單片機應用技術課程標準

------------------------------------------------------------------------單片機應用技術課程標準《單片機應用技術》課程標準一、概述(一)課程性質(zhì)單片機技術是現(xiàn)代電子工程領域一門飛速發(fā)展的技術，其在教學及產(chǎn)業(yè)界的技術推廣仍然是當今科學技術發(fā)展的熱點。學習單片機并掌握其設計應用技術已經(jīng)成為電子類學生必須掌握的一門技術，也是現(xiàn)代工科學生就業(yè)的一個基本條件?！秵纹瑱C應用技術》是應用電子技術、電氣自動化等專業(yè)一門專業(yè)基礎課，是我系重點建設課程之一。它以模擬電子技術、數(shù)字電子技術、C語言等課程為基礎。后續(xù)課程是各專業(yè)課如：計算機控制、智能化儀器儀表、程控交換機等通信設備、數(shù)控機床、課程設計、畢業(yè)設計，一般都要應用到單片機系統(tǒng)的應用。它可以充分體現(xiàn)學生利用自己所掌握的知識解決實際工程問題的能力。單片機知識在電子類專業(yè)整個課程體系中處于承上啟下的核心地位。通過本課程的學習，使學生掌握單片機技術及其在工業(yè)控制、經(jīng)濟建設和日常生活中的應用，培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設計開發(fā)能力，為將來從事電子電器新產(chǎn)品設計開發(fā)，電子產(chǎn)品的檢測和維護等工作奠定堅實的基礎，為學生將來在電子類專業(yè)領域進一步發(fā)展打下良好基礎。(二)課程基本理念本課程的設計突破了學科體系模式，打破了原來各學科體系的框架，將各學科的內(nèi)容按“項目”進行整合。本課程的“項目”以職業(yè)實踐活動為主線，因而，它是跨學科的，且理論與實踐一體化。強調(diào)學生個人適應勞動力市場變化的需要。因而，本課程的設計兼顧了企業(yè)和個人兩者的需求，著眼于人的全面發(fā)展，以培養(yǎng)全面素質(zhì)為基礎，以提高綜合職業(yè)能力為核心。本課程包含了單片機應用技術的七個項目，每個項目均由若干個具體的典型工作任務組成，每個任務均將相關知識和實踐（含實驗）過程有機結(jié)合，力求體現(xiàn)“做中學”、“學中做”的教學理念；本課程內(nèi)容的選擇上降低理論重心，突出實際應用，注重培養(yǎng)學生的應用能力和解決問題的實際工作能力。(三)課程設計思路本課程標準注重培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，強化學生動手實踐能力，遵循學生認知規(guī)律，緊密結(jié)合應用電子專業(yè)的發(fā)展需要，為將來從事應用電子產(chǎn)品的設計、檢測奠定堅實的基礎。將本課程的教學活動分解設計成若干項目或工作情景，以項目為單位組織教學，并以典型設備為載體，通過具體案例，按單片機項目實施的順序逐步展開，讓學員在掌握技能的同時，引出相關專業(yè)理論知識，使學生在技能訓練過程中加深對專業(yè)知識、技能的理解和應用，培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力，滿足學生職業(yè)生涯發(fā)展的需要。二、課程目標1、總目標本課程先修要求：學生已學習《模擬電子技術》、《數(shù)字電子技術》、《C語言設計》或相關專業(yè)基礎理論課程，有一定的電路識圖、分析能力后進行本專業(yè)能力實訓。通過實訓學生應達到：（一）應使學生熟悉單片機的原理與結(jié)構(gòu)，通過試驗實訓的訓練和一些簡易單片機項目制作，掌握單片機指令系統(tǒng)，掌握單片機原理、接口技術，掌握單片機應用系統(tǒng)開發(fā)、設計的基本技能。（二）了解單片機技術在應用電子以及自動控制工程中的應用，具備一定的分析問題、解決問題的能力和動手實踐能力。