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單片機原理與應用范文第1篇

[關(guān)鍵詞]單片機原理及應用 課程改革 教學方法 校―企合作 項目

一、引言

《單片機原理及應用》課程是一門實用性強、應用面廣，將計算機技術(shù)與電子技術(shù)緊密結(jié)合、硬件與軟件相聯(lián)系的計算機應用專業(yè)核心課程，是一門理論與實踐并重的計算機技術(shù)應用課程。《單片機原理及應用》課程以C語言、數(shù)電、模電課程為基礎(chǔ)，融合了計算機控制技術(shù)、軟件編程等知識與技能，在培養(yǎng)學生的邏輯思維、編程思想、軟硬件結(jié)合、模塊化設計思想以及任務分析、方案確定、任務分解、綜合技術(shù)應用能力方面起著重要的作用。

為適應高職教育培養(yǎng)“高素質(zhì)技能型專門人才”的宗旨，本課程的體系、內(nèi)容、方法等均面向?qū)嵺`、面向應用、面向就業(yè)。課程定位在“以培養(yǎng)生產(chǎn)第一線的高技能人才為主，盡可能多的培養(yǎng)出具有一定開發(fā)能力的設計人才”上，強調(diào)突出實踐、突出實用和能力培養(yǎng)。

二、課程改革思路

《單片機原理及應用》課程改革的基本思路是：“以職業(yè)和就業(yè)為導向，構(gòu)建新的工程實踐化課程體系，確保教學內(nèi)容的合理性、實用性和先進性?！痹撜n程比傳統(tǒng)課程的主要特點是：教材結(jié)構(gòu)體系嚴謹，教學內(nèi)容全面，工程應用實例豐富。

通過到企業(yè)的調(diào)研，與企業(yè)工程師一起討論研究，收集和分析計算機應用職業(yè)崗位（群）的工作任務以及完成這些工作需要的知識與技能，進行了單片機課程開發(fā)，開發(fā)過程如圖1所示。構(gòu)建新的工程實踐化課程體系，確保教學內(nèi)容的合理性、實用性和先進性。課程開發(fā)改革后比傳統(tǒng)課程的主要特點是：增加技能項目減少理論知識。技能項目內(nèi)容是“校―企”合作共同完成確定的，教學體系按照“理實一體化”的教學方式安排，在課程內(nèi)容安排上，采用“項目―知識點”的形式，可采用邊解講、邊思考、邊訓練的教學模式，便于激發(fā)學生的學習興趣，使課程做到“教、做、學、思”的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，刪除了部分理論知識。

圖1：《單片機原理及應用》課程開發(fā)過程

三、教材的建設

在課程建設過程中，我們與企業(yè)工程師們一起編寫了《單片機原理及應用（基于C語言）》項目教程，2014年2月清華大學出版社出版。本書重點放在“基礎(chǔ)+項目（任務）實訓+項目開發(fā)過程”上（基礎(chǔ)指的是課程的基礎(chǔ)知識和重點知識，以及在項目（任務）中會應用到的知識，基礎(chǔ)為項目（任務）服務，項目（任務）是基礎(chǔ)的綜合應用，項目（任務）開發(fā)過程指的是從接受到項目，如何去組織、如何去讀項目要求、如何去分工、如何去開發(fā)、如何去管理、如何去考核、如何去配合等等，基于工作過程的全新的教學模式）。根據(jù)高職院校單片機課程標準和教學大綱要求。教學內(nèi)容分為7模塊，著重講授了解單片微型計算機、認識80C51單片機的結(jié)構(gòu)、認識C51程序設計、認識單片機定時器/計數(shù)器、認識單片機中斷系統(tǒng)、認識80C51單片機串行通信技術(shù)和認識80C51單片機接口技術(shù)等知識。

課程內(nèi)容是“校―企”合作共同完成的，教學中的45個項目提供了PROTEUS ISIS軟件仿真，有助于學生動手能力的培養(yǎng)和鍛煉。課程體系按照“理論實踐一體化”的教學方式編寫，可將班級分組教學，采用邊解講、邊思考、邊小組討論、角色扮演、邊訓練、邊考核的基于工作過程的全新教學模式，便于激發(fā)學生的學習興趣和素質(zhì)提高，使教材做到“教、做、學、思”的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。單片機原理及應用課程總體架構(gòu)如圖2所以。

四、教學方法改革

（1）靈活運用啟發(fā)式教學方法，引導學生自覺學習的主動性和積極性，保證教學過程良好有序地進行。針對單片機原理及應用課程的授課對象具有量大面廣的特點，首先給學生介紹本課程與相關(guān)專業(yè)的關(guān)系和與學生專業(yè)知識整體性的關(guān)系，強調(diào)理論學習的重要性和實際動手操作的必要性。鼓勵學生自主學習，培養(yǎng)主動學習的積極性，保證了整個教學過程在自覺學習中進行。

（2）樹立以學生為中心的教育思想，在課堂教學中，以教師為主導，學生為主體，互動和諧。教師主導，體現(xiàn)為“引”和“導”，教師變“主宰”為“循循善誘”。同時，靈活應用多種教學方法，在講授課程中，采用回憶提問、理解提問和應用提問等多種提問方式，引導、激發(fā)學生的學習興趣、動機和思路，進而深化理解、正確應用，變教師中心角色為引導性，完全改變了原來“填鴨式”的教學方法。

（3）推廣邊學邊做的教學模式，單片機原理及應用技術(shù)是一門實戰(zhàn)性很強的學科，結(jié)合理論和實踐，一邊學一邊做是最好和最快捷的學習方法。將理論學習、實踐應用、產(chǎn)品制作有機地結(jié)合為一體，以理論教學為基礎(chǔ)，以實踐訓練為重點，以掌握知識和技能為教學。課程的理論教學與實踐教學融合在一起，在實訓教室借助于單片機自身軟、硬件環(huán)境來仿真其工作過程，教學形式獨特，貼近技術(shù)應用實際，激發(fā)學生學習積極性，讓學生真正感覺到在“學中做、做中學、邊學邊做、邊做邊學”。

