16.2 课程《单片机技术》
16.2.1.1 课程基本信息
课程归口部门：电子与信息工程学院
课程代码：N010037
适用专业： 应用电子技术、楼宇智能化技术、移动通信技术等专业
学 时 数：96 学 分： 5.5
先修课程：电子电路分析与实践
后续课程：智能电子产品设计与测试、毕业论文设计
16.2.1.2 课程性质
该课程是电类专业的专业必修课，是培养学生单片机基础应用能力和程序设计能力的核心课程，为专业培养适应于电子产品设计、电子产品检测维修、销售及技术服务第一线需要，具有
较强电子技术应用能力，熟悉基于单片机电路的应用技术设计，又具有自动化设备安装、调试、维护能力和良好的职业素质的高素质技能型专门人才的培养目标服务。本课程培养学生的MCS-51单片机的应用、电子电路分析、测试、制作与调试能力，仪器仪表的使用能力及创新意识，为后续智能电子产品设计与测试、设备的维护等打下坚实的基础。
16.2.1.3 课程教学目标
通过对电子产品设计助理工程师和电子产品测试员的工作任务、工作过程进行分析，确立了本课程的能力目标、知识目标和素质目标。
1.3.1 能力目标
A1.能熟练操作万用表、信号发生器、示波器、电子电压表、稳压电源等常用电子仪表；
A2.能熟练查阅常用电子元器件和芯片的规格、型号、使用方法等技术资料；
A3.能熟练的使用汇编语言进行电子产品软件程序设计；
A4.能用PROTEUS仿真软件对电子电路进行仿真；
A5.能熟练的利用单片机仿真器调试硬件电路；
A6.能分析典型的模拟、数字电路（信号的提取、电源、信号移相等等）；
A7.能制定电子产品开发计划和步骤，提出解决电路设计问题的思路；
A8.查阅单片机外围电子元件的英文资料；
A9.能撰写产品制作文件、产品说明书。
1.3.2知识目标
K1. 熟悉电压数显表国家标准及ROHS环保指令要求；
K2. 熟悉电力系统的相关技术指标及相关知识；
K3. 掌握单片机仿真器和编程器使用方法；
K4. 掌握MCG51汇编语言基本指令；
K5. 掌握常用电子元器件和芯片的检测方法；
K6. 掌握典型A/D、D/A转换器的使用方法
K7. 掌握加、减、乘、除等子程序调用方法；
K8. 掌握MCGS-51单片机的I/O接口、中断、定时器等模块工作原理；
16.1.3.3素质目标
Q1.具有良好的职业道德、规范操作意识；
Q2.具备良好的团队合作精神；
Q3.具备良好的组织协调能力；
Q4.具有求真务实的工作作风；
Q5.具有开拓创新的学习精神；
Q6.具有良好的语言文字表达能力。
16.2.1.4 课程设置与设计思路
经多次的调研及分析，本课程选取以“多功能电子钟” 作为贯穿整门课程的教学载体，该教学载体以单片机作为控制核心，主要包括显示模块、键盘模块、控制模块、串口通信模块、模数转换模块以及各种传感模块。每个学习情景都是一个完整的工作过程，并将整机的设计与测试设计成更为复杂的学习情境，从而将系统化的工作过程转化为教学过程。针对单片机不同部分的运用能力训练，设计出了不同的学习情境，以训练学生分 析和设计单片机应用程序的基本技能。本课程共设计了4个项目，由1个综合项目——多功能电子钟，按照不同的功能模块分解成3个子项目，包括显示系统、键盘系统和控制系统，每个学习项目包含具有可选性的子项目。
16.2.1.5 教学内容与学时分配
本课程项目结构与学时分配见表1。
课程内容与学时分配表
序号 | 教学 内容 | 教学内容对应的目标 | 教学场所 | 参考学时 | |
能力目标 | 知识目标 | ||||
1 | 认识单片机开发环境 | 1.能画出单片机最小系统电路图，并进行焊接。 2.能让单片机工作起来 3.能用万用表检查电子元件 | 1．熟悉单片机电路引脚的功能。 2．掌握单片机时序电路的工作原理 3. 掌握单片机复位电路的工作原理 | 单片机实训室 | 4 |
2 | 花样流水灯 | 1.能设计LED发光二极管的电路图，对限流电阻进行选择和计算。 2.能用汇编语言编写I/O口的控制程序 3.能使用单片机仿真器设计调试运行程序 4.能用编程器下载调试成功的程序 | 1．掌握单片机I/O接口的工作方法和原理 2. 掌握发光二极管限流电阻计算方法 3. 掌握单片机仿真器和编程器的使用方法 4.掌握MCS-51汇编指令的应用方法 | 单片机实训室 | 12 |
