《单片机》课程标准

课程标准课程名称：单片机课程类别：核心课适用专业：机电一体化技术专业学时：108+2周1．课程定位与设计思路1.1课程性质与作用本课程是机电一体化技术专业的核心课程，是为从事机电产品的生产企业培养具有单片机应用产品设计、分析、调试、制作、安装与维护能力的实践型人才，对学生职业岗位能力的培养和职业素质的养成起主要支撑作用。本课程的作用是通过课堂教学和实践教学相结合，使学生能清楚的了解单片机的结构与工作流程，建立起单片机系统的概念，最终能够掌握机电一体化技术领域中单片机控制的基本方法、基本技能，能够用单片机控制各种常见的执行机构，完成产品的硬件电路的设计及驱动程序的编制，培养单片机控制系统的分析、设计、调试与制作的综合应用能力，培养科学的思维方法，灵活运用知识的能力，实验操作能力，使学生具有较强的发现问题、分析问题、解决问题的能力，具有毕业后的直接上岗能力（或经短期培训后上岗），并且毕业时已具备一定的单片机控制系统开发经验。本课程以“电子技术”、“C语言”、“电子产品制作”等基本知识、技能为基础学习，为学生进入机电产品生产企业中，从事单片机应用产品设计、分析、调试、制作、安装与维护、管理与营销等岗位打下基础。1.2课程设计理念与思路本课程强调对学生职业岗位能力的培养和职业素养的养成。在课程设计过程中，针对高职学生的特点和认知规律，对教学内容进行认真的选择与序化，以任务或项目为载体，按照由简单到复杂的原则重构课程内容。构建融多媒体教室、实验室、实训室于一体的校内实训基地和校外实训基地并在此完成所有的教学环节。针对不同环节，采用恰当的教学方法和手段，有意识、有步骤地将职业能力的训练和职业素养的养成融入到实际的教学过程中。1.2.1校企共建课程本课程开发的第一步是与行业企业技术人员共同分析岗位需求，确立岗位职业能力与工作任务。(1)走访大量从事机电产品生产、制造和机电设备使用、维护的相关企业，深入企业进行岗位职业能力与工作过程调查；(2)与企业生产一线人员共同制定课程标准，共建更能贴近和满足实际应用能力需求的能力训练体系；(3)与从事机电产品生产和机电设备安装调试工作的毕业生交流，听取它们对专业课程设置和课程建设的反馈意见，以他们的亲身经历和切身体会帮助我们审视以往机电一体化技术专业课程体系构架和课程建设中存在的问题，并对教学环境的建设提出修改意见。(4)与机电一体化技术专业教学指导委员会的成员深入交流，了解他们从初学者到专家的职业发展历程中所做的工作，分析这些具体的岗位工作，找出胜任岗位（群）工作所必须具备的知识、技能与素质，建设更能贴近和满足实际应用能力需求的能力训练体系。课程组专任教师与企业兼职教师一起，通过对机电产品生产企业中从事单片机控制系统设计、调试、制作、安装与维护岗位的人员的职能进行分析，确定在实际工作过程中完成各项工作任务应具备的职业能力，编写以任务为载体、突出工作过程的课程教材，制订任务实施的学生工作手册、课程考核评价等教学文件，系统、全面地建设单片机课程。1.2.2代表性工作任务序代表性工作任务号12345678910111213机械零部件的识读与绘制机电产品装配图的识别与绘制机电设备装配图的识别与绘制机械零部件的选型与设计机械工程材料选用、标注与热处理机械零件的选型、设计与组装机械结构分析机械结构设计机械零件加工工艺的制订机械组件装配工艺的制订机械零件制造质量分析机械零件加工刀具的识别与选型机械零件加工设备的识别与选型常见电子元件的识别与选用电子线路的检测与设计机械组件的加工与装配机械图样的识读与绘制按照工作对象为逻辑线索来分解典型工作任务。共分解为43个任务，归纳为11个工作项目。