单片机应用技术课程标准.pdf

. . 单片机应用技术课程标准 一、概述 (一)课程性质 单片机技术是现代电子工程领域一门飞速发展的技术，其在教学及产业界的技术推 广仍然是当今科学技术发展的热点。学习单片机并掌握其设计应用技术已经成为电子类 学生必须掌握的一门技术，也是现代工科学生就业的一个基本条件。 单片机应用技术是应用电子技术、电气自动化等专业一门专业基础课，是我系 重点建设课程之一。它以模拟电子技术、数字电子技术、C语言等课程为基础。后续课 程是各专业课如：计算机控制、智能化仪器仪表、程控交换机等通信设备、数控机床、 课程设计、毕业设计，一般都要应用到单片机系统的应用。它可以充分体现学生利用自 己所掌握的知识解决实际工程问题的能力。单片机知识在电子类专业整个课程体系中处 于承上启下的核心地位。 通过本课程的学习，使学生掌握单片机技术及其在工业控制、经济建设和日常生活 中的应用，培养学生实践能力、创新能力和新产品设计开发能力，为将来从事电子电器 新产品设计开发，电子产品的检测和维护等工作奠定坚实的基础，为学生将来在电子类 专业领域进一步发展打下良好基础。 ( 二) 课程基本理念 本课程的设计突破了学科体系模式，打破了原来各学科体系的框架，将各学科的内 容按“项目”进行整合。本课程的“项目”以职业实践活动为主线，因而，它是跨学科 的，且理论与实践一体化。强调学生个人适应劳动力市场变化的需要。因而，本课程的 设计兼顾了企业和个人两者的需求，着眼于人的全面发展，以培养全面素质为基础，以 提高综合职业能力为核心。 本课程包含了单片机应用技术的七个项目，每个项目均由若干个具体的典型工作任 务组成，每个任务均将相关知识和实践（含实验）过程有机结合，力求体现 “做中学” 、 “学中做”的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养 学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。 (三)课程设计思路 本课程标准注重培养分析问题、解决问题的能力，强化学生动手实践能力，遵循学 生认知规律，紧密结合应用电子专业的发展需要，为将来从事应用电子产品的设计、检 测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单 位组织教学， 并以典型设备为载体， 通过具体案例， 按单片机项目实施的顺序逐步展开， . . 让学员在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专 业知识、技能的理解和应用， 培养学生的综合职业能力， 满足学生职业生涯发展的需要。 二、课程目标 1、总目标 本课程先修要求： 学生已学习 模拟电子技术 、 数字电子技术、C语言设计 或相关专业基础理论课程，有一定的电路识图、分析能力后进行本专业能力实训。通过 实训学生应达到： （一）应使学生熟悉单片机的原理与结构，通过试验实训的训练和一些简易单片机 项目制作，掌握单片机指令系统，掌握单片机原理、接口技术，掌握单片机应用系统开 发、设计的基本技能。 （二）了解单片机技术在应用电子以及自动控制工程中的应用，具备一定的分析问 题、解决问题的能力和动手实践能力。 （三）掌握高级技术人员的基本实践技能，能从整个系统的角度去考虑解决问题， 提高职业基本素质，为以后进一步发展打下基础。 2、具体目标 本课程建议课时为90 学时。课时数以课程内容的重要性和容量来确定。 教学项目理论学时 实训（含实验）学 时 1 广告灯发光6 6 2 定时器应用4 4 3 键盘检测4 4 4 A/D 与 D/A 转换6 6 5 单片机串行通信6 6 6 液晶屏显示4 4 7 课程设计30 合计30 60 三、课程内容与要求 项目一广告灯发光 . . 教学目标：掌握单片机基本知识，能熟练使用软件编程，掌握LED与数码管等电路 知识。 活动安排：在单片机实训室完成，每6 节课一个任务，以教师讲解演示、学生实践 为主。 考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式 进行。 （一）任务一点亮一个 LED灯 知识要点： 1. 了解 AT89C51系列单片机基本知识。 2. 了解基本电子知识， Keil 软件简单使用。 3. 了解使用单片机学习板学习方法。 技能要点： 1. 学会认识单片机学习板的各个部分及其功能。 2. 学会使用软件和单片机学习板点亮一个发光管。 （二）任务二闪烁灯 知识要点： 1. 掌握 LED基本知识，单片机基本结构，会画电路图。 2. 掌握简单延时程序、 子程序调用、 带参数子程序设计、 会使用基本循环语 句， 3. 掌握使用 KEIL 软件实现基本调试步骤。 技能要点： 1. 编写程序实现 LED闪烁功能，能独立进行软件调试。 2. 能使用 protel99画出电路图。 （三）任务三广告灯的左移右移 知识要点： 1. 了解如何驱动蜂鸣器及如何驱动继电器，掌握集电极开路的概念及应用。 2. 掌握单片机最小应用系统。 2. 掌握移位程序、带参数子程序设计。 技能要点： 1. 能熟练编写简单程序，驱动广告灯左移右移同时蜂鸣器鸣响。 2. 学会编写两种以上程序点亮一个发光管。 （四）任务四数码管显示 知识要点： . . 1. 了解共阳、共阴数码管显示基本知识，了解上拉电阻概念。 2. 掌握单片机的晶振、复位电路，掌握74HC573锁存器芯片基本知识。 技能要点： 1. 使用 protel99画出数码管显示电路图。 2. 能熟练写出数码管显示程序。 （五）任务五数码管响应中断 知识要点： 1. 