131单片机应用技术教学做一体课程教学改革材料.docx
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131单片机应用技术教学做一体课程教学改革材料
《单片机应用技术》“教学做一体化”
——课程教学改革材料汇总
材料一：
关于《单片机应用技术》课程实施“教学做一体化”教学改革的申请报告
分院领导：
为了推动《单片机应用技术》课程教学改革深入开展，也为适应新的教学要求，促进学生的全面发展的指导思想，《单片机应用技术》教学改革拟在14应电（欧菲光）班中实施教学改革。
课程改革将采用“教、学、做”一体化的教学模式，使用项目导向、任务驱动的教学方法，通过循序渐进、不断拓宽思路的方法讲述《单片机应用技术》所需的基础知识和基本技能。
鉴于实施该项教学改革需要分院提供一定的支持及相应教学条件。
为确保实现预期目标，需要分院大力支持完成以下工作：
一、为确保保证教学效果，一体化教室配备实训制作工作台、万用表、电烙铁等制作设备以及投影仪，电脑等
二、为提高教学效果，需要分院组织召开与企业方面的师资交流会，以确保教师能得到与课程相关的新技术及应用。
三、要求试点班级了解本课程教学的目的、意义，每位学生自备笔记本电脑。
特此申请！
2015年9月2日
材料二：
“教学做一体化”课程教学改革实施方案
一、预期目标
将Proteus和KeilC软件引入单片机课堂教学，以构建一个适合“教、学、做”一体化教学的单片机虚拟实验室，把单片机实验室搬进课堂，实现理论教学和实践教学的无缝衔接，让理论教学和实践教学同时进行，教师根据授课要求随意切换理论教学和实践教学的环境，教师能够做到“教中做、做中教”，学生能够做到“学中做、做中学”，达到真正意义上的“教、学、做”一体化的教学要求，将理论教学和实践教学融为一体，提高学生的动手实践能力，激发学生的创新思维，强化学生的职业能力，提高教学效果。
二、实施对象
本课程的实施对象为14欧菲光班
三、条件分析
学院高度重视教学改革试点工作，成立了教学改革试点工作领导小组，将教改试点专业作为专业建设的突破口，从专业改造入手，以职业岗位（群）的专业技能和基本素质培养为主线，进行人才培养模式、教学内容的改革和课程、教材建设、师资队伍建设等方面的改革，学院出台了工学结合的相关文件及运行机制。
一体化教室配备了实训制作工作台、万用表、电烙铁等制作设备以及投影仪，电脑等，为学生创造了良好的学习与实践环境。
学院已建成局域网，能够与internet互联互通。
四、课程设计
本课程突出三性：
职业性、实践性和开放性。
即职业性：
将单片机应用技术中符合电子专业高职类学生就业岗位需要的内容提取出来，使本课程的学习内容和环境与实际工作基本一致。
实践性：
以设计、仿真、制作和调试的流程、结合实习的学习模式，让学生按先进的工作流程，完整地完成一个实际产品的开发制作。
开放性：
让单片机从书本、课堂、实验室中走出来，成为学生所喜爱的高级智能玩具，只要有一台电脑，配合仿真和程序开发软件，就可随时随地进行学习和开发实验。
将本课程的教学活动分解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，让学员在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能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。
本课程具体设计如下：
序
号
情境
项目
名称
课程内容及教学要求
活动设计
参考学时
主要教
学内容
（任务）
教学要求
1
霓虹彩灯的设计与制作
点亮LED灯
了解C51系列单片机基本知识；初步掌握单片机最小系统的组成；掌握编程软件keilc51以及单片机仿真软件protuesISIS的使用方法。
软件keilc51以及单片机仿真软件protuesISIS的使用,并点亮一个LED.
