课程思政元素融入教材一、课程知识模块与思政映射章节知识点思政映射德育目标典型案例第1章概述80C51系列单片机体会科技工作者“科技报国”的使命担当;深刻理解核心技术自主化对国家关键基础设施安全的决定性作用,激发爱国报国思想;培养复杂工程系统中的创新思维家国情怀、社会担当1. 华为海思麒麟芯片自主创新突破技术封锁2. 龙芯3A5000处理器构建自主可控的信息技术生态系统3. 大疆无人机飞控系统跨界融合引领产业革新第2章80C51单片机的硬件结构单片机的低功耗节电方式通过学习STC89C51单片机的低功耗设计,强化学生对节能减排重要性的认识,激励其在未来的工程实践中主动承担起保护环境、推动社会可持续发展的责任环保意识国产STC89C51单片机的低功耗设计第3章C51语言编程基础C51语言语句及程序结构尊重规则,严谨科学态度,强调遵循规范对提升代码可维护性和团队协作效率的意义规则意识、道德规范遵守C51编程规则第4章 80C51单片机I/O端口及应用I/O端口及应用不仅强化了学生的专业技能,还体现了工程师应具备的责任感与创新精神,鼓励学生将所学知识应用于解决实际问题,推动技术进步和社会发展责任感、创新精神1. I/O口简单输入输出设计2. 单片机I/O口控制电磁继电器3. 单片机I/O口控制光耦4. 单片机I/O口控制双向可控硅5. 单片机I/O口控制双向可控硅接口设计(教材例4-2、例4-3、4—4、4-5、4-6)第5章80C51单片机的中断系统80C51中断系统的结构完成中断向量表重映射与嵌套中断处理程序编写,理解自主芯片架构对打破技术封锁的战略意义科学思维华为海思麒麟芯片中断优先级调度优化中断源及中断标志位高铁列控系统冗余设计体现优先原则和“故障导向安全”的工程安全伦理安全意识高铁列控系统的三取二冗余架构故障切换第6章80C51单片机定时器/计数器定时器/计数器T0和T1的结构及工作原理龙芯3A5000实现±10ns时间戳误差支撑国家安全,培养守时、求真务实、精益求精精神。
精益求精、工匠精神龙芯3A5000北斗授时同步第7章80C51单片机系统的并行扩展存储器扩展技术自主创新是推动科技进步、突破国际技术封锁的关键路径,鼓励学生认识到掌握核心技术的重要性,并激发他们为实现国家科技自立自强而努力奋斗的决心科技自立、持续创新1.麒麟9000S芯片存储层次优化2.龙芯3C5000服务器内存扩展并行扩展技术培养学生资源优化的意识和系统规划的能力,激励他们在未来的工作中能够合理分配资源,精心设计系统结构,以实现高效能的技术解决方案资源优化、系统规划80C51单片机采用线选法和全译码扩展RAM和I/O接口(教材例7-1、例7-2)第8章人机交互接口设计LED数码管的工作原理理论联系实际的重要性,鼓励学生将所学知识应用于解决现实问题,培养他们动手实践能力和创新思维实践能力、创新思维LED数码管的工作原理静态显示和动态显示C51设计(教材例8-4、例8-5)第9章 80C51单片机串口设计单片机与异步串口RS-485接口电路设计培养学生团队合作的精神和系统思维的能力,使他们能够在未来的工作中有效地参与多学科团队合作,解决复杂的工程问题团队合作、系统思维上位机PC机通过RS-485串行总线与下位机单片机通信实现采集和驱动(教材例9-7)第10章80C51单片机与DAC、ADC接口芯片的设计单片机与DAC0832的接口、 80C51单片机与ADC0809的接口、单片机与串行ADC0832的接口培养学生对技术精准度的关注和社会责任意识,激励他们在未来的职业生涯中致力于开发既高效又安全可靠的技术解决方案精准度、社会责任单片机与DAC0832接口的应用设计、单片机控制ADC0809的输入采集设计、单片机与串行ADC0832的接口设计(教材例10-1~10-9)第11 