3 | 带静态显示的十字路口交通灯 | 1.能设计2位静态显示数码管的交通灯电路图 2.能画出十字路口交通灯的工作流程图 3.能编写控制程序，使用单片机仿真器设计调试运行程序 | 1. 掌握七段数码管的工作原理。 2. 掌握数码管控制电路驱动译码的编程方法。 3. 掌握单片机主程序、分支程序设计的设计方法及流程图的作用。 | 单片机实训室 | 8 |
4 | 简易秒表 | 1.能设计6位数码管的动态显示的驱动电路 2.能画出简易秒表的程序流程图 3.能用测试硬件电路 4.能用定时器编写控制程序 | 1. 掌握单片机内部定时器计数器的使用方法 2.掌握动态显示扫描方法 3.掌握查表程序编写方法 4.掌握定时中断使用方法 | 单片机实训室 | 12 |
5 | 点阵广告牌 | 1.能设计8*8点阵屏电路图 2.能用简单方法测试硬件电路 3.能画出点阵屏程序流程图 | 1. 掌握8*8点阵屏的工作流程。 2. 掌握8*8点阵屏控制电路驱动的编程方法。 3.掌握静态显示和动态显示在点阵中的应用。 | 单片机实训室 | 8 |
6 | 汽车转向灯 | 1.能设计独立按键的电路 2.能用多种方法判断按键功能 | 1.掌握按键输入去抖动编程方法 2.掌握外部中断的设置和使用方法 | 单片机实训室 | 4 |
7 | 4路抢答器 | 1.能设计4路抢答器的电路 2.能制定抢答器的程序流程图 | 1.掌握条件判断选择指令在4路抢答器的应用 2.掌握键盘行扫描的方法 3.掌握外部中断使用方法 | 单片机实训室 | 4 |
8 | 4*4密码锁 | 1.能设计4*4键盘的电路 能设计6位数码管显示的基本功 2.能编写控制程序，使用单片机仿真器设计调试运行程序 | 1.熟悉4*4键盘工作原理 2. 掌握4*4键盘按键输入去抖动编程方法 3.掌握子程序的入口地址和使用方法 4.掌握软硬联调的技术 | 单片机实训室 | 8 |
9 | 音乐盒 | 1.能分析方波发生器的具体要求， 2.能完成一首简易音乐程序编写 | 1.掌握单片机定时器的使用方法 2.掌握输出频率可调的编程步骤 | 单片机实训室 | 6 |
10 | 具有存储功能的电子琴 | 1.能编写具有多、类、米、发等按键功能的电子琴。 2.能把现场弹奏的音乐进行重复播放 | 1.掌握24C02存储器的存入和读取数量功能 2.掌握IIC总线技术 | 单片机实训室 | 8 |
11 | 远程数据采集器 | 1.能用单片机与单片机串行传送数据方法和传送距离。 能用RS232/max232进行传送数据 2.能用单片机串行传送数据的工作方式 | 1. 掌握单工、双工和全双工串行传送数据的工作方法 2. 掌握简单方法测试软件硬件电路 | 单片机实训室 | 6 |
12 | 多功能电子钟整机安装调试 | 1.能画出整机安装电路图 2.能画出整机安装装配图 3.能写作品使用说明书 4.能写作品技术指标说明书 5. 具有团队协作精神 | 1.掌握整机电路软件硬件联合调试的步骤。 2.掌握异常的故障维修方法 | 单片机实训室 | 16 |
合计：96学时 | |||||
16.2.1.6 教学资源开发与利用
1.6.1 教材与参考资料
① 依据本课程标准编写校本教材：充分体现任务引领，项目导向工作过程的设计思想；充分考虑现代教学资源的利用；充分结合当地企业实际；
②依据本课程标准及教学实践编写Proteus仿真教程；
③依据本课程标准编写项目指导书；
④自编网络电子教材与教案、PPT课件；
⑤高职高专十一五规划教材作为教学的参考教材：
张永枫.王静霞 主编 清华大学出版社 《单片机应用实训教程》
⑥参考学习网站
21世纪新锐网www.21xr
实用电子制作网www.sydzdiy/
电子制作爱好者站www.dzzz/
电子制作实验室 www.xie-gang/
电子制作网 www.165v/
1.6.2其它
1.注重资源库的资料的开发与搜集整理：
①图片库：元器件库，仪器仪表工具库，实用制作电路图库，实训教学环境图库，校外实习图库，学生作品图库，生产设备及工艺图片。
②动画库：100多个相应知识点的动画资源，帮助学生理解消化相应知识。