五、因材施教做法及效果

結(jié)合高職院校學生的特點，本著“能力為主、理論夠用”的原則，重新組織教學內(nèi)容，因材施教取得了良好的教學效果。

（1）根據(jù)崗位要求調(diào)整教學內(nèi)容

及時跟蹤產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和行業(yè)動態(tài)，制定科學的專業(yè)發(fā)展規(guī)劃和實施方案；分析職業(yè)崗位（群）任職要求和變化，根據(jù)自己多年從事企業(yè)工作的經(jīng)驗，結(jié)合IT行業(yè)企業(yè)的特點，刪減部分理論內(nèi)容，減少相關(guān)模塊的課時，增加技能訓練的授課學時。

（2）根據(jù)學生特點調(diào)整教學方法

針對高職學生“怕理論，愛動手”的特點，在課堂上注重學生動手能力的培訓，增加學生課堂實訓的時間，采用多種教學手段來調(diào)動學生的學習興趣，如小組競賽問答、上黑板做題、設置錯誤答案讓學生解決、角色扮演、實訓競賽、學生作品演示講解等，這些做法的使用，極大的提高了學生的學習積極性，課堂氣氛空前活躍。針對部分學生動手能力差的特點，在利用課余時間組織學生到網(wǎng)上查資料，同時邀請幾名成績好的同學和老師一起輔導，這種做法能達到兩個效果：一是動手能力差學生增加了被輔導的機會，二是成績好學生鞏固了所學知識，一舉兩得。

（3）針對不同群體，提出不同要求

對于基礎(chǔ)好的同學，在布置作業(yè)和實訓時，對他們提出更高的要求，選擇難度較大的實訓供他們練習；對基礎(chǔ)較差的同學，注重基本知識和基本技能的培訓；對于技能較差的女同學，采用課后輔導或網(wǎng)上輔導的方式，樹立她們的自信心。這種分層次的教學要求，滿足了不同層次學生的學習要求，達到了很好的教學效果。

（4）根據(jù)課程特點，鍛煉創(chuàng)新能力

“單片機原理及應用”課程，由于是一門實踐性很強的課程，需要借鑒的資源豐富，完全是自主開發(fā)。在授課過程中，特別注重學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。每當分析完一個項目，都會讓學生進行項目分析，提出改進和完善方案，并在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新設計。經(jīng)過多次訓練，學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力都有所提高，很受學生歡迎。

（5）改革作業(yè)形式，提高學習興趣

在課程講授過程中注重改革傳統(tǒng)的作業(yè)模式，以生活當中的單片機應用實例為題材，提高學生的學習興趣。如當學完“定時器、中斷”等教學單元時，就要求學生尋找生活當中的定時器、中斷實例，完成定時器、中斷實例分析作業(yè)，并分析設計的合理性。同時還舉行定時器、中斷設計比賽，大大提高了學生的學習積極性。鼓勵并輔導學生利用自己所學知識參加科技創(chuàng)新比賽。如計應122諸杰成、趙扎玉同學在四川省軟件大賽獲得一、二等獎。

六、小結(jié)

通過全方位、多角度組織教學，取得了很好的教學效果，表現(xiàn)為：

①學習積極性高：課堂上下學生的學習積極性空前高漲，改變了以往被動學習的局面，每學期學生評價為優(yōu)秀；

②學習效果好：學生的專業(yè)能力、專業(yè)知識的應用能力、創(chuàng)新能力都明顯提高，動手能力明顯加強。如計應122諸杰成、趙扎玉同學在四川省軟件大賽獲得一、二等獎。

③就業(yè)評價優(yōu)：近幾年計算機應用專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率都達到98%，用人單位對畢業(yè)生的滿意度逐年提升，學生還沒有畢業(yè)，就有許多IT企業(yè)前來“定購”學生，多數(shù)畢業(yè)生已經(jīng)成為企業(yè)的技術(shù)骨干，部分學生已經(jīng)擔任企業(yè)領(lǐng)導職位。

基金項目：四川省教育廳2013年度研究課題（項目編號：13SB0476）

[參考文獻]

[1]楊居義編著.單片機原理及應用（基于C語言）項目教程[M]. 北京：清華大學出版社，2014.2

[2]許景輝、張成鳳、李宗利.《單片機原理及應用課程改革探索》[J].中國電力教育.2013年第35期.

單片機原理與應用范文第2篇

關(guān)鍵詞：單片機教學難點 可視化 主體實踐 學習積極性

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0042-02

高職《單片機原理與應用》的教學，由于單片機實驗板的普及，已有許多基于學生動手實驗的教學模式探索與實踐，如“教師主導―學生主體、教學做一體化”、理實一體化教學模式的等等。提出的如“基于工作過程的學習領(lǐng)域課程建設的設計理念、工學結(jié)合”理念，將教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化為系列項目的形式來展開教學，追求在實際產(chǎn)品開發(fā)設計的行為過程中感受與體驗，激發(fā)、提高學生綜合思維能力，提升職業(yè)素質(zhì)。

但入門難度仍然是單片機教與學需要克服的關(guān)鍵問題。在實際教學中，學生學期初的對于《單片機》課程神秘向往興奮的感覺，隨著英文指令、抽象的結(jié)構(gòu)組織、各種程序流程紛至沓來而逐漸消失；對于軟、硬件概念及其對應關(guān)系“看不見、摸不著、沒感覺”，沒有具體感性有效的反饋，而在逐日被動接受的暈頭轉(zhuǎn)向中，這門課程最終被學生慢慢地放棄了。

