【单片机原理与应用】课程教学总体设计
高等职业技术教育
《单片机原理与应用》课程教学总体设计
课程名称：《单片机原理与应用》课程编码：051071 适用专业：电气自动化技术
学时数：84其中：理论教学学时：54课内实训学时：30制定人：审核人:
一、课程基本信息
二、教学设计
（一）学习基础分析
（二）学习目标
（三）教学内容（含作业设计）
（四）教学方法
三、考核与评价
（一）考核方式及成绩评定标准
（二）学习效果评价
四、其他
（一）参考教材、讲义、设备、网络等教学
资源
（二）其它需要说明事项
机电工程系
2008年8月18日
一、课程基本信息
1．课程名称：单片机原理与应用
2．课程类别：专业核心课
3．课程编码：051071
4．学时：84学时（理论教学54学时，课内实训30学时）
5．适应专业：电气自动化技术专业、电力系统设备及自动化方向专业
二、教学设计
（一）学习基础分析
高等数学、物理基础知识；
已经掌握电工技术、电子技术、低压电气设备、电机拖动技术、传感器技术、自动控制原理等相关内容与技能。
（二）学习目标
1．正确理解、学会使用MCS-51单片机。
2．理解并掌握MCS-51单片机的硬件结构和原理。
3．熟练使用MCS-51单片机的指令。
4．掌握MCS-51单片机的中断和定时系统。
5. 熟悉MCS-51单片机的系统扩展原理及方法。
6. 能熟练的应用MCS-51单片机指令编写简单的单片机程序。
7. 能跟据控制要求设计单片机控制系统，进行系统软硬件调试。
8．熟悉MCS-51单片机的开发环境。
（三）教学内容（含作业设计）
模块一：公共基础模块
教学内容实训与作业设计
●微型计算机基础；
●单片机概述；
●计算机的数制与编码；●微型计算机的组成；
●单片机的主要特点；
●数制及其转换；
●作业1：通过搜集各种资料简述你所了解的微型计算机的应用领域；
●作业2：与同学们讨论：同一般的微型计算机相比，单片机具有哪些主要特点？应用在哪里？
模块二：基本技能模块
教学内容实训与作业设计
●MCS-51系列单片机的引脚及其功能；
●单片机内部结构和工作原理；
●单片机中央处理单元；
●单片机存储器配置；
●单片机输入/输出端口；
●单片机时钟电路与时序；
●单片机的工作方式；
●MCS-51系列单片机指令系统概述；
●数据传送指令；
●算术运算类指令；
●逻辑运算及移位指令；
●控制转移指令；
●位操作指令；
●汇编语言程序设计；●单片机的引脚及功能用法；
●程序存储器（ROM）的功能及用法；
●数据存储器（RAM）的功能及用法；
●P0、P1、P2、P3各个端口的功能及用法；
●时钟电路及时钟信号的产生；
●基本时序特点；
●复位及复位电路；
●程序执行方式和掉电保护方式；
●MCS-51单片机的指令格式；
●单片机的几种基本寻址方式；
●单片机指令的种类；
●顺序程序设计；
●循环程序设计；
●子程序设计；
●作业1：编制乘法口诀表的查表程序。
●作业2：编制延时1S的程序。
模块三：综合技能模块
教学内容实训与作业设计
●MCS-51系列单片机的中断系统概述；
●中断控制方式；
●定时器及定时控制；
●单片机的系统扩展结构；
●程序存储器的扩展；
●数据存储器的扩展；
●程序存储器及数据存储器的扩展；
●并行I/O口的扩展；
●键盘输入接口；
●LED显示器及接口技术；
●A/D转换器接口及应用；
●D/A转换器接口及应用；
●同步通信与异步通信；
●串行口的结构和工作原理；
●串行口的工作方式和应用；●MCS-51系列单片机中断源的中断标志；
●定时器的4种工作方式；
●MCS-51系列单片机的总线结构；
●典型扩展电路介绍；
●程序存储器扩展方法；
●数据存储器扩展方法；
●按键输入的抖动现象；
●LED显示器与单片机的接口技术；
●逐次逼近法A/D转换器的工作原理；
●D/A转换器的基本概念；
●作业1：扩展一片16KB程序存储器2764；
●作业2：扩展一片8KB数据存储器6264；
●作业3：利用单片机和LED接口进行动态显示；
●作业4：利用单片机和键盘接口输入数据；
●作业5：进行A/D转换采集模拟量；
●作业6：进行D/A转换输出控制量；
模块四：基本技能训练模块
教学内容实训与作业设计
●单片机应用系统的抗干扰；
●单片机应用系统的软硬件调试；
●单片机应用系统的日常维护与检查；
●单片机应用系统的常见故障及处理；●熟悉单片机开发软件Keil的用法；
●熟悉单片机仿真软件Proteus的用法；
●作业1：在Proteus软件中设计简单流水灯电路，并仿真；
●作业2：调试几个复杂程序，记录调试过程；
●作业3：讨论单片机控制系统常见故障的原因；
模块五：工程设计应用模块
教学内容实训与作业设计
●单片机应用系统开发的一般方法；
●单片机应用系统的开发环境安装方法；
●单片机应用系统的硬件设计；
●单片机应用系统的软件设计；
●单片机应用系统的低功耗设计；
●单片机应用系统的加密技术；●了解单片机在工业控制领域中的应用案例
●作业1：讨论如何进行系统需求分析
●作业2：讨论如何根据需求进行硬件选型完成硬件设计；
●作业3：讨论如何根据硬件下系统进行软件控制程序的设计；
（四）教学方法
1．专题研讨、课堂互动交流；
2．学生以任务为驱动进行自学，教师进行讲解点评；
3．在设备和生产现场进行现场教学、实际动手操作；
4．通过讲解各种实物、挂图、以及工程图纸加深理论认识；
5．采用形象生动的多媒体教学，帮助学生学习；