工作项目说明14151617181920212223242526272829303132333435电子线路的识读与测试电子线路的设计电子线路的改造电子线路的分析印制板的设计制作电子线路的焊接电子线路的调试单片机控制系统的硬件分析与设计单片机控制系统的软件设计与调试单片机控制系统的分析、设计、单片机控制系统的安装与调试调试、维护、改造单片机控制系统的运行与维护单片机控制系统的改造低压电器元件的选型与安装电工工具及仪器使用电气控制线路的制作工艺电气控制线路的分析与调试电气控制线路故障分析与排除PLC控制线路的硬件接线PLC控制线路的程序设计与调试PLC控制线路的运行与维护PLC控制线路的运行与维护PLC控制线路的改造传感器的识别与选型信号检测与处理电机设备运行与控制电子线路的辅助设计与印制板制作3637383940414243传感器的安装信号的处理液气动部件的识别与选型液气压控制系统的分析与设计液气压控制系统的运行与维护数控机床结构识别数控机床编程数控机床操作数控机床编程与操作液气压控制系统的运行与维护1.2.3专业课程体系三维CAD纵向拓展学习领域工程机械数控加工机电设备的安装、调试与维护机械制造液气动技术PLC控制技术单片机控制技术机械设计传感器选型与安装电子产品制作机械基础电机与电气控制电子技术产品质量检验企业质量管理机械制图电工基础专业学习领域横向拓展学习领域通识课程1.2.4课程培养目标能力目标知识目标硬件方面软件方面培养学生团队精神与协作根据设计任务进行单单片机产品应用程序掌握常用外设的驱动方能力，使学生具有一定的片机选型的能力。的设计能力。法。岗位意识和岗位适应能力根据单片机产品的功单片机产品程序调试能进行单元电路的设能力。计能力。单片机类产品专用开单片机产品开发工具发工具的使用能力。软件的应用能力。的解决问题的方法。劳的工作作风。方法及程序设计中常用务实、遵纪守时、吃苦耐掌握汇编语言程序设计培养学生认真严谨、求真素质目标养成良好的职业素养和正掌握单片机的扩展技术。确使用仪器设备习惯。单片机产品电路原理掌握单片机系统设计中单片机产品组装与调图和PCB板图的设计软硬件资源的分配和内试能力。能力。部资源的规划。工程问题的能力。培养学生自主学习和解决1.2.5课程工作任务本课程主要为从事机电产品的生产企业培养具有单片机应用产品设计、分析、调试、制作、安装与维护、管理与营销能力的实践型人才，所以开展教学活动的场所是集理论教学、操作训练、设计调试于一体的实训室或模拟研发部，实施教学的场所必需配置以下硬件设备：电脑（程序编译软件、PCB绘图软件、虚拟仿真软件等）、制作调试用各种电子仪器和工具、单片机产品实物等。根据教学目标，教师在实训室主要进行理论知识的讲授、操作过程的演示和指导学生完成产品的设计、制作与调试；学生在实训室主要完成各个任务的实施和理论知识的学习；学生在研发部主要扮演二种角色，其工作任务和内容为：产品开发助理：根据研发设计师要求或实际产品，绘制单片机产品的原理图和PCB图，并提供器件采购等报表；根据设计结果或实际产品，进行样机制作、调试，并提供测试结果，为产品改进提供相关参数。产品开发工程师：根据项目要求写出产品设计文件，电路参数设计和计算文件，提供相关技术文档；撰写产品调试报告。3．课程内容和要求本课程通过对机电产品生产企业中从事单片机控制系统设计、调试、制作、安装与维护岗位的人员的职能进行分析，确定在实际工作过程中完成各项工作任务应具备的职业能力。职业能力分解表如下：单片机控制系统设计、调试、制作、安装与维护岗位的职业能力分解表专项能力方法能力硬件方面软件方面社会能力根据设计任务进行单片单片机产品应用程序能够通过各种途径查阅具有良好的团队合作精神机选型。的设计。资料，获取信息。和协调人际关系的能力。具有认真严谨、求真务实、根据单片机产品的功能单片机产品程序调会运用计算机处理工作遵纪守时、吃苦耐劳的工进行单元电路的设计。试。领域中的信息和技术。作作风。能够发现工作过程中的单片机类产品专用开发单片机产品开发工具问题，并对其进行分析，具有安全文明生产和环境工具的使用。软件的应用。找出解决工程问题的方保护的相关经验和技能。法。单片机产品组装与调单片机产品电路原理具有科学的思维方法和具有良好的法制意识和职试。图和PCB板图的设计划能力。业道德。计。