单片机理论论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇单片机理论论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

单片机串行通信发射机采用串行工作方式，发射并显示两位数字信息，既显示00-99，使数据能够在不同地方传递。硬件部分主要分两大块，由AT89C51和多个按键组成的控制模块，包括时钟电路、控制信号电路，时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式，控制信号用手动开关来控制，P1口来控制，P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示，软件采用汇编语言来编写，发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发射，同时显示程序对发射的数据加以显示。

毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程，丰富自己的知识和理论，巩固所学的知识，提高自己的动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力。

我做得的毕业设计注重于对单片机串行发射的理论的理解，明白发射机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。

我的毕业设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。硬件部分介绍：单片机串行通信发射机电路的设计，单片机AT89C51的功能和其在电路的作用。介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。AT89C51与MCS-51兼容，4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000次可擦，数据保存10年，全静态工作：0HZ-24HZ，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32跟可编程I/O线，两个16位定时/计数器，5个中断源，5个可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内震荡和时钟电路，P0和P1可作为串行输入口，P3口因为其管脚有特殊功能，可连接其他电路。例如P3.0RXD作为串行输出口，其中时钟电路采用内时钟工作方式，控制信号采用手动控制。数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式；串行通信有两种形式，异步和同步通信。介绍了串行串行口控制寄存器，电源管理寄存器PCON，中断允许寄存器IE，还介绍了数码显示管的工作方式、组成，共阳极和共阴极数码显示管的电路组成，有动态和静态显示两种方式，说明了不同显示方法与单片机的连接。再后来还介绍了硬件的焊接过程，及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。软件部分：在了解电路设计原理后，根据原理和目的画出电路流程图，列出数码显示的断码表，计算波特率，设置串行口，在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发射程序。编写完程序还要进行编译，这就必须会使用编译软件。介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题，及在编译后烧入芯片使用的软件PLDA，后来的加电调试，及遇到的问题，在没问题后与接受机连接，发射数据，直到对方准确接收到。在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问题，例如：通信协议是否相同，数码管是否与芯片连接对应，计数器是否开始计数等。

我所设计的单片机串行接口现在已经发展到无线收发的阶段，本文参考无线发射部分就是参考南华大学黄智伟、朱卫华的《单片机与嵌入式系统应用》一文，该串行无线发射电路结构简单、工作可靠，可方便地在单片机与单片机之间，构成一个点对点、一点对多点的无线串行数据传输通道。单片机无线串行接口电路由MICRF102单片发射器芯片、MICRF007单片接收器芯片组成，工作在300~440MHzISM频段；具有ASK调制和解调能力，抗干扰能力强，适合工业控制应用；采用PLL频率合成技术，频率稳定性好；接收灵敏度高达－96dBm，最大发射功率达－2.5dBm；数据速率可达2Kb/s；低工作电压：4.75~5.5V；功耗低，接收时电流3mA，发射时电流7.75mA，接收待机状态仅为0.5μA，发射待机状态仅为1.0μA；可用于单片机之间的串行数据无线传输，也可在单片机数据采集、遥测遥控等系统中应用。

最后介绍了毕业设计做完后的结论以及自己的心得体会。

2硬件

2.1硬件的基本组成：

单片机89C51、6M晶震、30pF电容、22uf/10V电容、1K电阻、共阳极数码显示管、按键。

2.2电路图

（见附录A）

2.3硬件介绍

2.3.1单片机概述

单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。单片机一词最初是源于“SingleChipMicrocomputer”,简称SCM。随着SCM在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能，单片机已不能用“单片微型计算机”来表达其内涵。国际上逐渐采用“MCU”(MicroControllerUnit)来代替，形成了单片机界公认的、最终统一的名词。为了与国际接轨，以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。在国内因为“单片机”一词已约定俗成，故而可继续沿用。

2.3.1.1单片机的发展历史

如果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段：

第一阶段（1976—1978）：单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog等。都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单片机”一词即由此而来。

第二阶段（1978—1982）：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。

1.完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。

2.CPU功能单元的集中管理模式。

3.体现工控特性的地址空间及位操作方式。

4.指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。

第三阶段（1982—1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。

第四阶段（1990—）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。

2.3.1.2单片机的发展趋势

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗化、低电压化、低噪声与高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低价格化、电路内装化和串行扩展技术。随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小和功能将更强。

2.3.1.3单片机的特点

单片机主要有如下特点：

1.有优异的性能价格比。

2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

3.制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

4.低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

5.外部总线增加了I2C（Inter-IntegratedCircuit）及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

2.3.1.4单片机的应用

由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：

1.单片机在智能仪表中的应用

2.单片机在机电一体化中的应用

3.单片机在实时控制中的应用

4.单片机在分布式多机系统中的应用

5.单片机在人类生活中的应用

单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能通过单片机来实现了。这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。

A：由单片机组成控制器的结构和特点：

单片微型计算机是微型计算机发展中的一个重要分支，是把构成一台微型计算机的主要部件如中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)和各种功能I/O接口集成在一块芯片上的单芯片微型计算机(SingleChipMicroComputer),简称单片机.由于它的结构与指令功能都是按工业控制要求设计的,且近年来单片机着力扩展了各种控制功能如A/D、PWM等,因此我们更多时候称其为一个单片形态的微控制器(SingleChipMicroController),或直接称其为微控制器(MicroController)。

B：用单片机组成的微机控制系统具有以下特点:

1.受集成度限制,片内存储器容量较小,一般片内ROM小于4—8K字节,片内RAM小于256字节;但可在外部进行扩展,如MCS—51系列单片机的片外可擦可编程只读存储器(EPROM)、静态随机存储器(SRAM)可分别扩展至64K字节。

2.可靠性高。单片机芯片本身是按工业控制环境要求设计的,其抗工业噪声的能力优于一般通用CPU;程序指令及其常数、表格固化在ROM中不易破坏;常用信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。

3.易扩展。片内具有计算机正常运行所必须的部件,芯片外部有许多供扩展用的总线及并行、串行输入/输出端口,很容易构成各种规模的微机控制系统。

4.控制功能强。为了满足工业控制要求,单片机的指令系统中有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。一般来说,单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。

5.一般的单片机内无监控程序或系统管理软件,软件开发工作量大。但近年来已开始出现了片内固化有BASIC解释程序及FROTH操作系统的单片机,使单片机系统的开发提高了一个新水平。

篇2

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在设计开关电源时，首先面临的问题是如何选择合适的单片开关电源芯片，既能满足要求，又不因选型不当而造成资源的浪费。然而，这并非易事。原因之一是单片开关电源现已形成四大系列、近70种型号，即使采用同一种封装的不同型号，其输出功率也各不相同；原因之二是选择芯片时，不仅要知道设计的输出功率PO，还必须预先确定开关电源的效率η和芯片的功率损耗PD，而后两个特征参数只有在设计安装好开关电源时才能测出来，在设计之前它们是未知的。

下面重点介绍利用TOPSwitch－II系列单片开关电源的功率损耗（PD）与电源效率（η）、输出功率（PO）关系曲线，快速选择芯片的方法，可圆满解决上述难题。在设计前，只要根据预期的输出功率和电源效率值，即可从曲线上查出最合适的单片开关电源型号及功率损耗值，这不仅简化了设计，还为选择散热器提

