導語：如何才能寫好一篇單片機開發(fā)板，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：單片機；開發(fā)板；ISP

中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 08-0000-02

MCU Development Borad Design of Multi-function MCS-51

Zhang Daode

(Hubei University of Technology Mechanical Engineering,Wuhan430068,China)

Abstract:The develop boarddesigned here is of common functions,

such as water lamp,timer,interrupt,singing by buzzer,X5045 watch dog,Real time clock DS1302,digital temperature sensor DS18B20,parallel D/A converter DAC0832,serial A/D converter TLC0832,RS-232 interface,

dynamic display of digital tub,ISP download online,SRAM6264 etc.It is meaningful for single chip machine study and development.

Keywords:MCU;Development board;ISP

一、前言

MCS-51系列單片機是目前主流的8位單片機之一[1]，但由于它的硬件能力有限，本文設(shè)計了一種單片機開發(fā)板，綜合了當下流行的單片機接口電路，很好地擴充了MCS－51單片機的功能。

二、系統(tǒng)主要組成及開發(fā)平臺

該系統(tǒng)的組成部分的核心是AT89S52單片機芯片，同時擴展了一塊RAM6264，并口8155，同時擴充了DAC0832和TLC0832作為AD/DA轉(zhuǎn)換電路，在此基礎(chǔ)上還擴充有FM12864中文液晶圖形模塊接口電路、DS18B20溫度傳感檢測電路，DS1302時鐘顯示芯片接口，X5045看門狗接口電路，另外將鍵盤和數(shù)碼管顯示作為獨立的模塊，方便了使用也使I/O資源空閑，RS-232串口通信電路可實現(xiàn)開發(fā)楹和電腦的雙機通信。電源方面設(shè)置了USB供電和外接電源供電兩種方式。

AT89S52單片機口具有8KB的FLASH[2]，通過提供的ISP在線下載線可以現(xiàn)場仿真而無須專門的燒寫器即可以將目標程序下載到CPU中，在51 MCU_SYSTEM中就可以觀察到程序的運行情況。本文所使用的開發(fā)工具為µVision2集成開發(fā)平臺[3]，包含一個高效的編輯器、一個項目管理器和一個MAKE工具。并且支持所有Keil C51工具，包括C編譯器、宏匯編器連接/定位器、目標代碼到HEX轉(zhuǎn)換器。

三、系統(tǒng)主要硬件設(shè)計

（一）單片機部分

CPU采用的是AT89S5X系列的單片機，同時兼容飛利浦P89系列的單片機，在本系統(tǒng)是單片機上的EA接的是高電平，表示對ROM的讀寫從內(nèi)部程序存儲器開始，并且可以延至外部存儲器。在P0口接有470歐的排組上拉數(shù)據(jù)口，系統(tǒng)主頻率12MHz。

圖1.單片機部分電路設(shè)計

（二）8155部分

在本系統(tǒng)中采用8155實現(xiàn)I/O擴展。8155不僅具有兩個8位的I/O端口A、B口和一個6位的I/O端口C口，而且還可以提供256個字節(jié)的靜態(tài)RAM存儲器和一個14位的定時/計數(shù)器。8155和單片機的接口非常簡單，目前被廣泛應用。系統(tǒng)用一片73LS138實現(xiàn)8155、6264等芯片的片選。

圖2.8155接口電路設(shè)計

（三）DAC0832部分

DAC0832是8位D/A轉(zhuǎn)換器，，轉(zhuǎn)換結(jié)果為一對差動電流輸出，轉(zhuǎn)換時間大約為1us。使用單電源+5VD+15V供電[1]。參考電壓為-10V－+10V。在此我們直接選擇+5V作為參考電壓。DAC0832有三種工作方式：直通方式，單緩沖方式，雙緩沖方式；在此我們選擇直通的工作方式，將XFER、WR2、CS管腳全部接數(shù)字地。管腳8接參考電壓，在此我們接的參考電壓是+5V，如圖3所示，可以產(chǎn)生三角波，鋸齒波，梯型波等波形。CE2接在74LS138上，通過分配地址完成片選。

圖3.DAC0832接口電路

（四）TLC0832

TLC0832是八位串行逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器[4]，它有兩個可選擇的輸入通道。其接口電路如圖所示。TLC0832的通道0外接了電位器，可以模擬不同的電壓輸入。對TLC0832的控制需要3根I/O口線，可以從單片機及8155接入。

圖4.TLC0832接口電路

（五）X5045接口電路

復位電路采用了帶I2C的監(jiān)控芯片X5045，上電即可復位[5]，電路如圖5所示。另外8155設(shè)置了獨立的復位方式以彌補和51單片機的復位不同步缺點。

圖5.看門狗接口電路

（六）鍵盤接口電路

在單片機應用系統(tǒng)中通常應具有人機對話功能能隨時發(fā)出各種控制指令和數(shù)據(jù)輸入以及報告應用系統(tǒng)的運行狀態(tài)與運行結(jié)果。本文所采用的是獨立式鍵盤，其中key代表阻值為1kΩ的排阻。

（七）數(shù)碼管顯示接口電路

系統(tǒng)數(shù)碼管顯示及鍵盤顯示均比較靈活，提供了專門的I/O接口，可以用8155來控制，也可以用單片機來控制。開發(fā)板支持4位七段示LED數(shù)碼顯示器。

四、結(jié)束語

限于篇幅，本文關(guān)于DS1302、LCD顯示接口以及系統(tǒng)軟件設(shè)計等方面未能介紹。本文設(shè)計的單片機開發(fā)板在實際中發(fā)揮了重要作用，適合于單片機學習者及簡單的工程應用。

參考文獻：

[1]楊光友.單片微型計算機原理及接口技術(shù)[M].水利水電出版社,2002

[2]AT89S51 Datasheet.Atmel Inc.2006

[3]趙亮.單片機C語言編程與實例[M].人民郵電出版社,2003

[4]張道德.單片機接口技術(shù)(C51版).中國水利水電出版社,2007

[5]X5045 Datasheet.Intersil inc.2006

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關(guān)鍵詞：單片機 教學改革 單片機開發(fā)板 單片機課程設(shè)計

0 引言

單片機因體積小、功能強、可靠性高和價格低廉等一系列優(yōu)點，已滲入到人們工作和生活的各個角落，應用前景廣闊[1]。目前多數(shù)高職院校的機械專業(yè)都開設(shè)了單片機課程，但大多院校的教學思路仍然借鑒本科先基礎(chǔ)后應用的常規(guī)教學模式，理論教學與實際應用結(jié)合較少。對于高職學生，課程入門比較困難，知識不易掌握，實際應用較少，學習興趣不高，該課程的實際教學效果并不理想。因此，單片機的教學模式亟需改革，改變原來以知識傳授為目標的教學方式，要理論與實踐并重，以實踐入門來吸引學生學習的興趣，提高教學質(zhì)量。

1 高職機械專業(yè)單片機教學現(xiàn)存的難點

單片機是一門理論性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時也是一門實踐性和技術(shù)性很強的學科。要求學生掌握一定的電子電路知識，還要熟練掌握計算機的相關(guān)知識，掌握編程的思維和方法。高職學生的基礎(chǔ)知識相對薄弱，對于單片機的學習有一定的困難。

1.1 對于單片機中的專業(yè)術(shù)語和電路很難理解

學習單片機要以電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計算機基礎(chǔ)知識等相關(guān)課程的理論知識為基礎(chǔ)。與電子專業(yè)學生不同的是，我校機械專業(yè)學生只開設(shè)一門電工電子課程，所有的電路、模電和數(shù)電的相關(guān)知識都集中在一門課程中講授，知識點多且課時量偏少，知識點講授較為粗淺，不能深入展開。因此，學生對于單片機中遇到的一些專業(yè)術(shù)語和電路，如集電極開路、上拉電阻、存儲器地址、D觸發(fā)器、555振蕩電路等，很難理解。這些知識都需要重新講授，且講授效果不佳。學生往往在學到單片機的硬件電路部分時，突然間覺得很難，學習的積極性下降，甚至有了厭學的情緒。

1.2 對于匯編指令不易理解

像所有其他的指令一樣，匯編指令也是英文的，我校機械專業(yè)大部分學生的英語能力比較差，遇到有英文的地方，本能地會回避，更不要說進行深入的研究。單片機中要求他們短時間記憶和理解數(shù)十條甚至上百條指令的格式和功能，他們覺得比較有壓力，很多學生達不到這個目標。

匯編語言是一種低級語言，每一條匯編指令都與機器的硬件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，

如果學生對于硬件結(jié)構(gòu)沒有掌握好，那么對于匯編語言的指令也很難完全理解。即使學生勉強知道每條指令的大概意思，但由于沒有充分理解其內(nèi)涵，不能做到融會貫通，常常錯誤地運用指令，即使在一個程序里運用正確，可能題型改變，就做不出來了。

1.3 對于單片機的應用比較陌生

我們在學校的教學中，受制于課時量的不足和傳統(tǒng)教學思維和方法的限制，通常都以傳授理論知識為主，實際應用提到的比較少。因此，出現(xiàn)一些學生直到學完這門課程，都不知道單片機能干什么。有些學生告訴老師，以前我們學過的課程，如機械制圖，很有實用性，單片機講的這么多、這么復雜，到底有什么用，我們機械專業(yè)為什么要學這一門課程。學生不能深入理解該門課程的實際應用，認為學了無用知識。

2 高職機械專業(yè)單片機教學改革的具體措施

學習單片機的最終目標是能運用單片機進行一些項目的開發(fā)，解決生產(chǎn)和生活中遇到的實際問題。人才市場需要的不是只懂理論、不懂實踐的研究型人才，而是既懂理論，又能實踐的應用型人才。因此，單片機的改革也要以就業(yè)市場為導向，結(jié)合高職機械類學生的特點，做一些針對性的調(diào)整，使學生既能學好，又能快速地適應社會的需求。本文針對單片機課程在教學方面現(xiàn)有的種種弊端，提出了單片機課程教學改革實施的一些具體措施。

2.1 實施“項目任務驅(qū)動法”，理論教學緊扣實踐應用

單片機教學應該采用工程實際應用課題或?qū)嵺`案例進行教學的方法，實施“項目任務驅(qū)動法”，即課程教學以單片機應用技術(shù)的典型實用案例進行分析講授的一種教學方法。授課時以單片機技術(shù)“案例”演示作為引入，以實現(xiàn)“案例”為主線講述各相關(guān)理論知識。為鞏固理論知識的學習和培養(yǎng)學生實際動手的能力，理論教學應與實際“案例”實驗教學穿行，以實驗教學充實理論內(nèi)容，使兩者融會貫通。整個教學過程的思路設(shè)計如下：

