《单片机与接口技术》教学大纲
课程类别:专业教育课课程名称:单片机与接口技术
开课单位:皇冠hg0086客户端课程编号:Z03160108
课程性质:必修课
总学时:32学分: 2
适用专业:车辆工程
先修课程:电路电子技术
大纲编写(修订)时间:2019年3月
一、课程在教学计划中地位和作用
《单片机与接口技术》是车辆工程专业教学内容的重要组成部分,是教学过程中的专业核心课程,是皇冠hg0086客户端院开设的专业特色课程。本课程主要以MCS-51系列单片机为例,讲述单片机的结构及工作原理和在汽车电子领域的应用。通过本课程的学习,使学生掌握单片机应用系统设计和开发的基本技能。
二、课程目标
通过本课程的理论教学和实验教学,使学生具备以下能力:
1) 能够理解和掌握MCS-51系列单片机的基本结构和工作原理,了解单片机工作过程。(支撑毕业要求1)
2) 能够掌握MCS-51系列单片机的指令系统与程序设计等基本技能。通过编写程序,实现单片机对IO口、中断、定时器的控制。
(支撑毕业要求1、2)
3) 能够掌握数据存储器和程序存储器扩展技术,存储器地址空间的分配原则。
(支撑毕业要求1)
三、基本要求
1、本课程为专业基础课,要求先修电工电子技术课程,在教学中应注重基础知识、基本概念和思维方法的传授,同时运用类比式和启发式教学,使学生掌握最重要的汇编语言程序设计概念,掌握相关设计方法与手段,以培养逻辑分析和设计能力。
2、教师通过传授汽车单片机应用的基本知识和技能,使学生具备分析、设计单片机应用程序和进行硬件分析、设计的基本技能,掌握单片机应用系统设计的基本方法与步骤,为《汽车电子与测试实训》打好理论基础。
四、课程内容及教学方法
课程内容:
1 绪论(2学时)
1.1、 汽车电子技术、单片机技术发展史
1.2、 单片机的基础知识
1.3、 数制与编码
1.4、 课程内容之间的关系;学生学习要求及考核方法
2 MCS-51单片机的结构和原理(6学时)
2.1、 单片机的硬件结构
2.2、 51系列单片机的引脚及功能
2.3、 单片机的存储器配置
2.4、 时钟电路与CPU时序
2.5、 单片机的工作方式
2.6、 单片机最小系统
重点:MCS-51单片机内部结构
难点:CPU时序
3 MCS-51单片机指令系统及程序设计(6学时)
3.1、51单片机指令系统概述
3.2、 寻址方式
3.3、 51单片机指令集
3.4、 51单片机汇编语言程序设计
重点:51单片机汇编语言指令集和5种寻址方式
难点:汇编语言的基本设计方法
4 MCS-51单片机定时器\计数器(4学时)
4.1、 定时器\计数器基本结构与工作原理
4.2、 定时器\计数器控制与实现
4.3、 定时器\计数器工作方式
4.4、 定时器\计数器基本应用
重点:定时器的四种工作方式及其应用
难点:定时器/计数器的结构、使用方法和应用
5 MCS-51单片机中断系统(4学时)
5.1、 中断系统概述
5.2、 中断的控制与实现
5.3、 中断的处理过程
5.4、 中断服务程序设计及应用
重点:中断的概念及中断的功能
难点:中断处理过程及中断嵌套的概念及应用
6 MCS-51单片机串行口(4学时)
6.1、串行通信基础
6.2、串行口结构、串行口相关特殊功能寄存器
6.3、串行通信工作方式及波特率的计算
6.4、串行口的编程及应用
重点:数据通信中的并行/串行、同步/异步、单工/双工以及波特率等概念、8051串行接口的4种工作方式及编程
难点:接收/发送程序的设计思想及应用
7MCS-51单片机存储器扩展技术(4学时)
7.1、三总线的概念
7.2、单片机数据存储器的扩展
7.3、单片机程序存储器的扩展
7.4、单片机扩展外部存储器空间地址分配。
重点:数据存储器和程序存储器的扩展及空间地址分配
难点:三总线概念及地址分配
教学方法:
1. 利用CAI形式讲授,辅以重要知识点的板书推导与分析,引导学生理解分析思路;
2. 讲授过程中注重工程实例分析,使学生在分析问题过程中理解其工程物理含义;
3.习题课采用翻转课堂教学模式, 学生在课下完成知识的学习,在课上讲解。通过老师答疑,引导和知识运用,锻炼学生独立思考和分析问题的能力,达到更好的授课效果。
五、实验:无
六、学时分配
章节名称 |
讲授(学时) |
实验(学时) |
小计 |
1绪论 |
2 |
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2 MCS-51单片机的结构和原理 |
6 |
