《單片機原理和應用》課程標準

《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(shù)專業(yè)學生應具備的基礎(chǔ)：具有一定計算機基礎(chǔ)，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(zhì)與作用（一）課程性質(zhì)《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(chǔ)知識、內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shù)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(chǎn)品設計開發(fā)能力，為將來從事電子電器新產(chǎn)品設計開發(fā)，電子產(chǎn)品的檢測和維護等工作奠定堅實的基礎(chǔ)，為學生將來在專業(yè)領(lǐng)域進一步發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。（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(nèi)部結(jié)構(gòu)、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(chǎn)品設計開發(fā)、檢測和維護的能力，并對電子產(chǎn)品制作流程、生產(chǎn)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(zhì)，為從事工程技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。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(nèi)容按“工程”進行整合。本課程的“工程”包含了單片機應用技術(shù)的四個工程，每個工程均由若干個具體的典型工作任務組成，每個任務均將相關(guān)知識和實踐過程有機結(jié)合，力求體現(xiàn)“做中學”，“學中做”的教案理念；本課程內(nèi)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，理論教案為實訓實踐服務，做到實用、夠用。（二）課程設計思路、本課程組教師在大量征求相關(guān)行業(yè)專家意見的基礎(chǔ)上，以企業(yè)需求和學生就業(yè)為導向，確定該課程的內(nèi)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)教案內(nèi)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(jié)合應用電子專業(yè)的發(fā)展需要，為將來從事應用電子產(chǎn)品的設計、檢測奠定堅實的基礎(chǔ)。為實現(xiàn)課程目標的學習領(lǐng)域，將本課程的教案活動分析設計成若干工程或工作情景，以工程為單位組織教案、并以典型設備為載體，通過具體案例，按單片機工程實施的順序逐步展開，讓學生在掌握技能的同時，引出相關(guān)專業(yè)理論知識，使學生在技術(shù)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(shù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)、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案目標。這三個緯度目標是一個整體，在教案中，要以“專業(yè)能力”為重點教案目標，同時關(guān)注培養(yǎng)學生的“方法能力”，以及伴隨教案過程中產(chǎn)生的“社會能力”?！秵纹瑱C原理與應用》課程目標專業(yè)能力社會能力方法能力⑴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；⑵能讀懂單片機應用系統(tǒng)電路原理，掌握各 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；⑶會使用 仿真軟件繪制電路原理圖；⑷能識別各種外圍元器件并進行元器件焊接、 仿真調(diào)試；⑸能根據(jù)應用系統(tǒng)原理圖編寫控制程序；⑹能在單片機系統(tǒng)調(diào)試和維修過程中，判斷故障點和提供解決問題的途徑；⑺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(diào)試，直至調(diào)試成功；⑻掌握程序流程圖的畫法、子程序和中斷程序的編寫方法、偽指令的使用，熟練掌握三大程序結(jié)構(gòu)。⑴建立團結(jié)協(xié)作的精神，能與人溝通和合作完成工作任務；⑵養(yǎng)成勇于創(chuàng)新、敬業(yè)樂業(yè)的工作作風；⑶形成清晰的邏輯思維意識，正確辨別事物的真假；⑷了解電子行業(yè)技術(shù)應用的發(fā)展前景，拓寬產(chǎn)品開發(fā)的思路；⑸掌握產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求，培養(yǎng)工作的質(zhì)量意識、安全意識；⑹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；⑺積累豐富的工作經(jīng)驗。⑴能根據(jù)工程任務或工作，制訂工程完成工作計劃；⑵學會自我學習、收集和檢索信息、查閱技術(shù)資料；⑶在單片機應用程序調(diào)試過程中會選擇各種儀器儀表；⑷學會單片機應用程序的仿真調(diào)試方法、的仿真測試；⑸學會學習和工作的方法，勤于思考、做事認真的良好作風；⑹培養(yǎng)學生一絲不茍、刻苦鉆研的職業(yè)道德；⑺學會在產(chǎn)品制作過程中進行技術(shù)指導、嶼管理和成本核算方法。

