《單片機原理與應用》課程標準

1 單片機原理與應用 課程標準 一 課程說明 課程名稱 單片機原理與應用 課程管理系部 機電工程系 參考學時 64 適用專業(yè) 微電子技術專業(yè) 學生應具備的基礎 具有一定計算機基礎 對電路原理有一定了解 具有一定的實踐動手操作 及電路制圖軟件應用技能 二 課程性質與作用 一 課程性質 單片機原理與應用 以操作 使用為主 課程通過介紹單片機的基礎知識 內部結構和工作 原理 指令系統(tǒng) 匯編語言程序設計 中斷系統(tǒng) 定時 計數(shù)器等理論知識 并通過單片機程序設 計實驗 使學生全方面了解單片機的控制方法與原理 掌握單片機技術及其在工業(yè)控制和日常生活 中的應用 培訓學生實踐能力 創(chuàng)新能力和新產品設計開發(fā)能力 為將來從事電子電器新產品設計 開發(fā) 電子產品的檢測和維護等工作奠定堅實的基礎 為學生將來在 SMT 專業(yè)領域進一步發(fā)展打下 良好基礎 二 課程作用 本課程是一門理論性和實踐性都很強的綜合性課程 課程學習以工作過程為導向 典型工作任 務為基點 學習情境包括單片機內部結構 存儲器的配置等硬件知識 軟 硬件仿真軟件的安裝與 應用 單片機指令系統(tǒng)及匯編語言程序設計的方法 單片機小系統(tǒng)設計與制作等 通過本課程的學 習 使學生熟悉單片機系統(tǒng)設計 制作 編程等方面的知識 具備電子電路產品設計開發(fā) 檢測和 維護的能力 并對電子產品制作流程 生產組織有一定的認識 同時培養(yǎng)團隊協(xié)作 溝通表達 職 業(yè)道德與規(guī)范等綜合素質 為從事工程技術工作奠定基礎 三 課程設計的理念與思路 一 課程設計理念 單片機原理與應用 課程的設計突破了學科體系模式 打破了原來各學科體系的框架 將學 科的內容按 項目 進行整合 本課程的 項目 包含了單片機應用技術的四個項目 每個項目均 由若干個具體的典型工作任務組成 每個任務均將相關知識和實踐過程有機結合 力求體現(xiàn) 做中 學 學中做 的教學理念 本課程內容的選擇上降低理論重心 突出實際應用 注重培養(yǎng)學生的 應用能力和解決問題的實際工作能力 此外 還對學生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)進行強化 注重所學知 識和社會需求的一致性 理論教學為實訓實踐服務 做到實用 夠用 2 二 課程設計思路 1 本課程組教師在大量征求相關行業(yè)專家意見的基礎上 以企業(yè)需求和學生就業(yè)為導向 確 定該課程的內容 課程以專業(yè)能力 方法能力 社會能力的培養(yǎng)為重點 充分體現(xiàn)教學內容的職業(yè) 性 2 本課程注重培養(yǎng)學生分析問題 解決問題的能力 強化學生動手實踐能力 遵循學生認知 規(guī)律 緊密結合應用電子專業(yè)的發(fā)展需要 為將來從事應用電子產品的設計 檢測奠定堅實的基礎 為實現(xiàn)課程目標的學習領域 將本課程的教學活動分析設計成若干項目或工作情景 以項目為單位 組織教學 并以典型設備為載體 通過具體案例 按單片機項目實施的順序逐步展開 讓學生在掌 握技能的同時 引出相關專業(yè)理論知識 使學生在技術訓練過程中加深對專業(yè)知識 技能的理解和 應用 培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力 滿足學生職業(yè)生涯發(fā)展的需要 四 課程目標 單片機原理與應用 是微電子技術專業(yè)學生必修的專業(yè)課 通過學習本課程 學生掌握單片 機內部結構 存儲器的配置等硬件知識 掌握單片機軟 硬件仿真軟件的安裝與應用 掌握單片機 