单片机原理与应用课程标准.doc

高等职业技术教育单片机原理与应用课程标准 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、前言（一）课程基本信息（二）课程性质（三）课程基本理念（四）设计思路二、课程目标（一）总目标（二）具体目标三、内容标准（一）必讲专题（二）基本技能模块（三）综合技能模块（四）基本技能训练模块（五）工程设计应用模块（六）选讲专题四、实施建议（一）教材编写（二）教学建议（三）教学评价（四）课程资源的开发与利用五、附录（一）术语解释（二）其他说明 机电工程系2008年7月21日高等职业技术教育单片机原理与应用课程标准一、前言（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：0510714学时：845、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）课程性质本课程是电气自动化技术专业及专业群的一门主干课程，而且是核心专业课程。本课程的教学方式采用理论实验实践的一体化的教学方式。目前单片机已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。本课程以MCS-51系列单片机为样板机详细介绍MCS-51系列单片机的基本结构及工作原理，教授学生如何编写汇编语言程序，如何设计一个单片机应用系统、如何使用各种接口、如何进行相应的功能设置、如何使用专用开发软件进行软硬件设计、仿真、调试等相关内容。学生通过对单片机的结构和原理的深入学习，最终能够熟练设计和开发单片机系统，此外对于典型故障有初步的检查和维修能力。通过本课程的教学，使学生能够熟练掌握单片机的结构和使用方法，熟悉和掌握单片机在工业领域中的具体应用案例，具备初步的基于单片机的自动控制系统设计能力。（三）课程基本理念由于单片机具有优异的性能价格比、集成度高、体积小、有很高的可靠性、控制功能强、低功耗、低电压，系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统的显著优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，如： 在智能仪表中的应用、在机电一体化中的应用 、在实时控制中、在分布式多机系统中的应用等。单片机应用技术是一门非常有前途、应用性的技术。且在未来的发展前景非常看好。由于当前新技术发展较快，学生在校学习的专业知识、技能相对滞后于实际的工作岗位技能需求。为保证学生所学知识和技能可以基本满足今后工作中的基本需要，能够走出校门立即从事相关职业，较快较好的适应社会的需求，唯有把培养目标指向学生职业行为能力培养上，使学生有能力适应未来可预见到的实践技能需求上。单片机原理与应用课程是机电类高职工科专业开设的实践性很强的技能型专业课程，也是相关专业必修课。它不仅能为相关专业学生考各种国家级职业资格证书做准备，而且为今后学生的实训、实习、就业打下坚实的基础。 本课程的突出特点是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术的应用。针对这一特征，课程内容安排上实践为主，教学次之；教学前半部分详细MCS-51单片机的结构原理和使用方法、单片机汇编语言程序设计方法，并配合实验教学提高教学效果、加深学生的理解和认识。教学后半部分重点讲解单片机的结构和使用方法，训练学生的接线和单片机控制系统设计能力。在教学过程中以“单片机技术的应用为主线”并进行分解，以若干“任务”为支撑，由浅入深，由表及里，逐步深入的了解单片机的内部结构、技术特点、使用特性等内容，通过一个个具体而实际的应用案例，让学生全面了解和掌握单片机控制系统的设计，让他们最终对单片机技术有全面的理解和认识。（四）设计思路本课程以就业为导向，在对本专业所涵盖的岗位群进行任务与职业能力分析的基础上，以各职业岗位群共有的工作任务来确定本课程的基本结构和内容。其总体设计思路是，打破以知识为主线的传统课程模式，转变为以实际操作能力为主线的任务引领型课程模式。课程结构以培养学生实际操作能力为重点，以模块化方式开展教学活动，课程教学可在教室或单片机实训室轮流进行，使学生能够在较短的时间内达到单片机技术课程的基本要求。通过项目分解、任务引领达到理论与实践一体化的综合训练方式，项目贯穿于整个课程教学中，将项目细分为微型计算机基础、MCS-51单片机软硬件结构和原理、指令系统、定时与中断系统、单片机系统扩展、单片机应用系统接口技术等几个部分，每一部分通过完成2-3个子任务来提高学生理论与实践结合的能力，掌握相应的技能，进而最终完成整个项目的集成与设计，通过项目实施培养学生的单片机系统设计和调试能力。