《單片機技術應用》課程標準《單片機應用技術》課程標準1.課程概述1.1課程性質本課程是機電一體化專業的專業核心課程，旨在讓學生掌握以MCS-51系列為主的單片機的基本結構、指令系統、存儲系統及輸入輸出接口電路、中斷系統、系統擴展等方面知識，了解單片機的組成和工作原理，并具備一定的匯編語言程序設計能力。同時，本課程也旨在培養學生觀察和分析問題、團隊協助、溝通表達等能力和綜合素質。1.2課程定位本課程是機電一體化專業的專業核心課程，是一門理論與實踐緊密結合、實踐性很強的學科基礎課程。通過將課堂教學、實驗教學、單片機綜合實驗設計和畢業設計、電子競賽有機地結合一體，提高學生的單片機技術理論與應用實踐應用能力。1.2.1本課程在專業人才培養過程中的地位及作用本課程以模塊化教學為基點，學習情境按照難易程度依次遞進的思路設計。通過該系列項目的學習和反復訓練，學生不僅能夠掌握51系列單片機的匯編語言編寫能力和小型產品設計能力，還能夠全面培養其職業規范、職業道德和紀律等綜合素質，通過學習的過程掌握工作崗位需要的各項技能和相關專業知識。1.2.2與其他課程的關系(1)與前導課程的聯系：學生在學習本課程前，應具備基本模擬電路、數字電路的分析與設計基礎，對計算機應用系統應具有一定的了解。通過本課程的學習，要求熟練掌握典型單片機系統的設計方法，能利用C51單片機組成實際系統，具備硬件和軟件編程能力。(2)與后續課程的聯系：本課程的學習將使學生掌握51系列單片機的匯編語言編寫能力和小型產品設計能力，為后續獨立分析和設計單片機測控系統打下基礎。2.課程目標通過本學習領域的學習，培養學生以下目標：2.1知識目標：(1)熟悉常用的單元電路及其功能。(2)掌握keilC51軟件和proteus軟件的相關知識，熟知常用命令的功能。(3)掌握設計流程。(4)掌握典型應用程序的編制方法。2.2技能目標：(1)培養學生識讀單片機相關的硬件電路圖以及匯編語言。(2)能設計單片機簡單音調發生器器、交通燈控制系統、存儲器擴展等電路。(3)能設計端口擴展等外圍電路。(4)能設計滿足需求的單片機選型。(5)能進行開發板選型。(6)能利用開發板設計電子產品。(7)能根據需求設計程序流程圖。(8)能識讀單片機相關的程序代碼。9.我能使用KeilC51和Proteus集成開發環境編寫、編譯、調試源程序，并設計繪制硬件電路圖。我還能使用仿真器對單片機系統進行仿真設計。10.我能熟練運用KeilC51和Proteus集成開發環境，編寫、編譯、調試源程序，并設計繪制硬件電路圖。同時，我還能使用仿真器對單片機系統進行仿真設計。11.我能夠編寫經典算法，并學會優化算法的相關技巧。2.3情感與態度目標：1.我將培養樂于思考、敢于實踐、做事認真的工作作風。2.我將培養好學、嚴謹、謙虛的學習態度。3.我將培養健康向上、不畏難、不怕苦的工作態度。4.我將培養良好的職業道德和職業紀律。5.我將培養遵循嚴格的安全、質量、標準等規范的意識。6.我將培養自我檢查、自我學習、自我促進、自我發展的能力。7.我將培養善于溝通交流和團隊協助的能力。8.我將培養敢于創新、敢于發現的能力。9.我將培養項目管理應用的能力。3.課程內容與要求、參考學時、教學方法建議：本課程包含六個學習項目，每個項目包含的主要教學知識點、分配課時以及學生應具備的能力如下：項目名稱：信號燈控制系統的設計相關支撐知識：1.認識Keil和Proteus軟件2.P1口亮燈的硬件電路原理3.P1口八燈變幻閃爍所需的指令4.