導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；開(kāi)發(fā)板；ISP

中圖分類(lèi)號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(jī)是目前主流的8位單片機(jī)之一[1]，但由于它的硬件能力有限，本文設(shè)計(jì)了一種單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，綜合了當(dāng)下流行的單片機(jī)接口電路，很好地?cái)U(kuò)充了MCS－51單片機(jī)的功能。

二、系統(tǒng)主要組成及開(kāi)發(fā)平臺(tái)

該系統(tǒng)的組成部分的核心是AT89S52單片機(jī)芯片，同時(shí)擴(kuò)展了一塊RAM6264，并口8155，同時(shí)擴(kuò)充了DAC0832和TLC0832作為AD/DA轉(zhuǎn)換電路，在此基礎(chǔ)上還擴(kuò)充有FM12864中文液晶圖形模塊接口電路、DS18B20溫度傳感檢測(cè)電路，DS1302時(shí)鐘顯示芯片接口，X5045看門(mén)狗接口電路，另外將鍵盤(pán)和數(shù)碼管顯示作為獨(dú)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(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)楹和電腦的雙機(jī)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(jī)口具有8KB的FLASH[2]，通過(guò)提供的ISP在線(xiàn)下載線(xiàn)可以現(xiàn)場(chǎng)仿真而無(wú)須專(zhuān)門(mén)的燒寫(xiě)器即可以將目標(biāo)程序下載到CPU中，在51 MCU_SYSTEM中就可以觀察到程序的運(yùn)行情況。本文所使用的開(kāi)發(fā)工具為µVision2集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)[3]，包含一個(gè)高效的編輯器、一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè)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(biāo)代碼到HEX轉(zhuǎn)換器。

三、系統(tǒng)主要硬件設(shè)計(jì)

（一）單片機(jī)部分

CPU采用的是AT89S5X系列的單片機(jī)，同時(shí)兼容飛利浦P89系列的單片機(jī)，在本系統(tǒng)是單片機(jī)上的EA接的是高電平，表示對(duì)ROM的讀寫(xiě)從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并且可以延至外部存儲(chǔ)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(jī)部分電路設(shè)計(jì)

（二）8155部分

在本系統(tǒng)中采用8155實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)展。8155不僅具有兩個(gè)8位的I/O端口A、B口和一個(gè)6位的I/O端口C口，而且還可以提供256個(gè)字節(jié)的靜態(tài)RAM存儲(chǔ)器和一個(gè)14位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。8155和單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)單，目前被廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)用一片73LS138實(shí)現(xiàn)8155、6264等芯片的片選。

圖2.8155接口電路設(shè)計(jì)

（三）DAC0832部分

DAC0832是8位D/A轉(zhuǎn)換器，，轉(zhuǎn)換結(jié)果為一對(duì)差動(dòng)電流輸出，轉(zhuǎn)換時(shí)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(guò)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(gè)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(duì)TLC0832的控制需要3根I/O口線(xiàn)，可以從單片機(jī)及8155接入。

圖4.TLC0832接口電路

（五）X5045接口電路

復(fù)位電路采用了帶I2C的監(jiān)控芯片X5045，上電即可復(fù)位[5]，電路如圖5所示。另外8155設(shè)置了獨(dú)立的復(fù)位方式以彌補(bǔ)和51單片機(jī)的復(fù)位不同步缺點(diǎn)。

圖5.看門(mén)狗接口電路

（六）鍵盤(pán)接口電路

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常應(yīng)具有人機(jī)對(duì)話(huà)功能能隨時(shí)發(fā)出各種控制指令和數(shù)據(jù)輸入以及報(bào)告應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果。本文所采用的是獨(dú)立式鍵盤(pán)，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(pán)顯示均比較靈活，提供了專(zhuān)門(mén)的I/O接口，可以用8155來(lái)控制，也可以用單片機(jī)來(lái)控制。開(kāi)發(fā)板支持4位七段示LED數(shù)碼顯示器。

四、結(jié)束語(yǔ)

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(jì)等方面未能介紹。本文設(shè)計(jì)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板在實(shí)際中發(fā)揮了重要作用，適合于單片機(jī)學(xué)習(xí)者及簡(jiǎn)單的工程應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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

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[3]趙亮.單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例[M].人民郵電出版社,2003

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

[5]X5045 Datasheet.Intersil inc.2006

篇2

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 教學(xué)改革 單片機(jī)開(kāi)發(fā)板 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

0 引言

單片機(jī)因體積小、功能強(qiáng)、可靠性高和價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，已滲入到人們工作和生活的各個(gè)角落，應(yīng)用前景廣闊[1]。目前多數(shù)高職院校的機(jī)械專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了單片機(jī)課程，但大多院校的教學(xué)思路仍然借鑒本科先基礎(chǔ)后應(yīng)用的常規(guī)教學(xué)模式，理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合較少。對(duì)于高職學(xué)生，課程入門(mén)比較困難，知識(shí)不易掌握，實(shí)際應(yīng)用較少，學(xué)習(xí)興趣不高，該課程的實(shí)際教學(xué)效果并不理想。因此，單片機(jī)的教學(xué)模式亟需改革，改變?cè)瓉?lái)以知識(shí)傳授為目標(biāo)的教學(xué)方式，要理論與實(shí)踐并重，以實(shí)踐入門(mén)來(lái)吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

1 高職機(jī)械專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)存的難點(diǎn)

單片機(jī)是一門(mén)理論性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)踐性和技術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)科。要求學(xué)生掌握一定的電子電路知識(shí)，還要熟練掌握計(jì)算機(jī)的相關(guān)知識(shí)，掌握編程的思維和方法。高職學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱，對(duì)于單片機(jī)的學(xué)習(xí)有一定的困難。

1.1 對(duì)于單片機(jī)中的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和電路很難理解

學(xué)習(xí)單片機(jī)要以電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)等相關(guān)課程的理論知識(shí)為基礎(chǔ)。與電子專(zhuān)業(yè)學(xué)生不同的是，我校機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生只開(kāi)設(shè)一門(mén)電工電子課程，所有的電路、模電和數(shù)電的相關(guān)知識(shí)都集中在一門(mén)課程中講授，知識(shí)點(diǎn)多且課時(shí)量偏少，知識(shí)點(diǎn)講授較為粗淺，不能深入展開(kāi)。因此，學(xué)生對(duì)于單片機(jī)中遇到的一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和電路，如集電極開(kāi)路、上拉電阻、存儲(chǔ)器地址、D觸發(fā)器、555振蕩電路等，很難理解。這些知識(shí)都需要重新講授，且講授效果不佳。學(xué)生往往在學(xué)到單片機(jī)的硬件電路部分時(shí)，突然間覺(jué)得很難，學(xué)習(xí)的積極性下降，甚至有了厭學(xué)的情緒。

1.2 對(duì)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(jī)械專(zhuān)業(yè)大部分學(xué)生的英語(yǔ)能力比較差，遇到有英文的地方，本能地會(huì)回避，更不要說(shuō)進(jìn)行深入的研究。單片機(jī)中要求他們短時(shí)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(jué)得比較有壓力，很多學(xué)生達(dá)不到這個(gè)目標(biāo)。

匯編語(yǔ)言是一種低級(jí)語(yǔ)言，每一條匯編指令都與機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，

如果學(xué)生對(duì)于硬件結(jié)構(gòu)沒(méi)有掌握好，那么對(duì)于匯編語(yǔ)言的指令也很難完全理解。即使學(xué)生勉強(qiáng)知道每條指令的大概意思，但由于沒(méi)有充分理解其內(nèi)涵，不能做到融會(huì)貫通，常常錯(cuò)誤地運(yùn)用指令，即使在一個(gè)程序里運(yùn)用正確，可能題型改變，就做不出來(lái)了。

1.3 對(duì)于單片機(jī)的應(yīng)用比較陌生

我們?cè)趯W(xué)校的教學(xué)中，受制于課時(shí)量的不足和傳統(tǒng)教學(xué)思維和方法的限制，通常都以傳授理論知識(shí)為主，實(shí)際應(yīng)用提到的比較少。因此，出現(xiàn)一些學(xué)生直到學(xué)完這門(mén)課程，都不知道單片機(jī)能干什么。有些學(xué)生告訴老師，以前我們學(xué)過(guò)的課程，如機(jī)械制圖，很有實(shí)用性，單片機(jī)講的這么多、這么復(fù)雜，到底有什么用，我們機(jī)械專(zhuān)業(yè)為什么要學(xué)這一門(mén)課程。學(xué)生不能深入理解該門(mén)課程的實(shí)際應(yīng)用，認(rèn)為學(xué)了無(wú)用知識(shí)。

2 高職機(jī)械專(zhuān)業(yè)單片機(jī)教學(xué)改革的具體措施

學(xué)習(xí)單片機(jī)的最終目標(biāo)是能運(yùn)用單片機(jī)進(jìn)行一些項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，解決生產(chǎn)和生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題。人才市場(chǎng)需要的不是只懂理論、不懂實(shí)踐的研究型人才，而是既懂理論，又能實(shí)踐的應(yīng)用型人才。因此，單片機(jī)的改革也要以就業(yè)市場(chǎng)為導(dǎo)向，結(jié)合高職機(jī)械類(lèi)學(xué)生的特點(diǎn)，做一些針對(duì)性的調(diào)整，使學(xué)生既能學(xué)好，又能快速地適應(yīng)社會(huì)的需求。本文針對(duì)單片機(jī)課程在教學(xué)方面現(xiàn)有的種種弊端，提出了單片機(jī)課程教學(xué)改革實(shí)施的一些具體措施。

2.1 實(shí)施“項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”，理論教學(xué)緊扣實(shí)踐應(yīng)用

單片機(jī)教學(xué)應(yīng)該采用工程實(shí)際應(yīng)用課題或?qū)嵺`案例進(jìn)行教學(xué)的方法，實(shí)施“項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”，即課程教學(xué)以單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的典型實(shí)用案例進(jìn)行分析講授的一種教學(xué)方法。授課時(shí)以單片機(jī)技術(shù)“案例”演示作為引入，以實(shí)現(xiàn)“案例”為主線(xiàn)講述各相關(guān)理論知識(shí)。為鞏固理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手的能力，理論教學(xué)應(yīng)與實(shí)際“案例”實(shí)驗(yàn)教學(xué)穿行，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)充實(shí)理論內(nèi)容，使兩者融會(huì)貫通。整個(gè)教學(xué)過(guò)程的思路設(shè)計(jì)如下：

例如，在第一次上單片機(jī)的課時(shí)，就應(yīng)該給學(xué)生演示單片機(jī)的用途，如單片機(jī)驅(qū)動(dòng)流水燈、驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)字，驅(qū)動(dòng)16×16點(diǎn)陣顯示漢字，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器演奏一段鈴聲等，讓學(xué)生了解單片機(jī)的應(yīng)用，領(lǐng)略單片機(jī)的妙處，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。興趣對(duì)一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)一門(mén)課程很重要，如果學(xué)生對(duì)某門(mén)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(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用，如單片機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED的亮滅，通過(guò)仿真軟件，當(dāng)堂給學(xué)生畫(huà)電路圖，編寫(xiě)軟件，使學(xué)生感到單片機(jī)并不是很難，自己也可以學(xué)會(huì)，打消他學(xué)不好的顧慮。后面每次課都以項(xiàng)目任務(wù)為導(dǎo)向，每次課時(shí)可以先將我們要實(shí)現(xiàn)的功能給學(xué)生演示一遍，然后告訴學(xué)生我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的思路是什么，我們要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，需要學(xué)習(xí)哪些基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生有一個(gè)清晰的概況和熱切學(xué)習(xí)的期盼。下表為四個(gè)常用的典型項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)置：

