PAGEPAGE4《單片機原理與應用》課程標準課程代碼：091921課程類別：專業技能課學分/學時：8學分/144學時適用專業：物聯網技術應用適用年級：2020級制訂人：審訂人：

《單片機原理與應用》課程標準一、制訂課程標準的依據本課程標準依據《中等職業學校物聯網技術應用專業教學標準》和《劍閣職中物聯網技術應用專業人才培養方案》制訂。二、課程的性質《單片機原理與應用》課程是電阻電器應用與維修專業人才培養方案中專業方向課模塊下的職業綜合能力課程之一，是該專業的一門必修課。三、本課程與其它課程的關系序號前期課程名稱為本課程支撐的主要知識、能力和素質1計算機基礎熟知計算機的基本操作能力。2電子技術與技能熟知電子元器件的使用、電路結構、功能，識別電子元器件符號，熟知數字電路的基本知識。3電工基礎與技能熟知電路概念、電路基本分析方法，識別部分電路元件，明確電路連接關系，使用部分電子儀表。4電路CAD與程序設計具有使用電子專業軟件進行電路繪圖與程序設計的能力序號后續課程名稱為后續課程支撐的主要知識、能力和素質1電子設計與技術改進提供具有使用單片機技術與匯編語言進行電子應用系統輔助設計的能力2綜合設計提供具有使用單片機技術與匯編語言進行電子應用系統輔助設計的能力四、課程的教學目標依據物聯網技術應用專業培養目標要求，本課程致力于培養能夠根據項目需求以及成本因素很好地選擇系統的硬件（包括處理器以及外部接口電路芯片），在此基礎上設計搭建硬件電路，并在基于單片機處理器上編寫相應的應用程序，編寫完軟件代碼后能夠對程序進行軟件仿真和硬件測試，并進行相應的優化與修改，最終完成系統設計的中等技能應用型人才。通過本課程的學習，培養學生具有一定的硬件設計和軟件編程能力。知識目標1.熟悉單片機的基本結構2.了解CC2530單片機I/O端口所具備的特征3.掌握CC2530單片機特殊功能寄存器的作用4.掌握CC2530單片機控制I/O端口的相關寄存器5.理解宏定義的作用6.理解單片機中斷的概念與作用7.掌握CC2530單片機外部中斷的配置方法8.掌握CC2530單片機中斷處理函數的編寫方法9.了解CC2530單片機定時/計數器的概念與作用10.掌握CC2530單片機定時/計數器的使用方法11.了解串口通信的基本知識12.掌握CC2530單片機串口的特殊功能寄存器的作用13.掌握CC2530單片機串口模塊的配置與運用14.掌握CC2530單片機串口發送與接收數據的編程方法15.了解CC2530單片機的ADC模塊的結構16.掌握CC2530單片機的ADC工作模式與過程17.掌握CC2530單片機的ADC模塊測量內部溫度與外部電壓的編程方法18.了解CC2530單片機看門狗的特性與工作原理19.掌握CC2530單片機看門狗定時器的工作模式與寄存器的配置方式20.掌握CC2530單片機電源管理相關寄存器的配置21.了解CC2530單片機的工作原理和DMA特性22.掌握CC2530單片機DMA的操作流程和參數的配置方法23.了解CC2530單片機內部Flash的存儲器組織和特性24.掌握CC2530單片機內部Flash的操作步驟和配置方法25.了解使用隨機數生成器產生偽隨機數的方法26.掌握外設驅動文件的編寫方法27.掌握脈沖寬度調制（PWM）的工作原理能力目標1.能夠為CC2530單片機燒寫程序2.能夠使用IAR編程環境建立CC2530開發項目3.能夠根據實際應用對I/O端口進行配置與編程4.能夠使用軟件方法消除按鍵抖動5.能夠根據實際需要將CC2530的I/O端口配置成外部中斷輸入功能6.能夠編寫外部中斷的中斷處理函數7.能夠使用CC2530單片機定時/計數器進行定時/計數8.能夠根據實際應用對串口進行配置與程序編寫9.能夠使用串口調試軟件進行調試10.能夠根據實際對ADC的寄存器進行配置11.能夠配置和運用看門狗12.能夠區分CC2530電源的各種運行模式13.能夠配置和使用睡眠定時器14.能夠對CC2530單片機DMA寄存器進行配置和數據傳輸15.