《單片機(jī)測控技術(shù)課程設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《單片機(jī)測控技術(shù)課程設(shè)計》教學(xué)大綱課程名稱：單片機(jī)測控技術(shù)課程設(shè)計課程編號：F098094732英文名稱：CourseDesignofSingleChipMicrocomputerMeasurementandControlTechnology學(xué)時：2周 學(xué)分：2學(xué)分開課學(xué)期：第4學(xué)期適用專業(yè)：應(yīng)用物理學(xué)課程類別：理論課課程性質(zhì)：選修課程先修課程：大學(xué)計算機(jī)、電路分析基礎(chǔ)、單片機(jī)測控技術(shù)一、課程的性質(zhì)及任務(wù)《單片機(jī)測控技術(shù)課程設(shè)計》課程是應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)方向與拓展課，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解單片機(jī)技術(shù)在信號測量與外部設(shè)備控制中的地位與作用；了解單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組成；能夠理解單片機(jī)最小系統(tǒng)中基本電路的組成、元件工作原理和最小系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則；能夠掌握單片機(jī)方面的基本知識和在本課程領(lǐng)域內(nèi)分析與處理一些最基本問題的初步能力；使學(xué)生理論聯(lián)系實際，能夠綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實踐問題。依據(jù)河北工程大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計劃，本課程需要培養(yǎng)學(xué)生的能力是：具有科學(xué)的世界觀，較系統(tǒng)和完整地掌握物理學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能以及所需的計算機(jī)、電工電子學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識。（畢業(yè)要求指標(biāo)1.1）具有綜合應(yīng)用知識、解決問題的基本能力、實驗和工程實踐能力、計算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力。（畢業(yè)要求指標(biāo)2.3）熟悉科學(xué)研究的基本規(guī)律，具備基本的科學(xué)研究、實驗?zāi)芰?，能夠利用本專業(yè)學(xué)習(xí)的知識分析和解決本專業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)實踐中的基本問題。（畢業(yè)要求指標(biāo)2.4）善于與人溝通，具有團(tuán)隊合作精神（畢業(yè)要求指標(biāo)3.5）"CourseDesignofSingleChipMicrocomputerMeasurementandControlTechnology"isaspecializeddirectionandexpansioncourseforstudentsmajoringinAppliedPhysics,andanimportantpartoftheoverallknowledgestructureforcultivatingtalentsinmicrocontrollerapplicationandmicrocontrollermeasurementandcontroltechnology.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthestatusandroleofmicrocontrollertechnologyinsignalmeasurementandexternalequipmentcontrol;understandtheinternalstructurecompositionofthemicrocontroller;beabletounderstandthecompositionofthebasiccircuitsinthemicrocontrollerminimumsystem,theworkingprincipleofthecomponentsandthedesignrulesoftheminimumsystem;beabletomasterthebasicknowledgeofthemicrocontrollerandthepreliminaryabilitytoanalyzeanddealwithsomeofthemostbasicproblemsinthisfieldofstudy;enablestudentstocombinetheorywithpracticeandbeabletocomprehensivelyapplytheknowledgelearned,discover,putforward,analyzeandsolvepracticalproblems.AccordingtothetrainingplanoftheAppliedPhysicsmajorofHebeiUniversityofEngineering,theabilitiesthatthiscourseneedstocultivateforstudentsare:Possessingascientificworldview,systematicallyandcompletelymasteringthebasictheories,knowledgeandskillsofphysicsandthebasicknowledgesuchascomputerandelectricalandelectronicengineeringrequired.