《嵌入式單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)

《嵌入式單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：嵌入式單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程編碼：60415007總學(xué)時(shí)數(shù)：96學(xué)時(shí)理論學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)實(shí)踐學(xué)時(shí)56學(xué)時(shí)適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)一、課程概述1.課程定位本課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營(yíng)銷策劃工程師、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持工程師、物聯(lián)網(wǎng)集成工程師等崗位開設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生掌握單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、編程方法，掌握嵌入式操作平臺(tái)的使用，了解嵌入式單片機(jī)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打下基礎(chǔ)。本課程前導(dǎo)課程是《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》，后續(xù)課程為《RFID與傳感器技術(shù)》、《無(wú)線通信與Zigbee協(xié)議》等。2.課程設(shè)計(jì)思路以提高學(xué)生的實(shí)際能力為目標(biāo)，以構(gòu)建嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際工作過(guò)程為載體，整合理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)。以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，以能力為本位，以解決實(shí)際工程問(wèn)題為學(xué)習(xí)目標(biāo)。技能、知識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)全面提高。理論學(xué)時(shí)的34學(xué)時(shí)，實(shí)踐學(xué)時(shí)為30學(xué)時(shí)，理論與實(shí)踐教學(xué)比例約為1：1，學(xué)生能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作的感性認(rèn)識(shí)從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解，并能對(duì)學(xué)生的過(guò)程學(xué)習(xí)做考核評(píng)價(jià)。二、課程目標(biāo)1.總體目標(biāo)基于項(xiàng)目任務(wù)開發(fā)過(guò)程為載體，引入行動(dòng)導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)“邊做邊學(xué)，學(xué)做結(jié)合”，掌握單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理應(yīng)用的基本技術(shù)、專業(yè)技能和相關(guān)理論與工作過(guò)程，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、善于溝通、團(tuán)結(jié)合作的職業(yè)品質(zhì)；掌握單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、排故等完整工作實(shí)踐方法。培養(yǎng)針對(duì)典型產(chǎn)品的調(diào)試維護(hù)等職業(yè)能力，培養(yǎng)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的安全、環(huán)保、成本、產(chǎn)品質(zhì)量、團(tuán)隊(duì)合作等意識(shí)和能力。2.具體目標(biāo)（1）職業(yè)技能目標(biāo)①具有熟練運(yùn)用智能控制原則與方法對(duì)具體案例對(duì)象進(jìn)行分析診斷的能力②具有單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的能力③具有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試能力④具有一定的專業(yè)英語(yǔ)閱讀、翻譯和日常會(huì)話能力；（2）知識(shí)目標(biāo)①掌握單片機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)②掌握單片機(jī)的內(nèi)部資源③掌握單片機(jī)接口技術(shù)④掌握嵌入式操作系統(tǒng)的使用（3）素質(zhì)目標(biāo)①具有正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀；②具有良好的思想政治素質(zhì)、職業(yè)道德和遵紀(jì)守法精神；③具有健康的體魄和良好的心理素質(zhì)；④具有較強(qiáng)的責(zé)任感、事業(yè)心和團(tuán)隊(duì)精神；⑤具有一定的邏輯思維能力、分析判斷能力和語(yǔ)言表達(dá)能力；⑥具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。⑦具有較強(qiáng)的知識(shí)、技術(shù)的自我更新能力，在工作崗位上具有可持續(xù)發(fā)展的再學(xué)習(xí)能力三、課程內(nèi)容與要求本課程以具體項(xiàng)目為載體，采取案例教學(xué)的教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，以技能訓(xùn)練的實(shí)施為導(dǎo)向組織教學(xué)及考核。