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單片機畢業(yè)設(shè)計范文第1篇

【摘 要】文章介紹了應(yīng)用單片機一體化教學(xué)設(shè)備進行技師畢業(yè)設(shè)計的案例實施，詳細(xì)分解了完成“循跡避障智能小車”各項功能的學(xué)習(xí)情境，真正實現(xiàn)了教、學(xué)、做一體化，為學(xué)生走上工作崗位從事單片機產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】循跡避障智能小車 單片機一體化教學(xué)設(shè)備 學(xué)習(xí)情境

為了改變傳統(tǒng)單片機教學(xué)中按照理論教材照本宣科，教師教得費力，學(xué)生學(xué)得辛苦的現(xiàn)象，我們研發(fā)了單片機一體化教學(xué)設(shè)備，將其應(yīng)用于教學(xué)實踐中，采用“基礎(chǔ)教學(xué)―課程設(shè)計―畢業(yè)設(shè)計”三步驟進行分階段實施。在基礎(chǔ)教學(xué)中使用基本教學(xué)模塊，學(xué)習(xí)單片機I/O接口應(yīng)用、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、按鍵控制、在線仿真器和Proteus仿真軟件的使用，設(shè)計制作流水燈、模擬交通燈等項目。在課程設(shè)計中，學(xué)生仿照應(yīng)用模塊，完成“0～99分倒計時定時器”單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計、仿真、制作、調(diào)試，學(xué)習(xí)撰寫課程設(shè)計報告。在技師畢業(yè)設(shè)計中，以真實的產(chǎn)品8路搶答器、單片機萬年歷、超聲波測距、單片機溫度控制系統(tǒng)和循跡避障智能小車等作為載體，以產(chǎn)品功能開發(fā)的流程為主線，將單片機技術(shù)的學(xué)習(xí)融合到小型產(chǎn)品的開發(fā)與制作的工作中，實現(xiàn)與小型單片機產(chǎn)品的近距x接觸。

下面以“循跡避障智能小車”為平臺，介紹通過學(xué)習(xí)單片機一體化教學(xué)設(shè)備上的有關(guān)模塊，在技師班進行畢業(yè)設(shè)計的案例實施。

一、智能小車簡介

智能小車是一個集中運用單片機、傳感器、自動控制、機電一體化、數(shù)據(jù)通信、人工智能及機器人學(xué)等高新技術(shù)的綜合體，主要由系統(tǒng)的核心控制――單片機，運動方式――機械傳動結(jié)構(gòu)，檢測方式――傳感器，控制方式――電機、舵機，通訊方式――串口、無線通信等部件組成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動識別路線（尋跡），判斷并躲避障礙（避障）等功能。

二、學(xué)習(xí)情境

我們選擇了上海益芯科技有限公司開發(fā)的產(chǎn)品套件“循跡避障智能小車”作為技師畢業(yè)設(shè)計的載體，將單片機一體化教學(xué)設(shè)備上有關(guān)中斷、定時、傳感器監(jiān)測、數(shù)碼管顯示、1602顯示、12864液晶顯示、PWM控制、紅外發(fā)射/接收、直流電機驅(qū)動等內(nèi)容進行綜合運用，采用兩輪差分驅(qū)動直流電機的驅(qū)動電路與PWM調(diào)速，利用紅外線傳感器反射接收，檢測智能小車車輪的偏轉(zhuǎn)情況，然后輸出高低電平傳送給單片機，控制小車能夠?qū)ふ揖哂幸欢ê诎讓Ρ榷鹊暮诰€，進行沿直線或沿弧線快速行駛；當(dāng)小車探測到前方有障礙物時，能自動調(diào)整，躲避障礙物，從無障礙區(qū)通過；為了使智能小車具有良好的人機界面，采用數(shù)碼管或液晶屏作為顯示器，顯示小車行駛中的有關(guān)參數(shù)。我們將以上功能的實現(xiàn)分成4個學(xué)習(xí)情境，每個學(xué)習(xí)情境又由2～4個子情境組成。

（一）學(xué)習(xí)情境1：循跡避障智能小車的焊接與裝配

子情境1：組裝前的準(zhǔn)備。包括了解循跡避障智能小車的功能和組裝智能小車電子元器件的選取檢測。

子情境2：電路板焊接及裝配。包括智能小車控制電路板的焊接和組裝。

（二）學(xué)習(xí)情境2：循跡避障智能小車各功能部件的檢測

子情境1：STC89C52單片機芯片程序?qū)懭搿０⊿TC89C52最小系統(tǒng)的搭建、單片機ISP編程工具的使用和程序?qū)懭胄酒?/p>

子情境2：顯示系統(tǒng)檢測。包括兩位數(shù)碼管顯示、1602液晶顯示和12864液晶顯示。

子情境3：輸入系統(tǒng)查詢。包括獨立按鍵查詢和矩陣按鍵鍵盤查詢。

子情境4：傳感系統(tǒng)檢測。包括紅外發(fā)射管的檢測處理和紅外接收管的監(jiān)測處理。

（三）學(xué)習(xí)情境3：循跡避障智能小車的運動控制

子情境（1）：仿真、編程軟件的使用。包括Proteus仿真軟件的使用和KEIL2/3/4編譯軟件的使用。

子情境（2）：路徑運行的定義。包括直線型路徑的前進與后退和S型路徑的前進與后退。

子情境（3）：定時運行。包括延時啟?？刂坪统瑫r警報控制。

子情境（4）：避障與尋跡功能的實現(xiàn)。包括避障功能的實現(xiàn)和尋跡功能的實現(xiàn)。

（四）學(xué)習(xí)情境4：循跡避障智能小車其他功能的拓展

子情境（1）：語音識別功能。包括特定頻率的聲音控制和特定音色的聲音控制。

子情境（2）：遙控功能。包括智能小車運動紅外監(jiān)控功能的實現(xiàn)和運動中數(shù)據(jù)傳輸功能的實現(xiàn)。

三、案例實施成果

技師畢業(yè)設(shè)計結(jié)束時，每個學(xué)生對自己設(shè)計制作的“循跡避障智能小車”進行總結(jié)，撰寫相應(yīng)的技師畢業(yè)設(shè)計論文，內(nèi)容包括方案設(shè)計、系統(tǒng)功能分析、硬件設(shè)計、匯編語言或C語言源程序設(shè)計、調(diào)試步驟、測試報告、實物圖片和視頻等。學(xué)生制作的“循跡避障智能小車”實物如圖1所示。

四、結(jié)束語

將單片機一體化教學(xué)設(shè)備應(yīng)用于教學(xué)實踐，通過具體案例――“循跡避障智能小車”的開發(fā)與制作，訓(xùn)練和培養(yǎng)了學(xué)生在單片機小型作品元器件的選用、產(chǎn)品的焊接與組裝、軟硬件的設(shè)計、仿真、調(diào)試與檢修等方面的能力，為學(xué)生走上工作崗位從事單片機相關(guān)工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

【參考文獻】

[1]姜志玲.簡易智能電動車的設(shè)計[J].華東交通大學(xué)學(xué)報，2005（04）：129-133.