每個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)都要以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向，讓學(xué)生感覺(jué)到能學(xué)以致用。任務(wù)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循由淺到深、循序漸進(jìn)的手法，與理論章節(jié)知識(shí)的進(jìn)度遙相呼應(yīng)，使學(xué)生能夠逐步接受并加深理解。同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，可以舉不同項(xiàng)目中的相近任務(wù)反復(fù)講解，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)理解透徹，達(dá)到舉一反三的目的。

2.2 以C語(yǔ)言為主，匯編語(yǔ)言為輔，講授單片機(jī)的指令系統(tǒng)

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

2.3 單片機(jī)仿真軟件和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板并重的雙重實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)實(shí)施單片機(jī)仿真軟件和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板并重的雙重實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。開(kāi)發(fā)板是在一塊電路板上集成了單片機(jī)常用功能模塊，雖然體積小，但涵蓋了絕大多數(shù)單片機(jī)常用的實(shí)驗(yàn)，并可以根據(jù)教學(xué)需求，開(kāi)發(fā)擴(kuò)展相關(guān)功能模塊[3]。課堂教學(xué)結(jié)束后，學(xué)生可將開(kāi)發(fā)板帶回宿舍，只需要一臺(tái)電腦、一根USB下載線(xiàn)，就可在開(kāi)發(fā)板上自學(xué)單片機(jī)或是做一些小項(xiàng)目鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的積極性。開(kāi)發(fā)板價(jià)格便宜，現(xiàn)在市面上簡(jiǎn)單通用的單片機(jī)開(kāi)發(fā)板（適用入門(mén)者學(xué)習(xí)），每套均價(jià)不到200元，完全滿(mǎn)足初學(xué)者做一些常用的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可先讓學(xué)生在Keil C51和Proteus軟件中編寫(xiě)和仿真單片機(jī)案例程序，程序仿真正確無(wú)誤后，將程序下載到單片機(jī)開(kāi)發(fā)板中，在開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)實(shí)際電路功能的運(yùn)行，強(qiáng)化對(duì)實(shí)際電路的認(rèn)識(shí)和理解。

2.4 增添單片機(jī)課程設(shè)計(jì)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)訓(xùn)，實(shí)施理論與實(shí)踐并重的考核方案

在單片機(jī)課程結(jié)束前，可在臨近期末設(shè)置3周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)訓(xùn)，一周調(diào)研選題，一周設(shè)計(jì)軟硬件、一周焊接電路板，完成作品。具體實(shí)施的方法是讓學(xué)生獨(dú)立在單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上完成自選項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，如“數(shù)字鐘”、“LED顯示器”、“數(shù)字溫度顯示計(jì)”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(jì)電路圖、編輯程序，然后選擇并購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的元器件，親自焊接并完成電路，提交課題設(shè)計(jì)報(bào)告。該課程設(shè)計(jì)的開(kāi)展，可以使學(xué)生了解市場(chǎng)行情，培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的能力，團(tuán)隊(duì)合作能力等，同時(shí)也可以作為學(xué)生期末考試實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核成績(jī)。

為防止學(xué)生原搬照抄網(wǎng)上和有關(guān)資料的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，達(dá)不到課程考核的初衷，單片機(jī)的考核還應(yīng)保留原有的理論考試。應(yīng)將傳統(tǒng)的以理論考核為主的期末閉卷考試與以實(shí)踐開(kāi)發(fā)應(yīng)用為主的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)考核相結(jié)合，將二者的成績(jī)共同作為單片機(jī)課程的最終考核成績(jī)。這樣，能同時(shí)對(duì)學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手開(kāi)發(fā)能力做出合理的考核評(píng)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)是高職機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要基礎(chǔ)課程，目前教學(xué)效果普遍不佳。在分析高職機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生單片機(jī)教學(xué)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，提出了該課程教學(xué)改革的具體實(shí)施措施。在教學(xué)方法上，實(shí)施了“項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”，較好地融合了理論與實(shí)踐教學(xué)；在教學(xué)內(nèi)容上，緊貼能實(shí)際運(yùn)用的教學(xué)理論與技術(shù)，如以C語(yǔ)言為主，匯編語(yǔ)言為輔的單片機(jī)編程語(yǔ)言；在教學(xué)手段上，實(shí)行單片機(jī)仿真軟件和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板并重的雙重實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式；在考核方式上，采用理論與實(shí)踐并重的考核方案。實(shí)踐教學(xué)結(jié)果表明，改進(jìn)后的教學(xué)模式要優(yōu)于過(guò)去傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)效果，達(dá)到了單片機(jī)課程教學(xué)改革的預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王效華，張?jiān)伱?單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：北京交通大學(xué)出版社，2007：5.

[2]謝維成.單片機(jī)原理及應(yīng)用C51程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[3]周潤(rùn)景，張麗娜.基于Proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

篇3

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)教學(xué) 教學(xué)方法改革 創(chuàng)新培養(yǎng)模式 興趣小組

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2015）06-231-02

單片機(jī)自從問(wèn)世以來(lái)，就由于其小的體積，大的性能特征而越來(lái)越多地應(yīng)用于人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的速度也是快到應(yīng)接不暇。涉及工業(yè)控制，信號(hào)處理與控制，信息檢測(cè)與識(shí)別的各個(gè)行業(yè)，單片機(jī)都是不可或缺的。近20年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的普及以及電子控制技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)課程從最初的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)和電子信息專(zhuān)業(yè)進(jìn)行開(kāi)設(shè)，到相關(guān)的大專(zhuān)院校的工科專(zhuān)業(yè)都在開(kāi)設(shè)，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)或單片機(jī)接口技術(shù)的相關(guān)課程作為必修專(zhuān)業(yè)課列入了大學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃。單片機(jī)的相關(guān)課程的內(nèi)容是隨著電子技術(shù)的進(jìn)步而不斷的進(jìn)行更新的。因此，對(duì)于課程的教材的更新，對(duì)于教師的知識(shí)的更新，對(duì)于教學(xué)方法和模式的改革都是與時(shí)俱進(jìn)地發(fā)展變化的。這種狀況決定了對(duì)高校的單片機(jī)課程的任課教師，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師而言都提出了更高的要求。如何教好單片機(jī)課，如何開(kāi)展單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生又如何學(xué)好單片機(jī)，用好單片機(jī)，鍛煉自己的實(shí)踐能力都成為了課程改革的關(guān)鍵。

一、原有教學(xué)方法的發(fā)展與弊端

10年前的教學(xué)中，單片機(jī)的語(yǔ)言統(tǒng)一為匯編語(yǔ)言，而匯編語(yǔ)言的局限性明顯，因此，高級(jí)語(yǔ)言取代匯編語(yǔ)言的趨勢(shì)是不可逆的。10年前，多媒體教學(xué)尚未普及，教師的教學(xué)局限于書(shū)本和黑板，大大地限制了課堂的教學(xué)容量，例如講解到存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，教師就需要把涉及到的設(shè)備框圖繪制到黑板上進(jìn)行講解，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而又晦澀難懂。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的落后使得學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)和進(jìn)行知識(shí)的拓展也是可望不可及的。最初的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，而開(kāi)發(fā)板能夠?qū)崿F(xiàn)的功能又少之有少；開(kāi)發(fā)板的鍵盤(pán)按鈕是非通用的，如果開(kāi)發(fā)板的配套說(shuō)明書(shū)丟失的情況下，除了實(shí)驗(yàn)教師，其他人是難以正常操作的。當(dāng)時(shí)的MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器是紫外線(xiàn)可擦寫(xiě)式的，單片機(jī)內(nèi)部程序的燒錄是異常繁瑣。

對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)和電子工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，單片機(jī)的學(xué)習(xí)會(huì)貫穿大學(xué)的整個(gè)過(guò)程中，涵蓋單片機(jī)控制的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以更好地鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。而學(xué)生的不重視和學(xué)不好的為難消極情緒，也使非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)和電子工程專(zhuān)業(yè)的單片機(jī)的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置難以順利開(kāi)展。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)而言，還存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的動(dòng)手操作并進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是不現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。單片機(jī)課程的學(xué)時(shí)設(shè)置為30多個(gè)理論課時(shí)加4到6學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，總學(xué)時(shí)在30到40之間。這種課程設(shè)置對(duì)于單片機(jī)課程的教學(xué)明顯不足。因此，10年前的單片機(jī)課程只能看作是知識(shí)普及課程，難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)好知識(shí)，進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。

二、單片機(jī)教學(xué)方法的改革現(xiàn)狀研究

現(xiàn)代單片機(jī)的教學(xué)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(shí)現(xiàn)的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)和CPU的處理能力，單片機(jī)的集成程度也都大大地得以提升，程序存儲(chǔ)器已經(jīng)經(jīng)歷了電可擦除、加密處理、Flash技術(shù)的存儲(chǔ)器幾代的發(fā)展，單片機(jī)也實(shí)現(xiàn)了高級(jí)語(yǔ)言C語(yǔ)言的編程控制。因此，對(duì)于單片機(jī)的教學(xué)知識(shí)的更新要求更快，教師從對(duì)于教材選擇、課件更新、實(shí)驗(yàn)設(shè)置等方面要做到與時(shí)俱進(jìn)地調(diào)整。這樣才能跟進(jìn)單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生才能學(xué)到最新的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

目前單片機(jī)教學(xué)的改革方法更是層出不盡，單片機(jī)教學(xué)改革中涉及到了“proteus仿真的單片機(jī)教學(xué)改革{1}”，“基于案例/項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的改革方法{2}{3}”，“教―學(xué)―做一體化的教學(xué)模式{3}”等。這些方法都能夠在某些層面上跟蹤單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展并滿(mǎn)足教學(xué)要求，在某些程度上是把握了單片機(jī)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，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(jī)教學(xué)改革”方法中基于的proteus仿真軟件只是在虛擬環(huán)境下使學(xué)生學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)的功能和使用特點(diǎn)，距離實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)還有很大的區(qū)別。又如“基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的改革方法”是在力圖把知識(shí)點(diǎn)與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板能夠?qū)崿F(xiàn)的功能結(jié)合在一起進(jìn)行講解，在某些程度上是可以通過(guò)具體問(wèn)題的解決來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和興趣的，但是完全依賴(lài)這種教學(xué)方式，會(huì)使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握不足，對(duì)于單片機(jī)的認(rèn)知不全，對(duì)于今后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的順利開(kāi)展不利。“教―學(xué)―做一體化的教學(xué)模式”的教學(xué)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(shí)施方法的細(xì)化研究的。

