附件2溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程標(biāo)準(zhǔn)[適用電子信息類、制造裝備大類]課程名稱：單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用所屬專業(yè)：執(zhí)筆人：審定人：編制時間：《單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)分：3.5計劃學(xué)時：69適用專業(yè)：電子信息、電氣自動化、機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、電機(jī)與電器、無人機(jī)等專業(yè)1．前言1.1課程性質(zhì)單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門飛速發(fā)展的技術(shù)，其在教學(xué)及產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣仍然是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的熱點。學(xué)習(xí)單片機(jī)并掌握其設(shè)計應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為電子類學(xué)生必須掌握的一門技術(shù)，也是現(xiàn)代工科學(xué)生就業(yè)的一個基本條件。1.2設(shè)計思路本課程是智能制造大類及電子信息大類專業(yè)選修或必修課。它以C語言等課程為基礎(chǔ)。后續(xù)課程有嵌入式系統(tǒng)、智能機(jī)器人、智能移動終端等。它可以充分體現(xiàn)學(xué)生利用自己所掌握的知識解決實際工程問題的能力。單片機(jī)知識在電子類專業(yè)整個課程體系中處于承上啟下的核心地位。本課程是以高等職業(yè)院校機(jī)電、電氣自動化、機(jī)器人等專業(yè)的學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向，在行業(yè)專家的指導(dǎo)下，對相關(guān)專業(yè)化方向所涵蓋的崗位進(jìn)行任務(wù)與職業(yè)能力分析，以實際工作任務(wù)為引領(lǐng)，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，根據(jù)課程目標(biāo)將課程知識體系整合為4個教學(xué)項目，在教學(xué)過程中注意體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計能力培養(yǎng)的循序漸進(jìn)性，采用技能基礎(chǔ)、技能提高和技能綜合應(yīng)用三層遞進(jìn)相結(jié)合的模式來提高教學(xué)質(zhì)量。Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺。包含硬件（各種型號的Arduino板）和軟件（ArduinoIDE）。Arduino簡單的開發(fā)方式使得開發(fā)者更關(guān)注于創(chuàng)意與實現(xiàn)，更快地完成自己的項目開發(fā)，大大節(jié)約學(xué)習(xí)的成本，縮短開發(fā)的周期。如今它已成為了學(xué)習(xí)微控制器的首選，并且在全球智能化以及物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的大背景下，將迎來學(xué)習(xí)它的新熱潮。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解Arduino技術(shù)基本概念和基本知識，掌握Arduino軟硬件設(shè)計的基本方法。本課程的特點是針對迄今為止使用最廣泛的ArduinoUNO開發(fā)板與ArduinoIDE開發(fā)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)剖析，并結(jié)合具體Arduino開發(fā)實驗，使學(xué)生能夠熟練掌握Arduino的設(shè)計與開發(fā)方法。本課程采用講課和實驗相結(jié)合的方式，注重培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，以達(dá)到“學(xué)習(xí)Arduino，使用Arduino”的教學(xué)目的。實際教學(xué)中，主要是以智能電子產(chǎn)品和智能控制工程項目為主線，采用企業(yè)真實工作任務(wù)，完成從單片機(jī)電路設(shè)計、軟件設(shè)計與調(diào)試，同時在每個項目中融入了元器件組接、軟硬件調(diào)試，真正實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計與制作。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)及其在工業(yè)控制、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)能力，為將來從事電子電器新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，電子產(chǎn)品的檢測和維護(hù)等工作奠定堅實的基礎(chǔ)，為學(xué)生將來在機(jī)電和或電子類專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。