章80C51单片机串行扩展技术单总线温度数据采集元件的接口电路、80C51单片机模拟I2C串行总线传送数据、SPI接口Flash AT25F1024设计通过学习单总线DS18B20温度数据采集设计、具有I2C串行总线的EEPROM AT24C02的设计以及SPI接口Flash AT25F1024的设计,旨在培养学生的技术创新能力及解决实际问题的能力,激励他们在未来的职业生涯中不断探索和应用新技术,推动社会进步技术创新、解决问题单总线DS18B20温度数据采集DS18B20设计、具有I2C串行总线的EEPROM AT24C02的设计、SPI接口Flash AT25F1024设计(教材例11-1~11-3)第12章 80C51单片机应用实例80C51单片机应用实例理解跨学科知识整合与创新实践的重要性,鼓励学生不仅要掌握专业知识,还要能够结合不同领域的技术来解决复杂的现实问题,为社会的安全和发展做出贡献跨学科整合、社会责任单片机控制直流电机、控制步进电机、电子音乐设计、单片机频率计设计、单片机控制16x16点阵屏显示、控制GPS信息及轨迹显示、单片机与SPI射频收发芯片nRF24L01和GSM模块的接口设计、基于nRF24L01和GSM的单片机远程防盗报警系统设计(教材例12-1~12-7)第13章Keil c51 和Proteus虚拟仿真平台的使用Proteus8.8虚拟设计与仿真旨在培养学生实践创新的精神和解决问题的能力,激励他们在实践中不断探索新的方法和技术,勇于面对挑战并寻找解决方案实践创新、解决问题51单片机Keil c51 和Proteus8.8虚拟仿真平台设计跑马灯二、18个具体思政案例与思政映射介绍1. 华为海思麒麟芯片自主创新突破技术封锁(1)案例介绍:华为海思麒麟芯片的自主创新案例展示了在面对国际技术封锁和供应链挑战时,如何通过自主研发实现关键技术突破的过程。
这一过程中,华为不仅成功推出了性能卓越的麒麟系列芯片,还在半导体设计、制造工艺等领域积累了宝贵经验,为全球智能设备提供了强有力的支持,体现了科研团队在逆境中不断探索、勇于创新的精神2)思政映射:此案例映射出在当今全球化背景下,自主创新对于国家科技独立和安全的重要性,激励学生树立自力更生、迎难而上的信念,积极投身于科技创新的伟大事业中通过学习华为海思麒麟芯片的自主创新历程,旨在培养学生自力更生的能力和迎难而上的精神,鼓励他们在未来的职业生涯中敢于面对挑战,勇于创新2.龙芯3A5000处理器构建自主可控的信息技术生态系统(1)案例介绍:龙芯3A5000处理器作为我国自主研发的高性能通用处理器,标志着在构建自主可控的信息技术生态系统方面迈出了重要一步通过采用先进的LoongArch指令集架构,龙芯3A5000不仅提升了计算性能,还增强了系统的安全性与兼容性,为政府、企业及个人用户提供了一个可靠的技术选择该案例展示了从芯片设计到软件生态建设的全过程,体现了国内科研团队在面对国际技术封锁时的自力更生和自主创新精神2)思政映射:案例深刻映射出自主创新对于打破国际技术垄断、保障国家信息安全的重要性,鼓励学生认识到掌握核心技术是实现民族复兴的关键,并激发其为国家科技进步贡献力量的责任感。
