hi,小慕
单片机原理及应用
第17次开课
开课时间: 2024年08月28日 ~ 2025年01月19日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 1067 人参加
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课程详情
课程评价(191)
spContent=常州工学院 《单片机原理及应用》课程的受众对象为:面向本科电类、通信工程、机械电子工程、车辆工程等相关专业的学生,从事电子技术相关领域的工程技术人员等。 课程团队共有12名成员。其中主讲教师10名,均为双师型教师,6人常年指导学生参加全国大学生电子设计竞赛,另配有专职实验教师2名。
常州工学院 《单片机原理及应用》课程的受众对象为:面向本科电类、通信工程、机械电子工程、车辆工程等相关专业的学生,从事电子技术相关领域的工程技术人员等。 课程团队共有12名成员。其中主讲教师10名,均为双师型教师,6人常年指导学生参加全国大学生电子设计竞赛,另配有专职实验教师2名。
—— 课程团队
课程概述

 

  单片机是实践性、应用性较强的课程,学生通过学习单片机技术可以掌握简单的智能型的小作品设计,比如智能电风扇、交通灯、电子密码锁之类的设计。使学生能够具备高素质劳动者和中高级专门人才所必须的单片机基本知识和单片机的基本应用能力,初步掌握单片机应用的一般方法和步骤,为提高职业技能打下基础。

  单片机技术作为工程应用中应用广泛、综合实用的应用技术之一,是多门课程体系的汇综“灵魂”,是将相关知识、能力整合于一体的综合体现。

  需要用到的知识包括但不限于:

  1、元器件的选用和使用:模电、数电、电路、电工基础等

  2、传感器的选用和信号处理:传感器原理和应用、信号处理

  3、电机等执行机构的选用、控制方法:控制电机、自控原理

  4、仿真和硬件设计:Proteus、布线和加工工艺、Prorel/AD设计PCB、电子线路CAD、焊接技术  

  5 、程序设计:计算机基础、 C 语言、汇编语言、 C51 KeilC 仿真工具

  6、生产与营销:营销技巧、工程造价、设备维护

 

    工程技术知识体系是综合“积累”的过程,前导课程很重要,学生在学习单片机的过程中需要不断的复习前期课程的知识,更要根据后续课程的具体使用要求,有针对性的学习、解决具体工程案例中原理、设计中的有关问题。加强课程间的连续性、承上启下性关系。课程中第九章 单片机应用系统的设计与开发里面讲解有综合运用的实例,单片机课程设计章节,详细讲解了如何进行课程的设计的内容,相关视频讲解了如何写课程设计说明书。

 

单片机更强调应用,需要大家从“动手”为出发点,加强实验和作品的制作要求,以学生制作的“作品”,通过质量、效果等综合考察教学培养效果、学生真实动手水平。我们在实验章节里特设置了移动实验室内容,视频里给大家讲解了我们学校老师设计的一套板子,从最小系统开始训练大家的动手能力,板子可扩展20多个功能,大家根据自己的时间,在课后完成实物的制作和调试,在实验课上检查结果,谈论问题。

 本课程教学内容的“规划”和创新作品的“设计”,一切围绕工程要求,从实用性出发,培养解决具体工程问题能力,积累工程理念,培养工程素质。


授课目标

本课程的教学目标是:使学生具备高素质劳动者和中高级专门人才所必须的单片机基本知识和单片机的基本应用能力,初步掌握单片机应用的一般方法和步骤,为提高职业技能打下基础,并注意渗透思想教育,进一步培养学生的辨证思维,加强学生的职业道德观念。

1.基本知识教学目标是:

1)单片机原理中的基本概念和基本原理;

2)单片机资源的简单应用。

2.能力目标是:

1)学会单片机应用的环节和步骤;

2)能使用汇编语言环境;

3)能使用编程器;

4)能编写简单的程序;

5)能用单片机制作简单的电子产品。

3.思想教育目标是:

(1)进一步提高辨证思维的能力;

(2)具有热爱科学,实事求是的学风和创新意识、创新精神;

