《單片機系統(tǒng)設計與實踐》教學大綱

《單片機系統(tǒng)設計與實踐》教學大綱課程編號：13220444英文名稱：DesignProjectsoftheApplicationofSingle-chipMicrocomputer學分：3學時：總學時6周（不停課）先修課程：C語言、模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，單片機原理及應用課程類別：專業(yè)基礎課程授課對象：電氣工程及其自動化專業(yè)學生教學單位：機械與電氣工程學院修讀學期：第4學期一、課程描述和目標1.課程簡介單片機系統(tǒng)設計與實踐是電氣工程及其自動化專業(yè)必修的專業(yè)基礎課。本課程以單片機工作原理為基礎，以復雜工程問題需求為重點，著重于學生調(diào)研分析、設計思路、系統(tǒng)構(gòu)建和團隊協(xié)作等能力的培養(yǎng)，提高學生解決復雜電氣工程問題的能力。2.本課程擬達到的課程目標本課程是一門實踐能力要求較強的課程，具有較強的工程性、實踐性、技術(shù)性等特點。通過本課程的學習，要求學生具備熟練使用單片機進行應用系統(tǒng)的設計、調(diào)試的基本方法，從而具有解決電氣工程自動化領域復雜工程問題的能力。課程目標1：能通過文獻查詢、方案調(diào)研制定出科學合理的以單片機為控制核心的實施方案，解決自動化領域復雜工程問題。課程目標2：能根據(jù)合理的設計方案，通過單片機系統(tǒng)軟件設計和硬件搭建，開展實施正確的數(shù)據(jù)采集（溫度、濕度、電壓等）及數(shù)據(jù)處理。課程目標3：在項目團隊中能承擔組織、協(xié)調(diào)和指揮的作用，能夠及時辨別和虛心接受其他隊員的建議。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標權(quán)重4.1能夠基于科學原理，通過文獻研究或?qū)I(yè)調(diào)研等相關(guān)方法，調(diào)研和分析電氣工程相關(guān)領域復雜工程問題的實驗、設計思路；課程目標1H4.3能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建軟硬件實驗系統(tǒng)，安全地開展實驗并正確地采集、整理實驗數(shù)據(jù)；課程目標2M9.3能夠辯證吸收團隊其他隊成員的意見和建議，組織、協(xié)調(diào)和指揮團隊開展工作。課程目標3M（注：要求課程目標與畢業(yè)要求指標點應是一一對應支撐）三、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配序號教學內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1任務分配資料查閱基本要求：根據(jù)設計任務，查閱相關(guān)資料，對比不同方案的優(yōu)缺點。重點：查找相似任務設計方案資料。難點：分析不同方案的設計原理。德育要求：創(chuàng)新意識3天集中指導自主調(diào)研12方案設計基本要求：根據(jù)項目任務指標要求，研究項目設計方案，通過分析不同方案確定最優(yōu)實施方案。重點：方案滿足指標要求。難點：確定最優(yōu)方案。德育要求：科學方法觀3天自主設計分別答疑13原理圖繪制基本要求：根據(jù)確定的設計方案進行電路原理圖繪制。重點：電路原理圖繪制。難點：電路原理圖布局的合理性。德育要求：認真負責5天自主繪圖分別答疑14程序編寫及仿真與基本要求：根據(jù)硬件方案，畫出程序流程圖；根據(jù)流程圖，編寫程序，并仿真調(diào)試通過。重點：流程圖設計。難點：程序編寫。德育要求：工匠精神3天自主編程分別答疑1，2，5硬件布局與焊接基本要求：根據(jù)原理圖和實驗電路板，確定硬件布局，并仔細焊接完成。重點：硬件布局。難點：焊接過程。德育要求：社會責任5天自主焊接分別指導1，2，6軟硬件聯(lián)調(diào)基本要求：根據(jù)任務指標要求，進行軟硬件聯(lián)調(diào)，達到設計要求功能指標。重點：功能指標實現(xiàn)。難點：數(shù)據(jù)采集、處理。德育要求：團隊精神5天自主調(diào)試分別指導1，2，37設計報告撰寫基本要求：根據(jù)項目任務進行功能描述，并按照書寫規(guī)范撰寫設計報告。重點：按照規(guī)范描述。難點：清晰、完整呈現(xiàn)設計過程。德育要求：辯證思想5集中指導自主撰寫2，38答辯演示基本要求：根據(jù)項目任務進行功能演示。重點：各項指標功能的演示。難點：答辯過程思路清晰，語言流暢。德育要求：社會責任1集中答辯自主演示1，2，3合計30天四、課程教學方法1.