单片机核心课程说课

1机电一体化技术核心课程教学团队负责人：《单片机应用技术》说课稿23洗衣机是一个非常典型的机电一体化设备，其外设如按钮、状态指示灯、电机等都在它的统一“领导”下发挥各自的功能并协同工作。当用户通过“程序”按钮选择了标准的洗涤程序，单片机获知后点亮标准程序对应的状态指示灯，并在洗涤时间显示器上显示所需洗涤时间。接着，用户按下“启动（暂停）”按钮，单片机通过重量传感器知道洗衣机中有多少衣物，从而估计控制注水阀打开的时间以注入适当的水量。当注水完成后单片机控制电机启动，电机带动波轮开始洗涤。单片机及其电控制系统是机电一体化设备“活”的灵魂，起着控制驱动核心功能。45是机电一体化专业核心课程，为学生今后从事电子、机电类设备的控制系统开发和设备维修维护，提供培养具有单片机应用产品设计、分析、调试和制作能力的实践型人才。2.课程定位6（1）能够正确使用常用的电工工具完成PLC控制系统的安装；（3）掌握故障诊断方法，能对PLC控制系统的常见故障进行分析及检修。（4）能完成简单控制系统的设计、安装、编程和调试工作。（5）可根据给定的控制要求，完成中等复杂程序控制系统的规划与实施；（6）具有进行资料工作收集、整理和存档等技术资料整理能力；（1）培养学生分析问题、解决问题的能力；（2）培养学生用于创新、敬业乐业的工作作风；（3）培养学生的质量意识、安全意识、环保意识；（4）培养学生的沟通能力及团队协作精神；（1）了解PLC、变频器、触摸屏的基本组成、结构及其工作原理；（2）熟悉PLC常用指令和编程方法；；（3）熟悉变频器常用参数的意义和设置方法；（4）熟悉触摸屏人机界面的设计软件的使用；（5）熟悉常用的PLC、变频器、触摸屏之间的通讯连接方式；（6）熟悉低压电器元件的文字和图形符号，具备识读电路图能力；知识目标专业能力目标社会能力目标总体目标：通过本课程的学习训练，学生能了解PLC、变频器、触摸屏的基本组成、结构与工作原理。能根据控制项目要求，较熟练的运用PLC常用指令编程，选择并设定变频器参数、设计触摸屏人机界面，初步具备利用PLC、变频器、触摸屏进行自动控制系统的设计、安装与调试、排故等方面能力，为从事工控自动化等专业技术工作打下良好的知识和技能基础。7先行知识•必需的基础知识假题假作•生活中熟悉的项目，用实验室模拟真题假做•真实案例，仿真软件真题真做•综合实训周、顶岗实习8序号学习情境学习内容知识目标学时学时小计PLC模块情境1~3电动机基本控制（点动、自锁、正反转控制）基本逻辑指令1250情境4交通灯控制定时器应用6情境5液体混合控制计数器应用6情境6运料小车控制步进指令：单流程步进6情境7交通灯控制步进指令：并行流程步进6情境8物料分拣系统步进指令：分支流程步进6情境9~10密码锁控制、跑马灯控制功能指令：传送、比较、移位等8变频器模块情境11电动机基本加减速控制PU操作、频率设定、加减速时间设定612情境12电动机多段速控制外部端子操作、端子定义功能6触摸屏模块情境13九秒倒计时定时器人机界面设计、多界面切换1010综合应用模块情境14PLC与变频器通讯PLC与变频器RS485通讯1236情境15抢答器模拟控制PLC、触摸屏综合应用12情境16可选择手动/自动运行模式的电动机控制系统PLC、变频器、触摸屏综合应用12情境17物料分拣系统PLC、变频器、触摸屏综合应用1周三.课程设计—学习情境设计9通过“虚拟现实仿真、软件编程、硬件设计及实物操作”等三位一体的方法，提高学生兴趣，有效实现“翻转课堂”，达到“学而时习之不亦乐乎”的教学效果，践行“工学结合，知行合一”的教学理念，培技术技能型人才。3.教学方法10o能熟练的使用C语言进行电子产品软件程序设计;o能用PROTEUS仿真软件对电子电路进行仿真;o能熟练的利用单片机仿真器调试硬件电路；o能分析典型的模拟、数字电路。o能制定电子产品开发计划和步骤，提出解决电路设计问题的思路。o能撰写产品制作文件、产品说明书。4.课程教学能力目标11121314o以真实的单片机应用系统开发制作过程为背景。o以工作中完成具体工作任务能力的培养为目标。o以知识能力进阶式提高为主线。o以教学情景设计项目为载体。o独立完成单片机产品设计为考核标准。5.课程教学特点1516第二讲基于工作工程的教学设计1717第三讲岗位能力调研分析简单易行而又可靠实用的调研方式。即：大型人才网站中对机电一体化和单片机及电控部分职位的岗位需要就是课程内容选取的来源。1818从2014年2月万家乐公司招聘的单片机工程师岗位职责的分析19通过充分的企业调研和考察分析，单片机应用产品开发的典型工作过程本课程就是基于单片机应用产品的典型工作过程来设计和开发学习情境。做到每一个学习情境的实施就是一个完整的工作过程。