单片机原理及应用课程标准

《单片机原理及应用》课程标准

课程名称：《单片机原理及应用》

课程类型：专业基础课

总学时：100

适应专业：电子类专业

制订人：段安红

2010年6月

《单片机原理及应用》课程标准

课程名称：《单片机原理及应用》

课程类型：专业基础课

总学时：

适应专业：电子类专业

一、课程概述

1.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，也是现代工科学生的一个基本条件。

《单片机原理及应用》是应用电子技术的一门专业基础课。它以模拟电子技术、数字电子技术、C语言或汇编语言等课程为基础。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。

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和日常生活中的应用，培训学生实践能力、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。

2.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，将学科的内容按“项目”进行整合。本课程的“项目”包含了单片机就用技术的四个项目，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问题的实际工作能力。

3.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析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，让学生在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技术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

根据对单片机应用仿真与调试岗位典型工作任务分析，通过任务引领的项目活动，使学生具备从事本职业的高素质劳动者和高级技术应用性人才所必需的单片机技术的基本知识与操作技能。同时培养学生爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳的职业精神与创新设计意识。确定本课程培养具体目标是：

1.专业能力

⑴能熟悉和了解不同厂商、不同型号单片机器件并掌握其性能特点；

⑵能读懂单片机应用系统电路原理，包括复位电路、时钟电路、最小单片机应用系统电路，掌握各 I/O的区别及与外围电路连接的方法，区分辩别单片机的地址线、数据线及控制线，熟练掌握单片机拥有的系统资源及资源利用，掌握汇编语言的指令格式、寻址方式，学会汇编语言的程序编写，学会简单的应用系统设计。

⑶会使用 PROTEUS 仿真软件绘制电路原理图；

⑷能识别各种外围元器件并进行元器件焊接、KEIL 仿真调试；

⑸能根据应用系统原理图编写控制程序；

⑹能在单片机系统调试和维修过程中，通过工程计算和理论分析，判断故障点和提供解决问题的途径；

⑺会使用常用仪器仪表如万用表、示波器、频率计对单片机应用系统进行判断分析、调试，直至调试成功；

⑻掌握程序流程图的画法、子程序的编写方法、中断程序的编写方法、子程序和中断调用、伪指令的熟练使用、熟练掌握顺序程序结构、循环程序结构、分支程序结构，掌握仿真器的使用及结合软硬件调试程序。

2.方法能力

⑴能根据项目任务或工作，制订项目完成工作计划；

⑵学会自我学习、收集和检索信息、查阅技术资料；

⑶在单片机应用程序调试过程中会选择各种仪器仪表；

⑷学会单片机应用程序 KEIL 的仿真调试方法、PROTEUS 的仿真测试；

⑸学会学习和工作的方法，勤于思考、做事认真的良好作风；

⑹培养学生一丝不苟、刻苦钻研的职业道德

⑺学会在产品制作过程中进行技术指导、质量管理和成本核算方法。

3.社会能力

⑴建立团结协作的精神，能与人沟通和合作完成工作任务；

⑵养成勇于创新、敬业乐业的工作作风；

⑶形成清晰的逻辑思维意识，正确辨别事物的真假；

⑷了解电子行业技术应用的发展前景，拓宽产品开发的思路；

⑸掌握产品生产工艺要求，培养工作的质量意识、安全意识；

⑹具有较强的社会责任感，为祖国发展强大贡献力量的责任意识；

⑺积累丰富的工作经验；

三、课程内容与考核标准

根据情况以及电子技术的发展现状，采用项目、案例、任务、产品、工序等方式进行教学情境的设计，将学习领域各主要内容融入相应学习情境中。以项目的方式设计的学习情境。每一个项目都是一个完整的工作过程。项目由易至难，由单一到复杂。学生逐渐成为项目的主体，而教师的指导成份越来越少。通过完成渐次复杂的工作任务，不仅能强化学生的专业能力，学生的团队合作、沟通等社会能力也不断增强，分析能力、获取信息能力、解决问题的策略等方法能力得以提升。

学习情境设计

项目一：舞台灯/广告灯 10课时

教学目标：

知道单片机的基本概念，能说出单片机引脚，了解复位电路和振荡电路的构成及工作过程，掌握基本指令和一些模块程序的编写；能正确建立keil软件的文件名，能进行较简单的软件操作，能正确进行实验箱的基础性操作。

活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作并进行实际电路的制作，了解复位电路和振荡电路的构成及工作过程，正确建立keil软件的文件名，进行较简单的软件操作，学会对实验箱的基本操作。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；单片机的认识、单片机的最小系统的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。

子项目：

1．建立单片机的最小系统

知识要点：

CPU结构、AT89S51的封装形式与引脚、复位电路、振荡电路；

技能要点

Keil软件环境的建立、数据线连接、实验箱电源操作、认识实验箱面板。

2．显示一位LED灯

知识要点：

指令格式、存储器、寻址方式、数据传送及指令、延时程序编写（方式1）。

技能要点：

认识LED数码管、应用keil软件进行编程、调试、实验箱进行相关连接下载程序3．八位LED流水灯

知识要点

八位LED电路、寻址方式、数据传送及指令、延时程序编写（方式2）

技能要点

编写并调试程序、实验电路连接、下载程序并观察结果

项目二：表决器 10课时

教学目标：

掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，理解按键电路去抖动软件和硬件的设计，熟练使用逻辑运算指令，位运算指令。掌握表决器的逻辑功能的程序设计思路及电路设计。活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作，掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，正确使用keil软件，进行较简单的软件操作，掌握对基本模块程序的编写。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；表决器的认识与分析、表决器的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。

