單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)（CourseDesignofMicro-controllerPrincipleandInterfaceTechnology）課程基本信息課程編號：04021549課程總學(xué)時：3周實(shí)驗(yàn)學(xué)時：3周課程性質(zhì)：必修課程屬性:專業(yè)類開設(shè)學(xué)期：第6學(xué)期適用專業(yè)：電子信息工程對先修的要求：電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言設(shè)計(jì)基礎(chǔ)對后續(xù)的支撐：畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)一、課程簡介/課程目標(biāo)單片機(jī)原理與接口技術(shù)是電子信息工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課、核心課程。在學(xué)完電子類基礎(chǔ)課程和單片機(jī)原理課程之后，為加強(qiáng)對學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)而開設(shè)的。本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識與基本技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方法，并了解單片機(jī)在測量、控制等電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用，初步具備應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)的能力。為走出校門從事單片機(jī)應(yīng)用的相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：鞏固和加深對單片機(jī)原理和接口技術(shù)知識的理解，使學(xué)生增進(jìn)對單片機(jī)系統(tǒng)的感性認(rèn)識，加深對單片機(jī)理論方面的理解，為順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。課程目標(biāo)2：使學(xué)生掌握對單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時器/計(jì)數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口和申行口通訊等，進(jìn)一步深化和鞏固所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識及實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力，。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍、查閱手冊和文獻(xiàn)資料的能力，了解與課題有關(guān)的硬件元器件的工程規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫課程設(shè)計(jì)說明書，學(xué)會方案論證的比較方法，初步掌握工程設(shè)計(jì)的基本方法，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能用計(jì)算機(jī)繪制電路圖和流程圖。使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。課程目標(biāo)4：這一環(huán)節(jié)對掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學(xué)會軟、硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，掌握單片機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、動手能力、創(chuàng)新能力，使學(xué)生樹立正確的人生觀，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的工作作風(fēng)。二、課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1指標(biāo)點(diǎn)2.3：能綜合運(yùn)用電子信息工程領(lǐng)域基本原理和方法，系統(tǒng)考慮多種影響因素，分析電路、信息處理、嵌入式系統(tǒng)等方面的復(fù)雜工程問題，選擇和優(yōu)化問題的解決方案。2.問題分析2指標(biāo)點(diǎn)3.2：掌握現(xiàn)代傳感器開發(fā)等電子信息領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，能夠針對智慧農(nóng)業(yè)、智慧畜牧、傳感測試等特定需求，包括信息采集、存儲和處理等，完成系統(tǒng)單元(部件)的方案設(shè)計(jì)。3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3指標(biāo)點(diǎn)4.2：能夠根據(jù)電路系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等領(lǐng)域信息獲取與處理方面的系統(tǒng)特征及其應(yīng)用需求，選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。4.研究4指標(biāo)點(diǎn)5.3：能夠開發(fā)或選用合適的電子儀器設(shè)備和專業(yè)仿真軟件對電路系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠分析其局限性。5.使用現(xiàn)代工具三、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系表2課程教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系序號教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)方式實(shí)踐天數(shù)課程目標(biāo)1布置任務(wù)，分析研討，收集、查閱文獻(xiàn)資料重點(diǎn)：根據(jù)選定設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)任務(wù)，閱讀相關(guān)的中英文資料，了解國內(nèi)外進(jìn)展及發(fā)展趨勢。難點(diǎn)：明確單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求、技術(shù)指標(biāo)、熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)及規(guī)程。