《單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)》基本信息課程名稱中文單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)英文CourseDesignofMicro-controllerPrincipleandInterfaceTechnology課程編號04021146課程性質(zhì)必修學(xué)分2周數(shù)2開課學(xué)期5適用專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化先修課程電工技術(shù)、電子技術(shù)、單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程簡介/課程目標(biāo)《單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)》是完成單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程后的一個(gè)重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，為加強(qiáng)對學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)而開設(shè)的。本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識與基本技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方法，并了解單片機(jī)在機(jī)械制造及自動(dòng)控制過程中的測量、控制等電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用，初步具備應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的能力。為走出校門從事機(jī)械制造及自動(dòng)控制過程中的單片機(jī)應(yīng)用相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要查閱參考文獻(xiàn)、器件參考手冊的能力，了解與課題有關(guān)的硬件元器件的工程規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫課程設(shè)計(jì)說明書，學(xué)會方案論證的比較方法，初步掌握工程設(shè)計(jì)的基本方法，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能用計(jì)算機(jī)繪制電路圖和流程圖。使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。。課程目標(biāo)2：掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學(xué)會軟、硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，掌握單片機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，使學(xué)生樹立正確的人生觀，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的工作作風(fēng)。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求目標(biāo)14.4能綜合所需信息來分析、解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得到合理有效的結(jié)論4.研究目標(biāo)25.2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具、仿真方法和計(jì)算機(jī)軟件，對機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)5.使用現(xiàn)代工具表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)課程內(nèi)容課程設(shè)計(jì)題目為一個(gè)較完整的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和控制的電路裝置。具體內(nèi)容和課時(shí)安排如下：1、布置任務(wù)，分析研討，收集、查閱文獻(xiàn)資料（1天）根據(jù)選定設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)任務(wù)，閱讀相關(guān)的中英文資料，了解國內(nèi)外進(jìn)展及發(fā)展趨勢。明確單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求、技術(shù)指標(biāo)、熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)及規(guī)程。2、確定單片機(jī)系統(tǒng)總體方案（2天）從題目設(shè)計(jì)要求出發(fā)，確定設(shè)計(jì)方案。對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較、分析和論證，并確定最終的方案。3、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)（2天）據(jù)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模塊化劃分，通過PCB軟件畫出電路原理圖。4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（1天）使用KeilMDK軟件，調(diào)用接口函數(shù)，編寫各外設(shè)子程序。將編譯的軟件代碼下載到單片機(jī)里。5、程序調(diào)試、總體調(diào)試與性能測試（2天）使用Keil軟件對所設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，要求能夠?qū)崿F(xiàn)選題的設(shè)計(jì)要求。6、按要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告（1天）7、答辯（1天）對課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)及仿真調(diào)試和下載驗(yàn)證等環(huán)節(jié)進(jìn)行答辯。課程要求《單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)主要有以下幾個(gè)方面的具體要求：（1）第一次上課任課教師向?qū)W生講清課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、任務(wù)、要求，和成績評定方法及依據(jù)等。