單片機畢業(yè)設(shè)計范文第2篇

【關(guān)鍵詞】proteus仿真技術(shù);單片機教學(xué);改革;問題;作用

因為“單片機技術(shù)”課程是電子信息工程，自動化和機械等專業(yè)的重要部分，所以如果能熟練掌握單片機系統(tǒng)設(shè)計和熟悉相關(guān)先進技術(shù)將對該專業(yè)學(xué)生的發(fā)展和就業(yè)產(chǎn)生積極影響，也會對proteus仿真技術(shù)和單片機系統(tǒng)的創(chuàng)新有很大幫助。如果想要更詳細(xì)和深入地了解單片機教學(xué)改革，就要對單片機的基本概念和單片機教學(xué)問題進行分析，根據(jù)基本認(rèn)識對改革后的單片機教學(xué)的作用和做法進行闡述。單片機技術(shù)是一門對實踐性要求較高的課程，不僅要求老師在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生動手能力和操作能力，使學(xué)生具備軟硬件開發(fā)的綜合素質(zhì)，還需要學(xué)生在學(xué)習(xí)中激發(fā)興趣和保證質(zhì)量，使得提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)全能性人才的目標(biāo)得以實現(xiàn)。

1 基于proteus仿真單片機教學(xué)的概述

由于社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展飛速，使得傳統(tǒng)的單片機教學(xué)脫離了發(fā)展趨勢，逐漸被現(xiàn)階段教學(xué)所拋棄。為了挽救這種消極的教學(xué)狀態(tài)，研究人員和老師在實際操作和實驗嘗試中發(fā)現(xiàn)了proteus仿真技術(shù)的有效作用。所以，為了給單片機教學(xué)研究進一步深入做好鋪墊，就需要對傳統(tǒng)教學(xué)模式和proteus仿真技術(shù)及其在單片機教學(xué)改革中的應(yīng)用進行初步了解。除此之外，proteus仿真技術(shù)已經(jīng)在實際應(yīng)用中有了顯著效果，通過把課堂教學(xué)流程分類區(qū)別，搜集與proteus仿真技術(shù)有關(guān)的教學(xué)案例，總結(jié)傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，為單片機教學(xué)改革的措施執(zhí)行與作用體現(xiàn)打好基礎(chǔ)。

1.1 傳統(tǒng)單片機教學(xué)的問題

雖然單片機教學(xué)已經(jīng)十分普及，但是其傳統(tǒng)僵化的教學(xué)模式使得學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量都不能得到保證，出現(xiàn)了許多問題。根據(jù)單片機教學(xué)的流程，可以在四個環(huán)節(jié)上總結(jié)出現(xiàn)的問題。第一，課堂教學(xué)。單片機教學(xué)中片內(nèi)資源，程序設(shè)計和接口電路是主要內(nèi)容，但是由于缺乏實際操作而使得學(xué)生在學(xué)習(xí)后也會對知識一知半解。第二，課內(nèi)實驗。驗證性實驗較多的特點使得操作實驗時只是按照連接導(dǎo)線和觀察效果的步驟來做，使得程序編寫和電路設(shè)計完全被忽略，增加了出現(xiàn)錯誤的幾率。第三，課堂設(shè)計。老師在設(shè)計課堂時，偏重于講解和實驗，不重視學(xué)生個體的差異化。第四，畢業(yè)設(shè)計。一方面，學(xué)生對基礎(chǔ)原理和知識不理解，使得實物制作十分困難;另一方面，操作能力和實踐機會的缺乏使得儀器破壞的事件頻發(fā)。

1.2 基于proteus仿真單片機教學(xué)的改革

隨著科技的快速發(fā)展，針對傳統(tǒng)教學(xué)中的問題，對單片機教學(xué)中應(yīng)用proteus仿真技術(shù)的呼聲越來越大。首先，proteus的仿真CPU和電路以及資源庫可以頂替硬件仿真器進行前期實驗，進行調(diào)整后再實際操作，減少實驗中出現(xiàn)偏差和問題的可能性。其次，單片機教學(xué)中直接應(yīng)用proteus仿真技術(shù)。比如，把proteus引入課堂，通過更加真切的仿真技術(shù)使得學(xué)生對單片機系統(tǒng)有一個完整的概念;還可以運用proteus仿真技術(shù)系統(tǒng)中的內(nèi)外模型，針對課堂實驗進行自主設(shè)計再進行檢驗，學(xué)生就能在實驗整體過程中對編寫程序和電路設(shè)計有深刻的認(rèn)識;另外在畢業(yè)設(shè)計中，老師要給學(xué)生充分的學(xué)習(xí)自主性，在學(xué)生進行選題和仿真時進行技術(shù)指導(dǎo)，既減少硬件投入的浪費和元器件的損壞，又能提高學(xué)生的綜合能力。

2 基于proteus仿真單片機教學(xué)改革的作用

基于對proteus仿真技術(shù)在單片機教學(xué)中應(yīng)用的了解，老師在進行教學(xué)時要在基本理解和創(chuàng)新發(fā)展中提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生能力。所以，為了更好地對proteus仿真技術(shù)進行應(yīng)用，就需要相關(guān)人員在研究中實際操作，熟悉單片機教學(xué)應(yīng)用仿真技術(shù)的做法，總結(jié)出有效的措施和積極的作用，才能在以后的發(fā)展和創(chuàng)新中緊跟教學(xué)改革的潮流，迎合技術(shù)發(fā)展的趨勢。根據(jù)現(xiàn)階段已經(jīng)獲得信息和技術(shù)進行進一步研究，為學(xué)生的學(xué)習(xí)降低難度，為老師的教學(xué)開發(fā)創(chuàng)新，為proteus仿真技術(shù)的發(fā)展和單片機教學(xué)的改革總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，提高積極影響。

2.1 提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)

單片機教學(xué)需要改革一方面是因為教學(xué)方法的落后，另一方面是課程本身特點的難度。如果在課堂教學(xué)中只是進行講解和多媒體展示，學(xué)生對相關(guān)知識不理解，學(xué)習(xí)積極性就會下降。而引進proteus仿真技術(shù)使得課堂實驗變得實際可操作，學(xué)生在把知識具象化的同時鍛煉了操作能力，提高了綜合能力。例如，中斷優(yōu)先級是眾所周知的難點和重點，老師可以在proteus仿真技術(shù)的幫助下對實驗進行程序和電路的設(shè)計，通過操縱不同的開關(guān)演示“高優(yōu)先級中斷能中斷低優(yōu)先級中斷”的現(xiàn)象，學(xué)生在實驗過程中參與思考和實際操作，從而使得學(xué)生能自主學(xué)習(xí)。這種先進技術(shù)的引用不但為課堂教學(xué)和教學(xué)計劃的順利實施提供幫助，而且在促進教學(xué)事業(yè)的發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)方面有積極作用和良好影響。