2．課程目標(biāo)2.1總體目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能理解程序設(shè)計基本方法，能完成簡單的智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計開發(fā)；能根據(jù)智能電子產(chǎn)品和智能控制設(shè)計要求進(jìn)行元器件焊接組裝、軟硬件調(diào)試；培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新思維能力，科學(xué)的工作方法和良好的職業(yè)道德意識，為提高學(xué)生職業(yè)技能奠定良好基礎(chǔ)。掌握Arduino相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，并能用于解決物聯(lián)網(wǎng)中感知層相關(guān)的復(fù)雜工程問題。掌握物聯(lián)網(wǎng)工程感知層涉及的相關(guān)知識、技能、方法和行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，了解社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素對Arduino開發(fā)的影響。能對物聯(lián)網(wǎng)工程特定需求進(jìn)行感知層模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，并能在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。能夠運(yùn)用Arduino開源控制器進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)，對物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)、硬件（設(shè)備）接口技術(shù)等工作原理及復(fù)雜工程進(jìn)行研究和實驗驗證。本課程采用講課和實驗相結(jié)合的方式，注重培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，以達(dá)到“學(xué)習(xí)Arduino，使用Arduino”的教學(xué)目的。2.2具體目標(biāo)2.2.1知識目標(biāo)（1）知道Arduino單片機(jī)的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能；（2）理解Arduino的C語言程序基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型和基本語句；（3）掌握C語言程序分析、應(yīng)用程序設(shè)計和中斷服務(wù)程序編寫；（4）知道Arduino單片機(jī)中斷的概念及中斷系統(tǒng)；（5）掌握靈活應(yīng)用Arduino單片機(jī)的定時器/計數(shù)器；（6）理解Arduino單片機(jī)的I/O接口電路，掌握顯示、鍵盤、D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、串行通信的設(shè)計。2.2.2能力目標(biāo)（1）會運(yùn)用圖形化編程軟件或ArduinoIDE集成開發(fā)環(huán)境，具備用C語言編寫控制程序、下載調(diào)試、查閱幫助的技能；（2）會完成從單片機(jī)電路設(shè)計、調(diào)試與運(yùn)行的技能；（3）會智能電子產(chǎn)品、智能控制的開發(fā)流程和設(shè)計方法；（4）能根據(jù)實際需求，編制智能電子產(chǎn)品、智能控制的總體設(shè)計方案；（5）能根據(jù)智能電子產(chǎn)品、智能控制設(shè)計要求，完成元器件采購、焊接組裝、軟硬件調(diào)試；（6）具備智能電子產(chǎn)品、智能控制的運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)改造、生產(chǎn)管理崗位的能力。2.2.3素質(zhì)目標(biāo)（1）能制定出切實可行的工作計劃，提出解決實際問題的方法；（2）具有對新知識、新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力，通過不同途徑獲取信息的能力，以及對工作結(jié)果進(jìn)行評估的能力；（3）具有決策能力，能記錄、收集、處理、保存各類專業(yè)技術(shù)的信息資料。（4）具有良好的思想品德、敬業(yè)與團(tuán)隊精神及協(xié)調(diào)人際關(guān)系的能力；（5）具有一定的語言和文字表達(dá)能力；（6）具有科學(xué)的創(chuàng)新精神、決策能力和執(zhí)行能力；（7）具有從事專業(yè)工作安全生產(chǎn)、環(huán)保、職業(yè)道德等意識。3．