鄂东职院教学大纲格式一体化教学.docx
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鄂东职院教学大纲格式一体化教学
编号
《单片机原理及应用课程》教学大纲
系部
机电工程系
适用专业
应用电子技术专业、电气自动化
适用层次
大专
课程性质
■必修 □选修
学分
6
总学时/本学期学时
110
教材名称
单片机原理及应用技术
开课学期
2009/2010学年第2学期
制定（修订）人
单片机课程组
制定（修订）日期
2008年12月20日
系（部）审核
颁发执行日期
2009年2月10日
一、课程简介
先修课：
《电路基础》《模拟电子技术》《数字电子技术》《计算机基础》《传感器及检测技术》《电子测量仪器》
后续课：
《家电维修》
学制：
高职高专三年
总学时：
90学时（理论、实践教学一体化安排）
本课程是我院应用电子技术、电气自动化专业的一门岗位技能课程。
本课程是专业核心课程。
采用一体化教学，了解单片机内部结构和工作原理，熟悉单片机指令系统、中断系统、定时/计数器、存贮器及其扩展技术、并行I/O扩展、串行通讯、常用外设，以小制作为实训任务，熟练运用汇编语言或C语言编写、调试程序，掌握单片机应用系统开发技术。
学会用单片机进行设计和制作一些简易电子产品，使学生建立起完整的单片机应用系统的概念，对电子技术向着模块化、智能化方向的发展趋势有初步认识，为将来从事应用电子产品的设计、检测和维修奠定坚实的基础。
二、课程教学目标
本课程的教学目标是：
使学生获得单片机技术的基本知识和基本技能，初步形成解决实际问题的能力，为以后的学习和增强职业技能打下基础；并逐步培养学生的辩证思维及逻辑推理能力，提高学生的全面素质，加强职业道德观。
（一）知识教学目标
1理解单片机的组成、内部结构和特点，获得其硬件和软件的必要基本概念。
2掌握80C51单片机指令系统和汇编程序的分析和简单的程序设计。
3理解人机接口的硬件结构与软件编程原理和设计方法；掌握单片机常用的接口技术和初步应用方法。
4基本掌握MCS-51串行通信技术。
5初步掌握MCS-51应用系统的开发技术。
6掌握单片机存储器扩展及基本应用。
（二）能力培养目标
1能独立完成教学基本要求的实践和实训。
2能正确使用常用的仿真器或者实践开发系统的设备。
3会观察实验与实训现象、记录有关数据，并能通过分析得出正确结论。
4会查阅指令表和各种芯片性能参数表及产品说明书。
5能阅读和分析简单的单片机控制系统线路图及设备的线路方框图。
6能阅读和分析简单的汇编程序。
7初步具备设计和调试单片机控制系统的能力。
8能对单片机系统进行扩展。
★9能用基本的单片机C语言与汇编语言编程。
10能运用本课程知识技能维修单片机应用设备和产品。
11具备进一步自学拓展相关知识的能力，如自学应用其他型号单片机的能力。
12具备与他人沟通协作的能力与团队精神及养成认真、细致、踏实的工作作风。
备注：
★为机动课时选（讲）修
三、课程内容和学时分配
1、教学目的和任务
主要对学生进行理论知识解决实际问题的技能训练。
通过本门课程的学习，使学生了解MCS-51系列单片机实践系统的硬件结构和软件集成环境的基本工作原理，巩固加深并扩大所学的理论知识；整个的实践过程，可锻炼学生独立完成设计任务的能力（软件编程、汇编、仿真、修改、下载调试的整个过程）；提高分析解决问题的时效；培养实事求是、严肃认真、细致踏实的科学作风和良好的实践习惯，为今后的专业实践和科学研究打下坚实基础。
2、基本教学条件
为了保证理论教学和实践教学的效果及两者的有机结合，完成好本课程的教学要求须具备以下基本条件：
1、具备满足教学要求的教材、参考书及项目制作指导书。
2、符合“教、学、做”一体化容理论教学与实践教学为一体的，既能供教师授课，学生学习动手制作的场所——称之为“一体化教室”该教室应具备：
1）黑板、讲台、实验台、课桌椅（按每班约50名学生）
2）PC、示波器及单片机教学开发所需软件（2-3人配备一套）
