單片機課程論文精選(九篇)

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第1篇：單片機課程論文范文

隨著我國社會經濟的發展，城市化、城鎮化進程的加快，道路交通堵塞問題日趨嚴重，如何對交通進行合理的管理和調度而盡可能減少堵車現象成為目前我國很多地方尤其是特大城市急需解決的問題，顯然交通燈在其中起著不可或缺的作用。本文就控制交通燈的方法進行了討論，分析了各種方案的性價比，并用軟、硬件加以實現。而后，對六車道以上道路的“十字交叉路通燈控制”進行了分析。最后，還對城市交通燈網的控制進行了展望。希望能給有關政府部門一些參考，更好地改善我們的城市交通。現今的交通發展迅速，車輛極具增加，馬路不斷擴寬，人行橫道相對較少。在車流量較大的地段即便有人行橫道，行人也很難通過馬路。行人自控指示燈系統可以有效的改善這種狀況。特別是像北京這樣的大都市，經濟飛速發展，車輛繁多，人口密集。緩解交通已成為當務之急.例如在我們新校區西門口(塔南路)就是這種情況,每天進出校門的學生特別多,大多還需要穿過這條繁忙的高速公路,這為學校師生帶來大大的不便.該系統主要應用于交通領域，具有較高的實用價值。該系統利用紅燈,黃燈,綠燈來指揮車輛和行人，以達到車輛停止，行人通行的目的,減少了交通擁擠現象,為行人節省了時間,即保證行人過馬路時的安全，也減輕了交管部門的負擔。本產品面對公共交通設施，并不注重經濟收益，而是注重以后潛在的發展，從而帶動相關產業。用戶可以完全掌握行人自控指示燈系統的操作方法，以及各個按鍵的作用科學技術的突飛猛進直接把我們帶進了信息化的社會，計算機的應用已普及到經濟和社會生活的各個領域.

第二章設計要求與任務

第一節目的和要求:

1、實驗要求：

編寫程序，以89c52的端口作為輸出口，控制4個雙色LED燈(可發紅、綠、黃光)，模擬十字路通燈管理。

2、實驗目的：

(1)學習I／0口擴展方法；掌握89c52的工作原理以及編程方法，了解軟件與硬件的調試技術。

(2)學習模擬交通燈控制方法；(3)學習雙色LED燈的使用；

第二節設計任務和設計內容:(CPU均采用89c52)

1.軟件延時實現模擬路通燈控制：(如圖1)

實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮60秒；然后A﹑C路口不變，B﹑D路口綠燈閃5下，然后B﹑D路口黃燈亮；再變為A﹑C路口綠燈，B﹑D紅燈延時3秒；然后A﹑C路口綠燈閃5下，再黃燈亮，B﹑D不變。再循環······。并將綠燈剩余時間顯示在LED上(該項編程可將其結果顯示在計算機屏幕上代替)。

初始化

設置89c52

為輸出

C口為輸出

清LED

BD,AC四個方向全為紅短延時

BD方向亮綠燈60秒

AC方向亮紅燈

BD方向綠燈閃五次，AC方向燈不變

BD方向為黃燈延時

AC方向燈不變

有鍵按下？

有鍵按下？

BD方向亮紅燈并延時3秒，AC方向亮綠燈

有鍵按下？

有鍵按下？

狀態0

狀態1

狀態2

狀態3

有鍵按下？

BD方向燈不變，

AC方向綠燈閃五次

狀態4

BD方向燈不變，

AC方向黃燈延時

狀態4

返回DOS

狀態1

狀態3

狀態4

狀態2

循環

運行

（圖2流程圖）

2.89c52定時器控制模擬交通燈:

實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮50秒；其余要求和第1點中的相同。

第三章設計方案及評估論證

第一節題意分析：

雖然題目是四個路口，其實這是用于人行橫道處的

交通燈，也可用于不允許拐彎的主﹑副街道的交叉口處。

如圖1所示，B、D方向是雙向車道；A、C方向是人行橫道。或者將BD看作主街道，而AC看作副街道，也是可以的。

第二節工作原理說明：

1.工作原理說明：

此方案是通過并行接口芯片89c52A和計

算機的硬件連接，以及通過軟件延時的方法進行軟件

編程，來實現十字路通燈的模擬控制。如圖2（89c52A芯片）所示，1.主控制單片機

第2篇：單片機課程論文范文

【關鍵詞】單片機；項目式；課程改革

單片機應用技術是高職院校電子信息類、自動控制類等專業的核心課程，這門課程學習的好壞直接影響了學生對專業研究的進一步深入的能力及電子信息類人才培養的基本要求。據調研高職院校單片機技術應用課程教學方式，部分院校按照知識體系講授，講授內容順序為單片機技術概論、單片機體系結構、匯編語言程序設計等[1]。按照知識體系講解，教師和學生普遍感覺內容枯燥無味，學生對知識點難以理解，更不用說具備利用單片機設計應用系統的能力。部分院校目前利用項目驅動式教學，經過實踐教學測試，教學效果良好。

