單片機原理與應用課程教學大綱（PrincipleandApplicationofMicrocontroller（Q））一、課程概況課程代碼學 分：3學 時：48（其中：講授學時42，實驗學時6）先修課程：計算機基礎、C語言、電路、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎等。適用專業：電氣工程及其自動化教 材《單片機原理機接口技術范力旻蔡紀鶴主編機械工業版社，2019.1課程歸口：電氣信息工程學院課程性質與任務：本課程是電氣工程及其自動化專業必修的專業基礎課之CKeil、Proteus等單片機仿真及調試工具軟件的使二、課程目標及對畢業要求觀測點的支撐序號課程目標支撐畢業要求觀測點畢業要求11：在理論教學、課業知識基礎。觀測點1.3：運用相關知識和數學模型方法推1.工程知識：數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決微特電機與電力裝備相關領域的復雜工程問題。課程目標2：掌握構建單片機軟硬件平臺的設計方法，能夠特電機與電力裝備相關領域的復雜工程問題，3設計/開發解決方案：裝備相關領域的復雜工程問題2按功能劃分模塊單元，并運用進行特定的需求分析，設計實施過程中的工藝設計解決方案，開發滿足特定需求的電氣系統或裝置，并能所學知識，給出硬件、軟件設流程、相關控制系統和夠在設計環節中體現創新意計方案單元，體現創新意識。識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素課程目標3：在實踐教學環節KeilProteus軟觀測點5.1：掌握解決復雜電氣工程問題所需的5使用現代工具：資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對微特電機與電力裝備相關領域復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。3利用工具對電氣自動化系統設多種儀器設備和軟硬件計與應用領域的復雜工程問題開發工具的使用方法。進行分析，并能夠結合其他專業知識設計研究方案。三、教學內容及要求序號教學內容思政元素預期學習成果教學學時教學方式支撐課程目標1單片機基本硬件結構：機的硬件組成、引腳功能、I/O鐘電路與時序、復位電路。I/O電路與時序“不忘初心、牢記使命”、砥礪前行；建立“科學新精神”理念使學生具有單片機基本硬件知識，能進行單片機最小應用系統的硬件設計6講授/案例目標1單片機的指令系統和匯編語言程序設計及C51語言程序設計：單片機匯編指令系統“踏實做人，使學生具有單片機匯編指令、軟件結構及流程的基礎知識，能夠設計單片機應用系統的軟件流程、編寫指令代碼的指令格式、尋址方式；單認真做事，吃片機匯編指令系統；指令和苦耐勞”的理2偽指令的作用及區別、三種基本程序的結構及常用子程量定義和存儲器類型、運算念，培養學生有不畏困難和挫折的勇氣，有堅持不8講授/案例目標1符、語句及程序結構、數據懈的探索精神結構等。重點難點：單片機匯編指令PAGEPAGE229系統；C51語言程序的變量定義和存儲器類型、運算符等3C51開發環境與仿真：Proteus等仿真及調試工具軟件的作用eil寫及調試；Proteus環境下的Proteus常用的虛擬仿真工具及功能Keil、Proteus行程序聯調。重點難點：Keil環境下的程序編寫及調試；Proteus環境下的電路原理圖設計;程序聯調能大膽嘗試，積極尋求有效的問題解決方法。幫助學生樹立社會主義核心價值觀。使學生在單片機應用系統設計中能夠運用這些軟件工具6講授/案例/實驗13單片機的中斷系統：單片機在日常生活中使學生能夠設計中斷軟件流程和中斷服務程序中斷概念、中斷機制、中斷處理問題也要4允許和優先級控制；中斷服務程序設計4講授/案例目標1重點難點：中斷服務程序設多方面多視角計。的解決問題。使學生具備定時講授/案例/實驗13單片機的定時器及其應用：學會把復雜問器/計數器相關單片機定時器的結構、工作題拆解，一步知識，能夠合理5方式；定時器應用程序設計選擇定時器各種5重點難點：定時器應用程序難，使問題簡功能進行定時器設計化。類程序設計，并可用實例演示6單片機的串行口及其應用：單片機串行口的結構、工作方式；串行口應用程序設計、波特率計算方法和串行口軟硬件設計。重點難點：單片機串行口的結構、工作方式；有不畏困難和挫折的勇氣，有堅持不懈的探索精神；體現量變到質變的飛躍。