汽车电子技术专业
课程标准
2020年 7 月
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课程类别 |
专业方向课 |
课程代码 |
A3020010 |
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学 分 |
3 |
参考学时 |
60 |
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适用专业 |
汽车电子技术专业、新能源汽车技术专业 |
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预修课程 |
汽车电工技术基础、汽车电子技术基础、汽车电气设备构造与检修 |
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后续课程 |
汽车电脑技术、车载网络系统检修、智能网联汽车技术 |
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开课部门 |
汽车工程学院 |
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一、前言
（一）课程性质与地位
1. 课程性质
本课程是汽车电子技术专业及新能源汽车技术专业的一门专业技术课，通过本课程的学习学生能认知汽车单片机技术的特点、现状和未来发展趋势；理解单片机的工作原理；熟悉MCS-51单片机芯片的基本功能和在汽车上应用实例；能正确操作、使用单片机开发系统；能说明常用指令、寻址方式、接口的特点及用途；熟悉汽车 CAN总线与LIN总线结构和检查，初步具备单片机应用系统的硬件及软件设计、调试、检测、维修的能力。为以后学习汽车电子电路控制系统、汽车电脑检修打下坚实的的理论基础，本课程不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。
2. 课程地位
本课程的总目标：熟悉单片机的基础理论知识，掌握MCS-51单片机的结构和工作原理，掌握MCS-51单片机的指令系统并能编写简单的汇编语言程序，掌握单片机的C语言、Protues 仿真软件，并具备一定的读程和编程能力，掌握MCS-51单片机的功能部件（中断、定时器/计数器、串行口等）及应用，掌握汽车电脑工作原理与维修、汽车电子控制系统电路和汽车车载局域网技术等知识。使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，学会单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，了解单片机在新能源汽车技术领域的应用。同时，培养学生的工程意识，培养学生学会学习、学会工作、学会做人的基本发展能力。
3. 与相关课程的联系与分工
该课程的学习需以汽车电工技术基础、汽车电子技术基础为前导课程，可以将前修课程的能力进行运用和深化；该课程对后续课程《车载网络系统检修》、《汽车电脑维修》、《汽车电路与电气综合实训》的学习非常重要，要求学生不仅掌握汽车单片机理论知识，也要有扎实的实践动手能力。该课程与前后课程形成完整的职业能力培养体系，是实现新能源汽车技术专业人才培养的重要环节。
（二）课程设计思路
该课程着眼于学生的终身学习与可持续性发展，关注学生素质，关注学生职业岗位能力的培养。该学习领域是依据“汽车电子技术专业工作任务与职业能力分析表”中的汽车维修工作项目设置的。其总体设计思路是，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容，并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，以“必需”、“够用”为度，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。项目设计遵循从简单到复杂，从单一到综合的循序渐进的学习过程。教学过程中要充分开发学习资源，给学生提供丰富的实践机会。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，通过理论与实践相结合，重点评价学生的职业能力。
该课程建议总课时60课时。各章节课时安排见后续表格。
二、课程目标和任务
1. 素质目标
（1）具备坚定的政治信念，要德智体美劳全面发展；
（2）具备良好的职业道德，能够遵纪守法；
（3）具备诚实守信、爱岗敬业的品质，具有社会责任心；
（4）具备质量意识、安全意识、环保意识、信息素养；
（5）具备开拓进取、敢于创业的精神；
（6）具备良好的社会适应性，自主学习能力；
（7）具备团队协作意识，具备严谨务实的工作作风。
2. 知识目标
（1）掌握51单片机的结构和工作原理；
（2）掌握目前国内外最流行的关于单片机开发和应用的软件。如KeilC51、Proteus等；
（3）掌握掌握MCS-51单片机的中断、定时器/计数器、串行口等功能及应用；
（4）掌握直流电机转速调制的工作原理；
（5）掌握汽车电脑原理与检修方法；
（6）掌握汽车电子控制系统以及车载网络等技术。
3. 能力目标
（1）具有对KeilC51和Protues仿真软件联合调试的能力；
（2）具有独立调试PRO51单片机仿真实验仪的能力；
（3）初步具有用简单的汇编或C语言编写跑马灯程序的能力；
（4）通过红外线信号收发实验具有串口通信调试的能力；
（5）具有编写PWM程序控制直流电机、步进电机工作的能力；
（6）初步具有检修汽车电脑的能力；
（7）初步具有检测汽车CAN总线、LIN总线的能力。
三、教学内容与要求
表1 《汽车单片机技术》课程教学设计
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序号 |
学习情境 |
教学内容 |
能力目标 |
参考学时 |
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1 |
点亮汽车上的单个信号灯 |
①单片机概述 |
