《單片機(jī)原理及應(yīng)用A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：06140681課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：4學(xué)分學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)（理論48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)）先修課程：電子技術(shù)基礎(chǔ)、C程序設(shè)計(jì)等后續(xù)課程：無適用專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程開課單位：電子信息工程學(xué)院一、課程說明《單片機(jī)原理及應(yīng)用A》是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)選修課。本課程通過對51單片機(jī)基本知識的學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用單片機(jī)為控制核心解決實(shí)際問題的能力，本課程力求通過實(shí)踐環(huán)節(jié)，軟、硬結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生初步的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能夠掌握51單片機(jī)的基本組成和工作原理、程序設(shè)計(jì)的基本方法以及單片機(jī)的接口技術(shù)。課程目標(biāo)2：能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求，正確的進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)道德觀念。課程目標(biāo)3：激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的愛國情懷和歷史擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，精益求精的工匠精神和勇于探索的創(chuàng)新精神；鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)崇尚勞動(dòng)、熱愛勞動(dòng)、尊重勞動(dòng)的價(jià)值觀。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《單片機(jī)原理及應(yīng)用A》課程教學(xué)目標(biāo)對光電信息科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度2.問題分析2.2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理，對光電信息領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行表述。2.3能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，并通過文獻(xiàn)研究，證實(shí)問題分析的合理性。課程目標(biāo)1：能夠掌握51單片機(jī)的基本組成和工作原理、程序設(shè)計(jì)的基本方法以及單片機(jī)的接口技術(shù)。H3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.1能夠針對用戶對光電信息系統(tǒng)的功能及技術(shù)指標(biāo)要求，根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并通過分析、類比等方式提出滿足要求的解決方案。課程目標(biāo)2：能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求，正確的進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)道德觀念。M4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對光電信息類器件、電路、功能模塊、控制系統(tǒng)制定實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施。課程目標(biāo)3：激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的愛國情懷和歷史擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，精益求精的工匠精神和勇于探索的創(chuàng)新精神；鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)崇尚勞動(dòng)、熱愛勞動(dòng)、尊重勞動(dòng)的價(jià)值觀。M5.使用現(xiàn)代工具：5.1能夠了解和合理選擇現(xiàn)代光電信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)資源和現(xiàn)代工程工具、信息技術(shù)工具，解決光電信息領(lǐng)域復(fù)雜工程問題并理解其局限性。課程目標(biāo)2：能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求，正確的進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)道德觀念。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對應(yīng)的課程目標(biāo)1.認(rèn)識單片機(jī)1.1單片機(jī)概述1.251單片機(jī)基礎(chǔ)知識1.3數(shù)制1.4C51編程語言概述教學(xué)要求：了解單片機(jī)的概念、特點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域；了解C51單片機(jī)的特點(diǎn)；理解數(shù)制的表示方法；熟悉并掌握不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換方法；掌握C51語言的用法。重點(diǎn)：單片機(jī)的基本功能和特點(diǎn)。難點(diǎn)：C51語言的用法。41、32.單片機(jī)并行口2.1并行I/O端口的特點(diǎn)2.2并行I/O端口的應(yīng)用實(shí)例2.3Keil軟件的使用2.4Proteus軟件的使用教學(xué)要求：了解單片機(jī)并行口的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，掌握并行口使用方法；掌握Keil軟件和Proteus軟件的使用方法。重點(diǎn)：單片機(jī)并行口的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。難點(diǎn)：Proteus軟件的使用。6213.