五、課程內(nèi)容和要求課程教案內(nèi)容、要求、方法及參考課時見表1。表1課程教案內(nèi)容、教案要求、教案方法和參考學時序號工程名稱任務分解學習內(nèi)容能力目標教案方法課時 .單片機硬件知識單片機的數(shù)學基礎(chǔ)⑴二進制、八進制、十進制、十六進制及其相互轉(zhuǎn)換；⑵二進制源碼、反碼、補碼的轉(zhuǎn)換。⑴掌握二進制、八進制、十進制、十六進制及其相互轉(zhuǎn)換方法；⑵掌握二進制源碼、反碼、補碼的轉(zhuǎn)換方法。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。4單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)⑴單片機內(nèi)部的主要部件；⑵單片機的CPU時序和引腳功能；⑶單片機的端口。⑴掌握單片機內(nèi)部的主要部件；⑵掌握單片機的引腳功能，理解單片機各引腳的第二功能；⑶掌握單片機的端口結(jié)構(gòu)與功能；⑷了解單片機的CPU時序。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。2單片機的存儲器組織⑴單片機內(nèi)部存儲器的結(jié)構(gòu)及其功能；⑵單片機的特殊功能寄存器。⑴掌握單片機內(nèi)部存儲器的結(jié)構(gòu)及其功能；⑵掌握單片機內(nèi)部特殊功能寄存器及其功能；⑶理解單片機各I/O口“讀-改-寫”的操作。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。4二單片機指令系統(tǒng)及匯編語言程序設計單片機的指令系統(tǒng)⑴指令格式和尋址方式；⑵數(shù)據(jù)傳送指令；⑶算術(shù)運算指令；⑷邏輯運算指令；⑸控制轉(zhuǎn)移指令和移位指令；⑹位操作指令。⑴掌握匯編語言指令格式及常用的尋址方式；⑵掌握數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)運算、邏輯運算、控制轉(zhuǎn)移、位操作指令的格式和功能；⑶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。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。16匯編語言程序設計⑴匯編語言源程序設計；⑵常用偽指令的功能與操作說明；⑶簡單程序設計與分支程序設計；⑷循環(huán)程序設計與查表程序設計；⑸子程序設計。⑴掌握匯編語言源程序設計的步驟與方法；⑵掌握常用偽指令的功能及其使用方法；⑶掌握簡單程序設計與分支程序設計的方法；⑷掌握循環(huán)程序設計與查表程序設計的方法；⑸掌握子程序設計的方法。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。12三軟硬件仿真軟件的Keil軟件的安裝與應用⑴Keil軟件的安裝；⑵Keil軟件工程建立與匯編；⑶Keil軟件仿真方法。⑴掌握Keil軟件的安裝方法；⑵掌握Keil軟件工程建立與匯編方法；⑶掌握Keil軟件仿真方法。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。2

使用Proteus軟件的安裝與應用⑴Proteus軟件的安裝；⑵）Proteus軟件基本操作與繪圖方法；⑶Proteus軟件仿真方法。⑴掌握Proteus軟件的安裝方法；⑵掌握Proteus軟件基本操作與繪圖方法；⑶掌握Proteus軟件仿真方法。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。4四單片機系統(tǒng)設計與仿真獨立按鍵識別⑴單片機小系統(tǒng)的設計方法；⑵電子電路系統(tǒng)的設計與仿真流程；⑶單片機I/O口的輸入輸出操作。⑴了解復位、振蕩等電路的構(gòu)成及工作過程；⑵了解單片機I/O口的基本原理及工作過程；⑶掌握基本指令和一些模塊程序的編寫；⑷能熟練操作單片機軟、硬件仿真軟件。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。4數(shù)碼管顯示技術(shù)⑴單片機小系統(tǒng)的設計方法；⑵電子電路系統(tǒng)的設計與仿真流程；⑶單片機I/O口的輸入輸出操作。⑴了解復位、振蕩等電路的構(gòu)成及工作過程；⑵了解單片機I/O口的基本原理及工作過程；⑶掌握基本指令和一些模塊程序的編寫；⑷能熟練操作單片機軟、硬件仿真軟件。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。4單片機系統(tǒng)設計與仿真⑴單片機小系統(tǒng)的設計方法；⑵電子電路系統(tǒng)的制作流程；⑶單片機I/O口的輸入輸出操作。⑷單片機系統(tǒng)制作方法。⑴進一步了解單片機的基本原理及工作過程；⑵掌握基本指令和一些模塊程序的編寫；⑶能熟練操作單片機軟、硬件仿真軟件。⑷掌握單片機硬件系統(tǒng)制作的方法。⑴實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；⑵理論知識采用課堂教授結(jié)合實例講解。16六、教案條件（一）教案條件（見表2）表2完成本課程所需要的教案條件設備名稱基本配置功能實踐工程投影儀基本配置平時授課計算機基本配置學生實踐操作基礎(chǔ)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工程多媒體教室計算機、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(jīng)驗，熟悉、 軟件及電子電路繪圖軟件的使用，具備基于行動導向教案法的設計應用能力。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(shù)主管作為兼職教師。七、實施建議（一）教案方法針對課程特點，結(jié)合單片機原理與應用對學生的實際需求，積極探索新穎、先進的教案方法，改進教案手段，優(yōu)化教案資源，提高教案質(zhì)量和教案效率。本課程主要使用以下教案方法：（1）四步教案法將教案內(nèi)容分四步進行。第一步：教師做好本次課的教案準備工作，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。四步教案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）工程教案法本課程以實際電路組裝為切入點整合課程內(nèi)容，以真實的電路裸板及生產(chǎn)線設備為教案載體，將軟件應用、設備編程、程序?qū)肱c運行等課程主要內(nèi)容貫穿在工程實施過程中。本課程共設置了4個工程，每個工程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，提交整體工程成果，最終提升學生的應用技能。（3）一體化教案一體化教案就是將理論和實踐捆綁在一起，教案方式機動靈活，淡化理論和實驗環(huán)節(jié)的界限，將要講授的內(nèi)容通過教案設備、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(lǐng)悟。課程上學生身臨其境，教師講解直觀、詳細，教案效果好。（二）教案實施建議針對本課程特點，應把企業(yè)對員工電子產(chǎn)品設計及維修方面的需求轉(zhuǎn)變?yōu)閷W校對學生的要求，要求教師要主動學習先進技術(shù)并結(jié)合案例進行講解，積極探索新穎、先進的教案方法，改進教案手段，優(yōu)化教案資源，提高教案質(zhì)量和教案效率。針對本課程主要實施：（1）本課程理論知識采用課堂教案結(jié)合實例講解；實踐教案采用模擬真實工作任務的工程式教案法；教師應根據(jù)工作任務安排和組織教案活動（2）為保證教案安全和實踐效果，教師應在課前強調(diào)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工程，并將有關(guān)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?qū)嵺`操作演示教案中，應使用多媒體教案設備，配備豐富的課件、視頻教案輔助設備和足夠的教案設備。（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(nèi)容本課程主要從以下三方面對學生進行考核，具體考核內(nèi)容是：.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(nèi)容，可從學生的課堂與日常行為、職業(yè)習慣中獲得結(jié)果。.工程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、工程完成的質(zhì)量等內(nèi)容，可以從工程的實施過程和結(jié)果、活動表現(xiàn)、結(jié)果及總結(jié)等考核中獲得結(jié)果。.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工程的完成情況，總結(jié)撰寫與匯報等方面考核獲得結(jié)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。在教案組織過程中，對學生的學習態(tài)度，團隊合作，各工程的實施和結(jié)果，前期學習的理論有效地結(jié)合實踐完成具體的任務工程總結(jié)與匯報等內(nèi)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(jié)合三種。具體成績構(gòu)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(jié)匯報（10分）課程具體考核內(nèi)容與考核指標見表4。表4課程考核內(nèi)容與考核指標考核工程考核點要求分值評價方式mW職業(yè)素養(yǎng)學習態(tài)度不遲到、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V以下從未缺課、遲至1」、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(jīng)常缺課、遲到或早退；思維不開展，不發(fā)言團隊合作積極參與到各項學習活動中，團隊中分工明確；完成工程過程中具有協(xié)作精神，積極解決問題VV以下