使學生具備串行口（串口通訊）相關知識，能夠合理選擇串行口工作方式和波特率進行串口通訊設計3講授/案例目標1單片機接口設計：數碼管、使學生具有單片7鍵盤等常用人機接口的工作原理；數碼管、鍵盤等常用人機接口的軟硬件設計；A/DD/A轉換器接口基本原D/A轉換器接口的軟硬件設計。對采集的數據邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事機擴展I/O/等常用人機接口、A/D、轉換器接口等知10講授/案例/實驗1、2、3進行簡單的數據處理。I/O重點難點：數碼管、鍵盤等接口硬件設計、工作原理及軟硬件設計；A/D、D/A轉換器的基本原理及軟硬件設計。人機接口和A/D、D/A轉換器接口的軟硬件設計，數據處理軟件設計。四、課內實驗（實踐）序號實驗項目名稱實驗內容及要求學時類型支撐課程目標1I/O口實驗使用并行口，驅動8只發光二極管，實現左移、右移等流水燈控制。2設計性目標32中斷實驗掌握外部中斷的使用方法，了解電平觸發和邊沿觸發方式的異同。2設計性目標33定時器/計數器器實驗掌握定時器/計數器的使用方法，按照一定占空比輸出脈沖。2設計性目標3五、課程實施（一）教學方法與教學手段課進度的同時，注意學生的掌握程度和課堂的氣氛。時完成布置的作業，積極進行教學互動交流。（二）課程實施與保障主要教學環節的質量標準1備課掌握本課程教學大綱內容，按照教學大綱要求進行本課程教學內容的組織；熟悉教材各章節，借助相關專業書籍資料，并依據教學大綱編寫授課計劃，編時間分配、授課內容、課后作業、教學效果分析等方面；結合課程特點，制作課件，運用多媒體教學手段講授部分教學內容；確定各章節課程內容的教學方法，構思授課思路、技巧和方法。根據每一章節的內容，整合線上課程資源，布置學生在課前進行相關內容的學習和參考文獻的閱讀2講授要點準確，推理正確，條理清晰，重點突出，理論聯系實際，熟練地解答和講解例題。采用多種教學方式（如啟發式教學、案例分析教學、討論式教學、多媒體示范教學等）以便讓學生能體會和領略學科研究的思路和方法。多媒體教學手段、課堂討論、實物演示相結合，以培養學生實踐動手的能力。表達方式盡量便于學生理解、接受，力求形象生動，使學生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的興趣。3作業布置與批改學生必須完成一定數量的作業題，是本課程教學的基本要求，是實現人才培養目標的必要手段。學生完成的作業必須達到以下基本要求：按時按量完成作業，不缺交，不抄襲；作業本規范；解題方法和步驟正確。教師批改或講評作業要求如下：學生的作業要全批全改，并按時批改、講評學生每次交來的作業；教師批改或講評作業要認真、細致，每次批改或講評作業后，按百分制評定成績，并寫明日期；期末按每個學生作業的平均成績，作為本課程總評成績中平時成績的重要組成部分。要求學生在完成線上學習的同時完成線上每一章節的測驗，并作為平時成績的一部分計入。4課外答疑為直接了解學生的學習情況，幫助學生進一步理解和消化課堂上所學知識、改進學習方法和思維方式，培養其獨立思考問題的能力，利用線上課程的資源進行討論，組建由任課教師、助教研究生和全體授課學生參與的QQ學習群，另外任課教師公布辦公地點，方便學生進行課外答疑和輔導。5實驗與實驗考核本課程安排有實驗環節，學生參加實驗必須達到以下基本要求：按指導書要求參加實驗，完成實驗，不缺席，不故意損壞實驗設備；實驗之前上交符合要求的實驗預習報告，預習不符合要求者延遲參加實驗，實表按規定和規范處理；實驗步驟正確，結果合理。學生的報告要全批全改，并按時批改；教師批改或講評報告要認真、細致，每次批改或講評報告后，按百分制對實驗報告評定成績，并寫明日期；6成績考本課程考核的方式：考試。考試試卷采取教考分離，抽卷形式，統一安排監考。核總評成績的評定見課程評分方案。有下列情況之一者，總評成績為不及格：缺交作業次數達1/3以上者；缺課次數達本學期總授課學時的1/3以上者。為了培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力和創新精神，教研室應積極組織學生參加生產實習，并指定學術水平較高、實踐經驗豐富的專業教師擔任指導教師。建議如下：7第二課堂活動選拔優秀學生參加此類競賽活動。制訂出工作計劃，建立激勵機制，切實抓好賽前準備工作。在培訓過程中，引導學生理論聯系實際，培養學生的實際操作能力和團隊合作精神。此外，可由系組織技能競賽，培養學生的專業基本技能。六、課程考核（一實踐末考試采用采用閉卷/開卷考試方式。（二課程總評成績=平時表現×10%作業×30%課內實驗×10%+成績×50%。具體內容和比例如表所示。