《单片机原理及应用》教学大纲课程名称：单片机原理及应用课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：PrincipleandApplicationofSingleChipMicrocontroller总学时/周学时/学分：32/2/2其中实验/实贱学时：16先修课程：大学计算机基础与计算思维、程序设计I、程序设计I、电工与电子技术后续课程支撑：跨领域设计授课时间：1-16周，周—1-2节授课地点：实406授课对象：23工业设计1班开课学院：粤台产业科技学院任课教师姓名/职称：庄宏祥/教授疑时间、地点与方式：1.每次课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式2每次习题课，采用集中讲解方式课程论文（）其它（）（非试卷类报告）课程考核方式：开卷（）闭卷（）使用教材：蒙杏山，单片机三剑客：ESP32单片机与Python语言编程，机械工业出版社，第一版参考教材课程简介：《单片机原理及应用》课程是工业设计的基础必修课程，可作为跨领域设计的工具之一。本课程有系统的介绍ESP32单片机原理，并全面介绍了单片机的智能应用。通过本课程的学习，学生应理解单片机所覆盖的知识背景，掌握单片机的体系结构，通晓单片机的关键技术，熟悉单片机的实际应用。在实作上并设计以单片机为主的嵌入式系统，熟习有线与无线网络的架构，最后透过实作项目，让学生在相关领域上，自行建构一个单片机的控制应用系统项目。课程教学目标及对单业要求指标点的支撑：
《单片机原理及应用》教学大纲 课程名称：单片机原理及应用 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Principle and Application of Single Chip Microcontroller 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：16 先修课程：大学计算机基础与计算思维、程序设计 I、程序设计 II、电工与电子技术 后续课程支撑：跨领域设计 授课时间：1-16 周,周一 1-2 节 授课地点：实 406 授课对象：23 工业设计 1 班 开课学院：粤台产业科技学院 任课教师姓名/职称：庄宏祥 / 教授 答疑时间、地点与方式： 1.每次课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式； 2.每次习题课，采用集中讲解方式。 课程考核方式：开卷（） 闭卷（） 课程论文（） 其它（√）（非试卷类报告） 使用教材：蔡杏山, 单片机三剑客: ESP32 单片机与 Python 语言编程, 机械工业出版社, 第一版. 参考教材： 课程简介： 《单片机原理及应用》课程是工业设计的基础必修课程，可作为跨领域设计的工具之一。本课程有系统的介绍 ESP32 单片机原理，并全面介绍了单 片机的智能应用。通过本课程的学习，学生应理解单片机所覆盖的知识背景，掌握单片机的体系结构，通晓单片机的关键技术，熟悉单片机的实际应用。 在实作上并设计以单片机为主的嵌入式系统，熟习有线与无线网络的架构，最后透过实作项目，让学生在相关领域上，自行建构一个单片机的控制应用 系统项目。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：
毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点指标点3-1：熟悉人因、美学、材料、加毕业要求3：掌握扎实的工业设计基础知识与相关目标1：知识目标，能够熟练单片机系统的基本原理，并工、造型、人机交互等基础设计能力。设计技能，以及使用软硬件工具的能力。通过文献研究分析单片机系统设计、开发等过程中的复杂问题，以获得有效结论。指标点7-2：将用户需求进行转化与创毕业要求7：发摄、分析与解决使用者的深层需求，目标2：能力目标·掌握单片机的硬件构成及其工作原理新，提出高质量的解决方案。并透过设计解决需求的问题包括单片机的I/O口扩展及应用、中断、定时器/计数器串口的结构和工作原理等技能。毕业要求9-个人和团队：具有积极正面谋事的人格指标点9-1：在设计团队中能够具备沟目标3：素质目标，让学生了解单片机术领域的创新力、通协调的能力，领设计团队顺利地执行特质与良性团队互动的做事态度，在工业设计复杂团队力·专业力·跨界力·服务力与运用能力·并提升学设计项目。问题解决过程中能够发挥关键性作用，让问题以团生人文素养·社会服务的情操培养学生良好的职业道德队合作方式快速完成。与社会责任威·使其具有团队合作精神与国际视野，并说明单片机建设的预期目标。理论教学进程表支撑教学模式周次教学主题授课教师学时数教学内容（重点、难点、课程思政融入点）教学方法作业安排课程线下/混合式目标重点：1.教学大纲，2.预定的期末报告重点难点：以窗帘机构为例，实作与理论的差异单片机基础2目标31庄宏祥课程思政融入点：引导学生多动脑思考、多讨线下教学课堂讲授论表达、多动手操练，不仅调动了学生学习的积极性，使学生很好的掌握了单片机的相关操
