前言：想要寫(xiě)出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇單片機(jī)原理與接口技術(shù)范文，相信會(huì)為您的寫(xiě)作帶來(lái)幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫(xiě)作思路和靈感。

單片機(jī)原理與接口技術(shù)范文第1篇

[關(guān)鍵詞]課程教學(xué) 教學(xué)改革 獨(dú)立實(shí)驗(yàn) 單片機(jī)

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）01-0158-03

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的迅速普及，單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程是作為機(jī)電等相關(guān)專業(yè)的主干課程開(kāi)設(shè)的，是理論與實(shí)踐結(jié)合非常緊密的課程。[1]主要介紹一種典型類型單片機(jī)的基本硬件組成，指令系統(tǒng)和程序結(jié)構(gòu)，單片機(jī)常用接口芯片的接口電路及編程，單片機(jī)的實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用等。[2]通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生具有開(kāi)發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的初步能力，包括軟件、硬件及系統(tǒng)等，為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。為了提高單片機(jī)的教學(xué)效果，人們也不斷進(jìn)行教學(xué)方法、內(nèi)容、手段的改革與探索實(shí)踐，取得了一定的成績(jī)。[3] [4]不過(guò)學(xué)生仍感覺(jué)到課程內(nèi)容抽象，建立單片機(jī)系統(tǒng)的概念困難。當(dāng)然這與學(xué)生自身的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備有關(guān)，但從單片機(jī)教學(xué)的角度出發(fā)仍然有許多方面值得教師研究和探索，切實(shí)有效提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、單獨(dú)開(kāi)設(shè)單片機(jī)理論課程和實(shí)驗(yàn)課程

單片機(jī)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式是把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一門(mén)課程來(lái)進(jìn)行的，也就是常說(shuō)的理論和實(shí)驗(yàn)混編課程，實(shí)驗(yàn)形式叫課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，這是大多數(shù)課程采用的教學(xué)模式。[5] [6]這種模式對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多、實(shí)踐要求很高的單片機(jī)課程教學(xué)明顯不足。

首先，是實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)明顯不足且難以協(xié)調(diào)。原來(lái)的單片機(jī)課程總學(xué)時(shí)為48，其中包括安排了10個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。這對(duì)于課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的占比來(lái)說(shuō)已經(jīng)是比較高的了，但對(duì)于單片機(jī)這類課程要進(jìn)行較全面系統(tǒng)的實(shí)踐訓(xùn)練是遠(yuǎn)不夠的，只能安排少學(xué)時(shí)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也給出了參考程序和實(shí)驗(yàn)步驟。這樣雖然加快了實(shí)驗(yàn)周期，但學(xué)生獨(dú)立思考能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得不到有效的鍛煉。同樣隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，串行通訊及低功耗串行器件在微控制器中的廣泛應(yīng)用，要求掌握的內(nèi)容也在增加和變化，38學(xué)時(shí)的課堂理論學(xué)時(shí)也是不夠的。在課程總學(xué)時(shí)確定的情況下，調(diào)整實(shí)驗(yàn)與理論之間的學(xué)時(shí)分配也很困難。

其次，理論教學(xué)限定了實(shí)驗(yàn)時(shí)間的靈活性和內(nèi)容的擴(kuò)展性。對(duì)于混編課程，課堂理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)最終給出一個(gè)總成績(jī)，理論和實(shí)驗(yàn)各占一部分，兩者在時(shí)間上就存在制約。一般是課堂教學(xué)結(jié)束，實(shí)驗(yàn)也基本上要完成，否則將會(huì)影響考試的時(shí)間安排和成績(jī)的評(píng)定。這樣就造成實(shí)驗(yàn)周期較短且相對(duì)集中，在這段時(shí)間實(shí)驗(yàn)室的負(fù)荷非常高，實(shí)驗(yàn)的時(shí)間安排非常緊密，靈活性受到很大的限制，甚至影響正常的實(shí)驗(yàn)開(kāi)展。

為了加強(qiáng)單片機(jī)課程的教學(xué)，特別是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將原單片機(jī)原理及應(yīng)用混編課程改為單片機(jī)原理與接口技術(shù)理論課（學(xué)時(shí)48）和實(shí)驗(yàn)課（學(xué)時(shí)24），兩門(mén)在形式上完全獨(dú)立的課程。這不僅僅是學(xué)時(shí)數(shù)和內(nèi)容的增加，而且使得課堂理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠根據(jù)各自的不同特點(diǎn)和差異，改革完善各自的教學(xué)模式及教學(xué)方法，有助于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，改變實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)期作為課堂理論教學(xué)輔助地位的狀況，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩條腿走路。

二、單片機(jī)課堂理論教學(xué)模式及方法探索

對(duì)初學(xué)者來(lái)講單片機(jī)的內(nèi)容抽象，同時(shí)需要一定的電子技術(shù)知識(shí)支撐，對(duì)知識(shí)綜合性、實(shí)踐性要求都比較高，學(xué)生總感覺(jué)內(nèi)容零散難以構(gòu)成系統(tǒng)應(yīng)用。因此在大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的同時(shí)，對(duì)單片機(jī)課堂理論教學(xué)的模式及方法等許多方面同樣需要改革和探索。

（一）模塊及層次化的教學(xué)內(nèi)容組合

單片機(jī)常規(guī)教學(xué)一般都是按照教材的先后順序講授單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法和技巧、定時(shí)計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)、串行口通訊，單片機(jī)的擴(kuò)展、人機(jī)和機(jī)電接口應(yīng)用等，知識(shí)點(diǎn)較多，前后知識(shí)有機(jī)聯(lián)系弱，難以構(gòu)成完整系統(tǒng)性的概念。為此，從系統(tǒng)角度出發(fā)將單片機(jī)內(nèi)容劃分為硬件結(jié)構(gòu)、軟件程序、外部擴(kuò)展、應(yīng)用實(shí)例等四大模塊，每個(gè)內(nèi)容模塊中又劃分有不同的知識(shí)層次子模塊。[7]如硬件結(jié)構(gòu)模塊劃分為單片機(jī)核心基礎(chǔ)層（包括寄存器、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、端口等）和片內(nèi)功能層子模塊（包括中斷、定時(shí)器、串口等）;軟件程序模塊包括指令基礎(chǔ)子模塊和基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)子模塊等。在課程講授的開(kāi)始就讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)三大模塊的關(guān)系有初步的感受，并在后期交叉講授過(guò)程中不斷強(qiáng)化認(rèn)識(shí)，建立知識(shí)與系統(tǒng)的概念。

