《單片機原理與接口技術》課程教學大綱

《單片機原理與接口技術》教學大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）單片機原理與接口技術課程名稱（英文）Single-chipMicrocomputerPrincipleandInterfaceTechnology課程代碼05120292課程性質(zhì)必修課課程類別專業(yè)必修課考核形式考試總學分（學時/周）3.5理論學分（學時）3（48）實踐或?qū)嶒瀸W分（學時/周）0.5（16）先修課程《模擬電子電路》《數(shù)字電路》后續(xù)課程《通信原理》，《信號與系統(tǒng)》，《嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》適應范圍全日制本科面向?qū)I(yè)電子信息工程開課學期3開課學院電子與信息工程學院指導思想：堅持培養(yǎng)學生的單片機硬件電路及基礎程序分析和應用設計的方法，為后續(xù)課程設計、雙創(chuàng)活動、畢業(yè)設計及未來電子工程師的培養(yǎng)打下基礎。2.基本原則：重視原理教學、加強仿真和案例教學，加強學生動手能力培養(yǎng)，逐步積累單片機電路設計和應用經(jīng)驗，提高學生的自主學習和調(diào)試判斷能力，培養(yǎng)學生團隊協(xié)作精神。3.課程思政：在專業(yè)基礎能力鍛煉學習中，讓學生從仿真調(diào)試、驗證試驗和創(chuàng)新應用中獲得興趣，樹立一個電子工程師該有的價值觀，培養(yǎng)學生對科學的興趣、實事求是的科學態(tài)度、辯證唯物主義的世界觀，培養(yǎng)學生的愛國主義情操。二、課程目標及其對畢業(yè)要求的支撐2.1課程目標通過本課程的學習，學生應具備以下幾個方面的課程目標：課程目標1：使學生比較系統(tǒng)地了解單片機軟硬件的基礎知識，掌握單片機控制系統(tǒng)基本分析方法。課程目標2：使學生在單片機內(nèi)容資源和工作原理的基礎上能完成外圍電路和控制程序的設計、仿真驗證，實驗操作，逐步提高單片機綜合系統(tǒng)的工程應用能力。課程目標3：通過課堂理論教學、實踐操作和課外作業(yè)等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生學習單片機軟硬件的興趣、實事求是的科學態(tài)度、辯證唯物主義的世界觀與愛國主義情操。2.2畢業(yè)要求、指標點與課程目標的對應關系畢業(yè)要求、指標點與本課程的課程目標的之間對應關系如表1所示。表1畢業(yè)要求、指標點與課程目標的對應關系支撐的畢業(yè)要求涉及的畢業(yè)要求指標點本課程的課程目標支撐強度1.工程知識1.2掌握電子電路等工程基礎知識，能將其用于分析電子電路相關的工程問題。課程目標1H3設計/開發(fā)解決方案3.3能綜合利用專業(yè)知識對設計方案進行優(yōu)化，體現(xiàn)創(chuàng)新意識。課程目標2L5.使用現(xiàn)代工具5.3具有使用現(xiàn)代電子儀器設備的能力，并能夠理解其局限性。課程目標3H填寫說明：“支撐的畢業(yè)要求”和“涉及的畢業(yè)要求指標點”是指計算機科學與技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求及畢業(yè)要求指標點；支撐強度選用標志（如“H”表示“強支撐”，“M”表示“中支撐”，“L”表示“弱支撐”）表示，并且應與人才培養(yǎng)方案中的H、M、L保持一致。本課程的各個課程目標對應畢業(yè)要求指標點的權值矩陣如表2所示表2課程目標支撐畢業(yè)要求指標點的權值矩陣畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求指標點1.2畢業(yè)要求指標點3.3畢業(yè)要求指標點5.3課程目標10.40.30.2課程目標20.40.50.6課程目標30.20.20.2注：將一個畢業(yè)要求指標點分解到對應課程目標中，每一列的權值Σ＝1。