单片机应用技术课程整体教学设计

1《单片机应用技术》整体教学设计（2015～2016学年第2学期）课程名称：单片机应用技术所属系部：信息与智能工程系制定人：郭志勇巩雪洁合作人：李自成张留忠制定时间：2016.1.16安徽电子信息职业技术学院2一、课程基本信息课程名称：单片机应用技术课程代码：085011学分：6.5学时：90授课时间：第2学期授课对象：高职学生课程类型：计算机控制技术等专业职业能力必修课先修课程:计算机电路、C语言程序设计后续课程:嵌入式系统、智能机器人一、课程定位本课程主要是以智能控制、智能电子产品、智能机器人工程项目为主线，采用企业真实工作任务，通过“项目驱动”教学模式，对国内外广泛应用的MCS-51系列单片机的AT89S52单片机工作原理、应用系统的剖析，使学生获得有关单片机硬件、软件的基本概念、基本知识和单片机应用系统的设计编程入门知识以及用C语言进行程序设计、运行、调试等基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。1.岗位分析：本课程主要培养具有智能电子产品和智能控制设计、分析、调试和制作能力的技术技能型人才，可以从事智能电子产品和智能控制设计开发、生产、销售与服务等相关工作，如图1所示。图1课程与岗位2.课程分析：本课程是计算机控制技术、物联网应用技术等相关专业的职业能力必修课程，是计算机控制技术专业核心课程。在计算机控制技术专业课程体系中，基于单片机应用技术的课程结构如图2所示。单片机应用技术（专业技术课程）计算机控制技术、物联网应用技术等相关专业智能电子产品生产、销售和服务智能电子产品开发和智能控制岗位群专业课程3图2基于单片机应用技术的课程结构位于最底层的是本课程的先修课程，也是专业基础课程；本课程是专业核心课程；位于最上层的是本课程的后续课程，既专业课程。基于单片机应用技术的课程结构实现了无缝对接，同时也是我们学校其它相关专业的骨干课程，如嵌入式技术、电子信息工程技术、机电一体化、电气自动化、数控技术等专业都开设本课程。二、课程目标设计总体目标：学通过本课程的学习，学生能熟练使用Proteus仿真软件、C语言编程，能完成简单的智能电子产品和智能控制设计开发；能根据智能电子产品和智能控制设计要求进行元器件焊接组装、软硬件调试；培养学生具有一定的创新思维能力，科学的工作方法和良好的职业道德意识，为提高学生职业技能奠定良好基础。能力目标：（1）会运用keil集成开发环境，能用C语言编写控制程序、下载调试、查阅帮助的技能；（2）会运用Proteus仿真软件，在计算机上完成从单片机电路设计、调试与仿真运行的技能；（3）会智能电子产品、智能控制的开发流程和设计方法；（4）能编制出智能电子产品、智能控制的总体设计方案；（5）能根据智能电子产品、智能控制设计要求，完成元器件采购、焊接组装、软硬件调试；（6）具备智能电子产品、智能控制的运行维护、技术改造、生产管理岗位的能力。计算机应用基础计算机电路C语言程序设计单片机应用技术（核心课程）嵌入式系统、智能移动终端、智能机器人等专业课程4知识目标：（1）知道MCS-51单片机的组成、内部结构和引脚功能；（2）会C51的C语言程序基本结构、数据类型和基本语句；（3）会C语言程序分析、应用程序设计和中断服务程序编写；（4）知道MCS-51单片机中断的概念及中断系统；（5）会灵活应用MCS-51单片机的定时器/计数器；（6）能应用MCS-51单片机的I/O接口，完成显示、键盘、D/A转换、A/D转换、串行通信的设计。素质目标：（1）能制定出切实可行的工作计划，提出解决实际问题的方法；（2）具有对新知识、新技术的学习能力，通过不同途径获取信息的能力，以及对工作结果进行评估的能力；（3）具有决策能力，能记录、收集、处理、保存各类专业技术的信息资料。（4）具有良好的思想品德、敬业与团队精神及协调人际关系的能力；（5）具有一定的语言和文字表达能力；（6）具有科学的创新精神、决策能力和执行能力；（7）具有从事专业工作安全生产、环保、职业道德等意识。职业技能证书要求：本课程对应的职业技能证书要求如表1所示。