附件1：課程思政元素融入設計一、課程知識模塊與思政映射?章節(jié)知識點?思政映射德育目標典型案例第1章概述80C51系列單片機1.詮釋了“關鍵核心技術必須牢牢掌握在自己手中”的戰(zhàn)略思想，激勵學生樹立科技報國的使命感，培養(yǎng)在逆境中自力更生、攻堅克難的奮斗精神。2.強化了學生對“自主可控”與“國家安全”的理解，激發(fā)其投身國產基礎軟硬件生態(tài)建設的責任感。3.激勵學生以技術創(chuàng)新提升國家產業(yè)競爭力，踐行“科技強國”的時代擔當。家國情懷、社會擔當1.華為海思麒麟芯片自主創(chuàng)新突破技術封鎖；2.龍芯3A5000處理器構建自主可控的信息技術生態(tài)系統(tǒng)；3.大疆無人機飛控系統(tǒng)跨界融合引領產業(yè)革新。第2章80C51單片機的硬件結構單片機的低功耗節(jié)電方式引導學生理解“雙碳”目標下節(jié)能減排的技術路徑，培養(yǎng)綠色設計思維，將環(huán)保理念融入工程實踐。環(huán)保意識國產STC89C51單片機的低功耗設計第3章C51語音編程基礎C51語言語句及程序結構映射“嚴謹細致、精益求精”的工匠精神，培養(yǎng)學生對技術成果的社會責任意識。規(guī)則意識、精益求精遵守C51編程規(guī)則第4章80C51單片機I/O端口及應用I/O端口及應用強調“電氣隔離”與“安全設計”的重要性，培養(yǎng)學生在工業(yè)控制、智能家居等場景中保障人身與設備安全的工程倫理意識。人身安全、設備安全1.I/O口簡單輸入輸出設計；2.單片機I/O口控制電磁繼電器；3.單片機I/O口控制光耦；4.單片機I/O口控制雙向可控硅5.單片機I/O口控制雙向可控硅接口設計（教材例4-2、例4-3、4—4、4-5、4-6）第5章80C51單片機的中斷系統(tǒng)80C51中斷系統(tǒng)的結構凸顯自主指令集與IP核設計對打破技術依賴的戰(zhàn)略意義，強化“核心技術自主可控”的國家意識。國家意識華為海思麒麟芯片中斷優(yōu)先級調度優(yōu)化中斷源及中斷標志位體現了“安全重于泰山”的工程倫理，培養(yǎng)學生對生命安全高度負責的職業(yè)操守和嚴謹求實的科學態(tài)度。安全意識CTCS-3級列控系統(tǒng)采用8051單片機組成“三取二”冗余架構第6章80C51單片機定時器/計數器定時器/計數器T0和T1的結構及工作原理凸顯北斗系統(tǒng)與國產芯片協(xié)同保障國家時空信息安全的重要性，增強學生對“科技自立自強”的認同感。精益求精、工匠精神龍芯3A5000北斗授時同步第7章80C51單片機系統(tǒng)的并行擴展存儲器擴展技術引導學生理解長期技術積累的重要性，樹立“厚積薄發(fā)、自主創(chuàng)新”的發(fā)展理念。培養(yǎng)服務國家信創(chuàng)戰(zhàn)略的使命感。科技自立、持續(xù)創(chuàng)新1.麒麟9000S芯片存儲層次優(yōu)化2.龍芯3C5000服務器內存擴展并行擴展技術培養(yǎng)學生系統(tǒng)化思維和資源優(yōu)化意識，理解在有限硬件條件下實現功能最大化的工程智慧。資源優(yōu)化、系統(tǒng)規(guī)劃80C51單片機采用線選法和全譯碼擴展RAM和I/O接口（教材例7-1、例7-2）第8章人機交互接口設計LED數碼管的工作原理培養(yǎng)學生扎實的工程基本功和“精益求精”的實踐態(tài)度，理解“偉大工程始于細節(jié)”的道理。實踐能力、精益求精LED數碼管的工作原理靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示C51設計（教材例8-4、例8-5）第9章80C51單片機串口設計單片機與異步串口RS-485接口電路設計培養(yǎng)學生系統(tǒng)集成能力和對通信安全的關注。