(GraduationRequirementIndicator1.1)Havingthebasicabilityofcomprehensiveapplicationofknowledge,problem-solving,experimentalandengineeringpracticeability,computerandinformationtechnologyapplicationability.(GraduationRequirementIndicator2.3)Familiarwiththebasiclawsofscientificresearch,havingbasicscientificresearchandexperimentalabilities,andbeingabletoanalyzeandsolvethebasicproblemsintheproductionpracticeinthefieldofthismajorbyusingtheknowledgelearnedinthismajor.(GraduationRequirementIndicator2.4)Begoodatcommunicatingwithothersandhavethespiritofteamwork(GraduationRequirementIndicator3.5)二、課程目標(biāo)與要求2.1課程目標(biāo)掌握單片機(jī)軟件的使用方法及注意事項，能夠運用所學(xué)單片機(jī)知識選擇程序結(jié)構(gòu)、設(shè)計程序流程、形成完整的單片機(jī)控制程序。能夠?qū)λO(shè)計的單片機(jī)程序進(jìn)行編譯和調(diào)試，根據(jù)調(diào)試結(jié)果優(yōu)化程序參數(shù)，使程序設(shè)計正確完整。掌握并綜合運用所學(xué)知識，能夠針對所提出的課設(shè)問題，選擇對應(yīng)電子元件，在單片機(jī)最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計、制作出電路原理圖。掌握電路原理圖的分析優(yōu)化方法，能夠?qū)λO(shè)計的電路原理圖進(jìn)行參數(shù)和線路優(yōu)化，使所設(shè)計的電路原理圖滿足設(shè)計題目需求。掌握電路原理圖到電路連接仿真的方法，能夠?qū)㈦娐吩韴D轉(zhuǎn)化為電路元件連接，并完整的功能電路。掌握單片機(jī)可執(zhí)行程序與仿真電路之間的支撐關(guān)系，是所設(shè)計的電路能夠在程序控制下正確運行所要達(dá)到的設(shè)計功能。2.1CourseObjectivesMastertheusagemethodsandprecautionsofthemicrocontrollersoftware,beabletoapplythelearnedmicrocontrollerknowledgetoselectprogramstructures,designprogramflowcharts,andformcompletemicrocontrollercontrolprograms.Beabletocompileanddebugthedesignedmicrocontrollerprogram,optimizetheprogramparametersaccordingtothedebuggingresults,andmaketheprogramdesigncorrectandcomplete.Masterandcomprehensivelyapplythelearnedknowledge,beableto,fortheproposedcoursedesignproblem,selectcorrespondingelectroniccomponents,anddesignandproduceacircuitschematicdiagramonthebasisofthemicrocontrollerminimumsystem.Mastertheanalysisandoptimizationmethodsofthecircuitschematicdiagram,beabletooptimizetheparametersandlineofthedesignedcircuitschematicdiagram,sothatthedesignedcircuitschematicdiagrammeetsthedesignrequirementsofthetopic.Masterthemethodfromthecircuitschematicdiagramtothecircuitconnectionsimulation,beabletotransformthecircuitschematicdiagramintotheconnectionofcircuitcomponents,andformacompletefunctionalcircuit.Masterthesupportingrelationshipbetweenthedesignedcircuitschematicdiagramandtheexecutableprogramofthemicrocontroller,sothatthedesignedcircuitcanoperatecorrectlytoachievethedesignedfunctionunderthecontroloftheprogram.