指令系統(tǒng)及匯編語言程序設計的方法 掌握單片機小系統(tǒng)設計與制作 根據(jù)培養(yǎng)目標及課程特點 我們從專業(yè)能力 方法能力和社會能力三個緯度來設計課程的教學 目標 這三個緯度目標是一個整體 在教學中 要以 專業(yè)能力 為重點教學目標 同時關注培養(yǎng) 學生的 方法能力 以及伴隨教學過程中產生的 社會能力 單片機原理與應用 課程目標 專業(yè)能力 社會能力 方法能力 能熟悉和了解不同廠商 不同型號單 片機器件并掌握其性能特點 能讀懂單片機應用系統(tǒng)電路原理 掌 握各 I O 的區(qū)別及與外圍電路連接的 方法 熟練掌握單片機擁有的系統(tǒng)資 源及資源利用 掌握匯編語言的指令 格式 尋址方式 學會匯編語言的程 序編寫 學會簡單的應用系統(tǒng)設計 會使用 PROTEUS 仿真軟件繪制電路原 理圖 能識別各種外圍元器件并進行元器件 焊接 KEIL 仿真調試 能根據(jù)應用系統(tǒng)原理圖編寫控制程序 能在單片機系統(tǒng)調試和維修過程中 判斷故障點和提供解決問題的途徑 會使用常用儀器儀表如萬用表 示波 器 頻率計對單片機應用系統(tǒng)進行判 斷分析 調試 直至調試成功 掌握程序流程圖的畫法 子程序和中 建立團結協(xié)作的精神 能與人溝通和合作完 成工作任務 養(yǎng)成勇于創(chuàng)新 敬業(yè) 樂業(yè)的工作作風 形成清晰的邏輯思維 意識 正確辨別事物 的真假 了解電子行業(yè)技術應 用的發(fā)展前景 拓寬 產品開發(fā)的思路 掌握產品生產工藝要 求 培養(yǎng)工作的質量 意識 安全意識 具有較強的社會責任 感 為祖國發(fā)展強大 貢獻力量的責任意識 積累豐富的工作經驗 能根據(jù)項目任務或工作 制訂項目完成工作計劃 學會自我學習 收集和檢 索信息 查閱技術資料 在單片機應用程序調試過 程中會選擇各種儀器儀表 學會單片機應用程序 Keil 的仿真調試方法 Proteus 的仿真測試 學會學習和工作的方法 勤于思考 做事認真的良 好作風 培養(yǎng)學生一絲不茍 刻苦 鉆研的職業(yè)道德 學會在產品制作過程中進 行技術指導 質量管理和 成本核算方法 3 斷程序的編寫方法 偽指令的使用 熟練掌握三大程序結構 五 課程內容和要求 課程教學內容 要求 方法及參考課時見表 1 表 1 課程教學內容 教學要求 教學方法和參考學時 序 號 項目 名稱 任務分解 學習內容 能力目標 教學方法 課 時 單片機的 數(shù)學基礎 二進制 八進制 十進制 十六進制及 其相互轉換 二進制源碼 反 碼 補碼的轉換 掌握二進制 八進制 十 進制 十六進制及其相互轉換 方法 掌握二進制源碼 反碼 補碼的轉換方法 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 4 單片機的 內部結構 單片機內部的主 要部件 單片機的 CPU 時序和引腳功能 單片機的端口 掌握單片機內部的主要部 件 掌握單片機的引腳功能 理解單片機各引腳的第二功能 掌握單片機的端口結構與 功能 了解單片機的 CPU 時序 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 2一 單片 機硬 件知 識 單片機的 存儲器組 織 單片機內部存儲 器的結構及其功能 單片機的特殊功 能寄存器 掌握單片機內部存儲器的 結構及其功能 掌握單片機內部特殊功能 寄存器及其功能 理解單片機各 I O 口 讀 改 寫 的操作 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 4 單片機的 指令系統(tǒng) 指令格式和尋址 方式 