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1、单片机原理及应用课程实习课程标准课程编码：BS040010课程性质：实践教学环节适用专业：电子信息工程学时学分：4周，4学分所需先修课：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单片机应用设计、电子线路CAD编写单位：机电工程学院一、前言1 .课程性质本课程设计是在专业核心课程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。使学 生在掌握单片机基础知识、程序编制和调试方法以及简单项目设计的仿真实现的 基础上，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
2、统的测试，了解单片机系统的 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，程序的编制及运行，与理论及实验的有机结合和指导教师的补充介绍, 使学生掌握单片机显示、测量及控制系统的工作原理、开发方法。本课程是“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。2 .课程基本理念通过本次课程实习使学生进一步掌握单片机应用系统的硬、软件开发方法, 输入/输出（I/O）接口、电子测量及控制系统的扩展技术；应用程序设计技术并 结合专业能完成简单、实用的单片机应用系统的硬件电路设计、焊接和软件硬件 调试
3、及测试。主要将本专业重点讲授的课程应用于单片机的显示、测量与控制系 统，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。3 .课程的设计思路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显示、测 量与控制等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、通信、机电 设备的控制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 及实习报告的撰写。对于平时基础好的同学，可以有选择地完成拓展模块的功能 要求。二、课程目标1 .总体目标通过对单片机简单系统的硬件设计、焊接、装配
4、、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通信、测量与控制系统的工作原理、 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，使学生掌握单片机的基本理论和专业知识，培养学生解决通信、测量 与控制技术问题的基本能力；激发学生的实践操作的兴趣，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。2 .具体目标(1)知识与方法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、电机等元器件的特性、
5、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， 培养学生解决通信、测量与控制技术问题的基本能力。(2)技能与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；完成单片机简单测量与控制系统的硬件设计、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
6、的技术语言完成设计说明书的撰写等。(3)情感与态度培养学生勤于实践，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 .时间进程安排(1)实习项目介绍及准备。在这一阶段，每组同学需要积极讨论，按计划 进行设计，规范绘制电路原理图，列出需要领取材料的详细清单。完成单片机最 小系统、烧录模块、简单流水灯的实现。这一阶段工作计划3天完成。(2)其它实习项目的完成。同学须严格按照计划完成各个项目要求的功能, 并利用仿真调试软件进行系统软件编制及调试；完成系统硬件电路焊接和系统 软、硬件联合调试。先从
7、简单功能模块开始，逐个模块进行软硬件结合的设计, 调试时先用简单程序测试硬件电路，在硬件电路正常的前提下再进一步调试功能 模块的软件程序，最后将各个模块联合在一起。这一阶段工作计划15天完成。(3)提交实习报告，进行现场演示答辩。按指导教师意见进行修改完善， 上交实习报告，工具，电路板等。这一阶段计划2天完成。2.课程结构序号任务名称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:单片机最小系统、烧录模 块、简单流水灯的实现实习集中指导校内实验室计算机平台、电子元器件、万能PCB3天2项目2 ：按键的控制模块实习集中指导校内实验室2天3项目3 ：数码管显示模块实习集中指导校内实验室3天4
8、项目4 ：液显示模块实习集中指导校内实验室安装焊接工具等2天5项目5 ：数字式电子钟实习集中指导校内实验室3天6项目6 ：实习集中指导校内3天数据采集与显示模块实验室7项目7 ：A/D、D/A转换及电机控制实习集中指导校内实验室2天8撰写实习报告实习集中指导校内实验室1天9现场答辩实习按组进行校内实验室1天3.具体内容和标准序号任务名称主要内容内容标准教学建议与说明设计电源、烧录模块，并完成单片(1)绘制仿真指导教项目1:机最小系统和流水灯的仿真电路电路图：要求师应注单片机最的绘制以及实物制作，编写程序实采用模块化设意以下小系统、烧现以下功能：计，尽可能采几方面：1录模块、简(1)单向循环流水