1 基于Keil軟件的“可視化”教學設計

為了突破入門難點，有效落實學的主體性，說明KEIL軟件作為“可視化”教學手段的有效性及其切實性，下面進行微觀教學設計。

集成軟件Keil C51已經(jīng)是一個普遍流行而又基礎(chǔ)的單片機集成開發(fā)平臺，適用眾多型號的單片機，調(diào)試功能齊全，界面直觀，可進行軟件模擬、硬件仿真等操作。另外本校已有的ZY15MCU12BC2型自帶仿真器實驗箱，只需通過串口線將仿真串口與電腦串口相連，即可搭建起進行功能齊全的軟件模擬調(diào)試及硬件實時仿真調(diào)試環(huán)境。

首先選擇教學范例項目：流水燈的仿真、調(diào)試與改進（以LED模擬廣告燈）；培養(yǎng)學生的程序調(diào)試、硬件電路組建、綜合思維能力。

從該項目出發(fā)，將教學任務分解，把分析、驗證、調(diào)整、理解、提高的操作學習過程，落實到具體對應的Keil調(diào)試操作，以便讓學生自主地與單片機互動，使之獲得實驗效果的即時可視反饋。從而實現(xiàn)一個完整的學生主體動手而又動腦的學習過程、興趣與日俱增的過程，做到符合認知規(guī)律、又能切實有效地降低教學難度。

（1）給出匯編程序。

ORG 0000H

START：MOV R0，#8

MOV A，#0FEH； 閃爍的花樣，如單燈或多燈

SETB C；

LOOP：MOV P1，A；

LCALL DELAY

RLC A

DJNZ R0， LOOP；

MOV R0，#8

LOOP1：MOV P1，A

LCALL DELAY

RRC A

DJNZ R0，LOOP1

LJMP START；

DELAY：MOV R5，#20

D1：MOV R6，#20； 閃爍的速度改變

D2：MOV R7，#248； 可減小循環(huán)次數(shù)以便很快觀察到返回的位置

DJNZ R7， $；

DJNZ R6，D2

DJNZ R5，D1

RET； 注意觀察返回的位置

END

（2）本教學設計要點。

①熟悉基于Keil軟件的工程開發(fā)步驟。進行工程文件的建立、設置與目標文件的獲得。對應各步操作所生成的系列文件，可在同時打開的工程文件夾中即時觀察；依據(jù)編譯時出現(xiàn)的語法錯誤的提示而進行的更改直到編譯正確完成等步驟，學生均為自主操作“可視”。

②運用窗口進行觀察分析。Keil還提供了多種窗口如輸出窗口、存儲器窗口、反匯編窗口、串行窗口等，可方便即時觀察了解程序運行過程的軟硬狀態(tài)對應關(guān)系，了解對單片機軟硬件結(jié)構(gòu)特點，切實實現(xiàn)重、難點的教學突破。

程序的逐條執(zhí)行及其流程與片內(nèi)對應寄存器狀態(tài)變化有何關(guān)系？與外部硬件及功能有何對應關(guān)系？學生可自主操作、觀察反饋，感性、直觀“可視”。

一些指令的功能作用是什么？可進行硬件仿真與調(diào)試、程序單步執(zhí)行來觀察LED顯示，從而推敲出。如MOV R6，#20句對應閃爍的速度。還可檢查出非語法錯誤的其它功能性的錯誤等等。

順序、循環(huán)、子程序等典型程序模塊的執(zhí)行流程特點如何？可通過及軟件仿真調(diào)試來觀察了解。分支流程也可以此程序為基礎(chǔ)進行功能拓展設計來驗證學習，如左移三次后再執(zhí)行右移等等。

機器周期、延時程序等抽象的時間概念其作用及效果如何？怎樣調(diào)整運用？可通過循環(huán)程序的單步執(zhí)行、全速執(zhí)行的效果來比較感受。若循環(huán)次數(shù)較多，可修改程序減小循環(huán)次數(shù)，從而較快地操作以便觀察。

如何做到片內(nèi)存儲單元的中間結(jié)果由片外LED來直接指示？刻意添加的MOV P1，R0；LCALL DELAY句，可做到！這些“可視”的調(diào)試操作與技巧使整個學習過程變得生動、具體而高效，學生在操作中推算分析、驗證反饋，深化了理解又提高了調(diào)試技巧，學習的主體性特點自然不必說。

③項目實現(xiàn)流程及效果比較。如流水燈轉(zhuǎn)換速度變更、閃爍的花樣變換、程序前后次序顛倒的效果比較等。還可變更輸出線路連接關(guān)系（如LED的接線次序等），來改變同一程序的表現(xiàn)效果。

④項目實現(xiàn)方案更為實用的拓展改進。如漢字顯示的實現(xiàn)。討論擬定方案，對程序進一步修改、觀察執(zhí)行過程，進一步調(diào)試來驗證思路、深化理解。

⑤給出課后興趣任務。思考并查詢可基于此程序思路的相關(guān)應用項目，以備下節(jié)課調(diào)試實現(xiàn)，如學校打鈴系統(tǒng)的實現(xiàn)。

可見，由于Keil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，故實際教學可按Keil調(diào)試、開發(fā)步驟展開?？舍槍纹瑱C系列基本概念來選擇項目情境；針對學生基本應用能力提高來設計關(guān)鍵問題/操作任務；以“可視”方式進行具體調(diào)試操作。從而在主體行為與反饋過程中，讓學生感受體驗、分析、驗證、調(diào)整，有效進行自主綜合、發(fā)散、遷移，實現(xiàn)教學的理論-實驗、分析-綜合一體。

2 結(jié)論

總之，基于Keil的“可視化”單片機課程教學切實可行，有一個流行的Keil軟件、一個低廉的單片機最小系統(tǒng)開發(fā)板即可；教學實施具體可操作，并構(gòu)成一個完整、具體、感性、綜合的學習過程；尤其是該過程因“可視化”而變得直觀感性寓樂，利于保護學生學習主動性、積極性，符合學習規(guī)律，從而學生主體性學習得以實質(zhì)實現(xiàn)，有效克服了入門難度；該教學法繼承“教師主導―學生主體、教學做一體化”教學成果，培養(yǎng)學生單片機應用能力，提高教學效果。

參考文獻

[1] 王華英，劉靜.單片機實驗教學改革與探索[J].實驗科學與技術(shù)，2013（4）： 254-256.