利用傳送指令、調用指令、返回指令、跳轉指令等編寫實際的單片機程序5.軟件仿真調試及程序固化能力訓練：1.理解P1口亮燈工作原理2.掌握P1口八燈變幻閃爍所需的指令3.會用傳送指令、調用指令、返回指令、跳轉指令及循環指令編程實現亮燈的變幻閃爍4.掌握軟件仿真調試及程序固化的方法5.掌握Keil和Proteus的聯調實施方法：1.多媒體演示2.師生互動、提問引導3.動手實驗、巡回指導4.結果說明與分析項目名稱：音調發生器系統的設計相關支撐知識：1.認識單片機的開發系統2.認識子程序及調用3.51系列單片機的指令系統4.算術運算、邏輯運算、控制轉移指令5.偽指令的功能與意義6.尋址方式的特點與尋址范圍能力訓練：1.掌握硬件電路檢測的方法2.掌握軟件的調試方法3.掌握軟件的聯調實施方法：1.多媒體演示2.師生互動、提問引導3.動手實驗、巡回指導4.結果說明與分析項目名稱：搶答器系統的設計相關支撐知識：1.KeilC51數據傳送2.程序循環3.子程序及調用能力訓練：1.掌握搶答器的實現方法實施方法：1.多媒體演示2.師生互動、提問引導3.動手實驗、巡回指導4.結果說明與分析（以上內容經過修改，已符合語言表達規范。）1.移位操作指令的功能移位操作指令是單片機中的一種基本指令，它可以將二進制數據向左或向右移動一定的位數。這種指令在編寫程序時非常常見，因為它可以用來進行數據的處理和轉換。2.搶答器的設計搶答器是一種常見的電子競賽設備，它可以用來測試參賽者的反應速度和知識水平。在設計搶答器時，需要考慮到交通燈控制系統的特點，選擇合適的51系列單片機程序結構，并畫出程序流程圖。同時，還需要掌握順序結構、循環結構、分支結構和子程序的編寫方法，以及編寫延時程序和理解子程序調用過程中的參數傳遞、保護現場和恢復現場等內容。3.5秒表的設計5秒表是一種常見的計時器設備，它可以用來測量時間。在設計5秒表時，需要了解單片機定時/計數器的結構和原理，掌握定時/計數器控制寄存器TCON和工作方式寄存器TMOD的設置方法，以及定時/計數器的四種工作方式。同時，還需要學會定時/計數器初值的計算方法，掌握定時/計數器應用程序的編制方法，以及利用單片機實現N進制計數器的功能。4.溫度控制溫度控制是一種常見的自動控制系統，它可以用來控制溫度的變化。在設計溫度控制系統時，需要了解數字溫度傳感器的介紹，掌握單片機程序存儲器和并行I/O口的擴展方法，以及熟悉常用的擴展程序存儲器、數據存儲器、8155和8255模塊的引腳功能和控制字。同時，還需要掌握8155和8255的編程方法，以及利用仿真軟件Proteus進行數字溫度計的硬件及軟件仿真調試的技巧。5.課程實施建議為了保證課程實施的效果，需要具備適當的實訓條件和師資條件。實訓條件包括理實一體化實訓室、視頻錄像、投影設備和相關儀器儀表等，師資條件包括具備模擬電子電路、數字電子電路基本知識，單片機技術應用、外部接口擴展等專業知識，熟練使用匯編語言進行程序設計，以及設計基于項目為導向教學方法的應用能力。在課程實施過程中，可以采用多媒體演示、師生互動、提問引導、動手實驗、巡回指導等教學方法，以及綜合分析調試中出現的問題并進行解決直到系統正常工作的技能訓練。5.1合格標準為達到課程合格標準，學生需要滿足以下條件：1）曠課不超過##節；2）平時成績不低于20分；3）總分大于或等于60分；4）沒有不誠信行為。