η/％(Uimin=85V)

中图法分类号：TN86文献标识码：A文章编码：02192713(2000)0948805

PO/W

图1宽范围输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线

图2宽范围输入且输出为12V时PD与η，PO的关系曲线

图3固定输入且输出为5V时PD与η，PO的关系曲线

供了依据。

1TOPSwitch－II的PD与η、PO关系曲线

TOPSwitch－II系列的交流输入电压分宽范围输入（亦称通用输入），固定输入（也叫单一电压输入）两种情况。二者的交流输入电压分别为Ui=85V～265V，230V±15％。

1．1宽范围输入时PD与η，PO的关系曲线

TOP221～TOP227系列单片开关电源在宽范围输入（85V～265V）的条件下，当UO=＋5V或者＋12V时，PD与η、PO的关系曲线分别如图1、图2所示。这里假定交流输入电压最小值Uimin=85V，最高

η/％(Uimin=85V)

η/％(Uimin=195V)

交流输入电压Uimax=265V。图中的横坐标代表输出功率PO，纵坐标表示电源效率η。所画出的7条实线分别对应于TOP221～TOP227的电源效率，而15条虚线均为芯片功耗的等值线（下同）。

1．2固定输入时PD与η、PO的关系曲线

TOP221～TOP227系列在固定交流输入（230V±15％）条件下，当UO=＋5V或＋12V时，PD与η、PO的关系曲线分别如图3、图4所示。这两个曲线族对于208V、220V、240V也同样适用。现假定Uimin=195V,Uimax=265V。

2正确选择TOPSwitch－II芯片的方法

利用上述关系曲线迅速确定TOPSwitch－II芯片型号的设计程序如下：

（1）首先确定哪一幅曲线图适用。例如，当Ui=85V～265V，UO=＋5V时，应选择图1。而当Ui=220V(即230V－230V×4.3％)，UO=＋12V时，就只能选图4；

（2）然后在横坐标上找出欲设计的输出功率点位置（PO）；

（3）从输出功率点垂直向上移动，直到选中合适芯片所指的那条实曲线。如不适用，可继续向上查找另一条实线；

（4）再从等值线（虚线）上读出芯片的功耗PD。进而还可求出芯片的结温（Tj）以确定散热片的大小；

（5）最后转入电路设计阶段，包括高频变压器设计，元器件参数的选择等。

下面将通过3个典型设计实例加以说明。

例1：设计输出为5V、300W的通用开关电源

通用开关电源就意味着交流输入电压范围是85V～265V。又因UO=＋5V，故必须查图1所示的曲线。首先从横坐标上找到PO=30W的输出功率点，然后垂直上移与TOP224的实线相交于一点，由纵坐标上查出该点的η=71.2％，最后从经过这点的那条等值线上查得PD=2.5W。这表明，选择TOP224就能输出30W功率，并且预期的电源效率为71.2％,芯片功耗为2.5W。

若觉得η=71.2％的效率指标偏低，还可继续往上查找TOP225的实线。同理，选择TOP225也能输出30W功率，而预期的电源效率将提高到75％，芯片功耗降至1.7W。

根据所得到的PD值，进而可完成散热片设计。这是因为在设计前对所用芯片功耗做出的估计是完全可信的。

例2：设计交流固定输入230V±15％，输出为直流12V、30W开关电源。

图4固定输入且输出为12V时PD与η，PO的关系曲线

η/％(Uimin=195V)

图5宽范围输入时K与Uimin′的关系

图6固定输入时K与Uimin′的关系

根据已知条件，从图4中可以查出，TOP223是最佳选择，此时PO=30W，η=85.2％，PD=0.8W。

例3：计算TOPswitch－II的结温

这里讲的结温是指管芯温度Tj。假定已知从结到器件表面的热阻为RθA(它包括TOPSwitch－II管芯到外壳的热阻Rθ1和外壳到散热片的热阻Rθ2)、环境温度为TA。再从相关曲线图中查出PD值，即可用下式求出芯片的结温：

Tj=PD·RθA＋TA(1)

举例说明，TOP225的设计功耗为1.7W，RθA=20℃/W，TA=40℃，代入式（1）中得到Tj=74℃。设计时必须保证，在最高环境温度TAM下，芯片结温Tj低于100℃，才能使开关电源长期正常工作。

3根据输出功率比来修正等效输出功率等参数

3．1修正方法

如上所述，PD与η，PO的关系曲线均对交流输入电压最小值作了限制。图1和图2规定的Uimin=85V，而图3与图4规定Uimin=195V（即230V－230V×15％）。若交流输入电压最小值不符合上述规定，就会直接影响芯片的正确选择。此时须将实际的交流输入电压最小值Uimin′所对应的输入功率PO′，折算成Uimin为规定值时的等效功率PO，才能使用上述4图。折算系数亦称输出功率比（PO′/PO）用K表示。TOPSwitch－II在宽范围输入、固定输入两种情况下，K与U′min的特性曲线分别如图5、图6中的实线所示。需要说明几点：

（1）图5和图6的额定交流输入电压最小值Uimin依次为85V，195V，图中的横坐标仅标出Ui在低端的电压范围。

（2）当Uimin′>Uimin时K>1，即PO′>PO，这表明原来选中的芯片此时已具有更大的可用功率，必要时可选输出功率略低的芯片。当Uimin′（3）设初级电压为UOR，其典型值为135V。但在Uimin′<85V时，受TOPSwitch－II调节占空比能力的限制，UOR会按线性规律降低UOR′。此时折算系数K="UOR′"/UOR<1。图5和图6中的虚线表示UOR′/UOR与Uimin′的特性曲线，利用它可以修正初级感应电压值。

现将对输出功率进行修正的工作程序归纳如下：

（1）首先从图5、图6中选择适用的特性曲线，然后根据已知的Uimin′值查出折算系数K。

（2）将PO′折算成Uimin为规定值时的等效功率PO，有公式

PO=PO′/K（2）

（3）最后从图1～图4中选取适用的关系曲线，并根据PO值查出合适的芯片型号以及η、PD参数值。

下面通过一个典型的实例来说明修正方法。

例4：设计12V，35W的通用开关电源

已知Uimin=85V，假定Uimin′=90％×115V=103.5V。从图5中查出K=1.15。将PO′=35W、K=1.15一并代入式（2）中，计算出PO=30.4W。再根据PO值，从图2上查出最佳选择应是TOP224型芯片，此时η=81.6％，PD=2W。

若选TOP223，则η降至73.5％,PD增加到5W，显然不合适。倘若选TOP225型，就会造成资源浪费，因为它比TOP224的价格要高一些，且适合输出40W～60W的更大功率。