3）项目制作所需仪器设备工具。
3、实验项目表及学时分配
本课程采用一体化教学模式。
以任务驱动为学习载体，理论教学围绕任务和项目进行，通过任务驱动模块，采用项目训练（实验或制作）培养学生单片机开发、应用技能。
课程内容设计
模块名称
内容
学时
MCS-51单片机结构与原理
MCS-51单片机内部结构、引脚功能及单片机时序，单片机存储器结构，输入/输出端口结构特点。
14
MCS-51的指令系统与编程
机器语言和汇编语言及区别，MCS-51寻址方式及指令系统，汇编语言源程序的设计方法。
10
MCS-51定时器与中断系统
中断定时系统结构与控制原理，中断处理及中断服务程序编程，定时器的四种工作方式及应用。
14
MCS-51的人机接口技术
LED显示器的结构及原理，LED显示接口电路与编程，独立式与矩阵式键盘接口电路与编程。
8
MCS-51系统扩展
单片机系统的外部扩展RAM、ROM及I/O的方法，三总线概念。
10
MCS-51与A/D、D/A的接口技术
A/D、D/A结构原理与单片机的接口电路及应用编程技术。
18
MCS-51串行通信
串行通信基本知识，串行口结构工作原理，双机及多机通信原理及编程方法。
10
可编程接口芯片
8255A、8155的结构、原理，与单片机的接口电路工作方式、编程方法。
4
MCS-51的应用及开发技术
单片机应用系统的开发及开发工具
2
学习载体（实验或制作）
编号
能力训练
项目名称
拟实现的能力目标
相关支持
知识
训练方式手段及步骤
结果
1
制作一个简单的单片机应用系统
掌握用单片机建立一个最简单应用系统的能力
单片机的结构、工作原理、常用指令、LED使用。
1、用89S52的P1口驱动一个发光二极管。
2、编写一个驱动程序。
3、将程序汇编成机器码写入单片机并运行。
4、逐步增加驱动LED的数量和编程的难度。
发光二极管根据程序的运行情况作出反应。
2
智能电子钟的制作
使用定时器及中断的能力，提高编程能力
指令系统、定时与中断系统、显示接口、键盘接口
1、硬件焊接与调试。
2、软件编程。
3、调试
电子钟实现计时显示，定时叫醒，整点报时等功能。
3
LED点阵显示技术
掌握单片机驱动控制LED点阵技术，系统扩展技术
LED动态显示原理，系统扩展技术
1、硬件设计安装
2、软件编程。
3、调试
显示静止图像文字，左移、右移，上、下移动等。
4
多功能电子琴制作
掌握单片机的音乐合成技术
音频键盘接口和乐理知识
1、硬件设计安装与调试
2、软件编程。
3、联试
32~64键电子琴可弹奏音乐，可播放存储乐曲
5
数字合成信号发生器
掌握用单片机合成正弦波信号及任意波形的技术
D/A接口、频率数字合成原理
1、硬件设计安装与调试
2、软件编程。
3、联试
正弦波失真度<5%，频率范围50~100KHZ
6
语音数字及处理系统
应用综合能力训练
A/D、D/A存储器扩展、音频信号的模拟处理电路
1、硬件设计安装与调试
2、软件编程。
3、联试
语音数字化存储传输、通信质量清晰
7
红外遥控电子密码锁制作
掌握用单片机编解码及串行通信技术、红外传感技术
红外传感器原理，串行通信原理
1、硬件设计安装与调试
2、软件编程。
3、联试
遥控距离5m误码率<0.00001
课时分配建议
序号
周次
学时
教学目标和主要内容
能力目标
能力训练项目编号
知识目标
其他内容（课程主要内容）
1
1
2
激发学习兴趣掌握学习方法
1
单片机的应用领域学习方法
单片机的概念、用途、运行的特点，学习方法，认识单片机（实物）
2
1
2
熟练转换数制的能力，快速查ASCII码表。
1
二进制、十进制、十六进制数的相互转换，BCD码，微机常用术语，ASCII码。
数制与码制，微型计算机的基础知识，训练项目的焊接工作（作业）
3
1
2
准确掌握各引脚的位置
1
MCS-51内部结构和引脚排列和功能
单片机引脚的位置和功能，复位电路与晶振电路的原理与焊接
4
2
2
运用I/O口驱动外部设备的能力
1
