《单片机原理与应用》课程教学大纲
课程编号：S0005
适用专业：电子、物联网、半导体等专业
课程类别：基础课
修课方式：必修
教学时数：64学时
总学分数：4学分（按每周1课时为1分折算）
一、课程定位和作用
课程的定位：
(一)学生所在专业面向的岗位(群)。初次就业岗、二次晋升岗和未来发展岗。
岗位群分析：本专业毕业生可以未来从事电子、通信、物联网、光电技术等相关的岗位工作。如：系统测试、产品调试、质量检查、产品研发、产品生产管理、市场营销等岗位。
初次就业岗：一线生产技术员、研发助理
二次晋升岗：工程师、部门经理
未来发展岗：技术总经理、总工程师、创业老板
(二)写出本课程选择的背景实践岗位，画出其典型工作流程图，标示出这些工作所需的能力、知识和素质。
本课程培养学生产品设计能力，为未来成为研发助理奠定基础。以产品研发过程为背景实践岗位展开讨论。
应当具有系统的理论知识背景，能够对产品进行有效的硬件电路设计及编程，并且具有一定的文献搜索和外文阅读能力，具备良好的产品研发合作能力。
(三)本课程与中职、高职（专科、本科）同类课程的区别。
中职：中职对单片机课程的学习，以相对比较简单的介绍和外围电路的讲解，但随着这几年的发展中职的单片机课程授课内容越来越接近高职院校，部分学校老师直接应用高职教材作为备课参考。
高职：更加关注和注重对单片机的理解及根据具体的任务进行单片机产品设计，其中包括外围电路的设计和软件的设计，具有本一定的电路分析能力。目前高职院校很多院校单片机技术课程仍然是专业必修课或核心课程之一。也对学生在学习单片机技术提出更高的要求。
本科：随着这几年的单片机技术的发展大多数本科院校目前对单片机课程作为基础课程了解，而更多的是学习ARM、DSP等要求更好的课程。
课程的作用：
在整个人才培养方案中，单片机原理与应用既是基础课程又实践性较强的课程之一，为后续的课程学习、参加顶岗实习及就业都起到积极作用。
前导课程：电路、模拟电子技术、数字电子技术等
后续课程：嵌入式系统、电源驱动、毕业设计等
二、课程目标
1、知识目标
l 了解MCS51单片机指令系统；
l 了解其他不同种类的单片机：AVR、PIC等其他较流行的单片机；
l 掌握C语言开发单片机程序的关键技术；
l 掌握MCS51单片机内部硬件资源的使用；
l 掌握程序设计的基本方法与结构；
l 掌握单片机与常用外部设备部件接口电路的设计方法；
l 掌握单片机类电子产品开发的工艺过程程；
l 了解电子产品设计过程中的成本控制方法；
2、能力目标
硬件电路方面的能力
l 能根据设计任务能进行单片机选型；
l 能根据产品的功能进行电路优化设计；
l 能根据设计任务进行有效的实用单片机开发工具；
l 能依据电路的设计任务进行设计电路原理图与电路板图；
软件方面的能力
l 能根据外围的电路进行单片机应用程序的编写；
l 能对现有的子程序进行单片机程序调试，能够撰写测试报告；
l 能够根据电路的任务选用单片机开发工具软件；
l 能利用仿真软件对电路图和程序进行仿真调试；
3、素质目标（可选择）
l 根据电子产品的设计任务，培养学生对新型芯片的使用、典型电路等的文献检索、资料查找与阅读能力（含英文资料）——新产品开发查新能力的培养；
l 依托电子产品开发的环境培养学生团队精神与协作能力，使学生具有一定的岗位意识及岗位适应能力——工作岗位职业意识的养成；
l 培养学生独立完成电子产品的研究习惯养成，积极学习、主动学习、自我学习的良好习惯——可持续电子产品开发能力的训练；
l 养成用电安全、电子产品设计标准和正确的测试仪器操作规范作业的良好习惯——标准作业、规范作业的习惯养成；
l 通过电路设计、程序编写、产品调试等环节养成良好的职业素养——自我独特的电子产品开发风格逐步积累；
l 鼓励学生参加电子竞赛培养学生积极向上热爱本专业，树立自信、阳光、热情职业素养——学一行爱一行，更专注更专业的职业热情培养。
三、课程教学内容与学时安排
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序号
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章节（项目、模块）
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单元（任务）
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建议
学时
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主要教学或学习任务
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实施
说明
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1
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霓虹灯花样的设计
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1.1单片机I/O口的应用
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6
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任务一：单片机识别与引脚测试
任务二：单片机I/o电路驱动的设计；
任务三：单片机引脚的测试与编程
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理实一体
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1.2LED彩灯控制器设计
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10
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任务一：LED一亮一灭程序编写；
任务二：LED电路设计；
任务三：跑马灯程序编写；
任务四：自行设计LED灯的花样；
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理实一体
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2
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交通灯控制设计
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2.1显示器接口电路
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4
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任务一：数码管引脚的判断；
任务二：单个数码管编程；
任务三：数码管数字显示编程；
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理实一体
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2.2按键接口电路
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4
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任务一：独立按键电路设计与编程；
任务二：矩阵键盘电路的设计与编程；
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理实一体
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2.3 交通灯综合设计