3．2相关参数的修正及选择

（1）修正初级电感量

在使用TOPSwitch－II系列设计开关电源时，高频变压器以及相关元件参数的典型情况见表1，这些数值可做为初选值。当Uimin′LP′=KLP（3）

查表1可知，使用TOP224时，LP=1475μH。当K=1.15时，LP′=1.15×1475=1696μH。

表2光耦合器参数随Uimin′的变化

最低交流输入电压Uimin(V)85195

LED的工作电流IF（mA）3.55.0

光敏三极管的发射极电流IE（mA）3.55.0

篇3

电子台历对于人们来说并不陌生，是日常生活中的一种计时工具，显示内容比较具体，包括：年、月、秒等，以其自身精确、使用方便等优势受到人们越来越多的关注。在电子台历使用过程中，能够在两个方面体现其特点，一方面，能够与软、硬件更新同步，为人们提供更加优质的服务，具有实时性特点；另一方面，结构简单，主要是将单片机作为基础，与LED显示电路等构成，而且在特殊环境影响下，能够进行实时调试，极大地提高了工作效率。

1.2设计原理

电子台历软件主要包括程序初始化、按键检测等，硬件则为单片机，由于单片机芯片接口数量较多，在实际应用中比较复杂。诚然，电子台历体积小，但是，其内部系统包含电源电路、时钟等部件，能够确保其稳定、正常运行，另外，在其设计中，台历前板显示屏幕是价格比较昂贵的数码管液晶显示器，能够有效突破传统仅能够显示一种字体的弊端，通过这种设计，不仅能够满足个性化需求，有效节约成本，还能够提高电子台历市场占有率。目前，Proteus系统电子台历应用范围比较广泛。

2在电子信息中单片机电子台历的应用

2.1激发学生兴趣，挖掘创新潜能

传统教学主要采用标准模块，学生被动地在课前对相关实验进行预习，并将事先编好的程序录入系统中进行验证即可，在很大程度上写弱了学生学习积极性和热情，而单片机教学不同，学生在教师引导下，可以利用单片机软件进行创新设计，有效激发学生兴趣，拓展学生思维，能够深入挖掘创新潜能。另外，该技术自身结构简单、学生操作难度较低，能够为学生进行自主实验提供支持，不仅能够优化教学，提升教学有效性，还能够充分调动学生积极性和热情。

2.2丰富教学内容，拓展知识范围

电子信息工程作为计算机应用科学的重要组成部分，是适应现代社会发展的基础，在社会经济迅速发展影响下，电子信息技术已经在社会各个领域中得到了广泛推广和普及，在推动社会、经济发展等方面具有重要作用。传统电子信息工程中的设计与运用，已经不能够更好地帮助学生参与现代社会发展，特别是在单片机在人们生活中的应用，使得人们对电子信息工程提出了更高的要求情况下。因此，将单片机技术引入教学中成为未来主要趋势，在教学中渗透，不仅能够丰富教学内容，丰富知识范围，还能够进一步激发学生创造力，提升自身专业技能。在实际教学中，教师要认识到单片机添加到教学中的重要性，并引导学生全面、系统了解和掌握单片机知识，从而推动电子信息工程实现可持续发展目标。

2.3提供实验素材，培养综合能力

电子信息工程发展过程中，实验在促进其不断发展中占据不可替代的重要位置，传统教学中，教师普遍将理论知识的传授作为课堂教学核心，在很大程度上限制学生发挥想象力和创造力，无法真正理解和掌握单片机技术相关内容，为了能够突破传统单一模式的缺陷，教师可以引导学生认识并掌握此设计相关知识，例如：台历结构等，并将单片机在电子台历中的运用作为实验课题，围绕实践操作进行模拟实验，在实验过程中，教师通过正确引导，使得学生在体会实验的同时，扎实的掌握基础知识，从而为进一步开展电子信息工程教学奠定坚实的基础。除此之外，教师还需要放手让学生自主进行实验，并及时发现自身存在的不足之处，参照原始实验过程进行对比，加以调整和优化，提高学习效率。通过这种方式，不仅能够使得学生更好地掌握专业知识，丰富知识面，还能够有效培养学生自主学习等综合能力，从而进一步挖掘电子信息工程。

篇4

电子台历对于人们来说并不陌生,是日常生活中的一种计时工具,显示内容比较具体,包括:年、月、秒等,以其自身精确、使用方便等优势受到人们越来越多的关注。在电子台历使用过程中,能够在两个方面体现其特点,一方面,能够与软、硬件更新同步,为人们提供更加优质的服务,具有实时性特点;另一方面,结构简单,主要是将单片机作为基础,与LED显示电路等构成,而且在特殊环境影响下,能够进行实时调试,极大地提高了工作效率。

1.2设计原理

电子台历软件主要包括程序初始化、按键检测等,硬件则为单片机,由于单片机芯片接口数量较多,在实际应用中比较复杂。诚然,电子台历体积小,但是,其内部系统包含电源电路、时钟等部件,能够确保其稳定、正常运行,另外,在其设计中,台历前板显示屏幕是价格比较昂贵的数码管液晶显示器,能够有效突破传统仅能够显示一种字体的弊端,通过这种设计,不仅能够满足个性化需求,有效节约成本,还能够提高电子台历市场占有率。目前,Proteus系统电子台历应用范围比较广泛。

2在电子信息中单片机电子台历的应用

2.1激发学生兴趣,挖掘创新潜能

传统教学主要采用标准模块,学生被动地在课前对相关实验进行预习,并将事先编好的程序录入系统中进行验证即可,在很大程度上写弱了学生学习积极性和热情,而单片机教学不同,学生在教师引导下,可以利用单片机软件进行创新设计,有效激发学生兴趣,拓展学生思维,能够深入挖掘创新潜能。另外,该技术自身结构简单、学生操作难度较低,能够为学生进行自主实验提供支持,不仅能够优化教学,提升教学有效性,还能够充分调动学生积极性和热情。

2.2丰富教学内容,拓展知识范围

电子信息工程作为计算机应用科学的重要组成部分,是适应现代社会发展的基础,在社会经济迅速发展影响下,电子信息技术已经在社会各个领域中得到了广泛推广和普及,在推动社会、经济发展等方面具有重要作用。传统电子信息工程中的设计与运用,已经不能够更好地帮助学生参与现代社会发展,特别是在单片机在人们生活中的应用,使得人们对电子信息工程提出了更高的要求情况下。因此,将单片机技术引入教学中成为未来主要趋势,在教学中渗透,不仅能够丰富教学内容,丰富知识范围,还能够进一步激发学生创造力,提升自身专业技能。在实际教学中,教师要认识到单片机添加到教学中的重要性,并引导学生全面、系统了解和掌握单片机知识,从而推动电子信息工程实现可持续发展目标。

2.3提供实验素材,培养综合能力

篇5

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）36-8369-02

单片机课程实践是高校自动化专业集中实践环节的必修课，是学生学习《单片机原理》课程后，进行的一次全面的综合实践，其目的旨在加深对单片机基础理论和基本知识的理解，培养学生具有单片机系统应用软件设计和开发的能力，在具体实现过程中强化学生的实践意识，提高应用能力、创新意识和合作精神。在项目的实践中，使得学生掌握一定的理论与技术知识，而且应该树立管理理念，建立项目工程思维观念，而这一点正是高级语言编程思维的一种体现。

通过将单片机课程实践和高级语言程序设计实验相结合，使学生在理解单片机理论和高级语言编程思想的基础上，实际动手开发一个实际的应用系统，来提高综合运用所学理论知识的能力。

