《单片机原理及应用课程教学实习》课程标准.docx

单片机原理及应用课程教学实习课程标准课程编码：BS040110课程性质：实践教学环节适用专业： 电气工程及其自动化、自动化学时学分：4周，2学分所需先修 电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及应用、C51单课：片机程序设计、单片机原理及应用课程设计编写单位：机电工程学院一、前言本课程设计是在专业基础课单片机原理及应用理论课程、单片机原理及应用 实验课程、单片机原理及应用课程设计开设之后的重要的实践教学环节。主要通 过对单片机小系统的设计、焊接、装配，掌握电路原理图及电子线路的基本焊接 装配工艺、规范及注意事项；通过对系统板的测试，了解系统板的工作原理及性 能，掌握元器件及系统故障的排除方法；通过单片机系统的硬件焊接、调试，程 序的编制、调试及运行，使学生掌握测控系统的工作原理、开发方法。将学过的 电气测试技术、自动控制原理、电气控制、电力电子、电机学等相应课程的相关 专业知识运用到电气测控系统的硬件、软件设计。通过本次课程实习使学生进一步掌握微型计算机应用系统的硬、软件开发 方法，输入/输出（I/O）接口及测控系统的扩展技术，应用程序设计技术并结 合专业能完成简单、实用的微型计算机应用系统的硬件电路设计、焊接和软件硬 件调试及测试。主要将本专业重点讲授的课程应用于单片机的测控系统及提高学 生的系统硬件、软件设计开发能力，提高学生的专业技能、应用与创新能力。本课程实习要求学生按照设计指导书，完成单片机最小系统及简单测控模块 的硬件电路的设计与电路图的绘制；完成电路焊接、组装与调试；配合仿真软件 完成系统初始化、端口操作、键盘、显示、数据采集、机电设备的控制、通信等 程序的编制及调试；最终实现软件硬件的联合调试与系统测试，以及实习总结的 撰写。通过综合性的实训I,培育学生综合运用理论知识解决问题的能力，力求实 现理论结合实际，培养学生将专业知识综合运用到工程实际的能力。二、课程目标通过对单片机简单测控系统的硬件设计、焊接、装配、测试，掌握元器件及 系统故障的排除方法；配合程序编制及调试掌握自动测控系统的工作原理、开发 的基本流程和方法。通过对电工电子、信息控制及计算机技术等方面的基本专业 训练，使学生掌握电气工程及自动控制技术/自动化技术的基本理论和专业知识, 培养学生解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。使学生能够从事与 电气工程/自动化专业有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、 试验分析、研制开发以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径“应用型” 高级工程技术人才和管理人才。使学生在充分掌握单片机、A/D转换器、运算放大器、传感器、LED/LCD 显示器、固态继电器、电机等元落件的特性、功能及使用方法的基础上，利用模 块化设计思想完成系统的硬件设计、电路焊接与调试测试；熟练应用C51程序 设计语言，利用开发工具软件完成系统软件的模块化设计；实现系统的软件硬件 联合调试与运行测试，掌握完整的电子与计算机技术应用系统开发流程及开发方 法，培养学生解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。培养学生具备电子电路图的识图能力，并能熟练运用到硬件电路的设计与绘 制；完成单片机简单测控系统的硬件设计、焊接、装配、测试，掌握元器件及系 统故障的排除方法；学会程序框图的设计绘制、程序代码的设计与调试能力；掌 握系统软件硬件联合调试的技巧和基本方法；能将自己设计的系统用规范的技术 语言完成实习总结等技术文档的撰写等。培养学生勤于实践，不盲从书本和前人的创新精神；养成踏实勤奋的学习态 度，实事求是的科学精神；透过现象发现问题解决问题的锲而不舍的钻研精神和 敏锐的科学素养。三、内容标准1 .实习内容的选择原则实习要尽可能地结合生产实际来进行单片机测控系统方向应用的制作调试 训练，以单片机最小系统的信号输入输出类的环境参数测控、电机调速等系统制 作为主，也可以选用合适的现实工程设计题材，也可拟订符合工程实际的教学性 题材。2 .实习任务针对不同的测控参数提出测控范围，测控精度等设计指标，确定各个模块电 路的元器件及其接口；绘制电路硬件电路并实现手工焊接与硬件电路的测试；利 用开发软件和仿真电路进行程序编制与仿真调试；利用测试程序进行硬件测试， 实现软件硬件的联合调试。训练学生完成单片机最小系统的完整开发流程。对学 有余力的同学，进行通讯等拓展模块的拓展训练，内容应符合本专'业培养目标， 份量要适当。3 .实习的内容及范围从教学目的出发，内容应覆盖两门以上的所学的专业知识，以测控系统单机 版设计为主。保证单片机最小系统的完整性，设计的内容可有:单片机最小系统 的显示电路、键盘电路、信号处理采集单元电路、机电设备的驱动控制电路；软 件部分要熟练应用开发工具软件和C51进行主程序的设计，显示子程序、键盘 子程序、定时器中断程序、控制程序等程序的联合调试；最后实现软件硬件的联 合调试。4 .