數(shù)據(jù)傳送指令 算術運算指令 邏輯運算指令 控制轉移指令和 移位指令 位操作指令 掌握匯編語言指令格式及 常用的尋址方式 掌握數(shù)據(jù)傳送 算術運算 邏輯運算 控制轉移 位操作 指令的格式和功能 掌握匯編語言指令中助記 符及常用符號 理解標號 助 記符 操作數(shù)及注釋的寫法及 意義 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 16 二 單片 機指 令系 統(tǒng)及 匯編 語言 程序 設計 匯編語言 程序設計 匯編語言源程序 設計 常用偽指令的功 能與操作說明 簡單程序設計與 分支程序設計 循環(huán)程序設計與 掌握匯編語言源程序設計 的步驟與方法 掌握常用偽指令的功能及 其使用方法 掌握簡單程序設計與分支 程序設計的方法 掌握循環(huán)程序設計與查表 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 12 4 查表程序設計 子程序設計 程序設計的方法 掌握子程序設計的方法 Keil 軟件 的安裝與 應用 Keil 軟件的安裝 Keil 軟件工程建 立與匯編 Keil 軟件仿真方 法 掌握 Keil 軟件的安裝方法 掌握 Keil 軟件工程建立與 匯編方法 掌握 Keil 軟件仿真方法 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 2 三 軟硬 件仿 真軟 件的 使用 Proteus 軟件的安 裝與應用 Proteus 軟件的安 裝 Proteus 軟件基本 操作與繪圖方法 Proteus 軟件仿真 方法 掌握 Proteus 軟件的安裝方 法 掌握 Proteus 軟件基本操作 與繪圖方法 掌握 Proteus 軟件仿真方法 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 4 獨立按鍵 識別 單片機小系統(tǒng)的 設計方法 電子電路系統(tǒng)的 設計與仿真流程 單片機 I O 口的 輸入輸出操作 了解復位 振蕩等電路的 構成及工作過程 了解單片機 I O 口的基本 原理及工作過程 掌握基本指令和一些模塊 程序的編寫 能熟練操作單片機軟 硬 件仿真軟件 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 4 數(shù)碼管顯 示技術 單片機小系統(tǒng)的 設計方法 電子電路系統(tǒng)的 設計與仿真流程 單片機 I O 口的 輸入輸出操作 了解復位 振蕩等電路的 構成及工作過程 了解單片機 I O 口的基本 原理及工作過程 掌握基本指令和一些模塊 程序的編寫 能熟練操作單片機軟 硬 件仿真軟件 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 4四 單片 機系 統(tǒng)設 計與 仿真 單片機系 統(tǒng)設計與 仿真 單片機小系統(tǒng)的 設計方法 電子電路系統(tǒng)的 制作流程 單片機 I O 口的 輸入輸出操作 單片機系統(tǒng)制作 方法 進一步了解單片機的基本 原理及工作過程 掌握基本指令和一些模塊 程序的編寫 能熟練操作單片機軟 硬 件仿真軟件 掌握單片機硬件系統(tǒng)制作 的方法 實踐教學采用 模擬真實工作任務 的項目式教學法 理論知識采用 課堂教授結合實例 講解 16 六 教學條件 一 教學條件 見表 2 表 2 完成本課程所需要的教學條件 設備名稱 基本配置 功能 實踐項目 投影儀 基本配置 平時授課 5 計算機 基本配置 學生實踐操作 SMT 基礎實驗室 單片機系統(tǒng)制作所需 學生實踐操作 二 場地要求 