《微机原理及接口技术》教学大纲2018
作者:智能制造学院发布日期:2022-03-12 15:04:46浏览次数:11861
《微机原理及接口技术》教学大纲
一、课程基本信息
课程类别 |
专业课程 |
课程性质 |
理论 |
课程属性 |
必修 |
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课程名称 |
微机原理及接口技术 |
课程英文名称 |
Microcomputer Principle and Interface Technology |
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课程编码 |
F10ZB06G |
适用专业 |
电子信息工程 |
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考核方式 |
考试 |
先修课程 |
程序设计 |
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总学时 |
64 |
学分 |
4 |
理论学时 |
44 |
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实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时 |
实验学时:20 |
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开课单位 |
智能制造学院 |
二、课程简介
《微机原理及接口技术》是电子信息工程专业的一门专业必修课。该课程是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程。本课程通过介绍MCS-51系列单片机的硬件基本结构、片内各功能部件(中断系统、定时/计数器、串行口)的工作原理及典型接口技术的程序设计,使学生能够以MCS-51单片机系统为基础,熟练使用Keil、Proteus等相关软件,掌握设计、调试单片机应用系统的一般方法,具有初步的软、硬件设计和仿真调试的基本技能,能综合运用单片机知识解决实际工程问题,进行单片机应用系统设计和开发,为今后参与本专业的工程实践打下必要的基础。
三、课程教学目标
课程教学目标 |
支撑人才培养规格指标点 |
支撑人才培养规格 |
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知 识 目 标 |
目标1: 了解单片机的基本概念;掌握 MCS-51内核单片机的基本结构,片内各功能部件(中断系统、定时器、串行口)的工作原理;掌握单片机C51语言程序设计技术和单片机应用系统开发的设计思路。
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4-1:具备应用数学、自然科学、工程科学基本原理及专业知识,对电子信息领域相关应用系统的设计、开发中出现的问题,进行有效的描述、分析、推理及解决。 5-1:掌握电子信息专业的基本概念、基本理论及基本方法。 |
4.问题分析 5.设计与开发 |
能 力 目 标 |
目标2: 能熟练使用Keil、Proteus软件;具备单片机应用系统软硬件设计和仿真调试的基本技能;能综合运用单片机知识解决实际工程问题,进行单片机应用系统软、硬件设计和开发。
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5-2:具备电子信息领域中综合类实践的设计、开发和调试能力。 5-3:具备参与电子信息领域相关应用系统的软硬件设计、开发与调试的能力。 7-2:了解电子信息产业的发展趋势及前沿动态,能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,进行电子信息领域应用系统的开发、设计、监控、调试或运行维护等。 |
5.设计与开发7.掌握现代工具 |
素 质 目 标 |
目标3: 锻炼学生的实际动手能力,启迪学生的创新意识与思维,并注意渗透思想教育,构建热爱科学,实事求是的学风和创新精神;进一步培养学生的辨证思维,加强学生的职业道德观念,促使学生素质的全面提高。
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5-4:具备进行电子产品开发与设计、技术改造与创新等、解决实际工程应用问题的能力。 |
5.设计与开发 |
四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略
(一)理论教学
教学模块 |
学时 |
主要教学内容与策略 |
学习任务安排 |
支撑课程目标 |
单片机基础概述 |
4 |
重点:单片机的概念、特点及发展;数据在计算机中的表示方法;Proteus仿真平台基本功能的使用。 难点:计算机中常用数制及数制间的转换。 思政元素:通过单片机及单片机技术的发展概述, 激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。 教学方法与策略:线下教学。课堂主要运用讲授法,辅以启发式提问,拓宽学生学习思路。其中,Proteus仿真软件的使用采用实操演示法。
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课堂:认真思考,做好笔记 课后:完成一份单片机的发展概述。 |