教师讲授PRO51单片机仿真试验仪结构相关知识，让学生达到如下目标： ①掌握单片机的分类方法； ②了解单片机的发展历程； ③了解目前常用单片机。 |
16 |
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②MCS-51单片机结构和原理 |
教师演示单片机操作，分析单片机结构和原理，让学生达到如下目标： ①掌握51单片机内部的主要部件以及引脚功能； ②掌握51单片机内部的特殊功能寄存器Acc、B、PSW、PC、DPTR、PCON及其功能； ③能准确描述51单片机的端口结构与功能。 |
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③并行输入/输出口电路结构 |
教师演示单片机操作，分析 单片机结构和原理，让学生达到如下目标： ①掌握P0、P1、P2、P3端口的结构和特点； ②掌握端口在作地址/数据时的功能差异。 |
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④时钟电路与复位电路 |
教师演示单片机操作，分析单片机结构和原理，让学生达到如下目标： ①掌握片内振荡器及时钟信号产生的原理和方法； ②能准确描述机器周期与震荡周期的关系； ③掌握单片机的复位操作以及复位电路的工作原理。 |
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⑤单片机的工作过程 |
教师演示单片机操作，分析 单片机结构和原理，让学生达到如下目标： ①掌握单片机寄存器的工作原理； ②掌握单片机的寻址过程与执行过程的工作原理； |
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⑥单片机I/O扩展 |
教师演示单片机操作，分析 单片机结构和原理，让学生达到如下目标： ①掌握P0、P1、P2、P3端口的功能和特点； ②掌握简单输入口/输出口的扩展方法； |
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⑦MOTOROLA公司单片机在汽车控制中的应用 |
教师通过实物展示、多媒体视频，让学生达到如下目标： ①了解8位单片机MC68HC11F1在汽车控制技术中的应用； ②了解16位单片机MC9S12DP256在汽车控制技术中的应用； ③了解32位单片机MPC500在汽车控制技术中的应用。 |
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2 |
汽车转向灯的单片机控制 |
①单片机的指令简介 |
课堂理论讲授与讨论、教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①掌握单片机指令分类的方法； ②掌握指令格式以及指令的组成部分。 |
16 |
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② 单片机的寻址方式 |
课堂理论讲授与讨论、教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①掌握片内数据存储器的地址空间分布； ②掌握单片机系统的七种寻址方式； ③掌握不同寻址方式的工作原理。 |
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③单片机的指令系统 |
课堂理论讲授与讨论、教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①掌握汇编语言指令格式及常用的寻址方式； ②掌握数据传送、算术运算类、逻辑运算类、控制转移类指令及位操作类指令等各类指令的格式和功能； ③能准确描述汇编语言中助记符、常用符号。 |
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④单片机开发系统 |
课堂理论讲授与讨论、教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①了解单片机开发系统的种类； ②掌握各种开发系统的优缺点； ③掌握单片机应用系统设计原理。 |
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3 |
汽车信号灯的循环点亮控制 |
①定时/计数器 |
课堂理论讲授与讨论、教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①掌握定时/计数器的结构和工作原理； ②掌握中断定时/计数器的外部中断、全局中断控制方式； ③掌握定时/计数器的工作模式以及赋值初始化； ④能编写简单的控制程序。 |
8 |
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②中断系统 |
教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①明白系统中断的含义；掌握单片机引入中断系统的意义； ②掌握中断允许寄存器的控制方式； ③掌握系统中断操作流程； ④能编写简单的中断处理程序。 |
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4 |
汽车直流电动机正反转控制 |
①单片机与键盘接口 |
教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①掌握矩阵键盘的工作原理； ②掌握矩阵按键的扫描方式； ③掌握外接按键的扩展方法。 |
10 |
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②显示器与单片机接口 |
教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①掌握LED点阵屏的工作方式； ②掌握LED静态与动态控制原理； ③能编写简单的交通信号灯工作程序。 |
