微處理器原理與應(yīng)用-微電子電科-考試課程教學(xué)大綱

《微處理器原理與應(yīng)用》本科課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱微處理器原理與應(yīng)用※PrinciplesandApplicationsofMicroprocessors課程代碼2080398課程學(xué)分3課程學(xué)時48理論學(xué)時32實(shí)踐學(xué)時16開課學(xué)院機(jī)電學(xué)院適用專業(yè)與年級微電子和電科專業(yè)大二課程類別與性質(zhì)專業(yè)必修課考核方式考試選用教材《新概念51單片機(jī)C語言教程》第2版、郭天祥、ISBN978-7-121-32022-4、電子工業(yè)出版社，2018年3月是否為馬工程教材先修課程數(shù)字邏輯電路2080187（4）、模擬電子電路2080188（4）、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2080497（3）課程簡介信息技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理器已成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品的核心部件。該課程在專業(yè)課程體系中具有重要地位，是學(xué)生將來從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試等工作的必備知識和技能基礎(chǔ)。課程內(nèi)容涵蓋微處理器的基本原理、體系結(jié)構(gòu)、I/O接口技術(shù)、中斷系統(tǒng)、微處理器應(yīng)用開發(fā)等方面的知識。課程設(shè)計(jì)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的能力、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。教學(xué)方法主要包括理論講授、實(shí)驗(yàn)演示、案例分析、項(xiàng)目實(shí)踐等多種形式，使學(xué)生掌握微處理器的編程、控制和仿真技能，了解微處理器在各種電子產(chǎn)品中的應(yīng)用場景。通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握微處理器的編程和應(yīng)用開發(fā)技能，提高他們在電子工程領(lǐng)域的競爭力。選課建議與學(xué)習(xí)要求本課程適合電子類工程專業(yè)大二及以上本科生授課，要有相關(guān)的C語言編程技術(shù)、模擬和數(shù)字電子電路相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識和電路分析能力。

二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求（一）課程目標(biāo)類型序號內(nèi)容知識目標(biāo)1能夠全面理解微處理器的基本原理、體系結(jié)構(gòu)、I/O控制、中斷系統(tǒng)等核心概念，并能對基于微處理器控制的常見電路進(jìn)行分析和應(yīng)用。(支撐點(diǎn)3.2)技能目標(biāo)2能夠運(yùn)用所學(xué)知識，設(shè)計(jì)、開發(fā)并測試微處理器系統(tǒng)，具備獨(dú)立思考的能力并體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中能綜合應(yīng)用各項(xiàng)知識和環(huán)境因素。(支撐點(diǎn)3.4)3能夠分析和解決微處理器應(yīng)用過程中的問題，熟練操作微處理器開發(fā)板及相關(guān)工具軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、調(diào)試和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。（支撐點(diǎn)5.3）素養(yǎng)目標(biāo)(含課程思政目標(biāo))4具備良好的職業(yè)道德和責(zé)任意識，能夠在工作中遵守規(guī)章制度，保證工作質(zhì)量和安全，全面掌握所學(xué)知識和技能，具備良好的職業(yè)素養(yǎng)和發(fā)展?jié)摿Α?支撐點(diǎn)8.2)（二）課程支撐的畢業(yè)要求畢業(yè)要求3：設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：具備解決工程領(lǐng)域復(fù)雜問題的能力，并在設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識考慮創(chuàng)新和社會、環(huán)境、健康、安全、法律、文化等因素。②能夠按照設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)符合特定需求的單元、組件/模塊、系統(tǒng)，并進(jìn)行仿真、開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。畢業(yè)要求3：設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：具備解決工程領(lǐng)域復(fù)雜問題的能力，并在設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識考慮創(chuàng)新和社會、環(huán)境、健康、安全、法律、文化等因素。④能夠在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中全面考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等相關(guān)制約因素。畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：具備運(yùn)用現(xiàn)代工程和信息技術(shù)工具解決工程領(lǐng)域復(fù)雜問題的能力，包括預(yù)測、模擬和理解工具的局限性。③在實(shí)踐中開發(fā)或選擇滿足需求的工具，模擬和預(yù)測工程問題，并了解其局限性。畢業(yè)要求8：職業(yè)規(guī)范：具備人文社會科學(xué)素養(yǎng)和社會責(zé)任感，在工程實(shí)踐中遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，承擔(dān)責(zé)任。②理解工程師職業(yè)道德準(zhǔn)則和行業(yè)規(guī)范，并自覺遵守。（三）畢業(yè)要求與課程目標(biāo)的關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐度課程目標(biāo)對指標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度畢業(yè)要求3②M能夠全面理解微處理器的基本原理、體系結(jié)構(gòu)、I/O控制、中斷系統(tǒng)等核心概念，并能對基于微處理器控制的常見電路進(jìn)行分析和應(yīng)用。100%畢業(yè)要求3④M能夠運(yùn)用所學(xué)知識，設(shè)計(jì)、開發(fā)并測試微處理器系統(tǒng)，具備獨(dú)立思考的能力并體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中能綜合應(yīng)用各項(xiàng)知識和環(huán)境因素。100%畢業(yè)要求5③H能夠分析和解決微處理器應(yīng)用過程中的問題，、熟練操作微處理器開發(fā)板及相關(guān)工具軟件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、調(diào)試和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。100%畢業(yè)要求8②H具備良好的職業(yè)道德和責(zé)任意識，能夠在工作中遵守規(guī)章制度，保證工作質(zhì)量和安全，全面掌握所學(xué)知識和技能，具備良好的職業(yè)素養(yǎng)和發(fā)展?jié)摿Α?00%三、課程內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)（一）各教學(xué)單元預(yù)期學(xué)習(xí)成果與教學(xué)內(nèi)容單元1基礎(chǔ)知識（4學(xué)時）知識點(diǎn)：知道微處理器的發(fā)展過程和單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域；.理解微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能；理解C51相關(guān)的基本知識。能力要求：能夠分析微處理器在電子領(lǐng)域中應(yīng)用的重要性及其發(fā)展趨勢并明確本門課程學(xué)習(xí)的意義教學(xué)難點(diǎn)：單片機(jī)、微處理器、微型計(jì)算機(jī)的區(qū)別的和它們的廣泛用途單元2KeiluVision軟件使用及流水燈設(shè)計(jì)（8學(xué)時）知識點(diǎn)：掌握KeiluVision軟件的使用；理解微處理器接口的原理；知道如何運(yùn)用C51編程，理解頭文件reg52.h、intrins.h的內(nèi)容和使用；掌握C51子函數(shù)、庫函數(shù)的調(diào)用方法，可以綜合運(yùn)用C語言編程來實(shí)現(xiàn)控制流水燈的控制能力要求：運(yùn)用C語言編程的能力和編譯環(huán)境的操作的能力教學(xué)難點(diǎn)：KeiluVision的熟練使用:如何建立工程文件;如何設(shè)定編譯環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)C51子函數(shù)、庫函數(shù)的調(diào)用方法。單元3數(shù)碼管顯示原理及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)（16學(xué)時）知識點(diǎn)：運(yùn)用數(shù)碼靜態(tài)和動態(tài)顯示的方法；理解中斷原理、理解定時器的工作原理。能力要求：具備基于微處理器的中斷、定時器進(jìn)行編程的能力教學(xué)難點(diǎn)：數(shù)碼管的控制技術(shù)，中斷編程、定時器編程的方法單元4（10學(xué)時）知識點(diǎn)：理解微處理器的I/O接微處理器控制接口編程技術(shù)口原理和控制；運(yùn)用I/O實(shí)現(xiàn)鍵盤控制、AD、DA等常用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)控制接口的編程技巧。能力要求：具備基于微處理器為核心控制器件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力教學(xué)難點(diǎn)：獨(dú)立鍵盤、矩陣鍵盤控制技術(shù)、AD/DA轉(zhuǎn)換技術(shù)單元5串行口通信原理及操作流程(8學(xué)時)知識點(diǎn)：理解計(jì)算機(jī)串口通信的基礎(chǔ)；分析微處理器的串行口，會借助串口調(diào)試助手進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的傳送。