5.2成績構成課程成績由以下項目構成：項目1：信號燈控制系統的設計項目2：交通燈控制系統的設計項目3：系統的設計項目4：音調發生器的設計項目5：搶答器的設計項目6：數字溫度計的設計每個項目的分數比值如下：項目1：15%項目2：100%項目3：19%項目4：19%項目5：23%項目6：12%合計：188%5.3考核內容學生的考核將從學習態度、知識與技能、綜合素質表現三個方面進行評估。5.4考核方案每個項目的考核內容、標準與方式將在相應的考核表中列出。以下是項目1的考核表：項目1：信號燈控制系統的設計的考核方式與考核標準表考核點及占項目分值比：1．根據引導文通過資訊制訂總體設計方案（20%）考核方式：教師評價+互評考核標準：-能搜索資料，了解單片機最小系統的設計，LED發光二極管參數，能提供選擇器件依據；-最小系統原理圖格式符合標準，程序書寫規范，無錯誤；-解單片機最小系統的設計，LED發光二極管參數，能提供選擇器件依據；-程序無錯誤，電路圖設計精美，有創新；-評價標準為良及格；-成績比例為12%。2．詳細設計方案（15%）考核方式：教師評價+互評考核標準：-能搜索資料，了解單片機最小系統的設計，LED發光二極管參數，能提供選擇器件依據；-最小系統原理圖基本正確但參數不詳，軟件流程無明顯錯誤，并根據流程編制了程序；-電路圖設計正確；-評價標準為良及格；-成績比例為15%。3．操作實施（30%）考核方式：教師評價+自評考核標準：-會正確使用KEILC軟件上機調試，會正確使用下載軟件，很好完成了引導文要求的項目；-會正確使用KEILC軟件上機調試，會正確使用下載軟件，基本完成了引導文要求的項目；-會正確使用KEILC軟件上機調試，會正確使用下載軟件；-評價標準為良及格；-成績比例為30%。4．項目總結報告（10%）考核方式：教師評價考核標準：-內容完整，有詳細過程記錄和分析，并能提出一些新的建議；-評價標準為良及格；-成績比例為10%。5．項目公共考核點（25%）考核方式：教師評價考核標準：-格式符合標準，內容完整，有詳細過程記錄和分析；-評價標準為良及格；-成績比例為25%。項目2：音調發生器的設計的考核方式與考核標準表考核點及占項目分值比：1．根據引導文通過資訊制定總體設計方案（15%）文單片機進行軟件仿真調試，成功完成計時和顯示功能。能合理增加調試語句進行調試。考核方式為教師評價和互評，占項目分值比例為15%。優秀的項目方案可實施，細節詳細無缺陷，并有一定創新點。良好的項目方案可實施，細節詳細無明顯缺陷。及格的項目方案基本可實施，但細節不詳或有一定缺陷。項目總評價標準為格式符合標準，內容完整，有一定過程記錄和分析，并能提出一些新的建議。在項目公共考核點方面，搶答器的設計考核方式與考核標準表包括根據引導文通過資訊制定總體設計方案和詳細設計方案。在操作實施方面，需要繪制合理規范的原理圖，滿足項目功能所需硬件要求，軟件流程無錯誤，并根據流程用C語言編制完整程序。同時需要進行電路繪制，熟練應用KeilC對單片機進行軟件仿真調試，成功完成計時和顯示功能，能合理增加調試語句進行調試。：在本項目中，學生將學習信號燈控制系統的設計。在學習過程中，他們需要了解單片機的內部結構、組成和工作原理，掌握單片機I/O口及應用、單片機最小系統硬件設計，單片機常用開發工具和軟件使用。教師將通過以下步驟來指導學生完成這個項目：1.使用AT89C51芯片P1口外接LED發光二極管制作單片機最小系統。2.利用KEIL-C軟件編寫控制程序，控制LED閃爍。