如何建立軟硬件之間的聯(lián)系對(duì)理解單片機(jī)是非常重要的，教學(xué)中要加強(qiáng)軟硬件模塊之間聯(lián)系的講解。指令是編程的基礎(chǔ)，但一條條指令的講解又是非?？菰锏氖虑椋虼艘髮W(xué)生強(qiáng)化課下的指令記憶，課堂上著重講解典型指令、指令對(duì)比以及和硬件存儲(chǔ)關(guān)系等。如傳送指令MOV、MOVX和MOVC的區(qū)別和對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)空間的位置;堆棧指令PUSH、POP對(duì)指針的影響及調(diào)整初始指針的原因;比較指令CJNE和減法指令SUB實(shí)現(xiàn)同樣功能的編程等;對(duì)于功能部件及擴(kuò)展器件則加強(qiáng)軟件與硬件結(jié)合的講解，如何實(shí)現(xiàn)接口的編程。這樣使學(xué)生逐步建立單片機(jī)軟硬件系統(tǒng)結(jié)合的方法。

（二）適當(dāng)引入虛擬仿真教學(xué)

單片機(jī)的廣泛應(yīng)用使得其軟件的虛擬仿真技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展。Keil軟件是單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件，它支持包括51系列等流行單片機(jī)的宏匯編及C語(yǔ)言的程序編譯、連接及仿真調(diào)試等;Proteus軟件電路設(shè)計(jì)和分析軟件，可以進(jìn)行硬件電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB電路板布線及電路仿真，還可以結(jié)合單片機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)軟硬件的聯(lián)合仿真。因此通過(guò)Keil軟件環(huán)境中編寫(xiě)單片機(jī)程序，Proteus軟件環(huán)境中設(shè)計(jì)相應(yīng)的單片機(jī)硬件電路，然后通過(guò)兩個(gè)軟件的關(guān)聯(lián)就可以模擬將程序加載到單片機(jī)中進(jìn)行仿真了。[8]

在單片機(jī)的課堂教學(xué)中適當(dāng)引入Keil和Proteus軟件，用它們編寫(xiě)軟件、設(shè)計(jì)電路和虛擬仿真，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)地編寫(xiě)指令和設(shè)計(jì)硬件電路的態(tài)度，還可以使枯燥的單片機(jī)學(xué)習(xí)變得直觀、形象和生動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，提高教學(xué)的效果。當(dāng)然，軟件仿真和單片機(jī)的實(shí)際系統(tǒng)還是有差異的，只是驗(yàn)證其邏輯關(guān)系。但在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中先在PC電腦上進(jìn)行軟硬件結(jié)合的虛擬仿真，不僅可以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，節(jié)約硬件成本，而且使開(kāi)發(fā)的初期過(guò)程變得簡(jiǎn)單、直觀，對(duì)于既要學(xué)習(xí)單片機(jī)并不需要進(jìn)行實(shí)物開(kāi)發(fā)的廣大學(xué)生來(lái)說(shuō)更是很好的學(xué)習(xí)軟件。

（三）一個(gè)應(yīng)用實(shí)例貫穿教學(xué)始終

學(xué)生對(duì)單片機(jī)比較困惑的是相關(guān)的內(nèi)容學(xué)完后認(rèn)識(shí)還是比較零散，不知道該如何應(yīng)用。老師在講授過(guò)程中，不同的章節(jié)也會(huì)舉一些局部的應(yīng)用實(shí)例，各個(gè)實(shí)例僅僅是局部詳細(xì)的，但缺乏整體性，不同章節(jié)例題很少有關(guān)聯(lián)性，老師感覺(jué)基本應(yīng)用都講解了，但學(xué)生仍難以有效建立整體系統(tǒng)應(yīng)用的觀念。

為了強(qiáng)化學(xué)生單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的理解，在教學(xué)的開(kāi)始就提出一個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例，并貫穿整個(gè)課堂教學(xué)活動(dòng)中。例如溫度對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)很熟悉的，因此就提出單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)例，可以是教室的、宿舍的溫度測(cè)量，給出實(shí)時(shí)溫度顯示，并模擬給出控制信號(hào)（模擬空調(diào)電機(jī)控制）、超限報(bào)警等。教師還可將相關(guān)的內(nèi)容分散到各個(gè)章節(jié)中介紹，最后構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。在講解軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)，介紹如何根據(jù)已知數(shù)（模擬采集的溫度數(shù)據(jù)）通過(guò)查找比較編程來(lái)確定溫度;在講解中斷及定時(shí)器時(shí)，介紹如何用定時(shí)中斷的方法進(jìn)行定時(shí)溫度信號(hào)的采樣;在講解鍵盤(pán)及顯示時(shí)，如何設(shè)定溫度值，顯示鍵盤(pán)功能及數(shù)據(jù)，然后再返回顯示實(shí)時(shí)溫度等接口編程;在講解A/D時(shí)，以AD590集成溫度傳感器講解電壓與溫度的關(guān)系（輸出電壓可以用電位器模擬），A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量對(duì)應(yīng)關(guān)系;在講解D/A時(shí)，講如何輸出電壓或電流信號(hào)，以模擬控制調(diào)節(jié)空調(diào)電機(jī)。然后進(jìn)行問(wèn)題實(shí)例總結(jié)，給出完整的軟件編程和硬件電路，并進(jìn)行Keil和Proteus軟件的仿真。這樣學(xué)生比較容易將單片機(jī)的知識(shí)點(diǎn)串成一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)，有效掌握設(shè)計(jì)的基本方法。

三、單片機(jī)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

獨(dú)立開(kāi)設(shè)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)數(shù)大大增加了，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的系統(tǒng)性得到了充分的保證，可以使學(xué)生對(duì)單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、匯編程序編寫(xiě)設(shè)計(jì)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷應(yīng)用、并行/串行通訊方式、A / D和D / A轉(zhuǎn)換、鍵盤(pán)和顯示、系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用等方面得到較為完整系統(tǒng)的訓(xùn)練。與原來(lái)的單片機(jī)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的模式相比優(yōu)勢(shì)是顯見(jiàn)的，更能反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)特點(diǎn)。獨(dú)立課程的實(shí)驗(yàn)使得實(shí)驗(yàn)在時(shí)間安排上更寬泛和靈活了，不再受課堂教學(xué)的嚴(yán)格束縛，實(shí)驗(yàn)時(shí)間可以安排在整個(gè)學(xué)期內(nèi)。學(xué)生選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的自由度大大提高了，前期有充足的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和軟件仿真，有助于學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，實(shí)行開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[9]，也促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式及方法的改革。

單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的使用及基本編程操作實(shí)驗(yàn)進(jìn)行集中指導(dǎo)之外，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組為單位自由與實(shí)驗(yàn)室聯(lián)系，自主地決定實(shí)驗(yàn)時(shí)間。不再按課堂教學(xué)時(shí)間，而是按上、下午及晚上三個(gè)單元安排實(shí)驗(yàn)，這樣使學(xué)生有充足的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、分析，同時(shí)也考慮到學(xué)生快慢層次上的差異。