1 研究内容或对象

引导学生运用已学的单片机理论知识、单片机程序设计方法和高级语言编程思想，具体设计一个实用的小型单片机应用系统，开发设计过程按以下顺序进行――选定课题、调查用户需求、总结归纳数据流程、分析性能、书写需求分析及总体设计报告（包括组成原理图、硬件连接、程序流程、系统功能模块）、完成应用系统的开发、撰写课程实践报告、系统验收、组织课程实践答辩。让学生在这一系列工作中综合运用单片机系统原理以及编程语言等相关课程知识，培养学生的综合素质。

根据单片机课程实践和专业课程实践两个实践教学环节各有4～5周但分散的实际情况，考虑将其进行整合。并在实践教学环节中安排相应的指导老师对学生进行必要的指导和帮助，为学生提供分析思路，解决学生项目完成中碰到的实际问题。

2 研究拟达到目标

通过在单片机课程实践中结合高级语言编程思想，使学生在掌握单片机理论基础知识的同时，通过参与项目的分析、设计与实现，建立软件工程理念，具备一定的理论与单片机实物实践相结合、解决实际应用问题的能力。同时在完成项目的过程中，锻炼科研开发能力和科研论文写作能力，为大四的毕业设计和毕业论文的顺利完成奠定基础，并为以后工作中的理论与实践相结合奠定良好的基础。

使学生在单片机课程实践和高级语言程序编程实践相结合的实践教学环节中，利用所学的单片机系统原理和C语言程序设计基础知识设计单片机应用系统，解决单片机系统应用中的实际问题，掌握高级语言编程思想，借助相关编程工具，完成一个小型项目的自主分析、设计与实现。

3 主要研究方法

教师提供部分项目供学生选择，学生亦可自拟项目，但课题的选择要由教师审查核准。项目尽量选择实际需求的题目，让学生走出校园，通过调查走访，了解国内单片机应用发展的状况，开阔眼界，而且在开发一个真实项目的过程中，带来求知的源动力，激发学生自主学习的渴望以及创造力；对于虚拟项目，要求学生做到切合实际需求，能解决一定的应用问题，有一定的应用价值。

编程开发工具原则上推荐学生使用KEIL C，如果学生认为其它开发工具更适合可由学生自主选择。由于实际可用的编程开发工具与日俱增且不断更新，为此在课程实践中，对学生开发工具的选择不做过多限制，使得学生可以选择自己感兴趣的程序设计工具进行项目开发，既锻炼了学生自学的能力，又能让学生成为项目开发的决策者，这种主人翁意识使得学生变被动学习为主动学习，从而激发学生自主学习的积极性。

为了防止学生对课程实践任务敷衍了事，对课程实践的考核方式由原来的提交程序和文档改变为答辩的方式。且在集中教学环节之前就让学生明确单片机课程实践的任务，同时考虑在集中教学环节结束后适当放宽学生上交可运行的项目程序和课程实践报告以及组织答辩的时间，让学生能更好的延续自主学习的积极性并进一步完善项目的开发。

4 特色、创新及推广应用价值

通过将单片机课程实践和高级语言程序设计基础实验相结合，让学生在项目的分析、设计、与实现的过程中掌握单片机理论知识、单片机系统应用的设计方法和高级语言程序编程思想 ，提高自动化专业学生理论与实践相结合的能力，激发学生的学习积极性和主观能动性，提高学生解决实际应用问题的能力。

《单片机原理》课程实践教学，将单片机课程实践和高级语言程序设计实验两个教学环节有机整合，让学生能在该实践教学环节中综合运用单片机系统原理和高级语言程序设计基础以及相关编程思想等多种知识，培养初步的科研能力和科研论文写作能力以及团队合作精神。并通过组织课程实践答辩使学生进行类似毕业答辩的演习。

篇6

中图分类号：TP368.1-4

随着知识经济的不断发展，企业对于综合型人才的需求更加的迫切，培养高素质的创新型人才已被确定为我国高等教育发展的根本目标。单片机课程是电子类专业的一门核心课程，具有很强的综合性与实践性特征，该课程不仅为后续课程的学习奠定基础，并且也提供了一种培养创新能力的良好手段。传统的单片机课程教学在提升学生创新能力培养方面还存在很大的欠缺性，因此，为了在单片机课程教学中强化创新能力培养，必须对传统单片机课程的教学模式进行改革。

1.教学与实践改革存在的问题

1.1教学方式有待改进

在单片机的教学过程中不少教师常常以单片机理论为教学的重中之重，实验常安排一些与实践结合不紧密的基础实验，从而难以与实践紧密结合起来；再加上一些教师强调笔试的重要性，势必造成学生失去学习的兴趣和积极性，将更多精力用于考试过关，而难以使理论知识得到实践和应用。例如循环左移和右移指令的讲解，只做理论上的推导，很难加深学生的印象，若能引入适当的EDA技术将这个循环左移和右移过程形象地展示出来，既能加深学生的印象还能提高其学习兴趣[1]。

1.2传统教学的内容问题

由于单片机教材与实际应用有一定的差距，教材中提到的理论与实物已经是几年前的市场产品或者是面临淘汰的产品，这样就会使学生接触到一些过时的知识却没有看到新的改进，从而在一定程度上影响了学生的知识面和实践能力。实验课程体系验证性实验过多、综合性、启发性实验太少，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手实践能力达到提高和训练[2]。

1.3学生对实践和动手缺乏积极性

不少学生对单片机的实践性缺少认识，不主动参与实践和设计，他们宁愿将时间放在英语考试或计算机等级考试上，却对单片机技术的实践和操作缺少兴趣，因此培养和调动学生积极性显得尤为重要。

2.教学实践改革中的有效建议

2.1教学项目的创新设计

教学项目是课程教学内容的载体，教学项目设计的好坏直接关系到单片机课程的教学效果。为了培养学生的创新能力，笔者设计了一些创新性的教学项目，旨在为学生提供更大的创新设计空间。比如：设计智能打铃器、盆栽自动灌溉装置、自动避障小车等。这些教学项目不仅可以锻炼学生的单片机开发能力，也可以为学生提供很大的创新空间。学生在完成这些项目的基本功能后，还可以根据自己的想象力对其进行改进，使其功能更加完善。

2.2n程题目的创新设计

单片机课程设计是单片机教学的一个重要检验环节，其题目的设计对于培养和考核学生的创新能力非常重要。题目的设计和选取可以从以下几个方面入手：借鉴历届电子设计大赛的题目；从日常生活中寻找与们课堂教学相关的资源，将其改良为可行性课题；以在研的教师科研课题为蓝本，将部分研究内容作为设计制作的题目供学生练习，培养其创新能力。比如，笔者根据自己的日常生活经验，设计了智能水杯题目，不限定水杯的具体功能，要求学生充分发挥自己的想象力和创新能力，分组设计出不同功能的智能水杯。各个小组完成了不同的创新设计，有的小组设计了具有自动显示水温功能的水杯，有的小组设计了具有定时提醒喝水功能的水杯，有的小组设计了具有音乐播放功能的水杯，等等。