3.熟悉單片機工作原理與應用技術、熟悉單片機軟硬件系統設計、熟悉單片機軟硬件系統調試方法、單片機系統故障分析與排除方法、常用儀器儀表使用方法及KEIL-C軟件和下載軟件使用方法。4.學生需要具備簡單電路分析能力、電子電路分析與應用基礎知識。在教學過程中，教師將使用教材實驗指導書和電腦軟件作為教學材料，并引導學生完成項目任務。學生需要在教師的指導下，熟悉電路繪制并能熟練使用KEIL-C環境進行上機調試。程序算法需要有新意，占用資源少，能合理增加調試語句進行調試。在項目總結報告中，學生需要撰寫格式符合標準、內容完整、有詳細過程記錄和分析，并能提出一些新的建議。在項目公共考核點方面，學生需要展現良好的工作與職業操守、團隊合作精神和交流與表達能力。最終，教師將根據學生的表現進行評價，學生也需要進行自我評價。LED燈亮起，其他人的LED燈則熄滅。完成搶答器的設計與制作，掌握單片機系統的硬件設計和軟件編程技術。項目任務教師下發搶答器的設計任務書，指導學生學習相關知識和技術。1．認知、資訊學生了解單片機系統的硬件設計和軟件編程技術，了解KeilC51指令系統和偽指令的功能，掌握正確書寫指令和判斷指令正確性的方法。教師解答學生提出的問題，幫助學生掌握相關知識和技術。2．計劃與實施學生小組討論制定總體設計和制作方案，包括整體設計方案、列出主要元件清單、實現方法等，通過教師檢查和各組評議確定方案是否可行。學生完成搶答器的硬件設計和制作，編寫控制LED燈亮滅的程序并進行調試，下載程序到硬件，實施軟件、硬件連調，完成項目要求功能。3．檢查與評估學生檢查搶答器的設計制作是否符合要求，并對設計制作過程進行評估，通過分組演示和介紹，由教師和其他組打分。教學方法建議講授法、討論法、演示法、自學法、4MAT。教學過程教師下發搶答器的設計任務書，指導學生學習相關知識和技術，包括KeilC51指令系統和偽指令的功能，正確書寫指令和判斷指令正確性的方法等。學生小組討論制定總體設計和制作方案，包括整體設計方案、列出主要元件清單、實現方法等，通過教師檢查和各組評議確定方案是否可行。學生完成搶答器的硬件設計和制作，編寫控制LED燈亮滅的程序并進行調試，下載程序到硬件，實施軟件、硬件連調，完成項目要求功能。學生檢查搶答器的設計制作是否符合要求，并對設計制作過程進行評估，通過分組演示和介紹，由教師和其他組打分。體設計方案、實現方法等，通過教師檢查和各組評議確定方案是否可行；學生進行詳細設計制作方案，列出開發制作工具、儀器儀表準備清單等；學生檢查項目功能實現是否符合要求，并對項目進行評估，通過分組演示和介紹，由老師和其他同學進行交互檢查和評估。交通燈控制系統的設計要求每個街口有左拐、右拐、直行以及行人四種指示燈，每個燈有紅綠兩種顏色，自行車與汽車共用左拐、右拐和直行燈。共有四種通行方式，選擇其中一種實現控制。教師需要熟悉順序結構、循環結構、分支結構以及子程序的特點和編寫方法，學會編寫延時程序，理解子程序的調用過程。學生需要具備簡單電路分析能力、程序與電路圖的調試能力、電子電路分析與應用基礎知識，具備程序的分析、編寫能力。教學材料包括單片機制作任務書、教材、實驗指導書，使用工具包括電腦和軟件。教學過程中，教師下發設計任務書，并提出要求，學生通過各種方式了解其原理，學習程序設計的相關知識，編寫合適的程序。小組討論制訂總體設計方案，包括整體設計方案、實現方法等，通過教師檢查和各組評議確定方案是否可行。學生進行詳細設計制作