9、led显示。用网络标号，1、根据单流水灯(2)双向循环流水led显示。以减少连线，具体情的实现(3)用查表法实现发光二级管花便于读图。况可对样显示(自由设计)的电路。要求正确使实习项在原有电路的基础上设计四个独用电源、地线、目的内立按键和键盘电路，编写程序实现仿真元器件等容及难以下功能：电子符号，位易程度(1)用3个按键分别实现流水灯置摆放合理，进行调项目2 ：的左移、右移和停止的控制。序号、参数设整。2按键的控(2)用1个按键依次实现流水灯置正确；2、进行制模块的左移、右移和停止的控制。要求总线、实习安(3)利用中断系统实现流水灯的网络标号要整全教育，左移、右移和停止的控制。齐规范。对实习(
10、4)完成矩阵键盘的扫描，用LED(2)利用编程内容、注实现按键的ASCH码显示。平台“ Keil意事项设计数码管静态和动态显示电路，uVision4n 编以及考结合按键完成以下功能：写程序：核标准(1)单只数码管循环显示0-9。要求采用多进行讲(2)数码管动态显示。文件模块设解。项目3 ：(3)独立按键加、减、清零+2位计，如 main, c、3、讲述3数码管显数码管显示计数值。时钟硬件电示模块(4)1位按键控制8位数码管闪烁、DS1302.C.显路的布左移、右移、停止。示 display. C局与焊(5)四位按键控制8位数码管闪等形式，结构接。烁、左移、右移、停止。清晰、便于修4、常用(6)
11、 74HC595串入并出芯片的应用改、移植性好。元件的于1位、4位数码管。程序流程图 绘制要求规 范、层次清晰。 软件编写代 码干练，重要 函数或语句，使用注 意事项。5、电路 的测试 步骤和 注意事项目4 ：设计液晶显示电路，实现液晶固定要做好解释、项。4液晶显示模块显示字符串，以及实现字符的左右循环显示功能。说明、备注，以便后续进行6、仿真软件的实现数字式电子钟，具有调时、定时、报警等功能。(1)可用独立按键或键盘校准数分析、修改。(3)完成项目的软、硬件联使用方法。项目5 ：字时钟、设置定时时间等。合仿真演示；5数字式电(2)用定时器TO实现电子钟数码要求满足项目子钟显示时、分、秒“*-
12、*-*。预设的功能，(3)用DS1302与1602液晶实现仿真演示运行可调式时钟。流畅。(1)实现4位数码管的正负温度(4)硬件电路项目6 ：显不。无虚焊脱焊情数据采集6与显示模块(2) 4位数码管的湿度显示、定时讯响提示。况，布局合理、逻辑正确。(3)按键+遥控定温、定湿调整的数字温、湿度计的实现。(4)用DS18B20与1602液晶实现温度报警器。(1) A/D转换器数值采集、计算、显示、报警的程序及电路设计。(2) D/A转换器输出数据的电路设项目7 ：计与实现。A/D、D/A(3)设计测速系统，检测电机的7转换及电转速。根据键盘给定转速使单片机机控制模产生调速脉冲信号实现直流电机块的脉
13、宽调速。(4)需要显示电机转速，利用键盘设定给定转速及转速的上下限，并实现越限报警功能。8撰写实习报告描述整个系统的基本组成和工作原埋，系统的硬件设计和软件设计符合实习报告的撰写要求和规范9现场答辩演示系统软硬件实现的功能，回答老师问题系统功能演示 熟练流畅，回 答问题快速、 准确从硬件 软件角 度进行 全方位 问答测试四、课程实施建议.教学建议每个自然班应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
14、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显示、测量与 控制系统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
15、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。1 .实验（实践）条件建议按专业培养方案本课程实习在第六学期进行，实验室需要配备电脑（1台/ 人）、网络和WIFL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、专用模块等训练材料。2 .评价建议学生在完成规定的实习内容的情况下，写出实习报告，进行演示和答辩（实 习报告同时提交）。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，进行评定成绩。 实习成绩记入学生学籍档案，无
16、实习成绩或实习成绩不及格者需进行补修，否则 不能毕业。实习成绩分为五级：优秀、良好、中等、及格和不及格。3 .教材选择与编写建议杨英.单片机原理及应用课程教学实习指导书.河北科技师范学院自编教材.参考书：1彭伟.单片机C语言程序设计实训100例基于8051+Proteus仿真. 北京：电子工业出版社,2011.2郭天祥.新概念51单片机C语言教程一一入门、提高、开发、拓展全攻 略.北京：电子工业出版社,2009.3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，2010.4谭浩强.C程序设计.北京:清华大学出版社,1991.5求是科技.单片机典型模块设计实例导航。北京:人民邮
17、电出版社,2004.6苏家健.单片及原理及应用技术.北京:高等教育出版社,2004.7宏晶科技 STC Microcontroller Handbook, 2007.8单片机教程网 http:www. 51hei. com/.9胡汉才.单片微机原理及其接口技术.北京: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,2007.五、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程利用校级、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。