2.3开发单片机创新实验装置

传统的单片机实验箱内部电路固定，学生只能按照实验指导书的步骤，机械地做一遍验证性实验，无法进行创新性设计。针对传统单片机实验箱的缺点，笔者开发了一套灵活性和扩展性强、易于升级的单片机创新实验装置。其设计思路是将搭建各种不同功能单片机系统所必需的组成电路分离，设计出各个独立的功能模块，在该装置上学生可自主选择功能模块，完成创新性单片机系统的设计。另外，利用Proteus与Keil软件整合构建单片机创新虚拟仿真实验室，它可为学生提供丰富的虚拟仪器和元器件资源，为学生提供良好的创新平台。

2.4请高校研究生作有趣易懂的产品设计报告

以往常有教师向院上提出应该多请专家给学生作专题报告以拓展学生的知识面，尽管学院作出了一定的努力，然而许多国内专家总是忙于手头工作，或者因为路程问题最后不能完成这一愿望，即便有的专家过来作完报告，却也难以收到预期的效果，一些学生往往反映太过深奥，或者难于理解或者与所学知识关联不大。对此我们可以请来高校一些发表过优秀论文的研究生，利用周末过来讲解和展示他们的设计成果这些研究生往往非常乐意奉献自己的论文成果，因此讲解得较为详细具体，并且可以做到浅显易懂而本科生在具有一定理论基础情况下都能听懂。

2.5 考核方法的创新设计

通常来说考核就是对教师教学效果的检验和学生水平的测试，同时也是督促和激发学生认真学习的原因和动力。在单片机的教学与实践改革过程中，我们提出了一种注重实践能力和应用能力培养的考核方式，课堂考勤占10%，平时成绩占30%期末考试占60%。这种考核方式突出的特点是平时成绩比例较高，同时对其考核将一半的分值设定为实验成绩，并对学生在实验中的具体表现从实验态度、完成实验的情况、实践动手能力和课程设计等几方面进行量化。

3.结语

单片机技术是电子类专业的核心课程，有较强的实践性，因此学生只有在单片机开发实践中才能真正掌握其开发方法、锻炼创新能力。但加强学生的实践应用能力和创新能力并不是一件容易的事情，需要教师首先转变教学的观念，从教学的教学项目、课程题目上大胆创新，并在实验装置上下功夫，做出创新，并通过产品设计报告、以及考核方法创新的辅助，全面的提升学生的创新能力，相信在坚持不断的推进、实践和努力中，一定能在学生单片机应用及创新能力提升上有所收获。

篇7

基于单片机的风扇速度控制设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

单片机因其体积小，抗干扰能力强、而且使用灵活方便，成本低等特点，它的应用范围非常广泛，尤其是他强大的面向控制能力，已深入工业控制、军事装置、家用电器等各个领域，应用前景十分广阔。单片机按照应用的系统结构不同，可分为总线方式和非总线方式。采用总线方式的应用系统多属于较复杂的系统，比如智能仪表、工控系统、检测系统等。非总线方式的应用系统多属于小型控制。按照应用范围的不同，可分为通用型和专用型。

目前我国普遍采用4位、8位或16位，对于单片机还处于低档的应用，而对于那些宏单片机、DSP等高档的应用还是空白。而国外很多公司都推出了自己的单片机系列，如Intel公司推出的MCS-96/196系列，Rockwell公司的6501、6502，日立公司的H8/3048系列等。目前单片机的应用领域有以下四大领域：一是家用电器业。单片机个传统的机械产品结合，构成新型的机、电、仪一体化产品，如洗衣机、电脑空调机等。二是通讯行业。最有代表性的就是手机。三是智能仪表应用。单片机的体积小、成本低、控制力强等特点，使仪器仪表重量大大减轻，又有很高的性价比，如数字式RLC测量仪。四的在计算机外设中的应用。如在接口中采用单片机进行控制管理、数据采集、多路分配管理等。

我国在将来很长的一段时间里，8位单片机还将是主流产品，因为8位单片机很好用，有丰富的功能，现在无论是国内还是国外，都还是以8位为主。4位单片机由于功耗较低，在国内也有一定的市场比例。目前世界各国的单片机发展各有不同。美国单片机的发展趋势主要是从8位到16位和DSP过度，欧洲等国家单片机主要应用于工业，因此仍以8位为主，主要以功能和运行速度的发展为主。我国对于单片机的需要目前主要是家电类等消费品为主，8位单片机有很大的市场分额和发展空间。国内也急需这方面的人才。

尽管单片机的发展迅速，其发展方向不外忽以下几点：一是微型单片化。现在的产品普遍向小型化、轻型化发展，就需要单片机在在原有的多功能、低功耗的前提下，集成更多的元件，如看门狗（Watchdog）、LCD控制器等。随着半导体技术的发展，片上系统（SOC）的发展前景很好。二是低功耗CMOS化。现在单片机的功耗普遍在100mW左右，许多生产厂家采用CMOS工艺，使单片机更适合在电池供电场合，今后也是单片机发展的主要趋势之一。三是大容量、高性能化。随着CPU的发展，单片机的处理数据能力大大提高，内部时序也加以改善，ROM的存储容量也大大提高，又加入了低噪声技术，加强了中断、定时控制。四是在接口方向的发展。现在许多新型单片机的接口，从类型和数量上有了很大的发展，如有些可以直接驱动液晶显示管LCD、有些可以直接输出大电流和高电压等。

21世纪是“数字化”的时代，单片机的发展有着翻天覆地的变化，各种型号、功能的单片机应用于人们生产和生活中的各个领域。单片机的发展逐渐取代了由传统模拟电路作为电机的控制器，因此单片机在家电方面的应用已经十分普遍，比如电风扇、洗衣机、空调等。+电动机是将电能转换成机械能的机电装置。1821年英国科学家法拉第首先提出电动机原理。1834年，德国的雅可比第一个发明了直流电动机。1879年，西门子公司用直流电动机驱动电车。1888年发明家特斯拉发明了交流电动机。1902年瑞典的工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。至今为止，电动机发展迅速，电机理论、设计及制造工艺得到逐步的完善和提高，广泛应用与现代的各种机械生产领域。如在机械制造工业、轻重型制造工业、运输行业、农业生产等各个领域，电动机以不同的种类和功能发挥着重要的作用。可以这么说，电动机的出现使社会生产力大大提高，促进了社会的发展。

随着时代的进步和科技的发展，电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义.长期以来，直流电机被广泛应用于调速系统中，而且一直在调速领域占居主导地位，这主要是因为直流电机不仅调速方便，而且在磁场一定的条件下，转速和电枢电压成正比，转矩容易被控制；同时具有良好的起动性能，能较平滑和经济地调节速度。因此采用直流电机调速可以得到良好的动态特性。由于直流电动机具有优良的起、制动性能，宜与在广泛范围内平滑调速。在轧钢机、矿井卷机、挖掘机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等领域中得到广泛应用。近年来交流调速系统发展很快，然而直流控制系统毕竟在理论上和在时间上都比较成熟，而且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流系统的基础，长期以来，由于直流调速系统的性能指标优于交流调速系统。因此，直流调速系统一直在调速系统领域内占重要位置。

选取本课题的意义在于单片机的发展极为迅速，以其独特的结构和性能，渗透到各个领域，产生了极大的影响。研究单片机、学习单片机，是社会发展的必然趋势，单片机有着其广阔的发展空间和社会价值。通过研究用单片机远程发射红外线来控制电动机的转速，从而达到控制风扇速度控制，能使使用者操作起来更加方便。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

1、单片机主芯片的选择；

2、电机控制系统设计；

3、遥控器的设计；

4、用数码管显示档位；

5、PWM的产生；

6、按键开关的设计。

三、研究步骤、方法及措施：

1、学校提供硬件材料、有关工具器件和实验制作场所；

2、查阅大量的相关资料和书籍；

3、与同类的论章进行对比，完善自己的设计思路；

4、系统的总体方案设计：发射部分和接收部分；

5、系统硬件电路的设计；

6、系统的软件设计

7、论文的修改及润色。

四、参考文献

[1]

张俊.单片机的发展与应用[J].北京：电子制作,1997:40-50.