(3)加强职业道德教育。

课程大纲
课程目标与毕业要求指标点对应关系
课时目标:课程的性质、目的和任务: 本课程是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课之一,课程介绍单片机硬件结构及各功能部件的工作原理、指令系统与汇编语言程序及C语言程序设计,并从应用设计角度介绍单片机各种接口的软硬设计,以及单片机应用系统开发设计的步骤和方法,此外还介绍Keil、Proteus等单片机仿真及调试工具软件的使用。为后续单片机课程设计、计算机控制技术等教学环节打下重要基础。通过本课程的学习,使学生掌握单片机基础知识,能运用单片机仿真调试工具、手段和方法,进行简单的单片机应用系统方案设计、软硬件设计和仿真调试等,为学生毕业后从事相关工作打下良好基础。
课程目标1:在理论教学、课内外设计环节中,为解决复杂工程问题提供控制器层面的专业知识基础。
课程目标2:掌握构建单片机软硬件平台的设计方法,能够针对设计任务,进行任务分解,按功能划分模块单元,并运用所学知识,给出硬件、软件设计方案
课程目标3:在实践教学环节中,能够结合 Keil、Proteus 软件进行程序联调及设计。能够利用工具对系统设计与应用领域的复杂工程问题进行分析,并能够结合其他专业知识设计研究方案。
第1章 单片机基础知识概述
课时目标:◆对应课程目标1。了解什么是单片机,为什么要学习单片机,单片机在日常、工业、国防等领域里的做用。◆思政元素:使学生不忘初心、牢记使命、砥砺前行;建立“科学新精神”理念
第1章 单片机基础知识概述
1.1 单片机概述
1.2 单片机学习的预备知识
第2章 MCS-51单片机结构及原理
课时目标:◆对应课程目标1。通过此部分知识的讲解,使学生具有单片机基本硬件知识,进行单片机最小应用系统的硬件设计。◆思政元素:树立“踏实做人,认真做事,吃苦耐劳”的理念◆重点难点:并行 I/O 口、时钟电路与时序
2.1 MCS-51单片机结构
2.2 MCS-51的存储器结构
2.3单片机的复位、时钟与时序
2.4并行I/O口
第3章 单片机的汇编语言与程序设计
课时目标:◆对应课程目标1、2。通过此部分知识的讲解,使学生具有单片机汇编指令、软件结构及流程的基础知识,使学生能够设计单片机应用系统的软件流程、编写指令代码。◆思政元素:培养学生有不畏困难和挫折的勇气,有坚持不懈的探索精神 ◆重点难点:单片机汇编指令系统
3.1汇编语言概述
3.2 MCS-51指令系统简介
3.3汇编语言的编程方法
第4章 单片机的C51语言
课时目标:◆对应课程目标2。使学生在单片机应用系统设计中能够运用软件工具。学会编程◆程思政元素:帮助学生树立社会主义核心价值观。◆重点难点:C51语言程序的变量定 义和存储器类型、运算符等;Keil 环境下的程 序编写及调试;Proteus 环境 下的电路原理图设计; 程序 联调
4.1 C51的程序结构
4.2 C51的数据结构
4.3 C51与汇编语言的混合编程
4.4 C51仿真开发环境
4.5 C51初步应用编程
第5章 单片机的中断系统
课时目标:◆对应课程目标1、2。使学生能够设计中断软件流程和中断服务程序。◆思政元素:培养学生 能大胆尝试,积极寻求有效的问题解决方法。◆重点难点:中断服务程序设 计。
5.1 中断的概念
5.2 中断控制系统
5.3 中断处理过程
5.4 中断的编程和应用举例
第6章 单片机的定时器/计数器
课时目标:◆对应课程目标1、2。使学生具备定时器/计数器相关知识,能够合理选择定时器各种功能进行定时器类程序设计,并能进行实际设计演示◆思政元素:培养学生在日常生活中处理问题也要学会转换角度,转换领域,多方面多视角的解决问题。◆重点难点:定时器应用程序 设计
6.1 定时/计数器的结构与工作原理
6.2 定时器的控制
6.3 定时/计数器的工作方式
6.4 定时/计数器的编程和应
第7章 单片机的串行通信技术
课时目标:◆对应课程目标1。通过此部分知识的讲解,使学生具备串行口(串口通讯)相关知识,能够合理选择串行口工作方式和波特率进行串口通讯设计。 ◆思政元素: 要学会把复杂问题拆解,一步一步克服困难,使问题简化。◆重点难点:单片机串行口的 结构、工作方式
7.1 串行通信概述
7.2 MCS-51的串口控制器
7.3 串行工作方式0及其应用
7.4 串行工作方式1及其应用
7.5 串行工作方式2及其应用
7.6 串行工作方式3及其应用
第8章 单片机接口技术