三、新的教學(xué)改革方法的提出

本文提出的是除了課堂教學(xué)以外，建立導(dǎo)師制下以團(tuán)隊(duì)為培養(yǎng)對(duì)象的興趣小組的創(chuàng)新學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式。這種模式并不是脫離單片機(jī)教學(xué)環(huán)節(jié)而提出的，而是以單片機(jī)教學(xué)的良好的推進(jìn)方法。其中，教師（導(dǎo)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(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而且，掌握用單片機(jī)開(kāi)發(fā)技能。導(dǎo)師對(duì)于團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)，掌握進(jìn)展，及時(shí)答疑解困，把握產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整體方向，給學(xué)生以全局的指導(dǎo)。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?yàn)閳F(tuán)隊(duì)成員的選擇是以學(xué)生的興趣愛(ài)好為出發(fā)點(diǎn)的，以成型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)為學(xué)習(xí)的目標(biāo)，最終以創(chuàng)新，實(shí)用性的產(chǎn)品為成果形式，通過(guò)成果展示學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用能力。在這一目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)于單片機(jī)的學(xué)習(xí)要全面系統(tǒng)，做到懂理論，自主學(xué)習(xí)，動(dòng)手DIY。具體的教學(xué)建議和學(xué)習(xí)建議如下：

1.理論學(xué)習(xí)。老師對(duì)于課本知識(shí)或?qū)?jīng)驗(yàn)的講授，對(duì)知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，全面性地把握，對(duì)于學(xué)生的入門(mén)和學(xué)習(xí)起到事半功倍的作用。而學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生只有感興趣，真正在單片機(jī)學(xué)習(xí)中下功夫，才可能完成單片機(jī)理論知識(shí)的理解和串聯(lián)。其中硬件學(xué)習(xí)中，書(shū)本與網(wǎng)絡(luò)資源、實(shí)驗(yàn)板的結(jié)合使用，對(duì)于知識(shí)有直觀的認(rèn)識(shí)。學(xué)生不能只是接受填鴨式的教育，要對(duì)學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行及時(shí)的復(fù)習(xí)，對(duì)于編程實(shí)例進(jìn)行實(shí)際的操作，才能跟得上老師的步伐，跟教學(xué)互動(dòng)，與前續(xù)知識(shí)前后呼應(yīng)，真正弄懂并掌握硬件的功能。軟件學(xué)習(xí)中，傳統(tǒng)上應(yīng)用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程操作，而又只是局限于匯編語(yǔ)言才能進(jìn)行單片機(jī)的軟件控制；但是，隨著高級(jí)語(yǔ)言通用技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在可以應(yīng)用C語(yǔ)言對(duì)于單片機(jī)進(jìn)行編程操作了。因此，前續(xù)課程對(duì)于高級(jí)語(yǔ)言的掌握會(huì)對(duì)單片機(jī)的軟件學(xué)習(xí)起到事半功倍的效果。軟件的學(xué)習(xí)要結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)例。有的放矢，學(xué)習(xí)中，模仿別人的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，熟練操作，掌握技巧，扎實(shí)理論，提高實(shí)踐能力。需要強(qiáng)調(diào)的是正確的程序編寫(xiě)，唯獨(dú)編程思想是軟件編程要掌握的核心。

2.產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)，是針對(duì)某一專(zhuān)業(yè)的實(shí)際問(wèn)題而設(shè)置，比如，汽車(chē)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生會(huì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一些汽車(chē)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(jì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)體部分設(shè)計(jì)（機(jī)械裝置和機(jī)構(gòu)）來(lái)完成。產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括功能硬件部分、擴(kuò)展連接部分、動(dòng)力源、濾波降噪軟件、控制指令編程、功能實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，注重成果轉(zhuǎn)化，更早地使學(xué)生具有創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、動(dòng)手能力和整體化、全局化思維。在畢業(yè)設(shè)計(jì)題目與創(chuàng)新項(xiàng)目的選題與立項(xiàng)中，單片機(jī)對(duì)產(chǎn)品的控制作用的比例加大，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化設(shè)計(jì)。因此，加大這類(lèi)實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)課題，對(duì)于學(xué)生與工作崗位的快速接軌有利。學(xué)生在大學(xué)時(shí)就參與實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)展，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，對(duì)于個(gè)人能力提高有利；同時(shí)，可以更好地在就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中獲得好的機(jī)會(huì)。

3.成果展示與總結(jié)。對(duì)于每一屆的學(xué)生，在每一屆的單片機(jī)課程結(jié)業(yè)后，開(kāi)展成果演示主題報(bào)告，對(duì)學(xué)習(xí)體會(huì)和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行總結(jié)、研討。這一環(huán)節(jié)邀請(qǐng)同年級(jí)和低年級(jí)同學(xué)參加，對(duì)于經(jīng)過(guò)單片機(jī)學(xué)習(xí)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的學(xué)生而言，可以鍛煉學(xué)生的整體思維與綜合表達(dá)素質(zhì)。而尤為重要的是使未接觸單片機(jī)學(xué)習(xí)的學(xué)生了解單片機(jī)，了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程、培養(yǎng)興趣，進(jìn)行學(xué)習(xí)方法研討，引入導(dǎo)師與學(xué)長(zhǎng)的指導(dǎo)形式，帶動(dòng)更多的學(xué)生加入、更多的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)，從而形成良性循環(huán)。

四、結(jié)論

筆者認(rèn)為學(xué)習(xí)知識(shí)的能力培養(yǎng)是大學(xué)時(shí)期應(yīng)該獲得的基本能力。而單片機(jī)課程的開(kāi)設(shè)和學(xué)習(xí)，要經(jīng)歷單片機(jī)課程學(xué)習(xí)知識(shí)運(yùn)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的環(huán)節(jié)，這一連貫的學(xué)以致用的環(huán)節(jié)有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)體系的培養(yǎng)。因此，本文提出的是除了課堂教學(xué)以外，建立導(dǎo)師制下以團(tuán)隊(duì)為培養(yǎng)對(duì)象的興趣小組的創(chuàng)新學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式，這種方法并不與其他的教學(xué)方法相矛盾，而是建立在借鑒其他的教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)經(jīng)歷產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是對(duì)知識(shí)合理檢驗(yàn)與對(duì)學(xué)生能力提升的有效途徑，因此是值得推薦的單片機(jī)教學(xué)改革方法。

[基金項(xiàng)目：黑龍江省高等學(xué)校教改工程項(xiàng)目“基于與就業(yè)接軌的工科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革研究”（JG2013010521），佳木斯大學(xué)教學(xué)研究專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（JYLA2012-018）和佳木斯大學(xué)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（Cxtd-2013-01）。]

注釋?zhuān)?/p>

{1}賈萍，丁向榮，胡美蘭.教學(xué)做一體化單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)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(dòng)的單片機(jī)教學(xué)模式研究[J].信息技術(shù)，2013（4）：59-62

{3}王京港，張翠平.基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)及Proteus仿真的單片機(jī)教學(xué)改革探索[J].中國(guó)電力教育，2013（22）：138-140

篇4

1網(wǎng)線(xiàn)定位測(cè)試器的原理

100Base⁃TX標(biāo)準(zhǔn)要求使用2對(duì)阻抗為100Ω的5類(lèi)非屏蔽8芯雙絞線(xiàn)，其中必須使用的內(nèi)芯為：1號(hào)芯（橙白色）、2號(hào)芯（橙色）、3號(hào)芯（綠白色）、6號(hào)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(xiàn)線(xiàn)路達(dá)到了100Base⁃TX通信標(biāo)準(zhǔn)。本文設(shè)計(jì)思路在于對(duì)網(wǎng)線(xiàn)8顆內(nèi)芯做A，B兩類(lèi)處理：A類(lèi)是1，2，3，6號(hào)芯，用于測(cè)試線(xiàn)路是否達(dá)標(biāo)；B類(lèi)是4，5，7，8號(hào)芯，用于定位線(xiàn)路來(lái)源。需要特別說(shuō)明的是本文是基于對(duì)絕大部分線(xiàn)路質(zhì)量充分信任的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)，對(duì)線(xiàn)路絕緣層損壞造成線(xiàn)間短路、線(xiàn)間串聯(lián)、線(xiàn)材質(zhì)量差內(nèi)芯自身短路等極端問(wèn)題，系統(tǒng)亦將在顯示部分進(jìn)行異常提示，但無(wú)法給出中間線(xiàn)路具體故障原因，此類(lèi)極端情況下需要針對(duì)性使用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀[3]并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行斷點(diǎn)、故障點(diǎn)位置判斷。

1.1測(cè)試原理檢測(cè)原理如圖1所示，對(duì)A類(lèi)中的4顆內(nèi)芯施加低電平0信號(hào)，經(jīng)由房間端反饋4位2進(jìn)制“0000”信號(hào)至中間待測(cè)線(xiàn)路，在單片機(jī)P3口中檢測(cè)反饋信號(hào)，如果對(duì)應(yīng)端口都可以收到低電平0信號(hào)，說(shuō)明1，2，3，6號(hào)全部可靠連通。

1.2定位原理B類(lèi)中的4顆內(nèi)芯用來(lái)定位，它可以傳遞4位簡(jiǎn)單2進(jìn)制編碼，如1010。由于4位2進(jìn)制編碼有15種不同的可辨別狀態(tài)，可以用來(lái)定位15個(gè)不同房間，在我院某大樓的實(shí)際應(yīng)用中，每次最多只需同時(shí)測(cè)試12個(gè)房間，因此采用這種簡(jiǎn)單4位2進(jìn)制編碼可以完全滿(mǎn)足要求。整個(gè)過(guò)程如圖2所示。

2硬件設(shè)計(jì)

2.1單片機(jī)端單片機(jī)端實(shí)物圖如圖3所示，用于獲取檢測(cè)定位信息，并將取得的信息顯示出來(lái)。模塊化精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)，使用開(kāi)發(fā)板的STC89C54單片機(jī)最小系統(tǒng)，含有STC89C54單片機(jī)（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(cè)接口模塊。調(diào)用單片機(jī)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(cè)線(xiàn)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(jí)顯示方式，平時(shí)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(dòng)電源輸入；檢測(cè)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(hào)，如顯示10，則表示現(xiàn)在正在接受檢測(cè)的線(xiàn)路來(lái)自10號(hào)房間端口；低4位用于顯示通信測(cè)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(lèi)芯一共4顆，分別是1，2，3，6號(hào)芯，它們剛好可以和數(shù)碼管的低4位一一進(jìn)行對(duì)應(yīng)，哪顆芯檢測(cè)失敗，則在對(duì)應(yīng)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(gè)房間的網(wǎng)絡(luò)接入端口，在反饋4位2進(jìn)制“0000”信號(hào)[5]的同時(shí)，反饋特定的4位2進(jìn)制定位編碼，供單片機(jī)端分析。2進(jìn)制定位編碼與房間號(hào)之間的邏輯表如表1所示。

3程序設(shè)計(jì)

采用德國(guó)KeilSoftware公司出品的KeilC51軟件的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境uVision中編寫(xiě)，它提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)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(xué)與技術(shù)；智能機(jī)器人平臺(tái)；微控制器技術(shù)