2
18
LED发光二极管的闪烁控制
掌握单片机的开发流程与工具，单片机的仿真学习与ISP下载实验板；学会使用keil软件实现程序编写、调试的基本步骤;学会用单片机仿真软件仿真一个发光二极管的闪烁。
发光二极管的闪烁仿真与调试
4
流水灯
进一步熟悉单片机最小系统的搭建;掌握子函数的结构与调用；掌握实现移位功能的运算符及语句；能独立编写程序并进行仿真运行调试。
八个发光二极管的闪烁仿真与调试
6
霓虹彩灯的制作
进一步训练电子产品从硬件设计、独立编写程序并进行仿真运行调试单片机应用电路知识的综合应用能力；进一步训练专业资料收集、整理、分析能力和专业语言运用能力；训练协作和沟通能力；良好职业道德的养成教育。
八个发光二极管的花样变化的仿真与调试
6
2
电子钟的设计与制作
八路智能抢答器设计
掌握数码管显示器的结构及工作原理；掌握数码管静态显示和动态显示的硬件电路与软件设计原理；蜂鸣器报警电路的设计，能编写1位数码管静态显示程序并仿真运行。
八路按键控制智能抢答器设计，要求有一位数显及蜂鸣器报警，主持人解除锁定。
6
26
密码锁设计
掌握单片机按键开关的硬件电路设计与工作原理；掌握按键使用的程序设计；学会使用数组；能进行程序设计并使用仿真软件调试运行。
独立式按键及4*4按键的应用，要求密码输入后显示成功并蜂鸣器鸣响。
6
简易秒表设计
掌握定时/计数器的工作原理及编程使用；掌握中断系统的概念及定时中断的使用。
独立进行秒计数器功能的编程并进行仿真运行调试。
两个LED数码管显示，采用静态连接方式，显示00-99计数
8
电子钟制作
进一步巩固按键、数码管的使用；编写4位数码管动态显示程序并仿真运行；进一步学习数码管动态显示编程应用，能解决显示拖尾现象；定时/计数器、中断系统综合应用编程；能独立完成项目要求的比较复杂的编程并利用仿真软件调试运行。
采用4位数码管动态显示，并有调时调分按键控制；整点报时。
6
3
电子广告屏设计与制作
1602液晶显示
了解1602液晶显示器的引进功能及控制时序；掌握单片机扩展1602液晶显示器接口电路设计；熟悉1602液晶显示器驱动程序的编写；学会阅读芯片的数据手册（datasheet）；按要求编写显示程序并进行仿真调试运行。
1602液晶模块显示两行文字
4
22
12864液晶显示
了解12864液晶显示器的引进功能及控制时；掌握单片机扩展12864液晶显示器接口电路设计；熟悉12864液晶显示器驱动程序的编写；按要求编写显示程序并进行仿真调试运行。
12864液晶模块显示图像及文字
4
点阵显示屏
掌握8*8点阵显示屏硬件电路设计及显示原理；掌握点阵显示屏编程显示；按要求进行编程并运用仿真软件调试运行
8*8点阵显示屏稳定显示和交替显示图案
6
大屏幕电子广告牌设计与制作
进一步训练电子产品从硬件设计、独立编写程序并进行仿真运行调试单片机应用电路知识的综合应用能力；进一步训练专业资料收集、整理、分析能力和专业语言运用能力；训练协作和沟通能力；良好职业道德的养成教育。
16*16点阵显示屏动态显示图案，实现图像的左移和右移。
8
4
数控直流稳压电源设计
数字电压表的设计
了解模数转换基本知识，了解ADC0809芯片基本知识；掌握ADC0809的常见使用方式
设计一个检测外部电压的数字电压表，四位数码管显示
4
16
函数信号发生器设计
了解数模转换，了解DAC0832基本知识；了解光电隔离，继电器输出接口等知识，掌握DAC0832使用方法
设计三角波，梯形波发生器
6
数控直流稳压电源设计与制作
进一步训练电子产品从硬件设计、独立编写程序并进行仿真运行调试单片机应用电路知识的综合应用能力；进一步训练专业资料收集、整理、分析能力和专业语言运用能力；训练协作和沟通能力；良好职业道德的养成教育。
利用ADC0809和DAC0832实现可调式双路直流电压输出，
6
5
通信口应用与控制
串行口通信
了解RS232协议基本知识，了解多机通信的应用和串行通信中的控制寄存器的使用；掌握串行通信的重要指标：
字符帧和波特率的设定方法。
串口通信的简单实现
4
14
双机数据通信仿真实现
多机通信的应用和串行通信中的控制寄存器的使用；掌握串行通信的工作方式
两个单片机输出状态通过通信方式互相显示。
4
银行动态密码获取系统设计
进一步训练电子产品从硬件设计、独立编写程序并进行仿真运行调试单片机应用电路知识的综合应用能力；进一步训练专业资料收集、整理、分析能力和专业语言运用能力；训练协作和沟通能力；良好职业道德的养成教育。
甲方发送动态口令给乙方，乙方接收到口令后在六位数码管上显示出来
6
6
拓展能力训练
1、学生应用已学知识和技能进行拓展能力训练
