《單片機應用技術》課程標準《單片機應用技術》課程標準《單片機應用技術》課程標準xxx公司《單片機應用技術》課程標準文件編號：文件日期：修訂次數：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度《單片機應用技術》課程標準課程基本信息課程編碼：30144課程名稱：單片機應用技術課程類型：B類課程屬類：職業能力課程課程學分：5參考課時：78課程性質：必修課開課部門：電子電氣工程學院適用專業（層次）：電子信息工程技術專業（普專）先修課程：《電工電子技術》、《EDA技術》、《計算機文化基礎》等后續課程：《電子創新與創業實踐》、《嵌入式系統開發》等職業資格：電子產品維修工、單片機開發工程師等制訂：《單片機應用技術》課程開發團隊批準人：課程負責人：課程簡介《單片機應用技術》以標準C語言和MCS-51單片機為基礎，全面系統地介紹基于C語言的單片機程序設計與應用的基本問題，是一門重在應用、兼顧理論的實用教程。主要內容包括：MCS-51系列單片機開發操作環境、單片機硬件系統、單片機的C語言概述、C51語言程序設計基礎、單片機內部資源和外部擴展資源的C51語言編程、μVision2集成開發環境的使用等。本課程以單片機應用系統為主，實訓要求選自工程實際；將知識點分散到完成不同的實訓情境中，以任務為驅動，邊講邊練；課內課外結合，組織學生創新競賽，培養學生的創新能力。課程性質與定位本課程是電子類各專業（如電子信息工程技術、應用電子技術、電氣自動化技術等）的一門專業課程，而且是核心課程。通過本課程的教學，使學生系統掌握單片機的基本原理、功能、應用、程序設計方法和編程技巧，使學生掌握一種基本機型，掌握單片機控制技術的基本原理和應用，為今后從事電子、自動化控制領域的工作打下基礎。其前修課程有《電工電子技術》、《EDA技術》、《計算機文化基礎》等，后續課程為《單片機C語言開發技術》、《嵌入式系統》等課程。課程設計思路本課程的開發設計是校內課程團隊成員與行業企業技術人員共同分析崗位需求，確立崗位職業能力與工作過程。走訪大量從事電子產品、設備設計、生產、制造和電子自動檢測相關企業，深入行業企業一線進行崗位職業能力與工作過程調查；與企業生產一線技術人員共同制定課程標準，共建更能貼近和滿足實際應用能力需求的能力訓練體系；與在企業一線從事電子測量、電子產品設計與制作、電子電氣設備生產、運行、維護的畢業學生進行交流，聽取畢業生對本課程建設的反饋意見，以他們的親身經歷和切身體會幫助我們審視以往課程建設體系中存在的問題，并對實訓教學情境的構建提出修改意見。通過與行業企業的深入交流，確立了以面向裝配工、測量員、電子產品設計與制作的生產制造等崗位、針對實際工作過程中完成各項工作任務應具備的職業能力，從系統化的學習情境設計入手，確立了以圍繞突出學生職業能力培養和職業素質養成這一主線，構建“應用性理論知識講授＋專項訓練＋頂崗實習”三位一體的課程體系改革的建設思路。四、課程培養目標（一）總體目標作為一門專業課程，通過工業標準單片機MCS-51的介紹，使學生掌握單片機技術的基本知識和基本技能，初步形成解決生產現場實際問題的應用能力；培養學生的思維能力和科學精神，培養學生學習與新技術的能力；提高學生的綜合素質，培養創新意識。本課程從實際工程應用和高職教學需要，以高性能AT89C51為背景，介紹單片機的結構、工作原理、設計方法和實際應用。本課程將緊緊圍繞以培養學生能力為重點，以情境化方式開展教學活動，結合現代科學技術發展的情況，將課程劃分為四個平臺：了解單片機教學平臺、核心技能訓練平臺、理論再提高教學平臺和綜合技能訓練平臺；其中了解單片機教學平臺包含三個情境：芯片情境，開發系統情境，指令系統情境；核心技能訓練平臺包含：信號燈控制情境，交通燈控制情境，主程序與子程序轉換情境；理論再提高平臺包含:編程理論，定時/計數器，接口技術和通訊技術；綜合技能訓練平臺包含：電子表情境和單片機溫度控制系統情境。