測控電路課程教學(xué)大綱數(shù)理學(xué)院學(xué)院本科課程教學(xué)大綱PAGE4PAGE2382.2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求二級指標(biāo)畢業(yè)要求123●1.1 具有科學(xué)的世界觀，較系統(tǒng)和完整地掌握物理學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能以及所需的計算機(jī)、電工電子學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識。1.應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生具有科學(xué)的世界觀，掌握物理學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能以及所需的基礎(chǔ)知識●2.3 具有綜合應(yīng)用知識、解決問題的基本能力、實驗和工程實踐能力、計算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力。2.具備一定的獨立獲取知識的能力、動手能力、實踐能力和技術(shù)開發(fā)能力●2.4熟悉科學(xué)研究的基本規(guī)律，具備基本的科學(xué)研究、實驗?zāi)芰?，能夠利用本專業(yè)學(xué)習(xí)的知識分析和解決本專業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)實踐中的基本問題。2.3課程目標(biāo)與培養(yǎng)環(huán)節(jié)對應(yīng)矩陣序號課程目標(biāo)理論教學(xué)課內(nèi)設(shè)計1掌握單片機(jī)軟件的使用方法及注意事項，能夠運用所學(xué)單片機(jī)知識選擇程序結(jié)構(gòu)、設(shè)計程序流程、形成完整的單片機(jī)控制程序。M2能夠?qū)λO(shè)計的單片機(jī)程序進(jìn)行編譯和調(diào)試，根據(jù)調(diào)試結(jié)果優(yōu)化程序參數(shù)，使程序設(shè)計正確完整。M3掌握并綜合運用所學(xué)知識，能夠針對所提出的課設(shè)問題，選擇對應(yīng)電子元件，在單片機(jī)最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計、制作出電路原理圖。H4掌握電路原理圖的分析優(yōu)化方法，能夠?qū)λO(shè)計的電路原理圖進(jìn)行參數(shù)和線路優(yōu)化，使所設(shè)計的電路原理圖滿足設(shè)計題目需求。H5掌握電路原理圖到電路連接仿真的方法，能夠?qū)㈦娐吩韴D轉(zhuǎn)化為電路元件連接，并完整的功能電路。H6掌握單片機(jī)可執(zhí)行程序與仿真電路之間的支撐關(guān)系，是所設(shè)計的仿真電路能夠在程序控制下正確運行所要達(dá)到的設(shè)計功能。H注：H表示該能力的在此環(huán)節(jié)重點培養(yǎng)；M表示該能力在此環(huán)節(jié)有應(yīng)用要求；L表示該能力在此環(huán)節(jié)有所涉及。計算物理課程教學(xué)大綱數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院本科教學(xué)大綱PAGE2PAGE2522.4目標(biāo)達(dá)成度的評價課程目標(biāo)1主要通過理論教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)，在課設(shè)報告要求中有所涉及。主要通過所設(shè)計程序的正確性進(jìn)行考查。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。課程目標(biāo)2主要通過理論實例展示、具體原理圖設(shè)計進(jìn)行培養(yǎng)，在課設(shè)報告要求中有所涉及。主要通過對電路原理圖的元件選擇和元件關(guān)系等相關(guān)知識點進(jìn)行考查。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。課程目標(biāo)3主要通過具體設(shè)計需求講解進(jìn)行培養(yǎng)，在課設(shè)報告要求中有所設(shè)計。主要通過設(shè)計方案的完成程度和設(shè)計的合理性進(jìn)行考查。目標(biāo)達(dá)成綜合以上內(nèi)容進(jìn)行評價。三、教學(xué)方法及手段程序開發(fā)軟件以課堂講授和案例演示為主，面向基礎(chǔ)知識的準(zhǔn)確、扎實掌握，突出對原理的分析、對方法的總結(jié)以及理論體系的完整建立；電路圖設(shè)計過程強(qiáng)調(diào)將單片機(jī)測控技術(shù)的理論特性與工程實現(xiàn)的實際情況緊密聯(lián)系，面向知識的實際應(yīng)用；課程設(shè)計過程中注重本課程與計算機(jī)基礎(chǔ)、電路分析基礎(chǔ)、單片機(jī)測控技術(shù)等先修課程的聯(lián)系，以對信號測量和控制的需求作為本課程知識的應(yīng)用背景，結(jié)合計算機(jī)組成及工作原理的相關(guān)理論解釋本課程的有關(guān)概念和原理，基于電路分析的基礎(chǔ)知識掌握單片機(jī)測控技術(shù)的分析、計算與設(shè)計。