课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1：知识目标，能够熟练单片机系统的基本原理，并 通过文献研究分析单片机系统设计、开发等过程中的复杂 问题，以获得有效结论。 指标点3-1：熟悉人因、美学、材料、加 工、造型、人机交互等基础设计能力。 毕业要求3：掌握扎实的工业设计基础知识与相关 设计技能，以及使用软硬件工具的能力。 目标 2：能力目标，掌握单片机的硬件构成及其工作原理， 包括单片机的 I/O 口扩展及应用、中断、定时器/计数器、 串口的结构和工作原理等技能。 指标点7-2：将用户需求进行转化与创 新，提出高质量的解决方案。 毕业要求7：发掘、分析与解决使用者的深层需求， 并透过设计解决需求的问题 目标 3：素质目标，让学生了解单片机术领域的创新力、 团队力、专业力、跨界力、服务力与运用能力，并提升学 生人文素养、社会服务的情操，培养学生良好的职业道德 与社会责任感，使其具有团队合作精神与国际视野,并说明 单片机建设的预期目标。 指标点9-1：在设计团队中能够具备沟 通协调的能力，领设计团队顺利地执行 设计项目。 毕业要求9-个人和团队：具有积极正面谋事的人格 特质与良性团队互动的做事态度，在工业设计复杂 问题解决过程中能够发挥关键性作用，让问题以团 队合作方式快速完成。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑 课程 目标 1 单片机基础 庄宏祥 2 重点：1.教学大纲,2.预定的期末报告重点 难点：以窗帘机构为例,实作与理论的差异 课程思政融入点：引导学生多动脑思考、多讨 论表达、多动手操练，不仅调动了学生学习的 积极性，使学生很好的掌握了单片机的相关操 线下教学 课堂讲授 目标 3
作技能与使用的知识，还培养了学生的爱国情操，提高了学生分析问题、解决问题的能力。重点：1.ESP32系列SoC,2.ESP32脚位编号及用途难点：脚位用途多，难以理解庄宏祥线下教学课堂讲授目标1ESP32介绍2课程思政融入点：介单片机芯片是高科技芯片2产品·在高端单片机领域中国与国外还有很大的差距·同学要认真学习·打好基础·未来往高端单片机领域发展。重点：ArduinoC语言的架构、指令介绍，难点：语言、语法及编程简洁的ArduinoC庄宏祥课程思政融入点：介绍控制系统的时域分析与课堂讲投目标15-64线下教学语言其稳定性及特性，培养实事求是的科学态度和职业道德重点：DIO指令、电子组件与电路讲解难点:ESP32单片机与对应输入/输出各个端口pin脚位众多数字输入／输出9庄宏祥2线下教学课堂讲授目标1课程恩政融入点：端口数字输入/输出及应用的讲迹·使学生建立对规则的遵守·要学会遵守制度·敬畏法律·为自己的行为负责，树立正确的价值观和人生观
作技能与使用的知识，还培养了学生的爱国情 操，提高了学生分析问题、解决问题的能力。 2 ESP32 介紹 庄宏祥 2 重点：1. ESP32 系列 SoC, 2. ESP32 脚位编号 及用途 难点：脚位用途多,难以理解 课程思政融入点：介单片机芯片是高科技芯片 产品，在高端单片机领域中国与国外还有很大 的差距，同学要认真学习，打好基础，未来往 高端单片机领域发展。 线下教学 课堂讲授 目标 1 5-6 简洁的Arduino C 语言 庄宏祥 4 重点：Arduino C语言的架构、指令介绍, 难点：语言、语法及编程 课程思政融入点：介绍控制系统的时域分析与 其稳定性及特性，培养实事求是的科学态度和 职业道德 线下教学 课堂讲授 目标 1 9 数字输入／输出 庄宏祥 2 重点：DIO指令、电子组件与电路讲解, 难点：ESP32 单片机与对应输入／输出各个端 口 pin 脚位众多 课程思政融入点：端口数字输入／输出及应用 的讲述，使学生建立对规则的遵守，要学会遵 守制度、敬畏法律，为自己的行为负责，树立 正确的价值观和人生观。 线下教学 课堂讲授 目标 1
重点：analogRead、analogWrite指令讲解与应用12-134目标2模拟输入/输出庄宏祥难点：端口的数字输入/输出与模拟输入/输线下教学课堂讲授出之间的差异课程思政融入点：重点：1.简易单向蓝芽传输，2.双向蓝芽传输难点：蓝芽传输裡面的程序机制课程思政融入点：蓝芽传输是ESP32单片机15蓝芽应用庄宏祥2线下教学课堂讲授目标2和外界之间信息传输的重要方式，必须遵守定的协议。人和人之间的交往也必须遵守一定的规则·即诚信和友善。合计16实践教学进程表支撑项目类型（验证周次授课教师学时课程实验项目名称数学内容（重点、难点、课程思政融入点）教学方法/综合/设计）目标重点：Arduino环境建立难点：安装Arduino兼容性套件ESP32目标1庄宏祥验证实验4Arduino环境设定与测试课程思政融人点：从科技大厂一乐鑫科技·了解中3-4国在全球AIOT产业的前沿地位·也籍由单片机科技使得全人类的生活更便利·更安全更健康