一、教學模式的改革

教學模式由知識體系講授轉變為項目驅動方式。這兩種方式各有優缺點，知識體系講授對于高職階段的同學說來說，能夠系統的了解單片機的內部體系結構，對指令執行的內部過程更加清晰，知識點介紹完后再通過一個大的課程實訓項目完成課程的實踐教學。項目驅動式教學方法是通過多個項目的學習完成單片機課程的教學，即介紹某個項目時，先介紹理論知識，緊跟著完成實踐教學，即設計項目硬件電路、軟件程序，然后調試系統等環節。每個項目能完成具體的某種功能，學生學習興趣會增加，對課程的理解更加深入。兩種講授方式存在的弊端有：知識講授體系缺乏興趣性、理論較難理解、缺乏實踐能力的鍛煉；項目驅動式對單片機的內部原理分析不夠深入，但提高了單片機應用項目的實際開發能力。

實際教學過程中可采用模擬仿真及實物焊接兩個環節。硬件仿真電路使用Proteus硬件仿真軟件，該軟件內部集成了多種常用的單片機芯片、電阻、電容、晶體管、LED、LCD液晶屏等，電路搭建方便，仿真效果良好，目前廣泛的應用在單片機課程的教學中。軟件采用KEIL軟件，該軟件使用方便，通過建立工程文件到生產HEX文件整個流程清晰易懂，代碼編譯質量高。Proteus和KEIL兩個集成開發環境具有聯調功能，提高了學習效率，使得系統開發流程更加直觀，容易被學生接受。

二、教學內容的選擇

教學內容的選擇需符合人才培養方案的定位。學生通過本門課程的學習，能夠掌握單片機實際項目的開發流程；能夠獨立設計常用的單片機控制系統；具備檢修單片機應用系統故障的能力；能夠熟練使用仿真軟件進行系統仿真測試；提高學生手工焊接技能等要求。

通過多個項目的設計，使得單片機技術中的知識點全部介紹，能夠達到上述要求。教學項目需從簡到難，然后綜合設計多個項目，最終達到理論和實踐教學效果。教學內容詳細介紹如下：（1）單片機最小系統的介紹。可選用項目點亮一個發光二極管。分析單片機與PC機的區別，介紹單片機的基本知識等，理論分析后，在Proteus中搭建硬件電路，在KEIL中設計軟件程序，然后調試程序，觀察系統是否正常工作，需重點介紹集成開發環境Proteus、KEIL軟件的使用。（2）單片機IO端口的學習。如可選用流水燈系統展開介紹，詳細分析單片機內部IO端口的特點，分析其應用場合，通過軟硬件設計提高學生實踐能力。（3）單片機定時/計數器的學習。可選用秒表設計項目展開教學，通過對秒表延時時間的準確設計，采用定時器查詢方式完成延時，能夠較好的掌握定時/計數器的工作原理及實際應用程序設計。（4）單片機中斷系統的學習。在秒表設計中延時程序可用中斷方式完成，通過與查詢方式的比較，能夠讓學生更容易理解單片機定時與中斷之間的關系。（5）單片機鍵盤電路的學習。需掌握獨立按鍵和矩陣鍵盤兩種方式的應用，可采用萬年歷系統的設計，在此項目中介紹數碼管動態驅動方式及常用的LCD1602、12864等液晶屏的使用，此項目進一步綜合運用了定時、中斷資源，提升了學生綜合運用單片機內部資源的能力。（6）最后通過多個綜合項目的設計，達到教學目的。如單片機溫度控制系統設計、單片機測距系統設計、單片機密碼鎖系統設計、單片機語言報警系統設計等。[2-3]

在項目設計過程中，為了達到更好的教學效果，可以網購單片機學習套件，學生動手從單片機最小系統焊起，然后焊接接口電路及串口下載電路等。通過實物的焊接能夠加深學生對單片機應用系統的理解，且每個項目HEX文件能夠在此套件上驗證，包含了仿真與實物測試。也可以讓學生在萬能板上焊接每個項目電路，進而提高焊接能力及實物查錯能力等。

三、考核方式的改革

單片機課程的考核采用平時成績和期末成績按比例相加得到課程成績。平時成績應占主要部分。平時成績的重要性提高，學生的積極性會增加，能讓學生認真的完成項目的設計。

高職院校的學生主要是培養實踐能力的提升，在理論夠用的基礎上，強化其動手能力的鍛煉。如何對每個項目進行考核呢？可考核硬件電路設計的正確性、軟件程序設計的合理性、功能的完整性等。為了進一步提高學生的實際動手能力，可讓學生在萬能板上焊接單片機應用系統，考核學生的手工焊接能力、實際電路板查錯能力、團隊配合能力等。考核內容可包含有其他內容，如學習態度、出勤情況等方面。