課程內(nèi)容與要求序號教學(xué)任務(wù)課程內(nèi)容及教學(xué)要求教學(xué)設(shè)計參考學(xué)時1項目1花樣霓虹燈的設(shè)計與實施課程內(nèi)容：點亮第一個LED燈LED燈閃爍控制流水燈設(shè)計與實施按鍵控制花樣霓虹燈設(shè)計與實施具有實訓(xùn)室安全操作的意識。能制定出切實可行的工作計劃；知道本門課學(xué)習(xí)方法；學(xué)會解決實際問題；具有對新知識、新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力具有通過不同途徑獲取信息的能力；具有對工作結(jié)果進(jìn)行評估的能力具有決策能力；12知識要求：掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)電路掌握單片機(jī)通用I/O的使用方法掌握C語言基本知識，包括數(shù)據(jù)類型、基本語句、運(yùn)算符和表達(dá)式熟悉單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及引腳功能技能要求：會下載程序；會正確接線。熟練掌握圖形化編程基本方法具備用ArduinoIDE軟件進(jìn)行單片機(jī)C語言調(diào)試的能力會設(shè)計控制線路2項目2簡易電風(fēng)扇系統(tǒng)的設(shè)計與實施課程內(nèi)容:漸變燈數(shù)碼管顯示矩陣鍵盤按鍵號直流電機(jī)的調(diào)速控制簡易風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施通過實現(xiàn)數(shù)碼管顯示理解單片機(jī)串并聯(lián)通訊的原理及特點；通過實現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速來理解PWM調(diào)試原理；通過實現(xiàn)風(fēng)扇控制實現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)整合基本方法。12知識要求：掌握數(shù)碼管靜態(tài)顯示的工作原理掌握矩陣鍵盤工作原理掌握直流電機(jī)的工作原理掌握C語言函數(shù)的定義和調(diào)用方法；掌握PWM脈寬調(diào)制技術(shù)技能要求：能夠使用數(shù)組存儲、調(diào)用字型碼能夠用數(shù)碼管顯示獨(dú)立按鍵次數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)扇控制3項目3簡易樓宇智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施課程內(nèi)容:紅外遙控LED智能走廊燈制作簡單智能樓宇控制系統(tǒng)設(shè)計制作1、通過多媒體課件等手段，介紹常見控制燈應(yīng)用場景、工作原理和特點。2、教師演示，學(xué)生每人一套實訓(xùn)設(shè)備獨(dú)立完成任務(wù)12知識要求：掌握數(shù)碼管動態(tài)顯示原理掌握定時器的結(jié)構(gòu)和工作方式熟悉智能樓宇常見傳感器工作原理及應(yīng)用；掌握中斷的概念和中斷系統(tǒng)技能要求：能夠使用動態(tài)數(shù)碼管顯示八位學(xué)號能夠使用動態(tài)數(shù)碼管顯示時間能夠完成系統(tǒng)電路搭接；能夠完成系統(tǒng)程序設(shè)計4項目4智能小車系統(tǒng)的設(shè)計與實施課程內(nèi)容：智能循跡小車設(shè)計與實現(xiàn)平衡車設(shè)計與實現(xiàn)1、利用視頻、多媒體課件、實物等媒體實施教學(xué)，介紹軸的結(jié)構(gòu)、工作原理。2、實現(xiàn)智能小車控制。3、按學(xué)生完成任務(wù)的質(zhì)量、時間、工作規(guī)范進(jìn)行考核。12知識要求：掌握巡跡小車工作原理；掌握平衡小車工作原理；掌握藍(lán)牙通訊基本原理和調(diào)試方法；掌握陀螺儀的使用方法技能要求：能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)與PC端的收發(fā)通信能夠正確連接整個系統(tǒng)電路能夠在LCD1602上實時顯示溫度值；能夠通過矩陣按鍵設(shè)置溫度閾值；能夠?qū)囟戎颠M(jìn)行判斷控制繼電器正確工作5智能機(jī)械臂的設(shè)計與實施課程內(nèi)容：智能機(jī)械臂工作原理機(jī)械臂位姿表示方法步進(jìn)電機(jī)控制方法1、利用視頻、多媒體課件、實物等媒體實施教學(xué)，介紹軸的結(jié)構(gòu)、工作原理。2、實現(xiàn)智能機(jī)械臂控制。3、按學(xué)生完成任務(wù)的質(zhì)量、時間、工作規(guī)范進(jìn)行考核。9知識要求：1.智能機(jī)械臂工作原理2．步進(jìn)電機(jī)控制方法技能要求：能使用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)完成機(jī)械臂位姿控制；能夠結(jié)合視覺控制軟件實現(xiàn)機(jī)械臂擺放工件6項目6智能倉儲的設(shè)計與實施課程內(nèi)容：理解智能倉儲基本要求掌握RFID使用方法掌握IC卡基本使用方法1、利用視頻、多媒體課件、實物等媒體實施教學(xué)，介紹軸的結(jié)構(gòu)、工作原理。