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1、单片机原理及应用课程标准一、学习领域（课程）综述（一）学习领域定位“单片机原理及应用学习领域由岗位群的“电子产品技术支持岗位行动领域转化而来,是构成应用电子技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一:表一学习领域定位学习领域性质专业必修学习领域学习领域功能使学生具备从事电子产品技术支持工作所需的基础知识和技能前导学习领域电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、计算机基础平行学习领域PLC可编程控制后续学习领域无（二）设计思路本学习领域注重培养分析问题、解决问题的能力、强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合应用电子专业的发展需要，为将来从事应用电子产品的设计、检
2、测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分析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，让学生在掌握技能的同时.，引出相关专业理论知识，使学生在技术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。本课程在内容组织形式上强调了学生的主体性学习，在每个项目实施前，先提出学习目标，再进行任务分析，学生针对项目的各项任务进行相关知识的学习，并通过多种实践活动实施项目以实现学习目标。最后根据多元化的评分标准进行自我评价。（三）学习领域（课程）目标1 .方法能力目标：能根据项目任务或工作，制订
3、项目完成工作计划；学会自我学习、收集和检索信息、查阅技术资料；在单片机应用程序调试过程中会选择各种仪器仪表；学会单片机应用程序KEIL的仿真调试方法；学会学习和工作的方法，勤于思考、做事认真的良好作风；培养学生一丝不苟、刻苦钻研的职业道德；学会在产品制作过程中进行技术指导、质量管理和成本核算方法。2 .社会能力目标：建立团结协作的精神，能与人沟通和合作完成工作任务；养成勇于创新、敬业乐业的工作作风；形成清晰的逻辑思维意识，正确辨别事物的真假；了解电子行业技术应用的发展前景，拓宽产品开发的思路；掌握产品生产工艺要求，培养工作的质量意识、安全意识；具有较强的社会责任感，为祖国发展强大贡献力量的责任
4、意识；积累丰富的工作经验。3 .专业（职业）能力目标：能熟悉和了解不同厂商、不同型号单片机器件并掌握其性能特点；能读懂单片机应用系统电路原理，包括复位电路、时钟电路、最小单片机应用系统电路，掌握各I/O的区别及与外围电路连接的方法，区分辩别单片机的地址线、数据线及控制线，熟练掌握单片机拥有的系统资源及资源利用，掌握汇编语言的指令格式、寻址方式，学会汇编语言的程序编写，学会简单的应用系统设计；能识别各种外围元器件并进行元器件焊接、KEIL仿真调试；能根据应用系统原理图编写控制程序；能在单片机系统调试和维修过程中，通过工程计算和理论分析，判断故障点和提供解决问题的途径；会使用常用仪器仪表如万用表、
5、示波器、频率计对单片机应用系统进行判断分析、调试，直至调试成功；掌握程序流程图的画法、子程序的编写方法、中断程序的编写方法、子程序和中断调用、伪指令的熟练使用、熟练掌握顺序程序结构、循环程序结构、分支程序结构，掌握仿真器的使用及结合软硬件调试程序。二、学习领域（课程）描述学习领域描述包括学习领域名称、学期、参考学时、学习任务和学习领域目标等，见表二：表二学习领域的描述学习领域：单片机原理及应用教学时间安排：第四学期课时：72学习任务:掌握单片机的硬件结构、熟悉汇编语言的应用、理解常用单片机系统设计的控制方式、特点，掌握单片机系统设计的方法学习目标:L了解单片机的概念与种类，了解各种单片机的最新
6、发展水平和方向；2 .熟悉常用单片机的基本结构、工作过程及应用特点；3 .会应用汇编语言进行基本模块程序的编写；4 .熟练使用keil软件的主要功能；5 .会根据使用要求，查阅单片机性能指标与使用技术，能够正确选用设计常用的单片机系统；6 .会应用单片机系统内部的I/O口、定时、计数、中断、数模转换、模数转换的各个功能;7 .能初步识读单片机控制电路图，并能说出系统组成的模块及其作用，具备单片机系统设计安装和调试的初步能力。学习组织形式与方法学习准备阶段采用正面课堂教学，部分采用独立学习；多数计划实施阶段采用小组学习，明确小组负责人并定期更换。在学习过程中设置与企业一致的工作步骤及要求。学业评
7、价1）在理论知识考评方面，采取参考学生日常出勤率、课堂参与度、作业完成情况等指标进行积分的给定，重点考核学生参与程度；2）在实训技能考评方面，校内实训技能考评采取实训指导教师评定成绩，重点考核学生实训技能的熟练程度和团结协作的能力；3）在综合素质方面，主要考评学生的管理能力、沟通能力和创新能力。三、学习情境划分及描述（一）学习情境设计表三学习情境设计序号名称学时MCS-51单片机的结构和原理12二MCS-51单片机的指令系统18三定时/计数器6四MCS-51系统的串行接口6五MCS-51单片机的系统扩展6六MCS-51单片机的中断系统8七单片机应用系统的设计方法16（二）学习情境描述包括学习情
