《單片機原理及應用B》教學大綱

《單片機原理及應用B》教學大綱適用范圍：202X版專升本人才培養(yǎng)方案課程代碼：06141081課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學分：2學分學時：32學時（理論32學時，實驗0學時）先修課程：電路分析基礎、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、C語言程序設計等后續(xù)課程：無適用專業(yè)：醫(yī)學信息工程開課單位：電子信息工程學院一、課程說明本課程是醫(yī)學信息工程專業(yè)學生的專業(yè)必修課。本課程通過學習51單片機的基本知識，并掌握基于單片機的控制系統(tǒng)的基本開發(fā)和應用，本課程強調(diào)實踐環(huán)節(jié)，側重系統(tǒng)構成與應用設計突出實踐教學，通過對單片機知識的學習，逐步培養(yǎng)學生靈活運用單片機為控制核心解決實際問題的能力。力求通過實踐環(huán)節(jié)，軟、硬結合，培養(yǎng)學生初步的單片機系統(tǒng)開發(fā)能力。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：持續(xù)踐行社會主義核心價值觀，具有良好的職業(yè)道德、社會公德和勞動觀念，能夠在工程實踐中遵守職業(yè)規(guī)范，履行責任；課程目標2：掌握單片機基本結構和工作原理；了解常用單片機的接口芯片，學會A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器等接口芯片的使用方法和注意事項；課程目標3：培養(yǎng)學生能夠根據(jù)所學知識解決工程問題，設計滿足需要的單片機系統(tǒng)，注重設計中的創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)，使學生在設計中體現(xiàn)社會、環(huán)境、健康、安全、法律、文化等因素；課程目標4：能夠根據(jù)本門課程所學知識，自行設計符合實驗室要求和工程要求的單片機系統(tǒng)，并能夠設計配套的軟件；能夠使用網(wǎng)絡和其他資源查找所需資料，熟練使用單片機編程和仿真軟件進行單片機系統(tǒng)分析、計算、設計和驗證工作。三、課程目標與畢業(yè)要求《單片機原理及應用B》課程教學目標對醫(yī)學信息工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度2.問題分析2.3能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，并通過文獻研究，證實問題分析的合理性。課程目標1：持續(xù)踐行社會主義核心價值觀，具有良好的職業(yè)道德、社會公德和勞動觀念，能夠在工程實踐中遵守職業(yè)規(guī)范，履行責任。課程目標2：掌握單片機基本結構和工作原理；了解常用單片機的接口芯片，學會A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器等接口芯片的使用方法和注意事項；H3.設計/開發(fā)解決方案3.2能夠根據(jù)要求對復雜醫(yī)學信息工程問題給出解決方案，設計開發(fā)實現(xiàn)特定功能的設備、儀器和單元（部件）。課程目標1：持續(xù)踐行社會主義核心價值觀，具有良好的職業(yè)道德、社會公德和勞動觀念，能夠在工程實踐中遵守職業(yè)規(guī)范，履行責任。課程目標3：培養(yǎng)學生能夠根據(jù)所學知識解決工程問題，設計滿足需要的單片機系統(tǒng)，注重設計中的創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)，使學生在設計中體現(xiàn)社會、環(huán)境、健康、安全、法律、文化等因素；M5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠開發(fā)和利用現(xiàn)代工程工具、信息技術工具對復雜醫(yī)學信息工程問題進行輔助設計、預測和模擬。課程目標1：持續(xù)踐行社會主義核心價值觀，具有良好的職業(yè)道德、社會公德和勞動觀念，能夠在工程實踐中遵守職業(yè)規(guī)范，履行責任。課程目標4：能夠根據(jù)本門課程所學知識，自行設計符合實驗室要求和工程要求的單片機系統(tǒng)，并能夠設計配套的軟件；能夠使用網(wǎng)絡和其他資源查找所需資料，熟練使用單片機編程和仿真軟件進行單片機系統(tǒng)分析、計算、設計和驗證工作，為后續(xù)課程做好準備。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配理論部分的教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容教學要求，教學重點難點理論學時實驗（實踐）(上機)學時對應的課程目標1.認識單片機1.1單片機概述1.2中興、華為被制裁事件1.351單片機基礎知識1.4數(shù)制1.5C51編程語言概述教學要求：了解單片機的概念、特點、發(fā)展及應用領域；理解數(shù)制的表示方法；熟悉并掌握不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法。重點：單片機的基本功能和特點。難點：不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法。21、2、32.單片機并行口2.1并行I/O端口的特點2.2并行I/O端口的應用實例2.3Keil軟件的使用2.4Proteus軟件的使用教學要求：了解單片機并行口的結構和特點，掌握并行口使用方法；掌握Keil軟件和Proteus軟件的使用方法。重點：單片機并行口的結構和特點。難點：仿真軟件的使用。41、2、33.單片機中斷系統(tǒng)3.1中斷相關知識3.2中斷應用實例教學要求：了解單片機中斷的工作原理，掌握單片機中斷的使用方法。重點：中斷的原理與使用難點：中斷的使用41、2、34.定時計數(shù)器的使用4.1定時器/計數(shù)器相關知識4.2定時器/計數(shù)器應用實例教學要求：了解單片機定時計數(shù)器的結構和工作原理，掌握單片機定時計數(shù)器的使用方法。重點：定時計數(shù)器的工作方式和計數(shù)初值的計算。難點：定時計數(shù)器的工作方式。61、2、35.雙機通信5.1通信基礎知識5.251單片機的串行口5.3大國重器與工匠精神5.4RS232串口應用實例教學要求：了解通信的概念和數(shù)據(jù)傳輸方式的分類方法，掌握串行通信方式和特點；掌握單片機串行口的工作方式和使用方法。