教學方法以課程目標為導向，以工程問題為研究對象，采用教師指導與學生自學結(jié)合的教學方法，實現(xiàn)培養(yǎng)學生以單片機為控制核心解決工程問題的能力。課堂教學方法：項目驅(qū)動、集中布置、分別輔導。課外學習方法：要求學生根據(jù)實際工程問題自主調(diào)研、自主設計、自主完成。項目驗收方法：完成項目設計并提交設計報告后，集中進行現(xiàn)場驗收，要求以小組形式進行系統(tǒng)功能演示和答辯。2.實踐形式以開發(fā)面向?qū)嶋H工程問題的單片機控制系統(tǒng)展開實踐。學生以2~3人為一個小組，每組一個題目，每個指導老師一般帶4-5組。每組學生相互協(xié)作完成一個實踐項目，包括編寫程序、報告撰寫、演示答辯等內(nèi)容。五、學業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時過程考核、設計報告、演示答辯組成，最終成績按五級分制計分（優(yōu)、良、中、及格、不及格）。其中平時過程考核成績占20%、設計報告成績占30%、答辯演示成績占50%。2.課程目標達成考核與評價序號教學環(huán)節(jié)課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標3（分值）合計1平時過程考核1055202設計報告101010303答辯演示30101050課程目標對應分值502525100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準（將最終得分按照分數(shù)段轉(zhuǎn)換為五級制）分值觀測點優(yōu)（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（0-59分）平時考核過程能夠自主查閱資料并評價工程問題，根據(jù)工程問題能夠制定創(chuàng)新性的合理的設計方案，以高效、規(guī)范的軟硬件設計完成任務目標。能夠自主查閱資料并分析工程問題，根據(jù)工程問題能夠設計合理的方案，以簡潔、規(guī)范的軟硬件設計完成任務目標。能夠自主查閱資料并掌握工程問題，根據(jù)工程問題能夠提出合理的方案，以規(guī)范的軟硬件設計完成任務目標。能夠自主查閱資料并理解工程問題，根據(jù)工程問題能夠借鑒合理的方案，通過軟硬件設計基本完成任務目標。不能做到自主查閱資料及理解工程問題，未能根據(jù)工程問題提出合理方案，未能通過軟硬件設計完成任務目標。2.設計報告考核與評價標準（將最終得分按照分數(shù)段轉(zhuǎn)換為五級制）分值觀測點優(yōu)（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（0-59分）設計報告設計報告中明確在方案制定過程中能對工程問題進行透徹分析并提出具有創(chuàng)新性的改進意見。有詳細的軟硬件件調(diào)試過程和嚴謹簡潔的文本撰寫。設計報告中明確在方案設計過程中能夠?qū)こ虇栴}進行深入分析并提出具有合理性的改進意見。有具體的軟硬件調(diào)試過程和規(guī)范的文本撰寫。設計報告中明確在方案提出過程中能夠?qū)こ虇栴}進行基本分析并提出可行性的改進意見。有粗略的軟硬件調(diào)試過程和符合格式的文本撰寫。設計報告中未明確在方案制定過程中能夠?qū)こ虇栴}進行簡單分析并提出簡單的改進意見。有簡單的軟硬件調(diào)試過程和基本符合規(guī)范的文本撰寫。設計報告中的方案制定過程中未能對工程問題未能進行分析及提出改進意見。無軟硬件調(diào)試過程和不規(guī)范的文本撰寫。3.答辯演示（將最終得分按照分數(shù)段轉(zhuǎn)換為五級制）分值觀測點優(yōu)（90-100分）良（80-89分）中（70-79分）及格（60-69分）不及格（0-59分）答辯演示能夠評價項目存在的問題；能夠透徹的表述設計方案的創(chuàng)新性、合理性；完美的演示90%以上項目任務的各項指標要求；答辯過程思路清晰、語言流暢、有問必答。能夠判斷項目存在的問題；能夠深入的表述設計方案的創(chuàng)新性、合理性；演示80%以上項目任務的各項指標要求；答辯過程思路清晰、語言流暢。能夠理解項目存在的問題；能夠具體的表述設計方案的創(chuàng)新性、合理性；演示70%以上項目任務的各項指標要求；答辯過程思路不清晰，語言流暢。能夠認識項目存在的問題；能夠基本表述設計方案的創(chuàng)新性、合理性；演示60%以上項目任務的各項指標要求；答辯過程思路混亂，語言不流暢。未能認識項目存在的問題；未能夠表述設計方案的創(chuàng)新性、合理性；演示不足60%項目任務的各