2.2 學(xué)生學(xué)用結(jié)合，加強動手能力

針對單片機教學(xué)中學(xué)生時間機會少，動手能力得不到鍛煉的情況，引進proteus仿真技術(shù)使得教學(xué)實驗的操作更加方便，結(jié)果更加直觀，學(xué)生在學(xué)習(xí)到理論知識的同時能進行實驗，這種學(xué)用結(jié)合不但提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率，而且對于綜合能力的培養(yǎng)有很大的幫助。比如，在“拓展單片機RAM技術(shù)”的實驗中，傳統(tǒng)教學(xué)方式通常會因為出現(xiàn)實驗箱顯示和信號出錯等問題，實驗操作不達標(biāo)，導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差，學(xué)生把各種知識弄混。但是proteus仿真技術(shù)避免了這些問題，實驗過程和結(jié)果的清晰呈現(xiàn)在幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)計劃的同時，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心，對學(xué)生未來的成長和發(fā)展起到良好作用。

2.3 完成獨立操作，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

獨立操作和創(chuàng)新能力的重要性一般體現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計的完成上。由于操作能力不足，實驗設(shè)備易損和創(chuàng)新思維缺乏等的問題出現(xiàn)，使得學(xué)生在完成設(shè)計時沒有信心和決心，這就直接影響了學(xué)生未來的發(fā)展和教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。舉例來說，在單片機接口技術(shù)的實際操作中，首先利用proteus技術(shù)對設(shè)計圖進行仿真檢驗，對出現(xiàn)的錯誤進行糾正;其次是進行實物制作。一般來說，如果仿真結(jié)果正確，安裝和調(diào)試不出錯，就能完成一件優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計。所以，在進行實驗課堂和畢業(yè)設(shè)計時，需要在正確運用prouteus仿真技術(shù)的前提下，給學(xué)生自主鍛煉和獨立操作的機會，注重創(chuàng)新能力和新型人才的培養(yǎng)，為我國信息技術(shù)教育和相關(guān)先進技術(shù)運用的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

3 總結(jié)

綜上所述，基于proteus仿真單片機教學(xué)改革的研究對轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念和優(yōu)化教學(xué)模式有很大幫助。首先需要對單片機教學(xué)的傳統(tǒng)方法和改革進行了解和研究，針對出現(xiàn)的問題進一步分析，才能系統(tǒng)地闡述出應(yīng)用了proteus仿真技術(shù)的單片機教學(xué)的作用。雖然proteus仿真技術(shù)有積極影響，但是在教學(xué)中不能拋棄已有的教學(xué)模式和實驗手段而僅僅依靠虛擬實驗環(huán)境。在應(yīng)用proteus仿真技術(shù)時，既要避免出現(xiàn)其他問題，也要重視其產(chǎn)生經(jīng)濟效益，提高教學(xué)效率和培養(yǎng)學(xué)生軟硬件開發(fā)能力的作用?；趐roteus仿真單片機教學(xué)改革的研究不僅促進了單片機教學(xué)水平的提高，還為信息技術(shù)教學(xué)課程未來的發(fā)展和創(chuàng)新提供了新思路。

參考文獻：

[1] 王京港，張翠平.基于項目驅(qū)動及Proteus仿真的單片機教學(xué)改革探索[J].中國電力教育，2013，（22）：138-139，143.

單片機畢業(yè)設(shè)計范文第3篇

我所做的單片機串行通信發(fā)射機主要在實驗室完成,參考有關(guān)的書籍和資料，個人完成電路的設(shè)計、焊接、檢查、調(diào)試，再根據(jù)自己的硬件和通信協(xié)議用匯編語言編寫發(fā)射和顯示程序，然后加電調(diào)試，最終達到準(zhǔn)確無誤的發(fā)射和顯示。在這過程中需要選擇適當(dāng)?shù)脑侠淼碾娐穲D扎實的焊接技術(shù)，基本的故障排除和糾正能力，會使用基本的儀器對硬件進行調(diào)試，會熟練的運用匯編語言編寫程序，會用相關(guān)的軟件對自己的程序進行翻譯，并燒進芯片中，要與對方接收機統(tǒng)一通信協(xié)議，要耐心的反復(fù)檢查、修改和調(diào)試，直到達到預(yù)期目的。

單片機串行通信發(fā)射機采用串行工作方式，發(fā)射并顯示兩位數(shù)字信息，既顯示00-99，使數(shù)據(jù)能夠在不同地方傳遞。硬件部分主要分兩大塊，由AT89C51和多個按鍵組成的控制模塊，包括時鐘電路、控制信號電路，時鐘采用6MHZ晶振和30pF的電容來組成內(nèi)部時鐘方式，控制信號用手動開關(guān)來控制，P1口來控制，P2、P3口產(chǎn)生信號并通過共陽極數(shù)碼管來顯示，軟件采用匯編語言來編寫，發(fā)射程序在通信協(xié)議一致的情況下完成數(shù)據(jù)的發(fā)射，同時顯示程序?qū)Πl(fā)射的數(shù)據(jù)加以顯示。

畢業(yè)設(shè)計的目的是了解基本電路設(shè)計的流程，豐富自己的知識和理論，鞏固所學(xué)的知識，提高自己的動手能力和實驗?zāi)芰?，從而具備一定的設(shè)計能力。

我做得的畢業(yè)設(shè)計注重于對單片機串行發(fā)射的理論的理解，明白發(fā)射機的工作原理，以便以后單片機領(lǐng)域的開發(fā)和研制打下基礎(chǔ)，提高自己的設(shè)計能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，豐富自己的知識理論，做到理論和實際結(jié)合。本課題的重要意義還在于能在進一步層次了解單片機的工作原理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)。理解單片機的接口技術(shù)，中斷技術(shù)，存儲方式，時鐘方式和控制方式，這樣才能更好的利用單片機來做有效的設(shè)計。