目标1 目标2
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MCS-51单片机结构及原理 |
6 |
重点: MCS-51的4个通用I/O口的结构与功能;MCS-51单片机存储器的结构;单片机的复位、时钟和时序。 难点:MCS-51的4个通用I/O口的结构与功能;MCS-51单片机存储器的结构。 教学方法与策略:线上线下混合式教学。课堂主要运用讲授法,辅以启发提问,引导学生对单片机几组通用I/O口的结构与功能的对比分析,实现举一反三和归纳总结。
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课前:预 习 课堂:认真听讲,积极与老师互动。 课后:完成一个单片机最小系统的制作。 |
目标1
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单片机的C51语言基础 |
6 |
重点:C51语言的程序结构和常见数据结构;Keil软件的C51仿真开发环境的使用。 难点:C51语言的常见数据结构及Keil软件的使用。 思政元素:通过“单片机C51语言标准的数据结 构”的讲解,引导学生养成 “科学严谨”的做事 态度。 教学方法与策略:线下教学。课堂主要运用讲授法和案例法开展教学,利用单片机开发软件Keil、Proteus仿真软件等辅助案例教学。 |
课堂:认真思考,做好笔记 课后:录制一个使用keil和Proteus仿真联调的视频 |
目标1 目标2
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单片机的IO口控制 |
10 |
重点:单片机IO口对发光二极管控制、数码管显 示、按键检测的编程实现。 难点:数码管的动态显示;矩阵式键盘的识别。 思政元素:通过学生实际动手设计与制作“花样心 形灯”,引申拓展,渗透“感恩的心”。 教学方法与策略:线上线下混合式教学。课前,学生完成对应线上视频的学习。课堂上,通过问题发现法和师生互动启发法,帮助学生突破和巩固重难点的学习。
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课前:预 习 课堂:认真听讲,积极与老师互动。 课后:实现单片机IO口对常见设备的控制 |
目标1 目标2 目标3
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单片机的中断控制 |
4 |
重点:中断概念、中断源的分类;中断优先级和嵌套;中断控制及处理过程;中断响应的编程方法及步骤。 难点:中断控制的应用。 思政元素:通过单片机优先级的知识,类比引导学 生,合理地设置好,大学生活中的“优先级”。 教学方法与策略:线下教学。课堂主要运用案例讲授 法,激发学生的学习兴趣;同时,辅以启发式提问, 拓宽学生学习思路。 |
课堂:认真思考,做好笔记 课后:编程实现中断嵌套的应用 |
目标1 目标2 目标3
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单片机的定时/计数器控制 |
4 |
重点:定时器/计数器的内部结构及工作原理;各 种工作方式及其差异;定时器/计数器的控制、编 程方法及步骤。 难点:定时器/计数器控制的应用。 教学方法与策略:线上线下混合式教学。课前,学生完成对应线上视频的学习。课堂上,通过问题发现法和师生互动启发法,帮助学生突破和巩固重难点的学习。 |
课前:预 习 课堂:认真听讲,积极与老师互动。 课后:编程实现电子时钟的设计 |
目标1 目标2
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单片机的串行口控制 |
4 |
重点:串行通信的基本概念;常见工作方式的原理及控制的编程实现。 难点:串行通信典型工作方式的基本原理、控制 方法及程序实现。 思政元素:通过“单片机串行通信的概述”,引申 到“我国的5G领先技术”,激发学生强烈的民族 自豪感和科技报国的使命担当。 教学方法与策略:线上线下混合式教学。课前,学生完成对应线上视频的学习。课堂上,通过问题发现法和师生互动启发法,帮助学生突破和巩固重难点的学习。 |
课前:预 习 课堂:认真听讲,积极与老师互动。 课后:编程实现遥控心形灯的双机通信 |
目标1 目标2 目标3
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单片机常见接口技术及模块控制
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4 |
重点:模数转换技术及其常用芯片的应用;LCD液 晶显示模块的典型应用。 难点:常见接口模块控制的编程实现;典型单片机应用系统的设计开发。 教学方法与策略:线下教学。课堂主要运用讲授法和案例法开展教学,利用单片机开发软件Keil、Proteus等辅助案例教学,形成虚拟可视化的视觉冲击。 |
课堂:认真思考,做好笔记 课后:完成典型时序图的分析 |
目标1 目标2 目标3
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单片机应用系统设计与开发
|
2 |
