《單片機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)大綱課程編號：13220209英文名稱：PrincipleandApplicationofMicrocontroller學(xué)分：4學(xué)時：總學(xué)時80學(xué)時，其中理論48學(xué)時，實踐32學(xué)時先修課程：電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計課程類別：專業(yè)課授課對象：機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是一門系統(tǒng)全面地介紹51內(nèi)核單片機(jī)的硬件、軟件及其應(yīng)用技術(shù)的專業(yè)課。通過本課程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)51單片機(jī)基礎(chǔ)知識、結(jié)構(gòu)原理、C51語言設(shè)計、I/O接口、人機(jī)接口以及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般方法。能將所學(xué)知識用于解決基于微控制器的工業(yè)和民用機(jī)電設(shè)備相關(guān)問題，能夠運(yùn)用51內(nèi)核單片機(jī)系統(tǒng)的基本原理和方法，建立基于微控制器的機(jī)電系統(tǒng)的控制模型，并能夠?qū)μ囟ㄐ枨蟮臋C(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計。課程目標(biāo)1：使學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解單片機(jī)的基礎(chǔ)概念，了解如何將所學(xué)的嵌入式相關(guān)知識用于解決基于微控制器的工業(yè)和民用機(jī)電設(shè)備相關(guān)問題。課程目標(biāo)2：學(xué)習(xí)單片機(jī)C51程序設(shè)計技術(shù)以及和外圍芯片的硬件接口技術(shù)，能夠運(yùn)用51內(nèi)核單片機(jī)系統(tǒng)的基本原理和方法，建立基于微控制器的機(jī)電系統(tǒng)的控制軟硬件模型。課程目標(biāo)3：能夠運(yùn)用所學(xué)的單片機(jī)軟硬件知識對特定需求的機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件整體方案設(shè)計，并通過系統(tǒng)仿真等手段初步驗證方案的有效性和合理性。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點(diǎn)1-4.具有從事機(jī)電工程工作所需的專業(yè)知識，能用于解決復(fù)雜機(jī)電工程問題。課程目標(biāo)10.4指標(biāo)點(diǎn)2-2.能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的基本原理和方法，建立復(fù)雜機(jī)電工程問題的模型，并進(jìn)行問題的表達(dá)。課程目標(biāo)20.4指標(biāo)點(diǎn)3-1.能夠?qū)μ囟ㄐ枨蟮臋C(jī)械產(chǎn)品、零部件、傳動與控制、機(jī)械制造過程等復(fù)雜機(jī)電工程問題進(jìn)行方案設(shè)計。課程目標(biāo)30.2三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1概述：單片機(jī)概念及發(fā)展過程、種類、發(fā)展趨勢；SOC的概念，51兼容產(chǎn)品現(xiàn)狀；單片機(jī)中的數(shù)據(jù)表示、數(shù)制及轉(zhuǎn)換；理解單片機(jī)的基本概念；掌握二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)據(jù)表示和相互轉(zhuǎn)換。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。4講授式練習(xí)式課程目標(biāo)12單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及擴(kuò)展；單片機(jī)的時鐘與復(fù)位；單片機(jī)的最小系統(tǒng)。了解單片機(jī)內(nèi)部的硬件資源；理解單片機(jī)復(fù)位及實現(xiàn)，能夠搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。6講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)13Keil程序開發(fā)平臺介紹；PROTUES仿真軟件介紹；Keil/PROTUES聯(lián)調(diào)。熟悉Keil開發(fā)環(huán)境；熟悉PROTUES仿真環(huán)境；能運(yùn)用Keil與PROTUES實現(xiàn)聯(lián)調(diào)。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。4講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24C51程序設(shè)計：單片機(jī)C語言設(shè)計方法及優(yōu)點(diǎn)；C語言程序基本結(jié)構(gòu)，程序控制流程，數(shù)組，指針，C51函數(shù)；51單片機(jī)內(nèi)部資源在C51中的定義，LED流水燈設(shè)計。了解C51程序設(shè)計的基本規(guī)范；掌握結(jié)構(gòu)化的C51程序設(shè)計的一般步驟與方法。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。6講授式練習(xí)式課程目標(biāo)15中斷系統(tǒng)：中斷的概念及處理過程，中斷源及優(yōu)先級；中斷相關(guān)寄存器及設(shè)置；中斷函數(shù)及其調(diào)用。