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③汽车发动机怠速系统单片机控制技术 |
教师演示使用51单片机，让学生达到如下目标： ①掌握步进电机工作的控制原理； ②掌握直流电机调速的控制原理； ③能编写PWM控制直流电机调速的C语言程序。 |
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5 |
汽车单片机片内存储器的读写 |
①汽车电脑原理 |
通过汽车电脑拆装，让学生达到如下目标： ①掌握汽车电脑的构成； ②掌握汽车电脑的输入信号处理电路以及输出信号处理电路。 |
4 |
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②汽车电脑内部电路的分析
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通过汽车电脑拆装，让学生达到如下目标： ①掌握汽车电脑信号处理方式； ②掌握汽车发动机ECU信号处理流程。 |
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③汽车电脑数据综合处理与检修 |
通过汽车电脑拆装，让学生达到如下目标： ①能够识别不同厂家的电脑芯片； ②掌握汽车电脑的检修流程； ③掌握玛瑞利单点电脑逻辑电路的检修方法； ④学会读取和修改汽车电脑的数据。 |
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6
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汽车发动机电子控制系统电路的检测 |
①大众车系发动机控制系统电路分析 |
通过发动机控制系统的学习，让学生达到如下目标： ①掌握大众系列汽车电路阅读方法； ②能够正确使用大众汽车各种检测、维修设备和工具； ③掌握桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机电路分析方法； ④能够对桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机故障进行检测、诊断、分析、修复与排故。 |
4 |
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②丰田车系发动机控制系统电路分析 |
通过发动机控制系统的学习，让学生达到如下目标： ①丰田系列汽车电路阅读方法； ②能够正确使用丰田汽车各种检测、维修设备和工具 ③学会对丰田威驰轿车5A-FE发动机的电路检查。 ④能够对丰田威驰轿车5A-FE发动机故障进行检测、诊断、分析、修复与排故。 |
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7
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汽车CAN总线系统智能节点的设计 |
①汽车车载网络系统的组成和基本原理 |
通过车载网络系统的学习，让学生达到如下目标： ①了解汽车网络技术的发展历程； ②了解汽车单片机局域网的基本概念； ③了解汽车网络参考模型。 |
2
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②CAN总线 |
通过CAN总线的学习，让学生达到如下目标： ①了解CAN-BUS总线的发展背景； ②掌握CAN总线应用的分类和优点； ③掌握大众汽车CAN总线系统与网关设定。 |
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③CAN总线的维修与检测 |
通过CAN总线的故障分析，让学生达到如下目标： ①能够对车载网络系统故障进行检测、诊断、分析、修复与排故； ②能够正确使用汽车车载网络系统各种检测、维修设备和工具； ③能够正确使用和养护汽车车载网络系统、保障工作性能良好。 |
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④新数据总线系统 |
通过系统总线的学习，让学生达到如下目标： ①了解LIN、MOST总线的特点以及在汽车上的应用； ②掌握LIN、MOST总线的检测方法。 ③能够对LIN、MOST总线故障进行检测、诊断、分析、修复与排故。 |
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小计学时 |
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60 |
表2 《汽车单片机技术》课程实践教学项目
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序号 |
项目名称 |
项目任务 |
技能目标 |
参考学时 |
对应抽查项目 |
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1 |
单片机的认识及仿真仪的使用 |
①KeilC51和Protues软件安装以及联合调试； ②单片机程序烧录与运行； ③熟悉仿真试验仪的操作。 |
①了解单片机仿真仪上各元器件及其插座的安装分布； ②熟悉单片机仿真仪的键盘操作和使用； ③掌握单片机仿真的概念，学会仿真软件的使用。 |
2 |
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2 |
单片机控制点亮LED转向灯实验 |
①用跳线将P1.0 与LED1端口相连； ②编写点亮LED灯程序； ③将编译生成的.HEX二级制文件烧录到芯片中、按RUN键运行。 ④改变输出脉冲占空比，观察LED灯闪烁频率以及亮暗程度的变化。 |
①掌握P1口的特性与功能； ②掌握单片机控制LED闪烁的工作原理； ③学会使用示波器观察P1口的输出脉冲波形； ④能够独立编写、调试、运行单片机程序。
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2 |