（2）學(xué)生可從指導(dǎo)教師指定的題目中選擇一題，自擬題目需經(jīng)過指導(dǎo)教師審核并確認(rèn)后，方可實(shí)施。（3）課程設(shè)計(jì)題目要求符合工程實(shí)際，要有一定難度和足夠的工作量。（4）課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)是一個(gè)較復(fù)雜數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和控制的問題，必須運(yùn)用深入的工程原理經(jīng)過分析才能得到解決。（5）從電路功能需求及經(jīng)濟(jì)性要求出發(fā)，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，合理選擇器件。（6）在完成基本設(shè)計(jì)任務(wù)的情況下，對某些設(shè)計(jì)內(nèi)容可進(jìn)一步深入發(fā)揮。具體要求分為四方面，如下：1.選題要求：（1）老師指定題目，學(xué)生根據(jù)具體題目選題，也可自擬題目，但必須征得老師同意。（2）每個(gè)題目人數(shù)不得超過4人，作為一個(gè)小組，一旦選定題目，中途不得任意更換。2.成果要求（1）每位學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成單片機(jī)系統(tǒng)的電路的實(shí)物作品；（2）實(shí)物作品的軟硬件設(shè)計(jì)合理；（3）實(shí)物作品的功能要達(dá)到要求；（4）實(shí)物作品演示其所有基本功能；3.答辯要求（1）答辯前，各設(shè)計(jì)小組組長必須逐個(gè)檢查組內(nèi)同學(xué)的設(shè)計(jì)資料，并組織學(xué)生互審；（2）答辯前一天，須將完備的設(shè)計(jì)報(bào)告和實(shí)物作品，以班級為單位交齊送到老師指定地點(diǎn)；（3）各班采用抽簽辦法，以小組為單位，定出答辯順序，并將排列的順序及名單交給老師；（4）答辯過程中，每位學(xué)生均參加答辯，指導(dǎo)教師從硬件設(shè)計(jì)、軟件編程、調(diào)試及故障排查等方面提問。4.設(shè)計(jì)報(bào)告要求（1）封面統(tǒng)一，具體包括：目錄、設(shè)計(jì)要求，電路圖，工作原理，軟件設(shè)計(jì)，調(diào)試過程，實(shí)物制作過程，問題和收獲總結(jié)等。（2）計(jì)算說明書的頁數(shù)不能少于10頁，要求A4打印紙單面打印；（3）計(jì)算說明書的參考文獻(xiàn)篇數(shù)不能少于5篇，其格式按照下發(fā)的“設(shè)計(jì)報(bào)告封面模版”中的“參考文獻(xiàn)書寫要求”規(guī)定書寫。組織與實(shí)施按照課程設(shè)計(jì)的教學(xué)大綱，組織學(xué)生按照1.發(fā)布設(shè)計(jì)任務(wù)書，2.確定單片機(jī)系統(tǒng)總體方案3.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5．程序調(diào)試6.撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告7.答辯這七個(gè)步驟完成課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中主要采用小組討論、查閱文獻(xiàn)、自學(xué)等方式，配合教師講授、答疑?？己朔绞郊俺煽冊u定課程考核以課程目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，以檢查學(xué)生對各知識點(diǎn)的掌握程度和實(shí)踐應(yīng)用能力為重要內(nèi)容。本課程考核總成績由過程考核（占總成績的30%）、成果考核（占總成績的40%）、答辯考核（占總成績的30%）三部分綜合評定。課程總成績（百分制）按以上各部分內(nèi)容核算后（四舍五入取整），最終綜合考核成績換算為五級制，90-100分為優(yōu)秀，80-89為良好，70-79為中等，60-69為及格，小于60為不及格。（1）考核環(huán)節(jié)對課程目標(biāo)的支撐表2考核與評價(jià)方式考核環(huán)節(jié)分值考核/評價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)12過程考核30(1)設(shè)計(jì)進(jìn)度與質(zhì)量。(2)文獻(xiàn)查閱及開發(fā)軟件的使用能力。(3)自主學(xué)習(xí)能力?！獭?010成果考核40(1)單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)物作品。(2)軟硬件設(shè)計(jì)合理性。(3)功能實(shí)現(xiàn)。√√2020答辯考核30(1)主要考核學(xué)生說明書完成提交情況。(2)按照說明書撰寫和裝訂要求，規(guī)范書寫，內(nèi)容完整。(3)正確回答答辯問題。(4)溝通和自主學(xué)習(xí)能力?！獭?515合計(jì)：10055452)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)和達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)表3課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)和達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)合格標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)1小組討論、查閱文獻(xiàn)、自學(xué)等方式，配合教師講授、答疑過程A（30%）0.65成果B（40%）答辯C（30%）課程目標(biāo)2小組討論、查閱文獻(xiàn)、自學(xué)等方式，配合教師講授、答疑過程A（30%）0.65成果B（40%）答辯C（30%）3)本課程考試/考核的評分標(biāo)準(zhǔn)合理性說明考核評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)見下表4。表4考核方式評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥90（優(yōu)秀）89>x≥80（良好）79>x≥70（中等）69>x≥60（及格）x<60（不及格）過程考核30能提前完成各階段設(shè)計(jì)任務(wù)、工作量大、完成質(zhì)量優(yōu)；能熟練的使用開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，能獨(dú)立完成仿真調(diào)試。能提出優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)有深刻，自己獨(dú)特的觀點(diǎn)。