通过学习龙芯3A5000处理器构建自主可控技术生态的过程,旨在培养学生自主创新的精神和维护国家安全的责任感,激励他们在各自的专业领域内积极进取,勇于担当3. 大疆无人机飞控系统(1)案例介绍:大疆无人机飞控系统作为现代航空技术和智能控制技术结合的典范,代表了全球领先的无人机解决方案在课程中引入大疆无人机飞控系统的案例,可以让学生深入了解飞行控制系统的设计原理、传感器融合技术、自动控制算法以及实时数据处理方法等关键技术点通过学习这一案例,学生们不仅能够掌握先进的工程技能,还能体验到创新科技如何推动行业变革和社会进步2)思政映射:案例深刻映射出科技创新对于国家发展的重要性,鼓励学生不仅要追求技术上的突破,还要思考如何运用所学知识为社会贡献力量,正如大疆通过其卓越的技术创新能力在全球范围内提升了中国科技的形象,并以实际行动诠释了科技改善生活的理念4.国产STC89C51单片机的低功耗设计(1)案例介绍:通过介绍该单片机内部电源管理模式(如空闲模式和掉电模式)及编程技巧来减少能耗,不仅让学生掌握低功耗设计的专业知识和技术,还引导他们思考节能减排对环境保护的重要性培养学生的环保意识和社会责任感,激发他们在工程实践中积极践行绿色可持续发展理念,为国家科技进步和环境保护贡献力量。
2)思政映射:通过学习STC89C51单片机的低功耗设计,强化学生对节能减排重要性的认识,激励其在未来的工程实践中主动承担起保护环境、推动社会可持续发展的责任5.遵守C51编程规则(1)案例介绍:遵守C51编程规则对于开发高效、可靠且易于维护的嵌入式系统至关重要这些规则涵盖了C51语言的数据类型、数据存储类型、C51的运算量、数据存储模式、C51语言绝对地址的访问、C51语言的函数、C51语言的运算符、C51语言语句及程序结构、C51语言构造数据类型等通过遵循这些规范,开发者不仅能提升软件的质量和性能,还能确保项目的可持续发展性,使得后续维护及功能扩展变得更加简便2)思政映射:对规范的遵循体现了专业精神与责任意识,映射出在任何技术工作中都应秉持严谨态度和高标准自我要求的价值观,正如工程师在构建稳定可靠的嵌入式系统时所展现的那样,他们不仅是在编写代码,更是在践行对社会负责、追求卓越的专业承诺6. 1.I/O口简单输入输出设计;2.单片机I/O口控制电磁继电器;3.单片机I/O口控制光耦;4.单片机I/O口控制双向可控硅5.单片机I/O口控制双向可控硅接口设计(教材例4-2、例4-3、4—4、4-5、4-6)(1)案例介绍:教材在4.5~4.8介绍的基于STC89C51单片机的工程实际仿真设计中,设计了一系列从基础到高级的应用来展示I/O口的功能。
首先,通过简单的输入输出实验,可以学习到如何配置I/O口的方向以及读取或输出电平状态接着,利用这些基础知识进一步探索控制电磁继电器的设计方法,实现对较高电压和电流设备的开关控制此外,还可以学习如何使用光耦隔离技术保护单片机电路,并掌握通过I/O口控制双向可控硅来调节交流负载的功率,包括具体接口电路的设计与实现2)思政映射:工程实际案例不仅增强了学生的动手能力和工程素养,还深刻体现了技术创新服务于社会需求的理念,即工程师应致力于将理论知识转化为实用技术,解决实际问题,为社会发展贡献力量,正如通过智能控制技术提升生产生活效率及安全性所展现的那样7.华为海思麒麟芯片:中断优先级调度优化(1)案例介绍:麒麟990 5G芯片通过动态调整L2缓存分配策略,将中断响应延迟缩短至15ns,保障5G基带实时数据处理需求其三级中断控制器采用混合优先级机制(固定优先级与轮询调度结合),在视频编码场景下优先处理ISP图像信号处理中断,确保4K@60fps视频流稳定传输课程实验中要求学生基于华为公开的IP核文档,完成中断向量表重映射与嵌套中断处理程序编写,理解自主芯片架构对打破技术封锁的战略意义2)思政映射:通过对比ARM公版架构差异。