（三）掌握高級技術人員的基本實踐技能，能從整個系統(tǒng)的角度去考慮解決問題，提高職業(yè)基本素質(zhì)，為以后進一步發(fā)展打下基礎。2、具體目標本課程建議課時為90學時。課時數(shù)以課程內(nèi)容的重要性和容量來確定。教學項目理論學時實訓（含實驗）學時1廣告燈發(fā)光662定時器應用443鍵盤檢測444A/D與D/A轉(zhuǎn)換665單片機串行通信666液晶屏顯示447課程設計30合計3060三、課程內(nèi)容與要求項目一廣告燈發(fā)光教學目標：掌握單片機基本知識，能熟練使用軟件編程，掌握LED與數(shù)碼管等電路知識?；顒影才牛涸趩纹瑱C實訓室完成，每6節(jié)課一個任務，以教師講解演示、學生實踐為主?？己嗽u價：具體的評價手段可以采用觀查、現(xiàn)場操作、實訓報告、隨堂考試等方式進行。（一）任務一點亮一個LED燈知識要點：1.了解AT89C51系列單片機基本知識。2.了解基本電子知識，Keil軟件簡單使用。3.了解使用單片機學習板學習方法。技能要點：1.學會認識單片機學習板的各個部分及其功能。2.學會使用軟件和單片機學習板點亮一個發(fā)光管。（二）任務二閃爍燈知識要點：1.掌握LED基本知識，單片機基本結(jié)構(gòu)，會畫電路圖。2.掌握簡單延時程序、子程序調(diào)用、帶參數(shù)子程序設計、會使用基本循環(huán)語句，3.掌握使用KEIL軟件實現(xiàn)基本調(diào)試步驟。技能要點：1.編寫程序?qū)崿F(xiàn)LED閃爍功能，能獨立進行軟件調(diào)試。2.能使用protel99畫出電路圖。（三）任務三廣告燈的左移右移知識要點：1.了解如何驅(qū)動蜂鳴器及如何驅(qū)動繼電器，掌握集電極開路的概念及應用。2.掌握單片機最小應用系統(tǒng)。2.掌握移位程序、帶參數(shù)子程序設計。技能要點：1.能熟練編寫簡單程序，驅(qū)動廣告燈左移右移同時蜂鳴器鳴響。2.學會編寫兩種以上程序點亮一個發(fā)光管。（四）任務四數(shù)碼管顯示知識要點：1.了解共陽、共陰數(shù)碼管顯示基本知識，了解上拉電阻概念。2.掌握單片機的晶振、復位電路，掌握74HC573鎖存器芯片基本知識。技能要點：1.使用protel99畫出數(shù)碼管顯示電路圖。2.能熟練寫出數(shù)碼管顯示程序。（五）任務五數(shù)碼管響應中斷知識要點：1.掌握中斷的概念及中斷函數(shù)寫法、中斷服務程序應用。2.了解定時器工作方式、定時器中斷應用。技能要點：1.掌握中斷服務程序的應用，實現(xiàn)中斷的簡單應用。項目二定時器應用教學目標：掌握定時器/計數(shù)器基本知識，能熟練使用軟件編寫程序?；顒影才牛涸趩纹瑱C實訓室完成，注重引導學生分析解決問題的能力?？己嗽u價：具體的評價手段可以采用觀查、現(xiàn)場操作、實訓報告、隨堂考試等方式進行。（一）任務六60秒定時器知識要點：1.掌握定時器/計數(shù)器的工作方式和控制寄存器。2.掌握定時器方式1、方式2的設置。技能要點：1.使用protel99畫出60秒定時器電路圖2.熟練編寫出程序，實現(xiàn)60秒定時功能。（二）任務七利用定時器產(chǎn)生樂曲知識要點：1.掌握定時器/計數(shù)器產(chǎn)生不同頻率方法，對聲音的頻率有所了解。2.掌握定時器/計數(shù)器的程序編寫方法，熟練掌握子程序的編寫與調(diào)用。技能要點：1.學會使用定時器/計數(shù)器編寫程序，利用蜂鳴器產(chǎn)生音樂。項目三鍵盤檢測教學目標：掌握鍵盤檢測基本知識，能熟練掌握子程序的調(diào)用?；顒影才牛涸趩纹瑱C實訓室完成，注重引導學生分析解決問題的能力?？己嗽u價：具體的評價手段可以采用觀查、現(xiàn)場操作、實訓報告、隨堂考試等方式進行。（一）任務八單個按鍵識別知識要點：1.掌握按鍵基本知識，了解采用掃描的方式進行按鍵檢測的過程與方式。2.熟練掌握中斷技術，熟練掌握子程序調(diào)用。技能要點：1.使用protel99畫出單個按鍵識別電路圖。