《C51单片机应用设计实验》课程标准.docx

C51单片机应用设计实验课程标准第一部分前言一、课程基本信息二、课程性质课程编号课程名称课程类别学时学分开课学期考核适用专业开课单位AL042350C51单片机应用设计实验限定选修402.56考查电子信息工程机电工程学院C51单片机应用设计实验在专业课程体系中是一门限定选修专业课，是典型 的软、硬件相结合的应用型课程，也是理实一体化课程建设的重点课程，深刻关 联后续的专业综合实习、技能训练、毕业设计等实践教学环节。开设此课的目的 是使学生进一步提高单片机技术和电子技术的硬件设计能力，加强使用高级语言 进行编程的能力，加强应用型高级工程技术人才的培养。“信息技术基础”、“计 算机语言（C）”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机原理及应用”、“传 感器原理及应用”等，是本门课程的重要先行基础课程。本门课程是“电子技术 创新设计”、“专业课程综合实习”、“专业技能竞赛”、“创新创业实践”、“毕业设 计”等实践教学环节的重要基础。三、课程基本理念随着应用型大学转型建设的逐步推进，课程的转型建设、尤其“理实一体化” 课程建设是重要内容之一。“C51单片机应用设计实验”，由于其应用性强、应用 范围广的特点，学生可以通过熟练掌握这项技术提高就业竞争力和就业层次。因 此课程坚持“理实一体化”教学模式，实践学时占总学时2/3以上，重在“应用 设计”环节，激发学生的实验兴趣，使学生进一步理解单片机技术的硬件知识， 加强使用高级语言进行编程的能力，提高学生的就业竞争力，同时为弱电类专业 课程如何推进应用型教学转型探索切合实际的有效途径。四、课程的设计思路“C51单片机应用设计实验”课程探讨“理实一体化”教学模式，采用项目 教学法，设计思路主要包括：1 .遵循由浅入深、循序渐进的原则，教师提出实验项目。2 .学生分组进行分析讨论，分析实验项目的目的、内容、功能要求。3 .依托仿真工具软件“Proteus”，对项目进行结构设计和仿真电路设计。要 求绘图规范、电路正确、模块化布局、层次清晰。4 .依托编程平台软件“Keil C51”编写C51程序。要求先设计程序流程图， 然后采用多文件模块化设计；要求函数、语句干练；行首缩进层次分明；行尾有 必要的解释说明。5 .依托仿真工具软件“Proteus”，进行软、硬件综合仿真演示、调试。强调 “修改程序一仿真演示一再修改一再仿真演示”，是不断优化软、硬件设计的唯 一途径。6 .实现项目的实物制作。明确实施的过程和方法，完整实现“实验项目”预 设的功能。“C51单片机应用设计实验”重在“实物制作”环节，打破现有实验、实习 的程式化思路，激发学生的专业训练兴趣，结合实际应用，指导学生制作出具有 一定应用价值的实验作品。“C51单片机应用设计实验”课程共40学时，计划安排4个实验项目，每 个实验项目大约1020学时，课上实验安排10学时，其它安排在课外时间。考核方式：考查考核内容：软、硬件综合仿真演示和作品演示第二部分课程目标一、总体目标“C51单片机应用设计实验”要求学生能够借助“电子技术基础”知识，进 行一般的模拟电路、数字电路和与单片机进行接口电路的设计。熟练使用专业仿 真实验软件“protues”和编程、编译软件“Keil 51”,掌握单片机应用设计的 基本技能和技巧。学生能够把项目实验、综合训练、应用创新有机的结合起来，增强课程实验、 应用训练的灵活性和多样性。学生能够通过“电子线路CAD”工具软件，绘制电子线路原理图，并设计成 印刷电路板、进而完成实物的组装调试，制作出感兴趣的实验作品，实现仿真实 验与硬件实验的相互补充、相互验证。二、具体目标1 .知识与方法理解电子技术应用设计常用器件的知识，掌握电子技术应用设计的基本思路 和方法。