單片機(jī)中斷系統(tǒng)3.1中斷相關(guān)知識3.2中斷應(yīng)用實(shí)例教學(xué)要求：了解單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);掌握中斷的概念、原理和中斷實(shí)現(xiàn)的方法;掌握中斷程序設(shè)計(jì)方法和編程技術(shù)。重點(diǎn)：中斷程序的設(shè)計(jì)方法。難點(diǎn)：中斷程序的編程技術(shù)。41、24.定時(shí)計(jì)數(shù)器的使用4.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相關(guān)知識4.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)例教學(xué)要求：了解單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器的使用方法。重點(diǎn)：定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式和計(jì)數(shù)初值的計(jì)算。難點(diǎn)：定時(shí)計(jì)數(shù)器的工作方式。421、25.雙機(jī)通信5.1通信基礎(chǔ)知識5.251單片機(jī)的串行口5.3RS232串口應(yīng)用實(shí)例教學(xué)要求：了解通信的概念和數(shù)據(jù)傳輸方式的分類方法，掌握串行通信方式和特點(diǎn)；掌握單片機(jī)串行口的工作方式和使用方法。重點(diǎn)：串行口的工作方式和使用方法。難點(diǎn):串行口的工作方式。421、2、36.人機(jī)接口6.1獨(dú)立按鍵6.2矩陣式鍵盤6.3獨(dú)立按鍵應(yīng)用實(shí)例6.4矩陣式鍵盤應(yīng)用實(shí)例6.5數(shù)碼管相關(guān)知識6.6數(shù)碼管應(yīng)用實(shí)例6.7液晶顯示器1602相關(guān)知識6.8液晶顯示器應(yīng)用實(shí)例教學(xué)要求：掌握獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤的識別、按鍵的判別和去抖;了解數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和顯示方式，掌握靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示方法；了解LCD的基本結(jié)構(gòu)和功能，掌握LCD1602的顯示方法。重點(diǎn)：按鍵的識別方法，數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，LCD顯示程序的編寫。難點(diǎn):行列翻轉(zhuǎn)法判別按鍵；LCD顯示程序的編寫方法。1021、27.單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展7.1D/A轉(zhuǎn)換相關(guān)知識7.2D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC08327.3基于DAC0832的三角波發(fā)生器7.4A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)知識7.5A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC08097.6數(shù)字電壓表實(shí)例教學(xué)要求：了解ADC和DAC的基本原理、分類和重要指標(biāo)；學(xué)會(huì)使用常用的ADC和DAC構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)。重點(diǎn)：ADC和DAC的使用方法。難點(diǎn):ADC和DAC的編程方法。841、2、38.單片機(jī)綜合應(yīng)用8.1總線概論8.2I2C總線基礎(chǔ)知識8.3AT24C02的基礎(chǔ)知識8.4AT24C02的實(shí)例8.5SPI總線基礎(chǔ)知識8.6DS1302的基礎(chǔ)知識8.7DS1302顯示時(shí)鐘的實(shí)例教學(xué)要求：通過外接存儲器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，對單片機(jī)的整體知識做梳理和查漏補(bǔ)缺。重點(diǎn)：單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和步驟。難點(diǎn):單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試方法。841、2、3合計(jì)48162.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對應(yīng)的課程目標(biāo)實(shí)驗(yàn)1：I/O口的使用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：學(xué)習(xí)keil軟件和Proteus軟件的使用。掌握單片機(jī)I/O口的使用方法。實(shí)驗(yàn)要求：掌握keil軟件和Proteus軟件的使用方法；使用I/O口完成控制LED燈、簡單的按鍵查詢和控制蜂鳴器燈操作。21、2實(shí)驗(yàn)2：花式流水燈實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：掌握外部中斷和定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會(huì)使用中斷方法控制按鍵；控制花式流水燈的不同延時(shí)和花樣。21、2實(shí)驗(yàn)3：串行口實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：學(xué)習(xí)單片機(jī)串行口。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會(huì)使用單片機(jī)的串行口完成數(shù)碼管顯示和雙機(jī)通信。21、3實(shí)驗(yàn)4：矩陣鍵盤使用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：學(xué)習(xí)矩陣式鍵盤的識別方法。實(shí)驗(yàn)要求：采用行列翻轉(zhuǎn)法編制程序，識別單片機(jī)開發(fā)板上的矩陣式鍵盤，掌握單片機(jī)外接鍵盤的使用方法。21、2實(shí)驗(yàn)5.A/D、D/A綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：學(xué)習(xí)ADC、DAC的使用。實(shí)驗(yàn)要求：使用單片機(jī)內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器測電壓、光強(qiáng)；使用DAC0832構(gòu)成一個(gè)波形發(fā)生器。41、2、3實(shí)驗(yàn)6：多功能時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：學(xué)習(xí)單片機(jī)常用外部總線，包括I2C總線、SPI總線和1-wire總線。