集中講解、學(xué)生自主查閱資料、過程中予以指導(dǎo)212確定單片機(jī)系統(tǒng)總體方案重點(diǎn)：從題目設(shè)計(jì)要求出發(fā)，確定設(shè)計(jì)方案。難點(diǎn)：對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較、分析和論證，并確定最終的方案。集中講解、指導(dǎo)22，3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)重點(diǎn)：根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模塊化劃分，通過PCB軟件畫出電路原理圖。難點(diǎn)：電路原理圖的設(shè)計(jì)教師指導(dǎo)、學(xué)生自主設(shè)計(jì)32，44系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)重點(diǎn)：使用KeilMDK軟件，將設(shè)計(jì)的軟件代碼下載到單片機(jī)里。難點(diǎn)：調(diào)用接口函數(shù)，設(shè)計(jì)各外設(shè)子程序。教師指導(dǎo)、學(xué)生自主設(shè)計(jì)325程序調(diào)試、總體調(diào)試與性能測試重點(diǎn)：使用Keil軟件對所設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，要求能夠?qū)崿F(xiàn)選題的設(shè)計(jì)要求。難點(diǎn)：系統(tǒng)調(diào)試過程和錯誤排查。教師指導(dǎo)、學(xué)生自主設(shè)計(jì)326按要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告重點(diǎn)：按要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。教師指導(dǎo)、學(xué)生自主撰寫147課程設(shè)計(jì)答辯重點(diǎn)：對課程設(shè)計(jì)的整個過程，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)及仿真調(diào)試和下載驗(yàn)證等環(huán)節(jié)進(jìn)行答辯。課程團(tuán)隊(duì)14合計(jì)15（3周）四、課程考核（一）課程的考核環(huán)節(jié)課程考核以課程目標(biāo)的達(dá)成為主要目的，以檢查學(xué)生對各知識點(diǎn)的掌握程度和實(shí)踐應(yīng)用能力為重要內(nèi)容。本課程考核總成績由過程考核（占總成績的30%）、成果考核（占總成績的40%）、答辯考核（占總成績的30%）三部分綜合評定。課程總成績（百分制）按以上各部分內(nèi)容核算后（四舍五入取整），最終綜合考核成績換算為五級制，90-100分為優(yōu)秀，80-89為良好，70-79為中等，60-69為及格，小于60為不及格。課程考核觀測點(diǎn)及對課程目標(biāo)支撐情況詳見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)目標(biāo)

分值觀測點(diǎn)課程目標(biāo)1234過程考核30(1)設(shè)計(jì)進(jìn)度與質(zhì)量。(2)文獻(xiàn)查閱及開發(fā)軟件的使用能力。(3)自主學(xué)習(xí)能力?！獭獭獭?01055成果考核40(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理性。(2)軟硬件設(shè)計(jì)質(zhì)量。(3)功能實(shí)現(xiàn)。√√√101515答辯考核30(1)報(bào)告書質(zhì)量。(2)答辯陳述。(3)自主學(xué)習(xí)能力?！獭?020合計(jì)：10030252025（二）成績評定辦法及依據(jù)表4考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥90（優(yōu)秀）89>x≥80（良好）79>x≥70（中等）69>x≥60（及格）x<60（不及格）過程考核30能提前完成各階段設(shè)計(jì)任務(wù)、工作量大、完成質(zhì)量優(yōu)；能熟練的使用開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，能獨(dú)立完成仿真調(diào)試。能提出優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)有深刻，自己獨(dú)特的觀點(diǎn)。能按時完成各開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)開發(fā)軟件單片機(jī)系統(tǒng)硬件各階段設(shè)計(jì)任務(wù)滯后、工作量少、完成質(zhì)量差。不能使用開發(fā)軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，不能進(jìn)行仿真調(diào)試。在指導(dǎo)教師的啟發(fā)下也不能提出設(shè)計(jì)方案。成果考核40系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證充分；完成的軟硬件達(dá)到甚至優(yōu)于規(guī)定的性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)作品現(xiàn)場能演示實(shí)現(xiàn)全部設(shè)計(jì)功能，有發(fā)揮。能提出新穎的設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)有深刻，自己獨(dú)特的觀點(diǎn)，沒有抄襲。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證比較充分；完成的軟硬件基本達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)作品現(xiàn)場能演示實(shí)現(xiàn)全部基本設(shè)計(jì)功能。能提出較新穎的設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)與眾不同，沒有抄襲。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證尚充分；完成的軟硬件尚能達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，無原則性錯誤。設(shè)計(jì)作品現(xiàn)場能演示有少部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。能提出1種設(shè)計(jì)方案；歸納總結(jié)較少，沒有特點(diǎn)，有少許網(wǎng)上雷同內(nèi)容。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行，論證不充分。完成的軟硬件性能一般，存在錯誤。設(shè)計(jì)作品不完整，有一部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下能提出1種設(shè)計(jì)方案，歸納總結(jié)有部分雷同。