微机控制系统设计（一）基本信息中文课程名称：微机控制系统设计英文课程名称：ComputerControlSystemDesign课程编号：0301034学分：1.5学时：32（其中，16学时理论，实验4学时，上机12学时）课程性质：选修适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：《C语言》、《微机原理及应用》、《电工电子技术》等开课系（教研部）：机械制造工程系执笔：洪连环审核：崔丽珍课程简介：《微机控制系统设计》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课，也是一门理论性、技术性、应用性很强的课程。本课程主要任务是学习并掌握基于C语言的单片机控制系统设计。通过本课程的学习，使学生掌握利用单片机C语言开发机械控制系统的基本方法，为未来从事机电系统的研究与开发打下一个良好的基础。（二）课程目标在本课程教学中，学生应了解微机控制技术在机械系统、机械产品中的作用：了解微机控制技术在机械行业应用中的最新发展技术、前沿热点问题；掌握单片机的C语言程序设计方法；掌握微机控制系统的C语言开发过程：掌握微机控制系统的硬件电路和程序设计的基本技能。培养学生“总一分一总的模块化设计思想，把某个微机控制系统设计任务分解成若干模块，然后在各功能模块的设计及优化整合的基础上再提出更高的设计要求，甚至转化成一个新的系统，从而培养学生的创新精神和创业能力。同时，支撑专业毕业目标中相应指标点的达成。课程目标对学生的能力要求如下：1）进一步掌握机械工程中微机控制有关的专业知识，初步具备用本课程的基本原理和方法解决简单工程问题的能力。2）掌握利用C51设计复杂的智能化、自动化、集成化制造系统的方法，并能基于C51设计具有特定功能的机械系统、机电产品和智能装备等。3）通过课程的理论和实践教学，使学生树立自主学习和终身学习的思想，并逐渐培养学生的自主学习能力。课程目标对毕业要求的支撑关系表1所示
微机控制系统设计 （一）基本信息 中文课程名称：微机控制系统设计 英文课程名称：Computer Control System Design 课程编号：0301034 学分：1.5 学时：32 （其中，16 学时理论，实验 4 学时，上机 12 学时） 课程性质：选修 适用专业：机械设计制造及其自动化 先修课程：《C 语言》、《微机原理及应用》、《电工电子技术》等 开课系（教研部）：机械制造工程系 执笔：洪连环 审核：崔丽珍 课程简介： 《微机控制系统设计》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课，也是一门理 论性、技术性、应用性很强的课程。本课程主要任务是学习并掌握基于 C 语言的单片机控 制系统设计。通过本课程的学习，使学生掌握利用单片机 C 语言开发机械控制系统的基本 方法，为未来从事机电系统的研究与开发打下一个良好的基础。 （二）课程目标 在本课程教学中，学生应了解微机控制技术在机械系统、机械产品中的作用；了解微机 控制技术在机械行业应用中的最新发展技术、前沿热点问题；掌握单片机的 C 语言程序设 计方法；掌握微机控制系统的 C 语言开发过程；掌握微机控制系统的硬件电路和程序设计 的基本技能。培养学生“总—分—总”的模块化设计思想，把某个微机控制系统设计任务分解 成若干模块，然后在各功能模块的设计及优化整合的基础上再提出更高的设计要求，甚至转 化成一个新的系统，从而培养学生的创新精神和创业能力。同时，支撑专业毕业目标中相应 指标点的达成。 课程目标对学生的能力要求如下： 1）进一步掌握机械工程中微机控制有关的专业知识，初步具备用本课程的基本原理和 方法解决简单工程问题的能力。 2）掌握利用 C51 设计复杂的智能化、自动化、集成化制造系统的方法，并能基于 C51 设计具有特定功能的机械系统、机电产品和智能装备等。 3）通过课程的理论和实践教学，使学生树立自主学习和终身学习的思想，并逐渐培养 学生的自主学习能力。 课程目标对毕业要求的支撑关系表 1 所示