例如，在第一次上單片機的課時，就應該給學生演示單片機的用途，如單片機驅(qū)動流水燈、驅(qū)動數(shù)碼管顯示數(shù)字，驅(qū)動16×16點陣顯示漢字，驅(qū)動蜂鳴器演奏一段鈴聲等，讓學生了解單片機的應用，領(lǐng)略單片機的妙處，激發(fā)學生學習的興趣。興趣對一個學生學習一門課程很重要，如果學生對某門課程失去興趣，即使再好的老師也教不好。第二次上課可以選擇一個簡單的應用，如單片機驅(qū)動一個LED的亮滅，通過仿真軟件，當堂給學生畫電路圖，編寫軟件，使學生感到單片機并不是很難，自己也可以學會，打消他學不好的顧慮。后面每次課都以項目任務為導向，每次課時可以先將我們要實現(xiàn)的功能給學生演示一遍，然后告訴學生我們實現(xiàn)這個功能的思路是什么，我們要實現(xiàn)這個功能，需要學習哪些基礎(chǔ)知識，讓學生有一個清晰的概況和熱切學習的期盼。下表為四個常用的典型項目的實驗任務設(shè)置：

每個項目的設(shè)計都要以實踐應用為導向，讓學生感覺到能學以致用。任務的設(shè)計應遵循由淺到深、循序漸進的手法，與理論章節(jié)知識的進度遙相呼應，使學生能夠逐步接受并加深理解。同一個知識點，可以舉不同項目中的相近任務反復講解，使學生對所學知識點理解透徹，達到舉一反三的目的。

2.2 以C語言為主，匯編語言為輔，講授單片機的指令系統(tǒng)

目前單片機的實際項目開發(fā)多采用C語言程序編寫，傳統(tǒng)的單片機教材和教學，大多采用匯編語言講授單片機的指令系統(tǒng)[2]。為了改變傳統(tǒng)所學與實際所用的差別，單片機指令系統(tǒng)的教學，應在匯編語言的基礎(chǔ)上，增加單片機C語言程序設(shè)計內(nèi)容，采用以C語言為主，匯編語言為輔的編程方式。這樣可以使學生盡快與實踐接軌，提高單片機的開發(fā)效率，使學生畢業(yè)后更快更好地適應工作環(huán)境。例如：在采用案例教學過程中，同一程序分別用匯編語言和C語言編寫，通過比較二者的優(yōu)缺點，可以真正理解兩種語言在實際應用中的效果。Keil C51程序編譯工具，既可以實現(xiàn)匯編語言的編程，又可以實現(xiàn)C語言的編程。因此，在我們實際教學工作中，完全可以用Keil C51軟件實現(xiàn)了單片機軟件開發(fā)和應用案例的日常教學，簡化理論課學習的內(nèi)容，降低學習難度，使學生能盡快上手單片機，這樣就提高了同學們學習單片機的熱情，同時也非常適合實踐應用的需求，為將來工作中單片機的開發(fā)應用奠定了良好的軟件基礎(chǔ)。

2.3 單片機仿真軟件和實驗開發(fā)板并重的雙重實驗教學模式

實驗教學中應實施單片機仿真軟件和實驗開發(fā)板并重的雙重實驗教學模式。開發(fā)板是在一塊電路板上集成了單片機常用功能模塊，雖然體積小，但涵蓋了絕大多數(shù)單片機常用的實驗，并可以根據(jù)教學需求，開發(fā)擴展相關(guān)功能模塊[3]。課堂教學結(jié)束后，學生可將開發(fā)板帶回宿舍，只需要一臺電腦、一根USB下載線，就可在開發(fā)板上自學單片機或是做一些小項目鍛煉實際動手能力，充分調(diào)動學生學習單片機的積極性。開發(fā)板價格便宜，現(xiàn)在市面上簡單通用的單片機開發(fā)板（適用入門者學習），每套均價不到200元，完全滿足初學者做一些常用的開發(fā)應用。實驗教學中，可先讓學生在Keil C51和Proteus軟件中編寫和仿真單片機案例程序，程序仿真正確無誤后，將程序下載到單片機開發(fā)板中，在開發(fā)板上實現(xiàn)實際電路功能的運行，強化對實際電路的認識和理解。

2.4 增添單片機課程設(shè)計專項實訓，實施理論與實踐并重的考核方案

在單片機課程結(jié)束前，可在臨近期末設(shè)置3周的單片機課程設(shè)計專項實訓，一周調(diào)研選題，一周設(shè)計軟硬件、一周焊接電路板，完成作品。具體實施的方法是讓學生獨立在單片機開發(fā)板上完成自選項目的設(shè)計與實現(xiàn)，如“數(shù)字鐘”、“LED顯示器”、“數(shù)字溫度顯示計”等智能化小產(chǎn)品。3-4人一組，查閱資料，自選題目，自行設(shè)計電路圖、編輯程序，然后選擇并購買相應的元器件，親自焊接并完成電路，提交課題設(shè)計報告。該課程設(shè)計的開展，可以使學生了解市場行情，培養(yǎng)學生開發(fā)項目的能力，團隊合作能力等，同時也可以作為學生期末考試實踐環(huán)節(jié)的考核成績。

為防止學生原搬照抄網(wǎng)上和有關(guān)資料的單片機實驗設(shè)計，達不到課程考核的初衷，單片機的考核還應保留原有的理論考試。應將傳統(tǒng)的以理論考核為主的期末閉卷考試與以實踐開發(fā)應用為主的單片機課程設(shè)計考核相結(jié)合，將二者的成績共同作為單片機課程的最終考核成績。這樣，能同時對學生的理論基礎(chǔ)知識和實踐動手開發(fā)能力做出合理的考核評價。

3 結(jié)語

單片機是高職機械專業(yè)學生的重要基礎(chǔ)課程，目前教學效果普遍不佳。在分析高職機械專業(yè)學生單片機教學難點的基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)教學模式的弊端，提出了該課程教學改革的具體實施措施。在教學方法上，實施了“項目任務驅(qū)動法”，較好地融合了理論與實踐教學；在教學內(nèi)容上，緊貼能實際運用的教學理論與技術(shù)，如以C語言為主，匯編語言為輔的單片機編程語言；在教學手段上，實行單片機仿真軟件和實驗開發(fā)板并重的雙重實驗教學模式；在考核方式上，采用理論與實踐并重的考核方案。實踐教學結(jié)果表明，改進后的教學模式要優(yōu)于過去傳統(tǒng)教學模式的教學效果，達到了單片機課程教學改革的預期目標。

參考文獻：

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[2]謝維成.單片機原理及應用C51程序設(shè)計[M].北京：清華大學出版社，2008.

[3]周潤景，張麗娜.基于Proteus的電路及單片機系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.

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關(guān)鍵詞：單片機教學 教學方法改革 創(chuàng)新培養(yǎng)模式 興趣小組

中圖分類號：G642.7

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）06-231-02

單片機自從問世以來，就由于其小的體積，大的性能特征而越來越多地應用于人類生活的各個領(lǐng)域，單片機的發(fā)展和技術(shù)進步的速度也是快到應接不暇。涉及工業(yè)控制，信號處理與控制，信息檢測與識別的各個行業(yè)，單片機都是不可或缺的。近20年來，隨著計算機的普及以及電子控制技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機課程從最初的計算機專業(yè)和電子信息專業(yè)進行開設(shè)，到相關(guān)的大專院校的工科專業(yè)都在開設(shè)，單片機應用技術(shù)或單片機接口技術(shù)的相關(guān)課程作為必修專業(yè)課列入了大學培養(yǎng)計劃。單片機的相關(guān)課程的內(nèi)容是隨著電子技術(shù)的進步而不斷的進行更新的。因此，對于課程的教材的更新，對于教師的知識的更新，對于教學方法和模式的改革都是與時俱進地發(fā)展變化的。這種狀況決定了對高校的單片機課程的任課教師，實驗指導教師而言都提出了更高的要求。如何教好單片機課，如何開展單片機實驗，學生又如何學好單片機，用好單片機，鍛煉自己的實踐能力都成為了課程改革的關(guān)鍵。

一、原有教學方法的發(fā)展與弊端

10年前的教學中，單片機的語言統(tǒng)一為匯編語言，而匯編語言的局限性明顯，因此，高級語言取代匯編語言的趨勢是不可逆的。10年前，多媒體教學尚未普及，教師的教學局限于書本和黑板，大大地限制了課堂的教學容量，例如講解到存儲器擴展時，教師就需要把涉及到的設(shè)備框圖繪制到黑板上進行講解，費時費力而又晦澀難懂。而計算機網(wǎng)絡(luò)的落后使得學生借助網(wǎng)絡(luò)資源學習和進行知識的拓展也是可望不可及的。最初的實驗設(shè)備是單片機開發(fā)板，而開發(fā)板能夠?qū)崿F(xiàn)的功能又少之有少；開發(fā)板的鍵盤按鈕是非通用的，如果開發(fā)板的配套說明書丟失的情況下，除了實驗教師，其他人是難以正常操作的。當時的MCS-51系列單片機的存儲器是紫外線可擦寫式的，單片機內(nèi)部程序的燒錄是異常繁瑣。

對于計算機專業(yè)和電子工程專業(yè)的學生而言，單片機的學習會貫穿大學的整個過程中，涵蓋單片機控制的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)可以更好地鍛煉學生的實踐動手能力。而學生的不重視和學不好的為難消極情緒，也使非計算機專業(yè)和電子工程專業(yè)的單片機的教學實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置難以順利開展。對于非計算機專業(yè)而言，還存在實驗設(shè)備匱乏，讓學生進行實際的動手操作并進行產(chǎn)品開發(fā)是不現(xiàn)實的問題。單片機課程的學時設(shè)置為30多個理論課時加4到6學時的實驗，總學時在30到40之間。這種課程設(shè)置對于單片機課程的教學明顯不足。因此，10年前的單片機課程只能看作是知識普及課程，難以實現(xiàn)學生學好知識，進行產(chǎn)品開發(fā)的目標。

二、單片機教學方法的改革現(xiàn)狀研究

現(xiàn)代單片機的教學革新是在多媒體技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)資源普及的前提下得以實現(xiàn)的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機的總線結(jié)構(gòu)和CPU的處理能力，單片機的集成程度也都大大地得以提升，程序存儲器已經(jīng)經(jīng)歷了電可擦除、加密處理、Flash技術(shù)的存儲器幾代的發(fā)展，單片機也實現(xiàn)了高級語言C語言的編程控制。因此，對于單片機的教學知識的更新要求更快，教師從對于教材選擇、課件更新、實驗設(shè)置等方面要做到與時俱進地調(diào)整。這樣才能跟進單片機技術(shù)的發(fā)展，學生才能學到最新的專業(yè)知識。

目前單片機教學的改革方法更是層出不盡，單片機教學改革中涉及到了“proteus仿真的單片機教學改革{1}”，“基于案例/項目驅(qū)動的改革方法{2}{3}”，“教―學―做一體化的教學模式{3}”等。這些方法都能夠在某些層面上跟蹤單片機技術(shù)的發(fā)展并滿足教學要求，在某些程度上是把握了單片機教學的發(fā)展趨勢，但是在某些層面上仍然是片面和局限的。比如，“proteus仿真的單片機教學改革”方法中基于的proteus仿真軟件只是在虛擬環(huán)境下使學生學習掌握單片機的功能和使用特點，距離實際產(chǎn)品的設(shè)計還有很大的區(qū)別。又如“基于項目驅(qū)動的改革方法”是在力圖把知識點與單片機開發(fā)板能夠?qū)崿F(xiàn)的功能結(jié)合在一起進行講解，在某些程度上是可以通過具體問題的解決來調(diào)動學生的積極性和興趣的，但是完全依賴這種教學方式，會使學生對理論知識的掌握不足，對于單片機的認知不全，對于今后的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)的順利開展不利?！敖台D學―做一體化的教學模式”的教學方式的提法較為全面，但是在具體的執(zhí)行上還是缺乏具體的實施方法的細化研究的。