表1职业技能证书表序号职业资格名称颁证单位等级1家用电子产品维修工人力资源和社会保障部中级2计算机装调员人力资源和社会保障部中级3嵌入式单片机设计工程师中国软件行业协会嵌入式系统分会中级三、课程内容设计：本课程主要是以智能电子产品和智能控制工程项目为主线，采用企业真实工作任务，通过Proteus仿真软件设计和C语言编程，实现在计算机上完成从单片机电路设计、软件设计、调试与仿真一气呵成，同时在每个项目中融入了元器件焊接组装、软硬件调试，真正实现从概念到产品的完整设计与制作。5本课程内容与职业岗位标准密切接轨，从职业岗位技能出发，课程内容分为技能基础、技能提高和技能综合应用（即单片机项目开发实训）三部分部分，其中技能综合应用是停课一周进行，如图3所示。图3课程内容组织设计总课时在90学时左右，用11个智能电子产品和智能控制项目作为载体组织教学内容，将相关知识、能力要求贯穿于每个项目实践中。技能基础模块安排64学时左右，主要注重职业岗位的基本技能训练，使学生能完成简单的智能电子产品设计制作和调试；技能提高模块可以根据实际需要选择项目，安排26学时左右，主要注重职业岗位的开发技能训练以及学生的课程设计，使学生具有智能电子产品和智能控制开发制作和调试的能力。本课程内容安排如表2所示。表2课程内容安排表序号模块（或子模块）名称学时1技能基础模块（64学时）发光二极管LED控制82LED循环点亮控制10LED控制模拟量输入输出设计键盘控制电机方向转速LED循环点亮控制数码管显示控制键盘的设计与实现定时器/计数器应用串行通信设计按键设置液晶电子钟8路温度采集监控系统点阵显示设计与实现单片机项目开发技能基础训练技能提高训练技能综合训练技术逐渐综合难度逐渐增加63数码管显示控制104键盘的设计与实现105定时器/计数器综合应用86模拟量输入输出设计与实现87单片机串行通信设计与实现108技能提高模块（任选）键盘控制电机方向和转速89按键设置液晶电子钟8108路温度采集监控系统811点阵显示设计与实现10合计90四、能力训练项目设计学习情境参考学时情境名称情境描述学习情境1技能基础部分（1）知道单片机的组成、内部结构和引脚功能；（2）知道C语言程序基本结构、数据类型和基本语句；（3）会C语言程序分析、应用程序设计和中断服务程序编写；（4）知道中断的概念及MCS-51单片机的中断系统；（5）会灵活使用定时器/计数器；（6）会应用I/O接口、显示、键盘接口、D/A、A/D转换接口、串行接口；（7）能完成智能电子产品元器件焊接组装、软硬件调试。64学时学习情境2技能提高部分（1）会智能电子产品和智能控制电路设计以及实现的方法；（2）会用C语言编写智能电子产品和智能26学时7控制程序以及实现的方法；（3）会编制智能电子产品和智能控制的系统总体设计方案；（4）能根据产品系统设计方案和要求进行元器件采购、焊接组装、软硬件调试；（5）具备单片机技术应用系统的系统维护、技术改造、运行管理岗位的能力。学习情境3单片机项目开发实训部分.通过单片机项目开发实训完成，学生能识别电子元器件，会电路板元器件焊接以及电路板调试，能完成单片机项目开发程序设计，能完成单片机项目开发软硬件运行与调试。停课一周26学时五、项目情境设计学习情境1参考学时：64学时学习目标：（1）知道单片机的组成、内部结构和引脚功能；（2）知道C语言程序基本结构、数据类型和基本语句；（3）会C语言程序分析、应用程序设计和中断服务程序编写；（4）知道中断的概念及MCS-51单片机的中断系统；（5）会灵活使用定时器/计数器；（6）会应用I/O接口、显示、键盘接口、D/A、A/D转换接口、串行接口；（7）能完成智能电子产品元器件焊接组装、软硬件调试。学习情境教学方法和建议子情境1任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能完成单片机最小系统和输出电路设计，能应用C语言程序完成单片机输入输出控制，实现对LED控制的设计、运发光二极管LED控制8行及调试。