基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲1单片机原理与应用单片机原理与应用课程教学大纲课程教学大纲一、一、 课程基本信息课程基本信息1课程代码：2课程名称： 单片机原理与应用3课程英文名称：The Foundation And Application Of MCU4课程类别：CC5授课对象： 计算机本科嵌入式专业6开课单位：计算机科学与技术系7教学时间安排：第 4 学期8先修课程：计算机组成原理、C 语言程序设计9并行课程：无10后续课程：微机接口技术 、 ARM 微处理器基础11学时安排：总学时总学时理论教学理论教学实践教学实践教学周学时周学时学分学分备注备注64521244二、二、 课程教学目标及教学任务课程教学目标及教学任务（一）教学目标（一）教学目标目标内容目标内容具体目标具体目标1理解并掌握 51 单片机结构和原理 理论知识 2理解并掌握单片机应用程序设计1掌握单片机内部功能模块的功能和软件设计方法2掌握有关开发和仿真工具的功能和用法专业技能3具有团队合作与沟通的能力1 具有积极向上的学习态度 职业道德 2良好的学习习惯（二）课程培养能力体系（二）课程培养能力体系TOPCARESTOPCARESTOPCARESTOPCARES（2 2TOPCARESTOPCARES（3 3 级能力指标）级能力指标）课程培养能力指标课程培养能力指标基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲2（1 1 级能力级能力 指标）指标）级能力指标）级能力指标）1 Technical knowledge and reasoning 技术知识与 推理能力1.2 核心工程 基础知识1.2.3 理解并掌握 51 单片机 结构，设计应用程序能够根据具体的应用设计单片机程 序3 Personal and professiona l skills 个人职业能 力3.2 实验和发 现知识3.2.3 实验性的探索对相应的项目能够分析原理，说明 现象，实现要求的功能。4.1.3 书面的交流技术文档写作能力 能够撰写项目报告（含图表）4.1 交流能力4.1.6 口头表达和人际交流能够用适当的语言、风格、时间和 流程准备报告和相应的支持媒介 能有效回答问题 能够通过书面报告和 PPT 等，进行 公开答辩4 Communicati on and teamwork 沟通表达与 团队合作4.3 团队工作4.3.5 形成技术团队组成团队完成综合项目，有明确的分工和分配比例本课程培养能力体系，依据专业培养目标与课程体系映射关系，抽取本课程相关的能力 指标，编号保持不变。（三）（三）课程培养目标与课程内容映射表课程培养目标与课程内容映射表见附件课程培养目标与课程内容对应 mapping 图 。完成课程培养目标与课程内容对应 mapping 图 ，以大纲附件的形式一并提交。三、三、 各单元教学内容及基本要求各单元教学内容及基本要求第一单元单片机概述1教学内容 单片机简介，单片机的开发条件2教学要求了解单片机的应用范围、定义和特点，单片机的开发流程3教学重点与难点单片机的开发流程第二单元 单片机开发软件快速入门基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲31教学内容 Proteus 安装及快速入门，keilVision 安装及快速入门，KeilVision 和 Proteus 联调2教学要求初步掌握 Proteus 和 Keil Vision 两种开发工具的使用方法3教学重点与难点重点：Proteus 和 Keil Vision 两种开发工具的使用方法难点: KeilVision 和 Proteus 联调第三单元 80C51 单片机的结构和原理1教学内容 80C51 单片机的基本结构，80C51 单片机的引脚及片外总线结构，80C51 单片机的存储器配置，CPU 的时序及辅助电路，IO 口应用举例。2教学要求掌握 51 单片机的基本结构和存储器配置3教学重点与难点重点：51 单片机的基本结构和存储器配置难点：51 单片机的存储器空间第四单元 C51 语法简介1教学内容 C51 关键字扩展、数据与数据类型、变量定义的格式、51 单片机外扩 IO 口的访问、函数的递归调用与再入函数、中断服务函数与寄存器组定义、C51 的运算符和表达式、C51 流程控制语句、C51 的指针类型2教学要求掌握 C51 语法特点和编程方法3教学重点与难点重点：C51 数据与数据类型及变量定义，函数的递归调用与再入函数、中断服务函数与寄存器组定义难点：C51 数据与数据类型及变量定义，函数的递归调用与再入函数第五单元 80C51 汇编指令系统1教学内容 基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲480C51 指令系统的格式及符号说明、寻址方式、按功能分类指令介绍2教学要求了解 51 单片机的指令格式及指令集3教学重点与难点重点：51 单片机指令集难点：寻址方式第六单元 键盘和显示1教学内容 键盘及其接口、LED 显示器件、LED 点阵显示器件。2教学要求掌握键盘、LED 显示器件的工作原理和应用程序设计方法3教学重点与难点重点：键盘、LED 显示器件的工作原理难点：矩阵键盘的扫描和 LED 数码管的刷新方法第七单元 定时器和中断1教学内容 定时器计数器概述、定时器计数器 4 种工作方式、定时器计数器的应用举例、中断系统2教学要求了解 51 单片机定时/计数器以及中断系统的工作原理及程序设计方法3教学重点与难点重点：定时器计数器 4 种工作方式和中断原理难点：中断系统工作原理第八单元 单片机串行通信1教学内容 串行通信概述，80C51 单片机的串行口及控制寄存器，单片机串行通信工作方式，串行口通信实例。