理解中斷的相關(guān)概念；熟悉中斷相關(guān)寄存器及其設(shè)置方法；掌握中斷函數(shù)概念及應(yīng)用；掌握典型中斷系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。6講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)26定時/計數(shù)器：定時/計數(shù)器結(jié)構(gòu)，控制寄存器及設(shè)置；常用工作方式1、2；定時/計數(shù)器的查詢方式與中斷方式；定時/計數(shù)中斷應(yīng)用設(shè)計。了解定時/計數(shù)器的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理；掌握相關(guān)控制寄存器的設(shè)置方式；熟悉查詢和中斷兩種工作方式；掌握典型定時/計數(shù)系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。6講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)27人機(jī)接口：7/8段數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)、原理與應(yīng)用；動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示原理及應(yīng)用；各類按鍵的結(jié)構(gòu)、原理與消抖；獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤的設(shè)計與應(yīng)用。理解數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)、原理；熟悉常用的鎖存驅(qū)動芯片；掌握動態(tài)和靜態(tài)顯示設(shè)計與編程實現(xiàn)；理解按鍵原理及消抖；掌握鍵盤的設(shè)計及編程實現(xiàn)。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。10講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)38單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計方法。能綜合運(yùn)用所學(xué)單片機(jī)相關(guān)知識設(shè)計單片機(jī)系統(tǒng)，用于實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的基本控制。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。6講授式練習(xí)式課程目標(biāo)3合計48序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1單片機(jī)開發(fā)板測試必修：熟悉單片機(jī)開發(fā)板的軟硬件平臺環(huán)境。2驗證課程目標(biāo)12點(diǎn)亮一個LED燈必修：結(jié)合單片機(jī)I/O口硬件和C51軟件編程控制任意指定位置個數(shù)LED燈點(diǎn)亮。2驗證課程目標(biāo)13閃爍LED燈控制必修：設(shè)計軟硬件系統(tǒng)控制指定位置個數(shù)LED燈按指定要求閃爍。2驗證課程目標(biāo)14節(jié)日流水燈控制必修：設(shè)計軟硬件系統(tǒng)控制指定位置個數(shù)LED燈按指定要求實現(xiàn)流水燈效果。4設(shè)計課程目標(biāo)25數(shù)碼管靜態(tài)顯示0-9必修：設(shè)計軟硬件系統(tǒng)控制單個數(shù)碼管以靜態(tài)顯示方式輪流顯示數(shù)字0-9。4設(shè)計課程目標(biāo)26數(shù)碼管動態(tài)顯示拉幅效果必修：設(shè)計軟硬件系統(tǒng)控制多個數(shù)碼管以動態(tài)顯示方式顯示學(xué)生學(xué)號并要求實現(xiàn)拉幕式效果。6設(shè)計課程目標(biāo)27鍵控動態(tài)顯示必修：設(shè)計包含數(shù)碼管和按鍵的軟硬件系統(tǒng)，并要求能用按鍵控制數(shù)碼管顯示。6綜合課程目標(biāo)38單片機(jī)綜合系統(tǒng)設(shè)計必修：要求學(xué)生按指定要求自行設(shè)計軟硬件系統(tǒng)實現(xiàn)特定功能單片機(jī)系統(tǒng)。6綜合課程目標(biāo)3合計32四、課程教學(xué)方法采用集中講授、討論、仿真、練習(xí)等教學(xué)方式。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由課程內(nèi)訓(xùn)練、課程實驗和期末卷面考試組成，均按百分制計分。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計1課程內(nèi)訓(xùn)練0400402課程實驗0020203期末考試400040課程目標(biāo)對應(yīng)分值404020100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課程內(nèi)訓(xùn)練按時完成，90%以上的要求達(dá)成。按時完成，70%以上的要求達(dá)成。延時完成，60%以上的要求達(dá)成。不交和補(bǔ)交，50%以下的要求達(dá)成。2.實驗考核與評價標(biāo)準(zhǔn)課程實驗按時完成，90%以上的要求達(dá)成。按時完成，70%以上的要求達(dá)成。延時完成，60%以上的要求達(dá)成。不交和補(bǔ)交，50%以下的要求達(dá)成。3.期末試卷考核與評價標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計期末考核試題，綜合檢驗學(xué)生對課程相關(guān)知識的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計相應(yīng)評分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《手把手教你學(xué)51單片機(jī)（C語言版）》，宋雪