单片机课程将技术学习和实践导向相融合，采用学与练结合的教学方法，课程内容的选取，紧紧围绕满足工作任务的需要，同时又充分考虑学生对理论知识的掌握和应用，让学生带着问题学习，启发式、互动式、交互式教学方式并存，由理论出发，引导实践，再经过实践中的思考，引起学生的好奇心，激发他们的求知欲，最终让学生由被动学习变为主动学习，提高教学效果。二、课程目标（一）总目标单片机原理与应用课程是一门与工业生产紧密联系的实践性很强的专业课。本课程教学的总目标是使学生在了解和掌握单片机和单片机原理和使用的基础上，培养学生具有较完备的单片机和单片机技术知识、较强的设计能力、拓展能力以及较好的自动化技术设计和实践能力，熟悉单片机控制系统的设计；通过单片机控制系统的软硬件设计、调试、运行，使学生达到能够独立解决简单的工程实际问题，形成爱岗敬业、吃苦耐劳、善于动脑的品格，为本专业的相关课程和顶岗实习，上岗就业作好准备。（二）具体目标1知识·掌握单片机的基本概念、基本类型、典型应用；·掌握MCS-51单片机的各种功能指令；·掌握汇编语言程序设计方法；·掌握中断和定时系统的使用方法；·掌握MCS-51单片机的系统扩展方法；·掌握MCS-51单片机的键盘接口技术；·掌握MCS-51单片机LED显示器接口技术；·掌握MCS-51单片机的A/D和D/A接口技术；·掌握MCS-51单片机的串行接口技术；·掌握MCS-51单片机系统的选型方法；·掌握MCS-51单片机系统设计、仿真方法；2能力·能熟练使用MCS-51单片机的指令进行编程；·能熟练单片机系统的设计方法；·能理解和掌握相关术语；·能掌握单片机的基本原理、特点、类型、分类、应用场合；·能正确设计单片机的外围接线；·能正确使用单片机；·能独立完成教学规定的实验；·能对各种实验现象进行正确合理的解释；·会查阅产品说明书和相关技术手册；·能看懂单片机控制系统电路图；·能判断和排除单片机系统的典型故障；3态度在教学中着力培养学生的创新能力和严谨求实的科学态度、引导学生形成正确的科学观、世界观、人生观。要求学生掌握变频技术和单片机基本原理和使用方法，通过“举一反三”使其理解单片机在不同工业生产领域的典型使用情况，并自己会分析和解决实际问题；教学中不断通过例证使其对单片机的认识由简单到复杂，由粗浅到深刻，真正理解和认识变频技术的科学价值和应用价值。在教学过程中，实现上述课程目标的要求是一个有机的过程，在掌握知识的过程中，既有能力的训练，也有方法的了解和运用，更有态度、情感和价值观的体验与培养。掌握知识不是课程学习的唯一和最终目标，而是全面提高专业素养的基础和载体。在教学中要重点培养学生的克服困难的决心和信心，自我控制能力、团结合作能力、分析和学习能力、协调沟通能力、认真严谨的态度、谦虚谨慎的作风、良好的心理承受能力和正确的社会责任感。三、内容标准（一）公共基础模块（10学时）主题1：微型计算机概述（2学时） 微型计算机的组成； 微型计算机的发展与应用；主题2：单片机概述（4学时）单片机的主要特点；单片机的内部结构；单片机的发展与应用；主题3：计算机的数据与编码（4学时）数制及其转换；带符号数的表示方法；常用的二进制编码；（二）基本技能模块（36学时）主题4：指令系统概述（4学时）指令的格式；寻址方式；指令系统中的符号说明；单片机指令的分类；主题5：数据传送指令（4学时）内部RAM数据传送指令；外部RAM数据传送指令； 程序存储器数据传送指令； 数据交换指令； 堆栈操作指令；主题6：算术运算类指令（4学时）加法指令；减法指令；乘除法指令；十进制调整指令；主题7：逻辑运算及移位指令（2学时）逻辑运算指令；移位指令；主题8：控制转移和位操作指令（4学时）无条件转移指令；条件转移指令；子程序调用与返回指令；空操作指令；主题9：汇编语言程序设计（18学时）汇编语言组成与格式；汇编语言程序设计方法；源程序的编辑、汇编和调试；（三）综合技能模块（22学时）主题10：中断和定时系统（6学时）中断概述；MCS-51的中断系统；定时器及定时控制；主题11：MCS-51系列单片机的系统扩展（6学时）MCS-51系列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；程序存储器和数据存储器综合扩展；并行I/O端口的扩展；主题12：单片机应用系统的接口技术（6学时）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转换器及应用；主题13：MCS-51系列单片机串行口及应用（4学时）串行通信基础；串行口的结构和工作原理；串行口的工作方式和应用；（四）基本技能训练模块（8学时）主题14：单片机应用系统设计（6学时）单片机应用系统的抗干扰设计；单片机应用系统的硬件设计思路；单片机应用系统的软件设计思路；主题15：单片机应用系统维护（2学时）单片机应用系统日常维护与检查；单片机应用系统常见故障与处理方法；（五）工程设计应用模块（8学时）主题16：单片机应用系统开发（8学时）单片机应用系统的一般开发步骤；单片机应用系统设计常用开发软件的使用方法；单片机应用系统的调试方法和步骤；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；（六）选讲专题（10学时）本模块可根据各专业课程的需求选择主题。