三、新的教學改革方法的提出

本文提出的是除了課堂教學以外，建立導師制下以團隊為培養(yǎng)對象的興趣小組的創(chuàng)新學習培養(yǎng)模式。這種模式并不是脫離單片機教學環(huán)節(jié)而提出的，而是以單片機教學的良好的推進方法。其中，教師（導師）作為核心人物，不僅在課堂上完成理論授課內(nèi)容，調(diào)動學生的學習積極性，而且，掌握用單片機開發(fā)技能。導師對于團隊成員進行跟蹤指導，掌握進展，及時答疑解困，把握產(chǎn)品設(shè)計的整體方向，給學生以全局的指導。興趣小組的培養(yǎng)模式并非是集體喂養(yǎng)大幫哄的模式，因為團隊成員的選擇是以學生的興趣愛好為出發(fā)點的，以成型產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)為學習的目標，最終以創(chuàng)新，實用性的產(chǎn)品為成果形式，通過成果展示學生的單片機應用能力。在這一目標的驅(qū)動下，對于單片機的學習要全面系統(tǒng)，做到懂理論，自主學習，動手DIY。具體的教學建議和學習建議如下：

1.理論學習。老師對于課本知識或?qū)?jīng)驗的講授，對知識的關(guān)聯(lián)性，全面性地把握，對于學生的入門和學習起到事半功倍的作用。而學生是學習的主體，學生只有感興趣，真正在單片機學習中下功夫，才可能完成單片機理論知識的理解和串聯(lián)。其中硬件學習中，書本與網(wǎng)絡(luò)資源、實驗板的結(jié)合使用，對于知識有直觀的認識。學生不能只是接受填鴨式的教育，要對學到的知識進行及時的復習，對于編程實例進行實際的操作，才能跟得上老師的步伐，跟教學互動，與前續(xù)知識前后呼應，真正弄懂并掌握硬件的功能。軟件學習中，傳統(tǒng)上應用匯編語言進行編程操作，而又只是局限于匯編語言才能進行單片機的軟件控制；但是，隨著高級語言通用技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在可以應用C語言對于單片機進行編程操作了。因此，前續(xù)課程對于高級語言的掌握會對單片機的軟件學習起到事半功倍的效果。軟件的學習要結(jié)合設(shè)計實例。有的放矢，學習中，模仿別人的產(chǎn)品設(shè)計與實踐中，發(fā)現(xiàn)問題，熟練操作，掌握技巧，扎實理論，提高實踐能力。需要強調(diào)的是正確的程序編寫，唯獨編程思想是軟件編程要掌握的核心。

2.產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)。產(chǎn)品設(shè)計，是針對某一專業(yè)的實際問題而設(shè)置，比如，汽車專業(yè)的學生會開發(fā)設(shè)計一些汽車附加產(chǎn)品，電子窗簾、電子除霜器等。這些產(chǎn)品是為某一功能而設(shè)計，實現(xiàn)實體部分設(shè)計（機械裝置和機構(gòu)）來完成。產(chǎn)品設(shè)計包括功能硬件部分、擴展連接部分、動力源、濾波降噪軟件、控制指令編程、功能實現(xiàn)與性能測試等各個環(huán)節(jié)的設(shè)計。注重理論與實踐的結(jié)合，注重成果轉(zhuǎn)化，更早地使學生具有創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計理念，鍛煉學生的設(shè)計思維、動手能力和整體化、全局化思維。在畢業(yè)設(shè)計題目與創(chuàng)新項目的選題與立項中，單片機對產(chǎn)品的控制作用的比例加大，才能實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化設(shè)計。因此，加大這類實際產(chǎn)品的設(shè)計課題，對于學生與工作崗位的快速接軌有利。學生在大學時就參與實際項目的開展，進行產(chǎn)品設(shè)計，對于個人能力提高有利；同時，可以更好地在就業(yè)競爭中獲得好的機會。

3.成果展示與總結(jié)。對于每一屆的學生，在每一屆的單片機課程結(jié)業(yè)后，開展成果演示主題報告，對學習體會和設(shè)計思路進行總結(jié)、研討。這一環(huán)節(jié)邀請同年級和低年級同學參加，對于經(jīng)過單片機學習與產(chǎn)品開發(fā)的學生而言，可以鍛煉學生的整體思維與綜合表達素質(zhì)。而尤為重要的是使未接觸單片機學習的學生了解單片機，了解產(chǎn)品設(shè)計流程、培養(yǎng)興趣，進行學習方法研討，引入導師與學長的指導形式，帶動更多的學生加入、更多的團隊學習，從而形成良性循環(huán)。

四、結(jié)論

筆者認為學習知識的能力培養(yǎng)是大學時期應該獲得的基本能力。而單片機課程的開設(shè)和學習，要經(jīng)歷單片機課程學習知識運用產(chǎn)品開發(fā)的環(huán)節(jié)，這一連貫的學以致用的環(huán)節(jié)有利于促進學生學習體系的培養(yǎng)。因此，本文提出的是除了課堂教學以外，建立導師制下以團隊為培養(yǎng)對象的興趣小組的創(chuàng)新學習培養(yǎng)模式，這種方法并不與其他的教學方法相矛盾，而是建立在借鑒其他的教學方法的優(yōu)勢，強調(diào)經(jīng)歷產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)是對知識合理檢驗與對學生能力提升的有效途徑，因此是值得推薦的單片機教學改革方法。

[基金項目：黑龍江省高等學校教改工程項目“基于與就業(yè)接軌的工科專業(yè)畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的改革研究”（JG2013010521），佳木斯大學教學研究專項項目（JYLA2012-018）和佳木斯大學科技創(chuàng)新團隊建設(shè)項目（Cxtd-2013-01）。]

注釋：

{1}賈萍，丁向榮，胡美蘭.教學做一體化單片機教學實驗平臺的設(shè)計與應用[J].職業(yè)技術(shù)教育，2012（6）：139-142

{2}李紹靜，基于案例驅(qū)動的單片機教學模式研究[J].信息技術(shù)，2013（4）：59-62

{3}王京港，張翠平.基于項目驅(qū)動及Proteus仿真的單片機教學改革探索[J].中國電力教育，2013（22）：138-140

篇4

1網(wǎng)線定位測試器的原理

100Base⁃TX標準要求使用2對阻抗為100Ω的5類非屏蔽8芯雙絞線，其中必須使用的內(nèi)芯為：1號芯（橙白色）、2號芯（橙色）、3號芯（綠白色）、6號芯（綠色）。據(jù)此，只需要保證了這4顆內(nèi)芯處于可靠連通狀態(tài)，就可以保證此條網(wǎng)線線路達到了100Base⁃TX通信標準。本文設(shè)計思路在于對網(wǎng)線8顆內(nèi)芯做A，B兩類處理：A類是1，2，3，6號芯，用于測試線路是否達標；B類是4，5，7，8號芯，用于定位線路來源。需要特別說明的是本文是基于對絕大部分線路質(zhì)量充分信任的基礎(chǔ)上設(shè)計，對線路絕緣層損壞造成線間短路、線間串聯(lián)、線材質(zhì)量差內(nèi)芯自身短路等極端問題，系統(tǒng)亦將在顯示部分進行異常提示，但無法給出中間線路具體故障原因，此類極端情況下需要針對性使用網(wǎng)絡(luò)測試儀[3]并結(jié)合現(xiàn)場情況進行斷點、故障點位置判斷。

1.1測試原理檢測原理如圖1所示，對A類中的4顆內(nèi)芯施加低電平0信號，經(jīng)由房間端反饋4位2進制“0000”信號至中間待測線路，在單片機P3口中檢測反饋信號，如果對應端口都可以收到低電平0信號，說明1，2，3，6號全部可靠連通。

1.2定位原理B類中的4顆內(nèi)芯用來定位，它可以傳遞4位簡單2進制編碼，如1010。由于4位2進制編碼有15種不同的可辨別狀態(tài)，可以用來定位15個不同房間，在我院某大樓的實際應用中，每次最多只需同時測試12個房間，因此采用這種簡單4位2進制編碼可以完全滿足要求。整個過程如圖2所示。

2硬件設(shè)計

2.1單片機端單片機端實物圖如圖3所示，用于獲取檢測定位信息，并將取得的信息顯示出來。模塊化精簡設(shè)計，使用開發(fā)板的STC89C54單片機最小系統(tǒng)，含有STC89C54單片機（含晶振震蕩電路）模塊，8位數(shù)碼管顯示模塊和電源模塊，并自制了檢測接口模塊。調(diào)用單片機P0和P3口作為輸入輸出端口[4]，取P3口低電平有效作為輸入，連接待測線路；P1口高電平有效作為輸出，連接顯示模塊；8位數(shù)碼管顯示模塊采用共陰級顯示方式，平時為不顯示狀態(tài)，以節(jié)約電能；電源模塊采用5V，0.7A直流USB供電，外接普通移動電源輸入；檢測接口模塊為兼容RJ45接口。8位數(shù)碼管顯示規(guī)則定義為：高4位用于顯示房間號，如顯示10，則表示現(xiàn)在正在接受檢測的線路來自10號房間端口；低4位用于顯示通信測試結(jié)果，結(jié)果合格則顯示“PASS”，不合格則顯示“F”“，F(xiàn)F”“，F(xiàn)FF”等（取英文單詞“FAIL”的首字母“F”），由于A類芯一共4顆，分別是1，2，3，6號芯，它們剛好可以和數(shù)碼管的低4位一一進行對應，哪顆芯檢測失敗，則在對應的數(shù)碼管上顯示“F”，異常提示的代碼為“EEEE”（取英文單詞“Error”的首字母“E”）。

2.2房間端用于插入各個房間的網(wǎng)絡(luò)接入端口，在反饋4位2進制“0000”信號[5]的同時，反饋特定的4位2進制定位編碼，供單片機端分析。2進制定位編碼與房間號之間的邏輯表如表1所示。

3程序設(shè)計

采用德國KeilSoftware公司出品的KeilC51軟件的集成開發(fā)環(huán)境uVision中編寫，它提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案[5]。程序流程如圖4所示。部分程序代碼。

4結(jié)論

篇5

關(guān)鍵詞：智能科學與技術(shù)；智能機器人平臺；微控制器技術(shù)

0引言

機器人是一個典型的機電一體化系統(tǒng)，它綜合了機械設(shè)計、電工電子、傳感器、計算機、微控制器編程控制系統(tǒng)和人工智能等學科的內(nèi)容，是智能科學與技術(shù)本科專業(yè)很多課程教學和實驗的理想的平臺。同時學生經(jīng)常參加各種機器人相關(guān)的比賽，旨在通過大賽全面培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)造能力、合作能力和進取精神，同時也深化和應用智能科學與技術(shù)專業(yè)所學的知識。