[2]

於丹.春风化雨芽将萌——谈我国单片机的发展[J].北京:微电脑世界,1998:9-13.

[3]

张俊漠.单片机的发展及应用现状[J].北京:电子世界,2001:3-5.

[4]

杨靖.用单片机控制的直流电机调速系统[J].广西：机床电器,2008.11:

45-47.

[5]

篇8

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）38-0028-02

单片机技术是电子类专业的一门核心课程，其应用范围涉及工业测控、智能仪器仪表、日用家电、个人信息终端及通信产品等领域，已成为现代电子系统中重要的智能化的核心部件之一，在全国的电子设计竞赛中被广泛应用。因此，近些年来，教学与实践相结合的思想不同程度地得到各高校的重视与加强，许多文献也曾报道单片机技术教学与改革的新思想、新内容和新方法，旨在推动教学改革中坚持不懈地加强学生动手能力和实践能力，从而培养出与社会接轨的优秀电子专业毕业生。我院自创建以来，就非常重视理论与实践的结合，经过作者和院系老师对教学实践改革的努力尝试与探索，总结出了一些简单可行的教学实践改革体系，本文将主要针对我院单片机教学与实践改革提出一些切实可行的新建议。

一、教学与实践改革存在的问题

1.教学方式有待改进。在单片机的教学过程中，不少教师常常以单片机理论为教学的重中之重，实验常安排一些像清零程序、拆字程序、排序程序等与实践结合不紧密的基础实验，从而难以与实践紧密结合起来，再加上一些教师强调笔试的重要性，势必造成学生失去学习的兴趣和积极性，将更多精力用于考试过关，而难以使理论知识得到实践和应用。例如，循环左移和右移指令的讲解，只做理论上的推导，很难加深学生的印象，若能引入适当的EDA技术将这个循环左移和右移过程形象地展示出来，既能加深学生的印象，还能提高其学习兴趣。

2.传统教学的内容问题。由于单片机教材与实际应用有一定的差距，教材中提到的理论与实物已经是几年前的市场产品或者是面临淘汰的产品，这样就会使学生接触到一些过时的知识，却没有看到新的改进，从而在一定程度上影响了学生的知识面和实践能力。实验课程体系验证性实验过多，综合性、启发性实验太少，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手实践能力达到提高和训练。

3.学生对实践和动手缺乏积极性。不少学生对单片机的实践性缺少认识，不主动参与实践和设计，他们宁愿将时间放在英语考试或计算机等级考试上，却对单片机技术的实践和操作缺少兴趣，因此，培养和调动学生积极性显得尤为重要。

4.学校条件和经费的限制。在我们三本学校，教学实践改革除了以上三个问题之外，还会受到其他重要客观因素的阻碍，例如，电子技术迅速发展，需要投入更多的经费购买先进的教学器材和设备，同时也需要一些可以供教学展示的实物，再加上联系校外企业供学生实习也需要一定的活动资金，这些势必给教学实践带来很大的影响，这些客观条件在短时期内仍然很难改观。

二、教学实践改革简单可行的几点新建议

单片机教学实践的过程不会一蹴而就，需要不断作出改进，不断推陈出新，这样才可以保证教学实践工作的顺利进行。许多新的方法值得探索和大胆尝试，我们经过初步探索，总结出以下一些可行的新建议：

1.培养学生学习单片机的兴趣。采用多种教学方法和手段培养学生学习单片机的兴趣，例如：在单片机课堂教学过程中，应注重理论与实际应用相结合，在第一堂课给学生展示单片机制作的实物，如流水灯、电子琴等，使学生对单片机的应用看得见、摸得着，激发学生的学习兴趣。在讲述具体抽象内容之前，采用Proteus等仿真软件将教材中的实例或实际工程案例中用到此知识点的电路进行仿真验证，让学生有个感性认识，明确学习目标。在教学中采用启发式、讨论式的教学方法，改变满堂灌的教学方法，让学生从“让我学”转变为“我要学”。

2.优化教学内容。在课堂教学中，选用新版的、内容丰富的优秀教材，力求做到纵观全书，抓住关键，勤于总结，将具体内容与工程实践案例相结合，对实际应用中的重难点内容进行精讲，提出一些与工程实际应用密切相关的问题来引导学生积极思考，鼓励学生发表见解，活跃课堂氛围。在实践教学中除验证性和简单的设计性实验外，加入课程设计环节，在具体实施中以“学生为中心，教师为辅”的教学模式。同时向学生介绍单片机应用的优秀网站，引导学生充分利用丰富的网络资源，了解当前有关单片机的新书讯、新技术和新发展，以此来拓宽学生的知识面，延伸和补充课堂之外的教学内容，丰富和拓展单片机课程的学习，为学生将来独立进行软硬件设计打下良好基础。

3.鼓励学生展示自己的成果。其实在各班的学生中，都不缺乏对单片机设计有着浓厚兴趣的同学，那么就可以在全班范围内以小组为单位开展一些单片机的设计工作，例如以各宿舍为单位，这些同学平时接触和共同探讨的机会比较多，可以让那些敢于动手，积极表现的同学起到带头作用，然后争取到少量活动资金，建立兴趣小姐，就可以在教师的引导下，让学生自行设计和参与单片机技术的设计实践了。经过一段时间的努力后，教师可以鼓励学生自行上讲台展示各小组的设计成果，这样不仅可以提高学生的积极性，还可以让教师和学生做到教学相长。

4.请高校研究生作有趣易懂的产品设计报告。以往常有教师向院上提出应该多请专家给学生作专题报告以拓展学生的知识面，尽管学院作出了一定的努力，然而许多国内专家总是忙于手头工作，或者因为路程问题，最后不能完成这一愿望，即便有的专家过来作完报告，却也难以收到预期的效果，一些学生往往反映太过深奥，或者难于理解，或者与所学知识关联不大。对此，我们可以请来高校一些发表过优秀论文的研究生，利用周末过来讲解和展示他们的设计成果，这些研究生往往非常乐意奉献自己的论文成果，因此讲解得较为详细具体，并且可以做到浅显易懂，而本科生在具有一定理论基础情况下都能听懂。例如，上次一个高校的研究生给学生讲解LED点阵显示屏的原理和设计，学生们听后产生了浓厚的兴趣，这样很容易激发学生实践和动手的激情，并且把这份激情投入到以后的单片机设计和工作中去。