实习总结、图纸、焊接电路等的基本要求学会用简练的工程技术语言编写技术文件是实习的目的之一，实习总结的编 写大体上可按实习内容，用三级标题写出系统设计的依据、系统的基本组成及工 作原理、硬件设计及组成、软件设计、结果等，文字简明扼要，内容表述准确， 结论明确。各部分单元电路的设计，器件参数的选择要有据可依，绘制布局合理, 表达准确；软件程序框图的设计绘制要规范，逻辑准确。正文部分4000-5000左 右字。完整的系统硬件电路图，源程序清单附在正文之后。焊接的电路板器件布 局要合理，美观；导线走线要规范整齐，焊点要均匀光滑，没有脱焊虚焊。5 .实习时间分配根据本专业教学计划安排该课程实习的时间为4周：第1-2天查阅各种相关资料，总体规划设计及准备，完成电路图的绘制，列 出元件清单，领取实习工具和元器件；第3-7天按照设计图纸完成系统硬件焊接及调试工作；第8-14天利用仿真调试软件进行系统软件编制及调试，在硬件电路焊接的 同时同组同学进行软件仿真程序的编制与调试；第15-18天系统软、硬件联合调试；第19天整理设计说明书；第20天分组进行系统现场讲解与功能演示，答辩。上交实习总结，工具， 制作的电路板等。6 .成绩评定标准和考核办法学生在完成规定的实习内容的情况下，写出实习总结，进行演示和答辩（实 习总结同时提交）。由指导教师根据出勤、实习现场表现、完成的软件硬件功能 和演示答辩情况、实习报告书质量，电路板的布局和焊接质量，按优、良、及格、 不及格四级评定成绩。实习成绩记入学生学籍档案，无实习成绩或实习成绩不及 格者需进行补修，否则不能毕业。设计成绩分为五级：优秀、良好、中等、及格和不及格。（1）优秀：目的明确，态度端正，电子、单片机基础知识扎实，总体思路 合理、元件选择正确，方案恰当，实习说明书撰写规范，电路板元件布局合理， 走线整齐规范，焊点均匀光滑，答辩思路清晰、回答正确、表述准确。完成高档 部分的实物制作，实现了功能要求，并有所创新。（2）良好：目的明确，态度端正，电子、单片机基础知识比较扎实，总体 思路比较合理、元件选择正确，方案恰当，实习说明书撰写规范，电路板元件较 布局合理，走线较整齐规范，焊点均匀光滑，答辩思路比较清晰、回答基本正确、 表述准确。实际电路实现了基本功能要求和提高部分功能要求。（3）中等：目的基本明确，态度比较端正，电子、单片机基础知识比较扎 实，总体思路基本合理、元件选择正确，方案基本得当，图面布局基本合理，格 式基本正确，说明书撰写质量一般。答辩思路基本清晰、回答基本正确。系统实 现了基本功能要求。（4）及格：目的基本明确，态度比较端正，有一定的电子、单片机基础知 识，总体思路基本合理、元件选择基本正确，方案基本得当，说明书撰写较完整, 电路板焊接实现了最小系统的基本功能，答辩思路基本清晰、经提示，回答基本 正确。（5）不及格：目的不明确，态度不端正；电子、单片机基础知识差，总体 思路不够合理，方案不够得当，说明书撰写不规范、电路板焊接质量差。没有实 现最小系统功能要求。7 .主要参考资料使用自编的单片机原理及应用课程教学实习指导书参考书目1彭伟.单片机C语言程序设计实训100例一基于8051+Protcus仿真.北京: 电子工业出版社,20112郭天祥.新概念51单片机C语言教程入门、提高、开发、拓展全攻略. 北京:电子工业出版社,20093刘建清.轻松玩转51单片机C语言.北京：北京航空航天大学出版社，20104谭浩强C程序设计.北京：清华大学出版社，19915求是科技.单片机典型模块设计实例导航。北京：人民邮电出版社，20046苏家健.单片及原理及应用技术.北京:高等教育出版社,20047宏晶科技 STC Microcontroller Handbook, 20078单片机教程网 胡汉才.单片微机原理及其接口技术.清华大学出版社,2010（推荐教材）10李广弟.单片机原理.北京：北京航空航天大学出版社，2007四、课程实施建议1 .教学建议每个自然班安排一名指导教师负责本次课程实习的全程指导，指导教师负责 进行课程实习指导书的编写与修订、日常教学组织考勤、学生实习全程的辅导、 学生平时实习工作的完成情况记录、最后答辩考核成绩给定、整体课程实习的工 作总结和成绩统计提交等工作。每2名同学组成一个小组，2人合作并行开发完成实习设定的功能。学生可 参考实习指导书指定的参考书目和网站进行。最终，每人提交一份说明书，以小 组为单位完成一份实现了指定功能的系统电路板，并进行作品的演示答辩。实习 过程中采取集中分散的模式进行，利用每天6学时的行课时间进行集中辅导和现 场答疑，针对学生实习过程中的共性问题，利用实验室的多媒体设备，进行集中 讲解；每组同学出现的个别问题，进行个别讲解辅导。学生利用行课和课余时间 推进实习项目进行。本次课程实习，大部分同学将根据实习指导书完成单片机简单测控系统的的 硬件电路焊接和软件功能的实现，对学有余力的同学，要积极引导他们进行拓展 模块的开发训练，在指导教师审核其拓展模块电路没有大问题的情况下，领取实 际元件，增强实训操作的训练。2 .实验（实践）条件建议按专业培养方案本课程设计在第七学期进行，实验室需要配备电脑（1台/ 人）、网络和WIFI,保证学生的开发环境和训练条件。除了每组必备的焊接工具 套件、万用表等常用工具外，针对拓展模块的训练要保证足够的数量和种类的传 感器、专用模块、电机等训练材料。