0引言

機(jī)器人是一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，它綜合了機(jī)械設(shè)計(jì)、電工電子、傳感器、計(jì)算機(jī)、微控制器編程控制系統(tǒng)和人工智能等學(xué)科的內(nèi)容，是智能科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)很多課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的理想的平臺(tái)。同時(shí)學(xué)生經(jīng)常參加各種機(jī)器人相關(guān)的比賽，旨在通過(guò)大賽全面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、合作能力和進(jìn)取精神，同時(shí)也深化和應(yīng)用智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)所學(xué)的知識(shí)。

與研究生相比，本科生對(duì)動(dòng)手設(shè)計(jì)的興趣要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。針對(duì)本科生的這一特點(diǎn)，為本科二、三年級(jí)的學(xué)生設(shè)計(jì)一些創(chuàng)新性的機(jī)器人項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生自己組隊(duì)，搭建相應(yīng)的硬件電路，為他們?cè)诟吣昙?jí)深入理解和學(xué)習(xí)智能科學(xué)與技術(shù)的專(zhuān)業(yè)課程提供一個(gè)硬件平臺(tái)，打下一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，并通過(guò)這些項(xiàng)目的實(shí)施提高學(xué)生的綜合應(yīng)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(yīng)用現(xiàn)狀

微控制器技術(shù)應(yīng)用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)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(dòng)電路以及A/D轉(zhuǎn)換器等）集成到一個(gè)芯片上，組成一個(gè)體積小但功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該芯片可外接多種傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種信息的采集處理，結(jié)合信息融合技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器各種預(yù)期的智能行為（如導(dǎo)航裝備、汽車(chē)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(jī)器人微控制器中，系統(tǒng)則會(huì)呈現(xiàn)出各種智能行為。可實(shí)現(xiàn)智能算法的機(jī)器人平臺(tái)主要集中在以下幾個(gè)方面：智能家庭清掃類(lèi)機(jī)器人、多傳感器融合的智能小車(chē)、視覺(jué)類(lèi)機(jī)器人等。智能家庭清掃類(lèi)機(jī)器人為機(jī)器人避障、路徑規(guī)劃等理論提供相應(yīng)的平臺(tái)，方便學(xué)生理解、學(xué)習(xí)根據(jù)某個(gè)或某些優(yōu)化準(zhǔn)則，在機(jī)器人工作空間中尋找一條從初始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)避開(kāi)障礙物的最優(yōu)路徑等相關(guān)知識(shí)；視覺(jué)類(lèi)機(jī)器人為圖像處理、模式識(shí)別等相關(guān)的理論提供相應(yīng)的平臺(tái)，方便學(xué)生理解、學(xué)習(xí)圖像的獲取和處理的智能算法；多傳感器信息融合類(lèi)機(jī)器人可以為多傳感器融合技術(shù)提供一個(gè)硬件平臺(tái)，方便學(xué)生理解、學(xué)習(xí)、綜合應(yīng)用控制理論、信號(hào)處理、人工智能、概率和統(tǒng)計(jì)等相關(guān)知識(shí)。

2可實(shí)現(xiàn)智能算法的機(jī)器人平臺(tái)設(shè)計(jì)

各類(lèi)機(jī)器人平臺(tái)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(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)的功能需要硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)共同實(shí)現(xiàn)。文中結(jié)合微控制器技術(shù)重點(diǎn)闡述硬件設(shè)計(jì)部分，包括機(jī)器人的層次架構(gòu)、硬件選型、電路設(shè)計(jì)等。結(jié)合本科教學(xué)的特點(diǎn)，硬件設(shè)計(jì)從學(xué)生的理解能力、可操作性、可實(shí)現(xiàn)性、后期智能算法的可應(yīng)用性等多個(gè)方面綜合考慮，應(yīng)用微控制器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以下3種機(jī)器人平臺(tái)。

2.1智能家庭清掃類(lèi)機(jī)器人

家庭清掃類(lèi)機(jī)器人的硬件平臺(tái)相對(duì)比較成熟，市場(chǎng)上的國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)品也較多。此類(lèi)機(jī)器人任務(wù)較為單一，傳感器種類(lèi)較少，硬件平臺(tái)搭建較為容易，對(duì)學(xué)生而言是一個(gè)較為理想的智能機(jī)器人平臺(tái)。

該平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)采用單CPU架構(gòu)，以輪式機(jī)器人為主。車(chē)體由車(chē)架、電池組、直流電機(jī)、車(chē)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(jī)開(kāi)發(fā)板，單片機(jī)開(kāi)發(fā)板對(duì)信息進(jìn)行處理，處理后的決策信號(hào)通過(guò)擴(kuò)展轉(zhuǎn)接板傳給電機(jī)，控制電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖l所示。

為保證機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活且易于控制，我們采用圓形車(chē)體十三輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)。兩主動(dòng)輪差速驅(qū)動(dòng)，第三個(gè)萬(wàn)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(xué)生選擇不同的位置安裝傳感器會(huì)影響到該機(jī)器人后期避障、路徑規(guī)劃等智能算法的設(shè)計(jì)及研究。微控制器采用TI公司的MSP430F149單片機(jī)，通過(guò)超聲/紅外傳感器感知環(huán)境信息，使用L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)左右兩個(gè)直流電機(jī)，使用PWM技術(shù)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，通過(guò)MAX7219驅(qū)動(dòng)6位LED數(shù)碼管顯示器顯示系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各種信息。

2.2視覺(jué)類(lèi)機(jī)器人

傳統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)通常采用通用計(jì)算機(jī)進(jìn)行視覺(jué)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(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。

由于視覺(jué)信息處理計(jì)算量很大，為了使設(shè)計(jì)的視覺(jué)類(lèi)機(jī)器人平臺(tái)能夠應(yīng)用已定的圖像處理算法，視覺(jué)類(lèi)機(jī)器人的層次架構(gòu)采用二級(jí)CPU架構(gòu)，主從式控制實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。一級(jí)CPU采用ARM微控制器，嵌入裁剪的Linux系統(tǒng)，負(fù)責(zé)圖像信息的獲取、處理、系統(tǒng)管理等操作；二級(jí)CPU采用單片機(jī)微控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制。

整個(gè)系統(tǒng)的硬件選型為搭載900MHz Quad-core ARM Cortex-A7處理器的樹(shù)莓派開(kāi)發(fā)板、MSP430F149開(kāi)發(fā)板、攝像頭、穩(wěn)壓電源模塊、直流電機(jī)、L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、機(jī)器人機(jī)體、電源（12V蓄電池）和轉(zhuǎn)接板。

控制機(jī)器人移動(dòng)的底盤(pán)控制方案除了前面清掃類(lèi)機(jī)器人用到的雙輪差動(dòng)驅(qū)動(dòng)以外，還有一種全向驅(qū)動(dòng)方式。全向驅(qū)動(dòng)方式靈活性更強(qiáng)，其中三輪驅(qū)動(dòng)的方式具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。結(jié)合視覺(jué)類(lèi)機(jī)器人需求，該平臺(tái)采用全向驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)。

2.3多傳感器信息融合類(lèi)機(jī)器人

多傳感器信息融合技術(shù)是近年來(lái)十分熱門(mén)的研究課題，它結(jié)合了控制理論、信號(hào)處理、人工智能、概率和統(tǒng)計(jì)的發(fā)展，為機(jī)器人在各種復(fù)雜的、動(dòng)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?jī)?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(lèi)分析、支持向量機(jī)、K均值聚類(lèi)等分類(lèi)方法；自適應(yīng)共振理論（ART）、自適應(yīng)共振理論映射和模糊自適應(yīng)共振理論網(wǎng)絡(luò)等自適應(yīng)的方法進(jìn)行傳感器融合；專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯等人工智能方法對(duì)融合大量的傳感器信息，用于非線(xiàn)性和不確定的場(chǎng)合。

單級(jí)、二級(jí)CPU架構(gòu)只能滿(mǎn)足簡(jiǎn)單的多傳感器技術(shù)的需求（如清掃類(lèi)、視覺(jué)類(lèi)機(jī)器人等），復(fù)雜的多傳感器融合類(lèi)機(jī)器人的層次結(jié)構(gòu)采用“多CPU架構(gòu)+分布式控制”方式實(shí)現(xiàn)。在主控機(jī)上實(shí)現(xiàn)多傳感器信息融合算法，下位機(jī)則可根據(jù)需求設(shè)計(jì)多個(gè)CPU，每個(gè)CPU選用單片機(jī)控制機(jī)器人的不同部位，承擔(dān)固定任務(wù)，使得機(jī)器人系統(tǒng)高速、穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)每個(gè)微控制器負(fù)責(zé)獲取不同類(lèi)型的傳感器信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊將數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)。上位機(jī)通過(guò)智能分析算法得到?jīng)Q策，決策數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊傳到微控制器去執(zhí)行，如圖3所示。

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

3機(jī)器人平臺(tái)在教學(xué)過(guò)程中的實(shí)踐及效果

在智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的本科實(shí)踐環(huán)節(jié)中，組織大二、大三具備C語(yǔ)言基礎(chǔ)、單片機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生，3～5人自由組隊(duì)，根據(jù)教師給出的項(xiàng)目任務(wù)書(shū)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施以及項(xiàng)目答辯等各個(gè)環(huán)節(jié)。圖4展示的是部分小組制作的機(jī)器人實(shí)物。其中圖4（a）所示的是一個(gè)基于超聲傳感器的輪式機(jī)器人。顯示屏可顯示機(jī)身距離障礙物的距離，該機(jī)器人只包含一個(gè)微控制器MSP430開(kāi)發(fā)板。基于超聲傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。圖4（b）所示的是一個(gè)視覺(jué)機(jī)器人，該機(jī)器人包含兩個(gè)微控制器，一個(gè)為樹(shù)莓派開(kāi)發(fā)板，另一個(gè)為MSP430開(kāi)發(fā)板。樹(shù)莓派開(kāi)發(fā)板主要用于處理圖像信息，MSP430開(kāi)發(fā)板主要用于控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。圖4（c）所示的是一個(gè)多傳感器融合的機(jī)器人系統(tǒng)。壓力傳感器、MPU6050傳感器等檢測(cè)機(jī)器人自身狀態(tài)的傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)MSP430開(kāi)發(fā)板外接的WIFI模塊傳給上位機(jī)，上位機(jī)的決策也可通過(guò)WIFI模塊傳給單片機(jī)控制器。

這些機(jī)器人基本上都可通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的智能算法，比如圖4（a）可實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的相關(guān)算法；圖4（b）則可實(shí)現(xiàn)一些圖像處理、圖像識(shí)別算法；圖4（c）則可以在上位機(jī)使用智能算法對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人穩(wěn)定行走的相關(guān)控制。部分學(xué)生在完成機(jī)器人制作的基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂上學(xué)習(xí)的智能算法，優(yōu)化了軟件設(shè)計(jì)及算法實(shí)現(xiàn)，取得了一定的成果。

