《單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計》課程教學大綱

PAGEPAGE8《單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計課程編號課程性質(zhì)必修課課程類別集中實踐環(huán)節(jié)開課單位軌道交通信號與控制教研室授課學期第6學期學分/學時1/2周實施方式課程設(shè)計適用專業(yè)測控技術(shù)與儀器是否雙語否先修課程C語言程序設(shè)計、數(shù)字電子技術(shù)、單片機原理及接口技術(shù)后續(xù)課程測控技術(shù)與系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計二、課程簡介單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的集中實踐環(huán)節(jié)，是進一步學習后續(xù)課程的基礎(chǔ)。作為獨立的教學環(huán)節(jié)，通過讓學生設(shè)計一個中等難度的單片機應用系統(tǒng)，鞏固和加深“單片機原理及接口技術(shù)”課程中所學的理論知識和實踐能力，精通單片機應用電路的一般設(shè)計方法，提高電子電路的設(shè)計和實踐能力，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下良好的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容有：根據(jù)設(shè)計任務確定合理的設(shè)計方案，繪制電路原理圖，設(shè)計系統(tǒng)應用軟件，軟件調(diào)試與結(jié)果分析，撰寫課程設(shè)計報告等。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下目標：課程目標1：思政目標通過課程的學習，激發(fā)學生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學生善于思考，勇于實踐，讓學生意識到國內(nèi)科技發(fā)展的突出實力，增強學生對祖國的自信心、民族自豪感和責任心。同時養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)習慣，具有良好的安全意識、職業(yè)道德和敬業(yè)精神。課程目標2：知識目標領(lǐng)會和精通單片機的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，精通C51語言程序設(shè)計的基本方法，領(lǐng)會人機接口的硬件結(jié)構(gòu)與軟件編程原理和設(shè)計方法，初步具備8051系列單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)能力。課程目標3：能力目標能夠針對具體問題，運用單片機原理及接口技術(shù)課程相關(guān)知識和邏輯思維，對單片機應用系統(tǒng)進行方案設(shè)計，完成單片機應用系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試。課程目標4：素質(zhì)目標能夠綜合運用單片機的基本原理和系統(tǒng)設(shè)計方法，并運用包括技術(shù)、資源及系統(tǒng)仿真軟件等現(xiàn)代工程工具，設(shè)計軟硬件，獲取信息及對信息進行加工的能力，培養(yǎng)分析、解決實際問題的能力。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標18-具有人文社會科學素養(yǎng)、社會責任感，能夠在測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域?qū)嵺`中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責任；12-具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發(fā)展的能力；8-職業(yè)規(guī)范12-終身學習課程目標21-能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和測控技術(shù)與儀器專業(yè)知識用于解決測控與技術(shù)領(lǐng)域的復雜工程問題；1-工程知識課程目標32-能夠應用數(shù)學、自然科學和儀器儀表科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析測控技術(shù)與儀器專業(yè)相關(guān)的復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；3-能夠設(shè)計針對測控與技術(shù)領(lǐng)域的復雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足工程需要的測控模塊、系統(tǒng)或儀器；2-問題分析3-設(shè)計/開發(fā)解決方案課程目標45-能夠針對測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域的復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域的復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性；5-使用現(xiàn)代工具四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容一方案的論證1.