掌握中断的概念及中断函数写法、中断服务程序应用。 2. 了解定时器工作方式、定时器中断应用。 技能要点： 1. 掌握中断服务程序的应用，实现中断的简单应用。 项目二 定时器应用 教学目标：掌握定时器 / 计数器基本知识，能熟练使用软件编写程序。 活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力。 考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式 进行。 （一）任务六 60 秒定时器 知识要点： 1. 掌握定时器 / 计数器的工作方式和控制寄存器。 2. 掌握定时器方式1、方式 2 的设置。 技能要点： 1. 使用 protel99画出 60 秒定时器电路图 2. 熟练编写出程序，实现60 秒定时功能。 （二）任务七利用定时器产生乐曲 知识要点： 1. 掌握定时器 / 计数器产生不同频率方法，对声音的频率有所了解。 2. 掌握定时器 / 计数器的程序编写方法，熟练掌握子程序的编写与调用。 技能要点： 1. 学会使用定时器 / 计数器编写程序，利用蜂鸣器产生音乐。 项目三 键盘检测 教学目标：掌握键盘检测基本知识，能熟练掌握子程序的调用。 活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力。 . . 考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式 进行。 （一）任务八单个按键识别 知识要点： 1. 掌握按键基本知识，了解采用扫描的方式进行按键检测的过程与方式。 2. 熟练掌握中断技术，熟练掌握子程序调用。 技能要点： 1. 使用 protel99画出单个按键识别电路图。 2. 学会编写程序实现单个按键识别。 （二）任务九 4 ×4 矩阵式键盘识别 知识要点： 1. 掌握键盘检测的电路结构和原理、键盘作用、如何实现键盘检测、 消抖、 键盘编码等内容。 2. 掌握带返回值函数写法及应用熟练掌握中断技术，熟练掌握子程序调用。 技能要点： 1. 使用 protel99画出 4×4 矩阵式键盘识别识别电路图。 2. 学会编写程序实现4×4 矩阵式键盘识别。 项目四 A/D 与 D/A转换 教学目标：掌握 A/D 与 D/A 转换基本知识，了解A/D 与 D/A 转换芯片功能。 活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力。 考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式 进行。 （一）任务十模数转换 DAC0832 应用 知识要点： 1. 掌握模数转换原理，掌握DAC0832 芯片基本知识。 2. 掌握模数转换程序编写的基本方法。 技能要点： 1. 使用 protel99画出模数转换 DAC0832 应用电路图。 2. 通过编程实现拧动电位器，数码管的前三位显示0-255 之间的数值，实 现把模拟电压转换成数字信号。 （二）任务十一数摸转换 ADC0804 的应用 知识要点： 1. 掌握数摸转换原理，掌握ADC0804 芯片基本知识。 . . 2. 掌握数摸转换编写程序的基本方法。 技能要点： 1. 使用 protel99画出数摸转换 ADC0804 的应用电路图。 2. 通过编程实现 D13发光二极管由暗变亮再熄灭过程，掌握把数字信号转 换成模拟电压。 项目五 单片机串行通信 教学目标：掌握单片机串行通信基本知识，掌握RS232协议与 AT24C02 芯片功能。 活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力，帮助学生提 高单片机硬件认识。 考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式 进行。 （一）任务十二 PC机与单片机通信 (RS232协议) 知识要点： 1. 了解 RS232协议基本知识，了解多机通信的应用和串行通信中的控制寄存 器的使用。 2. 掌握串行通信的重要指标：字符帧和波特率的设定方法。 技能要点： 1. 掌握串行通信的重要指标：字符帧和波特率的设定方法 2. 学会编写单片机串行通信的程序 （二）任务十三 I 2C总线 AT24C02 的读写操作 知识要点： 1. 了解 I 2C的基本内容，掌握 AT24C系列基本知识， 2. 利用 24C08 断电以后存储的数据不消失的特点，学会做一个断电保护装 置。 技能要点： 1. 使用 protel99画出 I 2C总线 AT24C02 的读写操作电路图。 2. 利用 24C08芯片实现数据的读写操作。 项目六液晶屏显示 学目标：了解液晶屏显示基本知识，掌握1602 与 12864 液晶屏显示原理。 活动安排：在单片机实训室完成，注重引导学生分析解决问题的能力，帮助学生提 高单片机硬件认识。 考核评价：具体的评价手段可以采用观查、现场操作、实训报告、随堂考试等方式 进行。 . . （一）任务十四 1602 液晶显示 知识要点： 1. 了解 1602液晶屏的硬件知识，掌握液晶屏显示的基本知识， 2. 掌握 1602液晶屏显示程序的编写。 技能要点： 1. 学会编写程序，实现1602 液晶屏显示字符。 （二）任务十五12864带字库程序测试 知识要点： 1. 了解 12864液晶屏的硬件知识，掌握字库显示原理。 2. 掌握 12864液晶屏显示程序的编写。 技能要点： 1. 学会编写程序，实现12864液晶屏显示字符。 