篇6

【關(guān)鍵詞】：中職學(xué)校；單片機(jī)；教學(xué)；改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用日趨廣泛，從家用智能電子產(chǎn)品、工業(yè)儀表，到汽車(chē)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等，都普遍采用單片機(jī)技術(shù)。單片機(jī)教學(xué)是一門(mén)涉及模擬電路、數(shù)字電路、程序設(shè)計(jì)、通信等知識(shí)的綜合性課程，是電子信息工程、汽車(chē)電子技術(shù)、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的核心內(nèi)容，越來(lái)越受到中職學(xué)校的重視。

然而，對(duì)于中職學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)好單片機(jī)技術(shù)，又是一件不容易的事。一方面，單片機(jī)技術(shù)知識(shí)面廣，綜合性強(qiáng)，課程理論深，既要有硬件知識(shí)要求，更要有軟件設(shè)計(jì)功底；另一方面，中職學(xué)生整體專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，缺乏軟件編程訓(xùn)練，對(duì)計(jì)算機(jī)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(xué)方法，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件等等，這些都給中職單片機(jī)教學(xué)帶來(lái)一定困難。筆者認(rèn)為，從分析中職單片機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題入手，積極研究對(duì)策，是能夠探索出一條適合中職學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的有效途徑的。

一、合理定位培養(yǎng)目標(biāo)

目前眾多單片機(jī)教材仍為過(guò)去的中專(zhuān)教材，這種教材系統(tǒng)性、理論性過(guò)強(qiáng)、培養(yǎng)目標(biāo)定位過(guò)高，對(duì)于基礎(chǔ)較差的中職學(xué)生來(lái)說(shuō)很難接受。根據(jù)中職學(xué)校對(duì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求“本著理論知識(shí)夠用，注重應(yīng)用性、適度性和針對(duì)性，重在實(shí)際能力培養(yǎng)”的原則，結(jié)合多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們定位單片機(jī)課程的培養(yǎng)目標(biāo)為：知道單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；掌握單片機(jī)的最小系統(tǒng)；初步掌握編程方法；培養(yǎng)學(xué)生編程能力、硬件分析能力、軟件調(diào)試能力和綜合運(yùn)用能力。這樣的培養(yǎng)目標(biāo)，在單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的要求上把原來(lái)“掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)”改為“知道單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)”，降低了對(duì)單片機(jī)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)要求，重點(diǎn)放在對(duì)單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上，變?cè)瓉?lái)重在“單片機(jī)原理”教學(xué)為重在“技術(shù)應(yīng)用”教學(xué)，既符合中職學(xué)校對(duì)人才培養(yǎng)的要求，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為其終身學(xué)習(xí)打下良好的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、合理安排教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)方法

傳統(tǒng)單片機(jī)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)是按“結(jié)構(gòu)”“指令”“編程”“應(yīng)用”的體系來(lái)進(jìn)行編排。這樣的課程體系占用了三分二的時(shí)間講解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，強(qiáng)化對(duì)單片機(jī)原理的理論學(xué)習(xí)，淡化了單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)，在課程即將結(jié)束時(shí)學(xué)生才有機(jī)會(huì)接觸到基本的應(yīng)用。目前中職學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，接受能力較差，在這種教學(xué)模式下學(xué)習(xí)，學(xué)生也只是將教師在實(shí)驗(yàn)前講解實(shí)驗(yàn)時(shí)編寫(xiě)的程序在上機(jī)時(shí)“照葫蘆畫(huà)瓢”而已，甚至于做完實(shí)驗(yàn)后還不知道自己到底做了什么，致使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣，對(duì)十分有趣、應(yīng)用廣泛的單片機(jī)望而卻步。

針對(duì)中職學(xué)生基礎(chǔ)較差，分析解問(wèn)題、解決問(wèn)題能力較弱，學(xué)習(xí)興趣持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)，我們必須打破傳統(tǒng)教材中的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，以應(yīng)用為主線(xiàn)，以項(xiàng)目任務(wù)為載體，重組硬件與軟件知識(shí)來(lái)整合教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容“硬軟件一體化”的教學(xué)方法。如在學(xué)習(xí)“I/O端口”時(shí)，根據(jù)這部分內(nèi)容要求學(xué)生識(shí)記應(yīng)該知曉的硬件知識(shí)點(diǎn)，恰當(dāng)加入相關(guān)的指令和軟件操作知識(shí)，由淺入深地規(guī)劃幾個(gè)項(xiàng)目任務(wù)，把相關(guān)的知識(shí)和技能有機(jī)地融合到項(xiàng)目任務(wù)中去學(xué)習(xí)，這樣就可以把枯燥無(wú)味的硬件知識(shí)和大量抽象的指令系統(tǒng)分散學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生容易接受，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和求知欲，使學(xué)生能自始至終地投入到學(xué)習(xí)中去，并能體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，從而主動(dòng)地獲取知識(shí)。

三、單片機(jī)有效教學(xué)的對(duì)策

筆者長(zhǎng)期從事中職單片機(jī)的教學(xué)，做了很多單片機(jī)教學(xué)改革方面的嘗試，針對(duì)以上存在的問(wèn)題，筆者認(rèn)為可以采取以下幾個(gè)對(duì)策。

3.1推行項(xiàng)目教學(xué)模式

項(xiàng)目教學(xué)模式是基于傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足與偏差而提出，它是把整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程分解為一個(gè)個(gè)具體的工程或事件，設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)項(xiàng)目教學(xué)方案，學(xué)生全部或部分獨(dú)立組織、安排學(xué)習(xí)行為，解決在完成項(xiàng)目中遇到的困難，從而有利于提高學(xué)生的興趣，自然能調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

推行項(xiàng)目教學(xué)模式，重點(diǎn)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(xué)知識(shí)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容。依據(jù)中職單片機(jī)教學(xué)大綱要求，結(jié)合中職學(xué)生實(shí)際基礎(chǔ)，筆者開(kāi)發(fā)了《單片機(jī)最小系統(tǒng)》、《流水燈》、《帶中斷的交通燈》、《電子秒表》、《PC機(jī)和單片機(jī)通訊的制作》等教學(xué)項(xiàng)目，將單片機(jī)結(jié)構(gòu)、并行口、中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)、串口等硬件知識(shí)及C51編程、系統(tǒng)調(diào)試等知識(shí)點(diǎn)融入這幾個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，內(nèi)容組織上注重由易到難，重點(diǎn)反復(fù)強(qiáng)化，難點(diǎn)分項(xiàng)目逐個(gè)突破。實(shí)踐證明，推行項(xiàng)目教學(xué)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低了教與學(xué)的難度，增強(qiáng)了學(xué)生探索創(chuàng)新、提升能力的自主意識(shí)，教學(xué)效果有了顯著的提高。

3.2采用模擬仿真軟件

單片機(jī)是一名實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，涉及的實(shí)例、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)很多，受實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)限制，以及由于通用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)項(xiàng)目的不匹配，完全依賴(lài)實(shí)驗(yàn)箱、開(kāi)發(fā)板等實(shí)物進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)效果不理想，因此，采用計(jì)算機(jī)仿真軟件，達(dá)到在課堂上進(jìn)行實(shí)例演示的教學(xué)效果，對(duì)于單片機(jī)教學(xué)具有重要的指導(dǎo)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(jī)及器件，它是目前最好的仿真單片機(jī)及器件的工具之一，能進(jìn)行原理圖布圖、代碼調(diào)試及單片機(jī)與電路協(xié)同仿真。用它可以設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)硬件，查看程序在單片機(jī)中的運(yùn)行以及程序執(zhí)行的效果等等，這對(duì)學(xué)生深刻理解單片機(jī)原理，直觀地掌握單片機(jī)軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試及其仿真過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有非常大的幫助。實(shí)踐證明，使用Proteus開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，在不需要硬件投入的條件下，學(xué)生對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)更容易接受，更容易提高。

3.3強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練效果

當(dāng)然，再好的仿真軟件也只是將結(jié)果在計(jì)算機(jī)上模擬呈現(xiàn)，它是對(duì)實(shí)踐訓(xùn)練的一個(gè)補(bǔ)充，而對(duì)于學(xué)生及教學(xué)來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有真實(shí)的成果展示，此前所提項(xiàng)目教學(xué)模式也是要圍繞一個(gè)個(gè)實(shí)際項(xiàng)目展開(kāi)的，因此教學(xué)過(guò)程中要借助實(shí)物（如單片機(jī)開(kāi)發(fā)板、制作項(xiàng)目板）進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，全面提升學(xué)生實(shí)踐操作能力、系統(tǒng)調(diào)試能力。

筆者在教學(xué)過(guò)程根據(jù)各項(xiàng)目的特點(diǎn)及現(xiàn)有教學(xué)資源，利用通用單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上完成《流水燈》、《PC機(jī)和單片機(jī)通訊的制作》項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，將理論教學(xué)實(shí)踐化；利用電子套件，帶領(lǐng)學(xué)生親手制作單片機(jī)最小系統(tǒng)、電子秒表、帶中斷的交通燈等，將項(xiàng)目教學(xué)實(shí)物化。這樣不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，更能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作軟硬系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等能力，使學(xué)生真正理解了什么是單片機(jī)，它能做什么，我們?cè)趺撮_(kāi)發(fā)它，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)單片機(jī)的主人。

3.4重視創(chuàng)新及技能大賽

中職學(xué)生技能大賽已成為衡量學(xué)校辦學(xué)質(zhì)量、教師專(zhuān)業(yè)能力的重要標(biāo)志。組織團(tuán)隊(duì)積極參與單片機(jī)技能大賽不僅可以為學(xué)有余力的學(xué)生創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)，選拔出優(yōu)秀選手參加省市大賽，也能為“項(xiàng)目教學(xué)、小組學(xué)習(xí)”教學(xué)模式提供幫助，實(shí)行以賽代練、以賽促學(xué)，也能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助的意識(shí)。

四、改革評(píng)價(jià)方式

教學(xué)改革的關(guān)鍵是評(píng)價(jià)方式的改革，為此我們必須徹底改變過(guò)去那種一張紙決定學(xué)生學(xué)習(xí)好壞的評(píng)價(jià)方式，建立行之有效的評(píng)價(jià)機(jī)制，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。中職單片機(jī)課程應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和應(yīng)用能力為目的，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、參與實(shí)踐教學(xué)的主動(dòng)性、獨(dú)立完成實(shí)踐項(xiàng)目的能力等多方位進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，充分肯定學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)的成功。教師要讓學(xué)生感受自己的成功和發(fā)現(xiàn)自己的不足，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷完善自我，最終實(shí)現(xiàn)“把學(xué)生培養(yǎng)成具有很強(qiáng)的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力的實(shí)用型人才”的目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

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

篇7

關(guān)鍵詞：中職教學(xué)；單片機(jī)；教學(xué)探索

單片機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，是一種實(shí)用的智能型控制技術(shù)。單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了電子技術(shù)及自動(dòng)化快速發(fā)展和應(yīng)用，成為當(dāng)前中職教學(xué)中的重要課程。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)課。但在單片機(jī)課程教學(xué)過(guò)程中，存在著教師難教、學(xué)生難學(xué)的現(xiàn)象。筆者在多年的單片機(jī)教學(xué)中不斷探索，通過(guò)自己的教學(xué)工作總結(jié)，提出一些改進(jìn)的思路與對(duì)策。