知识要点：

按键电路、逻辑运算及指令、位运算及指令、S52的输入，输出接口

技能要点：

编写并调试程序、实验电路联接、下载程序并观察结果、按键电路去抖动电路的设计。项目三：计算器 10课时

教学目标：

掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，理解按键电路去抖动软件和硬件的设计，掌握各种数制的转换，熟练使用单字节无符号数加（减）法指令，算术运算指令。掌握计算器的各个基本模块程序设计思路及电路设计。会用七段LED数码管建立窗口显示电路。

活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作，掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，认识LED 数码管；正确使用keil软件，进行较简单的软件操作，掌握对基本算术运算模块程序的编写。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；计算器的认识与分析、计算器控制的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。

知识要点：

4*4按键电路工作原理、七段LED数码管、七段LED数码管控制电路、单字节无符号数加（减）法、各种数制的转换、算术运算；

技能要点：

编写并调试程序、实验电路联接、下载程序并观察结果、人机接口电路的设计、各种七段LED数码管的认识。

项目四：加1减1双按键计数显示器 15课时

教学目标：

掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，理解按键电路去抖动软件和硬件的设计，熟练掌握各种数制的转换，能够应用I/O扩展芯片8155的系统建立和基本程序编写。熟练使用各种七段LED数码管建立窗口显示电路。

活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作，掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，认识七段LED数码管；正确使用keil软件，进行较简单的软件操作，掌握对I/O扩展芯片8155模块程序的编写；对加1减1双按键计数显示器控制的安装和调试。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；加1减1双按键计数显示器的认识与分析、加1减1双按键计数显示器控制的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。知识要点：

按键的去抖动软件，硬件、认识I/O扩展芯片8155、组建I/O扩展芯片8155系统及基

本程序应用；

技能要点：

编写并调试程序、实验电路联接、下载程序并观察结果、I/O扩展芯片8155或8255的接口电路；

项目五：二十四小时电子时钟 20课时

教学目标：

掌握输入输出电路及程序的设计方法，理解按键电路去抖动软/硬件的设计，熟练掌握各种数制的转换，掌握定时器,计数器基本程序编写和应用。熟练使用各种七段LED数码管建立窗口显示电路。

活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作，掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，认识七段LED数码管；正确使用keil软件，进行较简单的软件操作，掌握对定时器、计数器等模块程序的编写；对二十四小时电子时钟的安装和调试。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；二十四小时电子时钟的认识与分析、二十四小时电子时钟的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。

知识要点：

认识复合型LED数码管、4*4键盘的基本程序应用、定时器,计数器的参数设置、定时器,计数器基本程序应用。

技能要点：

编写并调试程序、实验电路联接、下载程序并观察结果

项目六：多路火灾报警器 10课时

教学目标：

了解传感器电路的设计方法，熟练掌握各种数制的转换，掌握定时器,计数器，简单中断系统基本程序编写和应用。熟练使用各种七段LED数码管建立窗口显示电路。

活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作，掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，认识七段LED数码管；正确使用keil软件，进行较简单的软件操作，掌握对定时器、计数器、中断系统基本模块程序的编写；对多路火灾报警器的安装和调试。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；多路火灾报警器的认识与分析、多路火灾报警器的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。

知识要点：

传感器的认识与基本检测电路、报警电路的设、中断的参数设置、简单中断系统的程序设计。

技能要点：

编写并调试程序、实验电路联接、下载程序并观察结果、认识各种传感器与了解各种基本检测电路。

项目七：四位数显温度测量仪 10课时

教学目标：

了解芯片0809，0832。会组建A/D，D/A系统及基本程序应用掌握中断系统基本程序编写和应用。熟练使用各种七段LED数码管建立窗口显示电路。

活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作，掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，认识七段LED数码管；正确使用keil软件，进行较简单的软件操作，掌握对A/D，D/A基本模块程序的编写；对四位数显温度测量仪的安装和调试。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；温度传感器的认识、四位数显温度测量仪的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。

知识要点：

认识芯片0809，0832、组建A/D，D/A系统及基本程序应用、温度传感器AD590的基本应用。

技能要点：

编写并调试程序、实验电路联接、下载程序并观察结果、认识各种A/D，D/A芯片与电路

项目八：智能交通灯控制 15课时

教学目标：

掌握输入输出电路及程序的设计方法，理解按键电路去抖动软/硬件的设计，应用I/O 扩展芯片8155的系统建立和基本程序编写。掌握十字路口的交通信号灯控制原理。

活动安排：

通过对单片机实验箱的基本操作，掌握简单输入输出电路及程序的设计方法，认识七段LED数码管；正确使用keil软件，进行较简单的软件操作，掌握对I/O扩展芯片8155基本模块程序的编写；对智能交通灯控制的安装和调试。

考核要求：

本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；智能交通灯控制的认识与分析、智能交通灯控制的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。

知识要点：

十字路口的交通信号灯控制原理、中断系统的参数设置、带过街按钮的交通灯控制程序、带紧急按钮的交通灯控制程序。

技能要点：

编者写并调试程序、实验电路联接、下载程序并观察结果

四、实施建议

1．教学资源要求

项目制作任务书和引导文；网络资源；参考书籍；仿真软件及使用说明书；项目原程序；评评价表使用工具计算机及相关外围设备

2．教师要求

熟悉单片机开发及程序编写能力；能熟练使用Keil、PROTEUS软件进行画图和仿真；能排除计算机仿真各种故障，准确判断电路故障所在位置。

3．教学场地与设施要求

计算机及相关外围设备；

4．教学方法与手段建议

采用项目式教学；