③视频库：常用工具使用方法录像，情境教学录像，模拟电路教学视频，数字电路教学视频，学生作品演示视频，学生获奖作品报道视频，实习实训录像。
④多媒体课件库：按照工作过程开发的项目化课件，按情境分类，图文并茂，并在相关知识点处插入大量动画，采取多种手段开展教学，激发学生兴趣，帮助学生更好的理解相关知识。
⑤案例库：1000多个有趣实用的制作案例，配以文字说明，方便教师课堂教学以及学生课外制作利用。
⑥创新项目库：大学生电子设计竞赛题帮助学生更早的了解电子设计竞赛题型，培养创新能力。
⑦电子元器件资料库：常用模拟元器件和数字元器件的分类、参数、作用及使用说明。
⑧仿真实训库：300多个仿真实例及仿真录像，教你如何使用仿真软件仿真测试
2.有效利用丰富的图书馆藏资源：电子专业书籍，电子杂志，期刊数据库等。
16.2.1.7 课程对实训室设备的要求
实训室设备一览表
实训室一：单片机实训 | |||
设备名称 | 型号 | 数量 | 功能 |
直流稳压电源 | HG63303 | 25台 | 输出0-24V可调电压 |
计算机 | 联想 | 25台 | 安装单片机编程软件 |
数字拟示波器 | DPO4000 | 25台 | 双路25M示波器 |
单片机仿真器 | TKS-52B | 25台 | 仿真AT89S51单片机 |
单片机编程器 | EasyPRO500 | 5台 | 下载单片机程序 |
Protues仿真软件 | 7.0以上版本 | 25套 | 软件仿真单片机程序 |
16.2.1.8 课程教学项目设计参考表
表1：子项目设计
子项目：认识单片机开发环境 | 学时：4 | |||
项目目标 | 能力目标：A1、A2、A3 | |||
知识目标：K1、K2 | ||||
项目任务 | 任务1： 画出单片机最小系统板电路图 任务2： 按电路图列出元件清单带取元件，电路焊接 | |||
学生知识 与能力准备 | A1.能熟练操作万用表、信号发生器、示波器、电子电压表、稳压电源等常用电子仪表； A2.能熟练查阅常用电子元器件和芯片的规格、型号、使用方法等技术资料； K3.掌握模拟电路、数字电路等电路的相关知识及分析、调试方法； | |||
教学材料 准备 | 《单片机应用实训教程》张永枫 主编 清华大学出版社 单片机编程软件Keil uVision2和仿真软件Protues 12V开关电源，单片机仿真器等 | |||
步骤 | 师生活动内容 | 主要知识点 | 教学方法建议 | |
告知（教师基本情况、教学目的） | 告诉学生任务： 1. 画出单片机最小系统板电路图 2. 按电路图列出元件清单带取元件，电路焊接 | 单片机最小系统电路 | 整体运作展示 | |
引入（任务项目） | 提出问题：单片机电路怎么样才能正常工作起来，它与数字电路有什么不同 | 单片机的主要功能和作用 | 实物演示 | |
任务1 | 画出单片机最小系统板电路图 | 单片机仿真软件Protues | 实物讲解、边讲边画 | |
具体实施 | 分组讨论单片机怎么样才能动起来，画出单片机第小系统电路图，解单片机的引脚功能和作用 | 单片机AT89C51和引脚功能 | 多媒体、板书 | |
任务2 | 按电路图列出元件清单带取元件，电路焊接 | 万用表、电烙铁使用方法 | 案例讲解，边讲边列 | |
具体实施 | 投影出单片机电路最小系统电路图，讲解时钟电路、复位电路作用及单片机I/O接口 | 晶振电路、复位电路工作原理 | 多媒体 | |
评估 | 对单片机电路板焊接技术进行介绍展示，教师进行评价并提出改进意见 | 单片机电路正常工作主要条件 | 课件、板书 | |
总结 | 1、电路焊接线标准与规范 2、单片机复位引脚作用 3、收集和准备下节课的资料、现场整理、清扫 | |||
表2：子项目设计
子项目：花样流水灯 | 学时：12 | |||
项目目标 | 能力目标：A3、A6、A7 | |||
知识目标：K2、K3 | ||||
项目任务 | （1）设计8位Led发光二极管流水灯的电路图 （2）编写LED发光二极管流水灯程序，并用仿真器仿真调试程序 | |||