我的畢業(yè)設(shè)計分為兩個部分，硬件部分和軟件部分。硬件部分介紹：單片機串行通信發(fā)射機電路的設(shè)計，單片機AT89C51的功能和其在電路的作用。介紹了AT89C51的管腳結(jié)構(gòu)和每個管腳的作用及各自的連接方法。AT89C51與MCS-51兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命：1000次可擦，數(shù)據(jù)保存10年，全靜態(tài)工作：0HZ-24HZ，三級程序存儲器鎖定，128*8位內(nèi)部RAM，32跟可編程I/O線，兩個16位定時/計數(shù)器，5個中斷源，5個可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)震蕩和時鐘電路，P0和P1可作為串行輸入口，P3口因為其管腳有特殊功能，可連接其他電路。例如P3.0RXD作為串行輸出口，其中時鐘電路采用內(nèi)時鐘工作方式，控制信號采用手動控制。數(shù)據(jù)的傳輸方式分為單工、半雙工、全雙工和多工工作方式；串行通信有兩種形式，異步和同步通信。介紹了串行串行口控制寄存器，電源管理寄存器PCON，中斷允許寄存器IE，還介紹了數(shù)碼顯示管的工作方式、組成，共陽極和共陰極數(shù)碼顯示管的電路組成，有動態(tài)和靜態(tài)顯示兩種方式，說明了不同顯示方法與單片機的連接。再后來還介紹了硬件的焊接過程，及在焊接時遇到的問題和應(yīng)該注意的方面。硬件焊接好后的檢查電路、不裝芯片上電檢查及上電裝芯片檢查。軟件部分：在了解電路設(shè)計原理后，根據(jù)原理和目的畫出電路流程圖，列出數(shù)碼顯示的斷碼表，計算波特率，設(shè)置串行口，在與接受機設(shè)置相同的通信協(xié)議的基礎(chǔ)上編寫顯示和發(fā)射程序。編寫完程序還要進行編譯，這就必須會使用編譯軟件。介紹了編譯軟件的使用和使用過程中遇到的問題，及在編譯后燒入芯片使用的軟件PLDA，后來的加電調(diào)試，及遇到的問題，在沒問題后與接受機連接，發(fā)射數(shù)據(jù)，直到對方準(zhǔn)確接收到。在軟件調(diào)試過程中將詳細(xì)介紹調(diào)試遇到的問題，例如：通信協(xié)議是否相同，數(shù)碼管是否與芯片連接對應(yīng)，計數(shù)器是否開始計數(shù)等。

我所設(shè)計的單片機串行接口現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到無線收發(fā)的階段，本文參考無線發(fā)射部分就是參考南華大學(xué)黃智偉、朱衛(wèi)華的《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》一文，該串行無線發(fā)射電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，可方便地在單片機與單片機之間，構(gòu)成一個點對點、一點對多點的無線串行數(shù)據(jù)傳輸通道。單片機無線串行接口電路由MICRF102單片發(fā)射器芯片、MICRF007單片接收器芯片組成，工作在300~440MHzISM頻段；具有ASK調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強，適合工業(yè)控制應(yīng)用；采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好；接收靈敏度高達－96dBm，最大發(fā)射功率達－2.5dBm；數(shù)據(jù)速率可達2Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5V；功耗低，接收時電流3mA，發(fā)射時電流7.75mA，接收待機狀態(tài)僅為0.5μA，發(fā)射待機狀態(tài)僅為1.0μA；可用于單片機之間的串行數(shù)據(jù)無線傳輸，也可在單片機數(shù)據(jù)采集、遙測遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。

最后介紹了畢業(yè)設(shè)計做完后的結(jié)論以及自己的心得體會。

2硬件

2.1硬件的基本組成：

單片機89C51、6M晶震、30pF電容、22uf/10V電容、1K電阻、共陽極數(shù)碼顯示管、按鍵。

2.2電路圖

（見附錄A）

2.3硬件介紹

2.3.1單片機概述

單片機也被稱作“單片微型計算機”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機一詞最初是源于“SingleChipMicrocomputer”,簡稱SCM。隨著SCM在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴展其控制功能，單片機已不能用“單片微型計算機”來表達其內(nèi)涵。國際上逐漸采用“MCU”(MicroControllerUnit)來代替，形成了單片機界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞。為了與國際接軌，以后應(yīng)將中文“單片機”一詞和“MCU”唯一對應(yīng)解釋。在國內(nèi)因為“單片機”一詞已約定俗成，故而可繼續(xù)沿用。

2.3.1.1單片機的發(fā)展歷史

如果將8位單片機的推出作為起點，那么單片機的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個階段：

第一階段（1976—1978）：單片機的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領(lǐng)域的探索，參與這一探索的公司還有Motorola、Zilog等。都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單片機”一詞即由此而來。

第二階段（1978—1982）：單片機的完善階段。Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結(jié)構(gòu)。

1.完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。

2.CPU功能單元的集中管理模式。

3.體現(xiàn)工控特性的地址空間及位操作方式。

4.指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。

第三階段（1982—1990）：8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機的微控制器特征。

第四階段（1990—）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機在各個領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強運算能力的8位/16位/32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。

2.3.1.2單片機的發(fā)展趨勢

目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機的發(fā)展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低價格化、電路內(nèi)裝化和串行擴展技術(shù)。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機的集成度將更高、體積將更小和功能將更強。

2.3.1.3單片機的特點

單片機主要有如下特點：

1.有優(yōu)異的性能價格比。

2.集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。

3.制功能強。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。

4.低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。

5.外部總線增加了I2C（Inter-IntegratedCircuit）及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。

6.單片機的系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。

2.3.1.4單片機的應(yīng)用

由于單片機具有顯著的優(yōu)點，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.單片機在智能儀表中的應(yīng)用

2.單片機在機電一體化中的應(yīng)用

3.單片機在實時控制中的應(yīng)用

4.單片機在分布式多機系統(tǒng)中的應(yīng)用

5.單片機在人類生活中的應(yīng)用

單片機已成為計算機發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面，另一方面，單片機應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過單片機來實現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。

A：由單片機組成控制器的結(jié)構(gòu)和特點：

單片微型計算機是微型計算機發(fā)展中的一個重要分支，是把構(gòu)成一臺微型計算機的主要部件如中央處理器(CPU)、存儲器(RAM/ROM)和各種功能I/O接口集成在一塊芯片上的單芯片微型計算機(SingleChipMicroComputer),簡稱單片機.由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按工業(yè)控制要求設(shè)計的,且近年來單片機著力擴展了各種控制功能如A/D、PWM等,因此我們更多時候稱其為一個單片形態(tài)的微控制器(SingleChipMicroController),或直接稱其為微控制器(MicroController)。

B：用單片機組成的微機控制系統(tǒng)具有以下特點:

1.受集成度限制,片內(nèi)存儲器容量較小,一般片內(nèi)ROM小于4—8K字節(jié),片內(nèi)RAM小于256字節(jié);但可在外部進行擴展,如MCS—51系列單片機的片外可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)可分別擴展至64K字節(jié)。

2.可靠性高。單片機芯片本身是按工業(yè)控制環(huán)境要求設(shè)計的,其抗工業(yè)噪聲的能力優(yōu)于一般通用CPU;程序指令及其常數(shù)、表格固化在ROM中不易破壞;常用信號通道均在一個芯片內(nèi),故可靠性高。

3.易擴展。片內(nèi)具有計算機正常運行所必須的部件,芯片外部有許多供擴展用的總線及并行、串行輸入/輸出端口,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的微機控制系統(tǒng)。

4.控制功能強。為了滿足工業(yè)控制要求,單片機的指令系統(tǒng)中有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。一般來說,單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。