2、学生通过利用网络信息平台、查阅有关资料等方式，选择设计主题或项目
3、学生自行设计的项目要有鲜明的设计思想，体现项目的实践性和应用性
4、召开项目设计答辩会，学生阐述设计思路和基本原理，并回答同学提问，教师最后点评
5、学生完成项目产品的组装、调试，形成项目报告
一周
（22）
五、实施办法
本课程采用“教学做一体化”的教学方法，在完成相关实验或训练项目的过程中学习有关的技术知识，重点在于实践的强化学习。
教学过程中，注意培养学生的综合素质，每个项目的实施采用小组合作学习的方法，强化学生的团队协作精神，通过项目训练提高学生学习兴趣，激发学生的成就感。
在教学过程中，重视本专业领域的发展趋势，贴近生产现场，积极引导学生设计实用新型的电路系统。
为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。
材料三：
《单片机应用技术》课程教学设计
一、课程基本信息
1．课程名称：
单片机应用技术
2．课程类别：
专业核心课
3.参考学时数：
（理论课学时数：
40实践课学时数：
56）
4.适用专业：
应用电子技术、电子信息工程技术
二、教学设计
（一）教学设计分析
本课程为高职电子信息类专业的职业能力必修课程；它以模拟电子技术、数字电子技术、C语言等课程为基础；后续课程是各专业课如：
智能家电、程控交换机等课程。
依据单片机系统的开发过程和岗位，本课程划分为单片机系统硬件电路设计与调试，和单片机程序设计与调试两个部分，并在综合应用训练阶段将二者融为一体。
通过本课程的学习，使学生掌握单片机硬件设计和程序设计的相关知识，单片机系统的组成和开发方法，以及单片机系统调试测试与维护技术，并在学习实践的基础上，了解基于单片机控制的电子产品生产工艺和生产管理方法。
在“教、学、做”一体的教学过程中，通过分组实施，提高学生的沟通能力、团队合作及协调能力，提高学生严谨的逻辑思路，缜密的工作方式和强烈的责任意识。
教学实施按照逐级深入、学做一体的教学模式，分为4个阶段：
基础知识讲解；
基本应用训练；
综合应用训练；
创新设计制作。
根据学生特点，每阶段均安排教学实例讲解演示和工作任务驱动两个部分，学生在做的过程中，教师进行分组指导或个别指导，学生自主学习。
随着教学实施的不断深入和学生经验的不断积累，学生自学自作占教学时间的比例不断提高，而教师参与指导的时间比例相应减少。
（二）教学目标
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。
（三）教学情境项目设计
按照高职教育的特点，本课程以基于STC的单片机实验板的硬件电路和程序设计调试为载体，以霓虹彩灯、8路抢答器、电子时钟、大屏幕广告牌等为任务驱动，将单片机的有关知识点融入教学做一体的课程模式，采用分组实施，逐级深入的方式，重点培养学生应用单片机进行小型电子产品的设计和调试能力。
本课程按照学习领域计划，分为5个学习情境项目：
情境一：
霓虹彩灯的设计与制作
以霓虹彩灯的设计与制作为例，讲授单片机最小系统的软硬件设计方法。
以霓虹彩灯为任务驱动，在教师指导下，完成该作品的软硬件设计和调试。
情境二：
电子钟的设计与制作
以电子钟的设计与制作为例，讲授单片机定时中断功能的实现方法。
以电子钟为任务驱动，在教师指导下，完成该作品的软硬件设计和调试。
情境三：
电子广告屏设计与制作
以电子广告屏设计与制作为例，讲授单片机与数码管、点阵、液晶显示器的接口设计方法。
以能显示组别和倒计时时间的广告屏为任务驱动，在教师指导下，完成该作品的软硬件设计和调试。
情境四：
数控直流稳压电源设计
以数控直流稳压电源设计为例，讲授单片机与A/D、D/A的接口设计方法。
以能够实现变速控制的简单温控系统设计为任务驱动，在教师指导下，完成该作品的软硬件设计和调试。
情境五：
通信口应用与控制
以通信口应用与控制为例，讲授单片机串行通信的接口设计方法。
以交通信号灯等串行通信设计为任务驱动，在教师指导下，完成该作品的软硬件设计和调试。
通过5个学习情境的训练，学生最终完成1台具有完整功能的基于STC单片机的实验板的制作，并以作品的完成情况和完成过程进行考核。
（四）教学过程设计
我们将一体化教学过程分为三个阶段七个步骤来完成，第一阶段完成任务的导入，第二阶段完成开放性任务，第三阶段则是对第二阶段学习成果的展示、点评，并进行总结。
对于单片机的学习，没有一定理论知识基础，就无法进行项目建设。
因此，应在课程项目实施过程的第一阶段教授学生单片机项目开发的硬件知识和软件程序设计要点，为第二阶段奠定基础，第三阶段的主要任务则是学习成果展示以及对学生作品的点评，及时且适当的评价有利于激发学生的创造激情。
第一阶段的实施过程中
