毕业要求

指标点

课程目标

1

2

3

4

毕业要求3：

设计/开发解决方案

3.1能针对复杂问题进行调研，完成系统的软硬件需求分析，掌握工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计和开发方法。

0.7

0.3

毕业要求4：研究

4.3能正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、分析和解释，获取合理有效的结论。

1.0

毕业要求5：

使用现代工具

5.2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行分析、计算与设计。

0.3

0.7

毕业要求9：个人和团队

9.2具有良好的沟通能力和组织与协作能力，能与团队成员共享信息，团结协作完成任务，并能指挥团队开展工作。

1.0

项目

理论教学内容

实验教

学内容

教学

重难点

学生要达到的基本要求

学时

支撑课程目标

任务一

单灯闪烁

（1）单片机芯片发展历程及性能特点。

（2）单片机内部结构；单片机外部引脚、时钟和复位电路。

（3）单片机与LED的连接。

（4）单片机控制I/O口程序的编写。

（1）Proteus仿真实现：单灯点亮（熄灭）。

（2）Proteus仿真实现：单灯闪烁。

（1）单片机内部结构。

（2）单片机时钟电路和复位电路。

（1）掌握单片机内部结构、时钟和复位电路的基本原理，能够根据实际任务要求选择合适的单片机型号。

（2）熟练运用Proteus仿真软件画出单片机小系统及单灯闪烁电路计。

（3）熟练利用Keil软件编写程序，软硬联调，能根据实验中出现的问题，提出解决方案。

理论2 +实验2

课程目标2、3

任务二

流水彩灯

（1）单片机存储器结构。

（2）C51的数据类型和存储类型。

（3）C51函数定义和调用；循环程序for、while语句。

（1）Proteus仿真实现：8个LED灯的左右流水，分别用运算符、数组、库函数3种方法实现。

（1）单片机内部的数据存储器和程序存储器的工作原理。

（2）采用左右操作实现LED灯流水。

（1）掌握单片机内部数据存储器的存储结构。

（2）熟练采用库函数，左右运算符、数字实现8个LED灯的流水。

理论1 +实验 3

课程目标2、3

任务三

键控灯亮

（1）单片机并行I/O口的工作原理。

（2）C51选择结构程序和if、switch语句。

（1）Proteus仿真实现：开关控制LED点亮和熄灭。

（2）Proteus仿真实现：开关控制流水和闪烁。

（3）Proteus仿真实现：开关控制花样显示。

（1）单片机并行I/O口的工作原理。

（2）采用选择语句实现键控灯亮。

（1）掌握单片机并行I/O口的工作原理，能够根据实际任务要求选择合适的I/O口。

（2）熟练采用循环及选择语句编写程序。在调试过程中，针对出现的问题，提出合适的解决方案。

理论1+实验3

课程目标2、3

实物制作：单片机最小系统的制作

课内4+课外4

课程目标1、3、4

任务四

中断系统

（1）单片机中断系统的结构。

（2）5个中断源、中断入口地址及中断源编号。

（3）中断服务函数的编写。

（1）Proteus仿真实现：采用按键模拟外部中断，原本8个LED一直闪烁，当按下按键时，8个LED流水1次后恢复闪烁。

（2）Proteus仿真实现：按下按键时，8个LED闪烁和流水状态相互切换。

（1）单片机中断系统的结构。

（2）中断入口地址及中断源编号。

（3）中断的优先级

（4）外部中断服务函数编写。

（1）能够掌握2个外部中断的工作原理，能根据实际情况，选择合适的中断源。

（2）能够熟练利用仿真软件及keil软件编程实现外部中断控制灯的流水和闪烁，并能利用外部中断灵活解决电子系统中的实际任务。

理论1 +实验3

课程目标1、2、3

任务五

定时/计数器

（1）单片机定时/计数器的结构、定时/计数器的工作方式1和方式2。

（2）定时/计数器的初始化、应用编程。

（1）Proteus仿真实现：利用定时/计数器在I/O端产生方波信号。

（2）Proteus仿真实现：利用定时/计数器对外部输入脉冲计数。

（2）Proteus仿真实现：利用定时/计数器产生秒信号。

（1）定时/计数器工作方式1和方式2工作原理。

（2）定时/计数器定时和计数方式初始值的计算。

（3）定时/计数器的初始化、中断服务函数编写。

（1）能够掌握定时/计数器工作方式1和方式2的工作原理。

（2）能够熟练根据任务要求和所选用的工作方式计算定时/计数器的初始值。

（3）能够熟练根据任务要求编写定时/计数器的初始化以及中断服务程序。

理论1 +实验3

课程目标1、2、3

任务六

串行通信接口

（1）单片机串行通信接口的结构、串口的工作方式1。

（2）串行口应用程序编写。

（1）Proteus仿真实现：单片机串口发送数据给PC机，接收PC机数据并显示。

（2）Proteus仿真实现：单片机串口中断接收PC机数据回传给PC机，并控制LED显示。