系統(tǒng)集成、系統(tǒng)思維上位機PC機通過RS-485串行總線與下位機單片機通信實現采集和驅動（教材例9-7）第10章80C51單片機與DAC、ADC接口芯片的設計單片機與DAC0832的接口、80C51單片機與ADC0809的接口、單片機與串行ADC0832的接口培養(yǎng)學生追求卓越、嚴謹負責的工程態(tài)度，理解技術細節(jié)對社會應用的重要影響。精準度、社會責任單片機與DAC0832接口的應用設計、單片機控制ADC0809的輸入采集設計、單片機與串行ADC0832的接口設計（教材例10-1~10-9）第11章80C51單片機串行擴展技術單總線溫度數據采集元件的接口電路、80C51單片機模擬I2C串行總線傳送數據、SPI接口FlashAT25F1024設計培養(yǎng)學生遵循技術規(guī)范的意識，理解標準化對產業(yè)協(xié)同發(fā)展的推動作用。協(xié)議標準化、互聯(lián)互通單總線DS18B20溫度數據采集DS18B20設計、具有I2C串行總線的EEPROMAT24C02的設計、SPI接口FlashAT25F1024設計（教材例11-1~11-3）第12章80C51單片機應用實例80C51單片機應用實例通過一系列貼近生活的工程實踐項目，引導學生將理論知識轉化為解決實際問題的能力，體現了“學以致用、服務社會”的工程價值導向。在綜合應用傳感器、通信協(xié)議和控制技術的過程中，培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度、創(chuàng)新意識和實踐能力，激發(fā)其運用技術改善生活、推動社會進步的責任感與使命感。跨學科整合、社會責任單片機控制直流電機、控制步進電機、電子音樂設計、單片機頻率計設計、單片機控制16x16點陣屏顯示、單片機控制SRF04的超聲波測距、單片機控制HX711的電子秤、單片機控制SHT75模塊的溫濕度檢測設計。（教材例12-1~12-9）第13章Keilc51和Proteus虛擬仿真平臺的使用Proteus8.8虛擬設計與仿真培養(yǎng)“動手實踐、知行合一”的學習態(tài)度，為后續(xù)深入學習奠定基礎。實踐創(chuàng)新、解決問題51單片機Keilc51和Proteus8.8虛擬仿真平臺設計跑馬燈二、18個具體思政案例與思政映射介紹1.華為海思麒麟芯片自主創(chuàng)新突破技術封鎖；（1）案例介紹：華為海思在外部技術封鎖加劇的背景下，堅持自主研發(fā)，成功推出麒麟系列SoC芯片，特別是在5G基帶集成、NPU架構設計等方面實現關鍵技術突破。其設計團隊在缺乏先進EDA工具和制造工藝支持的情況下，通過系統(tǒng)級優(yōu)化和算法創(chuàng)新，實現了高性能與低功耗的平衡，展現了中國企業(yè)在核心技術領域的自主攻關能力。（2）思政映射：該案例深刻詮釋了“關鍵核心技術必須牢牢掌握在自己手中”的戰(zhàn)略思想，激勵學生樹立科技報國的使命感，培養(yǎng)在逆境中自力更生、攻堅克難的奮斗精神。2.龍芯3A5000處理器構建自主可控的信息技術生態(tài)系統(tǒng)（1）案例介紹：龍芯3A5000處理器作為我國自主研發(fā)的高性能通用處理器，標志著在構建自主可控的信息技術生態(tài)系統(tǒng)方面邁出了重要一步。通過采用先進的LoongArch指令集架構，龍芯3A5000不僅提升了計算性能，還增強了系統(tǒng)的安全性與兼容性，為政府、企業(yè)及個人用戶提供了一個可靠的技術選擇。該案例展示了從芯片設計到軟件生態(tài)建設的全過程，體現了國內科研團隊在面對國際技術封鎖時的自力更生和自主創(chuàng)新精神。