《单片机应用技术及系统开发》课程标准

1四川信息职业技术学院《单片机应用技术及系统开发》课程标准课程代码：0332437课程类别：专业方向课课程属性：限选课学分/学时：8学分/128学时修订人：曾宝国审订人：李华适用专业：电子信息工程技术四川信息职业技术学院电子工程系二〇一〇年十二月二十四日2一、制订课程标准的依据本课程标准依据《中华人民共和国高等教育法》和《中华人民共和国职业教育法》专科教育应当使学生掌握本专业必备的基础理论、专门知识，具有从事本专业实际工作的基本技能和初步能力、教高〔2000〕2号《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》精神以及四川信息职业技术学院《电子信息工程技术》专业人才培养方案对课程的要求而制定。二、课程的性质单片机技术在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到广泛的应用。《单片机应用技术与系统开发》课程是电子信息工程技术专业人才培养方案中专业方向课下的职业综合能力模块课程之一，是该专业的一门限选课。三、本课程与其它课程的关系这门课程的先修课程是电路分析、数字电子技术、模拟电子技术、C语言程序设计，通过该课程的学习，为后继的相关的专业课程打下良好的基础。四、课程的教育目标知识目标1．掌握MCS—51单片机的内部结构，单片机系统的组成、特点、功能和使用；2．掌握51单片机的I/O口、定时/计数器、中断系统、串口通信及接口扩展的应用；3．掌握C51语言，能用C51语言进行程序设计。能力目标1．掌握KEIL交叉开发平台及Proteus软件的使用；2．了解常用接口器件的应用，学习应用51单片机进行各种开发的技能；3．熟练使用单片机进行软件及硬件设计，为以后学习及工作打下良好基础。素质目标1．通过项目实践，培养认真严谨、热情主动的工作态度；2．养成遵守操作规程，注重生产安全、爱护仪器设备的良好习惯；3.培养良好的团结协作精神，可持续发展的理论水平和操作技能。五、课程的教学内容与建议学时（128学时）序号项目名称学时教学形式备注1信号灯控制系统20教学做合一2中断应用系统设计8教学做合一3定时/计数器应用系统设计10教学做合一34串行通信系统设计8教学做合一5键盘接口技术8教学做合一6数码管显示系统设计8教学做合一7字幕显示系统设计14教学做合一8信号发生器设计6教学做合一9数字电压表设计10教学做合一10单片机综合系统开发36教学做合一11课程复习44六、课程教学设计指导框架项目名称教学目标学习与训练内容学时建议教学方法手段与资源利用建议教学环境说明考核评价信号灯控制(1)了解单片机的基本概念及MCS－51系列单片机结构特点；了解典型单片机系列的基本情况；了解MCS－51系列单片机的发展及应用领域；(2)掌握MCS-5l单片机内部结构和引脚的功能，以及存储器结构；(3)理解单片机应用系统开发的基本方法和设计流程；掌握MCS－51系列片机的开发工具；掌握编程软件、编程器、虚拟设备的基本操作方法；(4)掌握简单的顺序、分支、循环程序结构和子程序的编写和调用方法；(5)掌握C语言基础和用C51编写典型程序的方法。制作一个信号灯控制的单片机应用系统。学习嵌入式控制器概述和单片机发展趋势、单片机内部结构、单片机产品和单片机的应用、单片机的开发平台、MCS-51单片机的主要功能特点、内部结构分析和引脚功能、存储组织、CPU时序、开发和软件仿真环境KEIL51的使用；uVision2的软件仿真功能的使用、C语言基础、C51程序的编写。20讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板；网络资源。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板1、总体设计：①任务明确（5分）；②方案设计合理、有新意（10分）；③软件和硬件功能划分合理（5分）；2、硬件设计：①片内器件分配正确、合理（5分）；②电路原理图设计正确（10分）；③电路板制作：布线正确、整齐、合理（5分）；3、软件设计：①算法和数据结构设计正确、合理（5分）；②流程图设计数码管显示系统设计（1）熟悉LED七段数码显示器的结构及工作原理；（2）掌握单片机对LED静态显示和动态显示两种控制方法；（3）掌握单片机的计数显示控制原理。(4)初步掌握单片机应用系统分析和软硬件设计的基本方法，建立单片机系统设计的基本概念。制作一个LED显示的简易实时时钟；学习数码管基础知识、其接口电路工作原理及其应用、在单片机应用系统中的程序设计。8讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板5键盘接口技术(1)掌握单片机的键盘接口电路工作原理及其应用(2)掌握单片机键盘接口的程序设计方法制作一个识别矩阵键盘的单片机控制系统；学习独立式、矩阵式键盘基础知识、按键识别方法、在单片机应用系统中的接口方法与程序设计。10讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板正确、简明；（5分）；③编程正确、有新意（10分）；4、系统仿真与调试：①调试顺序正确（5分）；②能熟练排除错误（10分）；③调试后运行正确（5分）；5、实训报告：①书写规范整齐（5分）；②内容翔实具体（5分）；③图形绘制正确、完整、全面（5分）；④能正确分析实验结构（5分）；中断应用系统设计(1)理解中断的基本概念；(2)理解MCS－51中断系统的结构和特点；(3)掌握中断系统的处理过程和使用方法；(4)掌握中断控制的程序设计方法。学习中断系统的相关知识，完成交通灯控制、数据采集、中断嵌套实践后制作一个利用单片机中断系统起主要控制作用的应用系统，如报警电路、彩灯控制电路。8讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板定时/计数器应用系统设计(1)理解定时/计数器的工作原理；(2)掌握定时/计数器的工作方式及定时/计数初值的计算；(3)熟悉定时/计数器的编程结构；(4)掌握定时/计数器程序设计方法；(5)了解定时/计数器的应用领域。学习定时/计数器系统的相关知识，完成定时器应用、计数器实验后制作一个利用单片机定时/技术系统起主要控制作用的应用系统，如电子秒表、频率计。8讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板字幕显示系统设计(1)熟悉LED点阵式显示器的结构及工作原理；(2)掌握用LED点阵显示器显示汉字或字符的方法。(3)掌握字符型LCD显示接口电路工作原理及其应用；(4)了解点阵型LCD显示接口电路工作原理及其应用。制作一个用点阵式LED或LCD显示字符的单片机系统。学习矩阵式LED与LCD的工作原理和字符显示的方法、编写驱动显示模块的应用程序。8讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板6串行通信系统设计（1）了解并行通信与串行通信的含义；（2）理解波特率的概念，学会波特率的计算方法；（3）能按要求正确设置特殊功能寄存器SCON和PCON；（4）熟悉各种工作方式程序的编制方法；（5）了解RS-232C的基本性能；（6）理解双机通信和多机通信的基本过程。学习串行通信的基本概念；串行通信总线标准；串行的工作方式；串行口的波特率；单片机之间的通信方式。完成串行转并行实验、单片机自收自发实验、双机通信实验、多机通信实验14讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板信号发生器设计（1）熟悉D/A转换的基本知识；（2）掌握D/A转换器与8051之间的连接方法；（3）理解单片机控制D/A的实例。（4）能正确应用单片机控制D/A输出需要的信号；（5）会利用单片机输出模拟量，以控制外围模拟设备。制作一个基于单片机控制的调压或波形输出系统。学习D/A转换器的基本工作原理及特性、技术指标、常用D/A芯片与单片机的接口方法以及在单片机应用系统实现D/A转换的程序设计方法。6讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板数字电压表设计（1）熟悉A/D转换的基本知识；（2）掌握A/D转换器与51之间的连接方法；（3）理解单片机控制A/D的实现原理。（4）能正确利用单片机编程控制A/D转换器；（5）会应用单片机测量模拟量，并进行显示。制作一个基于单片机控制的数字电压表系统学习A/D转换器的基本工作原理及特性、技术指标、常用A/D芯片与单片机的接口方法以及在单片机应用系统实现A/D转换的程序设计方法。10讲授法；演示法；练习法；任务教学法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。多媒体机房、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板单片机综合系统开能熟练应用单片机基础知识，基于单片机技术、传感器技术进行数字基于单片机、液晶显示、专用时钟芯片设计一个数字36讲授法；演示法；练习法；任务教学多媒体机房、keil开发平7发钟、遥控小车等综合项目的开发。钟；基于单片机、红外传感器及红外编解码技术，设计一个红外遥控小车。法；自主学习法；动手操作。教材；课件；仿真；开发板。台、Proteus软件、单片机开发板8七、教学基本条件1.对教师的基本要求（1）教师应为电类相关专业本科以上学历，并具有较强的语言表达能力及职业教学方法的能力。（2）应善于应用单片机开发平台、编程器、仿真器及各类单片机实践器材。（3）增强教师的科研能力、教学能力、创新能力，加强骨干教师的培训。2.教学硬件环境基本要求序号项目课程内容设备名称参考技术要求数量1信号灯控制制作一个彩灯闪烁的单片机控制系统。多媒体实验室、电脑、keil开发平台、Proteus软件、单片机开发板1、电脑应能安装较高版本的keil开发平台、Proteus软件。2、单片机开发板应具备（1）8路LED（2）8位LED数码管（3）1个蜂鸣器（4）4*4矩阵键盘（5）16*2字符型液晶接口（6）液晶接口（7）DS1302实时时钟芯片（8）AT24C02串行EEPROM（9）串口通讯接口（10）PS2接口（11）CH451数码管键盘驱动芯片（12）ATISP编程接口各类器件共计50套2中断应用系统设计制作一个利用单片机中断系统起主要控制作用的应用系统，如报警电路、彩灯控制电路。3定时/计数器应用系统设计制作一个利用单片机定时/计数系统起主要控制作用的应用系统，如电子秒表、频率计。4串行通信系统设计制作单片机通过串行口通信的应用系统。5键盘接口技术制作一个识别矩阵键盘的单片机控制系统。6数码管显示系统设计制作一个数码管显示数字的单片机控制系统。7字幕显示系统设计制作一个用点阵式LED或LCD显示字符的单片机系统。8信号发生器设计制作一个基于单片机控制的简易信号发生器系统。9数字电压表设计制作一个基于单片机控制的数字电压表系统。910单片机综合系统开发设计数字钟和遥控小车。3.教学资源基本要求教学设施：配备2个多媒体实验室，实验室安装电脑及其它实验设备。4.学生基础要求学生具有一定的C语言、计算机操作基础，并能识别一般的电子元器件，《模拟电子线路》和《数字电子线路》等先修课程考核合格。5、课程考核方式说明课程采用过程考核、期末理论考试（开卷）和期末实践考试（开卷）相结合的方式进行。综合评价成绩＝过程考核成绩30%+期末理论考核成绩30%+期末实践考核成绩40%。八、其他说明1、以实践教学为主，多做、多练、少讲、课堂以技术实现为特色，抽象的理论知识具体化、技术化是课堂改革追求的目标。2、学习方面由传统的课堂教学变为实践教学，边实践，边学习。再学习，再实践。逐步由感性到理性，最后达到了即掌握了单片机应用系统