根据行业企业发展需要和单片机控制系统设计、调试、制作、安装与维护岗位所需要的知识、能力、素质要求，依据专业能力、方法能力和社会能力的训练目标，考虑学生的可持续发展，选取课程内容。同时，按照职业能力层级递升方式将课程内容分解为四大模块，即入门训练模块、内部资源应用模块、扩展技术模块和综合应用模块。每个模块均由若干个任务和项目组成。每个任务和项目都是一个浓缩的单片机应用产品。单片机课程的教学内容和任务载体选择如下表所示：单片机课程的教学内容和任务载体选择模块名称任务名称知识内容及要求单片机常用引脚（VCC、VSS、技能要求及内容用PROTUES软件绘制闪烁灯的电路图；用WAVE软件录入、编译程序；在PROTUES软件中，将编译后的*.HEX文件写入到51单片机中，观察运行效果。闪烁灯XTAL1、XTAL2、EA、RST、P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P3.0～P3.7）及其与发光二极管的连接；51单片机的结构及工作过程；计算机中数的表示方法；认识CLR、SETB、SJMP指令。单片机与多个发光二极管的连接；51单片机的存储器；51单片机内部用PROTUES软件绘制简易交通灯的电路图，学习元器件布局方法和块操作；用WAVE软件录入程序、编译程序；在PROTUES软件中，将编译后的*.HEX文件写入到51单片机中，观察运行效果。用PROTUES软件绘制流水灯的电路图，学习排阻的使用；用WAVE软件录入程序、编译程序；在PROTUES软件中，将编译后的*.HEX文件写入到51单片机中，观察运行效果；编写的程序能够实现各种常用花样的显示；会用WAVE软件观察指令运行后相关单元内容的变化。入门训练模块简易交通灯RAM的分区及各区特点；51单片机中SFR（A、B、PSW、SP、DPH、DPL）的功能；堆栈；认识MOV指令；了解编程思路。了解循环程序的编程思路；指令概述；51单片机的指令系统；各类指令的格式与功能；常用指令的应用；分析单片机执行程序的过程；学习延时程序延时时间的计算。流水灯秒表数码管与单片机的连接方法；汇编语用PROTUES软件绘制秒表的电路图，言源程序的格式；伪指令；汇编语言程序设计方法；顺序程序、分支程序和循环程序的编写与调试；数码管静态软译码和硬译码方式下驱动程序的编写。学习数码管的调出；用WAVE软件录入程序、编译程序；在PROTUES软件中，将编译后的*.HEX文件写入到51单片机中，观察运行效果；会用WAVE软件单步运行程序，观察指令运行后相关单元内容的变化；能够全速运行程序，根据结果判断程序功能的正确性；会调试程序。单片机内部并行口的使用；单片机与键控霓虹灯开关的连接；单片机检测开关状态的方法；利用计数单元及CJNE指令实现向各个功能程序段的跳转；子程序的编写；内部资源应用模块双机通信分秒表计数器单片机内部中断系统的结构、工作过程及初始化；外中断的使用；外中断服务程序的编写；蜂鸣器与单片机的连接方法及其驱动程序的编写。动态扫描程序的编写；单片机内部定时器的结构、工作过程及初始化；定时器的使用；主程序与定时器中断服务程序功能的规划及定时器中断服务程序的编写。单片机内部串行口的结构、工作过程及初始化；串行口的使用；主程序与串行口中断服务程序功能的规划；串行口中断服务程序的编写；串行通信的基本概念。单片机的并行扩展技术；并行口扩展扩展技术模块数据采集器节日芯片的选择；74LS244和74LS273与单片机的连接方法；单片机三总线的行它的过程。ADC0809的功能、结构及其引脚；ADC0809与单片机的连接；数据采集程序的编写。会用PROTUES软件虚拟仿真可控霓虹灯；熟悉实训板上LED和开关的接线方法；能够正确使用V8仿真器；会设置仿真软件并用仿真器观察程序运行效果。会用PROTUES软件虚拟仿真计数器；熟悉实训板上数码管（2个）的接线方法；能够正确使用V8仿真器；会设置仿真软件并用仿真器观察程序运行效果。熟悉实训板上数码管（4个）的接线方法；能够正