實(shí)驗(yàn)要求：學(xué)會(huì)使用AT24C04存儲器、DS1302構(gòu)成時(shí)鐘、DS18B20做溫度檢測，并用這三個(gè)芯片構(gòu)成一個(gè)能夠測量溫度的多功能時(shí)鐘。42、3合計(jì)16教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)和案例教學(xué)等，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；利用學(xué)習(xí)通、慕課等平臺，結(jié)合案例、視頻資源共享等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練；利用網(wǎng)絡(luò)平臺安排習(xí)題，鞏固課堂所學(xué)知識；并提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺。課程資源1.推薦教材：陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用——基于KeilC與Proteus(第3版)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2017.2.參考書：（1）張毅剛.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（C51編程）（第二版）[M].北京:人民郵電出版社,2016.（2）李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第五版）[M],北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2017.（3）朱文忠.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)（第一版）[M].北京:電子工業(yè)出版社,2017.3.期刊：（1）電子技術(shù)應(yīng)用,華北計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程研究所.（2）儀表技術(shù)與傳感器,沈陽儀表院.（3）單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,北京航空航天大學(xué).（4）MicroprocessorsandMicrosystems,Elsevier.（5）IEEEIndustrialElectronicsMagazine,IEEE.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）單片機(jī)原理與應(yīng)用,/course/HIT-353001?from=searchPage（2）單片機(jī)原理及應(yīng)用,/course/NJTU-1001729006?from=searchPage.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價(jià)細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核線上資源使用情況10（1）根據(jù)學(xué)生使用線上資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)情況，各章節(jié)任務(wù)點(diǎn)完成情況以及課堂互動(dòng)情況等進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?42章節(jié)測試15（1）主要考查學(xué)生對所學(xué)知識點(diǎn)的理解、掌握程度和綜合運(yùn)用能力，滿分100分。（2）每次測試單獨(dú)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?52實(shí)驗(yàn)25（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評分，取各次實(shí)驗(yàn)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實(shí)驗(yàn)成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績?！獭獭?125期末考核50（1）以大作業(yè)形式進(jìn)行考核，以考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計(jì)入課程總評成績。（2）主要考核單片機(jī)的基本知識，其中包括單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能和使用方法，單片機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成方式，人機(jī)接口以及單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展等知識?！獭獭?0155合計(jì)：100分503614八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以線上資源使用情況、章節(jié)測試、實(shí)驗(yàn)、期末考核等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┛己顺煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末考核成績?yōu)?00分（權(quán)重50%），主要考核單片機(jī)的基本知識，其中包括單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能和使用方法，單片機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成方式，人機(jī)接口以及單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展等知識；線上資源使用情況、章節(jié)測試、實(shí)驗(yàn)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重50%）。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100≥x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60線上資源使用情況20及時(shí)完成線上任務(wù)點(diǎn)工作，完成率不低于90%。及時(shí)完成線上任務(wù)點(diǎn)工作，完成率不低于80%。及時(shí)完成線上任務(wù)點(diǎn)工作，完成率不低于70%。及時(shí)完成線上任務(wù)點(diǎn)工作，完成率不低于60%。不能及時(shí)完成線上任務(wù)點(diǎn)工作，完成率低于60%。章節(jié)測試30完全掌握所測試的知識點(diǎn)，解題思路清晰、答案正確。掌握測試知識點(diǎn)，解題思路基本正確，答案正確率80%以上。掌握測試知識點(diǎn)，解題思路基本正確，答案正確率70%以上。對測試知識點(diǎn)不熟悉，答案正確率60%以上