课时目标:◆对应课程目标1、2。通过此部分知识的讲解,使学生具有单片机扩展I/O接口、数码管/键盘等常用人机接口、A/D、D/A转换器接口等知识,能够进行I/O接口硬件设计、人机接口和A/D、D/A转换器接口的软硬件设计,数据处理软件设计。◆思政元素:有不畏困难和挫折的勇气,有坚持不懈的探索精神;体现量变到质变的飞跃。◆重点难点:数码管、键盘等工作原理及软硬件设计;A/D、D/A 转换器的基本原理及软硬件设计。
8.1 单片机的系统总线
8.2 简单并行I/O口扩展
8.3 可编程并行I/O口扩展
8.4 D/A转换与DAC0832应用
8.5 A/D转换与ADC0809应用
8.6 开关量功率驱动接口技术
第9章 单片机应用系统的设计与开发
课时目标:◆对应课程目标1、2。使学生具有综合运用知识的能力,具备“项目”软硬件设计能力。◆思政元素:逻辑清晰,能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为
9.1 单片机系统的设计开发过程
9.2单片机系统设计开发应用举例
9.3 单片机串行扩展单元介绍
单片机实验
课时目标:1、掌握单片机I/O口的软硬件设计;掌握延时子程序的编写;掌握基本的单片机硬件调试方法。 2、掌握单片机定时器的使用方法;掌握中断子程序的编写和调试。 3、掌握“量程”与“分辨率”的概念,针对不同的系统精度要求采用不同位数的A/D转换器和参考点电压设置。 4、掌握D/A的软硬件设计和调试
实验说明
Keil_Proteus安装与使用方法
实验指导书
移动实验室——单片机学习板讲解1编辑教学内容
怎样进行单片机课程设计说明书写作
单片机课程设计
课时目标:1、课程设计内容 设计任务:要求利用单片机作为控制核心,设计一具有一定功能电子作品,涉及内容包括:开关或按键选用、发光管显示、数码管静态或动态显示、LCD液晶显示、A/D模拟信号测量、D/A控制、信号运放、温度传感器、时钟电路、EEPROM存储器等器件进行不同的搭配组合,由教师要求学生在指定条件下,根据不同控制指标、功能等选择一个设计题目,并完成作品制作2、课程设计总体要求 根据单片机原理及应用教学内容和实验室条件,要求在指定(或限定)平台条件下,可由1-2人学生构成设计构成团队小组,按照硬件、软件的适当分工,完成作品的设计制作和演示。设计说明书要体现各自任务,重点体现本人负责设计部分内容的制作过程。 3、具体内容要求(1) 任务分析:对任务做详细分析和细化,查阅文献,从成本、性能、可靠性等多方面进行对比和论证;建立可行性方案;(2)方案设计:按模块化原则进行功能分解,给出一个基于明确目标(如成本最低、 ~ 342 ~ 性价比最高、性能最优、功能最强、界面最友好等等)的实施方案; (3)硬件设计:电路结构确定、器件种类选型、参数计算、数值选择、I/O驱动能力分析;(4)软件设计:处理流程设计、流程图设计、编写程序代码;(5)系统调试:通过Proteus、Keil等工具软件进行系统仿真和联调,对系统方案和软硬件设计进行验证、分析和修正;下载程序进行实际硬件验证,理解仿真运行的局限性; (6)效果改进:观察系统实际运行效果、测试实际运行状态和参数,并进行调整和优化,直至达到功能要求。(7)设计答辩和报告撰写:参加设计答辩,独立完成设计报告的撰写。
1、单片机课程设计指导书
2、单片机课程设计任务书
3、单片机课程设计说明书样例
4、单片机课程设计成绩评定标准
5、单片机课程设计说明书编写的方法
展开全部
预备知识

C 语言、模拟电子电路、数字电路、计算机基础等

参考资料

1、参考教材

[1]林立. 单片机原理及应用:基于Proteus 和Keil C(第4 版)[M]. 北京:电子工业出版社,2018.

[2] 范力旻 蔡纪鹤.单片机原理及接口技术[M]. 北京:机械工业出版社,2019.

[3]严洁.单片机原理及其接口技术[M]. 北京:机械工业出版社,2010. 

[4] 彭伟. 单片机C 语言程序设计实训100 例一基于8051+Proteus 仿真(第2 版)[M]. 北京:电子工业出版社,2012.

[5]单片机的C语言程序设计与应用:基于Proteus仿真(第3版) [M]. 北京:电子工业出版社,2015.


2、相关电子网站链接

◆21IC中国电子网 https://www.21ic.com/ 

◆周立功 https://www.zlgmcu.com/

◆TI官网 (MSP430单片机)https://www.ti.com.cn/

◆PIC单片机学习网 https://www.pic16.com/

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范力旻

范力旻

副教授

张燕红

张燕红

教授

蔡纪鹤

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