电子信息工程专业“3+4”课程标准
单片机原理及应用
课程名称：单片机原理及应用
英文名称：Foundation and Application of Microcontroller
课程性质: 专业基础课
总 学 时：80 理论学时：48 实验学时：32
适用专业：电子信息工程“3+4” 试点项目
第一部分 课程定位与设计
一、课程性质
本课程是电子信息工程专业一门专业基础课程。通过本课程的学习，学生应该能够掌握以MCS-51为代表的单片机系统基本组成、工作原理、指令系统、程序设计的基本方法以及单片机的接口技术，掌握单片机应用系统开发和设计的基本方法；同时，通过这么课程的学习，学生可以提高利用单片机进行自动化系统及电子系统的开发和设计能力。
二、课程作用
本课程是以MCS-51单片机为范例学习微机原理的课程，是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。通过本课程的学习，使学生掌握单片机的基本工作原理，获得微机原理的有关知识和在相应专业领域内应用单片计算机的初步能力，为将来从事单片机方面的应用系统的开发打下坚实的基础。
三、前导后续课程
本课程作为一门专业基础课，其先行课程基础是电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、计算机基础。
四、课程设计的理念和思路
本课程注重培养分析问题、解决问题的能力、强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合应用电子专业的发展需要，为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分析设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学、并以典型设备为载体，通过具体案例，按单片机项目实施的顺序逐步展开，让学生在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技术训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用、培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。
第二部分 课程目标
一、总体目标
通过本课程学习，学生初步掌握单片机系统设计相关的基础知识和基本技能，了解这些知识与技能在生产实践中的应用。了解单片机技术在应用电子以及自动控制工程中的应用，具备一定的分析问题、解决问题的能力和动手实践能力。培养自主学习能力，养成良好的思维习惯和职业规范，能运用相关的专业知识、专业技能解决工程中的实际问题。培养学生的团队合作精神，激发学生的创新潜能，提高学生的职业素质。
二、具体目标
（一）能力目标
（1）能够独立完成小型单片机控制系统的设计；
（2）能够独立编写控制程序；
（3）能够制作并焊接单片机控制系统板；
（4）能够熟练使用C语言编写单片机程序。
（二）知识目标
（1）熟练掌握单片机开发的过程及keil软件的使用；
（2）掌握单片机的内部结构及其工作原理；
（3）掌握单片机的中断结构及定时/计数器的使用方法及编程结构；
（4）掌握单片机串行通信的编程方法；
（5）掌握单片机常用外围芯片的使用方法。
第三部分 课程内容标准
序号 |
单元名称 |
理论教学内容 |
理论学时 |
理论教学要求 |
1 |
绪论 |
1、单片机的基本概念 |
2 |
1、 了解单片机的基本概念 2、 了解单片机发展过程 3、 了解典型单片机性能 |
2、单片机与计算机之异同 |
3、单片机的发展过程 |
4、单片机的发展趋势 |
5、单片机的应用领域 |
6、单片机的选择 |
7、典型单片机性能概览 |
2 |
MCS-51单片机的结构与原理 |
1、MCS-51单片机硬件结构及引脚 |
6 |
1、掌握MCS-51内部结构、 组成、引脚、 特点、工作方式、时序。 2、了解片上系统SOC 的概念、特点、发展及应用领域。 1、 |
2、MCS-51单片机的工作方式 |
3、单片机的时序 |
4、C8051F系列片上系统（SOC）简介 |
3 |
MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计 |