重点:单片机系统的设计开发过程;单片机系统开发应用举例。 难点:单片机应用系统的设计。 教学方法与策略:线下教学。课堂主要运用讲授法, 辅以启发式提问和讨论,拓宽学生学习思路。 |
课堂:做好笔记 课后:谈谈自己的单片机应用设想 |
目标2
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(二)实践教学
实践类型 |
项目名称 |
学时 |
主要教学内容 |
项目 类型 |
项目 要求 |
支撑课程目标 |
实验 |
Proteus和Keil的使用 |
2 |
重点:熟悉Proteus ISIS模块界面, 了解菜单栏、工具栏、对话框等基本 功能;学会选择元件、画导线、修改 属性等基本操作;学会可执行文件的 加载及单片机系统程序仿真运行方 法;掌握实验箱烧写器的使用与硬件 电路的搭建。 难点:实验箱烧写器的使用与硬件 电路的搭建。 思政元素:要求学生具有认真、严谨、 细致的科学态度及团队合作精神。 |
验证 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标2 目标3 |
实验 |
I/O口控制(一) |
2 |
重点:学会利用Keil编写程序、加载可 执行文件及仿真调试运行程序;掌握 实验箱烧写器的使用与硬件电路模块 的搭建;掌握51单片机IO口基本输入 输出功能的应用。 难点:51单片机IO口基本输入输出功 能的综合应用(按键和灯的应用)。 |
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2
|
实验 |
I/O口控制(二)
|
2 |
重点:学会利用Keil编写程序、加载可 执行文件及仿真调试运行程序;掌握 实验箱烧写器的使用与硬件电路模块 的搭建;掌握51单片机IO口基本输入 输出功能的应用。 难点:51单片机IO口基本输入输出功 能的综合应用(按键和数码管的应 用)。 |
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2
|
实验 |
电机控制 |
2 |
重点:掌握直流电机、步进电机的工作 原理和驱动控制;编程实现单片机控制 电机的启动、停止、正反转等 难点:单片机对电机动作控制的编程实 现。
|
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2
|
实验 |
中断控制
|
2 |
重点:掌握51单片机外部中断及中断嵌套的应用。 难点:中断嵌套的应用。 |
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2
|
实验 |
定时器控制 |
2 |
重点:掌握51单片机定时/计数器功能 的应用。 难点:定时/计数器不同工作方式的应 用。 思政元素:要求学生编程设计必须有细 致、严谨的科学态度。 |
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2 目标3 |
实验 |
串行口控制 |
2 |
重点:掌握串行口的通信方式设置及波 特率配置方法;掌握双机通信软件的 编程控制和硬件实现方法。 难点:双机通信软件的编程控制和硬件 实现方法。 思政元素:要求学生具有认真、严谨、 细致的科学态度及团队合作精神。 |
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2 目标3 |
实验 |
AD转换控制 |
2 |
重点:掌握模数转换的原理和使用方 法;掌握单片机对转换芯片的编程实 现。 难点:掌握单片机对转换芯片的编程实 现方法。 思政元素:事物间相互转化及转化条件 等辩证唯物主义观点。 |
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2 目标3 |
实验 |
LCD显示控制 |
2 |
重点:掌握LCD液晶显示模块的管脚定 义及显示字符的过程;掌握1602型LCD 的初始化过程及编程和仿真方法。 难点:掌握LCD的初始化过程及编程控 制方法。 |
验证+ 设计 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2
|
实验 |
常见模块的综合应用 |
2 |
重点:AD 和 LCD的综合应用。 难点:AD 和 LCD综合应用的编程实现。 思政元素:做学问,不可能一蹴而就, 必须循序渐进,必须具有坚韧不拔, 百折不挠的精神。 |
设计 + 综合 |
实验2人 一组,完 成实验报 告。实验设计 + 综合 报告须有 详细的实 验记录。 |
目标1 目标2 目标3 |
|
备注: 项目类型填写验证、综合、设计、训练等。 |
五、学生学习成效评估方式及标准
考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中,学生的最终成绩是由平时成绩、实验成绩、期末成绩等3个部分组成。
1.平时成绩(占总成绩的30%):采用百分制。平时成绩分考勤(占20%)、课堂表现(40%)、作业(占40%)三个部分。评分标准如下表:
等级 |
评 分 标 准 |
1.考勤;2.课堂表现;3. 作业 |
|
优秀 (90~100分) |
1.考勤无迟到、缺勤。 2.认真听课、非常积极的参与课堂互动或提出有质量的问题交流。 3.90%以上的习题解答正确。 |
良好 (80~89分) |
1.迟到、缺勤占考勤记录的10%。 2.认真听课、较积极的参与课堂互动或课后交流。 3. 80%以上的习题解答正确。 |