8、境名称、学时、学习任务、与其他情境的关系、学习目标、学习内容、教学条件、教学方法组织形式、教学流程、学业评价。表四学习情境一的描述学习情境名称MCS-51单片机的结构和原理学习领域单片机原理及应用教学时间第四学期12学时学习任务1 .MCS-51单片机的结构原理2 .MCS-51单片机的时序3 .MCS-51单片机的时钟和复位电路4 .MCS-51单片机的低功耗工作方式与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第1个学习情境，主要目的是掌握单片机的结构和工作原理，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：L掌握MCS-51单片机的结构原理。2 .了解MCS-51单片机的时序。3 .了解MCS-5
9、1单片机的时钟和复位电路。4 .了解MCS-51单片机的低功耗工作方式。技能目标：L能正确识别单片机各部分的功能；2 .能使单片机复位；3 .能熟练控制单片机进出低功耗方式。综合能力目标：1 .与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2 .独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.MCS-51单片机的结构原理2.MCS-51单片机的时序3.MCS-51单片机的时钟和复位电路4.MCS-51单片机的低功耗工作方式教学条件Keil软件、投影设备、实验箱；仿真软件、通用计算机30台、课件、黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师
10、协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：MCS-51单片机的结构原理（4课时）知识要点CPU、程序存储器、数据存储器、并行I/O口步骤二：MCS-51单片机的时序（4课时）知识要点时钟周期、机器周期、指令周期、访问外部RAM和RoM的时序步骤三：MCS-51单片机的时钟和复位电路（2课时）知识要点时钟电路、内部复位电路、外部复位电路、复位状态步骤四：MCS-51单片机的低功耗工作方式（2课时）知识要点等待方式、掉电方式学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占50%、学习过程占50%；单片机的认
11、识、单片机的最小系统的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%,活动、学习态度等。它包括小组活动协调和谐、积极参与小组表五学习情境二的描述学习情境名称MCS-51单片机的指令系统学习领域单片机原理及应用教学时问第四学期18学时学习任务1.MCS-51单片机的指令格式2.MCS-51单片机的寻址方式3.MCS-51单片机的指令系统与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第2个学习情境，主要目的是掌握MCS-51单片机的指令系统，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：1 .掌握MCS-51单片机的指令格式；2 .理解MCS-51单片机的寻址方式；3 .熟练使用数据传送类指令、算术运
12、算类指令；4 .熟练使用逻辑操作类指令、控制转移类指令以及位操作类指令。技能目标：1 .掌握简单输入输出电路及程序的设计方法；2 .正确使用keil软件，进行较简单的软件操作；3 .掌握对基本模块程序的编写。综合能力目标：1 .与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2 .独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.MCS-51单片机的指令格式；2.MCS-51单片机的寻址方式；3 .数据传送类指令、算术运算类指令；4 .逻辑操作类指令、控制转移类指令以及位操作类指令。教学条件KeiI软件、投影设备、实验箱；仿真软件、通用计算机30台、课件、黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学
13、方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：MCS-51单片机的指令格式（1课时）知识要点标号、操作码助记符、源操作数、目的操作数、注释步骤二：MCS-51单片机的寻址方式（2课时）知识要点寄存器寻址、直接寻址、立即寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、位寻址步骤三：数据传送类指令、算术运算类指令（4课时）知识要点片内RAM数据传送、外部数据传送、数据交换指令、堆栈操作、加减乘除指令、十进制调整指令步骤四：逻辑操作类指令、控制转移类指令以及位操作类指令（11课时）知识要点逻辑运算指令、无条件转移和条件转移指令、调用和返回指令、布
14、尔操作类指令学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；表决器的认识与分析、表决器的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%,它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。表六学习情境三的描述学习情境名定时/计数器学习领域单片机原理及应教学时第四学期称用问6学时学习任务L定时/计数器的结构2 .定时/计数器的原理3 .定时/计数器的工作方式4 .定时/计数器的应用与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第3个学习情境，主要目的是进一步掌握定时/计数器的应用方法