2教学要求了解 51 单片机串行通信原理，掌握串行通信程序设计方法3教学重点与难点基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲5重点：51 单片机串行通信原理难点：串行中断程序设计方法第九单元 AD 和 DA 转换器1教学内容 DA 转换器、80C51 和 DA 转换器的接口、AD 转换器、标度变换(工程量变换)-现场物理量的显示。2教学要求了解 D/A、A/D 转换原理，掌握应用程序设计方法3教学重点与难点重点：D/A、A/D 转换原理难点：标度变换(工程量变换)-现场物理量的显示基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲6四、四、 实践项目实施计划表实践项目实施计划表此表用于描述课程实践（含实验）项目的具体内容、目的、实施方法及实践场所。项目名称项目名称项目内容及教学要求项目内容及教学要求项目成果项目成果课内学时课内学时考核方式考核方式LED 灯组实验1、I/O 口驱动程序设计 2、Proteus 电路原理图设计 3、单片机汇编程序汇编程序2ET按键输入实验1、独立式按键的输入驱动程序设计 2、软件去抖动的方法 3、按键和 LED 灯综合程序设计C51 应用 程序2ET中断系统实验1、中断服务程序设计方法 2、利用按键产生外部中断的中断程序设计C51 应用 程序2ET行列式键盘实 验1、行列式键盘扫描原理 2、行列式键盘应用程序设计C51 应用 程序2ETLED 数码管显 示实验1、 LED 数码管驱动方法 2、 LED 数码管刷新原理 3、 LED 数码管显示程序设计C51 应用 程序2ET串口通信实验1、 串口通信驱动程序设计 2、 基于中断的串口通信程序设计C51 应用 程序2ET智能温度计时 钟1、六人一组，分工合作，自行选择设计方 案完成一个智能温度计及时钟项目。 2、撰写项目报告。 3、制作答辩 PPT。 4、参加答辩。电路原理 图，C51 程序，项 目报告， 答辩 PPT4DIT（项 目设计） /RT（技 术报告） /ODD(答 辩)说明：1 “项目内容及教学要求”：填写案例、项目或设计制作的简要介绍及教学目标； 2 “项目成果”：可以是程序、报告等； 基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲7五、五、 教学设计教学设计1.教学方法及组织形式设计教学方法及组织形式设计1本课程通过理论讲解、案例分析、随堂实验以及项目实践，着重讲授：51 单片机的原理及各种典型应用。2基于 CDIO 工程教育理念，以“项目为导向”组织教学，通过任务驱动，将单片机典型应用系统的分析方法和设计方法引入教学过程中。3教学过程中，以学生为主体，鼓励学生自主学习，团队协作等、加强职业能力的训练，运用启发引导、任务引领、问题导向、分组讨论、协同教学等多种互动式教学方法，完成课程教学任务。4教学实施过程中，提供丰富的教育资源丰富，如课件、案例、录像、网络资源等等。5成立多方考核与评价小组。结合课程实施过程，从知识掌握、能力水平、态度表现等方面，对学生进行全方位的考核。6将学生分组，5-6 人一组，以组为单位完成不同的岗位职责，以课堂边讲边练及项目组研发相结合的形式开展教学。教师通过口头语言向学生描绘情境，叙述事实，解释概念，论证原理和阐释结论。同时，通过有组织的讨论、演示及试验加强学生对教学内容的理解和掌握。教学组织以课堂讲授和讨论的方式为主，课下作业，实验、考试与项目设计为辅。2.教学环境设计教学环境设计课堂环境：ppt 和投影仪实验和实践环境：学生笔记本电脑、 、51 单片机实验平台网络环境：能在教室和实验室组成局域网并可以上 internet六、六、 教学资源教学资源1 1教材及参考资料教材及参考资料教材：单片机应用开发技术:基于 Proteus 单片机仿真和 C 语言编程作者：瓮嘉民出版社：中国电力出版社时间： 2010.1参考资料：基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲8新编 MCS-51 单片机应用设计第 3 版, 作者. 张毅刚，彭喜元, 姜守达等: 哈尔滨工业 大学出版社, 2008-4-1.教材的遴选原则和方法：必须是本科教材；必须是规划教材；实践性和应用性强2 2其他教学资源其他教学资源包括教学指导书、案例集、习题集、多媒体课件、网站等，为教学的有效开展而提供的教学内容相关的资源。书名, 作者. 出版地: 出版社, 年.月.网络资源名称. 网址www.atmel.comstcmcu.comwww.laogu.com www.mcustudio.com www.mcufan.com 需要学生上网查阅的内容，应当列出网络资源名称、网址。七、七、 课程考核课程考核1 1课程考核内容及总体安排课程考核内容及总体安排在教学过程的各个环节，从学生的出勤、日常表现、作业、测试、项目完成情况及完成质量、TOPCARES 能力目标的实现情况，对学生进行全方位的考核。类别类别考核项目考核项目考核主要内容考核主要内容考核方式考核方式考核时间考核时间所占权重所占权重平时表现迟到、早退一次扣 1 分，旷课一 次扣 3 分。NPT日常考核15%课堂练习共 5 次课堂练习。HT教学周 2、3、7、 11、1315% 形成性考核实验共 6 次实验。ET教学周 4、6、8、 10、12、1 430%终结性考核项目设计程序设计（20%）项目报告（10%）答辩情况（10%）DIT RT ODD教学周 121640%说明：基于 CDIO 一体化理念的课程教学大纲91 “考核项目”：是指考核的阶段，如平时考核、实践（实验）考核、单元考核、阶段考核、期中考核、期末考核等；2 “考核方式”：采取形成性与终结性考核相结合的评估方法；3 “考核时间”：填写第几教学周；4 “所占权重”：为各部分考核成绩占总成绩的比例，各项权重之和为 1。2 2命题要求（命题要求（暂缓填写暂缓填写）考核项目考核项目重点考核知识点、技能点重点考核知识点、技能点备注备注3 3终结性考核安排终结性考核安排（暂缓填写暂缓填写）考试时间 分钟记分方式 百分制 等级制终结性 考核方式学生考核提交类型 纸版