5.一般的單片機內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)管理軟件,軟件開發(fā)工作量大。但近年來已開始出現(xiàn)了片內(nèi)固化有BASIC解釋程序及FROTH操作系統(tǒng)的單片機,使單片機系統(tǒng)的開發(fā)提高了一個新水平。

此外,單片機成本低、集成度高、控制功能多,可靈活地組裝成各種智能控制裝置,并能有針對性設(shè)計成專用系統(tǒng),解決從簡單到復(fù)雜的各種需要,實現(xiàn)最佳的性價比。特別是單片機與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品相結(jié)合,使原有機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡化、控制智能化。如數(shù)控機床就是典型實例。近年來,單片機發(fā)展極快,其產(chǎn)量占微機產(chǎn)量的70%以上。目前，至少有50個系列400余種機型，性能和結(jié)構(gòu)各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等公司都有系列單片微型計算機。國內(nèi)普及的幾乎都是INTEL公司的產(chǎn)品。

單片機畢業(yè)設(shè)計范文第4篇

關(guān)鍵詞：單片機教學(xué)；仿真資源

1現(xiàn)狀

目前高職院校電子信息工程、應(yīng)用電子、微電子技術(shù)、光電技術(shù)、通信技術(shù)、計算機應(yīng)用、數(shù)控設(shè)備維修和自動化等專業(yè)都開設(shè)了《單片機原理及應(yīng)用》課程，學(xué)院一般都配套建成了單片機硬件實訓(xùn)室，但存在硬件實驗費用和實驗室維護開支高，應(yīng)用范圍有限等問題，很有必要在教學(xué)中引入教學(xué)仿真資源，建成基于單片機仿真軟件的單片機虛擬實驗室，與已有的單片機硬件實訓(xùn)室結(jié)合，實現(xiàn)仿真和實踐相結(jié)合，相輔相成，提高實驗、實習(xí)和實訓(xùn)教學(xué)效果，同時降低教學(xué)成本，減少硬件實驗費用和實驗室維護開支。

2研究價值

在長期的單片機教學(xué)過程中學(xué)生普遍反映《單片機原理及應(yīng)用》課程難懂，難學(xué)。一方面是因為上理論課時很難現(xiàn)場演示，學(xué)生對一些知識點不容易接收，不能理解；另一方面是因為該課程是一門實踐性很強的課程，只學(xué)理論知識是學(xué)不好的，必須進行實踐操作和訓(xùn)練，而學(xué)校能提供的實踐機會只有一些生硬死板的實驗臺、實驗箱電路連線，這是很不夠的。如果在教學(xué)中引入單片機仿真技術(shù)就可以大大地提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果：

2.1將單片機仿真演示教學(xué)引入課堂教學(xué)，其極為接近實際的動態(tài)演示可以激發(fā)學(xué)生興趣、提高了學(xué)習(xí)的積極性，使抽象變形象，使重點易懂、難點化解。

2.2教學(xué)仿真資源只需一臺電腦就可以仿真大量元件和儀器設(shè)備，并且效果非常好。建立以此為基礎(chǔ)的單片機虛擬實驗室，學(xué)生就有機會完成更多的實驗項目和內(nèi)容，免費使用大量元件和儀器設(shè)備，從而提升了學(xué)生的知識面和應(yīng)用能力，并且虛擬元件和儀器設(shè)備不存在損壞和維護問題，也就降低了教學(xué)成本，減少了硬件實驗費用和實驗室維護開支

2.3單片機教學(xué)仿真資源對學(xué)生實驗的預(yù)習(xí)、單片機課程設(shè)計、全國大學(xué)生電子競賽以及畢業(yè)設(shè)計等都有非常大的幫助，對提高他們的學(xué)習(xí)和工作效率，減輕勞動強度都有非常大的好處。

3重點研究內(nèi)容

3.1研究單片機教學(xué)仿真資源的開發(fā)與利用方法。

3.2研究在單片機、微處理器控制技術(shù)相關(guān)課程實驗、實習(xí)和實訓(xùn)教學(xué)中引入單片機虛擬實驗室，實現(xiàn)仿真和實踐相結(jié)合，相輔相成，提高實驗、實習(xí)和實訓(xùn)教學(xué)效果，同時降低教學(xué)成本，減少硬件實和驗實驗室維護開支的方法。

3.3研究基于單片機仿真軟件Proteus的單片機虛擬實驗室建設(shè)方案。

3.4 研究在單片機相關(guān)課程課堂教學(xué)中引入Proteus軟件對難點和重點進行實時演示，增強課程生動性和更易理解的方法。

3.5研究引導(dǎo)學(xué)生通過單片機虛擬實驗室自學(xué)單片機相關(guān)課程的方式方法，及通過單片機虛擬實驗室應(yīng)用，在單片機課程設(shè)計、全國大學(xué)生電子競賽和畢業(yè)設(shè)計中引入Proteus仿真軟件提高學(xué)習(xí)效果和工作效率的方法。

4思路方法

4.1先進的教學(xué)理念融入教學(xué)資源：推廣應(yīng)用“四環(huán)相扣”國家教學(xué)成果一等獎的教學(xué)模式，開展電子信息專業(yè)教學(xué)整體改革，在教學(xué)整體解決方案中做到：依托行業(yè)企業(yè)開發(fā)能力標(biāo)準(zhǔn)（典型工作任務(wù)與職業(yè)能力分析）；面向職業(yè)崗位設(shè)置模塊課程（學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程歸并）；立足真實任務(wù)組織工學(xué)交替（全程工學(xué)交替以保障教學(xué)實施效果）；基于工作過程實施職場鑒定（開放多元的考核方式，引入社會評價）。

4.2“五步工作機制”選取仿真項目：采用“534”課程設(shè)計方法優(yōu)化課程體系、整合教學(xué)內(nèi)容。即“五步工作機制”：通過“行業(yè)專家確定典型工作任務(wù)學(xué)校專家歸并行動領(lǐng)域行業(yè)專家論證行動領(lǐng)域?qū)W校專家開發(fā)學(xué)習(xí)領(lǐng)域校企專家論證課程體系”，以實現(xiàn)校企專家共同參與課程體系設(shè)計；“三階段轉(zhuǎn)換”：通過工作任務(wù)實現(xiàn)“典型工作任務(wù)到行動領(lǐng)域”轉(zhuǎn)換，通過工作過程實現(xiàn)“從行動領(lǐng)域到學(xué)習(xí)領(lǐng)域”轉(zhuǎn)換，通過工作任務(wù)實現(xiàn)“從學(xué)習(xí)領(lǐng)域到學(xué)習(xí)情境”轉(zhuǎn)換，以構(gòu)建基于工作過程的專業(yè)核心課程教學(xué)內(nèi)容；“四項主要成果”：人才培養(yǎng)方案、課程體系、課程教學(xué)方案和優(yōu)質(zhì)教材。