單片機原理與應用范文第3篇

【關(guān)鍵詞】單片機原理與應用課程

教學改革 實踐

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）02C-

0118-02

單片機原理與應用課程是高職電氣類專業(yè)一門十分重要的核心課程。但是，由于該課程內(nèi)容抽象，相關(guān)課程繁多，學生普遍反映難以學習和掌握。筆者結(jié)合自己多年教改的體會，分析了單片機課程教學目前存在的一些問題，并提出了改革其理論教學和實踐教學的一些措施。

一、目前高職單片機教學存在的問題及原因

（一）教學內(nèi)容及教學安排與高職單片機課程的教學目標不一致

1.理論教學內(nèi)容方面。傳統(tǒng)的單片機教材一般分為理論與實驗兩部分。理論教材的內(nèi)容一般是以單片機的結(jié)構(gòu)為主線，先是論述單片機的基本結(jié)構(gòu)，接著是單片機的指令系統(tǒng)和匯編語言程序設計，然后是單片機的內(nèi)部資源及編程、單片機的各種接口及應用，最后是各種元器件的應用。這樣的教材詳細講解了單片機的結(jié)構(gòu)和功能，為學生全面掌握單片機的理論知識提供了便利。但是，對于高職院校的學生來說，這樣的教材不是很適宜。因為，第一，高職院校的學生基礎(chǔ)較差，學習能力不強，對于抽象的理論知識難以理解，也不很感興趣；第二，傳統(tǒng)教材的內(nèi)容陳舊，理論性強，實用性差，未能突出高職院校培養(yǎng)應用型、技能型人才的特點；第三，傳統(tǒng)教材的內(nèi)容與實際應用相脫節(jié)，缺少單片機開發(fā)應用的最新成果。

2.實驗教學內(nèi)容方面。傳統(tǒng)的實驗教材一般是根據(jù)實驗室所配備的單片機實驗箱來編寫的驗證性實驗或一些簡單的設計性實驗。做實驗時學生只需按給定的實驗步驟進行簡單的硬件連接、程序錄入和編譯下載；無須了解整個系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試及工作的過程。這樣的實驗教材與理論教材的關(guān)聯(lián)是很少的，各自獨立成書，理論課與實驗課各自為政，相互脫節(jié)，其結(jié)果必然是使理論教學和實驗教學難以相輔相成、相互促進。

3.教學內(nèi)容的安排上，理論教學與實踐教學相分離。單片機課程傳統(tǒng)的教學模式一般是：理論教學在教室講解，實驗教學在實驗室操作，二者實施的時間、空間完全各自獨立，其中又以教室的理論教學為主。這種教學安排將理論教學和實驗教學相分離，既無法充分發(fā)揮理論對實踐的指導作用，也無法及時地通過實踐來加深對理論的理解。

（二）傳統(tǒng)實驗的方式單一、效率和效果差，無法達到培養(yǎng)學生實際動手能力的目的

傳統(tǒng)的實驗教學大多采用實驗箱實驗的方式，在實驗室中進行，它往往會受到諸如硬件資源、實驗時間和實驗場地的限制。學生在做實驗時，一般是在實驗教材的指導下，按已給出的程序（有的甚至是已調(diào)試編譯好的可執(zhí)行代碼）和已給定的實驗連接簡圖進行，學生無須了解整個系統(tǒng)的電氣原理。因而即便學生已按要求正確無誤地完成了整個實驗，得到了相關(guān)的實驗結(jié)果，但他們對整個系統(tǒng)的工作還是一知半解，沒有一個整體的概念，最終還是不會設計電路，有的甚至連基本的電路圖都看不懂。這種實驗的實驗方式單一，實驗的效率和效果都很差，根本達不到培養(yǎng)學生實際動手能力的目的。

（三）教學的方式、方法及手段有待提高

單片機技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門迅速發(fā)展的技術(shù)，不僅其芯片型號及功能日新月異，而且開發(fā)其應用系統(tǒng)的技術(shù)手段和方式方法也層出不窮，各種各樣的仿真軟件大量涌現(xiàn)，單純依靠板書教學（或“板書式”的多媒體教學）以及實驗室內(nèi)的有限實驗，已越來越跟不上技術(shù)的發(fā)展，越來越適應不了高職院校培養(yǎng)學生實際動手能力的需要。