并行I/O口的结构原理，用一组并行口驱动一位LED的原理
P0、P1、P2、P3的结构原理，驱动LED电路的焊接
5
2
2
区分不同类型的存储器
1
存储器的结构
片内ROM、RAM，工作寄存器，位寻址，训练项目1焊接工作
6
2
2
SFR的使用
1
特殊功能寄存器
ACC、PSW、SP、PC的功能，训练项目1焊接工作
7
3
2
运用时序分析问题能力
1
单片机的时序
时钟、机器周期、取指令执行时序，读外部ROM、RAM时序，训练项目1焊接工作
8
3
2
灵活运用不同寻址方式，编程能力
1
指令格式和寻址方式
机器指令格式，汇编指令格式，寻址方式，训练项目1编程
9
3
2
运用数据传送指令编程，查指令表
1
数据传送类指令
指令功能，指令助记符-机器码，伪指令，查指令表，训练项目1编程
10
4
2
运用算术类指令编程，查指令表
1
算术运算类指令
加、减、乘、除法指令，DA指令，训练项目1编程
11
4
2
查指令表，运用逻辑运算和位指令
1
逻辑运算和位操作指令
字节逻辑运算指令和位操作指令，训练项目1编程（逻辑运算位操作）
12
4
2
控制转移类指令的应用
1
控制转移类指令
控制专业类指令，训练项目1编程（控制专业类指令训练）
13
5
2
中断系统应用
1
中断系统构成及工作原理
中断系统构成，训练项目1编程（中断应用编程）
14
5
2
中断系统应用
1
中断响应过程
中断响应过程，中断服务程序，训练项目1编程（中断服务程序编程）
续表：
序号
周次
学时
教学目标和主要内容
能力目标
能力训练项目编号
知识目标
其他内容（课程主要内容）
15
5
2
定时/计数器应用
2
定时/计数器结构
定时器/计数器的结构，训练项目2焊接工作
16
6
2
定时/计数器应用
2
定时/计数器工作方式
定时器/计数器的4种工作方式，训练项目2编程
17
6
2
定时/计数器应用
2
定时/计数器工作原理
训练项目2编程
18
6
2
定时/中断的综合应用能力
2
定时、中断系统的综合使用
（一）
定时、中断系统综合应用编程（电子钟），训练项目2编程
19
7
2
定时/中断的综合应用能力
2
定时、中断系统的综合使用
（二）
定时、中断系统综合应用编程（电子乐曲），训练项目2编程（电子定时乐曲）
20
7
2
应用LED数码管的能力
2
LED显示器接口技术
LED数码管结构原理，接口技术，训练项目2编程（电子钟的显示）
21
7
2
应用键盘给单片机发指令
2
键盘接口技术
独立式、矩阵式键盘接口与编程，训练项目2编程（用键盘修改时钟，定时）
22
8
2
与单片机交流的能力
2
人机接口技术综合应用
人机接口的综合利用，训练项目2编程
23
8
2
综合运用键盘接口技术与定时/中断技术
3
矩阵式键盘，定时/中断综合技术
多功能电子琴的制作与编程
24
8
2
单片机系统扩展的能力
3
I/O口的扩展
简单I/O口的扩展，训练项目3焊接
25
9
2
LED显示屏的设计制作与运行（编程）
3
LED点阵动态显示原理，I/O口扩展技术
训练项目3硬件与软件设计
26
9
2
硬件调试中解决问题的能力
3
I/O口扩展技术
训练项目3硬件调试
27
9
2
软件调试能力
3
I/O口扩展技术
训练项目3软件调试
28
10
2
D/A应用能力
5
D/A接口技术
D/A结构原理与单片机接口，训练项目5焊接
29
10
2
用单片机产生正弦波和任意波形的能力
5
数字合成信号原理
用软件和D/A产生正弦波及任意波形的原理及编程
30
10
2
熟练掌握用示波器调试技术
5
示波器原理，数字合成技术
训练项目5的硬件软件调试
31
11
2
A/D应用能力
6
A/D接口技术
A/D结构原理与单片机接口，训练项目9的焊接
32
11
2
存储器扩展能力
6
存储器扩展技术
存储器扩展技术，训练项目9的焊接
续表：
序号
周次
学时
教学目标和主要内容
能力目标
能力训练项目编号
知识目标
其他内容（课程主要内容）
33
11
2
处理模拟电路能力
6