进一步认识C51单片机的硬件结构模块和寄存器的存储结构特征；巩固 针对51单片机的C语言知识，完全掌握C51的设计方法；补充“电子线路CAD” 工具软件进行双面PCB设计方面的知识，掌握双面PCB设计的基本流程和方法。2 .技能与能力熟练使用专业仿真实验软件“protues”绘制电路原理图和接口电路图；掌 握“Keil 51”平台软件针对项目进行编程的方法和技巧；具有单片机应用技术 软、硬件设计和一定的创新能力，能够针对联合调试过程发现问题和不足，进行 进一步修改、完善的能力。3 .情感与态度通过“理实一体化”教学模式的项目教学法，使学生充分感受到单片机技术 应用性强、应用范围广的特点，通过“仿真演示”和“实物制作”过程中的讨论 交流与合作，树立对“C51单片机应用设计”的兴趣爱好，使学生树立对培养应 用型、技能型人才的坚定信念。第三部分内容标准一、课程结构序 章节/单元/项目/任务名称实验/实践类型组织形式教学场地仪器设备学时分配备注1项目1 ：交通灯的设计与制作设计、创新型集中指导，分组进行校内实践教学基地计算机平台、电 子元器 件、万能PCB 板、导线、安装焊接 工具等10课外10学时2项目2 ：定时计时器的设计与制作设计、创新型校内实践教学基地10课外10学时3项目3 ：数字温、湿度计的设计与制作设计、创新型校内实践教学基地10课外10学时4项目4 ：数字式电子钟的设计与制作设计、创新型校内实践教学基地10课外10学时二、具体内容和标准序 项目/任务名称主要内容内容标准教学建议与说明(1)功能要求：实现十字路口 4组红、(1)绘制仿真电黄、绿指示灯和递减计时数码显示的交路图：要求采用通灯的正常运行。模块化设计，尽(2)主要内容：可能采用网络标项目项目使用仿真工具软件"Proteus"绘制交号，以减少连线，题目、1 :通灯的设计的仿真电路图；方便读图。主要交通针对仿真电路图，利用编程平台“Keil要求正确使用内容、1灯的51”编写程序；电源、地线、仿内容设计实现交通灯仿真电路的软、硬件联合真元器件等电子标准与制仿真演示；符号，位置摆放要应作进行交通灯系统的硬件设计与制作；合理，序号、参逐年完善交通灯硬件的软件的编写；数设置正确；更新实现交通灯软、硬件的调试运行；要求总线、网完成交通灯的使用说明书等文本资络标号要整齐规料。范。(1)功能要求：实现4位数码管定时显(2)利用编程平示、4位数码管的倒计时显示、定时讯台“ Keil响提示、按键+遥控定时调整的定时计时uVision4M 编写器的正常运行。程序：(2)主要内容：要求采用多文项目项目使用仿真工具软件“Proteus”绘制定件模块设计，如题目、2 ：时计时器的设计的仿真电路图；main, c s 时钟主要定时针对定时计时器仿真电路图，利用编DS1302.C.显示内容、计时2器的程平台“Keil 51”编写程序；display. C 等形内容实现定时计时器仿真电路的软、硬件式，结构清晰、标准设计联合仿真演示；便于修改、移植要应与制进行定时计时器系统的硬件设计与制性好；逐年作作；程序流程图绘更新完善定时计时器硬件的软件的编写；制要求规范、层实现定时计时器软、硬件的调试运行；次清晰；完成定时计时器的使用说明书等文本软件编写代码资料。干练，重要函数项目(1)功能要求：实现4位数码管的正负或语句，要做好项目3 :温度显示、4位数码管的湿度显示、定解释、说明、备题目、3数字时讯响提示、按键-遥控定温、定湿调整注，以便后续进主要温、湿的数字温、湿度计正常运行。行分析、修改。内容、度计(2)主要内容：(3)完成仿真实内容的设使用仿真工具软件"Proteus”绘制数验项目的软、硬标准计与字温、湿度计的设计的仿真电路图；件联合仿真演要应制作针对数字温、湿度计仿真电路图，利示；要求满足“仿逐年用编程平台“Keil 51”编写程序；真实验项目”预更新实现数字温、湿度计仿真电路的软、设的功能，仿真硬件联合仿真演示；演示运行流畅。