在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立開(kāi)設(shè)課程之前，實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)少且實(shí)驗(yàn)的時(shí)間跨度有限，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般都是由指導(dǎo)教師安排的，學(xué)生主動(dòng)選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的機(jī)會(huì)很少。而獨(dú)立開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程后，大大增加了選修實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)安排上指定實(shí)驗(yàn)和選做實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)數(shù)基本上各占50%左右。這樣即能夠保障學(xué)生對(duì)單片機(jī)主要內(nèi)容實(shí)踐的基本要求，又能讓學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)的意識(shí)和主動(dòng)探究知識(shí)的動(dòng)力。

四、結(jié)束語(yǔ)

單片機(jī)的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)分別獨(dú)立開(kāi)課，使得理論和實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容得到了加強(qiáng)。特別是獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)，除了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加系統(tǒng)化，時(shí)間更加靈活，提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和興趣，還有效提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位，有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視。教學(xué)課堂采用軟件仿真和系統(tǒng)的實(shí)例，使得枯燥呆板的指令、電路變得生動(dòng)形象，有效提高學(xué)生單片機(jī)知識(shí)的綜合和實(shí)際應(yīng)用能力。單片機(jī)課程的教學(xué)改革雖然也取得了較好的效果，但對(duì)于這類實(shí)踐性要求很強(qiáng)的課程，需要進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，改變傳統(tǒng)的課堂與實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，深化高等教育的改革。

[ 注 釋 ]

[1] 胡晶晶，李娟.虛實(shí)結(jié)合的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)探討[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（4）：206-208.

[2] 李朝青，劉艷玲.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第4版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013.

[3] 姜寧，樊延虎.單片機(jī)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].延安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（1）：45-46.

[4] 張江印.高校單片機(jī)教學(xué)模式的研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（9）：103-106.

[5] 陳向奎，李元臣.單片機(jī)教學(xué)的思考與探索[J].洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（5）：84-86.

[6] 汪萬(wàn)維.單片機(jī)課程教學(xué)改革探討[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2012（S2）：95-97.

[7] 朱敏杰，羅珩，余亞?wèn)|.改革單片機(jī)教學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012（2）：144-147.

單片機(jī)原理與接口技術(shù)范文第2篇

 近幾年，筆者一直擔(dān)任電子專業(yè)單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題：首先，不少學(xué)生對(duì)電工基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路等電子專業(yè)基礎(chǔ)課的內(nèi)容掌握不牢，影響了該課程的學(xué)習(xí)；其次，單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程內(nèi)容抽象，理論性、實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)，又同時(shí)涉及軟件和硬件知識(shí)，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)要求比較高，而學(xué)生水平跟不上，教學(xué)難度大。針對(duì)這些問(wèn)題，怎樣才能讓學(xué)生比較容易地理解和掌握這一門(mén)課程，成為本課程教學(xué)研究與改革的重點(diǎn)任務(wù)。因此，筆者在教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)不斷試驗(yàn)，多次與單片機(jī)教研組老師交換意見(jiàn)，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為一體化教學(xué)能讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，把復(fù)雜的知識(shí)直觀化、項(xiàng)目化，有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以收到較好的教學(xué)效果。

一、傳統(tǒng)教學(xué)與一體化教學(xué)比較

傳統(tǒng)教學(xué)一般先理論講授，后實(shí)踐操作，在理論指導(dǎo)下完成實(shí)操。理論教學(xué)通常在教室進(jìn)行，實(shí)踐教學(xué)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，理論與實(shí)踐分開(kāi)授課。這種模式的突出弊端在于理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，導(dǎo)致理論知識(shí)難以及時(shí)消化，操作訓(xùn)練不能連續(xù)，學(xué)生雖然經(jīng)過(guò)多次訓(xùn)練仍不能掌握操作技能，教學(xué)效果不理想。

一體化教學(xué)是指在同一空間和時(shí)間內(nèi)同步進(jìn)行的教學(xué)，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn)，沒(méi)有固定的先實(shí)后理或先理后實(shí)順序，而是做中學(xué)，學(xué)中做。一體化教學(xué)具有三個(gè)特性：①空間和時(shí)間的同一性；②認(rèn)識(shí)過(guò)程的同步性；③認(rèn)識(shí)形式的交錯(cuò)性。

下面，以“輸入/輸出接口技術(shù)”為例，具體說(shuō)明這兩種教學(xué)方法的區(qū)別。

傳統(tǒng)教學(xué)：教學(xué)以老師講解為主，先介紹輸入/輸出端口名稱、作用、特點(diǎn)等各知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在識(shí)記的基礎(chǔ)上做作業(yè)，并利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證各知識(shí)點(diǎn)。

一體化教學(xué)：教學(xué)以老師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體。教師先下達(dá)項(xiàng)目書(shū)（制作霓虹燈），然后組織學(xué)生研究討論，制訂方案，補(bǔ)充制作過(guò)程所需要的知識(shí)（輸入/輸出端口名稱、作用、特點(diǎn)等），然后進(jìn)行項(xiàng)目制作，完成作品，并在教師指導(dǎo)下進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)價(jià)和總結(jié)，最后針對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)好、有興趣的同學(xué)布置技能拓展項(xiàng)目。

二、一體化教學(xué)實(shí)施

為培養(yǎng)培養(yǎng)技能過(guò)硬的單片機(jī)實(shí)用型人才，學(xué)校單片機(jī)教研組以教學(xué)改革為手段，以單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室為依托，將單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)課程內(nèi)容分解為單個(gè)彩燈閃爍（單片機(jī)基本知識(shí)介紹）、霓虹燈（輸入/輸出接口技術(shù)）、鍵盤(pán)接口顯示（鍵盤(pán)接口技術(shù)）、計(jì)費(fèi)器（定時(shí)/計(jì)數(shù)器）、報(bào)警器（中斷技術(shù)）、秒表（數(shù)碼靜態(tài)顯示）、學(xué)號(hào)顯示器（數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示）、數(shù)字溫度計(jì)（a/d轉(zhuǎn)換器）、信號(hào)發(fā)生器（d/a轉(zhuǎn)換器）、密碼鎖（i2c總線）等10個(gè)項(xiàng)目，采用邊講邊演示邊操作的教學(xué)模式，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐操作掌握相關(guān)理論知識(shí)和基本技能，做到實(shí)踐中有理論，理論中有實(shí)踐，使學(xué)生既掌握理論知識(shí)又懂得實(shí)踐操作，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)真正融為一體，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的高度融合。

下面以報(bào)警器的制作為例，具體介紹“中斷技術(shù)”一體化教學(xué)實(shí)施過(guò)程。

（一）課前準(zhǔn)備

在實(shí)施一體化教學(xué)前，要做好充分的教學(xué)準(zhǔn)備，首先要購(gòu)置編程器、89c51cpu、電路板和發(fā)光二極管等常用單片機(jī)實(shí)訓(xùn)元件，然后安裝proteus、編程器、偉福等單片機(jī)常用軟件，組建一體化單片機(jī)教學(xué)場(chǎng)地。

（二）下達(dá)項(xiàng)目書(shū)