二、理論與實踐方面的改革

（一）理論教學的改革

1.重構(gòu)教學內(nèi)容以適應單片機技術(shù)的快速發(fā)展。結(jié)合職業(yè)院校單片機教學的目標及學生學習的特點，我們根據(jù)單片機應用系統(tǒng)的實際開發(fā)過程，基于項目導向的原則，對單片機課程的教材進行了重構(gòu)，開發(fā)出新的單片機教材。新教材擯棄原來的章節(jié)概念，打破了原有的知識體系，不再以單片機的結(jié)構(gòu)為主線，而是依據(jù)任務驅(qū)動、項目導向的教學思路，以項目實踐為單位來組織教學內(nèi)容，將單片機應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)過程與單片機的相關(guān)知識點有機地結(jié)合在一起，使學生在學習各個單片機應用系統(tǒng)（即項目實踐）的設計與開發(fā)的過程中，認識單片機，掌握單片機，應用單片機。對各個項目的編寫，一般是先提出項目要求，然后給出能仿真實現(xiàn)的系統(tǒng)電路原理圖及程序，接著再陳述本項目所涉及的理論知識及本項目的設計思想、工作原理和過程，最后是相關(guān)的理論拓展及相應的技能拓展項目，以便學有余力的學生進行更深入的學習，使之擁有廣闊的自主學習和自主創(chuàng)新的空間。所有的項目安排我們都遵照由淺入深的原則，通過漸進的學習逐步提高學生的知識和技能。教學改革的基本思想是強調(diào)“做中學”，每一個項目均能通過仿真實驗來展示系統(tǒng)運行的結(jié)果，既直觀生動又費時不多，大大加強了理論與實踐的聯(lián)系。

2.引入C51語言的教學，降低單片機指令的學習要求及難度。傳統(tǒng)單片機的教學及其應用系統(tǒng)的開發(fā)，一般都是以匯編語言作為開發(fā)工具，因為匯編語言具有代碼緊湊、執(zhí)行時間短、控制及時等優(yōu)點。但是隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，其編程繁瑣、可讀性差、可移植性弱等缺點越來越難以接受；相反，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)上、可讀性和可維護性上有明顯的優(yōu)勢。因此，目前單片機C語言已非常流行，絕大部分的應用系統(tǒng)均可直接用C51來編寫，而且在企業(yè)的實際應用中已很少有人使用匯編語言來編寫程序。有鑒于此，我們將C51語言引入單片機的教學，這樣就可以將匯編語言及單片機的匯編指令等傳統(tǒng)中極為重要的教學內(nèi)容作為稍有了解即可的知識，使學生無須花費大量的時間和精力去學習匯編語言及有關(guān)指令，從而大大降低單片機理論教學的難度。

3.引入Keil及Proteus的教學，充分發(fā)揮單片機仿真軟件在理論教學上的輔助作用。Keil編譯軟件可以對匯編語言、C語言進行編譯與調(diào)試，Proteus仿真軟件可以對數(shù)字電路、模擬電路、單片機及其電路進行仿真。將Keil編譯軟件與Proteus仿真軟件相結(jié)合，可以在計算機上調(diào)試和仿真單片機應用系統(tǒng)的運行情況及結(jié)果。過去，我們通常都只是將這兩個軟件應用于實驗教學，而忽視了它們在理論教學上強大的輔助作用。實際上，在理論教學時，通過Proteus仿真，我們可以直觀地觀察到教學案例的實際運行效果, 這樣對理論教學有很大的輔助作用，這主要體現(xiàn)在：（1）能夠直觀形象地顯示案例的運行結(jié)果，加深學生的印象和感性的認識，并提高學生學習的興趣和積極性；（2）可檢驗案例設計的正確性；（3）直觀地見證程序的執(zhí)行過程及結(jié)果，方便理解案例程序；（4）學生課后可隨時對課本的所有案例進行仿真驗證和學習，以幫助學生理解課本的相關(guān)知識，使仿真實驗成為可指導學生學習的、可靠的“老師”；（5）通過仿真實驗，學生可以從嚴重依賴于實驗室實驗的狀況中徹底解脫，只要有電腦，在宿舍就可以進行單片機仿真實驗。

（二）實踐教學改革

1.實踐內(nèi)容層次化，實驗形式多樣化。將單片機的實驗，按內(nèi)容深淺的不同劃分為三個層次，即驗證型實驗、綜合型實驗和課程設計型實驗；按實驗形式的不同劃分為四種，即仿真實驗、實驗箱實驗、實驗板實驗、實際工程應用實驗。實驗時不管是什么層次的實驗均要求先進行仿真實驗，而且對于仿真實驗除了剛開始學習Keil和Proteus軟件時，在實驗課堂上統(tǒng)一完成外，其他的仿真實驗均要求學生利用課外時間在實驗室外獨立完成。

驗證型實驗一般只進行仿真實驗，其內(nèi)容均選自理論教學的案例（目的是加強理論與實驗的關(guān)系），均作為課外作業(yè)的形式布置給學生完成。當然，上課時老師可以將仿真結(jié)果演示給學生看，學生在課外只需按照案例給出的程序和電路圖即可進行相應的仿真實驗。做這種實驗的效率很高，不用占用上課時間，而且其仿真效果也很好。通過這些實驗，一方面可加深學生對理論教學內(nèi)容的理解，另一方面可讓學生逐步熟悉Keil軟件和Proteus軟件的使用。

綜合型實驗是對單片機某一項目內(nèi)容進行較深入的實驗研究，其內(nèi)容可以是理論教學中所講到的某一較大的案例，也可以是實驗箱或?qū)嶒灠逅渌偷哪骋粚ｎ}的實驗案例；我們可以根據(jù)實驗的時間及實驗內(nèi)容的難易來確定是否給出電路和程序，是否只要求做仿真實驗或是還要做實驗箱、實驗板實驗等。通過這種實驗一方面可進一步提高學生進行仿真實驗的技能，另一方面也讓學生逐步熟悉實驗箱或?qū)嶒灠宓葐纹瑱C應用系統(tǒng)的開發(fā)工具，為學生進行下一步的實際工程應用打下堅實的基礎(chǔ)。