学生知识 与能力准备 | A1.能熟练操作万用表、信号发生器、示波器、电子电压表、稳压电源等常用电子仪表； A2.能熟练查阅常用电子元器件和芯片的规格、型号、使用方法等技术资料； K3.掌握模拟电路、数字电路等电路的相关知识及分析、调试方法； | |||
教学材料 准备 | 《单片机应用实训教程》张永枫 主编 清华大学出版社 单片机编程软件Keil uVision2和仿真软件Protues 12V开关电源，单片机仿真器等 | |||
步骤 | 师生活动内容 | 主要知识点 | 教学方法建议 | |
告知（教师基本情况、教学目的） | 告诉学生任务： 1、 设计8位Led发光二极管流水灯的电路图 2、 编写程序LED发光二极管流水灯程序 3、 用单片机软件行仿真程序 | 单片机I/O接口使用，限流电阻计算 | 整体运作展示 | |
引入（任务项目） | 提出问题： 为什么流水灯能按想法点亮？是怎么控制的？ | 单片机单片机I/O口控制方式 | 实物演示 | |
任务1 | 设计8位Led发光二极管流水灯的电路图 | 二极管测量方法 | 实物讲解、边讲边画 | |
具体实施 | 设计流水灯电路图，分析不同大小、不同颜的LED限流电阻的计算方法 | 发光二极管正常发光电流 | 实物测试 | |
任务2 | 编写程序LED发光二极管流水灯程序 | 单片机I/O接口控制程序 | 案例讲解，边讲边做 | |
具体实施 | 讲解单片机I/O接口的程序的编程方法和指令，演示仿真器使用过程 | 单片机廷时程序 | 实物讲解、边讲边做 | |
评估 | 对单片机电路板焊接技术进行介绍展示，教师进行评价并提出改进意见 | 单片机仿真器使用 | 课件、板书 | |
总结 | 1、电路焊接线标准与规范 2、单片机使能端引脚脚作用 3、编程软件与调试方法 | |||
表3：子项目设计
子项目：带静态显示的十字路口交通灯 | 学时：8 | |||
项目目标 | 能力目标：A1、A2、A5 | |||
知识目标：K1、K4 | ||||
项目任务 | 任务1：设计带数码管的交通灯（红、绿、黄）电路图 任务2：编写交通灯控制程序，并用仿真器仿真调试程序 要求：红灯亮7S后，黄灯闪烁3次0.5周期，绿灯亮7S后黄灯闪烁3次0.5周期，循环 | |||
学生知识 与能力准备 | A1.能熟练操作万用表、信号发生器、示波器、电子电压表、稳压电源等常用电子仪表； A2.能熟练查阅常用电子元器件和芯片的规格、型号、使用方法等技术资料； K3.掌握模拟电路、数字电路等电路的相关知识及分析、调试方法； | |||
教学材料 准备 | 《单片机应用实训教程》张永枫 主编 清华大学出版社 单片机编程软件Keil uVision2和仿真软件Protues 12V开关电源，单片机仿真器等 | |||
步骤 | 师生活动内容 | 主要知识点 | 教学方法建议 | |
告知（教师基本情况、教学目的） | 告诉学生任务： 1. 设计带数码管的交通灯（红、绿、黄）电路图 2. 编写交通灯控制程序，并用仿真器仿真调试程序 | 单片机时序电路控制方法 | 整体运作展示 | |
引入（任务项目） | 提出问题： 十字公路交通灯红、黄、绿灯的工作方式是怎么样的？ | 单片机控制交通灯的流程 | 实物演示 | |
任务1 | 设计带数码管的交通灯（红、绿、黄）电路图 | 七段数码管工作原理 | 实物讲解、边讲边画 | |
具体实施 | 分析交通灯的工作过程，画出程序流程图。 提示：按LED限流电阻的计算方法来算数码管的驱动电阻 | 单片机 程序流程图 | 多媒体、板书、做笔 | |
任务2 | 编写交通灯控制程序，并用仿真器仿真调试程序 | 仿真软件Protues画图方法 | 案例讲解，边讲边做 | |
具体实施 | 讲解单片机I/O接口的程序的编程方法和指令 | 数码管控制电路驱动译码的编程方法 | 实物讲解、边讲边做 | |
评估 | 小组对制作进行总结，小组之间进行交流，教师进行评价并提出意见，师生展开讨论 | 交通灯控制程序设计和编程思路， | 课件、板书 | |
总结 | 1、电路焊接线标准与规范 2、单片机I/O接口作用 3、收集和准备下节课的资料、现场整理、清扫 | |||
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。
发表评论