《單片機原理與嵌入式設計》教學大綱課程信息課程名稱：單片機原理與嵌入式設計課程類別：素質選修課/專業基礎課課程性質：選修/必修計劃學時：64計劃學分：4先修課程：無選用教材：《單片機原理與嵌入式設計》，趙亮、李勝銘主編，2021年，電子工業出版社教材。適用專業：本課程既可作為高等學校自動化、電氣工程、電子信息類等專業的課程，也可作為相關工程技術人員學習的參考課程。課程負責人：二、課程簡介該課程從實用性和先進性出發，遵循由淺入深、循序漸進的原則，較全面地講解了51單片機的知識體系。從教學的角度出發，以51系列單片機為硬件基礎，以C語言為軟件編程基礎，系統地介紹了51單片機的基本知識與原理，通俗易懂、結構清晰，符合教學內容的要求。三、課程教學要求序號專業畢業要求課程教學要求關聯程度1工程知識主要內容包括:51單片機的硬件結構與工作原理、內部資源及應用、指令系統及C51程序設計、信息的顯示與輸入/輸出、定時器/計數器、中斷、串行口通信、系統擴展、接口電路的設計與拓展等。L2問題分析作為微型計算機的重要組成部分，單片機將一個計算機系統集成在-塊芯片上，相當于一個微型的計算機，被廣泛應用到儀器儀表、工業自動化控制、通信設備、汽車電子與航空航天電子系統、家用電器等領域中，成為生產、生活中不可缺少的部分。H3設計/開發解決方案在講解單片機開發的必要理論知識的同時，結合了各種應用及經典的設計案例。H4研究L5使用現代工具L6工程與社會學生能夠意識到單片機原理與嵌入式設計的重要性，不僅要有良好的思想道德素質、科學文化素質、專業技能和健康的身體，而且要有良好的心理素質，勇于承擔責任，能夠承受失敗與挫折等。L7環境和可持續發展L8職業規范L9個人和團隊1.學會個人發展和團隊合作，提高個人和團隊的綜合素質。2.學會與他人合作和溝通，建立良好的人際關系和團隊合作氛圍。H10溝通1.學會進行有效的溝通和表達，與客戶、同事和上級保持良好的溝通和協作。2.學會進行跨文化溝通和合作，提高國際化視野和跨文化交流能力。M11項目管理L12終身學習1.學會進行自我學習和自我提升，不斷提高自身的專業水平和創新能力。2.學會進行終身學習和職業發展規劃，不斷拓展職業領域和發展空間。H注：“課程教學要求”欄中內容為針對該課程適用專業的專業畢業要求與相關教學要求的具體描述。“關聯程度”欄中字母表示二者關聯程度。關聯程度按高關聯、中關聯、低關聯三檔分別表示為“H”“M”或“L”。“課程教學要求”及“關聯程度”中的空白欄表示該課程與所對應的專業畢業要求條目不相關。四、課程教學內容章節名稱主要內容重難點關鍵詞學時類型1概述什么是單片機單片機的應用領域單片機的發展趨勢STC系列單片機介紹感受單片機第一個實例了解單片機的概念、單片機的發展過程及發展趨勢；掌握單片機的型號及使用單片機點亮LED。5理論+實操2硬件基礎知識介紹STC系列8051單片機片內硬件結構常用電子元器件邏輯門電路了解并掌握51單片機的硬件系統結構；掌握常用的電子元器件及邏輯門電路知識。5理論+實操3C語言基礎知識數進制轉換C51語言的格式與特點C51語言的運算符與表達式C51語言的語句結構C51語言的函數與預處理C51語言的模塊化編程了解并掌握C語言的基礎知識；掌握計算機的數進制轉換，C語言的語法結構及格式、函數及預處理。8理論+實操4單片機最小系統設計最小系統原理圖繪制最小系統PCB設計軟件平臺Keil的使用單片機應用——I/0操作了解單片機最小系統設計；掌握使用AltiumDesigner軟件對最小系統進行原理圖繪制、PCB繪制，KeiluVisionS編程軟件的使用。5理論+實操5定時器/計數器與中斷中斷系統定時器/計數器中斷系統軟件設計定時器/計數器軟件設計了解定時器/計數器與中斷；掌握中斷系統的結構及軟件設計、定時器/計數器的工作方式及軟件設計。5理論+實操6串行通信串行通信原理串行口程序設計基礎串行口調試工具的使用了解串行口通信；掌握串行口通信原理、工作方式、程序設計及調試工具的使用。3理論+實操7單總線接口技術單總線接口技術原理單總線實現唯一序列號單總線實現溫度測量單總線實現電池監控單總線實現數據存儲了解單總線接口技術；掌握單總線接口技術原理及應用的實現。6理論+實操8IC總線接口技術IIC總線接口技術原理IIC總線實現體據IIC總線實現實時時鐘IIC總線實現A/D轉換IIC總線實現D/A轉換IIC總線實現溫度測量了解IC總線接口技術；掌握如何通過單片機IO口模擬IC總線去連接控制各類具有IIC口的芯片。6理論+實操9SPI總線技術SPI總線技術原理SPI總線實現數據存儲SPI總線實現實時時鐘SPI總線實現A/D轉換SPI總線實現D/A轉換SPI總線實現溫度測量了解SPI總線技術；掌握通過單片機模擬SPI總線連接各類SPI芯片的實例。6理論+實操10單片機外部總線擴展單片機外部總線擴展原理外部總線實現人機接口外部總線實現A/D轉換外部總線實現D/A轉換外部總線實現實時時鐘了解并掌握基于單片機外部總線的擴展原理；掌握采用外加譯碼器芯片的方式充分擴展外部功能電路。6理論+實操11單片機相關片上資源內部看門狗內部存儲器內部SPI內部A/D轉換器內部PCA/PWM了解單片機相關片上資源；掌握看門狗技術及單片機片上SPI、AD轉換器、PCAPWM模塊。9理論+實操五、考核要求及成績評定序號成績類別考核方式考核要求權重（%）備注1期末成績期末考試考試50百分制，60分為及格2平時成績課后作業11次40優、良、中、及格、不及格3平時表現出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學分注：此表中內容為該課程的全部考核方式及其相關信息。六、學生學習建議學習方法建議1.通過開展課堂討論、實踐活動，增強的團隊交流能力，學會如何與他人合作、溝通、協調等等。2.通過思考，加深自己的興趣，鞏固知識點。3.進行練習和實踐，提高自己的技能和應用能力，加深對知識的理解和記憶。學生課外閱讀參考資料《單片機原理與嵌入式設計》，趙亮、李勝銘主編，2021年，電子工業出版社教材。七、課程改革與建設該課程從基礎知識開始講解，由淺入深、重點突出，提供了大量程序實例，講解了Keil軟件的安裝與使用、單片機原理圖與PCB