課程設計型實驗是在單片機課程學習完成后，針對單片機在實際生產(chǎn)、生活中的具體應用而開發(fā)的一個單片機應用系統(tǒng)，如數(shù)字多用儀表的設計、紅外遙控系統(tǒng)設計、簡易電子琴設計、帶農(nóng)歷的萬年歷設計，等等。對于課程設計型實驗，學生不再單獨進行，而是按小組進行，而且要求同學們按照單片機實際工程應用的開發(fā)程序完成整個過程，這包括軟硬件的設計、仿真實驗的實現(xiàn)、電路板的設計與制作、元器件的購買與安裝、程序的下載與運行等。通過這種實驗可以讓學生掌握單片機應用系統(tǒng)的整個開發(fā)過程，為今后的實際工作打下堅實的基礎(chǔ)。為了保證實驗的成功率，增強學生的信心，開始可以先選擇一個極其簡單的驗證型實驗來進行，以便讓學生熟悉整個單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程，然后再真正從事復雜的課程設計型實驗。

2.通過引入仿真實驗，大大提高實驗的效率和效果，從而可增加實驗的內(nèi)容和難度。如前所述，我們在理論教學和實驗教學中均已引入Proteus仿真軟件與Keil編譯軟件，通過仿真實驗，可以將很多實驗（尤其是驗證型實驗）作為作業(yè)的形式布置給學生，要求他們在課外仿真實現(xiàn)。對于需要用實驗箱或?qū)嶒灠暹M行的實驗，我們也要求學生先在仿真軟件中實現(xiàn)，然后再進行實驗箱（或?qū)嶒灠澹┑膶嶒?，觀察硬件運行的結(jié)果與軟件仿真的結(jié)的差別。這樣做的目的是將整個實驗一分為二，仿真部分學生利用課外時間在自己的電腦上完成，實際硬件實驗的部分在實驗室完成，從而大大提高實驗的效率和效果，為增加實驗的內(nèi)容和難度提供可能。

【參考文獻】

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單片機原理與應用范文第4篇

【關(guān)鍵詞】單片機；職業(yè)教育；教學模式

電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給人類生活帶來了根本性的變革，特別是隨著微型計算機的出現(xiàn)，更是將人類社會帶入了一個新的時代。單片機其實就是一個簡化的微型計算機，它將CPU、存儲器等集成在一塊很小的芯片上，主要用來完成相對簡單的控制任務。單片機因為體積小、可靠性高并且價格低廉，所以廣泛地應用在智能儀器儀表、機電設備控制、自動檢測和家用電器等多個領(lǐng)域。正因為單片機應用領(lǐng)域廣，單片機開發(fā)人才的需求量大，所以幾乎所有的職業(yè)教育院校對電子信息類的專業(yè)都開設有單片機應用與開發(fā)的課程。但很多老師在上這門課時直接采用了一般大學傳統(tǒng)的教學模式，利用書本教授大量的理論知識，然后做幾個實驗加以輔助，并沒有針對職業(yè)教育的特點進行改變。我認為職業(yè)教育就應該以職業(yè)為導向，注重實際運用，所以本文將探討一種單片機應用與開發(fā)的教學模式，盡量使學生在學完本課程后不但能掌握單片機的常用理論知識，而且能馬上投入到單片機的開發(fā)工作中去。

一、用一次實驗開始本課程的學習，調(diào)動學生積極性

傳統(tǒng)的單片機教學都是以理論知識開始，首先講解單片機硬件結(jié)構(gòu)，然后依次是指令系統(tǒng)、程序設計和單片機擴展，一般在指令系統(tǒng)講解部分后開始進行實驗。單片機的理論知識非常枯燥而且抽象，這點學過單片機的都深有體會，要想記住這些知識已是不易，更別說通過書本就能理解掌握了。這樣就容易使部分學生覺得單片機太難，自己學不了，從而喪失繼續(xù)學習的積極性。

本人以實驗課開始單片機的教學。第一堂課我就帶領(lǐng)學生到實驗室，讓學生認識單片機，認識單片機開發(fā)板，然后向?qū)W生演示一個簡單的單片機程序的運行效果（本人一般演示八個LED燈閃亮的程序，以下簡稱程序一）。隨著LED燈的循環(huán)閃亮，學生們此時會非常有興趣且充滿好奇，不但都會擠過來看，還會問很多的問題，比如LED燈閃亮的頻率能否調(diào)快慢、能否使這些燈按順序單個的循環(huán)閃亮等等。通過這種以實驗引入教學的直觀生動的方式，能充分激發(fā)學生的求知欲，調(diào)動他們的學習積極性。

二、認真編排教學計劃，使實驗與理論做到無縫結(jié)合

我們在編排教學計劃時一定不能單純依照教材上的章節(jié)順序，必須圍繞將要進行的實驗合理地選擇將要講授的知識點，并且將這些知識點有條理地聯(lián)系起來使之系統(tǒng)化，這樣有利于學生對這些知識點的理解和記憶。這部分理論知識講解完畢后馬上指導學生進行實驗，讓學生帶著系統(tǒng)的理論投入實驗，這樣他們不但容易掌握該實驗的目的和原理，而且能更好地鞏固所學的理論知識。

比如程序一，這個程序包含的理論知識主要有I/O口的操作、單片機的軟件延時以及單片機編程指令和規(guī)則。這些理論知識在教材上分布在不同的章節(jié)，而且跨度較大，如果嚴格按照教材的進程，那么學生掌握這個實驗時理論學習都過半了。但是這個程序可以說是單片機學習的入門程序，如果不能很快掌握，將會使學生們陷入枯燥的理論學習中。我們應該在程序演示后緊接著講解程序的實現(xiàn)過程，然后引入直接相關(guān)的理論知識，這樣能夠幫助學生理解和掌握理論知識包括一些比較抽象的知識，在學生掌握直接相關(guān)知識后我們再根據(jù)教材進行適當?shù)难由臁３绦蛞恢械腎/O口操作只是輸出操作，所以我最初只會講解I/O口的輸出功能，當學生結(jié)合程序掌握這一知識點后，我就會講解I/O口的輸入、結(jié)構(gòu)以及負載等關(guān)聯(lián)知識，這時學生就能比較容易理解并掌握。

