微處理器原理與應用-微電子電科-考試課程教學大綱

《微處理器原理與應用》本科課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱微處理器原理與應用※PrinciplesandApplicationsofMicroprocessors課程代碼2080398課程學分3課程學時48理論學時32實踐學時16開課學院機電學院適用專業(yè)與年級微電子和電科專業(yè)大二課程類別與性質專業(yè)必修課考核方式考試選用教材《新概念51單片機C語言教程》第2版、郭天祥、ISBN978-7-121-32022-4、電子工業(yè)出版社，2018年3月是否為馬工程教材先修課程數字邏輯電路2080187（4）、模擬電子電路2080188（4）、計算機程序設計基礎2080497（3）課程簡介信息技術的飛速發(fā)展，微處理器已成為現代電子產品的核心部件。該課程在專業(yè)課程體系中具有重要地位，是學生將來從事電子產品設計、開發(fā)、測試等工作的必備知識和技能基礎。課程內容涵蓋微處理器的基本原理、體系結構、I/O接口技術、中斷系統(tǒng)、微處理器應用開發(fā)等方面的知識。課程設計注重理論與實踐相結合，注重培養(yǎng)學生的解決問題的能力、創(chuàng)新思維和實踐能力。教學方法主要包括理論講授、實驗演示、案例分析、項目實踐等多種形式，使學生掌握微處理器的編程、控制和仿真技能，了解微處理器在各種電子產品中的應用場景。通過本課程學習，學生掌握微處理器的編程和應用開發(fā)技能，提高他們在電子工程領域的競爭力。選課建議與學習要求本課程適合電子類工程專業(yè)大二及以上本科生授課，要有相關的C語言編程技術、模擬和數字電子電路相關的基礎理論知識和電路分析能力。

二、課程目標與畢業(yè)要求（一）課程目標類型序號內容知識目標1能夠全面理解微處理器的基本原理、體系結構、I/O控制、中斷系統(tǒng)等核心概念，并能對基于微處理器控制的常見電路進行分析和應用。(支撐點3.2)技能目標2能夠運用所學知識，設計、開發(fā)并測試微處理器系統(tǒng)，具備獨立思考的能力并體現在設計過程中能綜合應用各項知識和環(huán)境因素。(支撐點3.4)3能夠分析和解決微處理器應用過程中的問題，熟練操作微處理器開發(fā)板及相關工具軟件進行實驗驗證、調試和創(chuàng)新設計。（支撐點5.3）素養(yǎng)目標(含課程思政目標)4具備良好的職業(yè)道德和責任意識，能夠在工作中遵守規(guī)章制度，保證工作質量和安全，全面掌握所學知識和技能，具備良好的職業(yè)素養(yǎng)和發(fā)展?jié)摿Α?支撐點8.2)（二）課程支撐的畢業(yè)要求畢業(yè)要求3：設計/開發(fā)解決方案：具備解決工程領域復雜問題的能力，并在設計過程中體現創(chuàng)新意識考慮創(chuàng)新和社會、環(huán)境、健康、安全、法律、文化等因素。②能夠按照設計方案，設計符合特定需求的單元、組件/模塊、系統(tǒng)，并進行仿真、開發(fā)和實現。畢業(yè)要求3：設計/開發(fā)解決方案：具備解決工程領域復雜問題的能力，并在設計過程中體現創(chuàng)新意識考慮創(chuàng)新和社會、環(huán)境、健康、安全、法律、文化等因素。④能夠在設計開發(fā)過程中全面考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等相關制約因素。畢業(yè)要求5：使用現代工具：具備運用現代工程和信息技術工具解決工程領域復雜問題的能力，包括預測、模擬和理解工具的局限性。③在實踐中開發(fā)或選擇滿足需求的工具，模擬和預測工程問題，并了解其局限性。畢業(yè)要求8：職業(yè)規(guī)范：具備人文社會科學素養(yǎng)和社會責任感，在工程實踐中遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，承擔責任。②理解工程師職業(yè)道德準則和行業(yè)規(guī)范，并自覺遵守。（三）畢業(yè)要求與課程目標的關系畢業(yè)要求指標點支撐度課程目標對指標點的貢獻度畢業(yè)要求3②M能夠全面理解微處理器的基本原理、體系結構、I/O控制、中斷系統(tǒng)等核心概念，并能對基于微處理器控制的常見電路進行分析和應用。100%畢業(yè)要求3④M能夠運用所學知識，設計、開發(fā)并測試微處理器系統(tǒng)，具備獨立思考的能力并體現在設計過程中能綜合應用各項知識和環(huán)境因素。100%畢業(yè)要求5③H能夠分析和解決微處理器應用過程中的問題，、熟練操作微處理器開發(fā)板及相關工具軟件，進行實驗驗證、調試和創(chuàng)新設計。