4.3搭建立體教學(xué)資源體系：主動適應(yīng)行動導(dǎo)向教學(xué)模式轉(zhuǎn)型的需求，搭建資源平臺，為工學(xué)交替教學(xué)和定單培養(yǎng)的教學(xué)模式提供運行的環(huán)境和資源的支持。引進了虛擬教學(xué)系統(tǒng)模擬真實的環(huán)境，包括三維交互式設(shè)備結(jié)構(gòu)演示、虛擬操作、虛擬編程軟件等。建設(shè)真實企業(yè)環(huán)境，即“真實的工作崗位”、遵守“真實的行業(yè)規(guī)范”、操作“真實的設(shè)備”、采用“真實的工藝”、生產(chǎn)“真實的產(chǎn)品”等，營造了“虛實互補”的教學(xué)環(huán)境。

4.4仿真與實作結(jié)合的創(chuàng)新教學(xué)組織形式：以仿真與實作結(jié)合的形式組織教學(xué)，倡導(dǎo)理實一體，使學(xué)生經(jīng)歷單片機系統(tǒng)設(shè)計的全過程，使師生的分析與解決等方面能力全面提升，積累豐富的實踐經(jīng)驗，為學(xué)生向單片機設(shè)計開發(fā)工作者身份的轉(zhuǎn)變搭好了橋梁。

5研究目標(biāo)

通過研究與實踐，使單片機教學(xué)仿真資源內(nèi)容更為科學(xué)系統(tǒng)合理，更能適應(yīng)師生和社會人員的需要，并能提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的實踐能力。在學(xué)?，F(xiàn)有單片機實訓(xùn)室硬件基礎(chǔ)上，建成一套基于單片機仿真軟件的虛擬實驗室系統(tǒng)，投入單片機相關(guān)課程實驗、實習(xí)和實訓(xùn)教學(xué)使用，在不增加硬件投入負(fù)擔(dān)的前提下，通過自主完成配套軟件系統(tǒng)，提升教學(xué)效果和工作效率，降低教學(xué)成本，減少硬件實驗費用和實驗室維護開支。

總之，“單片機教學(xué)仿真資源開發(fā)與利用研究”對單片機課程教學(xué)環(huán)節(jié)改革，促進教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量，降低教學(xué)成本，減少實驗維護開支，提高實驗效果有重要的作用和意義。研究完成后，可將研究成果推廣到各種類似課程建設(shè)中，為高職教育的課程建設(shè)和實驗實習(xí)改革帶來新的思路。

參考文獻：

[1]韓冰、顧京.淺析我國職業(yè)教育數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)的現(xiàn)狀[J].教育理論與實踐，2013（2）

[2]孫方；數(shù)字化教學(xué)資源的設(shè)計新視角：從知識加工到教學(xué)活動支持[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，（3）

作者簡介：

單片機畢業(yè)設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵詞：單片機；教學(xué)模式；教學(xué)過程；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0201-03

單片機又稱為微控制器（MCU），由于其體積小、功能強、價格便宜等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)已被應(yīng)用于自動測量、儀器儀表、工業(yè)控制及家用電器等各個方面。民辦高校電子信息工程專業(yè)是培養(yǎng)電子信息工程領(lǐng)域中的應(yīng)用型人才，單片機課程是該專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程；同時本課程所研究單片機技術(shù)是電子工程師必備的應(yīng)用技能，因此本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中占有非常重要的地位與作用。

一、民辦高校電子信息工程專業(yè)單片機課程教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)民辦高校電子信息工程專業(yè)單片機課程教學(xué)大綱的要求和學(xué)生實際，單片機課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

1.知識目標(biāo)：使學(xué)生掌握單片機的基本概念、典型應(yīng)用電路、程序設(shè)計方法等知識。

2.技能目標(biāo)：使學(xué)生具備單片機控制系統(tǒng)電路分析、設(shè)計，程序編寫，仿真，安裝，調(diào)試的能力。

3.素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、資料查詢、溝通協(xié)調(diào)、團隊協(xié)作、科技創(chuàng)新的素質(zhì)。

二、傳統(tǒng)單片機課程教學(xué)的弊端與民辦高校電子信息工程專業(yè)學(xué)生的特點

（一）傳統(tǒng)單片機課程教學(xué)的弊端

1.理論與實踐脫節(jié)。傳統(tǒng)單片機教學(xué)都是以教學(xué)為主，實驗為輔。學(xué)生們對單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件接口、編程語法都能學(xué)得很好，可是一提到利用單片機系統(tǒng)開發(fā)產(chǎn)品時，真正能動手的學(xué)生就寥寥無幾了。

2.教學(xué)內(nèi)容與社會需求脫節(jié)。在教學(xué)過程中，往往單片機課程教學(xué)大綱得不到及時的更新[1]，教材得不到及時的更換，因此出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容跟不上社會對單片機人才的需求。

3.教學(xué)方法與教學(xué)手段落后。單片機課程授課過程中，仍是以教師為主，學(xué)生為輔，學(xué)生被動地學(xué)習(xí)知識，缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效率較低。

4.實驗簡單。許多高校都增加了實驗課的比重，盡管學(xué)生們可以在實驗設(shè)備上進行一些實驗，但由于實驗設(shè)備大多是由生產(chǎn)廠家做好的試驗設(shè)備，程序大多數(shù)也是由廠家提供好的，許多學(xué)生做實驗只是將現(xiàn)成的程序下載到實驗設(shè)備上，觀察一下結(jié)果，學(xué)生的動手能力得不到真正的提高。

5.實踐少，動手能力不強。目前許多高校都認(rèn)識到提高學(xué)生動手能力的重要性，也鼓勵學(xué)生參加各種電子類競賽。但對于大多數(shù)學(xué)生來說，由于之前的實踐機會很少，動手能力不強，就沒有勇氣參加競賽。因此，在平時的教學(xué)當(dāng)中就應(yīng)該多為學(xué)生提供實踐的機會。

（二）民辦高校電子信息工程專業(yè)學(xué)生的特點

民辦高校電子信息工程專業(yè)學(xué)生男生比例大，思維活躍，愛動手操作，對喜聞樂見的實例感興趣，可塑性強，但是一部分學(xué)生缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)主動性不高，與專業(yè)相關(guān)的知識有限。

三、單片機課程教學(xué)模式的構(gòu)建與實踐

根據(jù)民辦高校電子信息工程專業(yè)單片機課程的定位與學(xué)生的特點，對單片機課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及實踐教學(xué)進行了研究和改革，構(gòu)建出了適合民辦高校電子信息工程專業(yè)單片機課程的教學(xué)模式[2]，并且在我院電子信息工程專業(yè)進行了實踐，取得了非常好的教學(xué)效果。具體內(nèi)容如下：