15、，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：L掌握定时/计数器的结构；2 .理解定时/计数器的原理；3 .掌握定时/计数器的工作方式；4 .熟悉定时/计数器的应用。技能目标：L熟练使用定时/计数器的定时功能；2.熟练使用定时/计数器的计数功能。综合能力目标：L与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容L定时/计数器的结构；2 定时/计数器的原理；3 .定时/计数器的工作方式；4 .定时/计数器的应用。教学条件Keil软件、投影设备、实验箱；仿真软件、通用计算机30台、课件、黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法
16、。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：定时/计数器的结构（1课时）知识要点TH0、TH1、TL0、TLl专用寄存器步骤二：定时/计数器的原理（1课时）知识要点MODTCc）N专用寄存器步骤三：定时/计数器的工作方式（2课时）知识要点方式0、方式1、方式2、方式3步骤四：定时/计数器的应用（2课时）知识要点输出方波、计数、测量外部输入脉冲的宽度学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；表决器的认识与分析、表决器的安装和调试30%、实验报告占
17、10%；小组评价占10%,它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。表七学习情境四的描述学习情境名称MCS-51系统的串行接口学习领域单片机原理及应用教学时问第四学期6学时学习任务1 .MCS-51单片机串行口的结才2 .MCS-51单片机串行口的工3 .MCS-51单片机串行口的应J沟作方式用与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第4个学习情境，主要目的是掌握MCS-51单片机串行的工作原理，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：1 .掌握MCS-51单片机串行口的结构；2 .理解MCS-51单片机串行口的工作方式；3 .熟练掌握MCS-51单片机串行的应用。技能目标：L熟
18、练使用串行口进行数据的传送；2 .熟练使用串行口扩展并行I/O口；3 .熟练使用串行口进行异步和多机通讯。综合能力目标：L与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.MCS-51单片机串行的结构；2.MCS-51单片机串行口的工作方式；3.MCS-51单片机串行口的应用。教学条件Keil软件、投影设备、实验箱；仿真软件、通用计算机30台、课件、黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：串行通讯（1课时）知识要点串行通信、并行通信、异步传
19、送、同步传送、波特率、数据传送的方向步骤二：MCS51单片机的串行接口（1课时）知识要点SBFSCON、PCON方式0、方式1、方式2、方式3步骤三：MCS-51单片机串行口的应用（4课时）知识要点扩展并行I/O口、异步通讯、多机通讯学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；表决器的认识与分析、表决器的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%,它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。表八学习情境五的描述学习情境名称MCS-51单片机的系统扩展学习领域单
20、片机原理及应用教学时间第四学期6学时学习任务1 .MCS-51单片机的引脚与最小应用系统2 程序存储器的扩展方法3 .数据存储器的扩展方法4 .并行I/O口的扩展方法与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第5个学习情境，主要目的是掌握单片机的系统扩展方法，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：L了解MCS-51单片机的引脚与最小应用系统；2 .掌握程序存储器和数据存储器的扩展方法；3 .熟练掌握简单并行I/O口的扩展方法；4 .掌握可编程并行I/O的扩展方法。技能目标：1 .熟练使用单片机的各个引脚；2 .能熟练进行程序存储器和数据存储器的扩展；3 .能熟练进行并行I/O口的扩展。综合能
21、力目标：L与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1 .MCS-51单片机的引脚与最小应用系统；2 .程序存储器和数据存储器的扩展方法；3 .简单并行I/O的扩展；4 .可编程并行I/O口的扩展。教学条件KeiI软件、投影设备、实验箱；仿真软件、通用计算机30台、课件、黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：MCS-51单片机的引脚与最小应用系统（1课时）知识要点8051的引脚与功能、最小应用系统步骤二：外部存储器的扩展（2课时）知识
22、要点程序存储器的扩展、数据存储器的扩展、数据总线、地址总线、控制总线步骤三：并行I/O口的扩展（3课时）知识要点简单I/O口的扩展、可编程I/O口的扩展学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；表决器的认识与分析、表决器的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%,它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。表九学习情境六的描述学习情境名称MCS-51单片机的中断系统学习领域单片机原理及应用教学时问第四学期8学时学习任务L中断系统及其管理2 .扩充外部中断源