主题17：单片机上位机的开发（6学时）控制系统上位机概述；上位机开发常用方法及软件介绍；主题18：单片机与PC的通信（4学时）串行接口与通信协议；单片机与PC通信举例；四、实施建议（一）教材编写1依据本课程标准编写教材；2教材应充分体现任务引领实践导向的课程设计思想，以模块化为主线设计教材，培养学生学习、运用能力；3教材在内容上应重点突出，还应把单片机发展的新知识、新技术融入教材，拓展学生眼界与课外知识，顺应岗位需求；4教材以学生为本，文字通俗、表达简练，内容展现应图文并茂，图例与案例能引起学生兴趣，重在提高学生学习的主动性和积极性；5教材中注重实践内容的可操作性，强调在操作中理解与应用理论。（二）教学建议1教学过程中，应立足于坚持学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以任务引领型项目提高学生学习兴趣；2本课程教学以“教”、“学”、“练”互动结合，教师示范，学生操作，学生提问，教师解答、指导。教师选用工程典型案例讲解，示范操作，学生进行分组操作训练，让学生在操作过程中，熟悉系统的外部接线、程序的编写、调试、运行。同时学会分解项目、设计最优程序；3 在教学过程中，方式灵活机动，淡化理论与实践环节的界限，充分利用教学仪器、实验设备将要讲授的内容展示或演示出来；理论通过实验获知，实验通过理论的指导得到领悟；课堂上教师讲解生动、具体，学生如身临其境，效果自然很好；4 在教学过程中教师关注本专业领域新技术、新设备、新应用实例，课堂上可作为教学补充内容，扩展学生眼界，使学生贴近生产现场和时代要求。（三）教学评价好的考查、考试制度能够给学生起到很好的引导作用，这就是价值取向决定行为取向的规律。为了加强单片机课程的改革效果，更好体现单片机课程应用性、实践性，“单片机原理及应用”课程在考试方法上可采用以下方式：1 考核手段以实践考试为主（占学期总分的60%），而理论考试只占学期总分的30%，平时成绩占10%。突出对学生动手能力、创新能力等综合素质的考核要求，和教学要求完全一致，也完全体现了高职高专的理论够用、实践为主的办学思想；2 结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训等情况，综合评定学生学习成效；3 注重对学生分析问题、解决问题内容的考核，对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励，综合评价学生学习和实际操作能力；4 对教师的评价，按照学校相关规定进行。（四）课程资源的开发与利用根据课程目标、学生实际以及本课程的抽象性、逻辑性、应用性等特点，本课程的教学应该由文字教材、PPT课件等多种媒体教学资源为一体的配套教材，以文字教材为中心，提供内涵不同，形式多样的学习支持服务，共同完成教学任务，达成教学目标.。1 常用课程资源的开发和利用幻灯片、录像、多媒体课件等资源能以形象生动的学习环境激发学生学习兴趣，可结合院系实际情况，积极开发，努力实现跨学校的多媒体资源共享。2 产学合作开发实验实训课程资源依靠“百县千企”工程，充分利用单片机应用较多的生产企业，参观大型企业的工业自动化设备，加强对单片机技术的感性认识；加强产学合作，建立实习实训基地，满足学生实习实训，在此过程中进行实验实训课程资源的开发。3 建立开放式实验实训中心建立开放式实验实训中心，使之具备职业技能证书考核、实验实训、现场教学的功能，还可成立了兴趣小组，建立了特长生培养机制，解决了一些对本课程特别感兴趣学生的“额外需求”，而且可以带动一批甚至全班的学生，能够形成良好的学习风气和氛围。五、附录（一）术语解释所谓模块化，就是将教学内容融入到具体的项目中去，将理论和实践捆绑在一起。通过具体项目各个任务的讲解，体现课程内容的实际价值。这种方法能够直观、生动的展示所要教学的内容，效果明显。另一方面，这些项目都是经过精心组织，来源于自动化生产实际，因此具有很好实际应用价值。（二）其他说明本课程标准可根据实际需要做适当删减，或加以补充，满足实际需要。执笔人： 审核人： 编制时间2008年7月20日 完成时间：2008年8月18日