與研究生相比，本科生對動手設(shè)計的興趣要遠遠高于對理論知識的學習。針對本科生的這一特點，為本科二、三年級的學生設(shè)計一些創(chuàng)新性的機器人項目，引導學生自己組隊，搭建相應的硬件電路，為他們在高年級深入理解和學習智能科學與技術(shù)的專業(yè)課程提供一個硬件平臺，打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)，并通過這些項目的實施提高學生的綜合應用和創(chuàng)新能力。

1微控制器技術(shù)在人工智能領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀

微控制器技術(shù)應用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口、中斷系統(tǒng)、定時器等功能（部分包括脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、顯示驅(qū)動電路以及A/D轉(zhuǎn)換器等）集成到一個芯片上，組成一個體積小但功能強大的計算機系統(tǒng)。該芯片可外接多種傳感器，實現(xiàn)對多種信息的采集處理，結(jié)合信息融合技術(shù)，可以實現(xiàn)機器各種預期的智能行為（如導航裝備、汽車的各種智能控制系統(tǒng)、智能家電等）。

高效地融合微控制器技術(shù)與人工智能技術(shù)，將智能算法嵌入到機器人微控制器中，系統(tǒng)則會呈現(xiàn)出各種智能行為?？蓪崿F(xiàn)智能算法的機器人平臺主要集中在以下幾個方面：智能家庭清掃類機器人、多傳感器融合的智能小車、視覺類機器人等。智能家庭清掃類機器人為機器人避障、路徑規(guī)劃等理論提供相應的平臺，方便學生理解、學習根據(jù)某個或某些優(yōu)化準則，在機器人工作空間中尋找一條從初始狀態(tài)到目標狀態(tài)避開障礙物的最優(yōu)路徑等相關(guān)知識；視覺類機器人為圖像處理、模式識別等相關(guān)的理論提供相應的平臺，方便學生理解、學習圖像的獲取和處理的智能算法；多傳感器信息融合類機器人可以為多傳感器融合技術(shù)提供一個硬件平臺，方便學生理解、學習、綜合應用控制理論、信號處理、人工智能、概率和統(tǒng)計等相關(guān)知識。

2可實現(xiàn)智能算法的機器人平臺設(shè)計

各類機器人平臺的總體架構(gòu)大致相同，都需要包含系統(tǒng)輸入（傳感器）子系統(tǒng)、決策子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)以及運動控制子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)的功能需要硬件設(shè)計和軟件設(shè)計共同實現(xiàn)。文中結(jié)合微控制器技術(shù)重點闡述硬件設(shè)計部分，包括機器人的層次架構(gòu)、硬件選型、電路設(shè)計等。結(jié)合本科教學的特點，硬件設(shè)計從學生的理解能力、可操作性、可實現(xiàn)性、后期智能算法的可應用性等多個方面綜合考慮，應用微控制器技術(shù)，實現(xiàn)以下3種機器人平臺。

2.1智能家庭清掃類機器人

家庭清掃類機器人的硬件平臺相對比較成熟，市場上的國內(nèi)外的產(chǎn)品也較多。此類機器人任務較為單一，傳感器種類較少，硬件平臺搭建較為容易，對學生而言是一個較為理想的智能機器人平臺。

該平臺的硬件設(shè)計采用單CPU架構(gòu)，以輪式機器人為主。車體由車架、電池組、直流電機、車輪、微控制器、傳感器等組成。外部傳感器把環(huán)境信息輸入到單片機開發(fā)板，單片機開發(fā)板對信息進行處理，處理后的決策信號通過擴展轉(zhuǎn)接板傳給電機，控制電動轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機器人的運動，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖l所示。

為保證機器人運動靈活且易于控制，我們采用圓形車體十三輪式移動機構(gòu)。兩主動輪差速驅(qū)動，第三個萬向輪起輔助支撐的作用。傳感器的布置有多種方案供選擇，學生選擇不同的位置安裝傳感器會影響到該機器人后期避障、路徑規(guī)劃等智能算法的設(shè)計及研究。微控制器采用TI公司的MSP430F149單片機，通過超聲/紅外傳感器感知環(huán)境信息，使用L298電機驅(qū)動模塊驅(qū)動左右兩個直流電機，使用PWM技術(shù)對電機的速度進行調(diào)節(jié)和控制，通過MAX7219驅(qū)動6位LED數(shù)碼管顯示器顯示系統(tǒng)運行過程中的各種信息。

2.2視覺類機器人

傳統(tǒng)的移動機器人視覺系統(tǒng)通常采用通用計算機進行視覺信息處理。隨著微控制器技術(shù)的不斷發(fā)展，高端的微控制器也具備了強大的數(shù)據(jù)處理能力。

由于視覺信息處理計算量很大，為了使設(shè)計的視覺類機器人平臺能夠應用已定的圖像處理算法，視覺類機器人的層次架構(gòu)采用二級CPU架構(gòu)，主從式控制實現(xiàn)，如圖2所示。一級CPU采用ARM微控制器，嵌入裁剪的Linux系統(tǒng)，負責圖像信息的獲取、處理、系統(tǒng)管理等操作；二級CPU采用單片機微控制器實現(xiàn)對機器人運動的控制。

整個系統(tǒng)的硬件選型為搭載900MHz Quad-core ARM Cortex-A7處理器的樹莓派開發(fā)板、MSP430F149開發(fā)板、攝像頭、穩(wěn)壓電源模塊、直流電機、L298N電機驅(qū)動板、機器人機體、電源（12V蓄電池）和轉(zhuǎn)接板。

控制機器人移動的底盤控制方案除了前面清掃類機器人用到的雙輪差動驅(qū)動以外，還有一種全向驅(qū)動方式。全向驅(qū)動方式靈活性更強，其中三輪驅(qū)動的方式具有較強的穩(wěn)定性。結(jié)合視覺類機器人需求，該平臺采用全向驅(qū)動方式實現(xiàn)機器人的移動。

2.3多傳感器信息融合類機器人

多傳感器信息融合技術(shù)是近年來十分熱門的研究課題，它結(jié)合了控制理論、信號處理、人工智能、概率和統(tǒng)計的發(fā)展，為機器人在各種復雜的、動態(tài)的、不確定或未知的環(huán)境中工作提供了一種技術(shù)解決途徑。信息融合的研究內(nèi)容極其豐富，涉及的基礎(chǔ)理論較多，如有參數(shù)模板法、聚類分析、支持向量機、K均值聚類等分類方法；自適應共振理論（ART）、自適應共振理論映射和模糊自適應共振理論網(wǎng)絡(luò)等自適應的方法進行傳感器融合；專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯等人工智能方法對融合大量的傳感器信息，用于非線性和不確定的場合。

單級、二級CPU架構(gòu)只能滿足簡單的多傳感器技術(shù)的需求（如清掃類、視覺類機器人等），復雜的多傳感器融合類機器人的層次結(jié)構(gòu)采用“多CPU架構(gòu)+分布式控制”方式實現(xiàn)。在主控機上實現(xiàn)多傳感器信息融合算法，下位機則可根據(jù)需求設(shè)計多個CPU，每個CPU選用單片機控制機器人的不同部位，承擔固定任務，使得機器人系統(tǒng)高速、穩(wěn)定運行。同時每個微控制器負責獲取不同類型的傳感器信息，通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳給上位機。上位機通過智能分析算法得到?jīng)Q策，決策數(shù)據(jù)通過無線模塊傳到微控制器去執(zhí)行，如圖3所示。

整個系統(tǒng)的硬件選型為高性能PC機（上位機）、MSP430F149（下位機微控制器）、WIFI模塊、各種傳感器及執(zhí)行機構(gòu)（傳感器和執(zhí)行機構(gòu)由學生根據(jù)機器人項目的環(huán)境信息、具體的功能等確定）。

3機器人平臺在教學過程中的實踐及效果

在智能科學與技術(shù)專業(yè)的本科實踐環(huán)節(jié)中，組織大二、大三具備C語言基礎(chǔ)、單片機基礎(chǔ)的學生，3～5人自由組隊，根據(jù)教師給出的項目任務書進行項目設(shè)計、項目實施以及項目答辯等各個環(huán)節(jié)。圖4展示的是部分小組制作的機器人實物。其中圖4（a）所示的是一個基于超聲傳感器的輪式機器人。顯示屏可顯示機身距離障礙物的距離，該機器人只包含一個微控制器MSP430開發(fā)板?；诔晜鞲衅鳈z測的數(shù)據(jù)實現(xiàn)對機器人的控制。圖4（b）所示的是一個視覺機器人，該機器人包含兩個微控制器，一個為樹莓派開發(fā)板，另一個為MSP430開發(fā)板。樹莓派開發(fā)板主要用于處理圖像信息，MSP430開發(fā)板主要用于控制機器人的運動。圖4（c）所示的是一個多傳感器融合的機器人系統(tǒng)。壓力傳感器、MPU6050傳感器等檢測機器人自身狀態(tài)的傳感器數(shù)據(jù)通過MSP430開發(fā)板外接的WIFI模塊傳給上位機，上位機的決策也可通過WIFI模塊傳給單片機控制器。

這些機器人基本上都可通過軟件設(shè)計實現(xiàn)相關(guān)的智能算法，比如圖4（a）可實現(xiàn)路徑規(guī)劃的相關(guān)算法；圖4（b）則可實現(xiàn)一些圖像處理、圖像識別算法；圖4（c）則可以在上位機使用智能算法對傳感器數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)機器人穩(wěn)定行走的相關(guān)控制。部分學生在完成機器人制作的基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂上學習的智能算法，優(yōu)化了軟件設(shè)計及算法實現(xiàn)，取得了一定的成果。

篇6

【關(guān)鍵詞】：中職學校；單片機；教學；改革

中圖分類號：G47文獻標識碼： A

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，單片機的應用日趨廣泛，從家用智能電子產(chǎn)品、工業(yè)儀表，到汽車、自動化控制系統(tǒng)等，都普遍采用單片機技術(shù)。單片機教學是一門涉及模擬電路、數(shù)字電路、程序設(shè)計、通信等知識的綜合性課程，是電子信息工程、汽車電子技術(shù)、自動化等專業(yè)的核心內(nèi)容，越來越受到中職學校的重視。

然而，對于中職學生來說，學好單片機技術(shù)，又是一件不容易的事。一方面，單片機技術(shù)知識面廣，綜合性強，課程理論深，既要有硬件知識要求，更要有軟件設(shè)計功底；另一方面，中職學生整體專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，缺乏軟件編程訓練，對計算機系統(tǒng)原理不理解；此外，現(xiàn)有教材結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，傳統(tǒng)教學方法，實驗實訓條件等等，這些都給中職單片機教學帶來一定困難。筆者認為，從分析中職單片機教學中存在的問題入手，積極研究對策，是能夠探索出一條適合中職學生學習單片機的有效途徑的。