三、課程內(nèi)容及學時分配三、課程內(nèi)容及學時分配第一部分理論教學表3理論課時安排章節(jié)內(nèi)容學時一51單片機結(jié)構(gòu)和原理3二Keil和C51程序語言6三I/O接口及應用6四中斷系統(tǒng)及應用9五定時/計數(shù)模塊及應用9六通用串行接口6七LED點陣/LCD接口3八D/A和A/D接口6合計48第一章51單片機結(jié)構(gòu)和原理（3學時）內(nèi)容標準：單片機組成結(jié)構(gòu)和引腳信號；寄存器和存儲器；時鐘和時序；程序執(zhí)行過程。教學重點：寄存器和存儲器；時鐘和時序。教學目標：掌握單片機組成結(jié)構(gòu)和引腳信號；會用寄存器和存儲器；讀懂訪問寄存器和存儲器的時序。第二章Keil和C51程序語言（6學時）內(nèi)容標準：keil程序和項目建立、調(diào)試過程；C51數(shù)據(jù)類型；C51順序、選擇和循環(huán)程序結(jié)構(gòu)。教學重點：C51數(shù)據(jù)類型；C51順序、選擇和循環(huán)程序結(jié)構(gòu)。教學目標：學會運用C51常用數(shù)據(jù)類型和常用程序結(jié)構(gòu)。第三章、I/O端口及應用程序（6學時）內(nèi)容標準：P0-P3端口結(jié)構(gòu)；LED接口及應用程序；鍵盤接口及應用程序。教學重點：P0-P3端口結(jié)構(gòu)；LED接口及應用程序；鍵盤接口及應用程序。教學目標：讀懂P0-P3端口結(jié)構(gòu)及其各端口的異同；學會LED接口、鍵盤接口及應用程序。第四章、中斷系統(tǒng)及應用（9學時）內(nèi)容標準：中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行過程；中斷配置及外部中斷應用程序。教學重點：中斷配置及應用程序。教學目標：讀懂中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行過程；學會中斷配置及編寫外部中斷應用程序。第五章、定時/計數(shù)模塊及應用（9學時）內(nèi)容標準：定時/計數(shù)器結(jié)構(gòu)和原理；定時/計數(shù)器配置及中斷應用程序；時鐘控制。教學重點：定時/計數(shù)器配置及中斷應用程序；時鐘控制。教學目標：讀懂定時/計數(shù)器結(jié)構(gòu)和原理；學會定時/計數(shù)器配置及中斷應用程序和時鐘控制程序。第六章、通用串行接口（6學時）內(nèi)容標準：USART結(jié)構(gòu)和原理；USART通信配置及中斷應用程序；IIC接口電路及控制程序。教學重點：USART通信配置及中斷應用程序；IIC接口電路及控制程序。教學目標：讀懂USART結(jié)構(gòu)和原理；學會串口通信配置及中斷應用程序。第七章、LED點陣/LCD接口（3學時）內(nèi)容標準：LED點陣電路接口和控制程序；LCD電路接口和控制程序。教學重點：LED點陣電路接口和控制程序；LCD電路接口和控制程序。教學目標：學會LED點陣和LCD與單片機的電路接口和相應的控制程序。第八章、D/A和A/D接口（6學時）內(nèi)容標準：D/A接口和控制程序；A/D接口和控制程序。教學重點：D/A接口和控制程序；A/D接口和控制程序。教學目標：學會D/A和A/D與單片機的電路接口和相應的控制程序。實踐教學環(huán)節(jié)表4實踐課時安排序號實驗項目學時數(shù)項目要求項目類型項目性質(zhì)目的要求所在實驗分室1PROTUES仿真和KEIL的使用3選做仿真驗證掌握PROTUES繪制單片機原理圖的方法，學會使用KEIL編寫單片機程序單片機2數(shù)碼管顯示實驗3必做仿真驗證掌握數(shù)碼管的動態(tài)掃描原理和程序編寫方法單片機3鍵盤接口實驗3選做仿真驗證掌握I/O口的使用方法和矩陣鍵盤程序編寫方法單片機4外部中斷實驗3必做仿真驗證掌握外部中斷技術的使用，學習中斷處理程序的編寫方法單片機5電子秒表實驗3選做仿真驗證掌握定時器的結(jié)構(gòu)和原理，學習電子秒表程序的編寫方法單片機6時鐘設計3必做制作設計掌握定時器的結(jié)構(gòu)和原理，學習時鐘程序的編寫方法單片機7PWM實驗3選做制作設計掌握定時器的結(jié)構(gòu)和原理，學習定時器產(chǎn)生PWM信號進行調(diào)速或調(diào)光程序的編寫方法單片機8Lcd1602液晶顯示實驗3選做仿真