5.考核方式改革。通常来说，考核就是对教师教学效果的检验和学生水平的测试，同时也是督促和激发学生认真学习的原因和动力。在单片机的教学与实践改革过程中，我们提出了一种注重实践能力和应用能力培养的考核方式，课堂考勤占10%，平时成绩占40%，期末考试占50%，平时成绩的评定进行量化。这种考核方式突出的特点是平时成绩比例为我院最高，同时对其考核将一半的分值设定为实验成绩，并对学生在实验中的具体表现从实验态度、完成实验的情况、实践动手能力和课程设计等几方面进行量化。

单片机技术课程的教学与实践改革是一个长期的过程，特别是对学生加强实践应用能力更不是一件容易的事情，因此需要教师改变传统的教学观念，积极主动地参与实践教学，并且努力培养学生的学习兴趣和实践积极性，只要努力探索和寻求新方法新思路，总可以使得单片机的教学与实践改革很好地得以进行，使学生的单片机应用能力和创新能力得到很大提高。

参考文献：

[1]张鹏.关于高校单片机教学模式的几点思考[J].电子制作，2013，（12）.

[2]张翼，卢钢，卢益民.浅谈单片机教学改革的五大关键点[J].教育教学论坛，2013，（32）.

[3]周荣华.单片机教学改革与实践[J].黑龙江科技信息，2013，（06）.

[4]陈燕慧.单片机教学改革模式的探讨[J].科教导刊，2013，（07）.

篇9

“单片机技术”课程在本科院校里是电子信息类专业的必修课程，这门课程是以电子技术基础，编程语言，计算机理论等知识为基础的一门专业性和应用性很强的综合性课程。基于以上特点，对于初学者来说对单片机的理论知识的正确把握往往感觉比较吃力，给初学者造成学习困难。但是经过我们多年的教学经验，这类有很强的应用性和实用性的课程，以项目式教学更能推动学生的学习兴趣，同时模块化的教学设计更能降低初学者入门的门槛。两者相结合教学方法的采用对本门课程的教学效果提升明显.

1单片机项目驱动教学法

以往的单片机教学模式是以教师为中心，老师在课堂上按照教材，或者教学大纲按部就班的讲授理论原理和知识点；以课堂教学为中心，学生学习为被动接受，由于知识点综合性比较强，理论太深奥使得学生往往学习兴趣不高,同时缺乏动手实践机会，教学效果一般不够理想。以项目驱动的教学法是学生为主体，教师为主导，以实践应用为根本目标，围绕具体的项目构建教学内容体系，通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。注重的不是最终的结果，而是项目完成的过程，在项目的教学实施过程中，学生按需学习，亲身实践，学生在项目的实践过程中，理解知识和掌握技能，学习成为一个参与的创造实践活动，培养分析和解决问题的能力。引进单片机项目教学方式打破了原有的教学组织安排，以项目的开发步骤作为教学内容，将课程的内容分解为一个个小项目，从项目引入到项目解析再到任务分解然后到知识点讲解最后知识点应用，将原教学方案里单片机的知识点穿插到具体项目开发的过程中[2]。这里面包含了软、硬平台搭建到项目展开再到项目完成的一系列教学活动，使学生从被动学习变为主动学习，按照这种方法我们将以往教学体系中的知识内容变化为若干个工程项目（见表1），然后围绕着这些工程项目任务的展开同时开展教学，让学生以具体工作目标的展开来进行教学环节的工作。有利于激发学生的学习积极性和创新能力，调动了学生的学习积极性。在这整个过程中，学生能很好的把握课程的知识要求，在体验创新与探索的过程中，又培养了学生们的分析解决问题的能力及团队协作能力等。

2模块化的单片机教学方法

任何复杂的系统都是由具有完整基本功能的功能模块电路组成，单片机应用系统也是如此，一般由cpu系统、中断系统、I/O口等。同时任何复杂的电路系统都可以分解为多个具备单一功能的模块电路，按照这个思路，学习单片机系统我们也可以从单片机的功能模块电路入手，我们根据学生的认知规律,和学习单片的一般原理的方法，机将单片机教学模块分成几个部分，这里面每个部分有自己的专用模块[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在对硬件电路设计部分进行模块化设计，将单片机的各个功能模块以独立的原理图形式出现，我们把单片机个硬件按功能分为了键盘模块、数码管显示模块、传感器控制模块、模数转换模块、显示模块、通信模块等几大模块，如图1。各个模块通过面包板上预留的连接器与系统主板进行连接,然后用排线组合成所需要的系统。在教学过程中，要不断收集遇到的各种硬件功能模块电路，弄清它们的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系统化整为零，建立起自己的硬件模块库。指导学生学会搜集、分析别人的设计案例、论文和相关书籍中的功能模块电路，不断地充实自己的功能模块电路库，日积月累，学生就会觉得自己的单片机系统设计能力越来越强。最后在进行模块分解时，各模块功能尽可能专一，联系尽可能简单，使模块独立性强，方便教学实用的模块。

3总结

新兴本院校定位应用型教学型高校，以培应用型、创新型人才为目标[4]。在此基础上的以项目驱动法教学和模块化教学为主线，以实际应用为培养为目标的“单片机技术”课程教学改革思路，按照这个方式能使学生在项目模块化的环节中一步一个台阶。此教学法脱离了枯燥无味的说教模式，使学生在具体的设计项目的工作环境里轻松自在的状态来投入到学习中，思维能力、动手能力、学习能力以及团队协作能力都有了明显提高，模块化学习过程中所积累的各种电路系统模块也促进构建成学生进行科技创新实践、参加大学生创新创业训练的重要模块库，激发了学生学习的主动性和成就感。法国文化教育学家斯普朗格曾言：教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来[5]。本课程的教学改革正是朝着这个方向前进。

参考文献

[1]胡敬朋,王聪.单片机项目教学研究及实践[J].南京:电气电子教学学报,2009(5).

[2]冯冬菊,虹,等.基于项目驱动的机械制图教学改革[J].实验室科学,2012,15(3):25-27.

[3]唐鸿儒,夏扬,黄亚忠.单片机课程的实践教学探索[J].南京:电气电子教学学报,2009(1).