1、回顾：
复习上节课的主要知识点、回顾本节课要涉及到的知识点，由常见的现象导入新课
2、资讯：
以作品或多媒体形式展示学习目标，学生感受控制现象，总结控制要求，下达任务书，描述项目学习目标
具体做法是：
教师在通过模仿性任务讲解知识点以及实际操作方法的同时让学生练习新知识、新操作，完成相应的实验项目。
通过这种教学做一体化的教学模式、讲练结合的教学手段让学生掌握牢固的基础知识，该阶段是教学做一体化教学法实施的重要环节。
第二阶段实施过程
3、决策：
学生讨论，根据控制系统的设计与制作的整体设计方案，利用小组式学习法，各小组分别提出完成项目的设计方案，每个小组选1名学生陈述本组的实施方案，师生共同讨论后进行分析比较优化，最终选定合理、科学的最佳方案进行实施。
4、实施：
学生按照工作计划，独立完成工作任务，在任务实施过程中老师巡视指导，给予必要的知识补充，该环节学生要完成硬件系统的线路设计以及程序软件设计与调试，学生在实施过程中的每个步骤要进行自查，及时修正
结合第一阶段学生具体能力的锻炼情况，根据所要建设的项目，按照项目计划书进行开放式任务的开发并完成设计。
在此阶段，教师要根据各开发小组的具体情况、具体要求及时恰当地进行指导，解决学生开发过程中遇到的难题，督促学生按时按量完成任务书中的规定的基本要求，保证学生顺利完成项目的开发，实现教学目标。
在实际教学过程中，教师要重点做好指导监督工作,在任务开发过程中进行技术引导和指导，收集各组遇到的难题，于点评阶段集中讲解。
该阶段是教学做一体化教学法实施的核心环节。
第三阶段实施的过程是根据学生完成第二阶段任务的成果进行展示和评价。
适当、及时、激励性的评价，有利于提高学生的创造激情。
5、检查：
项目完成后，针对最终给定的工作任务要求进行核对，检查项目完成情况，交流设计经验。
6、评估：
评估分为过程评价与结果评价，资料整理和提升。
过程与结果评价分为小组自评、小组互评、教师评价三个方面，小组自评为学生对本项目的整个实施过程进行评价，小组互评以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议，最后教师对学生汇报及结果进行评价，之处每个小组及其成果的优点，并提出改进建议。
资料整理和提升主要是学生根据互评和教师评价的建议，填写评价表，优化方案，学生整理项目所有资料，将相应资料归档。
7、总结：
针对本次课的内容及学生掌握情况进行分析总结，布置巩固作业和预习作业
在教学中，当学生完成一个任务时，都进行交流展示，及时对学生的学习情况做出反馈，尤其对于那些能创造性完成任务的同学要进行表扬，对他们的作业进行评析，同时提出一些建设性的建议，以提高他们的创造激情，也激发其他同学的创造积极性。
最后总结本次学习、开发的收获和经验，为下一次开发做准备。
阶段性总结评价也是项目具体实施过程中必不可少的环节。
教师和学生在每个阶段的学习结束后，都要对该阶段的学习成果进行展示、评价、总结，及时改进不足之处，巩固成果，为后续工作打下坚实的基础。
材料四：
课程实施过程案例
案例一：
任务1.3流水灯设计
教学过程
【组织教学】
1、准备教学设备、软件等；
2、点名检查学生出勤情况，填写教学情况记录表；
3、发布教学资料
【复习旧课、导入新课】
1、提问：
流水灯控制的时间要素
【讲授新课】
一、任务提出：
用单片机控制一组八只发光二极管灯的左右移动
二、任务分析：
相关知识点：
C语言的位操作
位运算是指按二进制进行的运算。
在系统软件中，常常需要处理二进制位的问题。
C语言提供了6个位操作运算符。
这些运算符只能用于整型操作数，即只能用于带符号或无符号的char,short,int与long类型，见表1-3-1
表1-3-1位操作符表
运算符
含义
运算符
含义
&
按位与
~
取反
|
按位或
《
左移
^
按位异或
》
右移
1）&按位与
如果两个相应的二进制位都为1，则该位的结果值为1，否则为0|
2）按位或
两个相应的二进制位中只要有一个为1，该位的结果值为1
3）^按位异或
若参加运算的两个二进制位值相同则为0，否则为1
4）~取反
~是一元运算符，用来对一个二进制数按位取反，即将0变1，将1变0
5）<<左移
用来将一个数的各二进制位全部左移N位，右补0
6）>>右移
将一个数的各二进制位右移N位，移到右端的低位被舍弃，对于无符号数，高位补0
三、任务实施：
1、硬件电路设计
2、软件程序设计
#include
unsignedchari;
unsignedchartemp;
unsignedchara,b;
voiddelay（void）
{
unsignedcharm,n,s;
for（m=20;m>0;m--）
