各种接口电路的分析方法和理论知识。(2)技能能熟练进行单片机程序和系统电路的调试，并能独立设计单片机系统电路并能编写相应程序，同时还可以对以单片机为核心的设备进行维护。2、素质目标面向全体学生，注重素质教育、能力与技能培养本课程面向计算机应用技术专业的全体学生，注重专业基础素质教育，激发学生的学习兴趣，提高他们的抽象思维能力，增强他们理论联系实际的能力，培养他们的创新精神。重视知识与技能；过程与方法；情感态度与价值观课程目标的培养。(2)突出学生主体，尊重个体差异本实训在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出以学生为主体的思想，课程实施应成为学生在教师的指导下构建知识、活跃思维、展现个性和拓展视野的过程。(3)注重过程评价，促进学生发展建立能激励学生动手能力发展的评价方法。在课程学习过程中应注重培养和激发学生动手实践的积极性和自信心。(4)开发课程资源，拓展学用渠道本课程要力求合理利用和积极开发课程资源，给学生提供贴近现场实际，能反映新技术、新工艺、新设备的课程资源。通过项目实践，培养爱岗敬业、热情主动的工作态度；养成遵守操作规程，分析工作整洁、有序、爱护仪器设备的良好实验习惯；能认真负责、实事求是、坚持原则、一丝不苟地依据标准进行编程和设计，并在工作实践中能遵守劳动纪律，注意安全，具备良好的敬业精神和协作精神，坚持努力学习，不断提高自身可持续发展的基础理论水平和操作技能，形成良好的职业素养和勤奋工作的基本素质。四、课程设计思路本课程标准通过对知识点的重新分解，将内容分成了六个主题。其中主题一是对单片机系统原理知识的学习，主题六是对知识的总结训练，而其他的四个主题分为学习情境和训练情景两部分。在主题二到主题四中每个学习情境都分为了若干个小项目，几个小项目又可以合为一个项目。内容目标详见附录，其中学习情境设计方案如图所示：五、课程内容学习领域1理论学习学时：职业行动领域：要对一个单片机系统进行分析设计和编写程序，就必须非常熟悉单片机芯片的组成原理，特别是要熟悉其各个外部引脚、内部寄存器和数据区的使用方法。学习目标：(1)了解MCS-51单片机的内部结构、主要功能部件和CPU微处理器的组成、任务分配。注意：单片机上电后程序指针被赋予的初值。(2)了解MCS-51单片机的程序存储器结构，掌握内部数据存储器的空间分配和SFR。注意：程序存储器的编址规律；只访问外程序存储器时，外部引脚的连接要求；上电后堆栈指针被赋予的初值。(3)掌握89C51芯片的外部引脚功能常见的几种复位电路和计算机器周期的方法。注意：准双向并口和真正双向并口的区别和相应并口读数时的编程要求；89C51的复位时间是多少。(4)开发工具的使用工作与学习内容对象（在完成工作的过程中需要操作的设备、编写的文件、程序等）1、掌握常用编程软件的使用。在程序运行期间观察相应存储区和寄存器中数据的变化。2、掌握MCS-51单片机的寻址方式。工具（完成任务需要用到的工具和设备）单片机实验箱、计算机、投影仪方法：实物教学，增强感性认识工作组织理论教学加实践要求了解MCS-51单片机的程序存储器结构，掌握内部数据存储器的空间分配和SFR。掌握89C51芯片的外部引脚功能常见的几种复位电路和计算机器周期的方法。学习领域2单片机最小系统制作学时：职业行动领域：要对单片机的寻址方式和指令系统有所了解，会进行地址分配，整个程序的起始地址要正确；掌握各种程序结构，能够画出系统的流程图。学习目标：（1）熟练掌握MCS-51单片机的寻址方式和指令系统。技能点：要会画出模块的流程图，建立学生的编程思维；分清各个寻址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的访问方式，地址空间，针对89C52芯片多128BytesDATA区的应用，实际应用中256bytesData区的单片机更多)(2)能编写完整的程序。技能点：会进行地址分配，整个程序的起始地址要正确；掌握各种程序结构，能够画出系统的流程图。(3)会应用常见的调试软件进行程序调试。(4)理解机器周期和指令周期。工作与学习内容对象（在完成工作的过程中需要操作的设备、编写的文件、程序等）读懂电路画流程图编写程序工具（完成任务需要用到的工具和设备）单片机实验箱、计算机、投影仪方法：实物教学，增强感性认识工作组织理论教学加实践要求采用移位指令，实现累加器A中数据乘4，寄存器B中数据除以2。会画简单的流程图。会使用软件正确调试程序。学习领域3单片机模拟彩灯设计与制作学时：职业行动领域：要对单片机的寻址方式和指令系统有所了解，会进行地址分配，整个程序的起始地址要正确；掌握各种程序结构，能够画出系统的流程图。学习目标：(1)掌握TMOD和TCON专用寄存器各位的定义与设置。会计算和设置定时/计数器的初值。(2)掌握IE和IP专用寄存器各位的定义与设置。理解中断的工作过程，熟记中断入口地址。