單片機原理與接口技術課程設計（CourseDesignofMicro-controllerPrincipleandInterfaceTechnology）課程基本信息課程編號：04021549課程總學時：3周實驗學時：3周課程性質：必修課程屬性:專業類開設學期：第6學期適用專業：電子信息工程對先修的要求：電路、模擬電子技術、數字電子技術、C語言設計基礎對后續的支撐：畢業實習、畢業設計一、課程簡介/課程目標單片機原理與接口技術是電子信息工程專業學生的專業課、核心課程。在學完電子類基礎課程和單片機原理課程之后，為加強對學生單片機應用能力的培養而開設的。本課程的任務是使學生獲得單片機應用系統設計的基本理論、基本知識與基本技能，掌握單片機應用系統各主要環節的設計、調試方法，并了解單片機在測量、控制等電子技術應用領域的應用，初步具備應用單片機進行系統設計和產品開發的能力。為走出校門從事單片機應用的相關工作打下基礎。課程目標1：鞏固和加深對單片機原理和接口技術知識的理解，使學生增進對單片機系統的感性認識，加深對單片機理論方面的理解，為順利完成畢業設計打下基礎。課程目標2：使學生掌握對單片機的內部功能模塊的應用，如定時器/計數器、中斷、片內外存貯器、I/O口和申行口通訊等，進一步深化和鞏固所學基礎理論、專業知識及實驗技能，培養學生綜合運用所學專業知識分析問題和解決問題的能力，。課程目標3：培養學生根據課題需要選學參考書籍、查閱手冊和文獻資料的能力，了解與課題有關的硬件元器件的工程規范，能按課程設計任務書的要求編寫課程設計說明書，學會方案論證的比較方法，初步掌握工程設計的基本方法，能正確反映設計和實驗成果，能用計算機繪制電路圖和流程圖。使學生了解和掌握單片機應用系統的軟、硬件設計過程、方法及實現，提高學生的技術應用能力，為以后設計和實現單片機應用系統打下良好基礎。課程目標4：這一環節對掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學會軟、硬件的設計和調試方法，掌握單片機技術在生產實踐中的應用，提高學生的工程實踐能力、動手能力、創新能力，使學生樹立正確的人生觀，養成嚴謹、踏實的工作作風。二、課程目標和畢業要求的對應關系表1課程目標與畢業要求的關系課程目標畢業要求指標點畢業要求1指標點2.3：能綜合運用電子信息工程領域基本原理和方法，系統考慮多種影響因素，分析電路、信息處理、嵌入式系統等方面的復雜工程問題，選擇和優化問題的解決方案。2.問題分析2指標點3.2：掌握現代傳感器開發等電子信息領域專業知識，能夠針對智慧農業、智慧畜牧、傳感測試等特定需求，包括信息采集、存儲和處理等，完成系統單元(部件)的方案設計。3.設計/開發解決方案3指標點4.2：能夠根據電路系統和信息處理系統等領域信息獲取與處理方面的系統特征及其應用需求，選擇研究路線，設計實驗方案。4.研究4指標點5.3：能夠開發或選用合適的電子儀器設備和專業仿真軟件對電路系統和信息處理系統等領域的復雜工程問題的預測與模擬，并能夠分析其局限性。5.使用現代工具三、教學內容和教學環節與課程目標的對應關系表2課程教學內容與課程目標的對應關系序號教學內容教學重點和難點教學方式實踐天數課程目標1布置任務，分析研討，收集、查閱文獻資料重點：根據選定設計題目的設計任務，閱讀相關的中英文資料，了解國內外進展及發展趨勢。難點：明確單片機原理與接口技術課程設計任務要求、技術指標、熟悉設計任務及規程。集中講解、學生自主查閱資料、過程中予以指導212確定單片機系統總體方案重點：從題目設計要求出發，確定設計方案。難點：對設計方案進行比較、分析和論證，并確定最終的方案。集中講解、指導22，3系統硬件電路設計重點：根據總體設計方案進行模塊化劃分，通過PCB軟件畫出電路原理圖。難點：電路原理圖的設計教師指導、學生自主設計32，44系統軟件設計重點：使用KeilMDK軟件，將設計的軟件代碼下載到單片機里。難點：調用接口函數，設計各外設子程序。教師指導、學生自主設計325程序調試、總體調試與性能測試重點：使用Keil軟件對所設計的單片機系統進行仿真驗證，要求能夠實現選題的設計要求。難點：系統調試過程和錯誤排查。教師指導、學生自主設計326按要求撰寫課程設計報告重點：按要求撰寫課程設計報告書。教師指導、學生自主撰寫147課程設計答辯重點：對課程設計的整個過程，包括系統設計方案、系統軟、硬件設計及仿真調試和下載驗證等環節進行答辯。課程團隊14合計15（3周）四、課程考核（一）課程的考核環節課程考核以課程目標的達成為主要目的，以檢查學生對各知識點的掌握程度和實踐應用能力為重要內容。本課程考核總成績由過程考核（占總成績的30%）、成果考核（占總成績的40%）、答辯考核（占總成績的30%）三部分綜合評定。課程總成績（百分制）按以上各部分內容核算后（四舍五入取整），最終綜合考核成績換算為五級制，90-100分為優秀，80-89為良好，70-79為中等，60-69為及格，小于60為不及格。課程考核觀測點及對課程目標支撐情況詳見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環節目標