100%畢業(yè)要求8②H具備良好的職業(yè)道德和責任意識，能夠在工作中遵守規(guī)章制度，保證工作質量和安全，全面掌握所學知識和技能，具備良好的職業(yè)素養(yǎng)和發(fā)展?jié)摿Α?00%三、課程內容與教學設計（一）各教學單元預期學習成果與教學內容單元1基礎知識（4學時）知識點：知道微處理器的發(fā)展過程和單片機的應用領域；.理解微處理器內部結構及引腳功能；理解C51相關的基本知識。能力要求：能夠分析微處理器在電子領域中應用的重要性及其發(fā)展趨勢并明確本門課程學習的意義教學難點：單片機、微處理器、微型計算機的區(qū)別的和它們的廣泛用途單元2KeiluVision軟件使用及流水燈設計（8學時）知識點：掌握KeiluVision軟件的使用；理解微處理器接口的原理；知道如何運用C51編程，理解頭文件reg52.h、intrins.h的內容和使用；掌握C51子函數、庫函數的調用方法，可以綜合運用C語言編程來實現控制流水燈的控制能力要求：運用C語言編程的能力和編譯環(huán)境的操作的能力教學難點：KeiluVision的熟練使用:如何建立工程文件;如何設定編譯環(huán)境的各項參數C51子函數、庫函數的調用方法。單元3數碼管顯示原理及應用實現（16學時）知識點：運用數碼靜態(tài)和動態(tài)顯示的方法；理解中斷原理、理解定時器的工作原理。能力要求：具備基于微處理器的中斷、定時器進行編程的能力教學難點：數碼管的控制技術，中斷編程、定時器編程的方法單元4（10學時）知識點：理解微處理器的I/O接微處理器控制接口編程技術口原理和控制；運用I/O實現鍵盤控制、AD、DA等常用標準外設控制接口的編程技巧。能力要求：具備基于微處理器為核心控制器件的系統(tǒng)設計能力教學難點：獨立鍵盤、矩陣鍵盤控制技術、AD/DA轉換技術單元5串行口通信原理及操作流程(8學時)知識點：理解計算機串口通信的基礎；分析微處理器的串行口，會借助串口調試助手進行串口數據的傳送。能力要求：利用微處理器的串口進行相互間通信的編程能力教學難點：串口通信的基本原理和串口編程的方法單元6當前最流行的32位微處理器介紹(2學時)知識點：掌握液晶顯示控制；能力要求：能夠了解行業(yè)發(fā)展新信息技術前沿的能力并加以分析和運用的能力教學難點：當前最流行的32位及以上微處理器在芯片設計、系統(tǒng)設計中的應用（二）教學單元對課程目標的支撐關系課程目標教學單元1234單元1基礎知識√√單元2KeiluVision軟件使用及流水燈設計√√√單元3數碼管顯示原理及應用實現√√單元4微處理器控制接口編程技術√√單元5串行口通信原理及操作流程√√單元6液晶控制和編程√√（三）課程教學方法與學時分配教學單元教與學方式考核方式學時分配理論實踐小計單元1基礎知識講授法和討論法作業(yè)、線上視頻學習、隨堂練習、小測驗44單元2KeiluVision軟件使用及流水燈設計講授法和任務驅動法實驗報告和實操結果、作業(yè)、課后線上視頻448單元3數碼管顯示原理及應用實現講授法和任務驅動法實驗報告和實操結果、課后線上視頻觀看、測驗12416單元4微處理器控制接口編程技術講授法和任務驅動法實驗報告和實操結果、作業(yè)6410單元5串行口通信原理及操作流程講授法和任務驅動法實驗報告和實操結果、隨堂練習448單元6液晶控制和編程講授法和任務驅動法隨堂練習、作業(yè)、實操練習22合計321648（四）課內實驗項目與基本要求序號實驗項目名稱目標要求與主要內容實驗時數實驗類型1I/O口輸出控制實驗1、編程控制單燈閃爍。2、編程控制流水燈。4③2數碼管掃描實驗1、6數碼管循環(huán)顯示。2、編程實現秒表功能4③3中斷實驗1、在數碼管上循環(huán)顯示0～F，當中斷INT0發(fā)生時，則點亮第一個發(fā)光二極管；2、用定時器0的方式1實現第一個發(fā)光二極管以1Hz頻率閃爍；用定時器1的方式1實現數碼管前2位59s循環(huán)計時。4③4串口通信實驗1、PC通過串口發(fā)送數據，若單片機收到數據則通過P1口輸出數據，點亮相應的發(fā)光二極管；2、PC發(fā)送數據，單片機根據收到的字符控制燈的狀態(tài)，亮、滅或閃爍。4③實驗類型：①演示型②驗證型③設計型④綜合型四、課程思政教學設計1.課程內容設計突出道德、倫理、社會責任等方面的內容，通過實踐活動等方式，引導學生思考什么是正確的人生觀和價值觀，以及在行業(yè)中如何踐行這些觀念。引入相關領域的先進理論、成功案例和典型人物的故事，激發(fā)學生的學習興趣和社會責任感。2.教學方法設計采用互動式教學方法，例如討論、小組活動、角色扮演等，引導學生自主思考、交流討論，加深對正確人生觀和價值觀的理解和認識。鼓勵學生積極探索、善于通過查找信息資源解決設計中的問題，促進學生的自主學習、合作學習和創(chuàng)新理念。3.學習活動設計安排學生以團隊為單位就如何課題設計中的難點、引入的創(chuàng)新點、完成的成果通過PPT展示，培養(yǎng)學生的團隊合作精神和溝通、表達能力。讓學生親身體驗工作和服務，增強他們的社會責任感和服務意識。4.評價體系設計設計