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4
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任务一：1ms延时子程序的编写；
任务二：交通灯工作流程图的绘制；
任务三：交通灯硬件电路的设计；
任务四：交通灯程序编写；
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理实一体
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3
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音乐播放卡片设计
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3.1单片机音频信号输出设计
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6
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任务一：单片机I/O频率产生编程，完成1ms周期的方波；
任务二：中断寄存器的设置；
任务三：中断优先级的设置；
任务四：定时器0定时1ms编程；
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理实一体
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3.2 设计音乐与卡片设计
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10
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任务一：完成1、2、3、4、5、7、i的频率编程；
任务二：完成世上只有妈妈好歌曲的编程；
任务三：自行完成歌曲选取及编程；
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理实一体
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4
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多路温度采集控制系统设计与制作
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4.1 多路温度采集控制系统设计
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4
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任务一：温度传感器的识别；
任务二：中断编程；
任务三：电路的设计及PCB的设计
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理实一体
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4.2多路温度采集控制系统设计
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8
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任务一：温度传感器模块电路的程序调试；
任务二：时钟芯片电路的调试及程序设计；
任务三：仿真模拟；
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理实一体
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4.3多路温度采集控制系统的调试
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10
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任务一：双机通信程序编写；
任务二：多机通信程序编写；
任务三：电路调试
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理实一体
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四、教学设计与教学实施
教学设计（体现本课程教学内容设计的主要思想和依据）
本课程教学内容设计由简单到复杂，由浅入深进行实施教学，通过典型的教学项目的开展满足不同层次学生的需求，既能较好的完成技能训练同时又能较好的掌握单片机知识。重点培养学生编程逻辑思维，同时具有一定的硬件电路设计能力。
教学实施（体现本课程教学内容具体实施需要的实践条件、教学手段、方法，含网络学习等）
学习本课程首先应当满足基本的硬件条件，计算机是必不可少的工具，同时应尽量配备相应的单片机最小系统以帮助初学者理解和学习单片机编程知识及硬件外围电路设计能力。通过项目化教学，理实一体化教学实施，帮助学生学习单片机知识。学生在必要时可以自行通过网络学习了解必要的单片机基本知识，有利于更好开展项目化实践教学。
五、教学评价、考核要求
1、改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段评价、目标评价、过程评价，理论与实践一体化评价模式。
2、关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、及考试情况，综合评价学生成绩。
3、应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。
4、建议项目过程与结果评价成绩占50%，理论考试成绩占30%，平时成绩占20%。
5、兴趣小组对优秀学生的鼓励，纳入平时成绩统计中额外加分项。
6、鼓励学生参与半导体国家资源库单片机课程网络学习资源网络平台学习，纳入平时成绩统计中额外加分项。
六、课程资源开发与利用
硬件条件
1、计算机；
2、单片机最小系统；
3、编程环境软件；
4、必要的期间耗材；
师资条件
教师实践性要求较高，应具有一定的电子产品开发经验的教师，或双师型教师讲授本课程较好。
教材编写
已完成教材编写，并已经出版。由于单片机技术的不但发展，故教材内容还需要不断更新与再版。
信息化教学资源
1、单片机精品课程学习网络资源：http://m.webs.nbpt.edu.cn/jpkc/
2、单片机宁波市核心引导课程网络资源：
http://jpkc.nbptweb.net/solver/classView.do?classKey=5660324&menuNavKey=...
3、单片机电信学院MOODLE平台网络学习资源：
http://61.164.87.150:5483/enrol/index.php?id=16
4、国家资源库单片机课程网络学习资源：led.36ve.com
5、大学生电子设计联盟论坛:http://www.nuedc.net.cn/forum.php
6、国外单片机学习资源：
Ø http://www.eg3.com/
Ø http://www.8052.com/
Ø 美国Cornell University课程: http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/FinalProjects/
Ø Web51 - Ethernet & TCP/IP on8051 Family 51
单片机上网技术,提供详细资料,推荐:http://8052.lphard.cz/
可以根据自己的实际情况选择上述提供的网络资源进行学习。其中特别推荐半导体国家资源库单片机课程网络学习资源：led.36ve.com，其内容丰富，信息更加全面，有助于初学者快速了解单片机的基本知识及技能。