一、單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用一般可分為基礎(chǔ)及綜合實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)部分，后者的教學(xué)過(guò)程是建立在前者的知識(shí)及技能培養(yǎng)基礎(chǔ)之上的。單片機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)一般采用先講解單片機(jī)原理，讓學(xué)生理解消化了相關(guān)原理后再做相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)一般用采項(xiàng)目教學(xué)，強(qiáng)調(diào)對(duì)已有理論知識(shí)和技能的強(qiáng)化和綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用的相應(yīng)職業(yè)能力。

目前，中專(zhuān)生在單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中存在著諸多問(wèn)題：（1）教材普遍采用高職及大學(xué)的教材或是大學(xué)版的精縮版，教材編寫(xiě)不合理，將硬件、軟件、編程指令語(yǔ)言相獨(dú)立成章，學(xué)科性過(guò)強(qiáng)，課程內(nèi)容比較抽象，直接導(dǎo)致了教師難教、學(xué)生難學(xué)的現(xiàn)實(shí)情況。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排不合理，實(shí)驗(yàn)過(guò)少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間獨(dú)立性強(qiáng)，僅停留在認(rèn)識(shí)操作過(guò)程，了解實(shí)驗(yàn)效果的階段，沒(méi)有上升到應(yīng)用、掌握的層面。（3）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)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(yīng)中職生的實(shí)際，培養(yǎng)目標(biāo)十分模糊。

二、單片機(jī)教學(xué)改革探索

1.理論教學(xué)要突破傳統(tǒng)的教學(xué)方法

單片機(jī)是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，其理論課不適用傳統(tǒng)的講授法，理論課應(yīng)與實(shí)驗(yàn)課結(jié)合進(jìn)行，合二為一。理論課教學(xué)要突破傳統(tǒng)教學(xué)方法，教師要用好以下幾種工具：（1）要應(yīng)用好多媒體技術(shù)。課前可準(zhǔn)備好與課程相關(guān)的生活生產(chǎn)內(nèi)容，有效擴(kuò)大課程容量。通過(guò)多媒體教學(xué)圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合的表現(xiàn)形式，極有利于學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解和感受。（2）要熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。如，Protues軟件，它是目前較好的仿真單片機(jī)及器件的工具軟

件。可以將單片機(jī)原理、工作過(guò)程這些抽象的概念形象化、具體化、Protues仿真軟件是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手，它不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化，特別適用于在課堂理論教學(xué)中演示使用。（3）使用單片機(jī)開(kāi)發(fā)板。目前市面上單片機(jī)開(kāi)發(fā)板種類(lèi)多，價(jià)格便宜，體積又小，涵蓋了單片機(jī)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，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(shí)際效果并不完全相等。尤其在學(xué)習(xí)硬件部分時(shí)，出現(xiàn)這種情況時(shí)應(yīng)該以硬件開(kāi)發(fā)板演示其實(shí)際效果，不能一味使用仿真，脫離實(shí)際，要讓學(xué)生深入地掌握相應(yīng)的知識(shí)。如，按鍵去抖效果，硬件驅(qū)動(dòng)，定時(shí)、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)顯示應(yīng)用等。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)要重視內(nèi)容升華，注重能力培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革關(guān)鍵注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的升華，符合中職生的實(shí)際情況。現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)課有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)于單一，有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身難度大，學(xué)生難以理解，最終學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)步驟操作都可以做出效果。這樣使充滿(mǎn)探索性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)變成了簡(jiǎn)單操作觀察理解的流水線(xiàn)式操作，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏探索的熱情。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的升華則需要教師深入挖掘其內(nèi)在的探索點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生能夠帶著問(wèn)題觀察思考，提高學(xué)生的分析能力和處理問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中。

首先，對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)可以把它深化，可分為以下三個(gè)層次。（1）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：在已知結(jié)果的情況下實(shí)驗(yàn)，按照實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地進(jìn)行操作。（2）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：針對(duì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置問(wèn)題，讓學(xué)生勤于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析問(wèn)題，總結(jié)問(wèn)題。（3）應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)的問(wèn)題在一定程度上能夠擴(kuò)展應(yīng)用。第一層次的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是必不可少的，這一部分是對(duì)相應(yīng)理論課上的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)感觀性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)效果加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知。同時(shí)通過(guò)這一基礎(chǔ)訓(xùn)練，為下一階段的探索應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要教師充分的備課、精心設(shè)計(jì)，給出實(shí)驗(yàn)的探索方向，學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)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(dǎo)下，可以把班級(jí)學(xué)生分為若干組，每組選擇一個(gè)應(yīng)用范圍，在一定的時(shí)間內(nèi)完成。其目的是充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)能力及合作精神。也是為了學(xué)生由單片機(jī)基礎(chǔ)向單片機(jī)綜合項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)渡，為后續(xù)課程打下堅(jiān)

實(shí)基礎(chǔ)。

其次，重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)小結(jié)。書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是很重要的一項(xiàng)基本技能訓(xùn)練。它既是一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)，更是一個(gè)初步培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達(dá)能力的過(guò)程。這些能力是職業(yè)素質(zhì)重要的組成部分。因此，參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生都應(yīng)認(rèn)真重視并能實(shí)事求是，全面具體，簡(jiǎn)練通順，清楚整潔地書(shū)寫(xiě)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

再次，做好實(shí)驗(yàn)小結(jié)和反饋，啟發(fā)學(xué)生自我評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前，教師還要對(duì)整體學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋。可以用幾分鐘時(shí)間讓一些在各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都操作合格且明確實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒖茖W(xué)掌握了實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)生簡(jiǎn)單發(fā)表心得體會(huì)。也可以讓一些實(shí)驗(yàn)效果不理想的學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。無(wú)論是哪種情況，教師都要給予積極的評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是一個(gè)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，不要怕失敗，在快樂(lè)的學(xué)習(xí)過(guò)程中獲取知識(shí)、習(xí)得能力，養(yǎng)成職業(yè)素養(yǎng)。

3.實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革探索

實(shí)訓(xùn)教學(xué)的有效展開(kāi)能使學(xué)生增強(qiáng)知識(shí)和能力的應(yīng)用性和職業(yè)崗位的針對(duì)性，通過(guò)實(shí)訓(xùn)要增加學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及全面增強(qiáng)其職業(yè)素質(zhì)。實(shí)訓(xùn)目標(biāo)定位要符合區(qū)域、企業(yè)等實(shí)際需求。實(shí)訓(xùn)過(guò)程要以行動(dòng)為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)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(shí)際崗位的工作過(guò)程。

首先，要推進(jìn)學(xué)校與企業(yè)的合作。學(xué)校可牽頭組織專(zhuān)業(yè)骨干教師深入企業(yè)，對(duì)課程相關(guān)的工作崗位進(jìn)行調(diào)研分析，了解企業(yè)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)技能人才的需求，選取合適的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容使學(xué)校的實(shí)訓(xùn)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(xué)中實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)課程融入產(chǎn)業(yè)，貼近實(shí)際。

其次，采用以行動(dòng)為導(dǎo)向的教學(xué)模式。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包含工作項(xiàng)目、工作任務(wù)、技能目標(biāo)、職業(yè)素質(zhì)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。教師下達(dá)項(xiàng)目任務(wù)單，模擬工作崗位，讓學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)過(guò)程如同在工作崗位的工作過(guò)程。縮小學(xué)生對(duì)企業(yè)的工作條件、設(shè)備及工作環(huán)境之間認(rèn)識(shí)上的差距。

再次，注重職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。實(shí)訓(xùn)中重視培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)和語(yǔ)言表達(dá)能力，可以通過(guò)實(shí)訓(xùn)總結(jié)、功能演示、制作使用說(shuō)明文檔、答辯等形式，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力、社會(huì)能力、方法能力等相應(yīng)的職業(yè)素質(zhì)。

作為中等職業(yè)教育教師的一員，面對(duì)教學(xué)實(shí)踐性強(qiáng)的單片機(jī)課程，要清醒地認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能適應(yīng)職業(yè)教育的教學(xué)要求，單片機(jī)教學(xué)改革勢(shì)在必行。在教學(xué)改革中，應(yīng)該不斷地拓展教師自身的知識(shí)面，提高實(shí)踐技能。在教學(xué)實(shí)踐中，教師要勇于突破傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，努力走實(shí)踐之路，充分發(fā)揮教學(xué)的積極性，以培養(yǎng)學(xué)生能力、提高職業(yè)素質(zhì)為目標(biāo)，不斷探索創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

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[3]人力資源和社會(huì)保障部高技能培訓(xùn)聯(lián)合委員會(huì).推進(jìn)校企合作工作指導(dǎo)手冊(cè).北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.

篇8

隨著單片機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛,特別是工業(yè)自動(dòng)化控制、通信、儀器儀表的智能化及我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。作為工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,怎樣學(xué)好《單片機(jī)原理》這門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,作為教師,怎樣通過(guò)《單片機(jī)原理》課程的學(xué)習(xí)及《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》來(lái)培養(yǎng)在校大學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、敢于動(dòng)手、善于動(dòng)手和獨(dú)立自主解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力,一直是教育工作者探索的課題。由于這門(mén)課程自身的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo),實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)非常關(guān)鍵。在實(shí)際教學(xué)中,我們采用了《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》的教學(xué)模式, 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改革,引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類(lèi)競(jìng)賽,著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、科研能力及創(chuàng)新能力。

2、利用單片機(jī)課程特點(diǎn),為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)實(shí)踐與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)平臺(tái)

“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程是一門(mén)技術(shù)性、應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科。歷年來(lái)的全國(guó)大學(xué)生競(jìng)賽試題（電子類(lèi)）都幾乎會(huì)汲及到單片機(jī)技術(shù)的靈活運(yùn)用。而實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)又是一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)。我們將實(shí)驗(yàn)課與課程設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),首先做一定數(shù)量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分掌握單片機(jī)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(jī)硬件設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)能力基礎(chǔ)上,才進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn),在綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)做得得心應(yīng)手的時(shí)候,再進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié),它包括單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì),調(diào)試等實(shí)踐內(nèi)容。通過(guò)這些環(huán)節(jié)的實(shí)踐、教學(xué),可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。這樣,學(xué)生通過(guò)實(shí)踐、實(shí)戰(zhàn),一步步深入,當(dāng)學(xué)生們將每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成、理解、吃透后,就會(huì)有能力提升到一個(gè)新的高度：獨(dú)立、高效、有創(chuàng)造性地去開(kāi)發(fā)新的項(xiàng)目。這樣,就能很好地、充分地利用實(shí)驗(yàn)課及課程設(shè)計(jì)為學(xué)生構(gòu)造一個(gè)實(shí)踐與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)平臺(tái)（如圖1）。同時(shí)又為他們將來(lái)參加各類(lèi)競(jìng)賽做了很好的鋪墊。

3、對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改革,提高開(kāi)發(fā)效率,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、適應(yīng)能力強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才