目前技工學(xué)校在校生素質(zhì)普遍較低，因此，設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，難度不能太大，難度較大的章節(jié)，須將內(nèi)容分散到各個(gè)小項(xiàng)目中，否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生失去信心。“中斷技術(shù)”是單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)難點(diǎn)，為了減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，筆者實(shí)際教學(xué)時(shí)，要求學(xué)生先制作一個(gè)接觸式閃光燈，再制作報(bào)警器，這樣每個(gè)項(xiàng)目包含的新知識(shí)點(diǎn)就不會(huì)太多。制作接觸式閃光燈所需要用到的知識(shí)點(diǎn)有：① 發(fā)光二極管的使用；②中斷控制。報(bào)警器隱含的知識(shí)點(diǎn)有：①中斷控制（舊知識(shí)點(diǎn)）；②探測(cè)器的使用；③報(bào)警聲的產(chǎn)生。

（三）分析項(xiàng)目

項(xiàng)目下達(dá)后，先讓學(xué)生自行分析，遇到難題時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)啟發(fā)學(xué)生思考、提問(wèn)，與學(xué)生共同分析項(xiàng)目，并制定具體的實(shí)施方案和詳細(xì)的項(xiàng)目指導(dǎo)書(shū)。

例如，在接到制作報(bào)警器項(xiàng)目后，教師可讓學(xué)生先停下來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生思考：電路中的揚(yáng)聲器如何報(bào)警？報(bào)警燈如何點(diǎn)亮？如何識(shí)別報(bào)警信號(hào)？拋出學(xué)生當(dāng)時(shí)迫切想知道的幾個(gè)問(wèn)題，這樣，學(xué)生的好奇心和求知欲必將受到極大的激發(fā)，他們便會(huì)主動(dòng)探索，去尋找解決問(wèn)題的最佳途徑。

（四）項(xiàng)目實(shí)施

學(xué)生按照項(xiàng)目指導(dǎo)書(shū)的要求進(jìn)行操作，在老師的指導(dǎo)協(xié)助下，通過(guò)查找圖書(shū)和網(wǎng)絡(luò)資源，與同學(xué)探討，完成報(bào)警器的制作，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)、交流能力以及主動(dòng)思考、解決問(wèn)題的能力。

在項(xiàng)目制作過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，教師可進(jìn)行篩選，采用不同的教學(xué)方法。對(duì)于簡(jiǎn)單問(wèn)題，可以鼓勵(lì)學(xué)生自己討論解決；對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，教師應(yīng)當(dāng)主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生，應(yīng)用知識(shí)，啟發(fā)思路；對(duì)于涉及的新問(wèn)題、新知識(shí)，可與學(xué)生共同研究，再由學(xué)生去完成項(xiàng)目。比如：在制作報(bào)警器時(shí)，會(huì)涉及到三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：其中，中斷控制屬于舊知識(shí)范疇，在制作接觸式閃光燈中已經(jīng)學(xué)過(guò)，可以根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)，采用不講或串聯(lián)回憶式教學(xué)；而探測(cè)器的使用、報(bào)警聲的產(chǎn)生屬于新知識(shí)范疇，教師應(yīng)當(dāng)及時(shí)補(bǔ)充此內(nèi)容，讓學(xué)生現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用。

（五）項(xiàng)目評(píng)價(jià)、總結(jié)

在一體化教學(xué)中，學(xué)習(xí)效果主要由完成項(xiàng)目工作的質(zhì)量來(lái)衡量，主要包括自我評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。圍繞學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，從項(xiàng)目剖析、任務(wù)分解、知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)、知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用、目標(biāo)搭建、目標(biāo)組合等項(xiàng)目完成的一些列活動(dòng)中，通過(guò)師生間的互動(dòng)交流、學(xué)生間的互助協(xié)作，考察學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的理解、知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)領(lǐng)悟、單片機(jī)知識(shí)的應(yīng)用以及語(yǔ)言表達(dá)能力。

（六）知識(shí)拓展、能力提升

對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，可布置多路報(bào)警器等項(xiàng)目，通過(guò)制作多路報(bào)警器擴(kuò)展項(xiàng)目，鞏固“中斷技

轉(zhuǎn)貼于

術(shù)”學(xué)習(xí)內(nèi)容，開(kāi)拓多任務(wù)設(shè)計(jì)思路，通過(guò)查找資料，與同學(xué)和老師交流，提升學(xué)習(xí)能力和知識(shí)的應(yīng)用能力。

三、實(shí)施一體化教學(xué)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

（一）教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱與教材

按照傳統(tǒng)教學(xué)模式編寫(xiě)的教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱和教材難以滿足一體化教學(xué)要求，一體化教學(xué)要按照企業(yè)發(fā)展需要和技能人才的培養(yǎng)規(guī)律，根據(jù)國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以綜合職業(yè)能力為培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)典型工作任務(wù)（即項(xiàng)目）分析，構(gòu)建課程體系，并以具體工作任務(wù)為學(xué)習(xí)載體，按照工作過(guò)程和學(xué)生自主學(xué)習(xí)要求設(shè)計(jì)和安排教學(xué)活動(dòng)的課程。

教材是教師組織教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的主要依據(jù)和信息來(lái)源，因此，一體化教材是實(shí)施一體化教學(xué)的基礎(chǔ)。一體化教材一般由學(xué)校教師和企業(yè)技術(shù)人員共同編寫(xiě)，教材主要以典型項(xiàng)目組織內(nèi)容，注重教材實(shí)用性和可操作性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐技能、技巧的培養(yǎng)。

（二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)與教學(xué)準(zhǔn)備

一體化教學(xué)既要理論講解、示范操作和操作訓(xùn)練，同時(shí)還要突出學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生按照既定目標(biāo)有序地“動(dòng)”起來(lái)。因此，一體化教學(xué)與純粹在講臺(tái)上的理論授課或在實(shí)訓(xùn)室的實(shí)踐操作有很大區(qū)別。因此，設(shè)計(jì)好教學(xué)過(guò)程是上好一體化教學(xué)課的關(guān)鍵，可以從以下幾個(gè)方面考慮：1、明確教學(xué)目的：學(xué)生需要掌握哪些知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)，掌握到什么程度，達(dá)到什么樣的效果，哪些需要講解。2、準(zhǔn)確把握教學(xué)對(duì)象：學(xué)生基礎(chǔ)怎樣，前導(dǎo)課程有哪些，學(xué)生有何特點(diǎn)等。3、確定教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，做到重點(diǎn)突出，難點(diǎn)分解。4、設(shè)計(jì)教學(xué)策略：建議采用項(xiàng)目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等教學(xué)方法。5、合理組建項(xiàng)目小組，每組以3～5人為宜。分組時(shí)要充分考慮小組成員的綜合素質(zhì)、動(dòng)手能力，做到好、中、差搭配。

（三）教學(xué)硬件與軟件條件

1、硬件條件。一體化教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是空間和時(shí)間的統(tǒng)一，即在同一場(chǎng)所和同一時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)的多種任務(wù)。所以，要實(shí)施一體化教學(xué)，就必須具有既能滿足理論教學(xué)，又能滿足實(shí)踐教學(xué)的一體化教學(xué)場(chǎng)所。

單片機(jī)原理與接口技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞:微機(jī)原理;接口技術(shù);優(yōu)化;多媒體教學(xué)

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)36-10351-02

Research on the Reform in Teaching Contents of the Principles of Micrcomputer & Interfaces

CHENG Yun, XIE Si-lian, ZHAO Zhi-gang

(Department of communication and control Engineering, Hunan University of Humanities and Science and Technology, Loudi 417000, China)

Abstract: By integrating with the course characteristic of "The Principles of Microcomputer & Interfaces", this paper puts forward the reform measures such as optimization teaching contents, proper utilization of multimedia. Teaching practice showed that this reform had achieved good results.