有效提高學生的學習能力和應用能力。（二）知識目標1.了解單片機及單片機應用系統的構成；2.掌握MCS-51單片機結構、原理特點等；3.掌握時鐘電路與復位電路的結構、工作過程等；4.了解單片機的工作過程；5.了解單片機開發系統的構成、功能；6.掌握單片機應用系統的調試方法及相關軟件的使用；7.掌握C語言的基本結構、特點；8.掌握C語言的數據與運算，基本語句；9.掌握C語言的函數分類與定義、調用；10.掌握C語言的數組應用；11.掌握分支程序設計、循環程序設計、查表程序設計、子程序設計的方法；12.掌握堆棧的結構及其相關應用；13.掌握定時/計數器的結構、原理及應用等；14.了解MCS-51中斷系統；15.掌握中斷的概念、中斷的處理過程、外部中斷源的擴展及中斷系統的應用；16.掌握單片機與顯示器、鍵盤接口相關知識；17.掌握D/A與A/D轉換接口相關知識；18.了解串行通信基礎；19.掌握MCS-51串行接口技術、單片機之間通信技術、PC機與單片機通信技術等；20.了解單片機系統擴展相關知識。（三）能力目標1.具備單片機硬件系統的應用能力；2.具備單片機開發系統的應用能力；3.能夠熟練使用單片機相關開發軟件；4.能夠熟練使用C語言的基本語句；5.能夠熟練使用C語言的函數；6.能夠熟練使用C語言的數組；7.能夠熟練應用定時/計數器、中斷系統開發綜合程序；8.能夠熟練應用單片機與顯示器、鍵盤接口完成相關綜合性項目的開發；9.能夠熟練應用D/A與A/D轉換接口；10.能夠熟練應用單片機之間通信、PC機與單片機通信；11.能夠對單片機進行系統擴展。（四）素質目標1.通過單片機應用技術課程的學習，了解單片機世界，激發同學們的學習興趣，促使其加深認識所學專業，培養專業歸屬感；2.培養學生獨立思考、勤于思考、善于提問的學習習慣，進一步樹立崇尚科學精神，堅定求真、求實和創新的科學態度；3.培養學生團隊合作、溝通協調能力。五、課程內容和要求序號單元名稱教學內容與要求單元學時實踐考核項目與要求實踐學時1熟悉單片機的操作環境教學內容：認識單片機，單片機及單片機應用系統，單片機的內部結構；單片機開發流程與工具；相關軟件的使用等。要求：通過學習，熟悉單片機的操作環境。6實踐考核項目：控制一個發光二極管的閃爍。要求：通過實踐操作掌握單片機的操作環境及開發軟件使用。32單片機硬件系統教學內容：MCS-51單片機的信號引腳；單片機最小系統電路；單片機的存儲器結構；并行I/O口電路接口；單片機工作過程等。要求：通過學習，掌握單片機硬件系統相關基礎知識。12實踐考核項目：單片機控制蜂鳴器發聲；模擬汽車左右轉向燈控制。要求：通過實踐操作掌握單片機最小系統電路及I/O端口的使用。63單片機并行I/O端口的應用教學內容：C語言的基本結構；C語言的特點；C語言的基本語句；C語言的數據與運算；C語言的函數分類與定義；C語言的函數調用，利用C語言編程實現對單片機I/O的控制。18實踐考核項目：流水燈控制。要求：通過實踐操作能夠利用C語言實現對單片機I/O的控制。104定時與中斷系統設計教學內容：定時/計數器的結構、工作方式、編程及應用；MCS-51中斷系統、中斷處理過程、外部中斷源的擴展、中斷系統的應用等。要求：通過學習掌握定時/計數器、中斷系統的應用。12實踐考核項目：簡易秒表的設計；模擬交通燈控制系統設計。要求：通過實踐操作掌握定時與中斷系統在程序設計中的應用，并能使用C語言完成編程。65單片機顯示和鍵盤接口教學內容：數碼管結構；數碼管的顯示方式；C語言的數組；LED點陣式顯示器；單片機與顯示器接口；單片機與鍵盤接口；鍵盤與顯示器綜合應用等。要求：通過學習，掌握單片機顯示和鍵盤接口的應用。14實踐考核項目：8路搶答器的設計；小型LED數碼管字符顯示屏控制；密碼鎖設計。要求：通過實踐操作掌握顯示器與鍵盤接口的應用。66串行口通信技術教學內容：串行通信基礎；串行通信總線標準及其接口；MCS-51串行接口；MCS-51單片機之間的通信；PC機與單片機之間的通信等。