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3 |
红外线发射与接收实验 |
①按照指导书要求用跳线将各端子相连； ②编写红外线发射接收实验程序； ③将编译生成的.HEX二级制文件烧录到芯片中、按RUN键运行。 |
①理解单片机的时钟分频； ②掌握红外线发射接收的工作原理； ③能够独立编写、调试、运行单片机程序。
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2 |
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4 |
直流电机的调速 |
①按照指导书要求用跳线将各端子相连； ②编写PWM实验程序； ③将编译生成的.HEX二级制文件烧录到芯片中、按RUN键运行。 ④通过按键改变PWM，观察直流电机转速的变化。 |
①掌握控制直流电机正反转的外接工作电路； ②掌握PWM调制直流电机的工作原理； ③学会用示波器观察P1端口的输出脉冲波形； ④能够独立编写、调试程序实现单片机对直流电机正反转以及转速控制。 |
2 |
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5 |
单片机控制步进电机 |
①按照指导书要求用跳线将各端子相连 ②编写控制步进电机的实验程序 ③将编译生成的.HEX二级制文件烧录到芯片中、按RUN键运行。 ④改变输出脉冲频率，观察步进电机转速的变化。 |
①学会用示波器观察P1端口波形； ②掌握步进电机的工作原理及控制方法； ③能设计单片机控制步进电机调速原理图； ④能独立编写、调试程序实现单片机对步进电机的速度控制。 |
2 |
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小计学时 |
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10 |
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四、实施建议
（一）教学方法
1、立足于加强学生职业能力的培养，紧密结合智能网联汽车 1+X 职业技能等级标准，可以采用理实一体化、项目驱动任务引领法，贯穿于整个教学过程。
2、在教学实施中，采用场景教学、岗位教学，模拟企业的真实工作环境对学生进行训练；通过多种方法强化基本技能训练，加强规范性职业素养的培养。
（二）学习要求
1. 课内学习要求
（1）首先要掌握基础理论知识。该课程对理论知识要求很高，要认真学习并掌握智能网联汽车技术相关理论知识。没有理论指导的实践是盲目的实践。
（2）理论与实践相结合。通过认真观摩和学习，掌握各种车载网络系统的故障诊断与波形检测方法，做到能独立正确完成操作步骤，并通过实践进一步理解理论知识。
2. 课外学习要求
（1）使用超星网站教学资源库进行自学；
（2）使用相关专业网站资源进行自学，利用已学知识理解智能网联汽车技术。
（四）学习评价
1. 考核及成绩评定方式
课程考核包括平时过程考核、操作考核、期末理论考核三部分，从知识、技能、态度三方面综合考核。过程考核是对学生平时作业、工单的完成情况及出勤情况等进行考核；实操考核是对学生的具体操作能力进行考核；理论考核是对本期所学内容进行的综合考核。理论考核的考核时量为100分钟，考核方法为闭卷笔试。
2. 考核评价标准
该课程具体考核标准如下：
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序号 |
考核项目 |
具体内容及标准 |
分值 |
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1 |
过程考核 |
1、迟到、早退一次扣0.5分；旷课一节扣1分；（配分6） 2、不遵守课堂纪律和不参与课堂教学与互动等，期末扣2分；（配分2） 3、无团队合作意识、安全意识、标准与规范意识、规划与自我评价、责任心视情逐次扣1-2分，扣完为止。；（配分2） 4、累积扣完10分为止。 |
10% |
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作业、工单及实习报告（配分10） |
10% |
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2 |
实操考核 |
学期末从训练项目中任选2项进行考核 |
30% |
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3 |
理论考核 |
学期末理论考试 |
50% |
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合计 |
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100% |
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说明：缺课三分之一以上者不能参加期末考试。
五、教学资源
（一）教材和参考资料
1、优先选择符合本课程标准要求的教育部职业教育国家规划教材，鼓励自编校本教材。
2、编选教材以职业岗位的操作规程为基准，以行动为导向，按照典型性、对知识和能力的覆盖性、可行性原则，遵循学生认知规律与能力递进规律，设计教学载体，梳理理论知识，明确学习内容，学生在学习情境中做到“学中做、做中学”，达到知行合一的效果。
（二）课程资源配置
其它教学资源：
(1) 实训车维修手册；
(2) 实训工单；
(3) 超星网站教学资源库（自建）；
(4) 超星网站作业及试题库（自建）；
(5) 学院图书馆网站资源库；
六、其它说明
1、本课程标准在使用过程中，要根据教学情况进行不段的完善与修订。
2、任课老师可以根据教学情况，制定教学计划，设计更加详细、完善的单元教学方案，教学课时可以根据教学周数浮动10%左右。
3、本课程训练项目考核方案没设计具体考核表格，任课老师可以设计更加详细、易于实施的考核表格。
制订人：廖向阳