能夠對CC2530單片機內部Flash寄存器進行配置16.能夠為CC2530單片機內部外設編寫驅動程序文件17.能夠使用CC2530定時器設置PWM的周期和占空比進行實現呼吸燈的功能素質目標1.具備開闊、靈活的思維能力2.具備積極、主動的探索精神3.具備嚴謹、細致的工作態度1.培養良好的分析問題和解決問題的能力2.培養科學的創新精神，并在表達能力、協作能力和自學能力方面均有所提高3.培養職業崗位必須的質量意識、安全意識和環保意識，養成規范化操作的職業習慣，提升綜合素質4.培養愛崗敬業、誠實守信、服務于社會的良好職業道德5.養成遵紀守規、細心認真、勤奮節約、吃苦耐勞的工作態度五、課程的教學內容與建議學時序號項目名稱學時教學形式備注1理論型1.教學做一體化2.以實訓項目進行2理論+實訓型3理論+實訓型4理論+實訓型5理論+實訓型6理論+實訓型7理論+實訓型8理論+實訓型9理論+實訓型10理論+實訓型11理論+實訓型12理論+實訓型六、課程教學設計指導框架章節(項目)名稱教學目標學習與訓練內容學時建議教學方法手段與資源利用建議教學環境說明考核評價認識單片機1.理解單片機的概念；2.了解單片機的內部結構及特點；3.掌握MCS-51系列單片機引腳及功能；4.掌握單片機最小應用系統；5.理解數制與碼制；6.理解單片機內部數據的表示方法；7.掌握單片機時鐘及系統復位（復位電路、復位方法）。理論學習的內容：1.單片機的組成；2.單片機的特點；3.單片機的應用領域；4.單片機的內部結構；5.單片機的引腳功能；6.單片機的最小應用系統；7.單片機的時鐘電路和復位電路；8.單片機的數制與碼制。訓練項目：1.單片機程序開發軟件KeiluVision2的使用；2.單片機的仿真軟件Proteus的使用。6教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）單片機存儲器及I/O接口1.掌握MCS-51系列單片機的存儲器資源；2.掌握MCS-51系列單片機I/O接口功能及其使用方法；3.理解并能運用與內部存儲器和I/O接口相關的指令；4.了解單片機基本應用電路的設計方法；5.掌握與內部存儲器和I/O接口相關的簡單應用程序的編寫與識讀方法；6.掌握P1口8路流水燈控制電路的制作方法。理論學習內容：1.MCS-51系列單片機的存儲器（片內數據存儲器、程序存儲器、片外數據存儲器）；2.MCS-51系列單片機的指令格式；3.MCS-51系列單片機的數據傳送指令；4.MCS-51系列單片機的I/O端口；5.MCS-51系列單片機的指令系統（重點是尋址方式）訓練項目：1.MCS-51系列單片機的數據傳送指令的具體應用（程序的編寫與仿真練習）；2.制作一個使用單片機控制發光二極管流水燈工作的電子產品（也可以使用單片機實驗箱做出實驗效果）。24教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件、單片機實驗箱。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）數據運算與程序轉移1.掌握算術運算指令、邏輯運算指令、無條件轉移指令、條件轉移指令的指令功能及指令操作方式；2.能讀識和編寫分支程序和循環程序；3.理解十進制調整指令并加以應用。理論學習內容：1.MCS-51系列單片機的算術運算指令（包括：加法指令、加1指令、減法指令、減1指令、乘法指令、除法指令）；2.MCS-51系列單片機的邏輯運算指令（包括：累加器清零和取反指令、邏輯與運算指令、邏輯或運算指令、邏輯異或運算指令）；3.MCS-51系列單片機的控制轉移指令（包括：無條件轉移指令、條件轉移指令）。訓練項目：1.MCS-51系列單片機的分支程序設計；2.MCS-51系列單片機的循環程序設計；3.制作一個使用單片機控制的二進制進位流水燈工作的電子產品（也可以使用單片機實驗箱做出實驗效果）。