要求：通過學習，掌握串行口通信技術。6實踐考核項目：銀行動態密碼獲取系統設計。要求：通過實踐操作掌握串行口通信技術的應用。27A/D與D/A轉換接口教學內容：A/D轉換器接口及其應用；D/A轉換器接口及其應用等。要求：通過學習，掌握A/D與D/A轉換接口的應用。10實踐考核項目：簡易數字電壓表的制作。要求：通過實踐操作掌握A/D與D/A轉換接口的應用。6合計7839六、教師任職要求專業能力要求教學能力要求專任教師兼職教師具備電子電氣相關專業本科以上學歷；具備單片機開發工程師等相關職業資格；具備《單片機應用技術》相關知識與技能；具備單片機相關硬件系統、軟件的使用能力；熟知電子信息工程技術專業課程體系架構；熟知《單片機應用技術》課程與課程體系內其它課程之間的聯系；熟知電子信息工程技術專業對學生單片機應用技術的知識與能力要求；具備該專業相關高校教師資格證書。1.具有一定操作能力，包括熟悉技術工作的內容要求和操作流程，掌握職業技術規范，熟練的專業技術能力，基本的實驗能力和設計能力等。2.既是教學行家，也是生產好手，能將各種知識、技能、技術相互滲透、融合和轉化。3.具有本專業生產服務一線3年以上工作經歷。4.具有一定的組織生產、經營、創業和科技推廣能力。1.熟知本課程《課程標準》的基本內容及其對本課程教學的基本要求；2.熟知本專業、本課程的知識體系，有較強的駕馭教材的能力；3.具有教育學、心理學的相關知識，并能靈活地運用到教育教學實踐中；4.語言表達能力；5.課堂調控能力。教學條件與設施要求目前，本課程擁有技術先進的校內實訓基地，利用校內實訓基地，能夠很好的完成本課程的現場教學、實驗、實訓、實習、綜合實訓等項目。學生的實驗、實訓可以不受空間和課時的限制。電工電子與自動化技術實訓基地2006年被國家財政部和教育部確定為中央財政支持的實訓基地建設項目，中央財政支持170萬元，地方配套資金170萬元。近幾年來，投資引進了大量國內先進的科研實驗實訓設備，實訓設備應用了現代化計算機仿真技術，通過模擬、仿真、操作三個層面完成各種與生產一線相同的科研項目和實訓項目?？蛇M行先進的電子自動檢測、電子產品設計、電子產品制作與調試等技能實訓，全面系統而有效的實現了電子信息工程技術等相關專業的技能訓練。本班級上課所需要的設備、工具及臺套數：《單片機應用技術》教學做一體化實訓室之一設備總值30萬面積220m臺套數36套主要配置Keil等單片機相關教學軟件、達愛思單片機實驗箱、HPxw6600圖形工作站、Proteus仿真軟件、TK206維修電工虛擬仿真軟件等國內先進的教學設備和仿真軟件。主要功能承擔《單片機應用技術》、《電工電子技術》、《電機控制技術》等課程仿真層面的實訓和一體化教學任務。同時可以承接全國信息化工程師電氣智能應用水平培訓和維修電工職業資格培訓與鑒定。虛擬仿真實訓室的建設和虛擬仿真項目開發，學生可以反復訓練，為實際的訓練奠定基礎，打破了時空限制，為學生提供了真正的“開放性教學環境”。實訓項目模擬電路與數字電路；單片機與嵌入系統軟件的仿真實訓；電機與變壓器；低壓電器；電子器件；電子技術；電力拖動；照明電路；機床電路；常用工具；儀器儀表；導線連接的仿真實訓。面向專業電子信息工程技術、電氣自動化技術、電力系統自動化技術、機電一體化技術。職業能力培養學生電氣裝配與調試、智能電子產品設計與開發以及單片機技術應用能力，使學生具有中高級維修電工和電子產品制作工的職業資格技能；通過訓練，增強學生的責任意識、風險意識和吃苦耐勞精神，培養學生的誠信品質、敬業精神和團隊精神。照片《單片機應用技術》教學做一體化實訓室之二設備總值64萬面積220m臺套數36套主要配置HL-NC2100現代電子設計創新實訓裝置、單片機編程器、仿真器、數字存儲示波器等主要功能承擔《單片機應用技術》課程的一體化教學任務；承擔《電子創新設計》綜合實訓任務；承擔教師的應用技術開發和學生職業技能競賽的訓練任務。實訓項目線路板設計與制作訓練；單片機電子產品開發訓練；嵌入式電子產品開發訓練。