技能点：能够正确使用中断方式对定时/计数器进行编程；能够使用中断方式对外部事件中断进行处理；会画流程图，并编写完整的具有中断程序；理解电平触发中断、边沿触发中断的区别及应用；中断的优先级和中断嵌套的应用，中断现场的保护和恢复。工作与学习内容对象（在完成工作的过程中需要操作的设备、编写的文件、程序等）读懂电路画流程图编写程序工具（完成任务需要用到的工具和设备）单片机实验箱、计算机、投影仪方法：实物教学，增强感性认识工作组织理论教学加实践要求掌握定时/计数器的初始化方法；定时器初值与计数器初值的计算与设定。掌握中断源与中断服务程序的入口地址；中断相关寄存器的使用方法；中断工作过程。学习领域4按键切换模式彩灯设计与制作学时：职业行动领域：要对单片机的寻址方式和指令系统有所了解，会进行地址分配，整个程序的起始地址要正确；掌握各种程序结构，能够画出系统的流程图。学习目标：(1)掌握键盘输入的原理。(2)掌握动态显示以及静态显示的要素。技能点：能够正确使用行列式键盘的使用及编程，矩阵式键盘的使用；静、动态显示的特点，以及编程原理。中断的特点与设定。工作与学习内容对象（在完成工作的过程中需要操作的设备、编写的文件、程序等）读懂电路画流程图编写程序工具（完成任务需要用到的工具和设备）单片机实验箱、计算机、投影仪方法：实物教学，增强感性认识工作组织理论教学加实践要求掌握定时/计数器的初始化方法；定时器初值与计数器初值的计算与设定。掌握中断源与中断服务程序的入口地址；中断相关寄存器的使用方法；中断工作过程。学习领域4抢答器设计与实现学时：职业行动领域：要对单片机的寻址方式和指令系统有所了解，会进行地址分配，整个程序的起始地址要正确；掌握各种程序结构，能够画出系统的流程图。学习目标：(1)掌握键盘输入的原理。(2)掌握动态显示以及静态显示的要素。技能点：能够正确使用行列式键盘的使用及编程，矩阵式键盘的使用；静、动态显示的特点，以及编程原理。中断的特点与设定。工作与学习内容对象（在完成工作的过程中需要操作的设备、编写的文件、程序等）读懂电路画流程图编写程序工具（完成任务需要用到的工具和设备）单片机实验箱、计算机、投影仪方法：实物教学，增强感性认识工作组织理论教学加实践要求掌握定时/计数器的初始化方法；定时器初值与计数器初值的计算与设定。掌握中断源与中断服务程序的入口地址；中断相关寄存器的使用方法；中断工作过程。学习领域5数字秒表的设计与制作学时：职业行动领域：要对单片机的寻址方式和指令系统有所了解，会进行地址分配，整个程序的起始地址要正确；掌握各种程序结构，能够画出系统的流程图。学习目标：(1)使用P0、P2口的第二功能，扩展片外数据存储器RAM和片外程序存储器。技能点：能够正确对89C51进行片外RAM和ROM扩展；理解并记住MOVX指令的时序图。(2)对89C51的并口进行扩展技能点：能够正确对89C51的并口进行扩展。(3)人机接口扩展技能点：能够正确地在89C51外连接键盘和显示设备。(4)8位A/D转换芯片与单片机的接口技能点：能够正确选择A/D转换芯片，并实现其与单片机的正确连接。(5)8位D/A转换芯片与单片机的接口(6)掌握C51程序设计方法技能点：能够正确运用单片机C51语言对单片机系统进行编程。工作与学习内容对象（在完成工作的过程中需要操作的设备、编写的文件、程序等）读懂电路画流程图编写程序工具（完成任务需要用到的工具和设备）单片机实验箱、计算机、投影仪方法：实物教学，增强感性认识工作组织理论教学加实践要求掌握A/D转换的方法。掌握D/A转换的方法。掌握正确选择A/D和D/A芯片的方法。六、课程实施建议1、学习情境规划序号学习情境工作任务学时1学习情境1：理论学习任务1了解MCS-51单片机的内部结构、主要功能部件和CPU微处理器的组成、任务分配。2任务2了解MCS-51单片机的程序存储器结构，掌握内部数据存储器的空间分配和SFR。3学习情境2：单片机最小系统制作（单灯闪烁）任务1信号灯的控制14任务2信号灯的控制25任务3信号灯的控制36学习情境3：单片机模拟彩灯设计与制作任务1利用P2口，用单片机内部的定时器采用查询方式，使8个发光二极管呈跑马灯方式闪烁(亮1秒、灭2秒)。7任务2用计数器中断对按键按下的次数计数，作为跑马灯闪烁次数。8任务3用外部中断对正常显示和闪烁次数设定功能进行转换。9学习情境4：按键切换模式彩灯设计与制作任务1利用P1口输出8个发光二极管，P2口输出数码管，P0口8个按键输入，P3口设计一个主持人控制按键10任务2当开始抢答时，每一个按键对应每一个发光二极管，并且数码管显示相应的数字。11任务3当主持人按键没有按下去时，其他按键就不会发生效果。12学习情境5：基于多机通信的8路抢答器设计与制作任务1使用89C51扩展一个片外RAM。13任务2用两位七段数码管显示其温度值。14任务3用4*4的矩阵键盘，设置其温度初值。合计七