2.學會編寫程序?qū)崿F(xiàn)單個按鍵識別。（二）任務九4×4矩陣式鍵盤識別知識要點：1.掌握鍵盤檢測的電路結(jié)構(gòu)和原理、鍵盤作用、如何實現(xiàn)鍵盤檢測、消抖、鍵盤編碼等內(nèi)容。2.掌握帶返回值函數(shù)寫法及應用熟練掌握中斷技術，熟練掌握子程序調(diào)用。技能要點：1.使用protel99畫出4×4矩陣式鍵盤識別識別電路圖。2.學會編寫程序?qū)崿F(xiàn)4×4矩陣式鍵盤識別。項目四A/D與D/A轉(zhuǎn)換教學目標：掌握A/D與D/A轉(zhuǎn)換基本知識，了解A/D與D/A轉(zhuǎn)換芯片功能?；顒影才牛涸趩纹瑱C實訓室完成，注重引導學生分析解決問題的能力?？己嗽u價：具體的評價手段可以采用觀查、現(xiàn)場操作、實訓報告、隨堂考試等方式進行。（一）任務十模數(shù)轉(zhuǎn)換DAC0832應用知識要點：1.掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換原理，掌握DAC0832芯片基本知識。2.掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換程序編寫的基本方法。技能要點：1.使用protel99畫出模數(shù)轉(zhuǎn)換DAC0832應用電路圖。2.通過編程實現(xiàn)擰動電位器，數(shù)碼管的前三位顯示0-255之間的數(shù)值，實現(xiàn)把模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。（二）任務十一數(shù)摸轉(zhuǎn)換ADC0804的應用知識要點：1.掌握數(shù)摸轉(zhuǎn)換原理，掌握ADC0804芯片基本知識。2.掌握數(shù)摸轉(zhuǎn)換編寫程序的基本方法。技能要點：1.使用protel99畫出數(shù)摸轉(zhuǎn)換ADC0804的應用電路圖。2.通過編程實現(xiàn)D13發(fā)光二極管由暗變亮再熄滅過程，掌握把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓。項目五單片機串行通信教學目標：掌握單片機串行通信基本知識，掌握RS232協(xié)議與AT24C02芯片功能。活動安排：在單片機實訓室完成，注重引導學生分析解決問題的能力，幫助學生提高單片機硬件認識。考核評價：具體的評價手段可以采用觀查、現(xiàn)場操作、實訓報告、隨堂考試等方式進行。（一）任務十二PC機與單片機通信(RS232協(xié)議)知識要點：1.了解RS232協(xié)議基本知識，了解多機通信的應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標：字符幀和波特率的設定方法。技能要點：1.掌握串行通信的重要指標：字符幀和波特率的設定方法2.學會編寫單片機串行通信的程序（二）任務十三I2C總線AT24C知識要點：1.了解I2C的基本內(nèi)容，掌握AT24C2.利用24C08斷電以后存儲的數(shù)據(jù)不消失的特點，學會做一個斷電保護裝置。技能要點：1.使用protel99畫出I2C總線AT24C02的讀寫操作2.利用24C08芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。項目六液晶屏顯示學目標：了解液晶屏顯示基本知識，掌握1602與12864液晶屏顯示原理?；顒影才牛涸趩纹瑱C實訓室完成，注重引導學生分析解決問題的能力，幫助學生提高單片機硬件認識?？己嗽u價：具體的評價手段可以采用觀查、現(xiàn)場操作、實訓報告、隨堂考試等方式進行。（一）任務十四1602液晶顯示知識要點：1.了解1602液晶屏的硬件知識，掌握液晶屏顯示的基本知識，2.掌握1602液晶屏顯示程序的編寫。技能要點：1.學會編寫程序，實現(xiàn)1602液晶屏顯示字符。