《單片機原理及應用》教學大綱

《單片機原理及應用》教學大綱課程編號：13220209英文名稱：PrincipleandApplicationofMicrocontroller學分：4學時：總學時80學時，其中理論48學時，實踐32學時先修課程：電子技術、C語言程序設計課程類別：專業(yè)課授課對象：機械電子工程專業(yè)學生教學單位：機械與電氣工程學院修讀學期：第6學期一、課程描述和目標《單片機原理及應用》是一門系統(tǒng)全面地介紹51內核單片機的硬件、軟件及其應用技術的專業(yè)課。通過本課程，讓學生學習51單片機基礎知識、結構原理、C51語言設計、I/O接口、人機接口以及單片機系統(tǒng)設計的一般方法。能將所學知識用于解決基于微控制器的工業(yè)和民用機電設備相關問題，能夠運用51內核單片機系統(tǒng)的基本原理和方法，建立基于微控制器的機電系統(tǒng)的控制模型，并能夠對特定需求的機電系統(tǒng)進行方案設計。課程目標1：使學生能夠準確理解單片機的基礎概念，了解如何將所學的嵌入式相關知識用于解決基于微控制器的工業(yè)和民用機電設備相關問題。課程目標2：學習單片機C51程序設計技術以及和外圍芯片的硬件接口技術，能夠運用51內核單片機系統(tǒng)的基本原理和方法，建立基于微控制器的機電系統(tǒng)的控制軟硬件模型。課程目標3：能夠運用所學的單片機軟硬件知識對特定需求的機電系統(tǒng)進行軟硬件整體方案設計，并通過系統(tǒng)仿真等手段初步驗證方案的有效性和合理性。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求指標點課程目標權重指標點1-4.具有從事機電工程工作所需的專業(yè)知識，能用于解決復雜機電工程問題。課程目標10.4指標點2-2.能夠運用數學、自然科學、工程科學的基本原理和方法，建立復雜機電工程問題的模型，并進行問題的表達。課程目標20.4指標點3-1.能夠對特定需求的機械產品、零部件、傳動與控制、機械制造過程等復雜機電工程問題進行方案設計。課程目標30.2三、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1概述：單片機概念及發(fā)展過程、種類、發(fā)展趨勢；SOC的概念，51兼容產品現狀；單片機中的數據表示、數制及轉換；理解單片機的基本概念；掌握二進制、十進制、十六進制數據表示和相互轉換。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。4講授式練習式課程目標12單片機硬件結構：單片機的硬件結構及擴展；單片機的時鐘與復位；單片機的最小系統(tǒng)。了解單片機內部的硬件資源；理解單片機復位及實現，能夠搭建單片機最小系統(tǒng)。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。6講授式啟發(fā)式課程目標13Keil程序開發(fā)平臺介紹；PROTUES仿真軟件介紹；Keil/PROTUES聯調。熟悉Keil開發(fā)環(huán)境；熟悉PROTUES仿真環(huán)境；能運用Keil與PROTUES實現聯調。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。4講授式練習式課程目標1課程目標24C51程序設計：單片機C語言設計方法及優(yōu)點；C語言程序基本結構，程序控制流程，數組，指針，C51函數；51單片機內部資源在C51中的定義，LED流水燈設計。了解C51程序設計的基本規(guī)范；掌握結構化的C51程序設計的一般步驟與方法。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。6講授式練習式課程目標15中斷系統(tǒng)：中斷的概念及處理過程，中斷源及優(yōu)先級；中斷相關寄存器及設置；中斷函數及其調用。理解中斷的相關概念；熟悉中斷相關寄存器及其設置方法；掌握中斷函數概念及應用；掌握典型中斷系統(tǒng)設計及應用。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。6講授式練習式課程目標1課程目標26定時/計數器：定時/計數器結構，控制寄存器及設置；常用工作方式1、2；定時/計數器的查詢方式與中斷方式；定時/計數中斷應用設計。了解定時/計數器的硬件結構及工作原理；掌握相關控制寄存器的設置方式；熟悉查詢和中斷兩種工作方式；掌握典型定時/計數系統(tǒng)設計及應用。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。6講授式練習式課程目標1課程目標27人機接口：7/8段數碼管的結構、原理與應用；動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示原理及應用；各類按鍵的結構、原理與消抖；獨立式鍵盤和行列式鍵盤的設計與應用。理解數碼管的結構、原理；熟悉常用的鎖存驅動芯片；掌握動態(tài)和靜態(tài)顯示設計與編程實現；理解按鍵原理及消抖；掌握鍵盤的設計及編程實現。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。10講授式練習式課程目標1課程目標2課程目標38單片機系統(tǒng)設計方法。能綜合運用所學單片機相關知識設計單片機系統(tǒng)，用于實現機電設備的基本控制。德育要求：培養(yǎng)學生邏輯思維能力。6講授式練習式課程目標3合計48序號實驗項目實驗內容與要求學時類型對應課程目標1單片機開發(fā)板測試必修：熟悉單片機開發(fā)板的軟硬件平臺環(huán)境。2驗證課程目標12點亮一個LED燈必修：結合單片機I/O口硬件和C51軟件編程控制任意指定位置個數LED燈點亮。2驗證課程目標13閃爍LED燈控制必修：設計軟硬件系統(tǒng)控制指定位置個數LED燈按指定要求閃爍。2驗證課程目標14節(jié)日流水燈控制必修：設計軟硬件系統(tǒng)控制指定位置個數LED燈按指定要求實現流水燈效果。4設計課程目標25數碼管靜態(tài)顯示0-9必修：設計軟硬件系統(tǒng)控制單個數碼管以靜態(tài)顯示方式輪流顯示數字0-9。4設計課程目標26數碼管動態(tài)顯示拉幅效果必修：設計軟硬件系統(tǒng)控制多個數碼管以動態(tài)顯示方式顯示學生學號并要求實現拉幕式效果。6設計課程目標27鍵控動態(tài)顯示必修：設計包含數碼管和按鍵的軟硬件系統(tǒng)，并要求能用按鍵控制數碼管顯示。6綜合課程目標38單片機綜合系統(tǒng)設計必修：要求學生按指定要求自行設計軟硬件系統(tǒng)實現特定功能單片機系統(tǒng)。6綜合課程目標3合計32四、課程教學方法采用集中講授、討論、仿真、練習等教學方式。五、學業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構成與要求課程考核注重形成性和終結性評價相結合，考核內容主要由課程內訓練、課程實驗和期末卷面考試組成，均按百分制計分。2.課程目標達成考核與評價序號教學環(huán)節(jié)課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標3（分值）合計1課程內訓練0400402課程實驗0020203期末考試400040課程目標對應分值404020100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分課程內訓練按時完成，90%以上的要求達成。按時完成，70%以上的要求達成。延時完成，60%以上的要求達成。不交和補交，50%以下的要求達成。2.實驗考核與評價標準課程實驗按時完成，90%以上的要求達成。按時完成，70%以上的要求達成。延時完成，60%以上的要求達成。不交和補交，50%以下的要求達成。3.期末試卷考核與評價標準根據課程目標及教學內容，設計期末考核試題，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據考試題目設計相應評分標準。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《手把手教你學51單片機（C語言版）》，宋雪