Key words: microcomputer principle;interface technique;optimization;multimedia teaching

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》是電氣信息類專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課[1],也是電子、自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生的研究生考試課程。該課程的主要任務(wù)是使學(xué)生從理論和實(shí)踐上掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法、接口電路及硬件電路的連接,建立微機(jī)系統(tǒng)的整體概念,為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),同時(shí)該課程又是后續(xù)課程如單片機(jī)原理及應(yīng)用、DSP技術(shù)、ARM嵌人式系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)。由于這門(mén)課的教學(xué)內(nèi)容與后續(xù)課程尤其是單片機(jī)原理及應(yīng)用有較多相似的地方,因此,一些高職院校的做法常常是用單片機(jī)原理及應(yīng)用來(lái)取代這門(mén)課,作為本科院校,還有必要開(kāi)設(shè)這門(mén)課嗎?如果要開(kāi)的話,其教學(xué)內(nèi)容如何確定才不至于與后續(xù)課程有較多的交叉?本文從如何提高微機(jī)原理課程教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)教學(xué)效果,談?wù)勗诮虒W(xué)上的一些體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,突出教學(xué)重點(diǎn)

由于總的學(xué)時(shí)的不斷壓縮,使得我們對(duì)一些專業(yè)基礎(chǔ)課的課時(shí)則不斷壓縮,對(duì)于不繼續(xù)開(kāi)設(shè)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》這門(mén)專業(yè)課的學(xué)生來(lái)說(shuō),《微機(jī)原理與接口技術(shù)》的內(nèi)容需要全部開(kāi)出來(lái),而對(duì)于有單片機(jī)原理及應(yīng)用這門(mén)課的專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō),可以只開(kāi)設(shè)微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言方面的內(nèi)容,而接口技術(shù)則留到單片機(jī)原理及應(yīng)用里面講,把省下的課時(shí)加到電子技術(shù)和單片機(jī)原理及應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)里,這兩門(mén)課的課程設(shè)計(jì)時(shí)間都延長(zhǎng)了一周,即由原來(lái)的2周延長(zhǎng)到3周。另外在每一章節(jié)講授之前,先指出重點(diǎn)和難點(diǎn),重點(diǎn)部分精講[2],要求學(xué)生全面掌握。例如,在講8086/8088結(jié)構(gòu)一節(jié)時(shí),存儲(chǔ)器地址分段是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn),講課時(shí)應(yīng)配以大量圖表形式進(jìn)行重點(diǎn)闡述并輔以例題和練習(xí)題加深理解,而關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件一節(jié),學(xué)生在前修課程中已經(jīng)學(xué)過(guò),只是粗略復(fù)習(xí)一下即可。其他章節(jié)也采用類似的方法。這樣,學(xué)生知道每一章節(jié)的重點(diǎn)、難點(diǎn),學(xué)習(xí)有了目標(biāo),大大提高了學(xué)習(xí)效率,增加了學(xué)習(xí)本課程的積極性。

由于《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程內(nèi)容多、 細(xì)、 零散、 前后內(nèi)容交錯(cuò)且涉及到的知識(shí)面又廣,學(xué)生初次接觸時(shí)往往覺(jué)得難學(xué),特別是隨著教學(xué)進(jìn)度的推進(jìn),學(xué)生感覺(jué)所接收到的知識(shí)比較散,很能理清頭緒,更談不上好好理解并加以運(yùn)用了。所以在教學(xué)中可利用圖表法[3]對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)地歸納組合,即將相關(guān)的內(nèi)容組合到同一個(gè)模塊中,然后抓住課程內(nèi)容的主動(dòng)脈用連線將模塊之間的聯(lián)系標(biāo)識(shí)出來(lái)并加以說(shuō)明,從而使課本上那些分散、 零碎的知識(shí)點(diǎn)一一串起來(lái),形成一個(gè)層次清晰、結(jié)構(gòu)明朗、聯(lián)系緊密的圖表。有了這結(jié)構(gòu)清晰的圖表,學(xué)生即可以對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行總體上的把握又可對(duì)某一個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行縱向的擴(kuò)展和橫向的比較,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)也不會(huì)感到混亂,且會(huì)激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

2 恰當(dāng)應(yīng)用多媒體教學(xué),提高教學(xué)效果

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程中微機(jī)的工作原理部分是很抽象的、看不見(jiàn)的、摸不著的,學(xué)生覺(jué)得難以理解。若使用多媒體教學(xué),讓關(guān)鍵部分具體化、形象化,讓重點(diǎn)凸出、顯示出來(lái),可以促進(jìn)學(xué)生的理解和記憶。這就要求多媒體課件制作必須根據(jù)課程的相關(guān)知識(shí),用最合適的應(yīng)用軟件,制造高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的多媒體課件。為加強(qiáng)課堂教學(xué)的效果,我們可以采用理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)演示同時(shí)進(jìn)行的方法,使學(xué)生在輕松有趣的學(xué)習(xí)(氛圍)中掌握所學(xué)知識(shí)。例如,在講解芯片引腳圖和芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖時(shí),可在課件中通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)文字或按鈕來(lái)控制這些圖片的顯示或隱藏,并在圖片旁邊顯示文字說(shuō)明或語(yǔ)音提示,從而增強(qiáng)圖片的可讀性,如圖1所示;又如,匯編語(yǔ)言指令和數(shù)據(jù)尋址方式是課程的基礎(chǔ),可在課件中用FLASH動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬原本無(wú)法看到的指令執(zhí)行過(guò)程和數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。在此課程中,類似的情況還有很多,采用多媒體教學(xué)一方面可以加快教學(xué)速度,彌補(bǔ)教學(xué)時(shí)的不足;另一方面圖文并茂,動(dòng)感演示,無(wú)疑會(huì)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,課后閱讀時(shí)容易產(chǎn)生聯(lián)想。

3 實(shí)踐效果

根據(jù)新的培養(yǎng)方案與所采取的改革措施,我們已經(jīng)實(shí)施了兩年,從實(shí)際的效果來(lái)看,課程內(nèi)容教學(xué)改革是非常成功的。通過(guò)微機(jī)原理及匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí),然后再學(xué)習(xí)單片機(jī),90%的學(xué)生覺(jué)得單片機(jī)易學(xué)易懂,達(dá)到了我們的預(yù)期效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

我院《微機(jī)原理與接口技術(shù)》已被列為2009年湖南省精品課程,我們將以此為契機(jī),認(rèn)真扎實(shí)地開(kāi)展教學(xué)研究,一定要把這門(mén)課程建成合格的省級(jí)精品課程。

參考文獻(xiàn):

[1] 周明德.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理與應(yīng)用[M].4版.北京:清華大學(xué)出版社,2004.