三、不能一味追求進度，以掌握單片機工作原理和常用指令為重點

單片機開發(fā)與應用是一項復雜而且深奧的工作，再加上職業(yè)院校學生的理論知識基礎(chǔ)和學習能力普遍都要差一些，所以我們不能期望他們經(jīng)過一個學期的學習就能掌握復雜的單片機系統(tǒng)開發(fā)。我認為在有限的單片機教學時間內(nèi)，教師不應一味追求教學進度，最重要的是使學生掌握單片機開發(fā)的基礎(chǔ)知識和基本原理，只有打好扎實的基礎(chǔ)以后在工作中才能學習更深層次的知識。

我在給學生講完程序一的理論知識并指導他們做完實驗后，并不會馬上教他們做一個全新的實驗，而是要考慮新舊知識的結(jié)合。在他們已經(jīng)掌握的實驗的基礎(chǔ)上加入新的知識，這樣他們對新知識更容易理解和掌握，同時還是對已學知識的鞏固。學生們在程序一中學到如何輸出指令控制LED燈，接下來我就教他們?nèi)绾螐耐獠枯斎肴タ刂芁ED燈，然后我又會教用位控制指令和循環(huán)指令控制LED燈。這三個實驗都圍繞單片機I/O口進行，因為I/O口控制可以說是單片機中最基本、最重要的部分，但每個實驗有不同的控制方式，所以學生又學到了不同的知識和指令。

四、由淺入深，模擬工作過程，培養(yǎng)學生獨立設計和編程的能力

職業(yè)教育是以就業(yè)為導向，所以我們在進行單片機教學的時候也不能背離這個宗旨。在實際工作中，一個合格的單片機開發(fā)人員必須具備從系統(tǒng)最初設計到開發(fā)調(diào)試的工作能力。在學生掌握一定的理論和實踐的專業(yè)基礎(chǔ)知識之后，老師應該模擬實際的工作過程向?qū)W生提出工作任務，讓學生自己思考該從何處入手、該怎樣實現(xiàn)等等。實訓過程要充分發(fā)揮學生的主觀能動性，不能老師邊做，學生邊抄。要讓學生先入為主，按照自己的思路進行設計開發(fā)。老師的角色是輔導、指導和督導。在輔導過程中，老師應針對學生遇到的各種問題召開技術(shù)指導分析會，帶領(lǐng)學生分析問題、解決問題，使學生在實訓過程中學會學習，學會工作。

在教學生進行I/O口操作并成功完成實驗后，他們基本理解了單片機工作的原理和過程，這時我開始逐步帶領(lǐng)學生從系統(tǒng)設計開始做起。比如我的教學計劃中第三個程序是用位控制和循環(huán)移動命令控制LED燈的閃亮和方向改變，我會先模擬客戶向?qū)W生提出最終的執(zhí)行結(jié)果要求，然后讓他們思考一定時間，接著我會在學生思考的方案中選出正確并且比較有代表性的一個來帶領(lǐng)他們一步步地分析，并指導他們繪制程序流程圖和編寫程序。在整個程序三的教學中，每一步我都不會直接告訴學生結(jié)果，我會給他們相應的提示來逐步引導他們自己思考出結(jié)果。一開始他們覺得很難，而且課程進度也比較慢，但是我認為這是一個非常重要且必經(jīng)的一個過程，隨著他們逐步地熟練和掌握這種學習方式，后面的學習將會輕松許多，而且這種能力也會使他們在今后工作中受益匪淺。

五、安排專周實訓，帶領(lǐng)學生到企業(yè)學習

學生在學校進行完理論學習和實訓操作后，學校應安排至少兩周的專周實訓時間，積極聯(lián)系從事單片機開發(fā)工作的企業(yè)，讓任課教師帶領(lǐng)學生到企業(yè)去，在實踐中深化學習，進一步鞏固他們在學校學到的知識。如果條件允許的話，盡量為學生聘請一位企業(yè)的單片機開發(fā)技術(shù)人員，選取一個企業(yè)曾經(jīng)開發(fā)的簡單項目帶領(lǐng)學生進行設計開發(fā)。我相信，經(jīng)過這樣一個專周實訓后，學生就真正地具備了單片機開發(fā)的基本工作能力。

職業(yè)教育與普通大學教育是不同的，所以我們在教學中應該從課程規(guī)劃開始就要充分結(jié)合該門課程的工作實際，認真編排教學計劃，重點培養(yǎng)學生勝任實際工作的綜合能力，使學生走出校門后就能馬上投入到相關(guān)的工作中去。

參考文獻

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[2]陳廷.單片機實驗教學與實踐[J].科協(xié)論壇（下半月），2012（5）.

[3]趙鵬.單片機教學之我見[J].都市家教（下半月），2012（3）.