6．教师指导学生在实训室进行单片机系统的接线、安装、调试；
7. 安排适当的参观实习，理论联系实际；
（五）教学进程
序号内容
学时（84）
讲授实训
1 公共基础模块8 2
2 基本技能模块18 18
3 综合技能模块16 6
4 基本技能训练模块 6 2
5 工程设计应用模块
6 2
合计（84）54 30 注：课时分配在具体实施时可做适当调整。
三、考核与评价
（一）考核方式及成绩评定标准
序号考核项目分值赋分办法
1
平
时
成
绩平时考勤10 缺课一次扣2分，上不封顶，可出现负分
2 课堂活动表现15 分6等：15、12、9、6、3、0
3 课外作业15 分6等：15、12、9、6、3、0
4 课外小论文1
5 分6等：15、12、9、6、3、0
5 实训室和现场表现15 分6等：15、12、9、6、3、0
6 考试成绩（闭卷）30 卷面分
合计100 总成绩＝平时成绩×0.7+考试成绩×0.3 （二）学习效果评价
评价具体内容包括：
1. 平时考勤：强制要求学生遵守纪律、按时出勤、保证足够的学习时间，这是学习效果的基本要件。另外贯穿于课程始终的考勤也是对学生积极向上的人生态度培养，使学生潜移默化地形成遵守纪律、遵守规则的好习惯，否则将会为此付出代价，提高学生的社会生存力和竞争力。
2. 课堂活动表现：包括课堂互动是否积极参与、发言、向老师提问，能否正确回答老师问题等。考核并培养学生积极参与、勤于思考、团结协作精神、解决问题能力。
3. 课外作业：课外作业是检查和巩固学生学习效果的重要手段，老师在评价每次作业时不仅要进行对错考核，更要考核、检查、培养学生完成作业的认真态度。使学生能按照工程技术文件的标准完成一个图文并茂的技术文件（作业）。这个潜移默化作用使学生形成的良好习惯将会使学生受益终生。
4. 实训室表现：在实训室面对实物时的表现最能培养和检验学生的运行、维护检修、安装调试等技能。表现包括两个方面：老师的讲解示范过程和学生自己实训操作过程。要求学生认真听讲、勤做纪录、积极参与、勇于动手、团结协作、吃苦耐劳。
5. 考试成绩：考试成绩是对学生学习效果的总结性考核。由于试卷书面考核具有一定的局限性，需要对于该门课程的考试方式进行进一步的改革和创新，随着实训条件的改善相关政策的创新最终达到以操作取代考试。
四、其他
（一）参考教材、讲义、设备、网络等教学资源
1．参考书目
[1]任益芳.单片机应用[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2]江力.单片机原理与应用技术[M].北京：清华大学出版社，2006.
[3]陈桂友.单片机应用技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[4]刘守义.单片机应用技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.
[5]吴金戍.8051单片机实践与应用.[M].北京：清华大学出版社，2002.
[6]李群芳.单片机原理、接口及应用.[M].北京：清华大学出版社，2005.
[7]李广第.单片机基础.[M].北京:北京航空航天大学出版社，2001.
[8]胡汉才.单片机原理及系统设计[M]. 北京：清华大学出版社，2002.
[9] 曹巧媛.单片机原理及应用[M]. 北京：电子工业出版社，1997.
[10] Proteus软件使用手册
2．教学设备
●多媒体教学设备
●教学挂图
●MCS-51单片机
●万用表
3．网络
利用网站，输入关键词“MCS-51单片机”即可搜索并进入到单片机的生产、经销公司网站，了解不同单片机产品和技术发展；用关键词“单片机控制系统”搜索可进入专业组建单片机控制系统的公司网站，可以了解最前沿的单片机应用技术。
（二）其它需要说明事项
1．通过这几年的教学研究和教学实践，不论在教学理念上、教学手段上还是教学所需的设备上，基本已具备了开展“项目教学”方式的条件。为保证取得预期的效果，还需解决以下问题：
（1）更新及完成本课程的其他相关教学设备。
（2）尽量安排小班教学，每课程学生不超过30人。
（3）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的训练，切实采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机。
（4）在教学过程中，教师示范和学生分组操作训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在教、学、做的过程中，认识单片机与控制理论的结合，同时应该掌握相应的操作技能。
（5）在教学过程中，要应用教学录像、多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生形象的了解单片机控制系统对于整个自动化控制系统的控制作用。
（6）在教学过程中，要重视本专业自动控制技术的发展趋势，贴近工作现场。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。
2．编制依据
（1）单片机控制系统设计、开发的步骤及对单片机系统安装检修、维护工作岗位对知识、技能、态度的需求调研；
（2）《单片机原理与应用》课程标准。
3．编制人员
执笔人：审核人：
4．编制时间2008年7月20日完成时间：2008年8月18日