單片機(jī)原理與接口技術(shù)范文第4篇

（湖北民族學(xué)院 信息工程學(xué)院，湖北 恩施 445000）

摘 要：以電子專業(yè)微機(jī)原理和單片機(jī)原理課程為例，提出引入比較教學(xué)法和Proteus仿真軟件，通過(guò)一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，從電路結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果3方面進(jìn)行對(duì)比和分析。最后以問(wèn)卷調(diào)查形式說(shuō)明比較教學(xué)能夠增進(jìn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，利用Proteus仿真軟件能使課程變得更加生動(dòng)和靈活，有利于培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞 ：新興產(chǎn)業(yè)；人才培養(yǎng)；比較教學(xué)；Proteus仿真軟件；微機(jī)原理；單片機(jī)原理

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)基金項(xiàng)目（61263030，61463014）；湖北民族學(xué)院教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（2014JY005, 2013JYZ08）；湖北民族學(xué)院教學(xué)研究一般項(xiàng)目（2013JY008, 2014JY033）。

第一作者簡(jiǎn)介：高林，男，講師，研究方向?yàn)榍度胧郊夹g(shù)與智能控制，glhust@163.com。

0 引 言

比較教學(xué)法是指在教學(xué)活動(dòng)中將兩個(gè)或兩個(gè)以上的認(rèn)知對(duì)象放在一定的條件下，按照同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照比較，從而確定認(rèn)知對(duì)象屬性的同異、地位的主次、作用的大小、性能的優(yōu)劣、問(wèn)題的難易或認(rèn)識(shí)的正誤深淺，以達(dá)到辨識(shí)、了解和把握認(rèn)知對(duì)象之目的的一種方法[1]。

在高校電子技術(shù)專業(yè)中，微機(jī)原理與接口技術(shù)課程是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，單片機(jī)原理及應(yīng)用課程則是應(yīng)用型專業(yè)課。前者偏向于原理性的介紹，涉及的實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單；而后者則偏向于應(yīng)用性，涉及的實(shí)驗(yàn)較多。這兩門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的芯片及編程方式非常類似[2-3]，可見(jiàn)這兩門(mén)課程適合進(jìn)行比較教學(xué)，因?yàn)閮蓚€(gè)對(duì)象既有相同或相近的特性，同時(shí)又有相異的特性，這樣的對(duì)象才是合適的比較對(duì)象[4]。為適應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方案中這兩門(mén)課程的變化，首先對(duì)兩門(mén)課程內(nèi)容進(jìn)行比較分析，然后引入Proteus仿真軟件作為現(xiàn)代化教學(xué)手段，再通過(guò)一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)對(duì)比仿真來(lái)具體探討兩門(mén)課程的特點(diǎn)，最后通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的形式檢驗(yàn)教學(xué)效果，以求摸索出一條適應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的人才培養(yǎng)途徑。

1 教學(xué)內(nèi)容比較

在新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂過(guò)程中，微機(jī)原理與接口技術(shù)課程原本先于單片機(jī)原理及應(yīng)用課程一學(xué)期開(kāi)設(shè)，現(xiàn)在變成在同一學(xué)期開(kāi)設(shè)，而且兩門(mén)課程在理論學(xué)時(shí)減少的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)均有所增加，這樣就給教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)增加了難度，又因?yàn)閮砷T(mén)課程存在緊密的聯(lián)系，所以利用比較教學(xué)法對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行比較分析，可得出兩門(mén)課程之間存在以下3個(gè)主要的關(guān)聯(lián)點(diǎn)。

1）兩門(mén)課程的核心芯片不同。微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的核心芯片是8086微處理器，單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的核心芯片則是51單片機(jī)。雖然核心芯片不同，但是它們與外部進(jìn)行信息傳遞均采用數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的“三總線方式”，均存在引腳復(fù)用且需要外接地址鎖存器，這些內(nèi)容可在講解時(shí)進(jìn)行對(duì)比，便于學(xué)生理解。

2）兩門(mén)課程的編程語(yǔ)言完全不同，前者是匯編語(yǔ)言，后者則采用C51語(yǔ)言。雖然前者是低級(jí)語(yǔ)言，后者是高級(jí)語(yǔ)言，看似不相關(guān)聯(lián)，但通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí)能增進(jìn)理解。例如匯編語(yǔ)言中關(guān)于堆棧以及進(jìn)棧、出棧指令的知識(shí)，能幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)C51語(yǔ)言時(shí)更好地理解函數(shù)的調(diào)用和返回以及函數(shù)的嵌套調(diào)用等內(nèi)容。

3）兩門(mén)課程的接口技術(shù)內(nèi)容相似，均包含并口、串口、中斷控制、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、D/A和A/D等。為避免教學(xué)內(nèi)容重復(fù)，一般在前者授課中既講工作原理又講接口電路，而后者中對(duì)應(yīng)部分只講接口電路，不講或少講工作原理。例如，兩門(mén)課程在講到并口部分時(shí)，前者既要講解可編程并口芯片8255A的工作原理，還要講解8086與8255A的連接電路和編程；后者則重點(diǎn)講解51單片機(jī)擴(kuò)展并口電路和編程，并口工作原理則略去不講。

2 比較教學(xué)手段

雖然已經(jīng)對(duì)兩門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了比較分析，但如果仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，并不能有效提升教學(xué)效果。在進(jìn)行理論教學(xué)時(shí)，通常采用“板書(shū)+課件”的教學(xué)方式，這樣會(huì)把接口電路、程序及運(yùn)行結(jié)果這三者割裂開(kāi)來(lái)，無(wú)法檢驗(yàn)接口電路是否可行、所編程序是否有效以及程序在電路中的運(yùn)行結(jié)果是否正確。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，通常采用“電腦+實(shí)驗(yàn)箱”的教學(xué)方式，也存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴、容易損壞、實(shí)驗(yàn)電路固定、設(shè)計(jì)內(nèi)容少等問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法了解接口電路工作原理，從而缺乏電路分析和設(shè)計(jì)能力。

能否找到同時(shí)提升這兩門(mén)課程教學(xué)效果的手段？解決的方法就是在教學(xué)中引入Proteus仿真軟件。Proteus仿真軟件是一款包含大量系統(tǒng)資源、豐富硬件接口電路，具有強(qiáng)大調(diào)試功能和軟硬件相結(jié)合的仿真系統(tǒng)[5]。Proteus強(qiáng)大的設(shè)計(jì)與仿真功能被廣泛應(yīng)用在數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)等多門(mén)課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中[6]。