課程主要內(nèi)容根據(jù)設(shè)計題目的要求完成器件的選擇、接口的設(shè)計，注意查閱所選用器件的參考手冊，確定相關(guān)參數(shù)。2.重點和難點明確設(shè)計題目的設(shè)計要求，正確領(lǐng)會和精通選用器件的引腳定義、接口電路設(shè)計和使用方法。3.實施方式課堂見習。4.學習要求根據(jù)課程設(shè)計的基本方法，明確單片機設(shè)計題目的基本思路和任務要求，并根據(jù)設(shè)計要求，自己通過查閱資料，給出系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。5.實踐要求（1）實踐屬性：調(diào)查研究型。（2）工作流程：學習單片機設(shè)計的基本步驟和方法，正確領(lǐng)會設(shè)計內(nèi)容；復習單片機技術(shù)的相關(guān)理論，利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館等來查閱資料；討論并最終確定最佳的設(shè)計方案。（3）分組要求：8-10人1組，每組一個題目。（4）實踐準備：根據(jù)學校要求及專業(yè)人才培養(yǎng)方案制定詳實可行的設(shè)計計劃，在設(shè)計開始前將設(shè)計題目發(fā)放給學生。指導教師在設(shè)計任務階段前熟悉課程設(shè)計大綱，對所需的相關(guān)設(shè)備進行檢查，確認其完備可用。采用應用性強，實踐指導性強，且符合教學大綱要求的教材和指導書。進行課程設(shè)計前講解安全教育，同組中每位學生都有明確的要求。（5）時間安排：1天6.學生學習預期成果精通使用圖書館和在線數(shù)據(jù)庫進行文獻檢索方法，通過對文獻資料的分析和領(lǐng)會，確定相應課程設(shè)計題目的最佳設(shè)計方案。通過這樣的課程培訓，學生可以學會高效地查找和運用文獻資料，提高研究與設(shè)計的能力。7.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.設(shè)計內(nèi)容二系統(tǒng)硬件電路設(shè)計1.課程主要內(nèi)容設(shè)計單片機應用系統(tǒng)硬件邏輯圖，根據(jù)所學知識，畫出所選各芯片、器件的連接線路，包括數(shù)據(jù)線，地址線和控制信號線等。2.重點和難點硬件電路設(shè)計仿真軟件的使用方法，所選芯片及其他外設(shè)的電路設(shè)計。3.實施方式課堂見習。4.學習要求精通硬件設(shè)計仿真軟件的使用方法，根據(jù)系統(tǒng)總體方案，完成硬件電路設(shè)計。5.實踐要求（1）實踐屬性：綜合訓練型。（2）工作流程：學習硬件設(shè)計仿真軟件界面中各項菜單按鈕的使用，正確生成項目文件，根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計方案以及所選芯片，對硬件電路合理布局，完成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。（3）分組要求：1人1組。（4）實踐準備：進行課程設(shè)計過程中，對硬件設(shè)計仿真軟件的基本使用方法、技巧進行講解說明，同時對每位同學設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題，穿插輔導。（5）時間安排：3天6.學生學習預期成果精通硬件設(shè)計仿真軟件的基本使用方法，能夠自主設(shè)計單片機應用系統(tǒng)硬件電路。7.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.課程目標4.設(shè)計內(nèi)容三系統(tǒng)軟件設(shè)計1.課程主要內(nèi)容設(shè)計并完成程序流程圖；編寫完整源程序。2.重點和難點編程設(shè)計軟件的使用方法，保證軟件流程圖的運行邏輯正確，源程序的編譯修改。3.實施方式課堂見習。4.學習要求精通編程設(shè)計軟件的使用方法，結(jié)合系統(tǒng)硬件電路，完成系統(tǒng)軟件設(shè)計。5.實踐要求（1）實踐屬性：綜合訓練型。（2）工作流程：學習編程設(shè)計軟件界面中各項菜單按鈕的使用，正確生成項目文件，根據(jù)編制的軟件流程圖，正確編寫軟件，完成系統(tǒng)軟件設(shè)計。（3）分組要求：1人1組。（4）實踐準備：進行課程設(shè)計過程中，對編程軟件的使用方法、常見編譯錯誤進行講解說明，同時對每位同學設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題，穿插輔導。（5）時間安排：3天6.學生學習預期成果精通編程設(shè)計軟件的基本使用方法，能夠自主編寫單片機應用系統(tǒng)軟件程序。7.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.課程目標4.設(shè)計內(nèi)容四系統(tǒng)調(diào)試與答辯1.課程主要內(nèi)容軟硬件仿真聯(lián)合調(diào)試以實現(xiàn)設(shè)計要求，并進行演示與答辯。