面向專業電子信息工程技術、電氣自動化技術、電力系統自動化技術、機電一體化技術。職業能力以單片機、ARM等先進設備為載體，形成集教學、培訓、技術研發于一體的創新實踐平臺，提高學生的產品開發和綜合設計能力；通過生產性實訓培養學生創新能力、協作能力、敬業精神、團隊精神。照片本課程以職業能力培養和職業素養養成為目的，按照“校企融合、同興共贏”的辦學模式，把課堂搬到實訓工廠，教學在工廠，服務到現場。堅持教學、技術服務與生產相結合，積極開展技術合作與服務，與青島海信集團、海爾集團、煙臺富士康工業園、山東科明光電科技有限公司、山東科匯電氣股份有限公司、淄博美林電子公司等60余家企業建立了穩定的校外實訓基地。聘請了企業技術骨干作為兼職教師，從事實踐技能課的講授和頂崗實習指導老師，聘請了山東科匯電氣有限公司的徐丙垠董事長（教授、博士）、山東大學的程林教授（博導）作為客座教授，定期來我院作報告，指導實習實訓基地建設及應用性項目研發。八、實施建議（一）教學建議教師可以根據自身的素質、教學的需要以及教學條件，選擇不同方式進行教學。1.教學模式的設計與創新（1）以典型單片機硬件、軟件為載體設計教學過程和學習項目，把課程學習內容與企業生產實際相聯系，綜合其它課程的知識，提出各種實際加工問題并形成主題任務，進行任務驅動式教學；將學生置于發現問題，提出問題、思考問題、探究問提，解決問題的動態過程中學習。（2）教學模式充分體現教師為主導，學生為主體的精神，充分發揮學生教學主體的作用，充分調動學生的學習主動性和能動性。教師的教學角色定位是學生學習活動的組織者和指導者。學生的主體地位體現在：學習問題或任務的發現者和探究者；協作活動的參與者；學習問題或任務的解決者。2.多種教學方法的運用本課程教學方法與教學手段改革所遵循的基本原則是：有利于理論與實踐的緊密結合；有利于學生職業技能的提高；有利于學生對基本理論的理解和掌握；有利于學生職業素質的養成。（1）項目化教學。按照基于工作過程的課程開發要求，將《單片機應用技術》課程學習內容分解為與工作過程相匹配的8個項目，將必需、夠用為度的基礎理論和基本知識與典型程序的設計、新技術、新工藝的實際應用等知識點結合具體工作任務學習，形成了教、學、做一體化的六步教學模式，即：學習工作項目：確定任務→制定工作計劃→實施計劃→進行質量控制→檢測→評估反饋。（2）現場教學。教師在現場環境或模式環境中邊講解邊進行演示，然后學生在現場進行技能訓練，讓學生在邊學邊動手的過程中理解和掌握知識。課程教學以典型程序開發任務開展教學，教學過程為：教師展示典型程序開發范例（加工任務）→教師講解相關知識點介紹（教師教）→教師指導學生進行相關實踐（學生學，校內基地或校外基地）→學生練習實踐（學生做）→開展評價（師評、學生互評等），通過此方法促進了學生的積極思考。對于現場教學，教學做一體，實施“四階段教學法”，即“師說生聽——師做生看——生練師看——生做師評”。（3）小組討論法。在教學中安排小組討論課，在討論課中教師的作用是創設問題，引導和啟發學生積極思考，使學生主動參與教學，讓學生成為學習主體，讓學生有機會發表自己的學習體會，相互交流。這樣充分調動了學生的主觀能動性，將教師的教學與學生的學習活動融為一體。討論課中通過對重點、難點知識進行舉一反三的討論研究，培養學生的溝通、團結協作、分析和解決實際問題的能力——分組學習，團結合作，完成工作項目。（4）注重學生在生產一線環境中的實踐鍛煉，課程中間安排學生到實訓基地進行生產實習，讓學生到生產第一線去鍛煉，實習過程請工廠技術人員和能工巧匠做講解，從而了解工廠的生產管理情況和主要產品的加工工藝，開闊視野，提高感性認識，也提升了學生的職業綜合素質。3.現代教學技術手段的應用（1）充分運用現代教育技術及教學手段，提高教學效果，通過采用多媒體課件、教學錄像、加工視頻等多媒體手段，形象、生動地表達典型程序開發過程和產品制作過程，增加學生感性認識。