引入Proteus仿真軟件之后，在兩門(mén)課程的理論課上，可以預(yù)先畫(huà)出接口電路的原理圖，然后用相應(yīng)的編程軟件編寫(xiě)程序并加載到對(duì)應(yīng)的核心芯片上，最后將運(yùn)行結(jié)果演示給學(xué)生看，這樣使課堂變得直觀、生動(dòng)，還能將接口電路、程序及運(yùn)行結(jié)果有機(jī)結(jié)合起來(lái)。另外，在兩門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)課上，由于該軟件擁有實(shí)驗(yàn)箱中幾乎所有的元器件和虛擬儀器、儀表，能夠讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱中完成硬件實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也能在該軟件中對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行仿真，從而實(shí)現(xiàn)與硬件實(shí)驗(yàn)完全相同的效果。在此基礎(chǔ)上，該軟件還擁有很多實(shí)驗(yàn)箱中沒(méi)有的元器件，能讓學(xué)生進(jìn)一步修改電路，甚至設(shè)計(jì)出多種功能的實(shí)際應(yīng)用電路進(jìn)行仿真，從而鍛煉學(xué)生電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。

3 比較教學(xué)實(shí)例

以一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)為例，從電路、程序和仿真3個(gè)方面來(lái)對(duì)比探討兩門(mén)課程的特點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)名稱是“PC機(jī)通過(guò)串口控制數(shù)字時(shí)鐘”，要求在以8086為核心的微機(jī)控制系統(tǒng)和以AT89C52（一種51單片機(jī)）為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)中均實(shí)現(xiàn)這樣的功能——當(dāng)PC機(jī)發(fā)送數(shù)字1時(shí)，數(shù)字時(shí)鐘運(yùn)行；當(dāng)發(fā)送數(shù)字0時(shí)，數(shù)字時(shí)鐘暫停。

3.1 電路結(jié)構(gòu)

該實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，圖中上面虛線框中是以8086為核心的微機(jī)控制系統(tǒng)，下面虛線框中是以AT89C52為核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)。從電路結(jié)構(gòu)來(lái)看，前者更為復(fù)雜，后者相對(duì)簡(jiǎn)單。這是因?yàn)?086是微處理器，并口、串口、中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能均需要外部擴(kuò)展；而AT89C52是單片機(jī)，這些功能大多數(shù)內(nèi)部就有。例如8086內(nèi)部沒(méi)有串口，需要通過(guò)串口擴(kuò)展芯片8251A實(shí)現(xiàn)串行通信，再經(jīng)由RS-232連接到PC機(jī)；而AT89C52則可以通過(guò)自身串口經(jīng)由RS-232連接到PC機(jī)。類似的情況還有8086需要通過(guò)中斷控制器8259A來(lái)管理中斷，通過(guò)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253控制串口波特率，而AT89C52內(nèi)部具有中斷控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理中斷，其內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可作為串口波特率發(fā)生器。

3.2 程序設(shè)計(jì)

8086主程序和AT89C52主函數(shù)流程如圖2所示，圖中左邊是8086主程序流程，右邊是AT89C52主函數(shù)流程。從程序設(shè)計(jì)來(lái)看，8086的控制重點(diǎn)是串行通信接口芯片8251A和中斷控制器8259A，其中包含大量訪問(wèn)外部接口的程序；而AT89C52的控制對(duì)象主要是其內(nèi)部的兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和相應(yīng)的中斷，訪問(wèn)外部接口的程序相對(duì)較少。例如8086需要不斷查詢8251A狀態(tài)字的RxRDY（串行接收準(zhǔn)備好）標(biāo)志位來(lái)判斷是否接收到數(shù)據(jù)，當(dāng)完成接收后，再以“CPU get X”（X為所收到的數(shù)據(jù)）的形式回送給PC機(jī)，這些程序均要訪問(wèn)外部接口。而AT89C52則只需不斷查詢內(nèi)部RI（串行接收中斷）標(biāo)志位來(lái)判斷是否接收到數(shù)據(jù)，當(dāng)完成接收后，再以“MCU get X”（X為所收到的數(shù)據(jù)）的形式回送給PC機(jī)，這些程序全部在單片機(jī)內(nèi)部完成。

3.3 仿真結(jié)果

先在Proteus仿真軟件中分別完成8086電路和AT89C52電路的原理圖設(shè)計(jì)，然后將兩個(gè)電路原理圖中的RS-232串口COMPIM的通信波特率均設(shè)為2400bit/s，并設(shè)置其占用計(jì)算機(jī)串口COM2，串口調(diào)試助手軟件占用COM1，再通過(guò)虛擬串口軟件VSPD設(shè)置虛擬串口，使COM1口和COM2口虛擬對(duì)接[7]。

該實(shí)驗(yàn)在8086電路中仿真結(jié)果如圖3所示。圖中數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間是23時(shí)59分46秒，RxD端顯示10120，表示已從PC機(jī)發(fā)送了5個(gè)數(shù)字，依次是1、0、1、2、0。TxD端顯示的就是8086電路回送給PC機(jī)的5條字符串，其中數(shù)字從上往下與RxD端顯示順序一致。

該實(shí)驗(yàn)在AT89C52電路中仿真結(jié)果如圖4所示。圖中數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間是00時(shí)01分50秒，RXD端顯示10130，表示已從PC機(jī)發(fā)送了5個(gè)數(shù)字，依次是1、0、1、3、0。TXD端顯示的就是AT89C52電路回送給PC機(jī)的5條字符串，其中數(shù)字從上往下與RXD端顯示順序一致。

從仿真結(jié)果來(lái)看，兩個(gè)電路均順利完成實(shí)驗(yàn)要求，而且結(jié)果清楚、直觀，此結(jié)果還能與實(shí)驗(yàn)箱上的實(shí)物效果進(jìn)行比較，便于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部電路的工作原理。

4 結(jié) 語(yǔ)

在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下，學(xué)院對(duì)現(xiàn)有電子專業(yè)進(jìn)行改造，提出“3+1”培養(yǎng)模式，即“前3年在學(xué)校學(xué)習(xí)，后1年在企業(yè)培訓(xùn)”，為此還與相關(guān)企業(yè)簽訂了人才培養(yǎng)協(xié)議[8]。學(xué)院在新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂過(guò)程中，主要依據(jù)時(shí)間集中、強(qiáng)化基礎(chǔ)、減少理論、重視實(shí)踐”的原則來(lái)設(shè)置課程，因此，部分課程的開(kāi)設(shè)與以前有較大的區(qū)別，其中微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用”這兩門(mén)課程的變化具有代表性。