一、合理定位培養(yǎng)目標

目前眾多單片機教材仍為過去的中專教材，這種教材系統(tǒng)性、理論性過強、培養(yǎng)目標定位過高，對于基礎(chǔ)較差的中職學生來說很難接受。根據(jù)中職學校對人才的培養(yǎng)目標要求“本著理論知識夠用，注重應用性、適度性和針對性，重在實際能力培養(yǎng)”的原則，結(jié)合多年來的教學經(jīng)驗，我們定位單片機課程的培養(yǎng)目標為：知道單片機的基本結(jié)構(gòu)；掌握單片機的最小系統(tǒng)；初步掌握編程方法；培養(yǎng)學生編程能力、硬件分析能力、軟件調(diào)試能力和綜合運用能力。這樣的培養(yǎng)目標，在單片機硬件結(jié)構(gòu)的要求上把原來“掌握單片機的結(jié)構(gòu)”改為“知道單片機的基本結(jié)構(gòu)”，降低了對單片機結(jié)構(gòu)的學習要求，重點放在對單片機的開發(fā)應用上，變原來重在“單片機原理”教學為重在“技術(shù)應用”教學，既符合中職學校對人才培養(yǎng)的要求，更能激發(fā)學生的學習興趣，也為其終身學習打下良好的堅實基礎(chǔ)。

二、合理安排教學內(nèi)容，選擇合適的教學方法

傳統(tǒng)單片機課程的知識結(jié)構(gòu)是按“結(jié)構(gòu)”“指令”“編程”“應用”的體系來進行編排。這樣的課程體系占用了三分二的時間講解單片機硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，強化對單片機原理的理論學習，淡化了單片機應用學習，在課程即將結(jié)束時學生才有機會接觸到基本的應用。目前中職學生基礎(chǔ)相對薄弱，接受能力較差，在這種教學模式下學習，學生也只是將教師在實驗前講解實驗時編寫的程序在上機時“照葫蘆畫瓢”而已，甚至于做完實驗后還不知道自己到底做了什么，致使學生喪失學習興趣，對十分有趣、應用廣泛的單片機望而卻步。

針對中職學生基礎(chǔ)較差，分析解問題、解決問題能力較弱，學習興趣持續(xù)時間短的特點，我們必須打破傳統(tǒng)教材中的知識體系結(jié)構(gòu)，以應用為主線，以項目任務為載體，重組硬件與軟件知識來整合教學內(nèi)容，實現(xiàn)教學內(nèi)容“硬軟件一體化”的教學方法。如在學習“I/O端口”時，根據(jù)這部分內(nèi)容要求學生識記應該知曉的硬件知識點，恰當加入相關(guān)的指令和軟件操作知識，由淺入深地規(guī)劃幾個項目任務，把相關(guān)的知識和技能有機地融合到項目任務中去學習，這樣就可以把枯燥無味的硬件知識和大量抽象的指令系統(tǒng)分散學習，不僅使學生容易接受，更能激發(fā)學生的學習積極性和求知欲，使學生能自始至終地投入到學習中去，并能體驗學習的快樂，從而主動地獲取知識。

三、單片機有效教學的對策

筆者長期從事中職單片機的教學，做了很多單片機教學改革方面的嘗試，針對以上存在的問題，筆者認為可以采取以下幾個對策。

3.1推行項目教學模式

項目教學模式是基于傳統(tǒng)教學模式的不足與偏差而提出，它是把整個學習過程分解為一個個具體的工程或事件，設(shè)計出一個個項目教學方案，學生全部或部分獨立組織、安排學習行為，解決在完成項目中遇到的困難，從而有利于提高學生的興趣，自然能調(diào)動學習的積極性。

推行項目教學模式，重點工作是要重組教材結(jié)構(gòu)體系，打破原有章節(jié)順序，整合教學知識點，開發(fā)項目化教學內(nèi)容。依據(jù)中職單片機教學大綱要求，結(jié)合中職學生實際基礎(chǔ)，筆者開發(fā)了《單片機最小系統(tǒng)》、《流水燈》、《帶中斷的交通燈》、《電子秒表》、《PC機和單片機通訊的制作》等教學項目，將單片機結(jié)構(gòu)、并行口、中斷、定時計數(shù)、串口等硬件知識及C51編程、系統(tǒng)調(diào)試等知識點融入這幾個教學項目，內(nèi)容組織上注重由易到難，重點反復強化，難點分項目逐個突破。實踐證明，推行項目教學調(diào)動了學生學習興趣，降低了教與學的難度，增強了學生探索創(chuàng)新、提升能力的自主意識，教學效果有了顯著的提高。

3.2采用模擬仿真軟件

單片機是一名實踐性很強的課程，涉及的實例、應用、實驗很多，受實驗設(shè)備臺套數(shù)限制，以及由于通用實驗內(nèi)容與教學項目的不匹配，完全依賴實驗箱、開發(fā)板等實物進行實踐練習效果不理想，因此，采用計算機仿真軟件，達到在課堂上進行實例演示的教學效果，對于單片機教學具有重要的指導意義，Proteus是較為理想的選擇。

Proteus不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及器件，它是目前最好的仿真單片機及器件的工具之一，能進行原理圖布圖、代碼調(diào)試及單片機與電路協(xié)同仿真。用它可以設(shè)計單片機系統(tǒng)硬件，查看程序在單片機中的運行以及程序執(zhí)行的效果等等，這對學生深刻理解單片機原理，直觀地掌握單片機軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試及其仿真過程，提高學生的學習興趣，有非常大的幫助。實踐證明，使用Proteus開發(fā)環(huán)境對學生進行培訓，在不需要硬件投入的條件下，學生對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。

3.3強化實踐訓練效果

當然，再好的仿真軟件也只是將結(jié)果在計算機上模擬呈現(xiàn)，它是對實踐訓練的一個補充，而對于學生及教學來說，并沒有真實的成果展示，此前所提項目教學模式也是要圍繞一個個實際項目展開的，因此教學過程中要借助實物（如單片機開發(fā)板、制作項目板）進行實踐訓練，全面提升學生實踐操作能力、系統(tǒng)調(diào)試能力。

筆者在教學過程根據(jù)各項目的特點及現(xiàn)有教學資源，利用通用單片機開發(fā)板上完成《流水燈》、《PC機和單片機通訊的制作》項目實訓內(nèi)容，將理論教學實踐化；利用電子套件，帶領(lǐng)學生親手制作單片機最小系統(tǒng)、電子秒表、帶中斷的交通燈等，將項目教學實物化。這樣不僅能提高學生的學習主動性，更能培養(yǎng)學生實踐操作軟硬系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等能力，使學生真正理解了什么是單片機，它能做什么，我們怎么開發(fā)它，讓學生成為學習單片機的主人。

3.4重視創(chuàng)新及技能大賽

中職學生技能大賽已成為衡量學校辦學質(zhì)量、教師專業(yè)能力的重要標志。組織團隊積極參與單片機技能大賽不僅可以為學有余力的學生創(chuàng)造新的機會，選拔出優(yōu)秀選手參加省市大賽，也能為“項目教學、小組學習”教學模式提供幫助，實行以賽代練、以賽促學，也能培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作，互幫互助的意識。

四、改革評價方式

教學改革的關(guān)鍵是評價方式的改革，為此我們必須徹底改變過去那種一張紙決定學生學習好壞的評價方式，建立行之有效的評價機制，激發(fā)學習興趣。中職單片機課程應以培養(yǎng)學生實踐能力和應用能力為目的，對學生的學習評價應根據(jù)學生在整個課程學習過程中的學習態(tài)度、參與實踐教學的主動性、獨立完成實踐項目的能力等多方位進行綜合評價，充分肯定學生在學習過程中的每一個細節(jié)的成功。教師要讓學生感受自己的成功和發(fā)現(xiàn)自己的不足，促使學生在學習過程中不斷完善自我，最終實現(xiàn)“把學生培養(yǎng)成具有很強的實際操作能力和創(chuàng)新能力的實用型人才”的目標。

【參考文獻】

[1]肖洪兵.跟我學用單片機[M].北京:北京航空航天大學出版社,2002.

篇7

關(guān)鍵詞：中職教學；單片機；教學探索

單片機技術(shù)被廣泛應用于各行各業(yè)，是一種實用的智能型控制技術(shù)。單片機技術(shù)的發(fā)展極大地推動了電子技術(shù)及自動化快速發(fā)展和應用，成為當前中職教學中的重要課程。單片機應用技術(shù)是電類專業(yè)的主干專業(yè)課。但在單片機課程教學過程中，存在著教師難教、學生難學的現(xiàn)象。筆者在多年的單片機教學中不斷探索，通過自己的教學工作總結(jié)，提出一些改進的思路與對策。

一、單片機教學現(xiàn)狀

單片機技術(shù)與應用一般可分為基礎(chǔ)及綜合實踐教學兩個部分，后者的教學過程是建立在前者的知識及技能培養(yǎng)基礎(chǔ)之上的。單片機基礎(chǔ)教學一般采用先講解單片機原理，讓學生理解消化了相關(guān)原理后再做相關(guān)的實驗。單片機實訓教學一般用采項目教學，強調(diào)對已有理論知識和技能的強化和綜合應用，培養(yǎng)學生對單片機應用系統(tǒng)開發(fā)及應用的相應職業(yè)能力。

目前，中專生在單片機教學過程中存在著諸多問題：（1）教材普遍采用高職及大學的教材或是大學版的精縮版，教材編寫不合理，將硬件、軟件、編程指令語言相獨立成章，學科性過強，課程內(nèi)容比較抽象，直接導致了教師難教、學生難學的現(xiàn)實情況。（2）實驗內(nèi)容安排不合理，實驗過少，實驗內(nèi)容之間獨立性強，僅停留在認識操作過程，了解實驗效果的階段，沒有上升到應用、掌握的層面。（3）實訓項目教學普遍輕硬件，重軟件，并且職業(yè)教育特色不夠鮮明，培養(yǎng)的技能不突出，不適應中職生的實際，培養(yǎng)目標十分模糊。

二、單片機教學改革探索

1.理論教學要突破傳統(tǒng)的教學方法

單片機是一門應用性很強的課程，其理論課不適用傳統(tǒng)的講授法，理論課應與實驗課結(jié)合進行，合二為一。理論課教學要突破傳統(tǒng)教學方法，教師要用好以下幾種工具：（1）要應用好多媒體技術(shù)。課前可準備好與課程相關(guān)的生活生產(chǎn)內(nèi)容，有效擴大課程容量。通過多媒體教學圖文并茂、動靜結(jié)合的表現(xiàn)形式，極有利于學生對抽象知識的理解和感受。（2）要熟練應用計算機仿真技術(shù)。如，Protues軟件，它是目前較好的仿真單片機及器件的工具軟