（一）教學(xué)內(nèi)容的研究與改革

1.教材。教材的選擇上，應(yīng)選擇應(yīng)用性強、案例分析多的教材。例如，我院選用了哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社的、張毅剛主編的《單片機原理與應(yīng)用》作為教材。該教材論述清楚、實例豐富、通俗易懂，適合民辦高校學(xué)生。

2.教學(xué)內(nèi)容。單片機課程教學(xué)內(nèi)容可分為單片機基本原理與單片機接口技術(shù)兩大部分。根據(jù)課程目標(biāo)，以實際工程應(yīng)用能力要求為核心、以工作項目為基本參照點、以學(xué)生的個性發(fā)展為根本，突出實用性與應(yīng)用性，作為教學(xué)內(nèi)容的選擇依據(jù)，舍去了第七章存儲器的擴展，因為現(xiàn)有的單片機片內(nèi)存儲器資源已經(jīng)足夠用了，不用再擴展，同時增加了編程仿真軟件的使用與單片機應(yīng)用領(lǐng)域中的一些前沿知識。如果完全按教材順序進行授課，各知識點的學(xué)習(xí)相對獨立，因而學(xué)生很難掌握單片機開發(fā)的完整過程。本著“以應(yīng)用能力開發(fā)為教學(xué)目標(biāo)，以學(xué)習(xí)項目為教學(xué)載體，以行動導(dǎo)向進行教學(xué)過程”這些原則為依據(jù)，打破現(xiàn)有的教材體系，把教學(xué)內(nèi)容重新整合為10個學(xué)習(xí)項目，具體有流水燈、電機控制器，鍵控彩燈、雙機通信，簡易計算器、數(shù)字電壓表、波形發(fā)生器等。這些項目從簡單到復(fù)雜，從單項到綜合，其教學(xué)目的具體而明確，能夠激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生知識的掌握，更有利于學(xué)生動手能力及工程實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

（二）教學(xué)方法及手段的研究與改革

1.教學(xué)過程的研究與改革。傳統(tǒng)的教學(xué)方式以“教師中心，教材中心，課堂中心”的“三中心”為理論核心，強調(diào)教師的主導(dǎo)作用，這種教學(xué)模式不利于學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在單片機課程教學(xué)改革中，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、課程體系及學(xué)生特點，為了更好地提高教學(xué)效果，精心構(gòu)建了教學(xué)過程[3-4]。下面以鍵控彩燈項目為例說明教學(xué)過程的設(shè)計，整個教學(xué)過程共分為5個階段。

第一階段：任務(wù)布置。在上一個學(xué)習(xí)項目完成時，利用20分鐘布置下一個學(xué)習(xí)項目。具體操作為首先用單片機開發(fā)板或?qū)嶒炏溲菔炬I控彩燈項目實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生感受控制現(xiàn)象，從而激起學(xué)生的濃厚的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)效率；然后下達項目任務(wù)書，每個項目任務(wù)分為4個層次，以滿足不同層次學(xué)生的需要。項目4的任務(wù)描述：沒有鍵按下時，控制8個LED循環(huán)點亮（流水燈）。通過按鍵（采用外部中斷方式）隨時改變彩燈的運行方式。（1）基本任務(wù)1：按一次K1，8個LED同時閃爍4次，然后恢復(fù)按鍵前的狀態(tài)。（2）基本任務(wù)2：按一次K2，8個LED反向循環(huán)點亮一次。（3）提高任務(wù)3：按兩次K1，LED以自定義花樣閃亮1次。（4）發(fā)揮任務(wù)4：K2按下后，同時按下K1，中斷嵌套。（5）課后電子創(chuàng)新：音樂彩燈。這樣學(xué)生就可以利用課余時間自己去查資料，發(fā)揮自己的能動性和想象空間來完成任務(wù)。同時可以提高學(xué)生獨立解決問題的能力，學(xué)生有很大的發(fā)揮空間。第二階段：知識學(xué)習(xí)。分為三方面：（1）理論講解。講解中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法等必需的知識點。（2）示例分析。通過實例分析，引導(dǎo)學(xué)生掌握中斷的應(yīng)用模式，同時突出重點，突破難點。（3）課堂提問。通過課堂隨機提問，檢查和強化學(xué)生對中斷知識的學(xué)習(xí)效果。第三階段：系統(tǒng)設(shè)計。具體實施分為三步：第一步分組討論，以小組為單位進行討論，論證鍵控彩燈項目設(shè)計方案；第二步共同決策，老師下到每一組，對設(shè)計的方案進行評價，師生共同決策，選擇最佳方案；第三步分工合作，每小組根據(jù)分工分別設(shè)計硬件電路和程序。第四階段：操作實施。分為三步：首先用軟件仿真驗證軟硬件設(shè)計的正確性，調(diào)試直至成功，然后使用實驗箱進行軟件調(diào)試，調(diào)試直至成功，最后學(xué)生可以利用課余時間制作電路板實物。第五階段：評價總結(jié)。可以分為三步：第一步教師檢查每組學(xué)生的實際完成情況；第二步根據(jù)考核標(biāo)準(zhǔn)進行評分，考核標(biāo)準(zhǔn)見表1；最后總結(jié)本項目中學(xué)生的完成情況，提出優(yōu)點和不足，并總結(jié)本項目涉及的知識點，強調(diào)重點。

鍵控彩燈項目的學(xué)時安排為第一階段和第二階段2學(xué)時，第三階段2學(xué)時，第四階段和第五階段2學(xué)時，共計6學(xué)時。

2.教學(xué)方法的研究與改革。以“實用、有趣、建立學(xué)生自信”為指導(dǎo)思想，本課程采用了多種教學(xué)方法。（1）項目教學(xué)法。它的關(guān)鍵是緊緊圍繞這10個學(xué)習(xí)項目組織教學(xué)。通過這種教學(xué)方法確實激起了學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣，從而在教學(xué)內(nèi)容的掌握和動手能力的培養(yǎng)方面取得了顯著地效果。（2）分層次教學(xué)法。考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的差異性，對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的，提高要求；對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差的，只要求達到基本目標(biāo)。例如在學(xué)習(xí)項目4中，項目任務(wù)分為四個層次，即基本任務(wù)、提高任務(wù)、發(fā)揮任務(wù)、課后電子創(chuàng)新。（3）啟發(fā)式教學(xué)。為了讓學(xué)生順利完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)，在教學(xué)中注意通過“設(shè)計問題”、“引導(dǎo)思考”、“假設(shè)結(jié)論”、“探索求證”等過程啟發(fā)學(xué)生，從而使學(xué)生積極主動地探索問題、解決問題。（4）分組教學(xué)與角色扮演法。在完成學(xué)習(xí)項目時，以3人為一個團隊，讓每個學(xué)生扮演相應(yīng)的角色，如項目經(jīng)理、軟件工程師、硬件工程師，通過這種教學(xué)方法能夠激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且進一步培養(yǎng)了他們的團隊協(xié)作能力。（5）案例教學(xué)法。興趣是學(xué)好單片機這門課程的前提和基礎(chǔ)。如果我們能夠通過引入一些有趣的教學(xué)案例，讓枯燥的知識趣味化，就可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，點燃學(xué)生的智慧火把。例如在講授PWM知識時，我們引入“小星星”播放控制的教學(xué)案例，學(xué)生面對的不再只是寄存器、分頻、占空比等一些抽象枯燥的概念理論，而且可以欣賞到一段美妙的音樂。他們對所學(xué)的內(nèi)容立即會變得興趣盎然，甚至躍躍欲試。這樣學(xué)習(xí)的興趣和積極性就調(diào)動起來了。