當(dāng)兩門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程全部結(jié)束以后，通過(guò)對(duì)2011級(jí)電子專業(yè)93名本科生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查得知，關(guān)于比較教學(xué)有42%的學(xué)生認(rèn)為效果好，35%的學(xué)生認(rèn)為有一定效果，23%的學(xué)生認(rèn)為效果不好。認(rèn)為效果不好的原因主要在于微機(jī)原理課程中匯編語(yǔ)言難學(xué)、部分實(shí)驗(yàn)箱損壞等。關(guān)于引入Proteus軟件輔助教學(xué)有54%的學(xué)生認(rèn)為效果好，33%的學(xué)生認(rèn)為有一定效果，只有13%的學(xué)生認(rèn)為沒(méi)有效果。認(rèn)為沒(méi)有效果的原因主要是Proteus中還缺乏一些實(shí)際的元器件模型導(dǎo)致電路不能仿真等。此問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果表明，大部分學(xué)生認(rèn)為在兩門(mén)課程教學(xué)過(guò)程中采用對(duì)比方式能夠增進(jìn)理解，引入Proteus仿真軟件不僅能夠使理論課變得更為形象和生動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)課變得更加靈活和開(kāi)放，還有助于培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋文. 比較教學(xué)法在匯編語(yǔ)言課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù), 2013, 9(10): 2402-2403.

[2] 高林. 單片機(jī)原理與微機(jī)原理綜合仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2014, 31 (3):91-94.

[3] 趙晚昭, 周柳娜, 趙晚春, 等. 微機(jī)原理及單片機(jī)課程改革淺談[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù), 2012 (7): 74-76.

[4] 冷洶濤, 蔡銘輝, 龐文穎. 比較教學(xué)法三要素在高等教育中的實(shí)踐性探索[J]. 高教論壇, 2013(8): 70-73.

[5] 周冠玲, 馮占英, 李戰(zhàn). “單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革的探討[J]. 中國(guó)電化教育, 2012(6): 105-107.

[6] 陳越, 顧暉, 梁惺彥. Proteus虛擬仿真在微機(jī)原理教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用, 2012, 38 (1): 106-108.

[7] 曾維鵬, 蔡莉莎, 林爾敏. 基于VC++及Proteus的上、下位機(jī)串口通信仿真技術(shù)[J]. 鎮(zhèn)江高專學(xué)報(bào), 2013, 26 (4): 74-76.

單片機(jī)原理與接口技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：傳感器；單片機(jī)；防盜報(bào)警

中圖分類號(hào)：TP277

隨著居民生活水平的提高，傳統(tǒng)的防盜越來(lái)越不能滿足人們?nèi)粘７婪兜囊螅疚奶岢隽藨?yīng)用紅外線技術(shù)和單片機(jī)原理，電話自動(dòng)報(bào)警技術(shù)應(yīng)用到防盜系統(tǒng)中，具有經(jīng)濟(jì)科學(xué)高效的特點(diǎn)，尤其適用于農(nóng)村畜牧倉(cāng)庫(kù)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景[1-3]。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用T89C51單片機(jī)[5-7]，電路見(jiàn)圖1。P3.2（INT0）連接防盜探測(cè)器，用來(lái)檢測(cè)是否有盜情，如果有盜情發(fā)生，觸發(fā)外部中斷0。其中P2.1連接語(yǔ)音電路，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的回放控制；P2.3連接電話接口芯片，實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)控制； P2.0連接報(bào)警蜂鳴器。同時(shí)P0.0～P0.3分別與MT8888的D0～D3相連，用做數(shù)據(jù)總線；P2.0與MT8888的RS0相連，控制MT8888內(nèi)部寄存器的選擇；P2.7與MT8888的CS控制MT8888的選通；P3.3（INT1）連接電話接口芯片的24腳，用來(lái)檢測(cè)振鈴；P3.6、P3.7分別與MT8888的WR和RD相連，控制MT8888的讀寫(xiě)操作。

時(shí)鐘電路見(jiàn)圖1，AT89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。該反相放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石英振蕩陶瓷振蕩均可采用。如果采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期含有2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期含有12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率12MHZ，一個(gè)振蕩周期為1/12us，一個(gè)機(jī)器周期為1us。單片機(jī)AT89C51，構(gòu)成系統(tǒng)。

圖1 單片機(jī)AT89C51電路原理圖

本設(shè)計(jì)的DTMF電路如圖2所示，設(shè)計(jì)中的MT8888CE的DTMF信號(hào)輸入腳通過(guò)一個(gè)電阻電容后與空份模塊中的MT8816腳相連，用戶1、2、3、4撥號(hào)后信號(hào)通過(guò)AX1、AX2、AX3、AX4到達(dá)MT8816，通過(guò)控制系統(tǒng)編程使一路用戶的撥號(hào)信號(hào)到達(dá)MT8888CE。MT8888CE的TONE輸出腳也與MT8816一個(gè)腳相連，可以通過(guò)CPU向MT8888CE的地址中寫(xiě)數(shù)字并通過(guò)MT8816使產(chǎn)生的DTME音頻信號(hào)到達(dá)個(gè)用戶模塊。

圖2 DTMF模塊電路圖

2 系統(tǒng)仿真與分析

根據(jù)系統(tǒng)達(dá)到的總體功能，將其劃分為以下功能模塊：中央控制器、DTMF模塊、蜂鳴電路模塊、語(yǔ)音模塊、電話接口模塊等。由于本設(shè)計(jì)中的一些元器件，Proteus中沒(méi)有或者不具有仿真功能，故本文仿真中的一些元器件，采用其它具有相似功能的元器件代替，其中DTMF模塊是用單片機(jī)AT89C51代替，語(yǔ)音模塊是用用發(fā)光為紅色的LED燈代替，電話接口模塊是用發(fā)光為黃色的LED燈。并且仿真圖中綠燈亮表示蜂鳴電路正在響，仿真圖中紅燈亮表示語(yǔ)音模塊正工作，仿真圖中黃燈亮表示電話已報(bào)警。

圖3 Proteus正常仿真圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)技術(shù)的無(wú)線智能防盜報(bào)警器。該防盜報(bào)警器通過(guò)以AT89C51單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外探測(cè)器件，能夠以非接觸方式探測(cè)出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，同時(shí)能有效的抑制人體輻射波長(zhǎng)以外的紅外光線與可見(jiàn)光的干擾。平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測(cè)區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷旭，何萬(wàn)強(qiáng).新型家用防盜報(bào)警系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2003：12-14.

[2]吳政江.51系列單片機(jī)控制紅外線防盜報(bào)警器[J].錦州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001：20-24.

[3]魏小龍.51系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002：6-7.

[4]劉純利，張玉山.單片機(jī)防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004：29-32.

[5]何利民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003：10-15.

[6]陳國(guó)華，電子防盜器大全[M].北京：電子工業(yè)出版社，1997：11-12.

[7]黃銳，王躍科，唐貴林等.基于PIC單片機(jī)的電話自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)[J].微計(jì)算機(jī)信息，1998：10-14.