（2）思政映射：龍芯3A5000采用完全自主設計的LoongArch指令集，標志著我國在CPU核心架構上實現“從跟跑到并跑”的跨越。該案例強化了學生對“自主可控”與“國家安全”的理解，激發(fā)其投身國產基礎軟硬件生態(tài)建設的責任感。3.大疆無人機飛控系統(tǒng)（1）案例介紹：大疆無人機飛控系統(tǒng)作為現代航空技術和智能控制技術結合的典范，代表了全球領先的無人機解決方案。在課程中引入大疆無人機飛控系統(tǒng)的案例，可以讓學生深入了解飛行控制系統(tǒng)的設計原理、傳感器融合技術、自動控制算法以及實時數據處理方法等關鍵技術點。通過學習這一案例，學生們不僅能夠掌握先進的工程技能，還能體驗到創(chuàng)新科技如何推動行業(yè)變革和社會進步。（2）思政映射：大疆通過飛控系統(tǒng)的持續(xù)創(chuàng)新，不僅占領全球消費級無人機市場，更將中國技術標準推向世界。該案例激勵學生以技術創(chuàng)新提升國家產業(yè)競爭力，踐行“科技強國”的時代擔當。4.國產STC89C51單片機的低功耗設計（1）案例介紹：介紹該單片機內部電源管理模式（如空閑模式和掉電模式）及編程技巧來減少能耗，不僅讓學生掌握低功耗設計的專業(yè)知識和技術，還引導他們思考節(jié)能減排對環(huán)境保護的重要性。培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和社會責任感，激發(fā)他們在工程實踐中積極踐行綠色可持續(xù)發(fā)展理念，為國家科技進步和環(huán)境保護貢獻力量。（2）思政映射：通過國產單片機低功耗設計案例，引導學生理解“雙碳”目標下節(jié)能減排的技術路徑，培養(yǎng)綠色設計思維，將環(huán)保理念融入工程實踐。5.遵守C51編程規(guī)則（1）案例介紹：C51編程中，變量存儲類型選擇、中斷服務函數編寫規(guī)范、內存管理等直接影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過規(guī)范編程，可避免內存溢出、死循環(huán)等致命錯誤，確保嵌入式系統(tǒng)長期可靠運行。（2）思政映射：遵守編程規(guī)范是工程師職業(yè)素養(yǎng)的體現，映射“嚴謹細致、精益求精”的工匠精神，培養(yǎng)學生對技術成果的社會責任意識。6.1.I/O口簡單輸入輸出設計；2.單片機I/O口控制電磁繼電器；3.單片機I/O口控制光耦；4.單片機I/O口控制雙向可控硅5.單片機I/O口控制雙向可控硅接口設計（教材例4-2、例4-3、4—4、4-5、4-6）（1）案例介紹：教材在4.5~4.8介紹的基于STC89C51單片機的工程實際仿真設計中，設計了一系列從基礎到高級的應用來展示I/O口的功能。首先，通過簡單的輸入輸出實驗，可以學習到如何配置I/O口的方向以及讀取或輸出電平狀態(tài)。接著，利用這些基礎知識進一步探索控制電磁繼電器的設計方法，實現對較高電壓和電流設備的開關控制。此外，還可以學習如何使用光耦隔離技術保護單片機電路，并掌握通過I/O口控制雙向可控硅來調節(jié)交流負載的功率，包括具體接口電路的設計與實現。（2）思政映射：通過I/O口驅動強電設備的案例，強調“電氣隔離”與“安全設計”的重要性，培養(yǎng)學生在工業(yè)控制、智能家居等場景中保障人身與設備安全的工程倫理意識。7.華為海思麒麟芯片：中斷優(yōu)先級調度優(yōu)化?（1）案例介紹：麒麟9905G芯片通過動態(tài)調整L2緩存分配策略，將中斷響應延遲縮短至15ns，保障5G基帶實時數據處理需求?。