12-13 模拟输入／输出 庄宏祥 4 重点：analogRead、analogWrite 指令讲解与 应用 难点：端口的数字输入／输出与模拟输入／输 出之间的差异 课程思政融入点： 线下教学 课堂讲授 目标 2 15 蓝芽应用 庄宏祥 2 • 重点：1.简易单向蓝芽传输,2.双向蓝芽传输 难点：蓝芽传输裡面的程序机制 课程思政融入点：蓝芽传输是 ESP32 单片机 和外界之间信息传输的重要方式，必须遵守一 定的协议。人和人之间的交往也必须遵守一定 的规则，即诚信和友善。 线下教学 课堂讲授 目标 2 合计 16 实践教学进程表 周次 实验项目名称 授课教师 学时 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 项目类型（验证 /综合/设计） 教学方法 支撑 课程 目标 3-4 Arduino环境设定与测试 庄宏祥 4 重点：Arduino 环境建立 难点：安装Arduino兼容性套件ESP32 课程思政融入点：从科技大厂—乐鑫科技，了解中 国在全球 AIOT 产业的前沿地位，也藉由单片机 科技使得全人类的生活更便利、更安全、更健康。 验证 实验 目标 1
重点：数字输出、数字输入控制难点：DIO的脚位繁多、难以记忆目标1庄宏祥实验4验证数字输出、数字输入课程思政融入点：透过人文关怀角度教学阐述数7-8目标2字输出、输入控制项目实践技巧，培养学生科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。重点：资料读取与写入难点：AIO的脚位繁多、难以记忆目标1验证庄宏祥实验模拟读取与模拟写入4课程思政融入点：透过人文关怀角度教学阐述资10-11目标2料读取与写入项目实践技巧，培养学生具备专业知识用于造福人民，并养成科学态度和职业道德。重点：温湿度感测的控制难点：传感器DHT11时间延迟太长验证目标2庄宏祥2实验温湿度与LCD14课程思政融入点：通过温湿度感测控制项目的实验，培养学生认真细致、一丝不荷的工作作风。重点：课程获得技能举例难点：项目管理技巧举例目标2课程思政融入点：庄宏祥2综合实验课程成果报告16目标3透过人文关怀角度教学阐述课程获得技能举例、项目管理技巧举例，培养学生科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德合计16课程考核课程目标支撑毕业要求指标点评价依据及成绩比例（%）
7-8 数字输出、数字输入 庄宏祥 4 重点：数字输出、数字输入控制 难点：DIO的脚位繁多、难以记忆 课程思政融入点：透过人文关怀角度教学阐述数 字输出、输入控制项目实践技巧，培养学生科学严 谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。 验证 实验 目标 1 目标 2 10-11 模拟读取与模拟写入 庄宏祥 4 重点：资料读取与写入 难点：AIO的脚位繁多、难以记忆 课程思政融入点：透过人文关怀角度教学阐述资 料读取与写入项目实践技巧，培养学生具备专业 知识用于造福人民，并养成科学态度和职业道德。 验证 实验 目标 1 目标 2 14 温湿度与LCD 庄宏祥 2 重点：温湿度感测的控制 难点：传感器 DHT11 时间延迟太长 课程思政融入点：通过温湿度感测控制项目的实 验，培养学生认真细致、一丝不苟的工作作风。 验证 实验 目标 2 16 课程成果报告 庄宏祥 2 重点：课程获得技能举例 难点：项目管理技巧举例 课程思政融入点： 透过人文关怀角度教学阐述课程获得技能举例、 项目管理技巧举例，培养学生科学严谨、认真细 致、实事求是的科学态度和职业道德。 综合 实验 目标 2 目标 3 合计 16 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%）
出勤实验期中考试期末报告n3-115101040目标15目标27-215020400020目标39-102050总计103010100备注：1）根据《东苑理工学院考试管理规定》第土二条规定：广课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。大纲编写时间：2025年2月22日系（部）审查意见：萬灯奎系（部）主任签名：日期：2025年2月25日备注：迟到一1/节，事假、病假一2/节，旷课一6/节
出勤 实验 期中考试 期末报告 目标 1 3-1 5 15 10 10 40 目标 2 7-2 5 15 0 20 40 目标 3 9-1 0 0 0 20 20 总计 10 30 10 50 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2025 年 2 月 22 日 系（部）审查意见： 系（部）主任签名： 日期： 2025 年 2 月 25 日 备注：迟到－１／节，事假、病假－２／节，旷课－６／节