件?？梢詫纹瑱C原理、工作過程這些抽象的概念形象化、具體化、Protues仿真軟件是單片機課堂教學的先進助手，它不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化，特別適用于在課堂理論教學中演示使用。（3）使用單片機開發(fā)板。目前市面上單片機開發(fā)板種類多，價格便宜，體積又小，涵蓋了單片機重要的基礎(chǔ)實驗，十分適宜在課堂中演示。與Protues軟件比較，前者仿真效果雖然好，但是其仿真效果與硬件實際效果并不完全相等。尤其在學習硬件部分時，出現(xiàn)這種情況時應該以硬件開發(fā)板演示其實際效果，不能一味使用仿真，脫離實際，要讓學生深入地掌握相應的知識。如，按鍵去抖效果，硬件驅(qū)動，定時、計數(shù)器的計數(shù)顯示應用等。

2.實驗教學要重視內(nèi)容升華，注重能力培養(yǎng)

實驗教學的改革關(guān)鍵注重實驗內(nèi)容的升華，符合中職生的實際情況?，F(xiàn)行的實驗課有的實驗內(nèi)容過于單一，有的實驗內(nèi)容本身難度大，學生難以理解，最終學生只要按照實驗步驟操作都可以做出效果。這樣使充滿探索性質(zhì)的實驗變成了簡單操作觀察理解的流水線式操作，導致學生對實驗缺乏探索的熱情。實驗內(nèi)容的升華則需要教師深入挖掘其內(nèi)在的探索點，創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置疑問，激發(fā)學生的興趣，讓學生能夠帶著問題觀察思考，提高學生的分析能力和處理問題的能力。實驗教學要注重學生能力的培養(yǎng)，并將職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)融入每一次實驗教學過程中。

首先，對于每一個實驗可以把它深化，可分為以下三個層次。（1）驗證性實驗：在已知結(jié)果的情況下實驗，按照實驗步驟按部就班地進行操作。（2）設(shè)計性實驗：針對實驗的各個環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置問題，讓學生勤于觀察實驗現(xiàn)象，分析問題，總結(jié)問題。（3）應用性實驗：根據(jù)實驗總結(jié)的問題在一定程度上能夠擴展應用。第一層次的驗證性實驗是必不可少的，這一部分是對相應理論課上的知識點進行驗證，通過感觀性強的實驗效果加強對知識點的認知。同時通過這一基礎(chǔ)訓練，為下一階段的探索應用打下堅實的基礎(chǔ)。第二層次的實驗內(nèi)容需要教師充分的備課、精心設(shè)計，給出實驗的探索方向，學生通過對實驗的探索，提高觀察能力及分析能力。第三層次中，在教師的引導下，可以把班級學生分為若干組，每組選擇一個應用范圍，在一定的時間內(nèi)完成。其目的是充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學生的協(xié)調(diào)能力及合作精神。也是為了學生由單片機基礎(chǔ)向單片機綜合項目學習過渡，為后續(xù)課程打下堅

實基礎(chǔ)。

其次，重視實驗報告及實驗小結(jié)。書寫實驗報告也是很重要的一項基本技能訓練。它既是一次實驗總結(jié)，更是一個初步培養(yǎng)和訓練學生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達能力的過程。這些能力是職業(yè)素質(zhì)重要的組成部分。因此，參加實驗的學生都應認真重視并能實事求是，全面具體，簡練通順，清楚整潔地書寫完成實驗報告。

再次，做好實驗小結(jié)和反饋，啟發(fā)學生自我評價。實驗結(jié)束前，教師還要對整體學生的實驗情況進行評價反饋?？梢杂脦追昼姇r間讓一些在各實驗環(huán)節(jié)都操作合格且明確實驗步驟和實驗目的、科學掌握了實驗技能的學生簡單發(fā)表心得體會。也可以讓一些實驗效果不理想的學生總結(jié)經(jīng)驗教訓。無論是哪種情況，教師都要給予積極的評價和鼓勵，強調(diào)學習是一個發(fā)現(xiàn)的過程，鼓勵學生動手操作實驗，不要怕失敗，在快樂的學習過程中獲取知識、習得能力，養(yǎng)成職業(yè)素養(yǎng)。

3.實訓教學改革探索

實訓教學的有效展開能使學生增強知識和能力的應用性和職業(yè)崗位的針對性，通過實訓要增加學生的實踐經(jīng)驗及全面增強其職業(yè)素質(zhì)。實訓目標定位要符合區(qū)域、企業(yè)等實際需求。實訓過程要以行動為導向，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)，增加模擬行業(yè)企業(yè)實際崗位的工作過程。

首先，要推進學校與企業(yè)的合作。學校可牽頭組織專業(yè)骨干教師深入企業(yè)，對課程相關(guān)的工作崗位進行調(diào)研分析，了解企業(yè)對單片機應用技術(shù)技能人才的需求，選取合適的實訓內(nèi)容。根據(jù)實訓項目內(nèi)容使學校的實訓課與企業(yè)環(huán)境相結(jié)合，教師與企業(yè)工程技術(shù)人員要密切聯(lián)系，提升教師自身的技能，在教學中實現(xiàn)專業(yè)課程融入產(chǎn)業(yè)，貼近實際。

其次，采用以行動為導向的教學模式。實訓內(nèi)容應包含工作項目、工作任務、技能目標、職業(yè)素質(zhì)及評價標準。教師下達項目任務單，模擬工作崗位，讓學生在學校的學習過程如同在工作崗位的工作過程。縮小學生對企業(yè)的工作條件、設(shè)備及工作環(huán)境之間認識上的差距。

再次，注重職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。實訓中重視培養(yǎng)學生的歸納總結(jié)和語言表達能力，可以通過實訓總結(jié)、功能演示、制作使用說明文檔、答辯等形式，提高學生的專業(yè)能力、社會能力、方法能力等相應的職業(yè)素質(zhì)。

作為中等職業(yè)教育教師的一員，面對教學實踐性強的單片機課程，要清醒地認識到傳統(tǒng)的教學方法不能適應職業(yè)教育的教學要求，單片機教學改革勢在必行。在教學改革中，應該不斷地拓展教師自身的知識面，提高實踐技能。在教學實踐中，教師要勇于突破傳統(tǒng)單一的教學模式，努力走實踐之路，充分發(fā)揮教學的積極性，以培養(yǎng)學生能力、提高職業(yè)素質(zhì)為目標，不斷探索創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]張玉臣.職業(yè)教育三環(huán)節(jié)教學模式.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[2]孔維功.C51單片機編程與應用.北京：電子工業(yè)出版社，2001.

[3]人力資源和社會保障部高技能培訓聯(lián)合委員會.推進校企合作工作指導手冊.北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

篇8

隨著單片機技術(shù)的迅猛發(fā)展,單片機的應用領(lǐng)域也越來越廣泛,特別是工業(yè)自動化控制、通信、儀器儀表的智能化及我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€領(lǐng)域都得到廣泛的應用。作為工科類專業(yè)的學生,怎樣學好《單片機原理》這門專業(yè)基礎(chǔ)課,作為教師,怎樣通過《單片機原理》課程的學習及《單片機課程設(shè)計》來培養(yǎng)在校大學生理論聯(lián)系實際、敢于動手、善于動手和獨立自主解決實際問題的實踐能力,一直是教育工作者探索的課題。由于這門課程自身的特點和教學目標,實踐動手能力的培養(yǎng)非常關(guān)鍵。在實際教學中,我們采用了《單片機課程設(shè)計》的教學模式, 激發(fā)學生的學習積極性,并對實驗內(nèi)容進行教學改革,引導、鼓勵學生積極參加各類競賽,著力培養(yǎng)學生的實踐能力、科研能力及創(chuàng)新能力。

2、利用單片機課程特點,為學生創(chuàng)建一個實踐與創(chuàng)新的學習平臺

“單片機原理及應用”課程是一門技術(shù)性、應用性極強的學科。歷年來的全國大學生競賽試題（電子類）都幾乎會汲及到單片機技術(shù)的靈活運用。而實驗與課程設(shè)計又是一個極為重要的環(huán)節(jié)。我們將實驗課與課程設(shè)計有機地結(jié)合起來,首先做一定數(shù)量的驗證性實驗,讓學生充分掌握單片機的基本原理、指令系統(tǒng)、接口技術(shù),使其具備初步的單片機硬件設(shè)計、軟件開發(fā)能力基礎(chǔ)上,才進行綜合性實驗,在綜合性、設(shè)計性實驗做得得心應手的時候,再進行課程設(shè)計。單片機課程設(shè)計是一個十分重要的環(huán)節(jié),它包括單片機軟件設(shè)計、硬件設(shè)計,調(diào)試等實踐內(nèi)容。通過這些環(huán)節(jié)的實踐、教學,可以充分調(diào)動學生的主觀能動性,實現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化。這樣,學生通過實踐、實戰(zhàn),一步步深入,當學生們將每個實驗內(nèi)容完成、理解、吃透后,就會有能力提升到一個新的高度：獨立、高效、有創(chuàng)造性地去開發(fā)新的項目。這樣,就能很好地、充分地利用實驗課及課程設(shè)計為學生構(gòu)造一個實踐與創(chuàng)新的學習平臺（如圖1）。同時又為他們將來參加各類競賽做了很好的鋪墊。

3、對實驗內(nèi)容進行教學改革,提高開發(fā)效率,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、適應能力強、實踐能力強的高素質(zhì)人才

3.1 改用C語言作為開發(fā)單片機的主流語言

以前,我們進行實驗時主要是以匯編語言為主。因為匯編語言能直接操作計算機的硬件,學習匯編語言能幫助我們?nèi)チ私鈫纹瑱C的硬件構(gòu)造,當然同學們必須掌握匯編語言的基本方法。但采用匯編語言編寫單片機應用系統(tǒng)程序所花的時間長,且調(diào)試及排除錯誤亦比較困難。為提高編制計算機系統(tǒng)和應用程序的效率,適應社會競爭的需要,改善程序的可讀性和可移植性,我們在要求學生了解匯編語言的基礎(chǔ)上改用了高級語言編程,用C語言作為開發(fā)單片機的主流語言。要求學生用C語言來編寫目標系統(tǒng)軟件,這樣就會縮短開發(fā)周期,增加軟件的可讀性,便于改進和擴充,同時,亦方便學生將C語言編寫的程序很容易在不同類型的計算機之間移植。

3.2 采用Keil C51 Windows集成開發(fā)軟件及51MCU DEMO試驗板作開發(fā)平臺

我們采用了Keil C51 Windows集成開發(fā)軟件及51MCU DEMO試驗板作學生學習單片機技術(shù)的開發(fā)平臺。Keil C51是德國Keil公司開發(fā)的基于Windows平臺的單片機集成開發(fā)環(huán)境,可以講是目前世界上最優(yōu)秀、最強大的51單片機開發(fā)應用平臺之一。它包含一個高效的編譯器、一個項目管理器和一個MAKE工具。它集編輯、編譯、仿真于一體,支持匯編、PL/M語言和C語言的程序設(shè)計,界面友好,易學、易用。特別是,它內(nèi)嵌的仿真調(diào)試軟件可以讓學生采用模擬仿真和實時在線仿真兩種方式對目標系統(tǒng)進行開發(fā),而且學生在軟件仿真時,不但可以隨時模擬單片機的I/O口、定時器、中斷之外,甚至還可以仿真單片機的串行通信。而51MCU DEMO試驗板功能強大、用途廣泛,它集與PC機通信的電平轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動字符液晶及點陣圖形液晶接口、行列式鍵盤、音響實驗電路、中斷實驗電路、I2C總線、DIP開關(guān)、程序的ISP在線下載接口等于一體的51單片機開發(fā)板。學生除了能在其上進行一般的驗證性、綜合性實驗外,還可以學習開發(fā)、設(shè)計較高級的智能化、應用型實驗項目如：單片機與PC機的遠程交互通信、單片機在線編程控制等。