分值觀測點課程目標1234過程考核30(1)設計進度與質量。(2)文獻查閱及開發軟件的使用能力。(3)自主學習能力。√√√√101055成果考核40(1)系統設計方案合理性。(2)軟硬件設計質量。(3)功能實現。√√√101515答辯考核30(1)報告書質量。(2)答辯陳述。(3)自主學習能力。√√1020合計：10030252025（二）成績評定辦法及依據表4考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥90（優秀）89>x≥80（良好）79>x≥70（中等）69>x≥60（及格）x<60（不及格）過程考核30能提前完成各階段設計任務、工作量大、完成質量優；能熟練的使用開發軟件進行單片機系統硬件電路設計，能獨立完成仿真調試。能提出優秀的設計方案；歸納總結有深刻，自己獨特的觀點。能按時完成各開發軟件進行單片機系統硬件電路設計開發軟件進行單片機系統硬件電路設計開發軟件單片機系統硬件各階段設計任務滯后、工作量少、完成質量差。不能使用開發軟件進行單片機系統硬件電路設計，不能進行仿真調試。在指導教師的啟發下也不能提出設計方案。成果考核40系統設計方案可行，論證充分；完成的軟硬件達到甚至優于規定的性能指標。設計作品現場能演示實現全部設計功能，有發揮。能提出新穎的設計方案；歸納總結有深刻，自己獨特的觀點，沒有抄襲。系統設計方案可行，論證比較充分；完成的軟硬件基本達到規定的性能指標。設計作品現場能演示實現全部基本設計功能。能提出較新穎的設計方案；歸納總結與眾不同，沒有抄襲。系統設計方案可行，論證尚充分；完成的軟硬件尚能達到規定的性能指標，無原則性錯誤。設計作品現場能演示有少部分基本功能沒有實現。能提出1種設計方案；歸納總結較少，沒有特點，有少許網上雷同內容。系統設計方案可行，論證不充分。完成的軟硬件性能一般，存在錯誤。設計作品不完整，有一部分基本功能沒有實現。在指導教師指導下能提出1種設計方案，歸納總結有部分雷同。系統設計方案可行性差、論證不充分；完成的軟硬件性能差，錯誤較多。設計作品不正確，基本功能沒有實現。在指導教師的啟發下也不能提出設計方案，歸納總結雷同。答辯考核30設計的單片機系統現場能演示完全正確，實現全部設計功能，有發揮。報告條理清楚，文字通順，表達清楚，格式規范，內容完整，圖表標注完整，符合要求。能清楚闡述設計內容，思路清晰，語言流暢，重點突出。設計的單片機系統現場能演示完全正確，實現全部基本設計功能。報告條理較清楚，文字較通順，表達清楚，書寫格式較規范，內容較完整，圖表標注有少許瑕疵。能清楚闡述設計內容，思路較清晰，語言較流暢，重點較突出。設計的單片機系統現場能演示完全正確，有少部分基本功能沒有實現。報告條理較清楚，文字較通順，表達基本清楚，書寫格式一般，主要內容尚完整，圖表標注瑕疵較多。基本上能闡述大部分設計內容，思路尚可，重點不突出。設計的單片機系統不完整，有一部分基本功能沒有實現。報告條理性、表達能力尚可，書寫格式一般，內容完整性差，圖表標注瑕疵多。能闡述部分設計內容，思路尚可，重點不突出。設計的單片機系統不正確，基本功能沒有實現。報告條理不清楚，文字不通順，表達不規范，書寫格式不規范，設計內容不完整，圖表標注不規范，瑕疵多。不能清楚闡述設計內容，沒有思路，語言不流暢，沒有重點。五、教學基本要求課程設計過程，學生應遵守課程設計場地的規章制度、安全制度、操作規程。第一次上課任課教師向學生講清課程設計的性質、任務、要求，和成績評定方法及依據等。學生可從指導教師指定的題目中選擇一題，自擬題目需經過指導教師審核并確認后，方可實施。課程設計題目要求符合工程實際，要有一定難度和足夠的工作量。課程設計題目應是一個較復雜數據采集、處理、顯示和控制的問題，必須運用深入的工程原理經過分析才能得到解決。課程設計題目一般需要涉及多方面的技術，如原理圖設計、嵌入式C、單片機開發平臺、模擬電子技術、數字電子技術、微機原理等。在完成基本設計任務的情況下，對某些設計內容可進一步深入發揮。六、教學方法1、課程設計題目應難易適中，注重培養學生分析解決電子信息工程領域相關的復雜工程問題的能力。2、針對課題任務，組織學生合理分工，做到每個學生都有具體設計任務。3、加強過程指導與監控，督促學生按照進度計劃完成各階段工作，確保設計任務的完成。出現問題，教師要引導學生獨立分析、解決，不得包辦代替。4、采用過程考核、成果考核、答辯考核等多種形式相結合的考核方法，引導學生按時、保質保量地完成課程設計任務。七、參考教材1.屈微主編.STM32單片機應用基礎與項目實踐.清華大學出版社.2019.2.徐亮主編STM32單片機開發實例――基于Proteus虛擬仿真與HAL/LL庫.電子工業出版社.2021.3.蔡杏山主編.STM32單片機全案例開發實戰.電子工業出版社.2022.八、本課程與其它課程的聯系本課程的先修課程為電路、模擬電子技術、數字電子技術和C語言程序設計等。為學生進行后續課程的電子產品生產實習、畢業設計以及今后從事與本專業相關的工作奠定實踐動手能力以及分析和解決問題能力的基礎。附錄：課程思政素材序號課程思政素材教學方法1開發軟件平臺自主研發軟硬件，引導學生收集有關我國科技領域“自主創新”的案例（如華為），激發學生自主創新意