单片机应用产品开发的典型工作过程20硬件设计3准备技术器件资料2硬件制作4软硬件联调6软件设计5明确产品功能1产品测试8产品制作7单片机产品开发工作岗位流程21基本训练接口应用实用技术产品制作单片机应用技术项目设计思路将全部课程内容具体项目化每个项目都是一个完整的工作过程具有可综合性可扩展性——给学生足够发挥空间实践项目模拟汽车转向灯模拟霓虹灯8×8点阵LED电子广告牌数码管移动广告牌交通模拟控制系统简易秒表密码锁波形发生器简易数字电压表字符液晶移动广告牌单片机串行口通信人造小气候红外报警器超声波测距智能夜灯接触开关数字钟会说话的电路会走路的电路会听指挥的电路会听话的电路感应垃圾桶音乐盒自动往返小汽车电子狗有感觉的玩具娃娃简易机器人每个项目都对应某种能力的训练，且前一项目是后一项目能力训练的基础单片机产品设计制作能力单片机产品设计制作能力单片机产品设计制作能力单片机产品设计制作能力单片机产品设计制作能力单片机产品设计制作能力温湿度传感器的应用能力红外传感器的应用能力超声波传感器的应用能力光敏传感器的应用能力触觉传感器的应用能力实时时钟芯片的应用能力语音芯片的应用能力步进电机的应用能力红外遥控芯片的应用能力语音识别芯片的应用能力定时器、中断、LED综合应用能力矩阵键盘、LED等综合应用能力D/A应用能力A/D、LED等综合应用能力LCD应用能力串行口应用能力开发环境的操作能力定时器、中断应用能力综合程序调试能力查表程序、动态显示程序应用能力构建硬件电路的基本能力设计思路项目分类项目名称应用能力实践项目让单片机动起来认识单片机开发环境分支程序的调试能力循环程序调试能力2223教学情景设计24第四讲教学情景1-1任务开发过程25第五讲教学实施过程2627第五讲教学实施过程28第五讲教学实施过程29293030•实验条件•本课程学习可以不需要建立专门单片机器实验室，只需要常用的焊接工具，检测仪器和部分其他设备即可。•简单的焊接工具。•面包板•万能电路板•线路板制作机•编程软件•ISP下载，数据线•编程器、烧录器31第六讲.多种教学手段的应用3233参考书目34第一环节、情景引入1、节日的夜晚，置身都市街头，各式彩灯把我们带入美轮美奂的世界，究竟是什么“魔力”使彩灯变换出多样的显示效果？激发学生的兴趣。2、同时为学生演示几组彩灯变换效果。3、环节设计意图：通过学生喜闻乐见的实例引出本次课程的教学项目。通过“虚拟现实、软件编程、硬件及实物操作“三位一体的方法，提高学生兴趣，有效实现翻转课堂，达到”学而时习之不亦乐乎“的效果，真正践行工学结合，知行合一的教学理念，培养高素质技术技能型人才。第五讲教学实施过程35第二环节、项目分析引导学生总结出本次课程要求完成的工作项目：利用P1口输出实现LED彩灯控制。基本要求为实现单向流水灯，拓展项目为在此基础上添加其它控制流程实现各种变换效果。第五讲教学实施过程36第五讲教学情景过程第三环节、项目分析通过师生共同讨论的方式制定项目实施方案，完成控制系统的软、硬件设计。在方案讨论制定过程中，结合多媒体幻灯片引导学生复习P1口的输入、输出方法、控制转移指令的使用、循环移位指令的使用、循环程序的设计等相关理论知识。通过“虚拟现实、软件编程、硬件及实物操作“三位一体的方法，提高学生兴趣，有效实现翻转课堂，达到”学而时习之不亦乐乎“的效果，真正践行工学结合，知行合一的教学理念，培养高素质技术技能型人才。37第四环节：项目实施学生按项目解决方案及实施计划以小组分工的形式完成单向流水灯的设计。在学生实际操作过程中，教师对仿真器设置错误、程序编译出错、接线出错等问题进行指导，并重点强调使用延时程序的必要性及延时时间的控制。本环节设计意图：培养学生解决在项目工作中出现问题的能力及团队协作精神。通过“虚拟现实、软件编程、硬件及实物操作“三位一体的方法，提高学生兴趣，有效实现翻转课堂，达到”学而时习之不亦乐乎“的效果，真正践行工学结合，知行合一的教学理念，培养高素质技术技能型人才。第五讲教学实施过程38第五环节：项目拓展在学生完成基本项目的基础上，引导学生探讨更好的解决方案和更多的彩灯控制变换效果。根据各组学生拓展项目的完成情况，组织学生互相观摩，取长补短，实现更多的彩灯变换方式。本环节设计意图：培养学生的创新精神和理论联系实践的职业意识。第五讲教学实施过程39情境一：硬件设计Proteus仿真情境二：软件设计在KEIL开发情境三：电路板制作Protel设计情境四：产品成型电路板焊接及电子产品装配基本功40DIY连接仿真器连接41教学指导资源课程标准电子教案授课计划指导课程教学设计指导教学组织和实施方法设计教师教学和学生学习资源编程软件仿真软件实训指导书课件PPT教师教学素材学生自主学习实训条件24套PLC/变频器/触摸屏实训台12套物料分拣系统执行机构1套DCS控制系统电梯407实训室