3.3 開好（重視）綜合性、設(shè)計性實驗,強調(diào)學生自己動手完成實驗的全過程

在確立了開發(fā)語言及實驗平臺搭建好后,強調(diào)學生必須認真對待每一個綜合性、設(shè)計性實驗。在選題時要求學生結(jié)合理論課及平時的資料收集,自己確定題目。自己分析、設(shè)計、自己動手編程、調(diào)試安裝,并最后完成一個單片機應用系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。強調(diào)學生自己動手的目的是使學生在設(shè)計過程中,通過查閱資料、確定方案、軟硬件設(shè)計及調(diào)試和撰寫設(shè)計說明書等,從而對單片機應用系統(tǒng)的設(shè)計過程得到一次全面的實踐訓練,從而使學生獲得單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的基本知識和基本技能,進一步強化學生的動手能力和應用能力的培養(yǎng),為以后參加種類比賽及將來去設(shè)計和實現(xiàn)單片機應用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

4、課程設(shè)計典型案例分析

4.1 課程設(shè)計目的

單片機技術(shù)是一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程,要求通過理論教學和實驗、課程設(shè)計等實踐性教學環(huán)節(jié),使學生能在理論的指導下,主要依靠實踐活動,設(shè)計出一個小型單片機應用系統(tǒng)。課程設(shè)計目的是使學生增進對單片機的感性認識,加深對單片機理論方面的理解,掌握單片機內(nèi)部功能模塊的應用,如：定時器/計數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口等,熟悉單片機應用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程、方法及實現(xiàn),為以后設(shè)計和實現(xiàn)單片機應用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。同時,樹立嚴謹?shù)目茖W作風,培養(yǎng)學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。學生通過單片機軟硬件設(shè)計、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié),初步掌握工程設(shè)計方法和組織實踐的基本技能,逐步熟悉開展科學實踐的程序和方法。

4.2 課程設(shè)計要求

要求學生獨立完成課題設(shè)計,掌握單片機應用系統(tǒng)設(shè)計方法；完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計及調(diào)試工作；在課程設(shè)計中要注重培養(yǎng)工程質(zhì)量意識,并寫出課程設(shè)計報告；通過查閱手冊和有關(guān)文獻資料培養(yǎng)學生獨立分析和解決實際問題的能力；通過實際電路方案的分析比較、器件的選取、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié),掌握單片機應用系統(tǒng)的分析方法和工程設(shè)計方法；掌握常用儀器設(shè)備實驗仿真開發(fā)系統(tǒng)的使用方法,學會實驗調(diào)試,提高動手能力；綜合應用課程中學到的理論知識去獨立完成一個設(shè)計任務；培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

4.3 單片機課程設(shè)計總學時安排

單片機課程設(shè)計總學時為18學時,安排學生每天用2學時進行課程設(shè)計,具體安排見（表1）同時還安排專門的老師作指導。包括對學生所選課題的深入分析,對實施方案的探討,對學生所擬定的總體設(shè)計方案進行認真研究、論證,以避免定稿后才發(fā)現(xiàn)方案上的疏忽,造成開發(fā)進程的延誤。

4．4 課程設(shè)計實例

4. 4. 1 實驗題目：單片機與PC機的通信實驗

系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境： 采用MCS-51單片機軟件Kei C51及51MCU DEMO試驗板作開發(fā)主平臺；采用C語言作為開發(fā)單片機的主流語言

實驗所需器材：并口下載器、16×2字符液晶顯示模組、128×64點陣圖形液晶顯示模組、5V高穩(wěn)壓電源、一臺PC機

實現(xiàn)方法探討： PC機發(fā)送一個字符給單片機,單片機收到后即在個位、十位數(shù)碼管上進行顯示,同時將其回發(fā)給單片機。要求：單片機收到PC機發(fā)來的信號后用串口中斷方式處理,而單片機回發(fā)給PC機時用查詢方式。

4. 4. 2 MCS-51單片機軟件Kei C51的開發(fā)過程

1）開發(fā)的全過程的過程,請見圖2。

2）單片機C源程序清單

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar code SEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

uchar code ACT[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};

/*************************************************************/

uchar code as[]=" Receving Data:\0";

uchar a=0x30,b;

//****************************************************

void init(void)

{

TMOD=0x20;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

SCON=0x50;

TR1=1;

ES=1;

EA=1;

}

//************************

void delay(uint k)

{

uint data i,j;

for(i=0;i

{

for(j=0;j

}

//**************************************

void main(void)

{ uchar i;

init();

while(1)

{

P0=SEG7[(a-0x30)/10];

P2=ACT[1];

delay(1);

P0=SEG7[(a-0x30)%10];

P2=ACT[0];

delay(1);

if(RI)

{

RI=0;i=0;

while(as[i]!='\0'){SBUF=as[i];while(!TI);TI=0;i++;}

SBUF=b;while(!TI);TI=0;

EA=1;

}

}

}

//*****************************************

void serial_serve(void) interrupt 4 ;

{

a=SBUF;

b=a;

EA=0;

}

5、引導、鼓勵學生積極參加各類競賽培養(yǎng)學生科研、創(chuàng)新能力

學生通過理論與實踐結(jié)合,通過單片機課程設(shè)計后,已經(jīng)掌握了一定的分析問題與解決實際問題的能力,在有了單片機課程設(shè)計的經(jīng)驗和掌握了技術(shù)知識及具有了實際操作能力的的基礎(chǔ)上,老師再去有的放矢地引導、鼓勵學生積極參加各類競賽、全國“跳戰(zhàn)杯”、廣東省的軟件大賽等,通過競賽努力去培養(yǎng)學生的科研能力與創(chuàng)新能力。為學生們畢業(yè)后找工作打下良好的基礎(chǔ)。實踐證明：《單片機課程設(shè)計》做得好,參加過各種類競賽、參加過學校學生科研立項,廣東省大學生創(chuàng)新實驗立項、做過大量項目的學生,畢業(yè)后都能找到好工作,都會受到用人單位的熱烈歡迎,都會成為單位的重要的技術(shù)人才。

6． 結(jié)論

通過“單片機課程設(shè)計”,使學生初步掌握了單片機系統(tǒng)的設(shè)計方法,并使學生得到了對項目開發(fā)及應用方面的初步訓練。懂得了如何去開發(fā)一個項目：從總體方案的初步設(shè)計、編程、軟件硬件調(diào)試、編寫設(shè)計報告、系統(tǒng)使用說明書,到系統(tǒng)功能的最終實現(xiàn)的全過程。真正做到理論聯(lián)系實際,提高了學生的動手能力和分析問題與解決問題的能力及創(chuàng)新能力,體現(xiàn)了由理論知識的學習到理論知識的實際應用的過渡過程。實踐證明,經(jīng)過這樣循序漸進的學習學生的動手能力、實踐能力及創(chuàng)新能力普遍得到極大地提高。

參考文獻：

［1］張志良.單片機原理與控制[M].北京：機電工業(yè)出版社,2002.

篇9

關(guān)鍵詞：教學方法；單片機；項目選?。籔roteus

中圖分類號：TP368文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)13-3208-02

The College Teaching Method on MCU

GAO Long1, ZHENG Fen2

(1. Dongguan Polytechnic, Dongguan 523808, China; 2. Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China)

Abstract: According to the objectives of education and the characteristics of college students, it's carry out teaching activities of MCU. Practice has proved that selecting high quality projects and rationally using simulation software, students can better learn the MCU software and hardware knowledge in the teaching process.

Key words: teaching method; MCU; project selection; proteus

高校教育培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)創(chuàng)新人才，如何使學生將理論與實踐技能有機結(jié)合，在學習好理論知識的同時提高操作技能，是我們在教學中不斷學習和探析的目標。單片機課程是電子信息工程以及機電一體化等專業(yè)必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性與實踐性都很強的課程，如何激發(fā)學生學習的興趣，使學生真正快捷的掌握單片機知識，下面談談筆者在單片機教學過程的體會。

1 注重課題的引入

單片機的第一課，給學生演示單片機控制系統(tǒng)，演示最基礎(chǔ)的流水燈控制，使學生能聯(lián)想到街道上的霓虹燈、交通燈、廣告牌等等。直觀的演示并告訴學生在學習單片機的過程中每個人都可以實現(xiàn)這樣的系統(tǒng)，容易激發(fā)學生學習單片機的積極性，樹立學生學習單片機的自信心。筆者在上第一次課就拿親手制作的一款單片機實驗板以及曾在企業(yè)中開發(fā)的一個單片機控制系統(tǒng)作為展示，在激發(fā)學生學習興趣以取得了不錯的效果。

2 充分調(diào)動學生喜歡動手的興趣

學生一般來說不擅長抽象思維，對于理論知識的學習缺乏興趣，學習能力有一定的欠缺，但是他們形象思維能力要強于抽象思維，即對實際操作的接受能力要強于對純粹理論的接受能力，所以在單片機的教學中適當增加有關(guān)的單片機硬件設(shè)計是非常必要的。當然，目前許多高校都已經(jīng)擁有了相關(guān)的單片機實驗模塊，供學生學習。運用實驗模塊的確可以快捷方便地進行操作，但僅僅是學會操作還遠遠不夠，實驗模塊最大的缺點是不能進行硬件設(shè)計，眾所周知，單片機硬件和軟件不分家，所以運用實驗模塊還是有一定的局限性而學生親自動手焊接調(diào)試一個系統(tǒng)可以有效的加深對知識的理解。初期此系統(tǒng)不宜太復雜，建議采用單片機常見的接口電路，如：數(shù)碼管顯示電路，鍵盤電路、LED控制電路、串口通信電路等等。在焊接之前，鼓勵學生多去查閱相關(guān)資料，當學生親手完成了項目的設(shè)計與制作，看到實際效果時會充滿了喜悅和成就感，這會激發(fā)學生的創(chuàng)造性，另外，系統(tǒng)調(diào)試成功后此系統(tǒng)亦可作為學習軟件指令驗證之用，學生邊做邊學，不斷進步。表1是首次要求學生在規(guī)定時間內(nèi)設(shè)計完成單片機開發(fā)板的情況。待學生具備一定的知識能力時，教師可只提出一個設(shè)計的范圍要求，鼓勵學生大膽思考和創(chuàng)新，設(shè)計出新穎的作品。經(jīng)歷一學期的摸索，在電子系舉辦的第一屆智能電子設(shè)計競賽中，同學們參加的熱情高漲，不少同學都交出了以單片機為平臺質(zhì)量很高的作品。實踐證明，通過硬件設(shè)計可以有效的激發(fā)學生學習單片機的積極性。