进行数字温、湿度计系统的硬件设计与制作；5完善数字温、湿度计硬件的软件的编写；实现数字温、湿度计软、硬件的调试运行；完成数字温、湿度计的使用说明书等文本资料。项目(1)功能要求：实现4位数码管的正负项目4 ：温度显示、4位数码管的湿度显示、定题目、数字时讯响提示、按键+遥控定温、定湿调整主要式电的数字式电子钟的正常运行。内容、4子钟(2)主要内容：内容的设使用仿真工具软件"Proteus"绘制数标准计与字数字式电子钟的设计的仿真电路图；要应制作针对数字式电子钟仿真电路图，利用逐年第四部分课程实施建议编程平台"Keil 51"编写程序;实现数字式电子钟仿真电路的软、硬 件联合仿真演示；进行数字式电子钟系统的硬件设计与 制作；完善数字式电子钟硬件的软件的编 写；实现数字式电子钟软、硬件的调试运 行；完成数字式电子钟的使用说明书等文 本资料。更新一、教学建议（-）课程组织形式利用实训室计算机平台和多媒体设备，采用集中指导，分组设计、制作的形 式。（二）教学模式、策略和方法1 .采用“理实一体化”教学模式，仿真设计+实物制作的教学模式2 .遵循由浅入深、循序渐进的原则。教师提出实验项目一学生分组讨论一教 师提出项目要求一学生拟定设计方案一教师选择一种方案进行分析一学生完成 设计与制作。（三）教学媒体手段采用PPT、投影、仿真技术等多媒体教学。（四）学生学习准备补习单片机原理及其应用的技术知识，进一步熟悉仿真工具软件“Proteus” 和编程平台“Keil 51”的使用方法。要求学生课卜.提前预习项目的内容和要求，搜集相关的技术资料，鼓励提前预设方案。二、实验（实践）条件建议（-）教学时间设定：实验课上10学时，课下10学时。（-）场地与环境要求：64座以上的实训室。（三）仪器、设备与设施：有计算机、万用表、稳压电源、示波器和实物制 作操作平台。（四）耗材选用：电子元器件、万能PCB板、导线、安装焊接工具等。（五）安全保障与注意事项：防触电、烙铁烫伤等。三、评价建议（-）考核方式：考查（-）评价办法1 .学生独立和2人一组完成项目试验。2 .平时表现考核占30%,软、硬件综合仿真演示和实物作品运行演示占 70%。3 .实验成绩分：优、良、中、及格、不及格五级。四、教材选择与编写建议（-）教材、指导书选择：参考教材：彭伟.单片机程序设计实训100例（基于Proteus）.北京：电子工 业出版社,2009.（-）讲义及活动指南编制：包长春.C51单片机应用设计实验指导书.河北科技师范学院自编教材.（三）参考书籍、期刊：1胡汉才.单片机原理及其接口技术（第三版）.北京：清华大学出版 社,2010.2徐爱钧.单片机高级语言编程与uVision2.北京：电子工业出版社,2008.3侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真.北京：电子工业出版 社,2008.（四）教学软件及网络课程资源：仿真工具软件“Proteus”和编程平台软件“Keil 51”。五、课程资源利用与开发建议（-）校外实践教学基地开发与建设开发北京等地的嵌入式软硬件开发培训基地，或引进校外培训机构来我院培 训授课，提高学生利用系列单片机乃至嵌入式技术的能力，提高就业竞争力和就 业层次。（二）校内实验室与实训基地的利用实验课利用校级、校内“电子工艺及单片机应用技术”实践教学基地，（三）音像资料与信息技术指导教师可以制作整个项目完成过程的音像资料，供学生课上、课下学习参 考。引导学生通过网络搜集相关的信息，作为设计制作的参考知识。（四）网络信息资源无相同或完整的网络信息资源，但通过相近的技术知识，可以帮助学生以不 同的方法和思路达到相同的目的，鼓励多样化创新设计。（五）图书资源、社会资源指导利用图书馆现有资源，或建议图书馆充实相关资源，引导学生关注网络 相关图书资源，远比图书馆图书资源丰富。