子情境2任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能完成单片机的输入输出电路设计，能应用C语言程序完成单片机输入输出控制，实现对LED循环点亮控制的设计、运行及调试。LED循环点亮控制子情境3任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能熟练掌握单片机与数码管的接口技术，能完成单片机的数码管动态及静态显示电路设计，能完成数码管动态和静态显示的C语言程序的设计、运行及调试。数码管显示控制子情境4任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能独立完成单片机键盘电路的设计，能使用C语言实现对键盘的扫描和按键识别控制程序的设计、运行及调试。键盘的设计与实现子情境5任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能完成单片机的定时器/计数器相关电路的设计，能应用C语言程序完成单片机定时器初始化及相关编程控制，实现对定时器应用于相关定时/计数器综合应用9电路的设计、运行及调试。子情境6任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能完成单片机与ADC0808/ADC0809模/数转换芯片、DAC0832数/模转换芯片的电路和C语言程序设计，掌握ADC0808/ADC0809、DAC0832与单片机的连接及编程技能。模拟量输入输出设计与实现子情境7任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。通过串行通信基本知识和单片机串行通信基本原理的学习，能够掌握单片机点对点、点对多数据传输的设计方法及编程方法。单片机串行通信设计与实现学习情境2参考学时：26学时学习目标：（1）会智能电子产品和智能控制电路设计以及实现的方法；（2）会用C语言编写智能电子产品和智能控制程序以及实现的方法；（3）会编制智能电子产品和智能控制的系统总体设计方案；（4）能根据产品系统设计方案和要求进行元器件采购、焊接组装、软硬件调试；（5）具备单片机技术应用系统的系统维护、技术改造、运行管理岗位的能力。学习情境教学方法和建议子情境1任务载体采用“教、学、做”一10能利用AT89S52单片机及独立键盘，通过C语言程序实现键盘控制步进电机和直流电机的速度和方向，完成单片机输入输出控制系统的设计、运行及调试。键盘控制电机方向和转速体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。子情境2任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能利用AT89S52单片机及RT12864液晶屏，通过按键设置液晶电子钟电路设计、C语言程序设计，完成按键设置液晶电子钟的设计、运行及调试。按键设置液晶电子钟子情境3任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能利用AT89S52单片机及DS18B20单总线数字传感器，通过C语言程序实现8路温度采集监控，完成单片机输入输出控制系统的设计、运行及调试。8路温度采集监控系统子情境4任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。能完成点阵显示电路设计，充分理解电路中关于I/O扩展、存储扩展和I2C总线等硬件电路的设计方法和原理，并点阵显示设计与实现11能够用C语言实现对点阵屏、I2C通讯总线的控制和对外扩存储的访问，最终实现点阵屏汉字、日期和温度显示等功能。学习情境3参考学时：26学时学习目标：通过单片机项目开发实训完成，学生能识别电子元器件，会电路板元器件焊接以及电路板调试，能完成单片机项目开发程序设计，能完成单片机项目开发软硬件运行与调试。学习情境教学方法和建议子情境1任务载体采用“教、学、做”一体化教学方法模式。项目的实施可采用小组合作的学习方法。（1）认识电子元器件；（2）电路设计及电