《嵌入式单片机技术与应用》教学大纲Word格式.docx
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四、教学任务
1.课程性质
《嵌入式单片机技术与应用》课程是“计算机应用技术”（嵌入式系统）专业核心课程，对形成专业面向的助理嵌入式软件工程师、助理嵌入式测试工程师、助理嵌入式销售工程师岗位所需要的技能、知识和素质起支撑作用，是下一步学习《ARM系统结构及接口应用》课程的重要基础。
2.课程设计思路
以“实现双机通信的电子号码锁的设计”真实工作项目为依据，对该项目进行功能分解，提取工作任务并进行序化，分析工作任务所涉及的相关知识，设计一系列能力要求不断提升的工作项目作为学习情境，以学习情境为教学单元组织课程教学。
配合学习情境设计以学生为主、教师指导的项目训练，培养学生再学习能力。
《嵌入式单片机技术与应用》课程教学内容设计
工作任务
相关知识
学习情境
巩固提高
任务1：
通过锁存器实现地址信息和数据信息的隔离
数与数制；
单片机内部结构、内部存储器、寄存器资源、引脚功能；
调试工具的使用。
学习情境1：
单片机最小控制系统的设计
项目训练1：
使用示波器和万用表检测硬件电路和单片机I/O口
任务2：
利用P1口实现对发光二极管的控制
发光二极管的工作原理、单片机工作时序、简单控制电路的设计及软件实现的方法。
学习情境2：
信号灯的控制
项目训练2：
交通灯的设计与实现
任务3：
采用中断的方法利用定时器实现延时1秒的设计
定时器初始化的设置；
中断的类型，中断入口地址的选择，中断的产生条件和响应过程。
学习情境3：
个性跑马灯的设计与实现
项目训练3：
数字钟的设计与实现
任务4：
将甲机设置的密码传送给乙机，乙机做出回答
通信方式、通信协议、波特率的计算、串行口控制字的设置。
学习情境4：
用两台单片机实现双机通信
项目训练4：
单片机点对点通信
任务5：
四行三列键盘和5位数码管显示接口软硬件设计
可编程接口芯片8255A的应用；
扫描键盘的设计与识别；
数码显示接口电路的设计
学习情境5：
简易电子号码锁的设计与实现
综合训练
数字电压表的设计
3.课程任务
该课程通过对“可双机通信的电子号码锁的设计与实现”项目的完成，使学生具有单片机系统的设计，调试和测试等知识与技能、具备较高的职业素质和团队协作的能力，具有调试单片机系统程序和设计最小单片机系统的能力，能解决程序调试和系统设计中遇到的问题，能胜任单片机产品调试员、单片机产品技术支持等岗位工作。
五、教学内容组织
1.教学做一体
整个课程学习共计96学时，全部课程学习安排在实训室，课程教学边讲边做、边做边学、项目导向、任务驱动，培养学生技能、相关知识和职业素质。
2.教学内容安排实施
为了完成一个能够进行双机通信的电子号码锁，将其拆分成5个由易到难的任务，然后抽取每个任务的知识点和技能点设计了更适合教学的学习情境。
以项目导向和任务驱动为主要教学方法，学生在完成项目和任务的过程中学习单片机的相关知识，真正达到学习和工作融为一体的效果。
（1）教学内容结构
学习目标
授课学时
技能目标：
（1）能够掌握AT89S52单片机体系结构；
（2）能够灵活应用单片机的存储系统；
（3）常用检测仪器的使用。
相关知识：
单片机体系结构，数与数制，内部存储器、寄存器资源，AT89S52引脚功能及特性，示波器和万用表的使用。
职业素质：
（1）培养学生硬件检测能力；
（2）培养学生再学习能力（为学习其它系列单片机奠定基础）。
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在学习情境1的基础上，
（1）能够独立完成对各I/O口的电位和引脚输出波形的检测；
（2）学会器件工作情况的检测方法。
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学习情境2:
子情境1：
信号控制灯1-
利用P1口控制8个发光二极管
（1）学会根据用户要求进行整体方案设计的方法；
（2）学会针对相应的方案进行电路设计的方法；
（3）学会对整体方案中的工作任务进行功能分解；
（4）学会根据功能分解找出相应算法，并绘制程序流程图；
（5）学会使用指令系统，根据流程图编写程序的方法；
（6）学会使用相应的工具对所编写的程序进行调试的方法。
单片机引脚功能、时钟电路、复位电路、发光二极管的工作原理、伪指令、操作码寻址方式、算数指令、逻辑指令、移位指令、剩余指令、绘制流程图、编写汇编程序。
（1）培养学生建立整体项目设计与实现的意识；
（2）培养学生建立良好的编程规范（伪指令的使用、流程图的设计、注释的添加）；
（3）培养学生使用软硬件调试工具进行测试。
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子情境2：
信号控制灯2-
利用并口控制发光二极管
子情境3：
信号控制灯3-
设计一个延时程序，采用循环控制
交通灯设计与实现