表1课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求课程目标毕业要求指标点课程目标指标点2.1：掌握扎实的机械工程专业知识。毕业要求21指标点3.2：能够开发实现特定功能的机械系统、机电产品、课程目标智能装备等，掌握复杂的智能化、自动化、集成化制造系统毕业要求32设计方法。毕业要求指标点12.1：对自主学习和终身学习有正确的认识，具备自课程目标312主学习能力。（三）教学内容推荐教学对应的序号教学内容教学要求学时课程目标方式1通过课堂讲授和讨论使学生了解C51语言的特点及其在机械系统中的讲授单元1：绪论应用，明确本课程的学+讨1）课程简介；课程目标1习内容和方法，明确课论+12）高效率的C语言编程：2程在专业中的地位、与课程目标2线上3）单片机的基本知识及第其它课程的联系，树立学习一个C51程序。学生的家国情怀。通过线上学习培养学生的自主学习能力。通过课堂讲授和讨论使单元2：单片机C51程序设讲授学生掌握C51的基本语计语言+法、常用语句和函数等，讨论1）C51的基本语法；课程目标12培养学生的规则意识和4+2）C51的常用语句；课程目标3工匠精神。通过线上学线上3）C51函数；习培养学生的自主学习4）应用举例。学习能力。通过课堂讲授、案例教讲授+学、讨论和实验使学生单元3：电机驱动系统设计掌握常用电机驱动系统讨论1）基于PWM的直流电机课程目标12+的设计方法，培养学生3驱动系统设计：课程目标2+的分析问题和解决问题案例课程目标32）步进电机驱动系统设(4)+的能力。通过学习小组计。实验互助学习培养学生的团+队合作能力。通过线上
表 1 课程目标对毕业要求的支撑关系 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 毕业要求 2 指标点 2.1：掌握扎实的机械工程专业知识。 课程目标 1 毕业要求 3 指标点 3.2：能够开发实现特定功能的机械系统、机电产品、 智能装备等，掌握复杂的智能化、自动化、集成化制造系统 设计方法。 课程目标 2 毕 业 要 求 12 指标点 12.1：对自主学习和终身学习有正确的认识，具备自 主学习能力。 课程目标 3 （三）教学内容 序号 教学内容 教学要求 推荐 学时 教学 方式 对应的 课程目标 1 单元 1：绪论 1）课程简介； 2）高效率的 C 语言编程； 3）单片机的基本知识及第 一个 C51 程序。 通过课堂讲授和讨论使 学生了解 C51 语言的特 点及其在机械系统中的 应用，明确本课程的学 习内容和方法，明确课 程在专业中的地位、与 其它课程的联系，树立 学生的家国情怀。通过 线上学习培养学生的自 主学习能力。 2 讲授 +讨 论+ 线上 学习 课程目标 1 课程目标 2 2 单元 2：单片机 C51 程序设 计语言 1）C51 的基本语法； 2）C51 的常用语句； 3）C51 函数； 4）应用举例。 通过课堂讲授和讨论使 学生掌握 C51 的基本语 法、常用语句和函数等， 培养学生的规则意识和 工匠精神。通过线上学 习培养学生的自主学习 能力。 4 讲授 + 讨论 + 线上 学习 课程目标 1 课程目标 3 3 单元 3：电机驱动系统设计 1） 基于 PWM 的直流电机 驱动系统设计； 2） 步进电机驱动系统设 计。 通过课堂讲授、案例教 学、讨论和实验使学生 掌握常用电机驱动系统 的设计方法，培养学生 的分析问题和解决问题 的能力。通过学习小组 互助学习培养学生的团 队合作能力。通过线上 2 + (4) 讲授 + 讨论 + 案例 + 实验 + 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3
学习培养学生的自主学线上学习习能力。讲授通过课堂讲授、案例教+学、讨论和实验使学生讨论掌握常用的温度传感器单元4：温度检测系统设计+1）PT100温度传感器及其及其信号处理方法，掌2课程目标1案例握AD转换技术，培养4测温系统设计；+课程目标2+课程目标32）DS18B20温度传感器分析问题和解决问题的(4)上机及其测温系统设计。能力。通过线上学习培+养学生的自主学习能线上力。学习通过课堂讲授、案例教讲授学、讨论和实验使学生+单元5：简易波形发生器设掌握DA转换技术和模讨论计块化设计思想，培养学+课程目标1生分析问题和解决问题案例1）矩形波发生器设计；52课程目标22）正弦波发生器；的能力。通过学习小组+课程目标3作业3）锯齿波发生器设计；互助学习培养学生的团+4）多功能波形发生器设计。队合作能力。通过线上线上学习培养学生的自主学习能力。学习通过课堂讲授、案例教讲授单元6：单片机系统扩展技学、讨论和实验使学生+术掌握微机控制系统的扩讨论1）典型的可编程I/O接口+展技术和人机交互模块4课程目标1芯案例的设计方法，培养学生课程目标26+的模块化设计思想。通+片及其应用：(8)课程目标32）串行扩展技术；过学习小组互助学习培上机+3）矩阵键盘扩展技术；养学生的团队合作能线上4）案例分析。力。通过线上学习培养学生的自主学习能力。学习（四）实践教学安排实验项目编实验每组实验项目实验类型课程目标号人数学时要求必修1电机驱动系统设计4设计性1-2 课程目标2224设计性必修温度检测系统设计