for（n=20;n>0;n--）
for（s=248;s>0;s--）;
}
voidmain（void）
{
while
（1）
{
temp=0xfe;
P2=temp;
delay（）;
for（i=1;i<8;i++）
{
a=temp<b=temp>>（8-i）;
P2=a|b;
delay（）;
}
for（i=1;i<8;i++）
{
a=temp>>i;
b=temp<<（8-i）;
P2=a|b;
delay（）;
}
}}
四、学生完成开放型任务，教师巡回指导
开放型任务的任务卡如下所示：
任务编号
01-3
任务名称
流水灯设计
任务目标
用单片机控制一只发光二极管灯亮
计划工时
6
开放型任务描述分析
本任务是要用单片机来控制发光二极管LED，实现流水灯功能。
我们分别称8个二极管为LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8。
那么任务实施流程如下：
LED1亮—>延时—>LED1灭—>延时—>LED2亮—>延时—>LED2灭—>延时
—>LED3亮—>延时—>LED3灭—>延时……—>LED8亮—>延时—>LED8灭—>延时—>LED7亮—>延时—>LED7灭—>延时—>LED6亮—>延时—>LED6灭—>延时……—>LED1亮—>延时—>LED1灭—>延时……循环下去。
【课堂小结】本章节是在掌握前一章节的基础上，实现流水灯的左移和右移，因此前面的基础一定要让学生牢固掌握，环环相扣住知识要点。
【布置作业】设计流水灯全亮全灭及逐个点亮和熄灭的变化状态
【学生作品】
案例二：
任务3.4大屏幕电子广告牌设计与制作
教学过程
【组织教学】
1、准备教学设备、软件等；
2、点名检查学生出勤情况，填写教学情况记录表；
3、发布教学资料、展示LED大屏幕点阵屏
【复习旧课、导入新课】
1、PCTOLCD2002取模软件的使用方法
2、8*8点阵模块的显示功能
3、驱动芯片74LS04/74LS245
【讲授新课】
一、任务提出：
实现16*16点阵显示屏动态显示图案，并实现图像的左移和右移。
二、任务分析：
相关知识点：
2.1.1、行驱动电路的设计
由于LED大屏幕尺寸增加，行数也随之增加，而单片机往往不能提供足够多的I/O端口来控制每行的LED的扫描。
因此，在行驱动电路设计中往往考虑采用译码芯片来减少I/O口线的使用。
16*16LED点阵式电子广告屏的控制电路中，行驱动电路选用一片4/16线译码器74HC154，生成16条行选通信号线，并在这16条行线上分别添加一个8550三极管进行反相驱动，为了简化电路线路，用反相器代替三级管。
2.1.2、列驱动电路的设计
74HC595常被用来作为LED大屏幕的行或列驱动，其芯片内部有一个8位的串行移位寄存器，移位寄存器的输出连接了一个输出锁存器，输出端口为可控的三态输出端，当数据输入时钟线SCK（11脚）处于上升沿时数据寄存器的数据移位，QA→QB→QC→...→QH，处于下降沿时移位寄存器数据不变。
当引脚（12脚）输出锁存器锁存时钟线RCK处于上升沿时，移位寄存器的数据送入数据寄存器，处于下降沿时存储寄存器的数据保持不变。
74HC595最大优点是数据输入时钟线SCK和输出锁存器锁存时钟线RCK两个信号互相独立，能够做到输入串行移位与输出锁存的控制互不干扰，实现了显示本行各列数据的同时传送下一行的列数据，从而达到并行处理的目的。
三、任务实施：
1、硬件电路设计
2、软件程序设计
#include
#include
#defineNUM6
#defineROW
#defineROW_selP1
sbitSI=P2^1;
sbitSCK=P2^0;
sbitRCK=P1^6;
sbitSCL=P1^5;
sbitG=P1^7;
unsignedintl;
unsignedcharcodescreen[7][40]={
{0xFF,0xFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xEF,0xE7,0xE3,0xE7,0xEF,0xE7,0xEF,0xEB,0xEF,0xEB,0xEF,0xED,0xEF,0xEE,0x6F,0x80,0xEF,0xEF,0xEF,0xEF,0xEF,0xEF,0x83,0xEF,0xFF,0xFF},/*"未命名文件",0*/...略
};
voidcol_date（unsignedints,unsignedintr）
{
unsignedchari,datal;
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