其三級中斷控制器采用混合優(yōu)先級機制（固定優(yōu)先級與輪詢調度結合），在視頻編碼場景下優(yōu)先處理ISP圖像信號處理中斷，確保4K視頻流穩(wěn)定傳輸。課程實驗中要求學生基于公開的資料，實現中斷嵌套與優(yōu)先級管理程序編寫，理解自主芯片架構對打破技術封鎖的戰(zhàn)略意義?。（2）思政映射?：通過對比ARM授權架構，凸顯自主指令集與IP核設計對打破技術依賴的戰(zhàn)略意義，強化“核心技術自主可控”的國家意識。8.高鐵列控系統(tǒng)：三取二冗余架構故障切換?（1）案例介紹：CTCS-3級列控系統(tǒng)采用三組8051單片機組成“三取二”冗余架構，當兩個模塊輸出不一致時，硬件看門狗在50ms內觸發(fā)復位，確保制動距離誤差＜2米?。中斷服務程序中設置安全校驗位（CRC-32算法），實時驗證控制指令完整性。教學案例要求學生編寫列車超速防護（ATP）算法，通過CAN總線模擬實現200km/h動態(tài)限速控制?。（2）思政映射：高鐵列控系統(tǒng)的“三取二”冗余設計體現了“安全重于泰山”的工程倫理，培養(yǎng)學生對生命安全高度負責的職業(yè)操守和嚴謹求實的科學態(tài)度。9.龍芯3A5000北斗授時同步?（1）案例介紹：龍芯3A5000通過硬件鎖相環(huán)與軟件補償算法，實現與北斗系統(tǒng)高精度時間同步，為電力、通信等關鍵基礎設施提供自主可靠的授時服務。（2）思政映射：該案例凸顯北斗系統(tǒng)與國產芯片協(xié)同保障國家時空信息安全的重要性，增強學生對“科技自立自強”的認同感。10.麒麟9000S芯片存儲層次優(yōu)化?（1）案例介紹：麒麟9000S采用多級緩存架構與智能預取算法，優(yōu)化內存訪問效率，提升AI與圖形處理性能，展現了國產芯片在系統(tǒng)級優(yōu)化上的創(chuàng)新能力。（2）思政映射：通過國產芯片在存儲架構上的持續(xù)創(chuàng)新，引導學生理解長期技術積累的重要性，樹立“厚積薄發(fā)、自主創(chuàng)新”的發(fā)展理念。11.龍芯3C5000服務器內存擴展?（1）案例介紹：龍芯3C5000支持四通道DDR4-3200內存，通過地址交織技術將內存帶寬提升至102.4GB/s。在國產數據庫系統(tǒng)中，采用NUMA架構優(yōu)化內存分配策略，使TPC-C測試性能提升35%?。龍芯3C5000服務器在內存擴展方面的創(chuàng)新設計，不僅大幅增加了服務器的內存容量，還增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度，滿足了大數據時代對高效能計算的需求。同樣展示了國產芯片在提升計算能力和存儲效率方面所取得的重要進展，體現了我國在半導體技術領域的自主研發(fā)能力。（2）思政映射：龍芯3C5000在服務器領域的應用，推動了國產CPU與操作系統(tǒng)、數據庫的協(xié)同創(chuàng)新，助力構建安全可控的信息技術體系，培養(yǎng)學生服務國家信創(chuàng)戰(zhàn)略的使命感。12.80C51單片機采用線選法和全譯碼擴展RAM和I/O接口（教材例7-1、例7-2）（1）案例介紹：采用線選法和全譯碼方法擴展RAM和I/O接口是理解單片機系統(tǒng)架構的重要步驟。通過教材中的例7-1和例7-2，學生可以學習到如何利用這兩種方法有效地增加系統(tǒng)的存儲容量和外設接口數量。線選法通過直接使用地址線選擇不同的芯片，實現簡單的擴展；而全譯碼則提供了更精確的地址映射，使得每個外設或內存單元都有唯一的地址標識。這些實例不僅幫助學生掌握了硬件設計的基礎知識，還增強了他們對系統(tǒng)資源管理的理解。