《单片机与接口技术》课程教学大纲
课程类别： 专业教育课 英文名称：Single-chip Microcomputer and
Interface Technology
开课单位： 能源与动力工程学院 课程编号：Z03160108
课程性质： 专业必修
总学时： 32 学 分：2
适用专业： 新能源汽车工程
先修课程： 电路电子技术
大纲编写（修订）时间：2019年6月
一、课程性质与教学目标
（一）课程性质与任务
《单片机与接口技术》是新能源汽车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：
课程目标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。（支撑毕业要求指标点1-2）
课程目标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。（支撑毕业要求指标点3-3）
课程目标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。（支撑毕业要求指标点1-1）
二、课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑
章节 |
内 容 |
讲课 |
实验 |
小计 |
支撑课程目标 |
支撑的毕业要求指标点 |
第1章 |
1 绪论 1.1 汽车电子技术、单片机技术发展史； 主要内容：汽车电子技术发展史 1.2 单片机的基础知识； 主要内容：单片机简介 1.3 数制与编码； 主要内容：数值与码制之间换算 1.4 课程内容之间的关系； 主要内容：学生学习要求及考核方法 |
2 |
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2 |
1 |
1-2 |
第2章 |
2 MCS-51单片机的结构和原理 2.1 单片机的硬件结构； 主要内容：单片机片内结构 2.2 51系列单片机的引脚及功能； 主要内容： 引脚功能 2.3 单片机的存储器配置； 主要内容： 数据存储器和程序存储器配置 2.4 时钟电路与CPU时序 主要内容： 时钟电路构成和时序相关概念 2.5 单片机的工作方式 主要内容： 单片机的四种工作方式 2.6 单片机最小系统 主要内容：了解单片机的最小系统构成 重点： MCS-51单片机内部结构 难点： CPU时序 |
6 |
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6 |
1 |
1-2 |
第3章 |
3 MCS-51单片机指令系统及程序设计 3.1 单片机指令系统概述；主要内容：总体概述 3.2 寻址方式；主要内容：5种寻址方式 3.3 51单片机指令集；主要内容：单片机指令集的学习 3.4 51单片机汇编语言程序设计 主要内容：设计方法 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 |
6 |
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6 |
2 |
3-3 |
第4章 |
4 MCS-51单片机定时器\计数器 4.1定时器\计数器基本结构与工作原理 主要内容：结构和工作原理 4.2定时器\计数器控制与实现 主要内容：如何利用定时器控制单片机 4.3定时器\计数器工作方式 主要内容：四种工作方式 4.4定时器\计数器基本应用 主要内容：如何应用定时器和计数器 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 |
4 |
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4 |
2 |
3-3 |
第5章 |
5 MCS-51单片机中断系统 5.1中断系统概述 主要内容：中断的相关概念 5.2中断的控制与实现 主要内容：如何控制中断 5.3中断的处理过程 主要内容：中断到来，单片机如何处理 5.4中断服务程序设计及应用 主要内容：如何设计中断程序 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 |
4 |
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4 |
2 |
3-3 |
第6章 |
6 MCS-51单片机串行口 6.1串行通信基础 主要内容：通信的相关概念 6.2串行口结构、串行口相关特殊功能寄存器 主要内容：串口结构功能 6.3串行通信工作方式及波特率的计算 主要内容：工作方式和波特率的计算 6.4串行口的编程及应用 主要内容：如何利用串口进行编程 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 |
4 |
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4 |
2 |
3-3 |
第7章 |
7 MCS-51单片机存储器扩展技术 7.1、 三总线的概念 主要内容：数据总线、地址总线、控制总线概念 7.2、 单片机数据存储器的扩展 主要内容：数据存储器的扩展方法 7.3、 单片机程序存储器的扩展 主要内容：程序存储器的扩展方法 7.4、 单片机扩展外部存储器空间地址分配。主要内容：地址分配方法 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 |
4 |
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4 |
3 |
1-1 |
合 计 |
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32 |
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32 |
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三、达成课程目标的途径和措施
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、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；
3、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；
4、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。
四、考核方式
1.课程考核方式包括随堂测验、课后作业情况、和期末考试等。
2.定量评价
本课程包含3个分课程目标，有3个考核方式，各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配如下：
表5.1 各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配
课程目标 |
分课程目标权重 （本列总和为1） ∑Pi=1 |
各考核方式评价比例分配 （每行总和为1） ∑Wik=1 |
各考核方式在课程目标达成中的占比 （所有行列总和为1）∑∑Sik=1 Sik=Pi×Wik |
|
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作业 |
课堂测试 |
期末考试 |
作业 |
课堂测试 |
期末考试 |
1 |
0.45 |
0.2 |
0.1 |
0.7 |
0.09 |
0.045 |
0.315 |
2 |
0.35 |