28教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件、單片機實驗箱。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）查表及位處理1.掌握訪問程序存儲器指令、訪問片外數據存儲器指令、位處理指令的實際應用方法；2.理解查表程序編寫要點，能識讀相應程序；3.了解子程序編寫基礎，掌握子程序調用和返回的方法。理論學習內容：1.MCS-51系列單片機的訪問程序存儲器指令；2.MCS-51系列單片機的訪問片外數據存儲器指令；3.MCS-51系列單片機的位處理指令（包括：位數據傳送指令、位邏輯操作指令、位狀態控制指令、移位指令）；4.子程序調用與返回指令；5.子程序的執行過程。訓練項目：1.MCS-51系列單片機的查表程序設計；2.MCS-51系列單片機的延時子程序設計；3.制作一個使用單片機控制的0-60的計數器的電子產品（也可以使用單片機實驗箱做出實驗效果）。14教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件、單片機實驗箱。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）中斷及堆棧1.了解MCS-51系列單片機輸入/輸出方式及中斷的基本概念；2.了解5個中斷源及中斷優先級順序，能正確進行中斷優先級別設置；3.理解中斷響應過程及中斷控制寄存器（TCON、SCON、IE、TP）的控制原理，能正確設置中斷控制寄存器；4.掌握中斷響應與MCS-51系列單片機中斷人口地址及中斷服務程序跳轉、能正確進行中斷初始化程序編寫；5.掌握中斷請求的清除，能完成中斷返回程序的編寫；6.理解堆棧的概念，掌握堆棧程序的編寫方法；7.通過完成技能訓練項目，了解單片機中斷的處理過程及中斷的接口電路，能制作簡單中斷控制電路；8.能對由2個外部中斷源或2個片內定時器/計數器溢出產生的簡單中斷程序進行識讀與編寫；9.了解有關串行口中斷的基本知識；10.通過技能訓練，能設計制作簡單的中斷系統硬件電路及編寫簡單中斷程序。理論學習內容：1.MCS-51系列單片機的輸入/輸出方式；2.MCS-51系列單片機的中斷的基本概念（包括：中斷源、中斷優先級、中斷嵌套）；3.MCS-51系列單片機的中斷的處理過程；4.堆棧的基本概念；5.堆棧的操作指令；6.MCS-51系列單片機的中斷控制寄存器（TCON、SCON、IE、IP）及控制原理。訓練項目：1.MCS-51系列單片機的中斷程序設計；2.MCS-51系列單片機的堆棧的具體應用；3.制作一個使用單片機控制的利用中斷顯示設備故障的電子產品（也可以使用單片機實驗箱做出實驗效果）。20教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件、單片機實驗箱。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）定時器/計數器1.了解MCS-51系列單片機定時器/計數器結構及工作原理；2.掌握數碼管結構及掃描方式；3.熟悉MCS-51系列單片機與數碼管的連接方法；4.理解MCS-51系列單片機定時器/計數器方式寄存器（TMOD）和控制寄存器（TCON）的控制原理；5.掌握MCS-51系列單片機定時器方式1與方式2初始化程序的識讀和編寫。理論學習內容：1.數碼管顯示原理及數碼管字形代碼；2.MCS-51系列單片機與數碼管接口；3.MCS-51系列單片機的定時器/計數器的結構；4.MCS-51系列單片機的方式寄存器TMOD及控制寄存器TCON；5.MCS-51系列單片機的定時器/計數器的4種工作方式。訓練項目：1.MCS-51系列單片機的定時器/計數器的初始化程序設計；2.制作一個使用單片機控制的6位數碼管動態顯示的電子產品（也可以使用單片機實驗箱做出實驗效果）。