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行性差、論證不充分；完成的軟硬件性能差，錯誤較多。設(shè)計(jì)作品不正確，基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。在指導(dǎo)教師的啟發(fā)下也不能提出設(shè)計(jì)方案，歸納總結(jié)雷同。答辯考核30設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場能演示完全正確，實(shí)現(xiàn)全部設(shè)計(jì)功能，有發(fā)揮。報(bào)告條理清楚，文字通順，表達(dá)清楚，格式規(guī)范，內(nèi)容完整，圖表標(biāo)注完整，符合要求。能清楚闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路清晰，語言流暢，重點(diǎn)突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場能演示完全正確，實(shí)現(xiàn)全部基本設(shè)計(jì)功能。報(bào)告條理較清楚，文字較通順，表達(dá)清楚，書寫格式較規(guī)范，內(nèi)容較完整，圖表標(biāo)注有少許瑕疵。能清楚闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路較清晰，語言較流暢，重點(diǎn)較突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場能演示完全正確，有少部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。報(bào)告條理較清楚，文字較通順，表達(dá)基本清楚，書寫格式一般，主要內(nèi)容尚完整，圖表標(biāo)注瑕疵較多?；旧夏荜U述大部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路尚可，重點(diǎn)不突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)不完整，有一部分基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。報(bào)告條理性、表達(dá)能力尚可，書寫格式一般，內(nèi)容完整性差，圖表標(biāo)注瑕疵多。能闡述部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，思路尚可，重點(diǎn)不突出。設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)不正確，基本功能沒有實(shí)現(xiàn)。報(bào)告條理不清楚，文字不通順，表達(dá)不規(guī)范，書寫格式不規(guī)范，設(shè)計(jì)內(nèi)容不完整，圖表標(biāo)注不規(guī)范，瑕疵多。不能清楚闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，沒有思路，語言不流暢，沒有重點(diǎn)。五、教學(xué)基本要求課程設(shè)計(jì)過程，學(xué)生應(yīng)遵守課程設(shè)計(jì)場地的規(guī)章制度、安全制度、操作規(guī)程。第一次上課任課教師向?qū)W生講清課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、任務(wù)、要求，和成績評定方法及依據(jù)等。學(xué)生可從指導(dǎo)教師指定的題目中選擇一題，自擬題目需經(jīng)過指導(dǎo)教師審核并確認(rèn)后，方可實(shí)施。課程設(shè)計(jì)題目要求符合工程實(shí)際，要有一定難度和足夠的工作量。課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)是一個較復(fù)雜數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和控制的問題，必須運(yùn)用深入的工程原理經(jīng)過分析才能得到解決。課程設(shè)計(jì)題目一般需要涉及多方面的技術(shù)，如原理圖設(shè)計(jì)、嵌入式C、單片機(jī)開發(fā)平臺、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、微機(jī)原理等。在完成基本設(shè)計(jì)任務(wù)的情況下，對某些設(shè)計(jì)內(nèi)容可進(jìn)一步深入發(fā)揮。六、教學(xué)方法1、課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)難易適中，注重培養(yǎng)學(xué)生分析解決電子信息工程領(lǐng)域相關(guān)的復(fù)雜工程問題的能力。2、針對課題任務(wù)，組織學(xué)生合理分工，做到每個學(xué)生都有具體設(shè)計(jì)任務(wù)。3、加強(qiáng)過程指導(dǎo)與監(jiān)控，督促學(xué)生按照進(jìn)度計(jì)劃完成各階段工作，確保設(shè)計(jì)任務(wù)的完成。出現(xiàn)問題，教師要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立分析、解決，不得包辦代替。4、采用過程考核、成果考核、答辯考核等多種形式相結(jié)合的考核方法，引導(dǎo)學(xué)生按時、保質(zhì)保量地完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。七、參考教材1.屈微主編.STM32單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)與項(xiàng)目實(shí)踐.清華大學(xué)出版社.2019.2.徐亮主編STM32單片機(jī)開發(fā)實(shí)例――基于Proteus虛擬仿真與HAL/LL庫.電子工業(yè)出版社.2021.3.蔡杏山主編.STM32單片機(jī)全案例開發(fā)實(shí)戰(zhàn).電子工業(yè)出版社.2022.八、本課程與其它課程的聯(lián)系本課程的先修課程為電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和C語言程序設(shè)計(jì)等。為學(xué)生進(jìn)行后續(xù)課程的電子產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及今后從事與本專業(yè)相關(guān)的工作奠定實(shí)踐動手能力以及分析和解決問題能力的基礎(chǔ)。附錄：課程思政素材序號課程思政素材教學(xué)方法1開發(fā)軟件平臺自主研發(fā)軟硬件，引導(dǎo)學(xué)生收集有關(guān)我國科技領(lǐng)域“自主創(chuàng)新”的案例（如華為），激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新意