中等 (70~79分) |
1.迟到、缺勤占考勤记录的20%。 2.较认真听课、参与课堂互动或课后交流的主动性一般。 3. 70%以上的习题解答正确。 |
及格 (60~69分) |
1.迟到、缺勤占考勤记录的30%。 2.听课认真程度一般,参与课堂互动主动性不够。 3. 60%以上的习题解答正确。 |
不及格 (60以下) |
1.迟到、缺勤占考勤记录的40%。 2.听课不够认真,参与课堂互动主动性不够很被动。 3.超过40%的习题解答错误。 |
2. 实验成绩(占总成绩的20%):采用百分制。实验成绩分实验完成度(占60%)和实验报告(占40%)两个部分。评分标准如下表:
等级 |
评 分 标 准 |
1.实验完成度;2.实验报告 |
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优秀 (90~100分) |
1.完成必做和选做的全部实验内容 2.实验报告书写工整,实验代码合理、实验现象正确,有实验小结。 |
良好 (80~89分) |
1.完成必做的全部实验内容和选做的部分实验内容 2.实验报告书写工整,实验代码合理、实验现象正确,有部分实验小结。 |
中等 (70~79分) |
1.完成必做的全部实验内容和选做的极小部分实验内容 2.实验报告书写较工整,实验代码合理、实验现象正确,无实验小结。 |
及格 (60~69分) |
1.只完成必做的全部实验内容 2.实验报告书写潦草,实验代码较合理、实验现象基本正确,无实验小结。 |
不及格 (60以下) |
1.只完成必做的部分实验内容 2.实验报告书写凌乱,实验代码小部分合理、实验现象小部分正确,无实验小结。 |
3.期末考试(占总成绩的50%):采用百分制。期末考试的考核内容、题型和分值分配情况请见下表:
考核 模块 |
考核内容 |
主要 题型 |
支撑目标 |
分值 |
单片机基础概述 |
单片机的特点;数据在计算机中的表示方法及数制间的转换;Proteus仿真平台基本功能的使用 |
填空题/选择题/判断题
|
目标1 目标2 |
6 |
MCS-51单片机结构及原理 |
MCS-51单片机的内部结构;4个通用I/O口的结构与功能;存储器的结构;单片机的复位、时钟和时序 |
填空题/选择题/判断题/ 简答题 |
目标1
|
10 |
单片机的C51语言基础 |
C51语言的程序结构和常见数据结构;Keil软件的C51仿真开发环境的使用 |
填空题/选择题/判断题 |
目标1 目标2 |
6 |
单片机的IO口控制 |
单片机IO口对发光二极管、数码管、按键等 常见输入输出元件的控制 |
填空题/选择题/判断题/ 程序综合题 |
目标1 目标2 |
20 |
单片机的中断控制 |
中断概念、中断源的分类;中断优先级和嵌套;中断控制及处理过程;中断响应的编程方法及步骤 |
填空题/选择题判断题/简答题/ 程序综合题 |
目标1 目标2 |
20 |
单片机的定时/计数器控制 |
定时器/计数器的内部结构及工作原理;各 种工作方式及其差异;定时器/计数器的控 制、编程方法及步骤 |
填空题/选择题/判断题/ 简答题/ 程序综合题 |
目标1 目标2 |
20 |
单片机的串行口控制 |
串行通信的基本概念;常见工作方式的原理及控制的编程实现 |
填空题/选择题/判断题/ 简答题/ 程序综合题 |
目标1 目标2 |
10 |
单片机常见接口技术及模块控制 |
A/D、D/A转换技术及其常用芯片的应用;LCD液晶显示器的典型应用及编程实现 |
填空题/选择题/判断题/ 程序综合题 |
目标1 目标2 |
6 |
单片机应用系统设计与开发 |
单片机系统的设计开发过程、步骤及实现方法 |
选择题/判断题 |
目标1 |
2 |
六、 教学安排及要求
序号 |
教学安排事项 |
要 求 |
1 |
授课教师 |
职称:讲师及以上 学历(位):硕士研究生及以上 其他:中级及以上工程师 |
2 |
课程时间 |
节次:4 |
3 |
授课地点 |
R 教室 R 实验室 □ 室外场地 □ 其他: |
4 |
学生辅导 |
线上方式及时间安排:建立企业微信群,随时与学生沟通 线下地点及时间安排:经与学生沟通另行安排 |
七、选用教材
[1] 林立,张俊亮. 单片机原理及应用(C51语言版)[M]. 北京:电子工业出版社,2018年5月.
[2] 杨居义. 单片机原理及应用项目教程(基于C语言)[M]. 北京:清华大学出版社,2018年6月.
八、参考资料
[1] 张毅刚. 单片机原理及接口技术(C51编程)[M]. 北京:人民邮电出版社,2020年2月.
[2] 潘永雄.新编单片机原理与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2020年11 月.
[3] 胡建波. 单片机原理及应用[M]. 武汉:武汉大学出版社,2018年1月.
网络资料
[1] http://www.xueyinonline.com/detail/211235292
大纲执笔人: 曹丽娟
讨论参与人:周杨景、龙允聪
系(教研室)主任:曹丽娟
学院(部)审核人:连元宏
附件:《微机原理及接口技术》教学大纲下载
辅导员:电话23382502 地址:8B313 行政/教学秘书:电话23382505 地址:8B303
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