單片機原理與應用范文第5篇

關(guān)鍵詞：中國制造2025；單片機原理；教學改革與實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0141-02

一、前言

針對德國《工業(yè)4.0》，我國提出了具有中國特色的制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，《中國制造2025》[1]明確了我國制造業(yè)遵循彌補工業(yè)3.0欠缺，追趕工業(yè)4.0發(fā)展進而實現(xiàn)制造強國的三個發(fā)展階段，同時明確了制造業(yè)以自動化、智能化為發(fā)展方向。新形勢下，工業(yè)企業(yè)對機械類畢業(yè)生的機電控制技能，尤其是基于單片機的自動化系統(tǒng)設計能力提出了更高的要求。單片機作為機電系統(tǒng)的主要控制器之一[2]，其原理與應用是機械類學生必須掌握的知識。針對于單片機系統(tǒng)應用過程中存在的不足，很多教學工作者已經(jīng)提出教學改革方法[3][4][5]，就教學模式、教學內(nèi)容等提出了創(chuàng)新性的意見。然而針對教學過程中理論與實踐內(nèi)容的融合問題，細化考核問題尚缺少響應的研究。針對目前我校機械類專業(yè)《單片機原理及應用》課程教學存在的教學大綱陳舊、實踐環(huán)節(jié)不足、教學手段落后、考核方式單一等問題，進行了相應的改革措施探討，以期系統(tǒng)提高單片機課程的教學水平，提升學生適應新形勢下工業(yè)企業(yè)對畢業(yè)生的技能需求的能力。

二、教學改革措施

1.適應學科發(fā)展，優(yōu)化教學大綱。隨著電子技術(shù)、IC工藝的進步以及市場需求的不斷變化，單片機技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了很大變化，然而目前教學大綱還與10年前相近，教材陳舊、編程語言還采用匯編語言、教學過程理論與實踐分離等。使學生很難深入掌握單片機知識，即使花大力氣學習，畢業(yè)后亦發(fā)現(xiàn)與需求脫節(jié)。新形勢下，必須對教學大綱進行全方位改革，方案如下：（1）適當增加課程課時尤其是實踐課時：改革后由原來的32課時（理論22課時，實驗10課時）增加到48課時（理論22課時，實踐26課時）；（2）優(yōu)選教材：選擇普通高等教育“十二五”國家級規(guī)劃教材；（3）更新教學內(nèi)容：重視基于C語言的單片機應用編程，以及基于Keil與Proteus的聯(lián)合仿真內(nèi)容；（4）細化考核：由原來的期末考試占70%，平時成績占30%，改成期末考試占40%，實驗占40%，平時作業(yè)、出勤占20%。通過教學大綱的改革，使每位任課教師、每個班級均統(tǒng)一按照新的方案開展教學設計，從源頭上進行改革創(chuàng)新。

2.緊跟技術(shù)進步，豐富教學手段。長期以來《單片機原理及應用》課程教學均由兩個環(huán)節(jié)組成：理論環(huán)節(jié)與實踐環(huán)節(jié)，兩個環(huán)節(jié)在時間和空間上分離。因理論枯燥乏味，比如寄存器、三總線、中斷系統(tǒng)等知識相對抽象，學生很難理解。理論、時間分離的教學形式，很難短時間內(nèi)做到融會貫通，教學效果有限。因此我們改革方案如下：（1）理論知識形象化：將指令中的尋址形象化為尋寶，直間尋址、間接尋址、寄存器尋址[1]等自然形象化為黃金、藏寶箱、藏寶圖等；（2）理論、實踐教學融合：雖因單片機實驗室有特殊要求，很難理論和實踐課程安排在一個教室，但現(xiàn)代化的仿真手段則改變了傳統(tǒng)的模式，針對理論課程中的知識點，基于Proteus與Keil的聯(lián)合仿真，完全解決了理論和實踐脫節(jié)的問題；（3）采用項目驅(qū)動式教學：針對單片機的主要功能如中斷、定時、輸入輸出、串口通訊等，每個知識點設計一個項目，要求學生3人一組，分工進行硬件電路設計、C語言設計以及Proteus仿真；（4）采用個性化實驗教學：針對學校單片機實驗條件有限的現(xiàn)狀，鼓勵學生根據(jù)自己興趣從淘寶購買個性化的單片機開發(fā)板，如尋跡小車、搬運小車、四旋翼飛機等，利用開發(fā)板配套的例程進行學習。

3.注重過程管理，細化考核指標。《單片機原理及應用》課程是以實踐為主的課程，然而傳統(tǒng)考核方法確基本關(guān)注期末考試成績，結(jié)果是學生考試前突擊記憶基本概念，實踐能力基本不被重視。改革方案：（1）優(yōu)化成績總評方案：期末考試占40%，實驗占40%，平時作業(yè)出勤占20%；（2）細化實驗考核指：將實驗分成4個項目，注重考核基礎(chǔ)知識應用、編程技能、調(diào)試技能以及總結(jié)分析能力；（3）注重綜合應用能力訓練：平時實驗內(nèi)容主要以綜合實驗為主，同時期末理論考核與實驗考核都安排一個綜合應用題，將單片機的主要知識，如最小系統(tǒng)、輸入輸出、中斷、定時計數(shù)、串口進行綜合。

三、教學改革效果評價

對本課程的系統(tǒng)改革旨在提升學生在機電控制方面的實踐能力、設計能力，以適應新形勢下工業(yè)企業(yè)對機械本科畢業(yè)生機電控制技能方面的需求。通過以上三個方面的系統(tǒng)教學改革，并經(jīng)過2輪的機械大三學生的教學驗證，我們發(fā)現(xiàn)：（1）學生對單片機的學習興趣更為濃厚，由原來的被動式學習演變?yōu)橹鲃淤徺I開發(fā)板進行實踐學習（圖1），遇到編程應用問題會主動與老師交流；（2）經(jīng)過48個學時的理論和實踐，學生均能完全掌握單片機的工作原理，并能進行簡單的系統(tǒng)設計，并制作實物（見圖2）；（3）通過Proteus與Keil的聯(lián)合仿真實踐，增強了學生利用設計軟件進行開發(fā)的能力；（4）通過細化考核，注重平時理論與實踐投入，釋放了學生期末考試的壓力。可見本課程的教學改革基本達到了改革的初衷，提高了學生的自主學習和實踐動手能力，相信對他們畢業(yè)后適應就業(yè)新形勢起到了積極的作用。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國務院[Z].中國制造2025，2015.

[2]高春甫，王冬云，馬繼杰.單片機原理及接口技術(shù)應用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

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