考核環節成績比例考核內容與評價細則目標1目標2平時表現10%答問題等情況確定平時表現分數。10%作業30%做記錄并以百分制打分。10%10%網絡課堂學習，按時完成網絡課堂教學視頻觀看，綜合學生網絡課堂的討論等相關任務。10%課內實驗10%3操作和實驗報告的成績。10%期末試卷50%題型考核內容及相應試題（20分）主要考核單片機基本硬件結構單片機的指令系統和程序設計、單片機的中斷系統、單片機的定時器及其應用、單片機的串行口及10%其應用、單片機接口設計、（20分）主要考核單片機基本硬件結構、單片機的指令系統和程序設計、單片機的中斷系統、單片機的定時器及其應用、單片機的串行口及其應用、單片機接口設計10%（40分）主要考核單片機基本硬件結構、單片機的指令系統和程序設計、單片機的中斷系統、單片機的定時器及其應用、單片機的串行口及其應用、單片機接口設計20%（20分）主要考核單片機綜合運用設計能力，考核學生是否能夠針對設計任務，進行任務分解，按功能劃分模塊單元，并運用所學知識，10%合計100%80%10%10%備注：1.課程目標達成度計算方法如下：各課程目標達成度=支撐該課程目標相關考核環節平均得分之和支撐該課程目標相關考核環節總分之和2.作業包括課后習題、單元測試、調研報告、課程論文、案例分析、小作品、小設計、網絡課堂學習等等。七、有關說明（一）持續改進課程內容與教學方式能有效實現課程目標，使得考核結果能夠證明課程目標達成。（二）參考書目及學習資料林立.單片機原理及應用:ProteusKeilC(4版社，2018.羅印升.單片微機原理與應用（第2版），機械工業出版社，2016.6張剛毅.（C51編程彭偉.C1008051+Proteus仿真(第2版)，電子工業出版社，2012.10附錄：單片機原理與應用各類考核評分標準平時表現評分標準課程目標評分標準（分）90-10080-8970-7960-69<601：掌握單片機的硬件結學習態度很好，具有很高的學習熱情；課前認真預習，上課認真聽講，與教師積極互動。學習態度好，具有較高的學習熱情；課前認真預習，課中與教師良好互動。一定互動。學習態度中與教師基本無互動。學習態度課堂中主觀能動性差。構、各功能部件的工作原理、接口技術以及相應的程序設計方法，為解決復雜工程問題提供控制器層面的專業知識基礎。作業評分標準課程目標評分標準（分）90-10080-8970-7960-69<60按時提交作業，作業書寫清楚；掌握單片機的概念、分析原理，解題確、有少量錯誤；完成慕課網上每一章節的測驗，成績良好；按時完成網絡課堂教學視頻觀看，參與課堂的討論等相關任務。按時提交作不按時提交不按時提交握單片機的存在很大的慕課網上每一章節的測成網絡課堂教學視頻觀堂討論等相關任務。按時提交作業，作業書作業，作業業，作業書寫寫清楚；基書寫欠佳；工整清楚；熟本掌握單片基本掌握單目標1：掌握單片機的硬件結構、各功能部件的工作原理、接口技術以及相應的程序設計方法，為解決復雜工程問題提供控制器層面的專業知識基礎。練掌握單片慕課網上每一章節的測驗，成績優網絡課堂教學視頻觀看，機的概念、分析原理，解題過程基本正確、存在錯誤；完成慕課網上每一章節的測驗，成績一般；按時完成網絡課堂教學視頻念、分析原理，解題過程存在一定的錯誤；完成慕課網上每一章節的測驗，成績欠佳；基本按時完成網絡課堂教學積極參與課觀看，參與視頻觀看，堂的討論等課堂的討論參與課堂討相關任務。等相關任論等相關任務。務較少。實驗評分標準課程目標評價過程評分標準（分）90-10080-8970-7960-69<60實驗前完成實驗前完成實驗前完成實驗前完成實驗前沒有進行預習。未能明確本次實驗目的和要求、實驗電路和所用設備、實驗內容步驟以及注意的方案設計存題。預習。能明預習。較為預習。基本預習。基本確本次實驗明確本次實明確本次實明確本次實目的和要驗目的和要驗目的和要驗目的和要求、實驗電求、實驗電求、實驗電求、實驗電預習路和所用設備、實驗內路和所用設備、實驗內路和所用設備、實驗內路和所用設備、實驗內容步驟以及容步驟以及容步驟以及容步驟以及注意的事注意的事注意的事注意的事項，實驗方項，實驗方項，實驗方項，實驗方案設計正案設計大體案設計基本案設計存在目標3KeilProteus軟件的使用確。正確。正確。一定問題。獨立完成實驗。實驗步在教師指導下完成實在教師幫助驗。實驗步確，需要教示；實驗時調試軟件的方法基本合理，記錄較為正確。在教師多次指導下完成實驗。實驗步驟基本正調試軟件的本正確。在規定時間內未完成實驗。實驗時調試軟件的正確。方法，并驟完全正驗。實驗步能夠結合Keil 、Proteus軟件