（1）单片机串行通信接口的结构、串口的工作方式1的工作原理。

（2）串行口波特率的计算。

（3）串行口初始化及中断服务函数的编写。

（1）能够掌握串行口工作方式1的工作原理。

（2）能够熟练根据任务要求的波特率来计算定时/计数器初始值。

（3）能够熟练根据任务要求编写串行口的初始化以及中断服务程序。

理论1 +实验3

课程目标1、2、3、

实物制作：LED作品的设计与制作

课内4+课外16

课程目标1、4

任务七

数码管显示器接口

（1）LED数码管显示器的结构。

（2）LED数码管显示器的静态和动态显示原理。

（3）数码管动态显示编程。

（1）Proteus仿真实现： 8位LED数码管显示

数据。

（2）Proteus仿真实现：左边2位LED数码管显示变量num十进制数值。

（1）共阳共阴数码管电路连接。

（2）数码管显示器的动态显示原理。

（3）数码管动态显示编程。

（1）能够掌握共阳共阴数码管电路的连接，根据任务要求选择适合的电路图。

（2）能够熟练利用数码管动态编程的原理实现数据显示。

理论1 +实验3

课程目标2、3、4、5

任务八

键盘接口

（1）独立式和行列式键盘的结构和原理。

（2）独立式键盘的查询原理和编程；行列式键盘的列扫描查询原理和编程。

（1）Proteus仿真实现：按键每按一次，使得4个LED按照二进制数递增的顺序显示。

（2）Proteus仿真实现：对独立式按键编程，实现按K0，使得数码管显示00；按K1，使得数码管显示01等。

（1）独立式和行列式键盘的结构和原理。

（2）独立式键盘的查询原理和编程。

（1）能够掌握独立式按键和行列式键盘的电路连接，根据任务要求选择适合的按键连接方式。

（2）能够熟练利用独立式按键的思想编程实现数字钟的时分秒功能。

理论1 +实验3

课程目标2、3、4、5

任务九

存储器扩展

（1）单片机并行总线扩展方法；存储器的扩展、存储器地址的计算。

（2）访问片外存储器单元的方法。

（1）Proteus仿真实现：单片机片内RAM到片内RAM数据的传输。

（2）Proteus仿真实现：单片机片内RAM和片外RAM数据的传输。

（1）存储器扩展电路设计。

（2）存储器的扩展、存储器地址的计算。

（3）外扩存储器数据的读写。

（1）能够掌握存储器扩展的电路连接，根据任务要求选择适合的连接方式。

（2）能够熟练编写程序实现存储器的读写。根据任务要求选择地址。

理论1 +实验3

课程目标2、3、4

实物制作：数字钟的设计与制作

课内3+课外12

课程目标1、2、4

任务十

并行I/O口扩展

用74LS244、

74LS377扩展并行I/O口的硬件接口方法和软件编程。

（1）Proteus仿真实现：利用74LS244读取开关状态，并送74LS373所连LED显示的程序。

（1）利用74LS244、

74LS377扩展并行I/O口的方法。

（2）计算

74LS244、

74LS377的地址。

（1）掌握

74LS244、74LS377扩展并行I/O口电路连接，根据任务要求选择连接方式。

（2）熟练编写程序实现74LS244、74LS377的输出与输入。

理论1 +实验3

课程目标2、3

任务十一

A/D转换接口

（1）模数转换的基本原理。

（2）ADC0809的结构、与单片机的接口。

（3）ADC0809延时、查询、中断方式编程。

（1）Proteus仿真实现：利用ADC0809查询方式和中断方式采集模拟量，在数码管上显示模拟电电压值。

（1）AD芯片的结构。

（2）AD芯片与单片机的接口连接，AD芯片地址计算。

（2）

ADC0809中断方式编程。

（1）能够掌握

AD芯片与单片机的接口连接，根据任务要求选择适合连接方式。

（2）能够熟练地编程实现模拟信号的数字化。根据任务要求选择适合的芯片及工作方式。

理论1 +实验3

课程目标1、2、3

任务十二

D/A转换接口

（1）数模转换的基本原理。

（2）DAC0832的结构；DAC0832与单片机的接口。

（3）DAC0832的单缓冲方式编程。

（1）Proteus仿真实现：利用DAC0832产生一个矩形波，占空比和周期可调。

（2）Proteus仿真实现：利用DAC0832产生三角波、锯齿波。

（1）DA芯片的结构、

与单片机的接口连接，AD芯片的地址计算。

（2）

DAC0832的单缓冲方式编程。

（1）掌握DA芯片与单片机的接口连接，根据任务要求选择适合的连接方式。

（2）熟练地编程实现数字信号的模拟化。根据任务要求选择适合的芯片及工作方式。

理论1 +实验3

课程目标1、2、3

项目

课程思政融入内容

任务一 单灯闪烁

（1）讲述单片机的发展史及现状时，结合“中兴事件”、“华为事件”和新冠肺炎疫情，培养学生强烈的爱国情怀和高度的社会责任感。

（2）讲解编程语言和环境时，引导学生细致认真的学习态度。

任务二 流水彩灯

将法治意识与课堂教育进行融合。讲解单片机结构和基本原理时，这些结构和原理都有一定的规律。引导学生做人如同电路一样要守规矩。这样才能正常有序的生活和工作，可以做到增强学生的法律意识。