2.重點和難點軟硬件仿真聯(lián)合調(diào)試的操作流程，功能的測試與修改。3.實施方式課堂見習。4.學習要求精通軟硬件仿真聯(lián)合調(diào)試的流程，能夠?qū)ΤＲ姷腻e誤信息的進行識別與改正。5.實踐要求（1）實踐屬性：綜合訓練型。（2）工作流程：檢查硬件電路的芯片接線、電路結(jié)構(gòu)錯誤，對源程序進行編譯生成可執(zhí)行文件，進行軟硬件仿真聯(lián)合調(diào)試。通過對各功能的仿真驗證，在滿足設(shè)計要求后，由教師進行檢查并進行答辯提問，作相應記錄。（3）分組要求：1人1組。（4）實踐準備：進行課程設(shè)計過程中，對每位同學調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，穿插輔導。（5）時間安排：2天6.學生學習預期成果精通軟硬件仿真聯(lián)合調(diào)試方法，能夠自主對所設(shè)計單片機應用系統(tǒng)進行調(diào)試。7.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.課程目標4.設(shè)計內(nèi)容五編寫設(shè)計說明書1.課程主要內(nèi)容設(shè)計完成后，要求每個同學寫出設(shè)計說明書。2.重點和難點設(shè)計說明書內(nèi)容的合理撰寫、格式規(guī)整。3.實施方式課堂見習。4.學習要求設(shè)計說明書應包括設(shè)計過程、邏輯電路圖、程序框圖、調(diào)試說明、心得體會等內(nèi)容。5.實踐要求（1）實踐屬性：綜合訓練型。（2）工作流程：對課程設(shè)計文檔進行整理，撰寫設(shè)計說明書。（3）分組要求：1人1組。（4）實踐準備：對文檔的歸集、課程設(shè)計說明書的內(nèi)容和格式要求進行說明。（5）時間安排：1天6.學生學習預期成果對課程設(shè)計的設(shè)計過程進行回顧，整理設(shè)計資料，撰寫設(shè)計說明書，鞏固和加深對單片機原理及接口技術(shù)相關(guān)知識的綜合使用。7.支撐課程目標課程目標1.課程目標2.課程目標3.課程目標4.（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐實踐內(nèi)容實施方式支撐的課程目標學時安排設(shè)計內(nèi)容一方案的論證課堂見習課程目標1、2、31天設(shè)計內(nèi)容二系統(tǒng)硬件電路設(shè)計課堂見習課程目標1、2、3、43天設(shè)計內(nèi)容三系統(tǒng)軟件設(shè)計課堂見習課程目標1、2、3、43天設(shè)計內(nèi)容四系統(tǒng)調(diào)試與答辯課堂見習課程目標1、2、3、42天設(shè)計內(nèi)容五編寫設(shè)計說明書課堂見習課程目標1、2、3、41天合計10天五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則出勤情況及設(shè)計過程表現(xiàn)20%出勤情況50共計10次出勤考核，出勤5分/次，缺勤0分/次，總計50分。目標分值=0.5*出勤成績設(shè)計過程表現(xiàn)50考核學生對所制定課程設(shè)計任務規(guī)劃及工作目標的執(zhí)行情況；獨立完成設(shè)計任務的能力；提出、分析及解決問題的能力。次數(shù)不限，每次15-20分目標分值=0.5*設(shè)計過程表現(xiàn)成績課設(shè)答辯20%答辯提問100考核通過口頭表達設(shè)計思想的能力、系統(tǒng)設(shè)計與運行的能力、回答問題的正確性。目標分值=作業(yè)平均成績設(shè)計成果60%設(shè)計成果67（1）方案分析與論證：主要考核方案的可行性（2）系統(tǒng)設(shè)計功能實現(xiàn)控制要求：主要考核設(shè)計系統(tǒng)的合理性；完成系統(tǒng)所有控制要求。目標分值=0.67*設(shè)計成果成績設(shè)計說明書33考核對整個設(shè)計過程進行分析、歸納、總結(jié)、整理能力。按課程設(shè)計說明書質(zhì)量進行考核。目標分值=0.33*設(shè)計說明書成績（二）課程考核對課程目標的支撐實踐內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標設(shè)計內(nèi)容一方案的論證1.1對所制定課程設(shè)計任務規(guī)劃及工作目標的執(zhí)行情況；1.2獨立完成設(shè)計任務的能力；1.3提出、分析及解決問題的能力。課堂考核課程目標1、2、3設(shè)計內(nèi)容二系統(tǒng)硬件電路設(shè)計2.1設(shè)計應用系統(tǒng)硬件邏輯圖2.2連接所選各芯片、器件的硬件電路設(shè)計課堂考核課程目標1、2、3、4設(shè)計內(nèi)容三系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1程序流程圖合理性3.2源程序編寫、編譯課堂考核課程目標1、2、3、4設(shè)計內(nèi)容四系統(tǒng)調(diào)試與答辯4.1軟硬件仿真聯(lián)合調(diào)試4.2系統(tǒng)功能實現(xiàn)的完整度4.3口頭表達設(shè)計思想的能力、系統(tǒng)設(shè)計與運行的能力、回答問題的正確性課堂考核、演示答辯課程目標1、2、3、4設(shè)計內(nèi)容五編寫設(shè)計說