3.1 改用C語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)單片機(jī)的主流語(yǔ)言

以前,我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)主要是以匯編語(yǔ)言為主。因?yàn)閰R編語(yǔ)言能直接操作計(jì)算機(jī)的硬件,學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言能幫助我們?nèi)チ私鈫纹瑱C(jī)的硬件構(gòu)造,當(dāng)然同學(xué)們必須掌握匯編語(yǔ)言的基本方法。但采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序所花的時(shí)間長(zhǎng),且調(diào)試及排除錯(cuò)誤亦比較困難。為提高編制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用程序的效率,適應(yīng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的需要,改善程序的可讀性和可移植性,我們?cè)谝髮W(xué)生了解匯編語(yǔ)言的基礎(chǔ)上改用了高級(jí)語(yǔ)言編程,用C語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)單片機(jī)的主流語(yǔ)言。要求學(xué)生用C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)目標(biāo)系統(tǒng)軟件,這樣就會(huì)縮短開(kāi)發(fā)周期,增加軟件的可讀性,便于改進(jìn)和擴(kuò)充,同時(shí),亦方便學(xué)生將C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序很容易在不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)之間移植。

3.2 采用Keil C51 Windows集成開(kāi)發(fā)軟件及51MCU DEMO試驗(yàn)板作開(kāi)發(fā)平臺(tái)

我們采用了Keil C51 Windows集成開(kāi)發(fā)軟件及51MCU DEMO試驗(yàn)板作學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Keil C51是德國(guó)Keil公司開(kāi)發(fā)的基于Windows平臺(tái)的單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,可以講是目前世界上最優(yōu)秀、最強(qiáng)大的51單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用平臺(tái)之一。它包含一個(gè)高效的編譯器、一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè)MAKE工具。它集編輯、編譯、仿真于一體,支持匯編、PL/M語(yǔ)言和C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì),界面友好,易學(xué)、易用。特別是,它內(nèi)嵌的仿真調(diào)試軟件可以讓學(xué)生采用模擬仿真和實(shí)時(shí)在線(xiàn)仿真兩種方式對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā),而且學(xué)生在軟件仿真時(shí),不但可以隨時(shí)模擬單片機(jī)的I/O口、定時(shí)器、中斷之外,甚至還可以仿真單片機(jī)的串行通信。而51MCU DEMO試驗(yàn)板功能強(qiáng)大、用途廣泛,它集與PC機(jī)通信的電平轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)字符液晶及點(diǎn)陣圖形液晶接口、行列式鍵盤(pán)、音響實(shí)驗(yàn)電路、中斷實(shí)驗(yàn)電路、I2C總線(xiàn)、DIP開(kāi)關(guān)、程序的ISP在線(xiàn)下載接口等于一體的51單片機(jī)開(kāi)發(fā)板。學(xué)生除了能在其上進(jìn)行一般的驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)外,還可以學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)較高級(jí)的智能化、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如：?jiǎn)纹瑱C(jī)與PC機(jī)的遠(yuǎn)程交互通信、單片機(jī)在線(xiàn)編程控制等。

3.3 開(kāi)好（重視）綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程

在確立了開(kāi)發(fā)語(yǔ)言及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建好后,強(qiáng)調(diào)學(xué)生必須認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在選題時(shí)要求學(xué)生結(jié)合理論課及平時(shí)的資料收集,自己確定題目。自己分析、設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手編程、調(diào)試安裝,并最后完成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動(dòng)手的目的是使學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)查閱資料、確定方案、軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試和撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等,從而對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程得到一次全面的實(shí)踐訓(xùn)練,從而使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本知識(shí)和基本技能,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng),為以后參加種類(lèi)比賽及將來(lái)去設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

4、課程設(shè)計(jì)典型案例分析

4.1 課程設(shè)計(jì)目的

單片機(jī)技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,要求通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生能在理論的指導(dǎo)下,主要依靠實(shí)踐活動(dòng),設(shè)計(jì)出一個(gè)小型單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。課程設(shè)計(jì)目的是使學(xué)生增進(jìn)對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)單片機(jī)理論方面的理解,掌握單片機(jī)內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用,如：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口等,熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程、方法及實(shí)現(xiàn),為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。同時(shí),樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生通過(guò)單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié),初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和組織實(shí)踐的基本技能,逐步熟悉開(kāi)展科學(xué)實(shí)踐的程序和方法。

4.2 課程設(shè)計(jì)要求

要求學(xué)生獨(dú)立完成課題設(shè)計(jì),掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試工作；在課程設(shè)計(jì)中要注重培養(yǎng)工程質(zhì)量意識(shí),并寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)報(bào)告；通過(guò)查閱手冊(cè)和有關(guān)文獻(xiàn)資料培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；通過(guò)實(shí)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法；掌握常用儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的使用方法,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)調(diào)試,提高動(dòng)手能力；綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識(shí)去獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

4.3 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)安排

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)為18學(xué)時(shí),安排學(xué)生每天用2學(xué)時(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),具體安排見(jiàn)（表1）同時(shí)還安排專(zhuān)門(mén)的老師作指導(dǎo)。包括對(duì)學(xué)生所選課題的深入分析,對(duì)實(shí)施方案的探討,對(duì)學(xué)生所擬定的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行認(rèn)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(kāi)發(fā)進(jìn)程的延誤。

4．4 課程設(shè)計(jì)實(shí)例

4. 4. 1 實(shí)驗(yàn)題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)與PC機(jī)的通信實(shí)驗(yàn)

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境： 采用MCS-51單片機(jī)軟件Kei C51及51MCU DEMO試驗(yàn)板作開(kāi)發(fā)主平臺(tái)；采用C語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)單片機(jī)的主流語(yǔ)言

實(shí)驗(yàn)所需器材：并口下載器、16×2字符液晶顯示模組、128×64點(diǎn)陣圖形液晶顯示模組、5V高穩(wěn)壓電源、一臺(tái)PC機(jī)

實(shí)現(xiàn)方法探討： PC機(jī)發(fā)送一個(gè)字符給單片機(jī),單片機(jī)收到后即在個(gè)位、十位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示,同時(shí)將其回發(fā)給單片機(jī)。要求：?jiǎn)纹瑱C(jī)收到PC機(jī)發(fā)來(lái)的信號(hào)后用串口中斷方式處理,而單片機(jī)回發(fā)給PC機(jī)時(shí)用查詢(xún)方式。

4. 4. 2 MCS-51單片機(jī)軟件Kei C51的開(kāi)發(fā)過(guò)程

1）開(kāi)發(fā)的全過(guò)程的過(guò)程,請(qǐng)見(jiàn)圖2。

2）單片機(jī)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(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類(lèi)競(jìng)賽培養(yǎng)學(xué)生科研、創(chuàng)新能力

學(xué)生通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合,通過(guò)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)后,已經(jīng)掌握了一定的分析問(wèn)題與解決實(shí)際問(wèn)題的能力,在有了單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和掌握了技術(shù)知識(shí)及具有了實(shí)際操作能力的的基礎(chǔ)上,老師再去有的放矢地引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類(lèi)競(jìng)賽、全國(guó)“跳戰(zhàn)杯”、廣東省的軟件大賽等,通過(guò)競(jìng)賽努力去培養(yǎng)學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新能力。為學(xué)生們畢業(yè)后找工作打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明：《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》做得好,參加過(guò)各種類(lèi)競(jìng)賽、參加過(guò)學(xué)校學(xué)生科研立項(xiàng),廣東省大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)立項(xiàng)、做過(guò)大量項(xiàng)目的學(xué)生,畢業(yè)后都能找到好工作,都會(huì)受到用人單位的熱烈歡迎,都會(huì)成為單位的重要的技術(shù)人才。

6． 結(jié)論

通過(guò)“單片機(jī)課程設(shè)計(jì)”,使學(xué)生初步掌握了單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,并使學(xué)生得到了對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)及應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。懂得了如何去開(kāi)發(fā)一個(gè)項(xiàng)目：從總體方案的初步設(shè)計(jì)、編程、軟件硬件調(diào)試、編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告、系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū),到系統(tǒng)功能的最終實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程。真正做到理論聯(lián)系實(shí)際,提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力,體現(xiàn)了由理論知識(shí)的學(xué)習(xí)到理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用的過(guò)渡過(guò)程。實(shí)踐證明,經(jīng)過(guò)這樣循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力普遍得到極大地提高。

參考文獻(xiàn)：

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

篇9

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法；單片機(jī)；項(xiàng)目選取；Proteus

中圖分類(lèi)號(hào)：TP368文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(xué)生將理論與實(shí)踐技能有機(jī)結(jié)合，在學(xué)習(xí)好理論知識(shí)的同時(shí)提高操作技能，是我們?cè)诮虒W(xué)中不斷學(xué)習(xí)和探析的目標(biāo)。單片機(jī)課程是電子信息工程以及機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)必不可少的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是一門(mén)理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生真正快捷的掌握單片機(jī)知識(shí)，下面談?wù)劰P者在單片機(jī)教學(xué)過(guò)程的體會(huì)。

1 注重課題的引入

單片機(jī)的第一課，給學(xué)生演示單片機(jī)控制系統(tǒng)，演示最基礎(chǔ)的流水燈控制，使學(xué)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(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)的過(guò)程中每個(gè)人都可以實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的積極性，樹(shù)立學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的自信心。筆者在上第一次課就拿親手制作的一款單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板以及曾在企業(yè)中開(kāi)發(fā)的一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)作為展示，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以取得了不錯(cuò)的效果。

2 充分調(diào)動(dòng)學(xué)生喜歡動(dòng)手的興趣

學(xué)生一般來(lái)說(shuō)不擅長(zhǎng)抽象思維，對(duì)于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)缺乏興趣，學(xué)習(xí)能力有一定的欠缺，但是他們形象思維能力要強(qiáng)于抽象思維，即對(duì)實(shí)際操作的接受能力要強(qiáng)于對(duì)純粹理論的接受能力，所以在單片機(jī)的教學(xué)中適當(dāng)增加有關(guān)的單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)是非常必要的。當(dāng)然，目前許多高校都已經(jīng)擁有了相關(guān)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，供學(xué)生學(xué)習(xí)。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)?zāi)K的確可以快捷方便地進(jìn)行操作，但僅僅是學(xué)會(huì)操作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，實(shí)驗(yàn)?zāi)K最大的缺點(diǎn)是不能進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，眾所周知，單片機(jī)硬件和軟件不分家，所以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)?zāi)K還是有一定的局限性而學(xué)生親自動(dòng)手焊接調(diào)試一個(gè)系統(tǒng)可以有效的加深對(duì)知識(shí)的理解。初期此系統(tǒng)不宜太復(fù)雜，建議采用單片機(jī)常見(jiàn)的接口電路，如：數(shù)碼管顯示電路，鍵盤(pán)電路、LED控制電路、串口通信電路等等。在焊接之前，鼓勵(lì)學(xué)生多去查閱相關(guān)資料，當(dāng)學(xué)生親手完成了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作，看到實(shí)際效果時(shí)會(huì)充滿(mǎn)了喜悅和成就感，這會(huì)激發(fā)學(xué)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(xué)習(xí)軟件指令驗(yàn)證之用，學(xué)生邊做邊學(xué)，不斷進(jìn)步。表1是首次要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)完成單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的情況。待學(xué)生具備一定的知識(shí)能力時(shí)，教師可只提出一個(gè)設(shè)計(jì)的范圍要求，鼓勵(lì)學(xué)生大膽思考和創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出新穎的作品。經(jīng)歷一學(xué)期的摸索，在電子系舉辦的第一屆智能電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，同學(xué)們參加的熱情高漲，不少同學(xué)都交出了以單片機(jī)為平臺(tái)質(zhì)量很高的作品。實(shí)踐證明，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)可以有效的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的積極性。