LED作品的设计与制作

利用单片机I/O口设计爱国主义主题的LED作品，鼓励学生用自己的专业知识，为祖国发挥光与热。

任务四 中断系统

讲到中断优先级时，可以切入不论工作还是学习要养成良好的习惯，能够 根据事情的紧急程度进行优先级排序。

任务五 定时/计数器

串行通信严格遵循数据帧格式引申到党的“组织纪律”，教导学生要提自身的党性修养，培养自身的意识，以及纪律规格意识。

任务六 串行通信接口

定时/计数器对于初学同学比较难，这时候可以适时引入学长们学习单片机的经验和心得，由此强调“科学精神”、“工匠精神”的可贵。

任务七 LED数码管显示器接口

数码管控制环节中，与点阵屏结合，显示“冬奥会倒计时”、“我爱祖国”以及“祖国万岁”等画面。

任务八 键盘接口

按键控制环节中，与“蜂鸣器或扬声器”结合，设置播放红歌项目，不同按键可以播放不同的红歌。

任务十一 A/D转换接口

任务十二 D/A转换接口

将生态文明观念与电子器材的选取相结合。在教学环境中充分利用A/D\ D/A芯片选型的这个环节。尽可能的提示学生选取耗材的科学性和环保性。既要满足要求又不能进行浪费。培养学生的环保和节约意识，树立正确的生态文明观念。

序号

评价内容

权重

优秀

良好

中等

及格

不及格

1

仿真电路图的设计

0.4

能按照设计指标要求，熟练利用Proteus建立电路原理图进行仿真，根据仿真的结果独立优化电路。

能按照设计指标要求，较熟练用Proteus建立电路原理图进行仿真，根据仿真的结果较独立优化电路。

能按照设计指标要求，较熟练用Proteus建立电路原理图进行仿真，根据仿真的结果在老师和同学帮助下优化电路。

能按照设计指标要求，不太熟练用Proteus建立电路原理图进行仿真，根据仿真的结果在老师和同学帮助下优化电路。

不能正确建立仿真原理图。

2

软件设计及调试

0.6

能独立完成程序代码的编写，遇到问题能独立解决。

能独立完成程序代码的编写，遇到问题能在老师或同学的协助下调解决。

需要在同学和老师的帮助下完成程序代码编写，遇到问题能在老师或同学的协助下解决。

需要在同学和老师的帮助下完成程序代码编写，遇到问题要完全依赖老师或同学来解决解决。

不会编写程序代码。

序号

评价内容

权重

优秀

良好

中等

及格

不及格

1

电路设计

0.3

独立自主设计方案与电路。

能在同学或老师的帮助下自主设计方案和电路。

能在同学或老师的帮助下设计方案和电路。

能在同学或老师的帮助下设计方案。

无法完成方案或电路设计。

2

电路制作与调试

0.2

电路装接正确，工艺良好，整体美观。测试功能完整且有拓展，遇到问题能独立解决。

电路装接正确，装接工艺较为良好，整体较为美观。测试功能完整，遇到问题能在老师或同学的协助下调试电路。

电路装接较为正确，装接工艺基本良好，整体基本美观。测试功能基本完整，遇到问题能在老师或同学的协助下调试电路

电路装接基本正确，装接工艺有少量问题，美观性一般。完成电路测试，测试功能较完整，遇到问题不会调试电路。

无法完成电路装接或者电路装接不正确。不会测试电路。

3

软件设计

0.4

能独立完成程序代码的编写，遇到问题能独立解决。

能独立完成程序代码的编写，遇到问题能在老师或同学的协助下调解决。

需要在同学和老师的帮助下完成程序代码编写，遇到问题能在老师或同学协助下解决。

需要在同学和老师的帮助下完成程序代码编写，遇到问题要完全依赖老师或同学来解决解决。

不会编写程序代码。

4

仪器使用与规范

0.1

能合理选择，并正确使用仪器设备，操作过程规范。

能较为合理选择仪器设备，正确使用仪器设备，操作较为过程规范。

能在老师的协助下选择仪器设备，仪器设备使用较为正确，操作过程较为规范。

能在老师的协助下基本完成仪器设备选择，仪器设备使用基本正确，操作过程基本规范。

不会选择仪器设备，不会操作仪器设备。