3 選取優(yōu)質(zhì)的項目來驅(qū)動教學

在教學過程中將理論教學與單片機項目教學融為一體，本著單片機理論知識必需、夠用，實踐技能實用、善用的原則，向著強化學生應用能力的培養(yǎng)方向努力。采用任務驅(qū)動式教學方法，選取優(yōu)質(zhì)的項目。首先，項目的選取不易過難、過大。既要考慮實際的應用性又要考慮學生的接受能力。以學生跳一跳能夠得上為原則。項目過大過難會讓學生失去信心和動力，有畏難情緒。其次．要充分分析單片機技術(shù)所含的知識點，每個項目應包含一個或一類知識點，把教學內(nèi)容和教學目標與一個個小的具體項目結(jié)合。教師的教學與學生的學習都是圍繞著項目的具體實現(xiàn)來完成。下面的9個項目就分別包含了單片機的“I/O口的應用”、 “定時器/計數(shù)器”、“中斷系統(tǒng)”、“串行通信”、“A/D轉(zhuǎn)換”、“D/A轉(zhuǎn)換”等知識點，將匯編指令和軟件編程融人到項目中，項目完成后進行知識點的梳理，使學生避免了對枯燥的理論知識的單獨學習。

1) 單個發(fā)光二極管的點亮及閃爍；

2) 多彩流水燈按照不同規(guī)律的點亮；

3) 單個數(shù)碼管的顯示控制；

4) 簡易交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計；

5) 模擬洗衣機的設(shè)計；

6) 簡單計算器的設(shè)計；

7) PC控制發(fā)光二極管的點亮；

8) 簡單波形發(fā)生器的設(shè)計；

9) 數(shù)字溫度計。

4 積極合理的應用Proteus軟件學習單片機

Proteus軟件支持許多通用的微控制器，如PCI、AVR、HC11以及8051；包含強大的調(diào)試工具，具有對寄存器和存儲器，斷點和單步模式IAR C-SPY、Keil、MALAB等開發(fā)工具的源程序進行調(diào)試的功能；能夠觀察代碼在仿真硬件上的實時運行效果、對顯示、按鈕、鍵盤等外設(shè)的交互可視化進行仿真；具有6000多種模擬和數(shù)字器件的模型庫；具有單步斷點設(shè)置等調(diào)試功能；能夠與常用的匯編器、編譯器如IAR、Keil、Proton等協(xié)同調(diào)試；有直流電流表/電壓表、交流電壓表/電流表、示波器邏輯分析儀、計數(shù)/按時/頻率計虛擬終端、SPI調(diào)試器等虛擬儀器，以仿真中的測量記錄提供了方便；支持圖形化的分析功能，具有頻率特性、傅立葉、失真、噪聲分析等多種繪圖方式、可將仿真曲線精美地繪制出來。

第一，在項目教學中，充分運用仿真技術(shù)，學生可以直接觀察仿真的結(jié)果，進行程序的更改，學生可以觀察程序中相關(guān)寄存器的變化、變量值的變化和PC指針的變化情況；在仿真調(diào)試過程中，有時教師還應故意設(shè)置一些障礙，讓學生去觀察程序運行時發(fā)生的不同現(xiàn)象，以加深對語法現(xiàn)象的理解，提高程序設(shè)計的技術(shù)水平；第二，有計算機的學生在課下就有充分的時間去設(shè)計電路和編制程序，在完成軟件仿真測試后，學生可以在萬能板上進行硬件電路板的制作、測試或是制作出自己設(shè)計的產(chǎn)品。軟硬件結(jié)合，激發(fā)了學生的學習興趣，鍛煉了學生的動手能力。另一方面引入仿真技術(shù)，變革了電子產(chǎn)品的設(shè)計過程，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，節(jié)約了產(chǎn)品的成本。實踐證明，使用Proteus仿真設(shè)計后安裝的產(chǎn)品．只要安裝正確、元器件無誤、工藝良好，基本都能順利完成。圖1是模擬交通燈的仿真圖（單片機最小系統(tǒng)沒有包含在內(nèi)），能準確的模擬現(xiàn)實中路口的交通燈狀態(tài)。

5 總結(jié)

要進一步提高單片機的教學質(zhì)量，一方面需要教師不斷提高自身修為，經(jīng)常參加實踐活動；另一方面在教學活動中，更要靈活應用教學方法，充分挖掘?qū)W生的潛力。培養(yǎng)學生興趣,引導學生自己動手、動腦，以達到使學生主動學習的目的。實踐證明，上述方法對單片機的教學起到了積極的作用。

參考文獻：

[1] 王文寧.單片機項目教學中的8個環(huán)節(jié)[M].福建電腦,2008(12):199.

[2] 李淑萍.單片機教學方法探析[J].機械職業(yè)教育,2003(12):26.

篇10

關(guān)鍵詞：應用型人才；實驗室建設(shè)；實踐中心

我院是在我國高等教育進入大眾化階段以后，于2003年經(jīng)教育部批準，由大連理工大學與企業(yè)共同投資建立的獨立學院，目前已經(jīng)發(fā)展成有9 000余名全日制在校本科大學生的學院，其中IT類專業(yè)在讀本科學生為4 500多人，所設(shè)置的IT類專業(yè)包括計算機科學與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子信息工程、自動化等。學院的辦學宗旨為：面向?qū)W生，服務社會，培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才。從2004年開始，學院利用自籌資金規(guī)劃和建設(shè)IT實踐中心，滿足培養(yǎng)IT類應用型人才的需要。經(jīng)過6年多的努力，完成設(shè)備投資1 800余萬元，建成具有36個實驗和實訓室的IT實踐中心，形成了設(shè)備先進、門類齊全，能很好地滿足實驗、實訓、科技創(chuàng)新需要的實踐平臺。

1 IT實踐中心的建設(shè)目標與構(gòu)思

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，需要大量的應用型和創(chuàng)新型人才。獨立學院一般定位在培養(yǎng)高素質(zhì)的應用型人才[1]，實踐平臺的建設(shè)和實踐教學在人才培養(yǎng)工作中占有重要的地位[2]。不同于一些研究型重點大學，獨立學院一般要靠自籌資金建設(shè)實驗室，實驗室所占的空間也受到一定的制約。如何在資金和空間有限的情況下，建設(shè)滿足培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型人才的要求，同時又具有特色的高水平實踐平臺，是獨立學院發(fā)展中的重要課題[3]。公辦大學按多層次建設(shè)實驗平臺已有一些成功的經(jīng)驗可以借鑒[4]，但是，作為獨立學院，如果完全照搬其經(jīng)驗必然受到資金的困擾并出現(xiàn)一些重復性的建設(shè)，同時也不能突出應用人才培養(yǎng)實踐平臺的特色。

經(jīng)過廣泛的調(diào)查研究和充分論證，我院IT實踐中心的建設(shè)確立了“統(tǒng)一規(guī)劃、節(jié)省資金和空間、兼顧實驗實訓和創(chuàng)新”的思路。根據(jù)學生的培養(yǎng)目標，IT實踐中心的定位是充分滿足學院計算機科學與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子信息工程、自動化專業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才需要，具有支撐上述專業(yè)的課程實驗、專業(yè)實踐與實訓教學、大學生科技創(chuàng)新活動的實踐平臺。

2 公共實驗平臺的建設(shè)

公共實驗平臺是指能滿足我院計算機科學與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子信息工程、自動化各專業(yè)實驗實踐共同需要，或者是綜合運用不同專業(yè)技術(shù)的實驗平臺。被列入我院公共實踐平臺的實驗室包括：電子技術(shù)實驗室、微機系統(tǒng)與接口實驗室、嵌入式系統(tǒng)實驗室。

2.1 電子技術(shù)實驗室建設(shè)方案

我院電子技術(shù)實驗室的功能定位是能夠完成電路、模擬電子電路、數(shù)字電路、EDA的課程實驗，同時又能實現(xiàn)綜合電路設(shè)計及電子設(shè)計與制作創(chuàng)新的實驗實踐平臺。與一些院校采用針對電路、模擬電子電路、數(shù)字電路、EDA課程分別設(shè)置實驗室不同，我院設(shè)置了8個相同的電子技術(shù)實驗室，同時滿足電路、模擬電子電路、數(shù)字電路的實驗教學要求。

每個電子技術(shù)實驗室配備了32套設(shè)備，每套設(shè)備包括電子技術(shù)實驗箱、雙路可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、雙蹤示波器、多功能信號發(fā)生器、交流毫伏表、數(shù)字萬用表。其中電子技術(shù)實驗箱是按我院提出的方案，由湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司特殊生產(chǎn)制作的產(chǎn)品，它綜合考慮了各門課程實驗的需要，能滿足電路、模擬電子電路、數(shù)字電路實驗的要求，而且還配有EDA板，插到實驗箱上再配上個人計算機可以進行EAD方面的實驗。利用該實驗箱可以任意搭接模擬電子電路、數(shù)字電路及模擬與數(shù)字混合電路，與PCB板制作設(shè)備配合可以完成綜合電子設(shè)計和電子制作創(chuàng)新設(shè)計。

實踐證明，電子技術(shù)實驗室的這種建設(shè)方案既滿足了實驗室功能定位的要求，又節(jié)省了資金和空間，而且便于管理和排課，為學院電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路的教學改革提供了有力支撐[5]。

2.2 微機系統(tǒng)與接口實驗室建設(shè)方案

微機系統(tǒng)與接口實驗室的功能定位是能滿足基于X86的微機原理課程實驗、MCS-51單片機原理及應用課程實驗、單片機設(shè)計與開發(fā)的創(chuàng)新實踐的平臺。

我院設(shè)置了3個微機系統(tǒng)與接口實驗室，每個實驗室裝備了32套實驗箱和個人計算機。為了滿足基于X86的微機原理和MCS-51單片機系統(tǒng)的兩類實驗教學需要，實驗箱選擇了啟東計算機廠有限公司生產(chǎn)的DVCC-5286NJH單片機微機仿真實驗系統(tǒng)，該實驗箱配備有8086和89C51雙CPU板，在做微機原理實驗時插上8086 CPU板，而在做單片機實驗室時使用89C51 CPU板。此外，為了適應單片機應用設(shè)計與創(chuàng)新實踐的需要，實驗室還配備了單片機開發(fā)板，學生可以設(shè)計和開發(fā)各種單片機應用系統(tǒng)。

2.3 嵌入式系統(tǒng)實驗室建設(shè)方案

嵌入式系統(tǒng)是近年來計算機應用的熱點，也是大學生科技創(chuàng)新最活躍的領(lǐng)域，我院把嵌入式系統(tǒng)實驗室作為重點實驗室進行建設(shè)。從培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)實用型和應用創(chuàng)新型人才的角度出發(fā)，實驗室的功能定位于滿足嵌入式系統(tǒng)課程實驗、實訓教學以及科技創(chuàng)新項目的開發(fā)需要。實驗室的硬件平臺由“嵌入式系統(tǒng)實驗箱+個人計算機+擴展模塊+控制對象模型”構(gòu)成。