通過實際課設(shè)題目的整體完成，進(jìn)行單片機(jī)測控知識的應(yīng)用與訓(xùn)練。四、課程的基本內(nèi)容與教學(xué)要求第1部分單片機(jī)的程序設(shè)計軟件[目的與要求]：理解單片機(jī)程序設(shè)計軟件的基本知識，了解程序設(shè)計軟件的功能和界面組成，掌握單片機(jī)程序設(shè)計軟件的使用方法，能夠利用程序設(shè)計軟件進(jìn)行單片機(jī)的程序設(shè)計。能夠?qū)λO(shè)計的單片機(jī)程序進(jìn)行編譯和調(diào)試，根據(jù)調(diào)試結(jié)果優(yōu)化程序參數(shù)，使程序設(shè)計正確完整。[主要內(nèi)容]：1.1單片機(jī)程序設(shè)計軟件的基礎(chǔ)知識1.2單片機(jī)程序設(shè)計軟件的界面組成及每部分功能（支撐課程目標(biāo)1）1.3單片機(jī)程序設(shè)計軟件的使用方法（支撐課程目標(biāo)1）1.4單片機(jī)程序設(shè)計軟件的實例演示1.5單片機(jī)程序設(shè)計軟件的程序設(shè)計（支撐課程目標(biāo)1）1.6單片機(jī)設(shè)計程序的編譯（支撐課程目標(biāo)1）1.7單片機(jī)設(shè)計程序的調(diào)試（支撐課程目標(biāo)1）1.8單片機(jī)設(shè)計程序的參數(shù)優(yōu)化（支撐課程目標(biāo)1）1.8單片機(jī)設(shè)計程序的正確運行（支撐課程目標(biāo)1）[重點]：1.程序設(shè)計軟件的使用方法2.程序原理圖的設(shè)計[難點]：1.程序結(jié)構(gòu)的選取及設(shè)計2．單片機(jī)程序設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化與調(diào)整第3章單片機(jī)的電路原理圖設(shè)計[目的與要求]：掌握并綜合運用所學(xué)知識，能夠針對所提出的課設(shè)問題，選擇對應(yīng)電子元件，在單片機(jī)最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計、制作出電路原理圖。掌握電路原理圖的分析優(yōu)化方法，能夠?qū)λO(shè)計的電路原理圖進(jìn)行參數(shù)和線路優(yōu)化，使所設(shè)計的電路原理圖滿足設(shè)計題目需求。[主要內(nèi)容]：2.1單片機(jī)設(shè)計中電子元件的選擇方法（支撐課程目標(biāo)2）2.2單片機(jī)設(shè)計中電路圖的整體布局方法（支撐課程目標(biāo)2）2.3單片機(jī)設(shè)計中電路原理圖的繪制方法（支撐課程目標(biāo)2）2.4單片機(jī)設(shè)計中電路原理圖的參數(shù)優(yōu)化方法（支撐課程目標(biāo)3）[重點]：1.電子元件的選擇方法2．單片機(jī)設(shè)計中電路圖的整體布局方法3．電路原理圖的參數(shù)優(yōu)化方法[難點]：1．單片機(jī)設(shè)計中電路原理圖的繪制方法第3部分單片機(jī)電路元件的連接設(shè)計[目的與要求]：掌握電路原理圖到電路連接仿真的方法，能夠?qū)㈦娐吩韴D轉(zhuǎn)化為電路元件連接，并完整的功能電路。掌握單片機(jī)可執(zhí)行程序與仿真電路之間的支撐關(guān)系，是所設(shè)計的仿真電路能夠在程序控制下正確運行所要達(dá)到的設(shè)計功能。[主要內(nèi)容]：31單片機(jī)電路的元件性能3.2單片機(jī)電路設(shè)計中連接方法（支撐課程目標(biāo)3）3.3單片機(jī)電路設(shè)計中電路的測試方法（支撐課程目標(biāo)3）3.4單片機(jī)電路設(shè)計中電路的功能實現(xiàn)（支撐課程目標(biāo)3）[重點]：1．電路元件連接方法2．電路連接常見問題分析方法[難點]：1．電路連接常見問題分析方法五、課程學(xué)時分配教學(xué)課次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)與計劃時數(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)計劃時數(shù)1單片機(jī)軟件的使用方法及注意事項，單片機(jī)程序結(jié)構(gòu)、設(shè)計程序流程、形成完整的單片機(jī)控制程序。理論課22單片機(jī)程序的編譯和調(diào)試，調(diào)試結(jié)果優(yōu)化程序參數(shù)，程序設(shè)計的運行理論課43電子元件的選取，單片機(jī)最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計、制作電路原理圖。設(shè)計第1天4電路原理圖的分析優(yōu)化方法，電路原理圖的參數(shù)和線路優(yōu)化設(shè)計第2、3天5電路原理圖到電路連接仿真的方法，電路原理圖到電路元件連接，及完整的功能電路設(shè)計設(shè)計第4、5天6單片機(jī)可執(zhí)行程序與仿真電路之間的支撐關(guān)系，所設(shè)計電路能夠在程序控制下的正確運行設(shè)計第6天7單片機(jī)軟件的使用方法及注意事項，程序結(jié)構(gòu)、設(shè)計程序流程、形成完整的單片機(jī)控制程序設(shè)計第7、