《单片机控制技术(C语言)》课程标准

《C语言单片机控制技术》课程标准课程类型专业技术课课程代码051117（学院填写）总学时56学分3.5开设学期3适用专业电气自动化技术专业一、课程性质《C语言单片机控制技术》课程是电气自动化技术专业必修的一门专业技术课程，是一门理论性、实践性和实用性都很强的课程。《C语言单片机控制技术》课程的前修课程有《电路基础》、《电子技术》，后续课程有《电气设备检修维护与故障处理》、《电气控制线路安装与调试》、《西门子300PLC系统》、《柔性自动化生产线安装与调试》、《轧钢自动化生产线安装与调试》。通过《C语言单片机控制技术》课程的学习，培养学生对单片机控制设备、智能化仪器仪表和智能电子产品的设计、调试和维修能力，进而为学习《电气设备检修维护与故障处理》、《电气控制线路安装与调试》等专业课程打好基础。《C语言单片机控制技术》可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力。本课程在整个课程体系中处于承上启下的地位，而且可以直接培养学生的岗位职业能力。二、课程设计思路本课程注重培养分析问题、解决问题的能力，强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合电气自动化专业的发展需要，为将来从事智能电子产品的设计、检测和生产过程自动化等工作领域奠定坚实的基础。将本课程的实践教学活动分解设计成若干实训任务，理论和实践并重组织教学，让学生在实践过程中掌握和精通单片机应用技术的同时，掌握相关专业理论知识，在技能训练过程中逐步培养和提高学生单片机应用系统的设计、开发和编程的能力，培养学生的职业能力和综合素质。本课程标准的设计突破了学科体系模式，打破了原来学科体系的框架，将学科的内容进行整合。本课程以职业实践活动为主线，将理论教学与实践教学一体化，提高学生实践能力和职业素质，注重学生的全面发展，以适应未来职业岗位的需要。本课程实践环节共计21个实训任务，每个任务均将相关知识和实践过程有机结合，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决实际问题的工作能力。三、课程目标依据人才培养目标及就业岗位对本课程的要求，确定本课程的知识、能力和素质目标，核心技能是：单片机应用系统的设计、开发和编程的能力。（一）知识目标1、掌握微型计算机的基本知识和基本概念；2、掌握51系列单片机的基本结构和工作原理；3、掌握51系列单片机I/O口的特征和使用方法；4、掌握51系列单片机中断的工作原理和使用方法；5、掌握51系列单片机定时/计数器的工作原理和使用方法；6、掌握51系列单片机C51程序设计方法；7、掌握51系列单片机接口扩展技术和编程方法。（二）能力目标1、单片机应用产品电路识图、绘图能力；2、单片机应用产品焊接、制作、调试、故障排除、维修能力；3、单片机应用产品分析能力；4、单片机应用产品设计能力；5、单片机应用产品C语言编程能力；6、单片机应用产品软、硬件调试能力；7、资料查询、收集、分析、归类应用能力；8、常用测量工具和测量仪器使用能力。（三）素质目标1、培养学生严谨踏实、诚实守信的科学态度；2、培养学生的岗位责任心、质量意识和吃苦耐劳精神；3、培养学生的创新意识；4、培养学生的团队协作意识。四、课程内容和要求序号项目教学重点工作任务知识难点教学情境与教学设计建议学时1熟悉单片机操作环境1、单片机及其内部结构；2、单片机应用系统及其开发流程。1、Keil软件的认识；2、Keil软件的操作。单片机和单片机应用系统的概念。通过对Keil的使用和制作LED闪烁控制系统62学习单片机硬件系统1、单片机外部引脚及功能；2、单片机最小系统；3、单片机存储器结构；4、单片机并行I/0端口。1、单片机控制蜂鸣器发声；2、模拟汽车左右转向灯控制；3、仿真调试发光二极管闪烁控制系统。单片机存储器结构和并行I/0端口。通过单片机控制蜂鸣器和转向灯系统的设计，对发光二极管闪烁控制仿真调试理解单片机硬件8五、实施建议（一）教材选用教学中，根据教学内容，认真选取教材，切实做到教学内容必需、够用、实用。鉴于单片机技术的发展，考虑到程序的可移植性和今后单片机的发展方向以嵌入式为主，故选用编程语言以C语言为主的教材。