语音信号的模拟处理电路
训练项目9模拟电路的焊接与调试
34
12
2
处理模拟电路能力
6
语音信号的模拟处理电路
训练项目9模拟电路的焊接与调试
35
12
2
前向通道，硬件调试解决问题能力
6
A/D原理与应用
训练项目9前通道（A/D）的调试
36
12
2
硬件调试解决问题能力
6
D/A原理与应用
训练项目9后通道（D/A）的调试
37
13
2
硬件调试解决问题能力
6
A/D、D/A综合应用
训练项目9的联试
38
13
2
知识扩展能力
7
串行通信基础知识
串行数据通信基础知识，训练项目6的焊接
39
13
2
应用串行口的能力
7
串行口工作原理
串行口的控制、工作方式，训练项目6的结构原理
40
14
2
应用串行口进行双机通信能力
7
双机串行通信
双机串行通信接线及编程，训练项目6的编程与调试
41
14
2
软硬件联调的能力
7
双机串行通信，红外线传感原理
训练项目6的联试
42
14
2
软硬件联调的能力
7
多机通信
多机通信，项目6的联调
43
15
2
软硬件联调的能力
6
8255扩展并行口
8255结构、原理与接口技术，项目9的联试
44
15
2
软硬件联调的能力
6
8155扩展并行口
8155结构、原理，项目9的联试
45
15
2
软硬件联调的能力
6
单片机应用系统设计与开发
单片机应用系统开发过程，开发工具，项目9的联试
备注：
机动学时为6学时
四、课程考核办法
1、实验报告：
实践报告中要求能写出程序设计过程，以及实践中出现的问题描述和解决方案。
2、考核方式：
（1） 实践课的考核方式：
检查预习报告和实践过程中的分析解决问题及动手能力。
（2） 要注意改革考核手段与方法。
通过考核不仅要测试学生理解和掌握单片机技术基本知识和技能的情况，促进教师改进教学，更重要的是激励学生努力学习。
本课程根据各校各专业情况可安排为考试也可安排为考查。
应注意通过课堂提问、学生作业、平时测验、实践及考试情况综合评价学生成绩。
对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励。
考核试题要以教学目标为依据，题目要体现教学重点，难度要适当。
建议采用试题库组卷，并逐步实现考教分离。
建议按作业10%+考勤20%+实践10%+制作设计10%+期末考试50%的方式考核。
五、有关说明
（一）关于本教学基本要求的应用范围和使用方法
教学基本要求列出的课时分配表为建议性方案。
教师在具体实施时，可结合专业需要在±10%的范围内适当调整。
（二）教学建议
1.教学组织
本课程教学组织方式以班级形式授课，实践教学以2~3人一组为好。
2.教学方法
在教学中要积极改进教学方法，要按照学生学习的规律和特点，从学生实际出发，以学生为主体，充分调动学生学习的主动性，使他们积极参与教学活动。
本课程课堂教学建议多采用教具、模型和实物，以增加学生的感性认识，启迪学生的科学思维，辅之以必要的讨论和总结，并加以正确引导。
在教学中，要特别注意理论联系实际；注意培养学生兴趣；注意应用启发式教学法；注意尽可能运用现代有关新内容，不断丰富教学。
六、参考教材
本课程所使用的教材是：
李全利主编《单片机原理及应用》，高等教育出版社2009年1月第3版第1次印刷
《THKSCM-2单片机开发综合实践装置实践指导书》浙江天煌教仪、鄂东职业技术学院共同开发实践指导书
习题来自本教材或教师自行根据实际选题。
参考书目：
林全新苏丽娟编著《单片机原理与接口技术》人民邮电出版社2004年9月
张俊谟编著《单片机中级教程——原理与应用》北京航空航天大学出版社2003年8月
陈光东赵性初遍著《单片微型计算机原理与接口技术》华中科技大学出版社1999年四月
霍孟友王爱群编著《单片机原理与应用——学习概要及题解》机械工业出版社2005年3月
李群芳等《单片微型计算机及接口技术》，电子工业出版社
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