（二）任務十五12864帶字庫程序測試知識要點：1.了解12864液晶屏的硬件知識，掌握字庫顯示原理。2.掌握12864液晶屏顯示程序的編寫。技能要點：1.學會編寫程序，實現(xiàn)12864液晶屏顯示字符。項目七單片機課程設計教學目標：提高學生在單片機方面的實踐技能和科學作風，培養(yǎng)學生進一步掌握工程設計的方法和組織實踐的基本技能，解決實際問題，使之真正達到知識與技能的統(tǒng)一?；顒影才牛河靡恢茏笥业臅r間，讓學生選擇一個課題進行程序的設計與調(diào)試，畫出電路圖原理圖、PCB圖，然后分析總結(jié)等環(huán)節(jié)，最后寫出課程設計報告?？己嗽u價：可以采用現(xiàn)場操作、課程設計報告等方式進行。（一）任務十六設計一個時鐘知識要點：1.掌握定時、中斷、按鍵、蜂鳴器、數(shù)碼管或串口通信等基本知識。2.掌握電路系統(tǒng)設計的流程和方法。技能要點：1.綜合運用51單片機知識設計一個可以隨意調(diào)節(jié)時間、帶整點鬧鈴的時鐘。（其中用到定時器、中斷、按鍵、蜂鳴器、數(shù)碼管或串口通信）2.通過使用Protell99掌握電路硬件設計能力和用匯編或C語言軟件設計能力。3.提交單片機系統(tǒng)開發(fā)及設計文檔，培養(yǎng)學生分析和總結(jié)的能力，為以后學生畢業(yè)設計做好準備。（二）任務十七電子琴的設計知識要點：1.掌握定時、中斷、按鍵、蜂鳴器、數(shù)碼管或串口通信等基本知識。2.掌握電路系統(tǒng)設計的流程和方法。技能要點：1.綜合運用51單片機知識設計一個可以電子琴。（其中用到定時器、中斷、按鍵、蜂鳴器、數(shù)碼管等）2.通過使用Protell99掌握電路硬件設計能力和用匯編或C語言軟件設計能力。3.提交單片機系統(tǒng)開發(fā)及設計文檔，培養(yǎng)學生分析和總結(jié)的能力，為以后學生畢業(yè)設計做好準備。四、課程教學建議（一）教材編寫建議教學中，應認真研究教學內(nèi)容，認真選材，切實做到教學內(nèi)容必需、夠用、實用。鑒于單片機技術的發(fā)展，考慮到程序的可移植性和今后的發(fā)展方向以嵌入式方向為主，故建議編程語言以C語言為主，如果學時不夠的話，建議省略匯編語言編程方式。自編教材建議按照本課程標準編寫教材，以強化技能訓練，培養(yǎng)學生實際解決問題能力為主。1.教材應充分體現(xiàn)任務引領、實踐導向的課程設計思想，力求“做中學、學中做”。2.教材應將本專業(yè)職業(yè)活動，分解成若干典型的工作項目，按完成工作項目的需要和實踐操作規(guī)程，結(jié)合工廠企業(yè)實踐組織教材內(nèi)容。要通過對項目的技能操作，引入必須的理論知識，通過實踐實操，體現(xiàn)理論在實踐過程中的應用。3.教材應圖文并茂，提高學生的學習興趣，以加深學生對單片機的認識。教材表達必須條理清晰，內(nèi)容精煉、準確、科學，便于學生自學。4.教材內(nèi)容應體現(xiàn)先進性、通用性、實用性，要將本專業(yè)新技術、新技能、新設備及時地納入教材，使教材更貼近本專業(yè)的發(fā)展和實際需要。5.教材中的活動設計要針對高職學生的特點，內(nèi)容要具體，并具有可操作性。6.我們已經(jīng)自編了開放型校本教材，名稱《單片機應用技術》，按照本課程的項目教學法編寫，可以提供全部的電子課件、軟件、程序和可供參考的單片機技術方面的電子圖書。本開放型教材可提供電子版，學?？筛鶕?jù)自己的課時和學生情況進行適當組合調(diào)整。（二）教學建議1.在教學過程中，應立足于加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，采用項目教學，以工作任務引領，提高學生學習興趣，激發(fā)學生的成就動機。2.本課程教學采用理論實踐一體化的教學方法，在完成相關實驗或訓練項目的過程中學習有關的技術知識，重點在于實踐的強化學習。3.在教學過程中，立足于加強學生實際操