（2）思政映射：通過系統(tǒng)擴展設計，培養(yǎng)學生系統(tǒng)化思維和資源優(yōu)化意識，理解在有限硬件條件下實現功能最大化的工程智慧。13.LED數碼管的工作原理靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示C51設計（教材例8-4、例8-5）（1）案例介紹：LED數碼管是一種常見的顯示設備，可以通過靜態(tài)顯示或動態(tài)顯示的方式進行信息展示。在基于C51單片機的設計中，靜態(tài)顯示意味著每個數碼管都有獨立的驅動電路，適用于顯示內容較少且不需要頻繁更新的場景；而動態(tài)顯示則是通過快速掃描多個數碼管來實現同時顯示的效果，適用于需要節(jié)省I/O資源和顯示內容變化較快的情況。通過對這兩種顯示方式的學習與實踐，學生可以深入了解LED數碼管的工作原理及其控制方法，掌握單片機編程技巧及硬件接口技術。（2）思政映射：從簡單的LED顯示入手，培養(yǎng)學生扎實的工程基本功和“精益求精”的實踐態(tài)度，理解“偉大工程始于細節(jié)”的道理。14.上位機PC機通過RS-485串行總線與下位機單片機通信實現采集和驅動（教材例9-7）（1）案例介紹：教材例9-7是上位機PC通過RS-485串行總線與下位機單片機進行數據交換。此案例涵蓋了從硬件連接到軟件編程的各個方面，包括RS-485接口電路的設計、通信協(xié)議的選擇與實現以及數據收發(fā)程序的編寫等。學生將學習如何利用80C51單片機處理來自PC機的指令，并返回相應的響應或數據，從而構建一個完整的遠程監(jiān)控或控制系統(tǒng)。這不僅加深了對單片機通信原理的理解，還提高了實際工程應用能力。（2）思政映射：RS-485通信案例體現了工業(yè)通信協(xié)議的標準化與可靠性設計，培養(yǎng)學生系統(tǒng)集成能力和對通信安全的關注。15.單片機與DAC0832接口的應用設計、單片機控制ADC0809的輸入采集設計、單片機與串行ADC0832的接口設計（教材例10-1~10-9）（1）案例介紹：在單片機的應用設計中，學習與DAC0832（數模轉換器）、ADC0809（模數轉換器）以及串行ADC0832進行接口設計是至關重要的。通過這些項目，學生將掌握如何利用80C51單片機實現模擬信號到數字信號的轉換及數字信號到模擬信號，包括硬件連接、數據傳輸協(xié)議的理解以及相應的編程實現。例如，DAC0832的應用可以讓學生了解如何生成精確的模擬輸出，而ADC0809和ADC0832的學習則專注于采集外部環(huán)境數據，并將其轉化為數字信號以便進一步處理。（2）思政映射：ADC/DAC接口的精度直接影響系統(tǒng)性能，培養(yǎng)學生追求卓越、嚴謹負責的工程態(tài)度，理解技術細節(jié)對社會應用的重要影響。16.單總線DS18B20溫度數據采集DS18B20設計、具有I2C串行總線的EEPROMAT24C02的設計、SPI接口FlashAT25F1024設計（教材例11-1~11-3）（1）案例介紹：學習與實踐DS18B20溫度數據采集、AT24C02EEPROM（采用I2C串行總線）以及AT25F1024Flash存儲器（使用SPI接口）的設計，學生可以深入了解不同行業(yè)標準的通信協(xié)議的工作原理及其應用場景。DS18B20的單總線設計展示了如何高效地進行溫度數據采集；AT24C02的學習讓學生掌握了利用I2C總線進行數據存儲和讀取的方法；而AT25F1024的設計則側重于通過SPI接口實現大容量數據的快速存取。這些項目不僅提升了學生的硬件設計能力，也增強了他們對嵌入式系統(tǒng)中數據管理的理解。（2）思政映射：通過I2C、SPI、單總線等標準協(xié)議的學習，培養(yǎng)學生遵循技術規(guī)范