通過對各種程序開發過程及產品的裝配過程進行圖文并茂分析及進行動畫演示，使學生很容易將理論和生產實踐結合起來；采用虛擬項目動態模擬了各種加工方法和各類典型的程序開發過程，使學生在教室里就能真實地看到程序開發、調試的全過程，將生產現場搬到了課堂教學中，較好地解決了工藝生產實習環節存在的電路品種單一、加工工藝過程很難看全等問題。（2）充分利用網絡環境，制作適宜學生自主學習的精品課程學習資源，通過提供內容豐富的輔助教學網絡資源，供學生在網上進行課程擴展學習、問題咨詢、答題自測，擴大課堂教學效果。（二）評價建議1.對學生的評價以定量方式呈現評價結果，采用平時考核、實踐考核和期末綜合考核相結合的形式。本課程以實踐為導向、模塊化的教學方式展開教學活動：基本原理考核，實踐考核?？己诵问蕉鄻?，分散與集中相結合，筆試與操作相結合，期末與平時相結合。課程總成績化整為零，減輕期終考試負擔，注重平時學習的考核。根據行為向導型教學法的“質量控制”要求，就是要把總結性評價與形成性評價結合起來，全面提高本課程的教學效果。具體分值比例如下：項目措施權重平時考核成績考勤缺勤一次扣1分10%作業少交一次扣2分10%項目考核根據情境項目完成情況計分10%實踐考核成績實踐項目通過相關實踐項目的實踐操作，根據實際完成情況計分20%期末綜合考核成績理論根據完成情況計分20%技能根據完成情況計分30%2.對教師的評價按照學院相關規定進行。3.對課程體系的評價按照教務處相關要求進行評價。（三）課程資源的開發與利用根據課程目標、學生實際以及本課程的理論性，專業性和科學性等特點，本課程的教學應該建設由文字教材、多媒體課件、虛擬實訓、工業案例和網絡教材等多種媒體教學資源為一體的網絡資源教學庫，以文字教材為中心，輔之以多種多樣的學習方式，提供內涵不同，形式多樣的學習支持服務，共同完成教學任務，達成教學目標。（四）教材的編寫與使用建議教材的編寫要體現課程的性質、價值、基本理念、課程目標以及內容標準。教材選用建議：王靜霞.《單片機應用技術》.電子工業出版社,2015參考資料：[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計.第1版北京：北京航空航天大學出版社，1990[2]何立民.單片機應用技術選編.第1版北京：北京航空航天大學出版社，1990[3]李華.MCS-51單片機實用接口技術.第1版北京：北京航空航天大學出版社，1990[4]陳寶江.MCS單片機應用系統使用指南.第1版北京：機械工業出版社，1997[5]徐仁貴.微型計算機接口技術及應用.第1版北京：機械工業出版社，1998[6]張迎新.單片機初級教程.第1版北京：北京航空航天大學出版社，2000[7]張俊謨.單片機中級教程.第1版北京：北京航空航天大學出版社，2000[8]何立民.單片機高級教程.第1版北京：北京航空航天大學出版社，2000[9]王福瑞.單片微機測控系統設計大全.北京：北京航空航天大學出版社，1999[10]張紅潤.單片機應用技術教程.北京：清華大學出版社，1997九、附錄附錄1：MCS-51指令系統常用符號及含義MCS-51指令系統常用符號及含義addr1111位地址addr16116位地址bit內部RAM或專用寄存器中的直接尋址位rel補碼形式的8位地址偏移量direct直接地址單元（RAM，SFR，I/O）#data立即數Rn當前寄存器區的8個通用工作寄存器R0～R7（n=0～7）Ri當前寄存器區中可作間址寄存器的2個通用工作寄存器R0、R1（i=0、1）A累加器B專用寄存器，用于MUL和DIV指令中。C進位標志或進位位，或布爾處理機中的累加器。@間接尋址方式中，表示間接寄存器的符號。/位操作數的前綴，表示對該位操作數先取反再參與操作，但不影響該操作數。（X）X中的內容。（（X））由X尋址的單元中的內容?！^左邊的內容被箭頭右邊的內容所代替?！?邏輯“與”∨1邏輯“或”⊕1邏輯“異或”附錄2：《單片機應用技術》基礎英語詞匯Ch1