0.2 |
0.1 |
0.7 |
0.07 |
0.035 |
0.245 |
3 |
0.20 |
0.2 |
0.1 |
0.7 |
0.04 |
0.020 |
0.140 |
各考核环节对课程目标达成的贡献率 |
0.2 |
0.1 |
0.7 |
那么第i个分课程目标的评价基于各环节k的贡献加权求和，就是该分课程目标的达成度Ai，即
5-1
而多个分课程目标再根据比例加权求和，就得到本门课程的课程目标达成度A。
5-2
其中： k表示不同的考核环节，i表示不同的分课程目标；
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；
Gik表示第k种考核方式支撑第i个课程目标的达成度。
3.定性评价
定性评价指利用学生的调查问卷进行课程目标达成情况评价，按照各课程目标分项设计合适的问卷，调查学生掌握知识及获得能力等课程目标达成情况。其中成绩均采用百分制统计，五级分制转换为百分制时，优对应95分，良对应85分，中对应75分，及格对应65分，不及格对应55分。
综合定性与定量评价结果，取最小量为最终评价结果。
五、评价标准：
5.1 课堂情况评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
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。（支撑课程目标1、毕业要求指标点1-2） |
基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明、语言规范。 |
基本概念正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
基本概念基本正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、原理论述不清楚。 |
0.45 |
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。（支撑课程目标2、毕业要求指标点3-3） |
能够应用相关知识分析解决汽车单片机在实际工程问题，论述逻辑清楚，语言规范。 |
能够应用相关知识分析解决汽车单片机在实际工程问题，论述逻辑清楚，语言较规范。 |
基本能够应用相关知识分析解决汽车单片机在实际工程问题，论述基本清楚，语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、论述不清楚。 |
0.35 |
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。（支撑课程目标3、毕业要求指标点1-1） |
基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明、语言规范。 |
基本概念正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
基本概念基本正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、原理论述不清楚。 |
0.2 |
5.2 作业评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
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。（支撑课程目标1、毕业要求指标点1-2） |
按时交作业；基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明、语言规范。 |
按时交作业；基本概念正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
按时交作业；基本概念基本正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
不能按时交作业，有抄袭现象；或者基本概念不清楚、论述不清楚。 |
0.45 |
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。（支撑课程目标2、毕业要求指标点3-3） |
按时交作业；能够应用汽车单片机相关知识分析解决实际工程问题，论述逻辑清楚，语言规范。 |
按时交作业；能够应用汽车单片机相关知识分析解决实际工程问题，论述清楚，语言较规范。 |
按时交作业；基本能够应用汽车单片机相关知识分析解决实际工程问题，论述基本清楚，语言较规范。 |
不能按时交作业，有抄袭现象；或者基本概念不清楚、论述不清楚。 |
0.35 |
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。（支撑课程目标3、毕业要求指标点1-1） |
按时交作业；基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明、语言规范。 |
按时交作业；基本概念正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
按时交作业；基本概念基本正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
不能按时交作业，有抄袭现象；或者基本概念不清楚、论述不清楚。 |
0.2 |
5.3 考试评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
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。（支撑课程目标1、毕业要求指标点1-2） |
对单片机基本结构概念判断正确，单片机工作原理及过程论述正确，语言简练。 |
对单片机基本结构概念判断基本正确，单片机工作原理及过程论述正确。 |
对单片机基本结构概念判断基本正确，单片机工作原理及过程论述基本正确。 |
对单片机基本结构概念判断不清楚，错误很多，且对单片机工作原理及过程不清楚或有原则性错误。 |
0.45 |
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。（支撑课程目标2、毕业要求指标点3-3） |
能够正确判断指令系统，正确编写程序实现对单片机中断、定时器的控制，程序没有错误且运行正确。 |
基本能够正确判断指令系统，能够编写程序实现对单片机中断、定时器的控制。 |
基本能够正确判断指令系统，基本能够编写程序实现对单片机中断、定时器的控制。 |
不能准确判断单片机指令系统，编写程序有误，不能实现对单片机中断、定时器的控制。 |
0.35 |
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。（支撑课程目标3、毕业要求指标点1-1） |
能够掌握数据存储器和程序存储器扩展技术及分配原则，电路图正确。 |
基本能够掌握数据存储器和程序存储器扩展技术及分配原则，电路图正确。 |
基本能够掌握数据存储器和程序存储器扩展技术及分配原则，会画电路图。 |
不能运用数据存储器和程序存储器扩展技术绘制电路图，没有掌握存储器地址空间分配原则。 |
0.2 |
六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）
1. 单片机原理及应用技术，万隆、巴奉丽主编，清华大学出版社，2014年8月第二版；
2. 单片机原理及应用，姜志海 编著，电子工业出版社，2017年8月第四版；
3. 单片机原理及接口技术，张毅刚编著，人民邮电出版社，2011年8月第一版；
制定人： 罗佳 审定人： 批准人：
年 月 日
