《单片机与接口技术》教学大纲

课程类别：专业教育课课程名称：单片机与接口技术

开课单位：能源与动力工程学院课程编号：Z03160108

课程性质：必修课

总学时：32学分：   2

适用专业：车辆工程

先修课程：电路电子技术

大纲编写（修订）时间：2019年3月

 

一、课程在教学计划中地位和作用

《单片机与接口技术》是车辆工程专业教学内容的重要组成部分，是教学过程中的专业核心课程，是我院开设的专业特色课程。本课程主要以MCS-51系列单片机为例，讲述单片机的结构及工作原理和在汽车电子领域的应用。通过本课程的学习，使学生掌握单片机应用系统设计和开发的基本技能。

二、课程目标

通过本课程的理论教学和实验教学，使学生具备以下能力：

1） 能够理解和掌握MCS-51系列单片机的基本结构和工作原理，了解单片机工作过程。（支撑毕业要求1）

2） 能够掌握MCS-51系列单片机的指令系统与程序设计等基本技能。通过编写程序，实现单片机对IO口、中断、定时器的控制。

（支撑毕业要求1、2）

3） 能够掌握数据存储器和程序存储器扩展技术，存储器地址空间的分配原则。

（支撑毕业要求1）

三、基本要求

1、本课程为专业基础课，要求先修电工电子技术课程，在教学中应注重基础知识、基本概念和思维方法的传授，同时运用类比式和启发式教学，使学生掌握最重要的汇编语言程序设计概念，掌握相关设计方法与手段，以培养逻辑分析和设计能力。

2、教师通过传授汽车单片机应用的基本知识和技能，使学生具备分析、设计单片机应用程序和进行硬件分析、设计的基本技能，掌握单片机应用系统设计的基本方法与步骤，为《汽车电子与测试实训》打好理论基础。

 

 

四、课程内容及教学方法

    课程内容：

1    绪论（2学时）

1.1、   汽车电子技术、单片机技术发展史

1.2、   单片机的基础知识

1.3、   数制与编码

1.4、   课程内容之间的关系；学生学习要求及考核方法

2   MCS-51单片机的结构和原理（6学时）

2.1、       单片机的硬件结构

2.2、       51系列单片机的引脚及功能

2.3、       单片机的存储器配置

2.4、       时钟电路与CPU时序

2.5、       单片机的工作方式

2.6、       单片机最小系统

重点：MCS-51单片机内部结构

难点：CPU时序

3     MCS-51单片机指令系统及程序设计（6学时）

3.1、51单片机指令系统概述

3.2、       寻址方式

3.3、       51单片机指令集

3.4、       51单片机汇编语言程序设计

重点：51单片机汇编语言指令集和5种寻址方式

难点：汇编语言的基本设计方法

4    MCS-51单片机定时器\计数器（4学时）

4.1、       定时器\计数器基本结构与工作原理

4.2、       定时器\计数器控制与实现

4.3、       定时器\计数器工作方式

4.4、       定时器\计数器基本应用

重点：定时器的四种工作方式及其应用

难点：定时器/计数器的结构、使用方法和应用

 

 

5    MCS-51单片机中断系统（4学时）

5.1、       中断系统概述

5.2、       中断的控制与实现

5.3、       中断的处理过程

5.4、       中断服务程序设计及应用

重点：中断的概念及中断的功能

难点：中断处理过程及中断嵌套的概念及应用

6 MCS-51单片机串行口（4学时）

6.1、串行通信基础

6.2、串行口结构、串行口相关特殊功能寄存器

6.3、串行通信工作方式及波特率的计算

6.4、串行口的编程及应用

重点：数据通信中的并行/串行、同步/异步、单工/双工以及波特率等概念、8051串行接口的4种工作方式及编程

难点：接收/发送程序的设计思想及应用

7MCS-51单片机存储器扩展技术（4学时）

7.1、三总线的概念

7.2、单片机数据存储器的扩展

7.3、单片机程序存储器的扩展

7.4、单片机扩展外部存储器空间地址分配。

重点：数据存储器和程序存储器的扩展及空间地址分配

难点：三总线概念及地址分配

教学方法：

1. 利用CAI形式讲授，辅以重要知识点的板书推导与分析，引导学生理解分析思路；

2. 讲授过程中注重工程实例分析，使学生在分析问题过程中理解其工程物理含义；

3.习题课采用翻转课堂教学模式， 学生在课下完成知识的学习，在课上讲解。通过老师答疑，引导和知识运用，锻炼学生独立思考和分析问题的能力，达到更好的授课效果。

五、实验：无

 

 

 

六、学时分配

 

七、教材、补充教材及参考资料

1. 教材

万隆 巴奉丽主编，《单片机原理及应用技术(第2版)》，清华大学出版社，2014

2. 主要参考书

[1] 姜志海 编著，《单片机原理及应用（第4版）》，电子工业出版社，2017

[2] 李全得等，《单片机原理及接口技术》，高等教育出版社，2004

八、课程目标达成评价的途径和措施

1、考核目标：在考核学生对汽车单片机基本知识、基本原理和使用方法的基础上，重点考核学生的单片机编程能力、语言掌握程度、设计能力。

2、考察环节：课堂情况、作业、考试。

3、考核方式：课堂情况：出勤率

作业：课后完成情况

考试：闭卷

各环节成绩评定占比%

 

九、课程目标对毕业要求的支撑

注：

1、成果关联度分：L、M、H；

2、需说明目标情况分解。

十、课程目标达成评价

 

采用达成值计算法，辅以对学生的问卷调查法。

达成值计算法结合上表权重分配，采用下表进行计算。大于0.60为达成。

单一课程目标达成度评价采用下式：

 

总的课程目标达成度评价采用下式：

 

以上公式中：

k表示不同的评价方式，i表示不同的课程目标。

  表示第k种评价方式期末评价成绩平均分，均为百分制；

  是第k种评价方式通过第i个课程目标反映在总的课程目标评分占比；

  表示第k种评价方式对第i个课程目标百分占比；

  表示第i个课程目标在课程总评价中的占比；

 

十一、课程目标达成评价结果用于持续改进

课程目标达成评价结果将用于后续教学过程的持续改进。

针对课程目标达成评价中发现的问题与不足，在本次授课总结中应由授课教师分析具体原因，并给出改进建议。后续任课教师应当针对以前的问题和建议，在授课计划中做好落实改进计划，并在授课过程中予以落实。