24教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件、單片機實驗箱。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）單片機硬件擴展1.了解單片機的最小系統及單片機擴展芯片的兩種尋址方式；2.掌握MCS-51系列單片機存儲器、并行I/O口擴展的基本方法和應用；3.掌握8255芯片功能及其與MCS-51系列單片機的接口方法；4.掌握8255芯片與按鍵的連接方式；5.掌握8255芯片擴展4x4鍵盤動態掃描和顯示軟件編程方法。理論學習內容：1.MCS-51系列單片機的最小應用系統的構成；2.MCS-51系列單片機的系統擴展；3.MCS-51系列單片機的程序存儲器擴展及數據存儲器擴展；4.8255芯片的結構、工作方式及應用；5.鍵盤的基本知識；6.多片存儲器芯片的擴展及尋址。訓練項目：1.8255芯片的初始化程序設計；2.制作一個使用單片機控制的8255芯片擴展4X4鍵盤、顯示電路的電子產品（也可以使用單片機實驗箱做出實驗效果）。18教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件、單片機實驗箱。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）A/D轉換和D/A轉換1.理解A/D轉換和D/A轉換的基本概念和轉換方式；2.了解ADC0809和DAC0832的基本應用。理論學習內容：1.A/D轉換器的介紹；2.ADC0809的功能及工作方式；3.D/A轉換器的介紹；4.DAC0832的功能及工作方式；5.A/D轉換器的轉移性能指標；6.D/A轉換器的轉移性能指標。訓練項目：1.A/D轉換器的應用設計；2.D/A轉換器的應用設計。10教學方法：講授法、演示法、討論法，任務驅動法、項目教學法。教學資源：電腦，多媒體設備、KeiluVision2軟件、Proteus仿真軟件、單片機實驗箱。1.理論課在教室運用多媒體講解；2.實訓課在單片機實訓室。形成性考核50%（出勤、課堂表現、實訓報告、實訓過程截圖）+終結性評價50%（期末理論考試）七、教學基本條件1.對教師的基本要求1）教師專業背景與能力要求：教師應具備電子電器應用于維修專業背景，具有計算機操作和使用單片機設計電子產品的能力，并具有一定的語言表達能力和組織協調能力，有一定的教學方法和教學藝術。2）教學團隊要求：基于每屆教學班的規模，每教學班應配備3名教師，可由專兼職教師共同構成，職稱和年齡結構合理，互補性強；兼職教師可聘請企業能工巧匠或技術能手和高職院校專業教師。2.教學硬件環境基本要求（每個教學班）序號項目課程內容設備名稱參考技術要求數量1單片機開發實訓1.程序編寫及電腦仿真2.程序編寫及開發電腦可承擔單片機實訓教學要求，保證產教結合順利進行60臺單片機開發試驗箱60套3.教學資源基本要求專門的實訓場地，實訓設備如電腦、單片機開發實驗箱等；相關的工量器具，能容納一個班50余名學生同時實訓。符合課程標準的實訓指導書、教案、講稿和輔助資料。4.學生基礎學生學習了程序設計基礎知識和電子、電工基礎知識，具備一定的電子電器與與維修專業的基礎知識，對一些基本術語有了一定的了解，同時具備了對簡單電路圖的識、繪能力，具有一定的計算機基礎知識。八、其他說明1.教法說明1）教學重點培養學生運用所學知識分析和解決實際問題的能力，適時進行項目設計練習2）教學過程中應注重與相應專業課程知識相結合，并綜合運用于工程實踐2.考核說明本課程考核采用形成性考核方式，即課程的考試成績由課程各個教學章節(項目)的過程成績組成，各考核模塊的分數比例如下：序號章節(項目)名稱考核分值比例主要考核項目1認識單片機5%1.出勤與課堂表現2.作業完成情況與質量3.實訓任務完成情況與質量4.階段性考核2單片機存儲器及I/O接口10%3數據運算與程序轉移10%4查表及位處理10%5中斷及堆