驗證掌握LCD1602字符液晶的工作原理及編程方法單片機912864液晶顯示實驗3選做仿真驗證掌握LCD12864漢子液晶的工作原理及編程方法單片機10串行口實驗3必做仿真驗證掌握USART接口電路、工作原理和串口通信程序設計方法單片機11PCF8591實驗3必做仿真驗證掌握A/D和D/A轉(zhuǎn)換的原理和D/A芯片PCF8591的性能、編程方法單片機12片外RAM的讀寫實驗3選做仿真驗證掌握24CXX片外存儲器的讀寫時序、編程方法單片機合計學時36計劃學時16四、課程考核環(huán)節(jié)、評價方式、考核環(huán)節(jié)評價標準及其達成度評價4.1.課程考核方法及要求本課程考核建議由平時成績（包括考勤、作業(yè)/測試/調(diào)研報告等）、實驗成績、期末考查等構(gòu)成。成績采用百分制。課程綜合成績=平時成績（包括考勤、作業(yè)/測試/調(diào)研報告等）×30%+實驗成績×30%+期末考查×40%。具體考核/評價方法、依據(jù)和對應的教學目標關系如下表5所示。表5考核/評價方法、依據(jù)和對應的教學目標成績構(gòu)成考核/評價方式分值課程教學目標平時成績根據(jù)考勤、作業(yè)/測試/調(diào)研報告等記分/百分制30教學目標1教學目標2教學目標3實驗成績實驗成績/百分制30教學目標1教學目標2教學目標3期末考查期末考查/百分制40教學目標1教學目標2教學目標3綜合成績平時成績+實驗成績+期末考查/百分制100教學目標1教學目標2教學目標34.2考核環(huán)節(jié)評價標準及其支撐課程目標的權值根據(jù)表5可知，本課程的3個課程目標分別由多個考核環(huán)節(jié)來支撐，每個考核環(huán)節(jié)的評價標及其對課程目標的支撐權值如下表6所示：表6考核環(huán)節(jié)評價標準及其支撐課程目標的權值課程目標考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)支撐課程目標權值權值合計評價標準100~9089~8079~7069~60<59優(yōu)良中及格不及格課程目標1平時成績35%100%作業(yè)嚴格按要求并及時完成，正確率90%以上，沒有抄襲現(xiàn)象。作業(yè)按要求并及時完成，正確率80%至90%，沒有抄襲現(xiàn)象。作業(yè)按要求并及時完成，正確率70%至80%，沒有抄襲現(xiàn)象。作業(yè)按要求并及時完成，正確率60%至70%，沒有抄襲現(xiàn)象作業(yè)未按要求，未及時完成，但改正及時，態(tài)度端正。實驗成績33%實驗嚴格按要求并及時完成，正確率90%以上，沒有抄襲現(xiàn)象。實驗按要求并及時完成，正確率80%至90%，沒有抄襲現(xiàn)象。實驗按要求并及時完成，正確率70%至80%，沒有抄襲現(xiàn)象。實驗按要求并及時完成，正確率60%至70%，沒有抄襲現(xiàn)象。實驗未按要求，未及時完成，但改正及時，態(tài)度端正。期末考試35%期末考試成績通過期末考試體現(xiàn)，占總成績的40%，具體評分標準見期末考試卷的參考答案。課程目標2平時成績30%100%同上同上同上同上同上實驗成績30%同上同上同上同上同上期末考查40%同上同上同上同上同上課程目標3平時成績40%100%同上同上同上同上同上實驗成績30%同上同上同上同上同上期末考查30%同上同上同上同上同上4.3課程目標達成度評價根據(jù)表6所列的各考核環(huán)節(jié)支撐課程目標的權值，本課程的課程目標達成度評價方法如下表7所示。表7課程目標達成度評價方法教學目標評價依據(jù)評價方法教學目標1平時成績、實驗成績、期末考查教學目標2平時成績、實驗成績、期末考查教學目標3平時成績、實驗成績、期末考查五、持續(xù)改進本課程根據(jù)平時成績（包括考勤、作業(yè)/測試/調(diào)研報告等）、實驗成績、期末考查、各教學目標評分值和學生、教學督導等反饋，及時掌握學生的學習動態(tài)和學習狀況；課后及時反思，發(fā)現(xiàn)教學中的不足并及時改進。尚需在下一輪課程教學中改進提高的，需在下一輪及時改進和提高，確保教學目標的實現(xiàn)和相應畢業(yè)要求指標點的順利達成。六、推薦教材和主要參考書目1.推薦教材[