一、课程历史沿革 八十年代初,国内以单片机核心的电子应用系统开始走入人们的日常生活。90年代单片机是所有行业发展最快的行业,而市场对单片机人才的需求也进入了高峰期。目前单片机已成为电子系统中进行数据采集、信息处理、通信联络和实施控制的重要器件,通常利用单片机技术在各种系统、仪器设备或装置中,形成嵌入式智能系统或子系统。因此,单片机技术是电类专业特别是电子信息类学生必须具备的基本功。我系自成立以来,单片机这门课程一直作为电子信息工程专业的主干课和必修课。 《单片机原理及应用》是一门理论联系实际非常紧密的课程,不但要求掌握单片机应用系统的基本原理,更应该要求具有单片机应用系统的电路设计、编程和系统调试的能力,所以课程的实践教学环节不但要有课程实验,而且需要有集中实践教学环节以满足通过实验室开放达到单片机应用系统的工程实践的目的,提高学生设计和调试实际系统的能力,创新能力,就业能力。单片机芯片具有体积小、个性突出(某些方面的性能指标大大优于通用微机中央处理器)、价格低廉等优点。一方面,单片机芯片是自动控制系统的核心部件,广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、通信终端设备、家用电器、高档电子玩具等领域;另一方面,单片机也是电子技术数字化的核心部件之一,在数字化电子产品中承担数字信号处理的重任。由于模拟技术的局限性——模拟藕旁诖洹⒋娲ⅰ⒅叵止讨胁豢杀苊獾卮嬖谑д嬉约氨C苄圆畹任薹ǹ朔娜钡悖诟咚?lt;/span>ADC与DAC、数字信号处理技术的推动下,电子技术正逐步向数字化方向发展,而电子技术数字化的关键和核心是数字信号的处理,单片机正是电子技术数字化的核心部件之一。熟悉单片机技术已成为了电子类本科毕业生求职难易、薪水高低的一个重要因素。近年来,电子信息工程系单片机教学团队主要开展了以下工作: (1)依据电子信息工程专业的教学培养计划,进行了广泛的调研,明确了授课内容和实验教学内容,制定了教学大纲; (2)根据教学大纲和实验教学内容,2010年组建了单片机原理实验室; (3)精选了国家十二五规划程教材,编写了授课教案及制作电子课件。 (4)制定了详细的考核标准; 二、课程内容 《单片机原理及应用》在第五学期开课,课程以51系列单片机为模型,主要向学生介绍单片机的基本结构、工作原理、指令系统与程序设计、Keil C51应用程序设计、系统扩展、接口技术与工程应用。作为微机原理与接口技术的后续课程,本课程强调实践环节,侧重系统构成与应用设计。力求通过实践环节,软、硬结合,培养初步的单片机开发能力,并使其前导课程讲授的基本概念得到综合与深化。《单片机原理及应用》理论课与实践课分开教学,理论课32学时,独立实验(电子系统综合设计)32学时。前修课程主要有《C语言程序设计》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》和《微机原理及接口技术》等,后续课程主要有《DSP处理器及应用》、《ARM嵌入式系统设计及应用》等课程,在学生的课外科技活动和毕业设计课题中,相当部分的同学毕业设计内容将应用单片机作为核心芯片。在学生就业方面,也有很多同学毕业后从事单片机应用技术开发方面的工作。我校大学生参加大学生电子设计大赛中获得好的名次,都是以单片机作为控制核心。 三、课程特色 《单片机原理及应用》课程是一门理论与实践紧密结合,实践性很强的学科基础课程,必须有效地把课堂教学、实验教学、创新实验、开放实验、毕业设计、电子竞赛有机地结合一体,集视、听、做、赛一体的教学模式来提高教学质量,提高学生工程实践素质。 MCS-51单片机是学习单片机技术较好的系统平台,也是应用最为广泛的单片微型计算机。目前单片机原理与应用方面的教材大多以8051为基础,过多的介绍繁杂时序和汇编语言等实用性不强的内容,且学生难于理解,同时实用性实例较少,也有少部分书讲解C51的语法,却没有C51的实例。在单片机应用系统设计中,大多采用C语言,目前电子信息工程专业开设的《C语言程序设计》课程理论教学32学时,实践教学16学时,另外还有2周的实训,所以学生有一定的C语言基础,在单片机教学中需要一本兼顾汇编语言和C语言的教材,既有利于理解单片机的内部结构,又利于初学者在一开始就采用自己较为熟悉的C语言来设计单片机系统程序。基于此,我们承担了兰州交通大学《单片机教改及实验体系改革》,提出了单片机教学要充分考虑到应用型人才培养为目标,培养学生的创新精神和创新能力。在实践中我们发现,单片机理论教学中必须兼顾汇编语言和C语言,来提高学生理解单片机内部结构和应用系统开发的能力,为后续开放实验和创新实验的开设奠定基础,为此我们编写了《单片机原理与接口技术及C51程序设计》一书。本书同一实例均采用汇编语言和C51来实现,重在帮助学生理解单片机的内部结构和引导学生采用C语言进行单片机系统开发。