篇10

单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，应用于各种嵌入式系统中。单片机技术的发展极大地推动了电子工业的发展，无论在教育界还是在产业界，单片机技术的推广仍然是一个热点。目前，各个高校都建立了单片机实验室，但是很多学校的实验教学现状却不容乐观。就我院而言，主要存在以下问题：（1）实验场地和时间不足。学生除了上实验课外，平时难得有机会实践。（2）以验证性实验为主。实验室所配备的实验箱只能满足验证性实验的要求。由于实验箱是成品，学生很难参与到其中的细节设计中去，学生的实践能力很难得到锻炼和提高，学生也很难建立起单片机系统开发的整体概念。并且，这种实验设备的配置方式局限了实验项目数量，还存在设备维护工作量大的现实问题。（3）由于实验设备仅适用于某一系列的单片机，若开设新的单片机课程，则需要重新配置实验设备，增加了学校的投入。

为此，笔者进行了长时间的探索，提出了一些解决办法。

建立开放式的实验室管理模式单片机实验室应实行开放式管理，在不影响正常实验教学任务的前提下，面向全校学生，在课余时间向学生提供实验所需要的场所、仪器设备等。开放范围除了实验开放项目、课程设计外，也包括学生兴趣爱好、第二课堂活动、创新活动等。开放性实验管理模式是在注重知识、能力和素质协调发展的同时，贯彻因材施教、注重个性培养的教学原则，目的是激发学生的学习兴趣和热情。在实施过程中，要注意实验内容不应与教学计划及教学大纲所规定的实验教学内容相重复，应属于课程教学内容的拓展性实验；还要注意综合性和针对性，强化基础，拓宽知识覆盖面，注重培养知识的综合运用能力。此外，还要根据科技的发展及其实际应用，结合实际工作，加强对学生科学研究思维和建立工程概念的训练，培养学生的创新能力和动手能力。开放性实验的组织中要突出学生的自主性，要全方位体现以学生为主体的自主式学习方式。在实验方案设计、操作、实验结果的分析处理等方面最大限度地发挥学生的主体作用，教师布置任务、讲解及指导等要点到为止，留有余地，给学生独立思考、独立操作、独立分析、独立解决问题的空间，充分调动学生的积极性和主动性。

利用Proteus与Keil整合构建单片机虚拟实验室Proteus是Labcenter公司推出的一款基于标准仿真引擎SPICE3F5的电路分析、实验仿真系统。该软件有交互式动画仿真、基于图形的仿真和基于微控制器的仿真等三种模式，其最大的特点就在于它能够仿真单片机及其外围芯片。Proteus软件支持MCS-51及其派生系列、Motorola68HC11系列，以及AVR系列和PIC12、PIC16、PIC18系列的单片机。Proteus软件支持的外围器件有74LS373、8255、矩阵式键盘、LCD及多种A/D、D/A转换器等。另外，用户还可以建立新的元器件模型。对于MCS-51系列单片机而言，Proteus还能够与Keilc51集成环境实现联机同步调试。而Keil是德国开发的一个51单片机开发软件平台，是目前应用最广泛的、最重要的单片机开发平台。它的界面简单，操作容易。Keil的uVision2可以进行纯粹的软件仿真，也可以利用硬件仿真器，搭接上单片机硬件电路，在仿真器中载入项目程序后进行实时仿真。此外，还可以使用Keil Monitor-51在不需要额外硬件仿真器的条件下，搭接单片机硬件系统对项目程序进行实时仿真。uVision调试器的调试功能也很丰富，具有常规源极调试、符号特性调试、历史跟踪，代码覆盖，复杂断点等功能。构建虚拟实验室主要是利用Proteus进行硬件电路的设计，用Keil进行软件设计。硬件电路的设计主要有两个方面：系统扩展（包括ROM、RAM、I/O口、定时器等功能单元的扩展）和系统的配置（即根据系统的要求进行外围设备的配置，如键盘、显示器、A/D转换器、D/A转换器、打印机等的接口电路的设计），通过该软件的使用，可以使学生掌握硬件电路的设计方法。软件设计主要是应用程序的编制、调试，使学生掌握软件开发的步骤、方法和技巧。而软硬件的设计完成之后，还需要进行系统的总调，将这两大执行环境组合起来构成联合的仿真系统，其中，KEIL作为软件的调试界面，而Proteus作为硬件的仿真和调试界面。这样，就可以像仿真器一样调试程序了。

开设大型综合设计实验，培养学生的创新能力大型综合的设计实验需要在学生完成基础实验之后视学生掌握程度而开设，这个环节在整个单片机教学中非常重要，只有经过完整的项目训练，学生才会建立起完整的系统的概念。学生需要根据设计任务书上的要求（包括软硬件的资源配置、实验要求达到的效果）进行设计实验。这样的训练可以将科技方法的训练、机电综合设计、创新设计及毕业设计等实践内容融合到大型综合设计实验项目中，使原来分散的小规模设计和训练集成为一个大型的系统设计项目，从而培养学生的创新能力。此外，在单片机实验开发的基础上，在学生参与下开发一些应用板，组成机电一体化的实验平台，如我院已经开发出的步进电机的单片机控制实验平台。这些训练可以使学生更加熟悉单片机的组成、工作原理、程序开发、系统的扩展。更重要的是，学生可以积累自己实践的经验，增强工程意识，为将来顺利进入实际的工程环境打下坚实的基础。

建立单片机网络互动实验系统，作为传统实验教学的补充传统的实验教学是近距离的，由于实验设备紧缺，设备普遍比较昂贵，加之时间和空间上的限制，已成为制约教学质量的一个重要因素。为满足培养具有高素质创新人才的要求，实验教学要不断地进行改革，实验要向综合型、设计型转变，但这种新型教学模式的实现必须有高技术化的手段和条件支持，因而网络虚拟实验教学成为现代教育技术应用的大趋势。单片机网络互动实验室系统是针对单片机实验而开发的内容全面、结构完整的单片机网络实验室系统。单片机网络互动实验室的构建基于Internet远程智能化虚拟系统，充分发挥了网络教学的特有优势，使学生的学习与交流不受时间、地点和实验仪器设备的限制，甚至可以联机协作完成实验。实验内容以图形、文字、动画等方式呈现在客户端的浏览器上，具有较强的交互性和真实性。同时，也提高了实验教学的伸缩性和适应性，有助于提高分散教学资源的利用率，形成科学的实验管理体系。单片机网络互动实验室可作为传统理论与实验教学的补充模式。我院在设计中采用服务器和客户端模式，可以实现客户端与服务器的交互通讯。我院自主开发了网络系统，学生只需到我院的网站注册一个用户名并下载客户端，便可以在自己的计算机上进行单片机实验。

以电子技术竞赛为契机，深化单片机实验教学改革课程与教学改革一直是高职院校所关注的热门话题，实验教学改革的效果直接影响着应用型人才培养的质量。目前，以单片机控制技术为核心的电子信息技术的飞速发展和应用领域之广是其他技术无法比拟的。但是学校教学内容却滞后于科技的高速发展。在高职院校开展电子技术竞赛正是解决这一问题的有效途径。竞赛有力地促进了专业课程内容的整合和实验教学内容的更新。一方面，所有参加竞赛的学生都要经过严格的赛前培训和赛中训练，学生普遍反映受益匪浅。实践证明，这样的学生在就业时也普遍受到企业青睐。此外，为了能够使没有参赛的学生也得到同样的训练，我院还开设了电子专业课程的设计训练课程，作为传统单片机实验教学的补充。课程完全按照电子竞赛的要求进行。这样的训练有效地提高了学生的工程设计能力和综合素质。另一方面，以竞赛为契机，改革单片机实验课程内容和实验方法。由于竞赛中涉及的单片机内容能够跟随科技发展的步伐，竞赛的题目具有实际意义，所以对目前的单片机理论教学改革和实验教学改革起了一定的引导作用。

参考文献：