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3 MCS-51单片机指令系统及程序设计 |
6 |
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4 MCS-51单片机定时器\计数器 |
4 |
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5MCS-51单片机中断系统 |
4 |
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6 MCS-51单片机串行口 |
4 |
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7 MCS-51单片机存储器扩展技术 |
4 |
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其它:习题课 |
2 |
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合计 |
32 |
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七、教材、补充教材及参考资料
1. 教材
万隆 巴奉丽主编,《单片机原理及应用技术(第2版)》,清华大学出版社,2014
2. 主要参考书
[1] 姜志海 编著,《单片机原理及应用(第4版)》,电子工业出版社,2017
[2] 李全得等,《单片机原理及接口技术》,高等教育出版社,2004
八、课程目标达成评价的途径和措施
1、考核目标:在考核学生对汽车单片机基本知识、基本原理和使用方法的基础上,重点考核学生的单片机编程能力、语言掌握程度、设计能力。
2、考察环节:课堂情况、作业、考试。
3、考核方式:课堂情况:出勤率
作业:课后完成情况
考试:闭卷
各环节成绩评定占比%
考察环节 |
课堂情况 |
作业 |
期末考试 |
课程目标达成的贡献率 |
0 |
40% |
60% |
支撑材料 |
签到表 课堂日志 |
课后作业题 |
试卷 |
九、课程目标对毕业要求的支撑
专业毕业要求 |
成果关联度 |
指标点分解 |
目标1 |
目标2 |
目标3 |
1、工程问题 |
M |
1-2知识体系:掌握单片机硬件结构和工作原理,了解单片机工作过程。 |
# |
# |
# |
2、问题分析 |
M |
2-1问题识别:能够将相关工程问题转化为技术问题。识别其中的关键特征和参数。 2-2问题表达:能够采用汇编语言,描述工程问题。 |
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# |
|
注:
1、成果关联度分:L、M、H;
2、需说明目标情况分解。
十、课程目标达成评价
课程目标 |
知识面比例Pi (本列总和为1) |
各环节评价比例分配
(每行总和为1) |
各环节在课程达成中的占比
(所有行列总和为1) |
作业成绩 |
期末考试 |
作业成绩 |
期末考试 |
1、能够理解和掌握MCS-51系列单片机的基本结构和工作原理,了解单片机工作过程。 |
45% |
0.4 |
0.6 |
0.18 |
0.27 |
2、能够掌握MCS-51系列单片机的指令系统与程序设计等基本技能。通过编写程序,实现单片机对IO口、中断、定时器的控制。 |
35% |
0.2 |
0.8 |
0.07 |
0.28 |
3、能够掌握数据存储器和程序存储器扩展技术,存储器地址空间的分配原则。 |
20% |
0.75 |
0.25 |
0.15 |
0.05 |
各环节对课程目标达成的贡献率(Mk) |
0.4 |
0.6 |
采用达成值计算法,辅以对学生的问卷调查法。
达成值计算法结合上表权重分配,采用下表进行计算。大于0.60为达成。
单一课程目标达成度评价采用下式:
总的课程目标达成度评价采用下式:
以上公式中:
k表示不同的评价方式,i表示不同的课程目标。
表示第k种评价方式期末评价成绩平均分,均为百分制;
是第k种评价方式通过第i个课程目标反映在总的课程目标评分占比;
表示第k种评价方式对第i个课程目标百分占比;
表示第i个课程目标在课程总评价中的占比;
十一、课程目标达成评价结果用于持续改进
课程目标达成评价结果将用于后续教学过程的持续改进。
针对课程目标达成评价中发现的问题与不足,在本次授课总结中应由授课教师分析具体原因,并给出改进建议。后续任课教师应当针对以前的问题和建议,在授课计划中做好落实改进计划,并在授课过程中予以落实。