3 選取優(yōu)質(zhì)的項(xiàng)目來(lái)驅(qū)動(dòng)教學(xué)

在教學(xué)過(guò)程中將理論教學(xué)與單片機(jī)項(xiàng)目教學(xué)融為一體，本著單片機(jī)理論知識(shí)必需、夠用，實(shí)踐技能實(shí)用、善用的原則，向著強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)方向努力。采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，選取優(yōu)質(zhì)的項(xiàng)目。首先，項(xiàng)目的選取不易過(guò)難、過(guò)大。既要考慮實(shí)際的應(yīng)用性又要考慮學(xué)生的接受能力。以學(xué)生跳一跳能夠得上為原則。項(xiàng)目過(guò)大過(guò)難會(huì)讓學(xué)生失去信心和動(dòng)力，有畏難情緒。其次．要充分分析單片機(jī)技術(shù)所含的知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)目應(yīng)包含一個(gè)或一類(lèi)知識(shí)點(diǎn)，把教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)與一個(gè)個(gè)小的具體項(xiàng)目結(jié)合。教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)都是圍繞著項(xiàng)目的具體實(shí)現(xiàn)來(lái)完成。下面的9個(gè)項(xiàng)目就分別包含了單片機(jī)的“I/O口的應(yīng)用”、 “定時(shí)器/計(jì)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(shí)點(diǎn)，將匯編指令和軟件編程融人到項(xiàng)目中，項(xiàng)目完成后進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的梳理，使學(xué)生避免了對(duì)枯燥的理論知識(shí)的單獨(dú)學(xué)習(xí)。

1) 單個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮及閃爍；

2) 多彩流水燈按照不同規(guī)律的點(diǎn)亮；

3) 單個(gè)數(shù)碼管的顯示控制；

4) 簡(jiǎn)易交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；

5) 模擬洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)；

6) 簡(jiǎn)單計(jì)算器的設(shè)計(jì)；

7) PC控制發(fā)光二極管的點(diǎn)亮；

8) 簡(jiǎn)單波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)；

9) 數(shù)字溫度計(jì)。

4 積極合理的應(yīng)用Proteus軟件學(xué)習(xí)單片機(jī)

Proteus軟件支持許多通用的微控制器，如PCI、AVR、HC11以及8051；包含強(qiáng)大的調(diào)試工具，具有對(duì)寄存器和存儲(chǔ)器，斷點(diǎn)和單步模式IAR C-SPY、Keil、MALAB等開(kāi)發(fā)工具的源程序進(jìn)行調(diào)試的功能；能夠觀察代碼在仿真硬件上的實(shí)時(shí)運(yùn)行效果、對(duì)顯示、按鈕、鍵盤(pán)等外設(shè)的交互可視化進(jìn)行仿真；具有6000多種模擬和數(shù)字器件的模型庫(kù)；具有單步斷點(diǎn)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(jì)數(shù)/按時(shí)/頻率計(jì)虛擬終端、SPI調(diào)試器等虛擬儀器，以仿真中的測(cè)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(xiàn)精美地繪制出來(lái)。

第一，在項(xiàng)目教學(xué)中，充分運(yùn)用仿真技術(shù)，學(xué)生可以直接觀察仿真的結(jié)果，進(jìn)行程序的更改，學(xué)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(guò)程中，有時(shí)教師還應(yīng)故意設(shè)置一些障礙，讓學(xué)生去觀察程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的不同現(xiàn)象，以加深對(duì)語(yǔ)法現(xiàn)象的理解，提高程序設(shè)計(jì)的技術(shù)水平；第二，有計(jì)算機(jī)的學(xué)生在課下就有充分的時(shí)間去設(shè)計(jì)電路和編制程序，在完成軟件仿真測(cè)試后，學(xué)生可以在萬(wàn)能板上進(jìn)行硬件電路板的制作、測(cè)試或是制作出自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。軟硬件結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)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(jì)過(guò)程，縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約了產(chǎn)品的成本。實(shí)踐證明，使用Proteus仿真設(shè)計(jì)后安裝的產(chǎn)品．只要安裝正確、元器件無(wú)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(jī)最小系統(tǒng)沒(méi)有包含在內(nèi)），能準(zhǔn)確的模擬現(xiàn)實(shí)中路口的交通燈狀態(tài)。

5 總結(jié)

要進(jìn)一步提高單片機(jī)的教學(xué)質(zhì)量，一方面需要教師不斷提高自身修為，經(jīng)常參加實(shí)踐活動(dòng)；另一方面在教學(xué)活動(dòng)中，更要靈活應(yīng)用教學(xué)方法，充分挖掘?qū)W生的潛力。培養(yǎng)學(xué)生興趣,引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)腦，以達(dá)到使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的。實(shí)踐證明，上述方法對(duì)單片機(jī)的教學(xué)起到了積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文寧.單片機(jī)項(xiàng)目教學(xué)中的8個(gè)環(huán)節(jié)[M].福建電腦,2008(12):199.

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

篇10

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；實(shí)踐中心

我院是在我國(guó)高等教育進(jìn)入大眾化階段以后，于2003年經(jīng)教育部批準(zhǔn)，由大連理工大學(xué)與企業(yè)共同投資建立的獨(dú)立學(xué)院，目前已經(jīng)發(fā)展成有9 000余名全日制在校本科大學(xué)生的學(xué)院，其中IT類(lèi)專(zhuān)業(yè)在讀本科學(xué)生為4 500多人，所設(shè)置的IT類(lèi)專(zhuān)業(yè)包括計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子信息工程、自動(dòng)化等。學(xué)院的辦學(xué)宗旨為：面向?qū)W生，服務(wù)社會(huì)，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。從2004年開(kāi)始，學(xué)院利用自籌資金規(guī)劃和建設(shè)IT實(shí)踐中心，滿(mǎn)足培養(yǎng)IT類(lèi)應(yīng)用型人才的需要。經(jīng)過(guò)6年多的努力，完成設(shè)備投資1 800余萬(wàn)元，建成具有36個(gè)實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)室的IT實(shí)踐中心，形成了設(shè)備先進(jìn)、門(mén)類(lèi)齊全，能很好地滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、科技創(chuàng)新需要的實(shí)踐平臺(tái)。

1 IT實(shí)踐中心的建設(shè)目標(biāo)與構(gòu)思

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，需要大量的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才。獨(dú)立學(xué)院一般定位在培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才[1]，實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)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(diǎn)大學(xué)，獨(dú)立學(xué)院一般要靠自籌資金建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)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(mǎn)足培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的要求，同時(shí)又具有特色的高水平實(shí)踐平臺(tái)，是獨(dú)立學(xué)院發(fā)展中的重要課題[3]。公辦大學(xué)按多層次建設(shè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已有一些成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒[4]，但是，作為獨(dú)立學(xué)院，如果完全照搬其經(jīng)驗(yàn)必然受到資金的困擾并出現(xiàn)一些重復(fù)性的建設(shè)，同時(shí)也不能突出應(yīng)用人才培養(yǎng)實(shí)踐平臺(tái)的特色。

經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)查研究和充分論證，我院IT實(shí)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(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新”的思路。根據(jù)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，IT實(shí)踐中心的定位是充分滿(mǎn)足學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子信息工程、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才需要，具有支撐上述專(zhuān)業(yè)的課程實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)教學(xué)、大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)的實(shí)踐平臺(tái)。

2 公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是指能滿(mǎn)足我院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子信息工程、自動(dòng)化各專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐共同需要，或者是綜合運(yùn)用不同專(zhuān)業(yè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。被列入我院公共實(shí)踐平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室包括：電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、微機(jī)系統(tǒng)與接口實(shí)驗(yàn)室、嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。

2.1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

我院電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)綜合電路設(shè)計(jì)及電子設(shè)計(jì)與制作創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)。與一些院校采用針對(duì)電路、模擬電子電路、數(shù)字電路、EDA課程分別設(shè)置實(shí)驗(yàn)室不同，我院設(shè)置了8個(gè)相同的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)滿(mǎn)足電路、模擬電子電路、數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。

每個(gè)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室配備了32套設(shè)備，每套設(shè)備包括電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱、雙路可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、雙蹤示波器、多功能信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表、數(shù)字萬(wàn)用表。其中電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱是按我院提出的方案，由湖北眾友科技實(shí)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(mén)課程實(shí)驗(yàn)的需要，能滿(mǎn)足電路、模擬電子電路、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的要求，而且還配有EDA板，插到實(shí)驗(yàn)箱上再配上個(gè)人計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行EAD方面的實(shí)驗(yàn)。利用該實(shí)驗(yàn)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(jì)和電子制作創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

實(shí)踐證明，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的這種建設(shè)方案既滿(mǎn)足了實(shí)驗(yàn)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(xué)院電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路的教學(xué)改革提供了有力支撐[5]。

2.2 微機(jī)系統(tǒng)與接口實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

微機(jī)系統(tǒng)與接口實(shí)驗(yàn)室的功能定位是能滿(mǎn)足基于X86的微機(jī)原理課程實(shí)驗(yàn)、MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新實(shí)踐的平臺(tái)。

我院設(shè)置了3個(gè)微機(jī)系統(tǒng)與接口實(shí)驗(yàn)室，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室裝備了32套實(shí)驗(yàn)箱和個(gè)人計(jì)算機(jī)。為了滿(mǎn)足基于X86的微機(jī)原理和MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)的兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，實(shí)驗(yàn)箱選擇了啟東計(jì)算機(jī)廠(chǎng)有限公司生產(chǎn)的DVCC-5286NJH單片機(jī)微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該實(shí)驗(yàn)箱配備有8086和89C51雙CPU板，在做微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)時(shí)插上8086 CPU板，而在做單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室時(shí)使用89C51 CPU板。此外，為了適應(yīng)單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)踐的需要，實(shí)驗(yàn)室還配備了單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，學(xué)生可以設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)各種單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

2.3 嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

嵌入式系統(tǒng)是近年來(lái)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的熱點(diǎn)，也是大學(xué)生科技創(chuàng)新最活躍的領(lǐng)域，我院把嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室作為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建設(shè)。從培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)實(shí)用型和應(yīng)用創(chuàng)新型人才的角度出發(fā)，實(shí)驗(yàn)室的功能定位于滿(mǎn)足嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)以及科技創(chuàng)新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)需要。實(shí)驗(yàn)室的硬件平臺(tái)由“嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱+個(gè)人計(jì)算機(jī)+擴(kuò)展模塊+控制對(duì)象模型”構(gòu)成。