表1課程總體設(shè)計(jì)序號(hào)任務(wù)/項(xiàng)目/單元任務(wù)/項(xiàng)目/單元描述參考學(xué)時(shí)1項(xiàng)目一：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)掌握單片機(jī)的最小系統(tǒng)、熟悉單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)器、了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法10學(xué)時(shí)2項(xiàng)目二：搶答器的設(shè)計(jì)掌握單片機(jī)的編程語(yǔ)言、掌握C51的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型、掌握中斷的概念和單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、熟悉LED的靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式14學(xué)時(shí)3項(xiàng)目三：電子鐘的設(shè)計(jì)了解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器，熟悉T0、T1的工作方式、掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用16學(xué)時(shí)4項(xiàng)目四：密碼鍵盤的設(shè)計(jì)了解串行通信的基本知識(shí)、了解單片機(jī)的串行口結(jié)構(gòu)、掌握串行口的應(yīng)用20學(xué)時(shí)5項(xiàng)目五：數(shù)字式電壓表的設(shè)計(jì)了解A/D轉(zhuǎn)換器的基本概念，了解A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)及功能、掌握A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口技術(shù)20學(xué)時(shí)6項(xiàng)目六：信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)具有信號(hào)發(fā)生器的安裝和電路性能指標(biāo)的測(cè)試能力，本項(xiàng)目制作的信號(hào)發(fā)生器可產(chǎn)生正弦波、三角波，方波等低頻信號(hào)，是一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器，通過(guò)項(xiàng)目掌握集成運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用電路、反饋的判斷、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響以及正弦波振蕩電路的組成和工作原理等20學(xué)時(shí)表2學(xué)習(xí)單元設(shè)計(jì)任務(wù)名稱學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)模塊（內(nèi)容）教學(xué)設(shè)計(jì)（方法和場(chǎng)所）學(xué)時(shí)知識(shí)內(nèi)容和要求技能內(nèi)容和要求項(xiàng)目一：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1．了解單片機(jī)的基本組成、分類、發(fā)展2．單片機(jī)的引腳功能、外圍器件的連接3．單片機(jī)的時(shí)序、存儲(chǔ)器配置4．單片機(jī)最小系統(tǒng)的檢測(cè)1．能根據(jù)單片機(jī)的引腳功能設(shè)計(jì)出最小系統(tǒng)的硬件電路圖2．會(huì)使用常用的儀表，能夠識(shí)別和檢測(cè)元器件3．能焊接和拆卸元器件4．能夠掌握KEIL軟件的基本使用5．能夠檢修最小系統(tǒng)的硬件故障6．能夠掌握編程器的使用1．認(rèn)識(shí)最簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)2．認(rèn)識(shí)MCS—51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)3．認(rèn)識(shí)單片機(jī)的存儲(chǔ)器4．單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)講授法、啟發(fā)法、交互式教學(xué)法、案例教學(xué)法（實(shí)訓(xùn)室）10學(xué)時(shí)項(xiàng)目二：搶答器的設(shè)計(jì)1．掌握邏輯運(yùn)算指令2．掌握控制轉(zhuǎn)移指令3．掌握常用偽指令4．掌握單片機(jī)的編程語(yǔ)言5．掌握C51的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類型6．掌握中斷的概念和單片機(jī)的中斷系統(tǒng)1．能夠使用單片機(jī)C語(yǔ)言編寫控制程序2．能夠熟練使用Keil軟件來(lái)仿真調(diào)試單片機(jī)程序3．能夠熟練使用Proteus仿真軟件來(lái)仿真單片機(jī)系統(tǒng)4．能夠根據(jù)P0～P3的功能特點(diǎn)，完成簡(jiǎn)單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試1．初識(shí)單片機(jī)C語(yǔ)言2．P0—P3口的應(yīng)用3．學(xué)習(xí)單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀的使用4．使用PROTEUS5．認(rèn)識(shí)MCS—51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)6．LED顯示器的設(shè)計(jì)7．電子計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)8．設(shè)計(jì)行列式鍵盤9．設(shè)計(jì)搶答器講授法、啟發(fā)法、交互式教學(xué)法、案例教學(xué)法、實(shí)訓(xùn)法（實(shí)訓(xùn)室）14學(xué)時(shí)項(xiàng)目三：電子鐘的設(shè)計(jì)1．了解單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2．掌握單片機(jī)定時(shí)器的各種工作方式及特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合3．掌握定時(shí)器中斷服務(wù)程序的編寫1．能夠使用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)]計(jì)數(shù)等應(yīng)用2．能夠完成電子鐘硬件電路與控制程序的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試1．認(rèn)識(shí)單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用3．電子鐘的設(shè)計(jì)講授法、啟發(fā)法、交互式教學(xué)法、案例教學(xué)法（實(shí)訓(xùn)室）16學(xué)時(shí)項(xiàng)目四：密碼鍵盤的設(shè)計(jì)1．掌握串行通信中波特率、數(shù)據(jù)幀格式等概念2．掌握TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換方法3．掌握單片機(jī)串行通信程序的設(shè)計(jì)方法4．掌握密碼鍵盤的工作原理與設(shè)計(jì)方法1．能夠?qū)崿F(xiàn)TTL電平與RS232之間的電平轉(zhuǎn)換2．能夠利用單片機(jī)串行口的功能特點(diǎn)設(shè)計(jì)串行通信程序3．