在学习情景2的学习基础上，能够独立完成“交通灯设计与实现”的项目训练，包括：
（1）会根据用户要求进行整体方案的设计；
（2）会针对相应的方案设计电路；
（3）会运用指令系统编写程序；
（4）会使用软硬件调试工具。
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（1）能够根据用户要求进行整体方案设计；
（2）能够针对相应的方案进行电路设计；
（3）能够对整体方案中的工作任务进行功能分析；
（4）能够根据功能分析找出相应算法，并绘制程序流程图；
（5）能够使用指令系统，根据流程图编写程序；
（6）能够使用相应的工具对所编写的程序进行调试；
（7）学会使用中断方式对定时/计数器进行编程；
（8）学会使用中断方式对外部事件中断进行处理；
（9）会画流程图，学会中断服务程序的编制方法；
（10）学会计算定时器或计数器初值；
（11）学会对定时/计数器进行初始化。
定时器控制字的设置和使用；
中断的类型，中断的产生、响应和返回；
中断优先级；
单个按键的类型选择和接口设计。
通过中断概念，启发学生思考问题的方式，培养学生处理问题的方法。
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数字钟设计与实现
在学习情景3的学习基础上，能够独立完成“数字钟设计与实现”的项目训练，包括：
（1）能够根据用户要求进行整体方案的设计；
（2）能够针对相应的方案设计电路；
（3）能够运用指令系统实现程序；
（4）能够使用软硬件调试工具；
（5）会设计并实现中断和单个按键功能。
（1）能够根据用户要求进行整体方案设计，并优化；
（5）能够使用C51根据流程图编写程序；
（7）学会对串行口进行初始化；
（8）学会计算串行口的通信波特率；
（9）学会用查询和中断方法实现串行口通信；
串口通信、单片机中串口通信的使用、串行口控制字的设置。
养成学生知识建构的习惯，培养学生可持续发展的能力。
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在学习情景4的学习基础上，能够独立完成“单片机点对点通信”项目训练，包括：
（5）学会使用串口实现点对点串行通信。
（1）能够根据用户要求进行整体方案设计，并优化；
（2）能够对整体方案中的工作任务进行功能分解；
（3）能够针对所设计的方案进行硬件电路的设计
A．学会利用网络资源查询相关资料，并根据相关资料应用到本设计中；
B．学会由底层到顶层的设计方法（各个功能模块组合成系统电路原理图）；
（4）学会根据硬件电路图进行器件的选择；
（5）学会使用proteus绘制系统原理图。
（6）能够根据功能分析找出相应算法，并绘制程序流程图；
（7）能够使用指令系统，根据流程图编写程序；
（8）能够使用相应的工具对所编写的程序进行调试；
（9）学会解决调试中存在的软硬件问题；
矩阵键盘接口设计、数码显示接口设计、按键去抖相关知识概述、动态显示电路设计方法、LED显示模块的程序设计、proteus软件的使用等。
（1）培养学生在产品设计中编写技术文档的能力；
（2）培养学生掌握产品设计的流程；
（3）养成安全操作规范；
（4）养成环境保护习惯。
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综合训练：
（1）根据用户要求进行整体方案设计；
（2）针对相应的方案进行电路设计；
（3）对整体方案中的工作任务进行功能分析；
（4）根据功能分析找出相应算法，并绘制程序流程图；
（5）使用指令系统，根据流程图编写程序；
（6）使用相应软件对所编写的程序进行软件仿真；
（7）使用调试软件调试程序；
所涉及技能点包括：
应用proteus绘制原理图、根据参数合理选择器件、正确使用焊接工具、能够正确理解设计要求、能够正确分解工作任务、能够按照任务要求设计程序流程图、能够使用编程软件编写程序、能够熟练运用指令系统、能够根据流程图编写相应程序、会使用程序加载工具，对芯片加载程序、会使用调试工具进行在线仿真调试、会使用万用表及其相关仪器、能够解决在仿真调试过程发现的问题、能够按照相关格式编写技术文档等。
算法分析、程序结构、单片机内部结构、单片机接口电路、单片机工作时序、单片机的程序设计、用中断方式对定时/计数器编程、用中断方式对外部事件中断进行处理、数据通信编程、单片机接口编程、单片机电路分析;
撰写技术文档。
（1）安全操作规程；
（2）事故防范、应变措施；
（3）环境保护。
合计
（2）教学基本要求
本课程以具体工作过程为导向，以任务为驱动，总共安排任务，共96个学时，全部采用教学做一体的教学方式。
学习情境1单片机最小控制系统的设计
要对一个单片机系统进行分析设计和编写程序，就必须非常熟悉单片机芯片的组成原理，特别是要熟悉其各个外部引脚、内部寄存器和数据区的使用方法。
A
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