23、3 .中断系统的应用与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第6个学习情境，主要目的是掌握中断系统的控制方法，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：L掌握中断源及中断入口；2 .了解中断响应的处理过程；3 .掌握扩充外部中断源的方法；4 .掌握中断系统的应用。技能目标：L熟练使用定时/计数器扩充外部中断源；2.熟练实现中断控制。综合能力目标：L与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1 .中断系统及其管理；2 .扩充外部中断源；3 .中断系统的应用。教学条件Keil软件、投影设备、实验箱；仿真软件、通用计算机30台、课件、黑板、多
24、媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：中断系统及其管理（2课时）知识要点中断源、中断入口地址、外部中断请求标志、中断允许控制、中断源优先级的设定、中断响应处理过程步骤二：扩充外部中断源（2课时）知识要点利用定时器扩充外部中断源、采用中断和查询相结合扩充外部中断源步骤三：中断系统的应用（4课时）知识要点利用中断实现输入与输出控制、利用中断实现故障判定学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占3
25、0%；表决器的认识与分析、表决器的安装和调试30%、实验报告占10%;小组评价占10%,它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。表十学习情境七的描述学习情境名称单片机应用系统的设计方法学习领域单片机原理及应用教学时间第四学期16学时学习任务1 .显示器、键盘与单片机的连接；2 .A/D转换器与单片机的连接；3 .D/A转换器与单片机的连接；4 .MCS-51单片机应用系统设计。与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第7个学习情境，主要目的是掌握单片机与常用外部设备的连接方式，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：1 .掌握显示器与单片机的连接方法；2 .理解键盘与单片机的连
26、接方法；3 .熟练掌握A/D转换器与单片机的连接方法；4 .掌握D/A转换器与单片机的连接方法。技能目标：1 .熟练完成按键电路去抖动软/硬件的设计；2 .熟练连接A/D转换器与单片机；3.熟练完成单片机应用系统设计。综合能力目标：L与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力学习内容L显示器、键盘与单片机的连接；2 .A/D转换器与单片机的连接；3 .D/A转换器与单片机的连接；4 .MCS-51单片机应用系统设计。教学条件KeiI软件、投影设备、实验箱；仿真软件、通用计算机30台、课件、黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务
27、教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：显示器、键盘与单片机的连接（6课时）知识要点LED数码管与单片机的连接、按键与单片机的连接、键盘与单片机的连接步骤二：A/D转换器与单片机的连接（2课时）知识要点A/D转换器与单片机的接口、A/D转换器的结构步骤三：D/A转换器与单片机的连接（2课时）知识要点D/A转换器的基本原理、D/A转换器与单片机的接口步骤四：MCS-51单片机应用系统设计（6课时）知识要点系统构成与控制原理、硬件电路、软件设计学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。其
28、中基本知识的测试成绩占20%、学习过程占30%；表决器的认识与分析、表决器的安装和调试30%、实验报告占10%；小组评价占10%,它包括小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。四、实施建议（一）参考教材单片机原理及应用主编：余辉郑毛祥，华中科技大学出版社，2018.8.单片微型计算机原理及其应用主编：赵秀珍，中国水利水电出版社，200L8.MCS51单片机原理与应用主编：俞国亮，清华大学出版社，2008.8.（二）校本教材编写建议必须依据本课程标准编写教材。充分体现任务引领、实践导向课程设计思想。教材要体现先进性、通用性、实用性。反映新技术、新工艺，典型产品或服务的选择要科学，体现地区
29、产业特点。（三）其他资源开发与利用L利用现代信息技术开发录像、光盘等多媒体课件，通过搭建多维、动态、活跃、自主的学习领域训练平台，使学生的主动性、积极性和创造性得以充分调动。2.注意仿真软件的开发利用，让学生置身于网络学习平台中，积极自主地完成该学习领域的学习，为提高学生的施工员岗位的基本职业能力提供有效途径。3 .搭建产学合作平台，充分利用本行业的企业资源，满足学生观摩、实训和半年以上顶岗实习的需要，并在合作中适时关注学生职业能力的发展和教学内容的调整。4 .积极利用电子书籍、电子期刊、数字图书馆、校园网、各大网站等网络资源，使教学内容从单一化向多元化转变，通过职业指导教师的指导或辅导，使学生知识和能力的拓展成为可能。