Hardware

System

of

Single

Chip

MicrocomputerPC（PersonalComputer）機中央處理單元（CPU，CentralProcessingUnit）輸入輸出（I/O，Input/Output）

隨機存取存儲器（RAM，RandomAccessMemory）

專用寄存器（SpecialFunctionRegister）

程序計數器（PC，ProgramCounter）程序狀態字（PSW，ProgramStatusWord）

堆棧指針（SP，StackPointer）

時鐘電路（Clock

circuit）

復位電路（Reset

circuit）

電壓（Voltage）地線（Ground）Ch2

The

Exploitation

of

Single

Chip

Microcomputer仿真器（emulator）工具軟件（facilityandsoftware）電源（powersupply）

通信電纜（Communication

Cable）運行（Execute）、

仿真插座（Emulatorsocket）單步運行（Step）、

在線仿真功能(On-lineemulatorfunction)

跟蹤運行（Trace）

在線仿真器（InCircuitEmulator，簡稱ICE）斷點運行（Breakpoint）Ch3

Instruction

System

of

the

MCS-51MCS（MicroComputerSystem）

指令系統（InstructionSystem）尋址方式（Lookforaddressmode）

直接（Directness）

立即（Immediately）

間接（Indirectly）變址（Changeaddress）

相對（Comparatively）數據傳送指令（Data

MoveInstruction）

算術運算指令（ArithmeticOperationInstruction）

邏輯運算指令（LogicOperationInstruction）

控制轉移指令（ControlTransferInstruction）

位操作指令（BitOperationInstruction）

BCD碼，（BinaryCodedDecimal）加法（ADD，Addition）

減法（SUB，Subtration）

乘法（MUL，Multiplication）

除法（DIV，Divition）數據調整（DA，DataAdjust）

加大（INC，Increase）

減少（DEC，Decrease）Ch4

The

Program

Design

of

Assembly

Language機器語言（MachineLanguage）匯編語言（AssemblyLanguage）高級語言（High-Level

Language）

簡單程序（simpleprogram）分支程序（branchprogram）

循環程序（circleorloopprogram）子程序（Subprogram）Ch5

Time

and

Interrupt中斷（Interrupt）計數器（counter）定時器（Timer）

定時器工作方式寄存器（TMOD，Timer

mode）定時器控制寄存器（TCON，