見表 3 表 3 完成本課程所需要的場地條件 場地名稱 基本配置 實踐項目 多媒體教室 計算機 投影儀 麥克風 用于整門課程講授 實驗室 鉆孔機 電烙鐵 元件 萬用表等 用于實踐操作 三 任課教師條件 任課教師應積極推行改革 工作任勞任怨 具備高校教師資格證 具有豐富的單片機編程與開 發(fā)經驗 熟悉 Keil Proteus 軟件及電子電路繪圖軟件的使用 具備基于行動導向教學法的設計應 用能力 具備 機械電子工程師 資格的 雙師型 教師為最佳 亦可邀請企業(yè) 行業(yè)上的一線 工作人員 技術主管作為兼職教師 七 實施建議 一 教學方法 針對課程特點 結合單片機原理與應用對學生的實際需求 積極探索新穎 先進的教學方法 改進教學手段 優(yōu)化教學資源 提高教學質量和教學效率 本課程主要使用以下教學方法 1 四步教學法 將教學內容分四步進行 第一步 教師做好本次課的教學準備工作 學生提前預習 教師上課 檢查預習 布置本次課學習任務 第二步 對于布置給學生的任務 教師先做示范并講解 第三步 學生分小組合作討論交流完成學習任務 教師適時點撥 第四步 學生當堂訓練 鞏固所學知識 四步教學法突出了學生的主體性 讓學生掌握學習的方法和技能 使其愿意學習 2 項目教學法 本課程以實際電路組裝為切入點整合課程內容 以真實的電路裸板及生產線設備為教學載體 將軟件應用 設備編程 程序導入與運行等課程主要內容貫穿在項目實施過程中 本課程共設置了 4 個項目 每個項目下又分解成了若干個任務 每個任務都提出了明確的要求 最后要求學生獨立 完成 提交整體項目成果 最終提升學生的應用技能 3 一體化教學 一體化教學就是將理論和實踐捆綁在一起 教學方式機動靈活 淡化理論和實驗環(huán)節(jié)的界限 將要講授的內容通過教學設備 現(xiàn)場展示演示出來 理論通過實驗取得理解 實踐在理論的指導下 得到領悟 課程上學生身臨其境 教師講解直觀 詳細 教學效果好 二 教學實施建議 針對本課程特點 應把企業(yè)對員工電子產品設計及維修方面的需求轉變?yōu)閷W校對學生的要求 要求教師要主動學習先進技術并結合案例進行講解 積極探索新穎 先進的教學方法 改進教學手 6 段 優(yōu)化教學資源 提高教學質量和教學效率 針對本課程主要實施 1 本課程理論知識采用課堂教學結合實例講解 實踐教學采用模擬真實工作任務的項目式 教學法 教師應根據(jù)工作任務安排和組織教學活動 2 為保證教學安全和實踐效果 教師應在課前強調安全操作規(guī)程 實踐操作過程中隨時跟 進學生進度 教師應指導學生完整地完成項目 并將有關知識 方法技能 職業(yè)道德和社會技能有 機融合 3 教師在理論知識講授或實踐操作演示教學中 應使用多媒體教學設備 配備豐富的課件 視頻教學輔助設備和足夠的教學設備 4 評價方式以教師評價為主 學生自評為輔 教師要觀察學生的學習過程 根據(jù)學生自我 評價及其動手操作表現(xiàn) 給出總體評價和改善意見 八 考核評價 一 考核內容 本課程主要從以下三方面對學生進行考核 具體考核內容是 1 職業(yè)素養(yǎng)的考核 主要考核學生的學習態(tài)度 精神面貌 團隊協(xié)作等內容 可從學生的課 堂與日常行為 職業(yè)習慣中獲得結果 2 項目完成情況與能力的考核 主要考核學生在完成各項任務中所起作用 項目完成的質量 等內容 可以從項目的實施過程和結果 活動表現(xiàn) 結果及總結等考核中獲得結果 3 職業(yè)能力情況考核 主要考核學生對各項任務的綜合概括與實際運用的能力 包括書面及 口頭表達能力 通過前期的理論學習和實踐項目的完成情況 總結撰寫與匯報等方面考核獲得結果 二 考核方式 采用過程性考核的方式對學生的學習進行評價 在教學組織過程中 