0.引言
随着半导体技术的飞速发展,微处理器更新换代的速度越来越快, 以 386、486、586 为代表的微处理器,在很短的时间内就被淘汰出局,而传统的单片机如 68HC05、8051 等年龄已有15 岁,产量仍是上升的。
到目前为止,单片机技术已发展得相当完善,它已成为计算机技术的一个独特而又重要的分支。并且广泛应用到电信、家用电器、工业控制、仪器仪表、汽车电子等智能化领域。研究表明:一个消费者一天接触到的物品中,就包括至少100个嵌入式单片机系统:从微波炉、吹风机、无绳电话、冰箱、洗衣机到汽车、微机、中央空调系统、智能门禁、安防系统等众多产品,都加入了嵌入式单片机来增强可靠性、改善能效、保证安全、提高产品灵活性。单片机市场每年销售量超过50亿片,其中8位单片机的年销售量达到约30亿片。市场前景是非常广阔的。
1.课程的地位和作用
《单片机原理及接口技术》是电子信息类、电气类等专业的一门重要的专业基础课,该课程是培养学生的工程应用能力和创新能力、提升学生就业水平的一门重要专业核心课。我校的电子信息工程、电气工程及其自动化、物理学开设了这门课程,该课程在学生科研项目训练、学科竞赛、专业课程设计、毕业设计等环节占据主要位置。
该课程以目前比较典型的89C51为核心,主要讲述单片机的硬件结构、指令系统、汇编语言设计、定时器/计数器、串行口、中断系统、A/D、D/A、以及单片机的接口电路设计。
通过本课程的学习,让学生学会一种单片机(8051),掌握一类单片机开发应用技能,熟悉一批常见的工程案例。使学生了解单片机技术及其在工业控制、经济建设和日常生活中的应用。为学生后续课程奠定基础,同时也为学生在科研创新方面搭建一个研发平台。为将来从事电子电器新产品设计开发,以及电子产品的检测和维护等工作奠定坚实的基础。
2.课程建设基本思路及主要措施
课程建设的基本指导思想:以培养学生的工程应用能力和创新能力、提升学生就业水平为导向,以培养学生的设计能力、研究能力、实践能力和创新能力为目标,构建理论和实践课程体系,确保课程内容的系统性和完整性的统一。
(1)项目驱动,突出应用。课程以实际工程应用为背景,结合章节内容,采用项目化的案例教学模式,通过大量具有实际工程背景的教学案例,注重学生创新理念和创新意识的培养。
(2)虚实结合,强化实践。课程采用学、做、练一体化的教学手段,结合Proteus仿真软件和实验平台,紧密结合实验课、课程设计、课外科技活动、学科竞赛等实践活动,推动实践平台建设,使学生达到既懂原理,又懂设计和制作、应用,达到培养学生实践技能的目的。
(3)产学互动,推动课改。课程采用“产学研”相结合的课内+课外的实践教学模式。把课程改革、科研训练和课程设计融为一体,着重学生“研究能力、创新能力和工程实践能力”的培养。
(4)大赛牵引,促进创新。以课程为载体,大力开展学生科技创新活动。通过组织学生参加全国大学生电子设计竞赛、大学生“挑战杯”科技比赛、“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛,促进学生的应用创新能力的培养。
通过本课程的学生,能够让学生掌握用Keil、Proteus等软件进行基于51单片机开发平台上的单片机开发,使学生学会一种单片机(8051),掌握一类单片机开发应用技能,熟悉一批常见的工程案例,培养学习者综合运用单片机知识解决实际工程问题的能力。
1.课程成绩满分100分,由期末考试成绩、作业成绩、单元测试成绩和网上讨论成绩四部分组成。期末考试成绩共占总分的90%,作业成绩占总成绩的5%,单元测试成绩占总成绩的5%。
2.作业成绩由互评产生,需要按时提交作业,同时参与并完成作业互评才能够获得全部作业分数:完成作业互评(即评阅并为其他同学的作业打分)即可获得作业分数的100%;参与但未完成全部互评,可获得作业分数的80%;未参与互评,只能获得作业分数的50%。每位学生的作业分数是互评分数去掉最高和最低分数后的平均值。
3.单元测试成绩由系统自动生成,请各位同学按时完成单元测试成绩。
4. 网上讨论成绩是根据学生参与各章讨论题的活跃程度自动产生的,请各位同学积极参与与授课内容相关的讨论。
完成全部的课程学习成绩达标者,其中60≤成绩<80者为合格,成绩≥80者为优秀。
先修课程:计算机基础、数字电子技术、模拟电子技术
特别提醒:
由该课程团队开设的《电子系统软件设计》将在本课程之后开课,建议有意愿参加学科竞赛、继续深造或从事单片机设计研发工作的同学, 后续选修《电子系统软件设计》的课程内容。
教材:
[李全利].[单片机原理及接口技术(第二版)].[北京]:[高等教育出版社].[2009]
主要参考书:
1.[李朝青].[单片机原理及接口技术(第三版)].[北京]:[北京航空航天大学出版社].[2005]
2.[张毅刚].[单片机原理及接口技术].[北京]:[人民邮电出版社].[2008]
3.[赵嘉蔚].[单片机原理及接口技术].[北京]:[清华大学出版社].[2010]
参考网站:
1.宏晶科技(https://stcmcu.com/)
2.周立功单片机(www.zlgmcu.com)
3.中源单片机(www.zymcu.com)
4.嵌入开发网(www.embed.com.cn)
5.51单片机(www.mcu51.com)
6.单片机学习网(www.mcustudy.com)
7.单片机爱好者(www.mcufan.con)
8. 单片机精品课程网站:
https://jpkc.aynu.edu.cn/wlx/dpjyljjkjs/index.asp
微信公众号:
禅与单片机技术
Q:学习过程中可能出现的问题有哪些?
A:注重理论学习,忽视编程实践;开始时不够重视,功夫下不到,到后期理解困难;太注重汇编语法规则,忽视编程应用和方法的训练;平时容易忽视基本概念、基本原理,忽视基本功的训练,要牢记:原理通一通百通。
Q:学好单片机的关键是什么?
A:编程和实践是学好单片机的关键,多看书,多练习,提高动手实践解决问题能力。
Q:整个学习过程怎么安排?
A:整个学习过程分为四个阶段。第一阶段:重点掌握单片机的存储器组织、P0~P3端口结构及工作原理 ,初步了解单片机的特殊功能寄存器;第二阶段:重点掌握单片机的指令和寻址方式,了解汇编语言编程方法;第三阶段:模仿起步,从流水灯编程做起,加上必要的记忆,逐步养成良好的编程习惯及Keil编程调试的方法,到熟练掌握程序调试方法;第四阶段:结合实际工程重点掌握定时器、中断、通信、端口扩展编程实现,学会分析问题,开始进行系统设计。
Q:本课程需要哪些编程和仿真工具?
A:需要Proteus仿真软件及Keil开发环境。有条件的同学可以配一块开发板。