重點：串行口的工作方式和使用方法。難點:串行口的工作方式。41、2、36.人機接口6.1獨立按鍵6.2矩陣式鍵盤6.3獨立按鍵應用實例6.4矩陣式鍵盤應用實例6.5數(shù)碼管相關知識6.6數(shù)碼管應用實例6.7液晶顯示器1602相關知識6.8液晶顯示器應用實例教學要求：掌握獨立鍵盤和矩陣鍵盤的識別、按鍵的判別和去抖；了解數(shù)碼管的結構和顯示方式，掌握靜態(tài)和動態(tài)顯示方法；了解LCD的基本結構和功能，掌握LCD1602的顯示方法。重點：按鍵的識別方法，數(shù)碼管的動態(tài)顯示，LCD顯示程序的編寫。難點:行列翻轉(zhuǎn)法判別按鍵；LCD顯示程序的編寫方法。41、2、3、47.單片機系統(tǒng)擴展7.1D/A轉(zhuǎn)換相關知識7.2D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC08327.3基于DAC0832的三角波發(fā)生器7.4A/D轉(zhuǎn)換相關知識7.5A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC08097.6數(shù)字電壓表實例教學要求：了解ADC和DAC的基本原理、分類和重要指標；學會使用常用的ADC和DAC構成單片機系統(tǒng)。重點：ADC和DAC的使用方法。難點:ADC和DAC的編程方法。41、2、3、48.單片機綜合應用8.1總線概論8.2I2C總線基礎知識8.3AT24C02的基礎知識8.4AT24C02的實例8.5SPI總線基礎知識8.6DS1302的基礎知識8.7DS1302顯示時鐘的實例教學要求：通過簡易計算器、溫度計、光電檢測等綜合項目的設計，對單片機的整體知識做梳理和查漏補缺。重點：單片機系統(tǒng)設計方法和步驟。難點:單片機系統(tǒng)的調(diào)試方法。41、2、3、4合計32五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學和案例教學等，促進學生積極思考，開發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選教學內(nèi)容，精講多練；安排習題課，鞏固課堂所學知識；并提供靈活的自主學習平臺。六、課程資源1.推薦教材：陳海宴，《51單片機原理及應用——基于KeilC與Proteus(第3版)》，北京航空航天大學出版社，2017.62.參考書：（1）張毅剛.單片機原理及接口技術（C51編程）（第二版）[M].人民郵電出版社.2016.6.（2）李朝青.單片機原理及接口技術（第五版）[M].北京航空航天大學出版社.2017.6.（3）朱文忠.單片機原理與應用技術（第一版）[M].電子工業(yè)出版社.2017.6.3.期刊：（1）電子技術應用[J].華北計算機系統(tǒng)工程研究所.北京（2）儀表技術與傳感器[J].沈陽儀表院.沈陽（3）單片機與嵌入式系統(tǒng)應用[J].北京航空航天大學.北京（4）MicroprocessorsandMicrosystems[J].Elsevier（5）IEEEIndustrialElectronicsMagazine[J].IEEE4.網(wǎng)絡資源：（1）單片機原理與應用（哈爾濱工業(yè)大學）：中國大學MOOC，/course/HIT-353001?from=searchPage（2）單片機原理及應用（北京交通大學）：中國大學MOOC，/course/NJTU-1001729006?from=searchPage七、課程考核對課程目標的支撐表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標1234過程性考核課堂表現(xiàn)15（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答及學習通參與討論問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭獭?534作業(yè)20（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績?！獭獭獭?465階段測試或小論文15安排在課程2/3的時候進行，主要考核學生對本課程部分知識掌握程度，滿分100分；（2）小論文安排在學期2/3左右的時間，要求根據(jù)本課程學習的知識進行資料查找并寫出一篇比少于3000字的調(diào)研論文；（3）以階段成績或調(diào)研論文成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭獭?543期末考核50（1）以大作業(yè)形式進行考核，以考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核單片機的基本知識，其中包括單片機內(nèi)部結構的功能和使用方法，單片機系統(tǒng)的構成方式，人機接口以及單片機系統(tǒng)的擴展等知識?！獭獭獭?0201010合計：100分21342322課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、實驗、作業(yè)、期末考核等方式對學生進行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末考核和過程性考核成績組成。其中：期末考核成績?yōu)?00分（權重50%），主要考核單片機的基本知識，其中包括單片機內(nèi)部結構的功能和使用方法，單片機系統(tǒng)的構成方式，人機接口以及單片機系統(tǒng)的擴展等知識；課堂表現(xiàn)、實驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權重50%）。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)30筆記完整，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。筆記完整，認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學活動，回答問題準確率大于70%。上課不認真，上課不記筆記，偶爾參與教學活動。上課不認真，上課不記筆記，不參與教學活動。作業(yè)40作業(yè)完整，思路清晰，準確率大于90%。作業(yè)完整，準確率大于80%。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準確率大于70%.不交作業(yè)4次以內(nèi)，準確率大于60%.不交作業(yè)5次以上，準確率小于60%。階段測試或小論文30階段測試全部正確，回答問題完整、正確。小論文