本书为“十四五”高等职业教育机电类专业系列教材之一。全书以项目引领、任务驱动的方式编写,以工作过程为导向,以职业活动为基准,融入岗位能力素养需求。全书包括六个项目,项目设置按照学生认知规律,由单一化到综合化,分为基本项目、核心项目、扩展项目和综合项目。项目一和项目二为基本项目,将单片机最小系统、基本输入/输出电路及编程基础融入其中;项目三和项目四为核心项目,着重讲述单片机定时中断及A/D采集的应用;项目五为扩展项目,重点介绍单片机的串行通信;项目六为综合项目,以移动机器人为载体,进行单片机应用系统的综合设计与开发。 本书内容从岗位需求出发,每个项目根据要求设定具体任务,每个任务按照“任务描述、知识链接、任务实施、任务总结、任务评价、任务拓展、知识训练”几个环节展开,充分体现实际产品开发过程,注重“岗课赛证”融通,引入行业新技术、新标准,具有很强的实用性和可操作性,非常方便开展高效教学。 本书适合作为高等职业院校电子信息类、自动化类、机械设计制造类等专业的单片机应用技术课程教材,也可作为中等职业学校、成人教育、开放大学以及培训班的教材,或自学者与工程技术人员的参考书。

单片机作为嵌入式系统的核心部件,已成为现代电子设计与自动化控制领域不可或缺的重要技术,很多院校都将单片机技术应用作为电类相关专业的一门核心课程。本书从岗位职业能力和素养出发,设计任务,构建教学项目,充分发挥教材的实践性和思政育人功能。作为面向职业院校学生的教材,主要突出以下特点:


1. 以职业岗位素养为抓手,构建课程思政体系


在项目的各模块化任务中多个环节融入课程思政元素,实现全过程、全方位育人。项目综述中,激发学生的爱国热情,培养科技强国、技术报国的精神。在任务实施过程中,体会爱岗敬业的职业精神,形成专业精神、工匠精神、创新精神等。学生通过任务总结,形成科技强国、严谨求实、团队合作精神等思政感悟。


2. 依据岗位职业能力培养目标,校企协同制定职业能力清单,构建教材内容


编者深入企业单片机应用相关工作岗位,结合实际工作任务,梳理形成单片机应用职业能力清单,根据职业能力清单分析工作任务,将工作任务教学化,形成模块化任务。选择职业能力需求的若干个模块化任务,融入单片机应用行业新技术、新标准,借助技能大赛、1 + X 职业证书要求,组合为六个项目。项目的设置按照学生认知规律,由单一化到综合化,分为基本项目、核心项目、扩展项目和综合项目,并渗透职业素养教育。随着新技术、新标准的发展,可通过更新任务,始终保持前瞻性。


3. 采用以项目引领、任务驱动,以工作过程为导向的设计理念


教材采用“项目+ 任务”编写形式,以工作过程为导向。模块化任务的设计基于工作过程,符合学生认知规律,由任务描述、知识链接、任务实施、任务总结、任务评价、任务拓展、知识训练等环节组成,各环节内容按照具体教学任务组织,同时设计了宽敞的留白,方便读者随时记录学习心得、标记重难点,形成个性化学习笔记。借助项目综述和思维导图描述项目整体概况,形成项目整体知识框架,使学生从总体上把握知识脉络,明确具体任务以及任务间的关系;使学生利用教材能够读懂、看清、模仿、操作,成功完成学习任务,实现专业理论应用举一反三,专业技能螺旋式提升。


4. 以信息技术为手段,构建纸质教材和数字化资源融合的新形态教材


创建了与教材内容配套的微视频、动画、文本等数字化资源库,读者可扫描书中二维码学习。建设了在线开放课程,与教材匹配的项目案例、教案、讨论评价、习题库等资源,服务学生个性化、多样化学习需求,实现纸质教材和数字化资源有机融合,优势互补。学生可依托教材系统学习课程内容,实现多维度、深层次的高效互动教学模式。


本书由于竹林、刘永强、庞敏敏任主编,张斌、蒋雯先、杨雯宇任副主编,参与编写的还有董玉娜、张连莹、张彤彤、于韶东、宫佳成。具体分工如下:于竹林制定编写大纲并编写项目二,蒋雯先和董玉娜编写项目一,庞敏敏和张连莹编写项目三,杨雯宇和于韶东编写项目四,张斌和宫佳成编写项目五,刘永强和张彤彤编写项目六。在本书的编写过程中,编者参考了许多相关著作和资料,在此向相关作者一并表示感谢。


由于编者水平有限,书中难免存在疏漏与不足之处,恳请读者批评指正。


编 者


2025 年1 月

项目一设备故障声光报警器的设计1任务一声音报警功能的设计2任务二灯光报警功能的设计26项目二多路抢答器的设计39任务一抢答器显示器的设计40任务二抢答器按键输入功能的设计53任务三抢答功能的设计65项目三心率测量仪的设计76任务一心率测量仪显示功能的设计77任务二心率测量仪定时功能的设计85任务三心率测量仪计数功能的设计95项目四电子测温计的设计108任务一液晶显示模块的设计109任务二温度采集功能设计118项目五基于串口通信的设备监控系统设计129任务一基于蓝牙串口的双机通信设计130任务二单片机与上位机通信设计144项目六智能移动机器人的设计160任务一机器人运动控制的设计161任务二机器人循迹功能的设计170任务三机器人避障功能的设计179附录A图形符号对照表187参考文献188

于竹林，烟台工程职业技术学院

全书以项目引领、任务驱动的方式编写,以工作过程为导向,以职业活动为基准,融入岗位能力素养需求。全书包括六个项目,项目设置按照学生认知规律,由单一化到综合化,分为基本项目、核心项目、扩展项目和综合项目。项目一和项目二为基本项目,将单片机最小系统、基本输入/ 输出电路及编程基础融入其中;项目三和项目四为核心项目,着重讲述单片机定时中断及A/ D 采集的应用;项目五为扩展项目,重点介绍单片机的串行通信;项目六为综合项目,以移动机器人为载体,进行单片机应用系统的综合设计与开发。


本书内容从岗位需求出发,每个项目根据要求设定具体任务,每个任务按照“任务描述、知识链接、任务实施、任务总结、任务评价、任务拓展、知识训练”几个环节展开,充分体现实际产品开发过程,注重“岗课赛证”融通,引入行业新技术、新标准,具有很强的实用性和可操作性,非常方便开展高效教学。