2、實現(xiàn)智能機(jī)械臂控制。3、按學(xué)生完成任務(wù)的質(zhì)量、時間、工作規(guī)范進(jìn)行考核。6知識要求：1.掌握智能倉儲基本要求2.掌握RFID使用方法3.掌握IC卡基本使用方法技能要求：1.掌握RFID使用方法2.掌握IC卡基本使用方法7項目7農(nóng)業(yè)智能灌溉與監(jiān)控的設(shè)計與實施課程內(nèi)容：理解不同組網(wǎng)方式優(yōu)缺點；理解無人機(jī)飛控基本原理1、利用視頻、多媒體課件、實物等媒體實施教學(xué)，介紹軸的結(jié)構(gòu)、工作原理。2、自學(xué)完成智能無人機(jī)飛控控制。3、按學(xué)生完成任務(wù)的質(zhì)量、時間、工作規(guī)范進(jìn)行考核。6知識要求：掌握單片機(jī)信息采集、組網(wǎng)不同要求；掌握物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)置基本方法；了解無人機(jī)飛控基本知識。技能要求：1.掌握單片機(jī)信息采集、組網(wǎng)不同要求；2.掌握物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)置基本方法；3.了解無人機(jī)飛控基本知識。合計694．實施建議4.1教材選用和編寫建議4.1.1教材選用主要教材：仇高賀.Arduino單片機(jī)實戰(zhàn).北京：電子工業(yè)出版社，2023陳長生.Arduino單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2020.4.1.2教材編寫原則與要求適用的教材在編寫時，內(nèi)容應(yīng)該與本課程的編排模塊基本一致，體現(xiàn)電氣自動化專業(yè)內(nèi)涵，并適當(dāng)加強(qiáng)，容量上應(yīng)該至少多于規(guī)定課時大約6課時的內(nèi)容，這部分的內(nèi)容主要用于學(xué)生課外閱讀與自我提高。4.2教學(xué)建議技能基礎(chǔ)模塊安排40學(xué)時左右，主要注重職業(yè)崗位的基本技能訓(xùn)練，使學(xué)生能完成簡單的智能電子產(chǎn)品設(shè)計制作和調(diào)試；技能提高模塊可以根據(jù)實際需要選擇項目，安排22學(xué)時左右，主要注重職業(yè)崗位的開發(fā)技能訓(xùn)練以及學(xué)生的課程設(shè)計，使學(xué)生具有智能電子產(chǎn)品和智能控制開發(fā)制作和調(diào)試的能力。同時對接技能大賽“嵌入式技術(shù)”賽項，搭載“嵌入式技術(shù)”工作室平臺，讓部分優(yōu)秀的學(xué)生獨(dú)立完成單片機(jī)項目開發(fā)，能力得到質(zhì)的提升，有持續(xù)的發(fā)展空間。4.3教學(xué)考核評價建議4.3.1評價方式本課程改革傳統(tǒng)的考試評價方式，采用形式多樣的考核評價模式，期末考試不再是課程結(jié)業(yè)的唯一途徑。可以采用線上線下相結(jié)合，任務(wù)考核、綜合項目考核與期末考核相結(jié)合的方式進(jìn)行課程學(xué)習(xí)效果的評價。4.3.2評價構(gòu)成建議線上線下相結(jié)合，注重過程考核和技能考核，原則上每個學(xué)習(xí)項目結(jié)束后都應(yīng)有相應(yīng)的階段性考核，期末成績是每個階段性考核與期末考核成績的總評，考核方式過程考核筆試考核（考證）素質(zhì)評價實踐能力考核10分50分40分采用過程性考核，考核方面：對學(xué)習(xí)通上的課程網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)時長、學(xué)習(xí)覆蓋面等進(jìn)行評估，平時上課表現(xiàn)，實踐效果，實踐創(chuàng)新，作業(yè)，實驗報告，單片機(jī)項目開發(fā)考核，隨堂考試，期末筆試。考核重點為學(xué)生動手能力和實踐中分析問題，解決問題能力（及創(chuàng)新能力）、對在學(xué)習(xí)和應(yīng)用上有創(chuàng)新的學(xué)生應(yīng)予特別鼓勵。由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生出勤、課堂問答、課堂表現(xiàn)、作業(yè)集中考評由主要指導(dǎo)教師結(jié)合學(xué)生完成的實訓(xùn)情況、實驗報告、項目開發(fā)情況進(jìn)行考評閉卷筆試4.4課程資源的開發(fā)與利用本課程在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該充分利用先修課程的教科書、機(jī)械設(shè)計手冊或電子版手冊、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)過程中更多使用動畫、視頻等資料，增強(qiáng)實效性。在資料方面，必要時在課程學(xué)習(xí)中提供網(wǎng)絡(luò)方面的信息與資料查找。4.5教學(xué)條件配備建議注重信息化教學(xué)軟硬件建設(shè)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的