能按時(shí)完成各開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)開發(fā)軟件單片機(jī)系統(tǒng)硬件各階段設(shè)計(jì)任務(wù)滯后、工作量少、完成質(zhì)量差。不能使用開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，不能進(jìn)行仿真調(diào)試。在指導(dǎo)教師的啟發(fā)下也不能提出設(shè)計(jì)方案。成果考核40系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證充分；完成的軟硬件達(dá)到甚至優(yōu)于規(guī)定的性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)作品現(xiàn)場能演示實(shí)現(xiàn)全部設(shè)計(jì)功能，有發(fā)揮。能提出新穎的設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)有深刻，自己獨(dú)特的觀點(diǎn)，沒有抄襲。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證比較充分；完成的軟硬件基本達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)作品現(xiàn)場能演示實(shí)現(xiàn)全部基本設(shè)計(jì)功能。能提出較新穎的設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)與眾不同，沒有抄襲。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證尚充分；完成的軟硬件尚能達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，無原則性錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)作品現(xiàn)場能演示有少部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。能提出1種設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)較少，沒有特點(diǎn)，有少許網(wǎng)上雷同內(nèi)容。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證不充分。完成的軟硬件性能一般，存在錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)作品不完整，有一部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下能提出1種設(shè)計(jì)方案，歸納總結(jié)有部分雷同。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行性差、論證不充分；完成的軟硬件性能差，錯(cuò)誤較多。設(shè)計(jì)作品不正確，基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。在指導(dǎo)教師的啟發(fā)下也不能提出設(shè)計(jì)方案，歸納總結(jié)雷同。答辯考核30設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場能演示完全正確，實(shí)現(xiàn)全部設(shè)計(jì)功能，有發(fā)揮。報(bào)告條理清楚，文字通順，表達(dá)清楚，格式規(guī)范，內(nèi)容完整，圖表標(biāo)注完整，符合要求。能清楚闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路清晰，語言流暢，重點(diǎn)突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場能演示完全正確，實(shí)現(xiàn)全部基本設(shè)計(jì)功能。報(bào)告條理較清楚，文字較通順，表達(dá)清楚，書寫格式較規(guī)范，內(nèi)容較完整，圖表標(biāo)注有少許瑕疵。能清楚闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路較清晰，語言較流暢，重點(diǎn)較突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場能演示完全正確，有少部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。報(bào)告條理較清楚，文字較通順，表達(dá)基本清楚，書寫格式一般，主要內(nèi)容尚完整，圖表標(biāo)注瑕疵較多。基本上能闡述大部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路尚可，重點(diǎn)不突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)不完整，有一部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。報(bào)告條理性、表達(dá)能力尚可，書寫格式一般，內(nèi)容完整性差，圖表標(biāo)注瑕疵多。能闡述部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路尚可，重點(diǎn)不突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)不正確，基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。報(bào)告條理不清楚，文字不通順，表達(dá)不規(guī)范，書寫格式不規(guī)范，設(shè)計(jì)內(nèi)容不完整，圖表標(biāo)注不規(guī)范，瑕疵多。不能清楚闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，沒有思路，語言不流暢，沒有重點(diǎn)。參考教材（1）STM32單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)與項(xiàng)目實(shí)踐，屈微主編，清華大學(xué)出版社.2019.（2）機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，徐亮主編，電子工業(yè)出版社．2021（3）STM32單片機(jī)全案例開發(fā)實(shí)戰(zhàn)，蔡杏山主編，電子工業(yè)出版社．2022自編[]統(tǒng)編[√]課程思政課程思政目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生善于將課本知識與生產(chǎn)、生活實(shí)際有機(jī)結(jié)合的能力，形成勤勉、務(wù)實(shí)、吃苦耐勞的優(yōu)秀生活作風(fēng)及工作態(tài)度。課程思政素材：序號教學(xué)內(nèi)容思政要素切