教材选用王静霞主编的《单片机应用技术》（Ｃ语言版）第3版，该教材采用项目化的内容组织方式，深入浅出，简明扼要，实用性较强。配合相应的教学方法，在教学过程中做到“教、学、做、训一体化”。（二）教学方法本课程教学采用“教、学、做、训个一体化”的项目化教学模式。针对不同教学内容，能3单片机并行I/O端口应用1、单片机并行I/O端口的操作方法；2、C语言程序的结构及特点；3、数据类型、运算符和基本语句的使用；4、C语言结构化程序设计方法。1、流水灯设计；2、按键控制多种花样霓虹灯设计；3、声光报警器设计；4、基于PWM的可调光台灯设计。1、C语言程序的结构及基本语句的使用；2、函数以及结构化程序设计方法。通过流水灯、霓虹灯、声光报警器、可调光台灯制作，掌握I/O端口的操作法、结构程序设计方法124显示和键盘接口技术应用1、LED数码管显示和接口；2、LED大屏幕显示接口；3、LCD液晶显示和接口；4、独立式按键接口；5、矩阵式按键接口。1、8路抢答器设计；2、数组的概念；3、LED点阵式电子广告牌控制；4、字符型LCD液晶显示广告牌控制；5、密码锁设计。1、LCD动态显示接口；2、LED点阵大屏幕显示接口；3、LCD液晶显示和接口；4、矩阵式按键接口。以LED的控制扩展为数码管，再用类比法，到LED大屏幕显示的原理。165定时与中断系统设计1、定时器的结构；2、定时器的工作方式；3、定时器的应用；4、中断的基本概念；5、中断系统；6、中断程序的编写。1、简易秒表设计；2、模拟交通灯控制系统设计。中断的概念以及中断程序的编写。通过秒表系统认识定时器和中断的作用，以交通灯控制系深化对定时器和中断的理解。46串行通信技术应用1、串行通信基础知识；2、单片机串行口的结构、工作方式、波特率设置。3、单片机串行通信过程；4、查询方式与中断方式串行通信程序设计；5、采用串口扩展并行端口的方式。1、银行动态密码获取系统设计；2、移动终端数据上传系统设计；3、串口控制数码管显示系统设计。串行通信程序设计。通过银行动态密码获取系统设计及调试，了解串行通信接口的使用方法及串行通信过程，通过手持终端数据上传项目调试，掌握单片机与PC机通信的方法。67A/D与D/A转换接口设计1、A/D转换和D/A转换的概念；2、STC12C560S2单片机的A/D转换模块功能及应用；3、A/D和D/A转换芯片PCF859功能及应用；4、I2C总线接口。1、简易数字电压表设计；2、基于A/D和D/A转换芯片的可调光台灯设计。1、STC12C560S2单片机的A/D转换模块功能及应用；2、I2C总线接口。通过数字电压表和可调光台灯任务的训练，学会A/D和D/A转换的应用。4灵活组合运用多种恰当的教学方法，主要教学方法有：启发互动式教学法、案例教学法；仿真教学法、分层次教学法等教学方法。在教学过程中树立以学生为主体的现代教育理念，探索和采用多种教学方法来调动学生学习单片机的主动性和积极性，激发学生的学习潜能。（三）教学评价本课程采用闭卷考试的形式考查学生对理论知识的掌握程度；实践考核采用过程性评价方式，随堂进行考核打分，现场根据学生实训的情况综合考核学生对单片机应用技能的掌握程度、硬件电路接线正确规范情况、编程完成规定功能情况、正确熟练使用仪器仪表情况、测试结果正确情况及回答问题正确情况，从上述几方面综合评定实践成绩。总成绩=考勤成绩（10%）+平时成绩（10%）+实践成绩（40%）+理论考试（40%）。（四）教学条件和环境本课程教学安排在单片机与PLC实训室中进行，内部拥有多媒体教学设备及PLC.变频器.单片机综合实训装置，每个装置均配备学生用电脑及单片机仿真实训箱。硬件和软件条件基本满足该课程理论和实践教学要求。名称仪器设备功能PLC与单片机实训室PLC.变频器.单片机综合实训装置C51单片机编程（仿真）实训单片机应用开发板51单片机开发板套件（avrarmstm32）单片机应用项目设计（五）教学资源的开发与利用为了“学做合一、讲练结合”，制作了多媒体课件，基本满足《C语言单片机应用技术》课程教学做一体教学的需要。运用虚拟仿真技术与传统教学方法相结合,将实践教学延伸到课外和学生宿舍，增强对学生自主学习和创新能力的培养。（六）其他说明本课是一门理论与实践相结合的课程，实践内容所占比例较大，建议按4名同学配置一套51单片机开发板套件。