對學生的學習態(tài)度 團隊 合作 各項目的實施和結果 前期學習的理論有效地結合實踐完成具體的任務項目總結與匯報等內 容評定學生成績 評定方式有學生自評 教師評價 學生自評與教師評價相結合三種 具體成績構成為 課程成績 百分制 職業(yè)素養(yǎng) 10 分 單片機系統(tǒng)設計與仿真 40 分 理論考核 40 分 總結匯報 10 分 課程具體考核內容與考核指標見表 4 表 4 課程考核內容與考核指標 評價方 式 考 核 項 目 考核 點 要求 分 值 生 評 師 評 7 不遲到 不早退 不曠課 課堂及小組討論發(fā)言積極 態(tài)度認真 注重個人禮儀 100 90 90 75 75 60 60 以下 學習 態(tài)度 從未缺課 遲 到 早退 課 堂紀律好 善 于發(fā)現(xiàn)問題并 積極發(fā)言 偶有遲到現(xiàn)象 課堂紀律較好 發(fā)言較積極 有缺課 遲到 早退現(xiàn)象 基 本遵守課堂紀 律 較少課堂 發(fā)言 經常缺課 遲 到或早退 思 維不開展 不 發(fā)言 5 積極參與到各項學習活動中 團隊中分工明確 完成項目過程中具 有協(xié)作精神 積極解決問題 100 90 90 75 75 60 60 以下 職 業(yè) 素 養(yǎng) 團隊 合作 配合協(xié)作好 按質按量完成 學習 工作任 務 配合協(xié)作較好 較好完成學習 和工作任務 配合協(xié)作較差 未能按規(guī)定完 成學習和工作 任務 或完成 質量較低 不合作 未開 展學習 工作 任務 5 小計 10 課前預習 按時完成作業(yè) 熟悉并掌握上課內容 理論與實際動手 操作能有效地結合 真正使理論指導實踐 100 90 90 75 75 60 60 以下 理 論 知 識 理論 知識 課前預習 按 時完成作業(yè) 熟悉并掌握上 課內容 理論 與實際動手操 作能有效地結 合 沒有做好課前 預習 不按時 完成作業(yè) 不 能很好的理解 上課內容 不預習 有缺 作業(yè)現(xiàn)象 不 熟悉上課內容 不預習 缺作 業(yè)較多 不熟 悉上課內容 40 小計 40 軟件操作熟練 程序正確 結構完整 可實現(xiàn)所需功能 仿真運行 正確 100 90 90 75 75 60 60 以下 獨立 按鍵 識別 軟件操作熟練 能獨立設計制 作硬件電路圖 能獨立編寫程 序 程序正確 結構完整 語 言簡練 可實 現(xiàn)所需功能 軟件操作較熟 練 能根據(jù)要 求設計制作硬 件電路圖 能 獨立編寫程序 程序結構完整 基本實現(xiàn)所需 功能 軟件操作基本 符合要求 Proteus 軟件繪 圖有誤 操作 較生疏 能編 寫程序 程序 有錯誤 只能 實現(xiàn)所需的部 分功能 軟件操作生疏 錯誤較多 不 會編寫程序 程序有錯誤 不能實現(xiàn)所需 功能 10 軟件操作熟練 程序正確 結構完整 可實現(xiàn)所需功能 仿真運行 正確 基 本 程 序 設 計 數(shù)碼 管顯 示技 術 100 90 90 75 75 60 60 以下 10 8 軟件操作熟練 能獨立設計制 作硬件電路圖 能獨立編寫程 序 程序正確 結構完整 語 言簡練 可實 現(xiàn)所需功能 軟件操作較熟 練 能根據(jù)要 求設計制作硬 件電路圖 能 獨立編寫程序 程序結構完整 基本實現(xiàn)所需 功能 軟件操作基本 符合要求 Proteus 軟件繪 圖有誤 操作 較生疏 能編 寫程序 程序 有錯誤 只能 實現(xiàn)所需的部 分功能 軟件操作生疏 錯誤較多 不 會編寫程序 程序有錯誤 不能實現(xiàn)所需 功能 小計 20 操作熟練 Keil 軟件工程創(chuàng)建及仿真正確 Proteus 軟件繪圖正確 