能夠根據(jù)應(yīng)用要求設(shè)計(jì)、調(diào)試密碼鍵盤的硬件電路及控制程序1．認(rèn)識(shí)串行通信2．認(rèn)識(shí)51單片的串行口3．串行口的應(yīng)用4．設(shè)計(jì)密碼鍵盤講授法、啟發(fā)法、交互式教學(xué)法、案例教學(xué)法（實(shí)訓(xùn)室）20學(xué)時(shí)項(xiàng)目五：數(shù)字式電壓表的設(shè)計(jì)1．掌握A/D轉(zhuǎn)換器相關(guān)的基本知識(shí)2．掌握A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口技術(shù)1．能夠正確使用A/D轉(zhuǎn)換器2．能夠設(shè)計(jì)單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換器的接口并編程控制A/D轉(zhuǎn)換器3．會(huì)用KeilC51軟件對(duì)源程序進(jìn)行編譯調(diào)試及與Protues軟件聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)電路仿真1．A/D轉(zhuǎn)化模塊2．單片機(jī)控制模塊3．顯示模塊講授法、啟發(fā)法、交互式教學(xué)法、案例教學(xué)法（實(shí)訓(xùn)室）20學(xué)時(shí)項(xiàng)目六：信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)1．掌握集成運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用電路、反饋的判斷、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響以及正弦波振蕩電路的組成和工作原理2．掌握集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)和工作特點(diǎn)、負(fù)反饋的分類和自激振蕩的條件3．掌握深度負(fù)反饋的估算方法1．具有信號(hào)發(fā)生器的安裝和電路性能指標(biāo)的測(cè)試能力2．具有熟練電路元件器的檢測(cè)方法的能力，進(jìn)一步熟練手工焊接技術(shù)和電子儀器使用的能力3．會(huì)集成運(yùn)算放大器的性能檢測(cè)方法1．設(shè)備與器材準(zhǔn)備2．信號(hào)發(fā)生器電路仿真3．制作信號(hào)發(fā)生器講授法、啟發(fā)法、交互式教學(xué)法、案例教學(xué)法（實(shí)訓(xùn)室）20學(xué)時(shí)四、實(shí)施建議（一）考核評(píng)價(jià)建議本課程的考核改變單一的終結(jié)性考核方法，采用過(guò)程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的方法，結(jié)果考核部分考核學(xué)生對(duì)案例教學(xué)中各知識(shí)點(diǎn)綜合應(yīng)用的掌握情況。表3《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概述》考核方式考核項(xiàng)目考核方法比例過(guò)程考核態(tài)度紀(jì)律根據(jù)作業(yè)完成情況、課堂回答問(wèn)題、課堂實(shí)踐示范情況評(píng)定得分。10%單元實(shí)踐根據(jù)學(xué)生的完成時(shí)間、功能的完善程序、實(shí)踐報(bào)告的書寫規(guī)范程度、是否有創(chuàng)新評(píng)定得分。根據(jù)完成的時(shí)間、項(xiàng)目任務(wù)完成質(zhì)量、是否有創(chuàng)新，由小組長(zhǎng)評(píng)價(jià)和教師抽評(píng)相結(jié)合的方式評(píng)定成績(jī)。30%結(jié)果考核期末卷紙考試由教師根據(jù)考試標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定得分。60%（二）教材編寫及選用建議（1）教材編寫①教材是教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)，合適的教材能保證教學(xué)內(nèi)容順利地設(shè)施。教材的編寫和選用，一定要是高職高專專業(yè)規(guī)劃教材。②教材要以崗位能力分析為基礎(chǔ)，以嵌入式單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用要求和本課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行編寫，教材應(yīng)充分體現(xiàn)任務(wù)引領(lǐng)、實(shí)踐導(dǎo)向課程的設(shè)計(jì)思想。③教材應(yīng)圖文并茂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)和理解。教材表達(dá)必須精煉、準(zhǔn)確、科學(xué)。④教材內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性、通用性、實(shí)用性，要將企業(yè)需求及時(shí)地納入教材，使教材更貼近專業(yè)的發(fā)展和實(shí)際的需要。⑤教材中活動(dòng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容要具體，并具有可操作性。（2）選用建議①黃維翼主編單片機(jī)應(yīng)用與項(xiàng)目實(shí)踐（國(guó)家示范性高職院校建設(shè)項(xiàng)目成果。計(jì)算機(jī)專業(yè)系列）清華大學(xué)出版社②畢萬(wàn)新主編?！秵纹瑱C(jī)原理與接口技術(shù)》大連理工大學(xué)出版社；③張軍主編嵌入式單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（全國(guó)高職高專教育規(guī)劃教材）高等教育出版社（三）實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備配置建議本課程為理論實(shí)踐一體化教學(xué)，需要一個(gè)專用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室以滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)要求，課程教學(xué)基本在多媒體合班進(jìn)行，實(shí)踐教學(xué)在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，對(duì)電腦配置要求較高，具體要求如下：1.硬件環(huán)境（1）計(jì)算機(jī)處理器：IntelCore2或IntelCorei系列或同檔配置以上，內(nèi)存：≥2GB，獨(dú)立顯卡：顯存≥512MB。（2）有專門針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)箱或者實(shí)驗(yàn)臺(tái)。2.軟件環(huán)境Windows732位（中文版）或windowsxpMicrosoftOffice2007（中文版）或office2003具體