3.教學(xué)手段的研究與改革。為了提高教學(xué)效果，本課程采用了多種教學(xué)手段輔助教學(xué)。（1）實物教學(xué)。課堂上利用實驗箱、仿真器、開發(fā)板等實物輔助教學(xué)，有利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。（2）虛擬仿真技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)受到了學(xué)生的普遍歡迎。例如，傳統(tǒng)的單片機控制交通燈實驗，需要購買元器件，并進行焊接，然后進行調(diào)試，成本較高，耗時較長，效率較低。若設(shè)計方案有誤，還要重新進行制作。給學(xué)生實驗帶來了一定的困難。通過虛擬仿真技術(shù)，可以有效克服這些問題，學(xué)生想做什么實驗，都可以完成。而且通過仿真驗證后的控制系統(tǒng)，可以直接做成電路板實物。因此虛擬仿真技術(shù)可以有效地激發(fā)學(xué)生的成就感，從而提高學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。（3）技能競賽。組建電子協(xié)會、鼓勵學(xué)生積極參加校內(nèi)外競賽，有利于學(xué)生單片機系統(tǒng)應(yīng)用水平和創(chuàng)新能力的提高。（4）板書與多媒體的和諧配合。對需要精講的重點內(nèi)容用板書邊講邊寫，而對一般性的內(nèi)容、理論聯(lián)系實際的大電路圖、動畫及模擬仿真電路等用多媒體講，以提高課堂實效。（5）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。制作單片機教學(xué)網(wǎng)站，為學(xué)生提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，如授課課件、授課計劃、項目任務(wù)書等，有利于學(xué)生課前預(yù)習(xí)與課后復(fù)習(xí)，網(wǎng)站還提供了“在線答疑”、“常見問題解答”等內(nèi)容。

通過教學(xué)過程的精心設(shè)計與教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革和創(chuàng)新，能夠很大程度上踐行因材施教，有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，受到學(xué)生的普遍歡迎，教學(xué)效果明顯。

（三）實踐教學(xué)的研究與改革

單片機是一門技術(shù)性很強的課程。為了使得學(xué)生的應(yīng)用能力符合社會對單片機人才的需求，設(shè)計了多層次的實踐環(huán)節(jié)，提供了大量的實踐機會，提高了學(xué)生的實踐水平。

1.精心設(shè)計課程實驗。通過在實驗室授課，把課堂實驗貫穿在整個教學(xué)過程的10個學(xué)習(xí)項目中，使它由原來的20學(xué)時變?yōu)楝F(xiàn)在的40學(xué)時，大大增強了課堂實踐環(huán)節(jié)。

2.充分重視課程設(shè)計。課程設(shè)計是在課程結(jié)束后對課程內(nèi)容進行綜合性應(yīng)用。要求學(xué)生在兩周時間內(nèi)以小組為單位協(xié)作完成一個簡單的實際單片機課題開發(fā)，包括資料查閱、方案設(shè)計、軟硬件開發(fā)。通過一些實際的例子，讓學(xué)生系統(tǒng)掌握單片機系統(tǒng)的設(shè)計方法，具有單片機系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的實踐能力以及獨立分析、解決問題的能力。

3.加強科技創(chuàng)新。科技創(chuàng)新是學(xué)生自發(fā)組隊，利用課余時間預(yù)約實驗室，自主開發(fā)創(chuàng)新項目。目前參加科技創(chuàng)新的學(xué)生積累了豐富的單片機開發(fā)經(jīng)驗，進一步培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。最近兩年我院學(xué)生在全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、飛思卡爾智能車競賽、全國電腦鼠競賽等中都取得了優(yōu)異的成績。

4.鼓勵學(xué)生參與競賽與科研課題。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生從系統(tǒng)角度設(shè)計和開發(fā)單片機產(chǎn)品，積極培養(yǎng)和組織學(xué)生參與各種層次的競賽，通過準(zhǔn)備和參與競賽，學(xué)生完成方案確定、元器件選擇、原理圖設(shè)計、PCB板繪制、程序設(shè)計和調(diào)試整個開發(fā)過程，使得學(xué)生充分增強了自身的實踐創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作意識和理論聯(lián)系實際的綜合應(yīng)用能力。另外，教師根據(jù)自身的科研課題可以設(shè)計多個功能比較完善、規(guī)模較小的子課題，讓感興趣與有能力的學(xué)生參與進來，充分培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、科技創(chuàng)新和知識綜合應(yīng)用的能力。

5.選擇提供畢業(yè)設(shè)計課題。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年所學(xué)知識的綜合檢驗。教師可結(jié)合單片機的實際應(yīng)用，提供與學(xué)生實踐創(chuàng)新及實際工作相關(guān)、受益面大的畢業(yè)設(shè)計課題，比如監(jiān)控系統(tǒng)、智能家電等，不僅要求學(xué)生從系統(tǒng)的角度進行分析與設(shè)計，還要求考慮系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性等功能要求。通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生的綜合應(yīng)用能力大大提高，為畢業(yè)生擇業(yè)奠定基礎(chǔ)。

四、根據(jù)自身條件改善師資

單片機專業(yè)的知識更新很快，民辦高校需要鼓勵參與單片機教學(xué)的任課教師參加各種單片機技術(shù)專題的會議和培訓(xùn)，使其了解行業(yè)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。定期派遣教師到相關(guān)企業(yè)進行學(xué)習(xí)，把實際的工程經(jīng)驗和企業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向引入到單片機教學(xué)中，從而豐富教學(xué)內(nèi)容，同時更多地參加工程和科研項目，把最新的應(yīng)用技術(shù)和最前沿的研究成果吸納到課程中。因此也培養(yǎng)出了適應(yīng)民辦高校學(xué)情和培養(yǎng)目標(biāo)的雙師型青年教師。

五、結(jié)語

根據(jù)單片機課程的教學(xué)目標(biāo)、課程體系的自身特點以及學(xué)生特點，在教學(xué)中整體采用基于工作過程的項目驅(qū)動法，具體實施采用教、學(xué)、做結(jié)合，理論、實踐一體化模式，同時根據(jù)實際需要采用多種教學(xué)方法與手段，能夠取得較好的教學(xué)效果，提升學(xué)生的就業(yè)能力。

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