配合協(xié)作好，按質(zhì)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(zhì)量較低不合作，未開展學習、工作任務小計課前預習，按時完成作業(yè)，熟悉并掌握上課內(nèi)容，理論與實際動手操作能有效地結(jié)合，真正使理論指導實踐理論知識以下理論知識課前預習，按時完成作業(yè)，熟悉并掌握上課內(nèi)容，理論與實際動手操作能有效地結(jié)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(nèi)容不預習，有缺作業(yè)現(xiàn)象，不熟悉上課內(nèi)容不預習，缺作業(yè)較多，不熟悉上課內(nèi)容V小計軟件操作熟練，程序正確，結(jié)構(gòu)完整，可實現(xiàn)所需功能，仿真運行正確以下基本程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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)完整，基本實現(xiàn)所需功能軟件操作基本符合要求，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V序軟件操作熟練，程序正確，結(jié)構(gòu)完整，可實現(xiàn)所需功能，仿真運行正確設以下計數(shù)管示術(shù)碼顯技軟件操作熟練，能獨立設計制作硬件電路圖；能獨立編寫程序，程序正確，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)完整，基本實現(xiàn)所需功能軟件操作基本符合要求，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V小計單軟件操作熟練，軟件工程創(chuàng)建及仿真正確，軟件繪圖正確V基本以下

片操作軟件的工程創(chuàng)建及仿真軟件的工程創(chuàng)建及仿真軟件的工程創(chuàng)建及仿真軟件的工程創(chuàng)建及仿機系統(tǒng)設計符合要求，軟件繪圖正確，操作熟練，能獨立設計制作硬件電路圖符合要求，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基本符合要求. 軟件繪圖有誤，操作較生疏真錯誤，軟件繪圖有誤，操作生疏與仿真程序正確，結(jié)構(gòu)完整，語言簡練，可實現(xiàn)所需功能以下程設與現(xiàn)序計實能獨立編寫程序，程序正確，結(jié)構(gòu)完整，語言簡練，可實現(xiàn)所需功能能獨立編寫程序，程序結(jié)構(gòu)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V小計實驗報告撰寫符合格式要求，內(nèi)容完整，并達到規(guī)定字數(shù)以下總結(jié)匯報實驗總結(jié)匯報實驗總結(jié)報告符合格式要求，包含指定內(nèi)容