2.1 概述 |
12 |
1、熟练掌握MCS-51单片机的寻址方式、指令系统、各种指令的应用、程序设计的规范、基本程序结构及汇编语言程序的开发与调试。 2、掌握Keil，Medwin，C51等软件的使用。 |
2.2 MCS-51单片机的寻址方式 |
2.3 MCS-51单片机的指令系统 |
2.4 汇编语言及程序设计 |
2.5 程序设计举例 |
2.6 汇编语言的开发环境 |
4 |
MCS-51单片机的内部资源及应用 |
3.1 MCS-51单片机的并行I/O口 |
16 |
1、熟练掌握MCS-51单片机内部的并行口、中断系统、定时器/计数器的具体结构、组成原理、工作方式的设置及典型应用。 2、掌握单片机内部各器件工作方式的设置及灵活应用为后续学习单片机应用系统设计、充分利用单片机内部资源解决工程实际问题奠定基础。 |
3.2 MCS-51单片机的中断系统 |
3.3 MCS-51单片机的定时器/计数器 |
3.4 MCS-51 单片机的串行通信 |
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4.1 MCS-51单片机系统扩展概述 |
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5 |
MCS-51单片机系统的扩展技术 |
4.2 存储器的扩展 |
12 |
1、熟练掌握MCS-51单片机系统扩展的基本原理和方法。常用器件的选择和应用，常用总线标准和典型接口电路。要求学生掌握单片机系统扩展的原理、方法，并能根据工程要求进行系统扩展。 2、了解常用时钟芯片的结构、工作原理及应用。 |
4.3 并行I/O口的扩展 |
4.4 时钟芯片的扩展 |
4.5 系统监控芯片的扩展 |
4.6 总线接口扩展 |
第四部分 课程实施
一、教学组织
根据课程内容和学生特点，灵活运用教学方法，整个教学过程在单片机教学做一体化教室内完成，采用由易到难的顺序，教师分析案例提出问题，启发并引导学生自主学习相关理论知识，学生给出每个项目的硬件电路，并与教师给出的电路进行比较，在教师的指导下，编写并调试程序，完成项目。
二、实施条件
课程安排理论教学与实验教学同步开设，鼓励学生通过软件仿真或通过实际制作理解巩固学习知识。在实验教学阶段，教师提出项目要求，学生在指定时间内，完成硬件和软件两方面的设计，并在一体化教室完成实物的制作。
三、学习场所
（1）单片机技术实训室包括单片机仿真实验仪、逻辑分析仪等设备共计40
套，教学多媒体1套；
（2）电子工艺实训台20台、示波器20台、高频信号发生器20台、DDS
信号发生器20台等设备；
（3）电烙铁、烙铁架、焊锡丝、松香、吸锡器、电阻、电容、电感等电子元器件一批。
第五部分 课程考核与评价
一、学业考核
本门课程为考试课，闭卷考试，总评成绩中平时成绩占10%，实验成绩占20%，期末成绩占70%。
二、教学评价
师生共同参与教学评价，采用教师点评、学生互评等方式来评价教学效果。对教师的评价主要体现在学生打分的教师评价表、教学资料的检查、教学督导等三个方面。学生评价主要包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩。
第六部分 课程资源的开发与利用
一、教学资源
在教学过程中课程组教师运用多种现代技术手段开展单片机课程教学，主要有：开放实验室；强化创新能力的培养；利用仿真实验室实现技术仿真；利用网络技术扩展互动式教学；利用多媒体课件使课程由抽象变形象，充分利用这些资源创设形象生动的工作情境，激发学生的学习，为了提升课堂教学效果。
二、教材的选用和使用建议
1. 张 鑫. 单片机原理及应用（第2版）. 北京：电子工业出版社，2010
2. 付晓光.《单片机原理与实用技术》.北京:清华大学出版社,2004
3. 李全利.《单片机原理及应用技术》.北京:高等教育出版社,2004
4. 丁元杰.《单片微机原理及应用》.北京:机械工业出版社,2001
5. 江太辉,石秀芳. 《单片机原理与应用》.广州：华南理工大学出版社,2004
6. 顾滨,赵伟军,王泰.《单片微计算机原理、开发及应用》.北京:高等教育出版社,2004
7. 汪德能.《MCS-51单片机原理及接口技术》.北京:电子工业出版社,2003