能力要求：利用微處理器的串口進(jìn)行相互間通信的編程能力教學(xué)難點(diǎn)：串口通信的基本原理和串口編程的方法單元6當(dāng)前最流行的32位微處理器介紹(2學(xué)時)知識點(diǎn)：掌握液晶顯示控制；能力要求：能夠了解行業(yè)發(fā)展新信息技術(shù)前沿的能力并加以分析和運(yùn)用的能力教學(xué)難點(diǎn)：當(dāng)前最流行的32位及以上微處理器在芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（二）教學(xué)單元對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系課程目標(biāo)教學(xué)單元1234單元1基礎(chǔ)知識√√單元2KeiluVision軟件使用及流水燈設(shè)計(jì)√√√單元3數(shù)碼管顯示原理及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)√√單元4微處理器控制接口編程技術(shù)√√單元5串行口通信原理及操作流程√√單元6液晶控制和編程√√（三）課程教學(xué)方法與學(xué)時分配教學(xué)單元教與學(xué)方式考核方式學(xué)時分配理論實(shí)踐小計(jì)單元1基礎(chǔ)知識講授法和討論法作業(yè)、線上視頻學(xué)習(xí)、隨堂練習(xí)、小測驗(yàn)44單元2KeiluVision軟件使用及流水燈設(shè)計(jì)講授法和任務(wù)驅(qū)動法實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)操結(jié)果、作業(yè)、課后線上視頻448單元3數(shù)碼管顯示原理及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)講授法和任務(wù)驅(qū)動法實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)操結(jié)果、課后線上視頻觀看、測驗(yàn)12416單元4微處理器控制接口編程技術(shù)講授法和任務(wù)驅(qū)動法實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)操結(jié)果、作業(yè)6410單元5串行口通信原理及操作流程講授法和任務(wù)驅(qū)動法實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)操結(jié)果、隨堂練習(xí)448單元6液晶控制和編程講授法和任務(wù)驅(qū)動法隨堂練習(xí)、作業(yè)、實(shí)操練習(xí)22合計(jì)321648（四）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與基本要求序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱目標(biāo)要求與主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)時數(shù)實(shí)驗(yàn)類型1I/O口輸出控制實(shí)驗(yàn)1、編程控制單燈閃爍。2、編程控制流水燈。4③2數(shù)碼管掃描實(shí)驗(yàn)1、6數(shù)碼管循環(huán)顯示。2、編程實(shí)現(xiàn)秒表功能4③3中斷實(shí)驗(yàn)1、在數(shù)碼管上循環(huán)顯示0～F，當(dāng)中斷INT0發(fā)生時，則點(diǎn)亮第一個發(fā)光二極管；2、用定時器0的方式1實(shí)現(xiàn)第一個發(fā)光二極管以1Hz頻率閃爍；用定時器1的方式1實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管前2位59s循環(huán)計(jì)時。4③4串口通信實(shí)驗(yàn)1、PC通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)，若單片機(jī)收到數(shù)據(jù)則通過P1口輸出數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管；2、PC發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)根據(jù)收到的字符控制燈的狀態(tài)，亮、滅或閃爍。4③實(shí)驗(yàn)類型：①演示型②驗(yàn)證型③設(shè)計(jì)型④綜合型四、課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)1.課程內(nèi)容設(shè)計(jì)突出道德、倫理、社會責(zé)任等方面的內(nèi)容，通過實(shí)踐活動等方式，引導(dǎo)學(xué)生思考什么是正確的人生觀和價(jià)值觀，以及在行業(yè)中如何踐行這些觀念。引入相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)理論、成功案例和典型人物的故事，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和社會責(zé)任感。2.教學(xué)方法設(shè)計(jì)采用互動式教學(xué)方法，例如討論、小組活動、角色扮演等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考、交流討論，加深對正確人生觀和價(jià)值觀的理解和認(rèn)識。鼓勵學(xué)生積極探索、善于通過查找信息資源解決設(shè)計(jì)中的問題，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新理念。3.學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)安排學(xué)生以團(tuán)隊(duì)為單位就如何課題設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)、引入的創(chuàng)新點(diǎn)、完成的成果通過PPT展示，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通、表達(dá)能力。讓學(xué)生親身體驗(yàn)工作和服務(wù)，增強(qiáng)他們的社會責(zé)任感和服務(wù)意識。4.評價(jià)體系設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)