100 90 90 75 75 60 60 以下 軟件 基本 操作 Keil 軟件的工 程創(chuàng)建及仿真 符合要求 Proteus 軟件繪 圖正確 操作 熟練 能獨立 設計制作硬件 電路圖 Keil 軟件的工 程創(chuàng)建及仿真 符合要求 Proteus 軟件 繪圖正確 操 作較熟練 能 根據(jù)要求設計 制作硬件電路 圖 Keil 軟件的工 程創(chuàng)建及仿真 基本符合要求 Proteus 軟件繪 圖有誤 操作 較生疏 Keil 軟件的 工程創(chuàng)建及仿 真錯誤 Proteus 軟件 繪圖有誤 操 作生疏 5 程序正確 結構完整 語言簡練 可實現(xiàn)所需功能 100 90 90 75 75 60 60 以下 單 片 機 系 統(tǒng) 設 計 與 仿 真 程序 設計 與實 現(xiàn) 能獨立編寫程 序 程序正確 結構完整 語 言簡練 可實 現(xiàn)所需功能 能獨立編寫程 序 程序結構 完整 基本實 現(xiàn)所需功能 能編寫程序 程序有錯誤 只能實現(xiàn)所需 的部分功能 不會編寫程序 程序有錯誤 不能實現(xiàn)所需 功能 15 小計 20 實驗報告撰寫符合格式要求 內容完整 并達到規(guī)定字數(shù) 100 90 90 75 75 60 60 以下 總 結 匯 報 實驗 總結 匯報 實驗總結報告 符合格式要求 包含指定內容 內容詳實 數(shù) 據(jù)準確 結構 合理 邏輯性 強 達到規(guī)定 字數(shù) 實驗總結報告 基本符合格式 要求 包含指 定內容 結構 較合理 邏輯 性較強 達到 規(guī)定字數(shù) 實驗總結報告 基本符合格式 要求 包含指 定內容 結構 存在一定問題 邏輯性一般 達到規(guī)定字數(shù) 實驗總結報告 不符合格式要 求 基本包含 指定內容 內 容不詳實 邏 輯性差 未達 到規(guī)定字數(shù) 10 小計 10 合計 100 課程實踐考核表如下 9 試題占分比 40 考核時間 90 分 姓名 學號 考評總分 實踐操作及技術要求 考核評價 考核項目 操作要求 操作結果 評分標準 生評 10 師評90 得分 Keil 軟件 工程創(chuàng)建 此項目占 10 分 屬性設置每錯一 處扣 2 分 工程創(chuàng)建錯誤 無法生成程序文件 扣 10 分 Proteus 硬 件電路繪 制 此項目占 10 分 元件使用每錯一 個扣 2 分 操作生疏 未完 成硬件設計扣 10 分 一 軟件 基本 操作 軟 硬件 仿真操作 Keil 軟件 工程創(chuàng)建 正確 Proteus 硬 件電路圖 繪制正確 軟 硬件 仿真操作 熟練 此項目占 5 分 軟件操作不熟練 扣 2 分 不會仿真扣 5 分 程序結構 此項目占 30 分 程序未分配初始 存儲空間扣 5 分 其他結構欠缺每處 扣 3 分 存儲器使用錯誤 每個扣 2 分 程序邏輯不清晰 扣 5 分 邏輯錯誤 扣 20 分 匯編語言 的使用 此項目占 20 分 匯編指令書寫錯 誤每個扣 1 分 子程序 中斷程 序調用錯誤扣 3 分 二 程序 編輯 及實 現(xiàn) 程序功能 實現(xiàn) 程序結構 完整 邏 輯清晰 存儲器使 用正確 匯編語言 使用正確 能實現(xiàn)既 定功能 此項目占 25 分 匯編有誤不修改 扣 10 分 僅實現(xiàn)部分功能 扣 10 分 未實現(xiàn)功能扣 25 分 考核日期 考評員 10 九 其他說明 一 本課程考核方案可根據(jù)實際情況適當調整 二 教學內容及課時作為主要參考 任課教師在完成課程標準要求的知識基礎上可以根據(jù)授 課進度適當增加輔助知識豐富教學內容 制定時間 2014 年 8 月 30 日