项目七单片机课程设计 教学目标：提高学生在单片机方面的实践技能和科学作风，培养学生进一步掌握工 程设计的方法和组织实践的基本技能，解决实际问题，使之真正达到知识与技能的统一。 活动安排：用一周左右的时间，让学生选择一个课题进行程序的设计与调试，画出 电路图原理图、 PCB图，然后分析总结等环节，最后写出课程设计报告。 考核评价：可以采用现场操作、课程设计报告等方式进行。 （一）任务十六设计一个时钟 知识要点： 1. 掌握定时、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信等基本知识。 2. 掌握电路系统设计的流程和方法。 技能要点： 1. 综合运用 51单片机知识设计一个可以随意调节时间、 带整点闹铃的时钟。 （其 中用到定时器、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信） 2. 通过使用 Protell99掌握电路硬件设计能力和用汇编或C语言软件设计能力。 3. 提交单片机系统开发及设计文档，培养学生分析和总结的能力，为以后学生 毕业设计做好准备。 （二）任务十七电子琴的设计 知识要点： 1. 掌握定时、中断、按键、蜂鸣器、数码管或串口通信等基本知识。 2. 掌握电路系统设计的流程和方法。 . . 技能要点： 1. 综合运用 51 单片机知识设计一个可以电子琴。 （其中用到定时器、中断、按 键、蜂鸣器、数码管等） 2. 通过使用 Protell99掌握电路硬件设计能力和用汇编或C语言软件设计能力。 3. 提交单片机系统开发及设计文档，培养学生分析和总结的能力，为以后学生 毕业设计做好准备。 四、课程教学建议 （一）教材编写建议 教学中，应认真研究教学内容，认真选材，切实做到教学内容必需、够用、实用。 鉴于单片机技术的发展，考虑到程序的可移植性和今后的发展方向以嵌入式方向为主， 故建议编程语言以C语言为主，如果学时不够的话，建议省略汇编语言编程方式。自编 教材建议按照本课程标准编写教材，以强化技能训练，培养学生实际解决问题能力为主。 1. 教材应充分体现任务引领、 实践导向的课程设计思想， 力求“做中学、 学中做”。 2. 教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要 和实践操作规程，结合工厂企业实践组织教材内容。要通过对项目的技能操作，引入必 须的理论知识，通过实践实操，体现理论在实践过程中的应用。 3. 教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，以加深学生对单片机的认识。教材表达 必须条理清晰，内容精炼、准确、科学，便于学生自学。 4. 教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新技能、新设备 及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。 5. 教材中的活动设计要针对高职学生的特点，内容要具体，并具有可操作性。 6. 我们已经自编了开放型校本教材，名称单片机应用技术，按照本课程的项目 教学法编写，可以提供全部的电子课件、软件、程序和可供参考的单片机技术方面的电 子图书。本开放型教材可提供电子版，学校可根据自己的课时和学生情况进行适当组合 调整。 （二）教学建议 1. 在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作 任务引领，提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。 2. 本课程教学采用理论实践一体化的教学方法，在完成相关实验或训练项目的过程 中学习有关的技术知识，重点在于实践的强化学习。 . . 3. 在教学过程中，立足于加强学生实际操作能力的培养，通过项目训练提高学生学 习兴趣，激发学生的成就感，每个项目的实施可采用小组合作学习的方法，强化学生的 团队协作精神。 4. 在教学过程中，要尽量应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解相 关操作的工作过程。 5. 在教学过程中要多多联系以前所学知识，如C语言编程、 protell99制图等。要 认真培养学生的整体设计思想，让学生能独立设计电路系统。 6. 在教学过程中，要重视本专业领域的发展趋势，贴近生产现场，积极引导学生设 计实用新型的电路系统。为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践 的创新精神和职业能力。 7. 建议使用与本课标配套的我校编写的教材和实验板。实验板提供成品和可供学生 组装的散件。 （三）评价建议 1. 改革传统的学生评价方法，采用阶段（过程性）评价，目标评价，项目评价，随 堂考试方式进行。理论与实践一体化评价模式。 2. 实施评价主体的多元化，采用教师评价、学生自我评价、社会评价相结合的评价 方法。 3. 具体的评价手段可以采用观查、现场操作、系统设计报告、闭卷或开卷测试等。 4. 评价重点为学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力（及创新能力），对 在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。 五、其它说明 本课是一门理论与实践相结合的课程，实践等内容所占比例较大，教学设备的配置 按照标准教学班每班45 人，应配备电脑 46 台，于本课程标准配套的南京工程分院A-1 实验板 50 块，散件建议两人一套，应配置25 套。