学习培养学生的自主学 习能力。 线上 学习 4 单元 4：温度检测系统设计 1） PT100 温度传感器及其 测温系统设计； 2） DS18B20 温度传感器 及其测温系统设计。 通过课堂讲授、案例教 学、讨论和实验使学生 掌握常用的温度传感器 及其信号处理方法，掌 握 AD 转换技术，培养 分析问题和解决问题的 能力。通过线上学习培 养学生的自主学习能 力。 2 + (4) 讲授 + 讨论 + 案例 + 上机 + 线上 学习 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 5 单元 5：简易波形发生器设 计 1） 矩形波发生器设计； 2） 正弦波发生器； 3） 锯齿波发生器设计； 4）多功能波形发生器设计。 通过课堂讲授、案例教 学、讨论和实验使学生 掌握 DA 转换技术和模 块化设计思想，培养学 生分析问题和解决问题 的能力。通过学习小组 互助学习培养学生的团 队合作能力。通过线上 学习培养学生的自主学 习能力。 2 讲授 + 讨论 + 案例 + 作业 + 线上 学习 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 6 单元 6：单片机系统扩展技 术 1） 典型的可编程 I/O 接口 芯 片及其应用； 2）串行扩展技术； 3）矩阵键盘扩展技术； 4）案例分析。 通过课堂讲授、案例教 学、讨论和实验使学生 掌握微机控制系统的扩 展技术和人机交互模块 的设计方法，培养学生 的模块化设计思想。通 过学习小组互助学习培 养学生的团队合作能 力。通过线上学习培养 学生的自主学习能力。 4 + (8) 讲授 + 讨论 + 案例 + 上机 + 线上 学习 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 （四）实践教学安排 项目编 号 实验项目 实验 学时 实验类型 实验 要求 每组 人数 课程目标 1 电机驱动系统设计 4 设计性 必修 1-2 课程目标 2 2 温度检测系统设计 4 设计性 必修 2
3键盘及LED显示系统设计4设计性必修124必修4设计性双机通信系统设计54设计性1LCD显示系统设计选修6声光报警系统设计4设计性选修7交通信号灯控制系统设计4设计性选修28合计必修学时：16选修学时：12（五）教学方法与习题要求本课程教学采用课堂讲授、讨论、案例分析、作业、实验和学习报告等方式，利用翻转课堂和任务驱动等教学理论，实行线上和线下混合式教学模式和“以学为中心”的教学模式，推动课堂教学从“以教为主"向“以学为主”转变。本课程目标与教学环节对应的关系矩阵如表2所示。表2课程目标与教学环节对应的关系矩阵教学环节课程目标案例教作业实验讨论线上学习课堂讲授学LVV课程目标1VV2课程目标2V3Y课程目标3作业：作业内容在基本概念和原理的基础上，适当布置以应用为导向的习题以帮助学生巩固课堂知识，并实现灵活应用。（六）考核方式及成绩评定考核方式：本课程采用多元化考核方式进行课程成绩评定，包括平时成绩（讨论、作业和线上学习等）、实验成绩和学习总结报告等，以百分制计。建议最终成绩评定如下：最终成绩=平时成绩×0.3+实验成绩×0.5+学习报告×0.2考核依据、分值和细则与课程目标对应的关系矩阵如表3所示。表3考核方式与课程目标对应的关系矩阵考核建议对应的课考核/评价细则依据权重程目标1）考查学生对知识点的理解和掌握程度；作业课程目标10.12）按平时成绩评定标准与依据表（表4）给分，满分100分。1）结合教学进度安排讨论，考查学生对知识的掌握程度；讨论0.1课程目标12）按平时成绩评定标准与依据表（表4）给分，满分100分
3 键盘及 LED 显示系统设计 4 设计性 必修 1 4 双机通信系统设计 4 设计性 必修 2 5 LCD 显示系统设计 4 设计性 选修 1 6 声光报警系统设计 4 设计性 选修 1 7 交通信号灯控制系统设计 4 设计性 选修 1 合计 28 必修学时：16 选修学时：12 （五）教学方法与习题要求 本课程教学采用课堂讲授、讨论、案例分析、作业、实验和学习报告等方式，利用翻转 课堂和任务驱动等教学理论，实行线上和线下混合式教学模式和“以学为中心”的教学模式， 推动课堂教学从“以教为主”向“以学为主”转变。本课程目标与教学环节对应的关系矩阵如表 2 所示。 表 2 课程目标与教学环节对应的关系矩阵 课程目标 教学环节 课堂讲授 案例教 学 作业 实验 讨论 线上学习 1 课程目标 1 ✓ ✓ ✓ 2 课程目标 2 ✓ ✓ ✓ ✓ 3 课程目标 3 ✓ ✓ ✓ 作业：作业内容在基本概念和原理的基础上，适当布置以应用为导向的习题以帮助学生 巩固课堂知识，并实现灵活应用。 （六）考核方式及成绩评定 考核方式：本课程采用多元化考核方式进行课程成绩评定，包括平时成绩（讨论、作业 和线上学习等）、实验成绩和学习总结报告等，以百分制计。建议最终成绩评定如下： 最终成绩=平时成绩×0.3+实验成绩×0.5+学习报告×0.2 考核依据、分值和细则与课程目标对应的关系矩阵如表 3 所示。 表 3 考核方式与课程目标对应的关系矩阵 考核 依据 建议 权重 考核/评价细则 对应的课 程目标 作业 0.1 1） 考查学生对知识点的理解和掌握程度； 2）按平时成绩评定标准与依据表（表 4）给分，满分 100 分。 课程目标 1 讨论 0.1 1） 结合教学进度安排讨论，考查学生对知识的掌握程度； 2） 按平时成绩评定标准与依据表（表 4）给分，满分 100 分。 课程目标 1
1）结合教学进度发布网上学习资源，根据学生参与线上学习的线上0.1情况，考查学生的自主学习能力：课程目标3学习2）按平时成绩评定标准与依据表（表4）给分，满分100分。1）根据每个实验的实验情况和实验报告质量按实验成绩评定实验0.5标准与依据表（表5）给分：课程目标22）取各次实验成绩的平均值作为实验总成绩，满分100分。1）考查学生查阅科技文献的能力、分析和总结的能力、书面表学习达能力和自主学习能力等：总结0.2课程目标32）按学习总结报告评定标准与依据表（表6）给分，满分100报告分。表4平时成绩评定标准与依据指标与依据考核项目/权重90～100(A)80~89(B)70~79 (C)60~69 (D)0~59(E)作业解答不作业解答不作业解答基完全正确、作业的规作业解答正作业解答比较本正确、规正确、欠规范性、表达确、规范，正确、规范，欠规范，表范，表达基本范，表达不准的准确性/表达准确、表达较为准达不够准准确、逻辑合确、逻辑不合(1/3)确、逻辑不逻辑合理。确、逻辑合理。理。理。够合理。积极参加讨积极参加讨参加讨论，能能够表达观论，清晰表论，清晰表达够表达观点，点，但问题从不发表任讨论/（1/3）达观点，问1观点，问题分问题分析基分析错误较何意见。题分析正多。析较正确。本合理。确。积极参与线能参与线上参与线上学较积极参与线学习，完成线上学习/上学习，完习，完成完成任务点上学习，完成(1/3)70%任务60%任务不足60%。成90%任80%任务点。点。务点。点。表5实验成绩评定标准与依据指标与依据考核项90～100目/权重80~89(B)70~79 (C)60~69(D)0~59(E)(A)
线上 学习 0.1 1） 结合教学进度发布网上学习资源，根据学生参与线上学习的 情况，考查学生的自主学习能力； 2） 按平时成绩评定标准与依据表（表 4）给分，满分 100 分。 课程目标 3 实验 0.5 1） 根据每个实验的实验情况和实验报告质量按实验成绩评定 标准与依据表（表 5）给分； 2）取各次实验成绩的平均值作为实验总成绩，满分 100 分。 课程目标 2 学习 总结 报告 0.2 1）考查学生查阅科技文献的能力、分析和总结的能力、书面表 达能力和自主学习能力等； 2）按学习总结报告评定标准与依据表（表 6）给分，满分 100 分。 课程目标 3 表 4 平时成绩评定标准与依据 考核项目 /权重 指标与依据 90～100（A） 80～89（B） 70～79（C） 60～69（D） 0～59（E） 作业的规 范性、表达 的准确性/ （1/3） 作业解答正 确、规范， 表达准确、 逻辑合理。 作业解答比较 正确、规范， 表达较为准 确、逻辑合理。 作业解答基 本正确、规 范，表达基本 准确、逻辑合 理。 作业解答不 完全正确、 欠规范，表 达不够准 确、逻辑不 够合理。 作业解答不 正确、欠规 范，表达不准 确、逻辑不合 理。 讨论/（1/3） 积极参加讨 论，清晰表 达观点，问 题分析正 确。 积极参加讨 论，清晰表达 观点，问题分 析较正确。 参加讨论，能 够表达观点， 问题分析基 本合理。 能够表达观 点，但问题 分析错误较 多。 从不发表任 何意见。 线上学习/ （1/3） 积极参与线 上学习，完 成 90% 任 务点。 较积极参与线 上学习，完成 80% 任务点。 能参与线上 学习，完成 70% 任务 点。 参与线上学 习，完成 60% 任务 点。 完成任务点 不足 60%。 表 5 实验成绩评定标准与依据 考核项 目/权重 指标与依据 90 ～ 100 （A） 80～89（B） 70～79（C） 60～69（D） 0～59（E）