四、項目舉例

以電子鐘設計為例。項目目的是掌握單片機定時器、中斷系統、鍵盤電路、液晶屏的綜合應用。硬件電路設計方面，需搭建單片機最小系統、時鐘控制按鍵、顯示電路，通過硬件電路的模擬仿真及實際電路板的焊接，進一步強化了最小系統及擴展電路的設計要點，掌握了液晶LCD1602的內部電路結構原理及引腳的接線方法[4]。

軟件設計方面，軟件流程圖如圖1所示。主函數需先初始化液晶屏1602、定時器、中斷系統。初始化結束后進入無限循環，無限循環包括有時、分、秒的顯示程序、按鍵掃描程序。當定時1S到后進入中斷服務程序，秒加1，當秒到60時，分加1，當分加到60時，時加1，當時為24自動返回到0。按鍵掃描程序需設計時鐘啟動、暫停、復位按鍵檢測程序，使得時鐘為可控時鐘，該程序需在循環程序中不停的被執行，即為按鍵掃描達到控制效果，為了達到更好的控制效果，可采用按鍵中斷方式去完成軟硬件的設計。

五、總結

單片機技術是一門實踐性很強的課程，教學內容、教學方式、考核方式等需在實踐教學中不斷改進。論文簡要的介紹了項目驅動式教學法在單片機技術課程教學中的應用，通過實際教學效果的考核，達到了預期的教學目的，教學效果良好。

參考文獻

[1]汪萬維.單片機課程教學改革探討[J].武漢大學學報(理學版),2012(10):95-97.

[2]張濤,韓春賢,等.單片機課程教學改革之我見[J].天津職業院校聯合學報,2012(8):101-102.

[3]王靜霞.單片機應用技術(C語言版)[M].北京:電子工業出版社,2009.

[4]楊利亞,潘海燕,等.《單片機原理與應用》教學改革與探索[J].電子世界,2012(11):167-168.

本文系2011年安徽商貿職業技術學院院級質量工程項目“特色專業--應用電子技術專業”階段性研究成果。

作者簡介：

第3篇：單片機課程論文范文

論文關鍵詞：教學改革，單片機，實驗實訓裝置

 

1.課程特點與教學現狀分析

《單片機應用技術》課程是高職電子類和電氣類專業的必修課，這門課程的特點是：實用性和實踐性強，一方面，單片機技術在生活和生產的各個領域都有它的應用，具有實用性；另一方面，學習這門課程必須重視實踐環節才能真正掌握這門技術，具有實踐性。但是專業教師在多年的教學當中，感覺到傳統的單片機課程教學模式存在許多不足之處：

（1）理論講授以老師為主體。學生作為一個聽眾，被動地跟著老師走實驗實訓裝置，普遍地感到課程抽象、難學，缺乏學習熱情。

（2）現在的大多數教材對單片機的原理、內部結構、編程等內容作了深入的介紹，但在如何應用單片機進行系統設計方面的引導明顯不足，這就使得教材和教學活動有脫離實踐的傾向。

（3）在教學活動中，實驗和實踐環節未得到應有的重視，學生缺乏學習興趣，抑制了學生的創造力和學習上的主觀能動性。

（4）現在的實驗普遍采用實驗箱作為平臺，學生做實驗時動手進行連線的部分很少，導致學生動手機會少，做完實驗看到的只是一種表面現象，至于單片機工作電路的結構和原理還是搞不清楚。另外，實驗箱做的實驗是一種仿真實驗，與利用單片機開發應用系統還有很大的差距，學生做完實驗后，對單片機的實際開發過程還是不清楚中國期刊全文數據庫。

由此可見，傳統教學模式不能更好地適應單片機應用技術課程的教學，必須嘗試新的模式和方法。

2.課程教學改革的探索及實踐

2005年在學院領導和系領導的教學安排下，我們開展了教學改革試點工作。提出“以充分培養學生的實踐動手能力為本位；以專業知識夠用為度”的原則來實施理論教學；通過教師的主導作用和學生的主體作用完成專業教學活動；經過不斷實踐和完善實驗實訓裝置，逐步構建出了一套使高職學生能具備單片機應用技能的課程培養方案，并在計算機控制技術專業05、06、07、08、09級十個班進行試點運行。結果是試點班級全部按照教改的各項內容完成了《單片機應用技術》課程的學習，教學效果超出預期的想象。

2.1理論授課改革

根據單片機課程培養的主要能力，本著理論知識“必須、夠用”的原則重新構建課程內容，以“智能尋跡車”――作為教學的載體。“智能尋跡車”設計有運動系統、傳感系統、顯示系統、通信系統四大系統，具備自動行駛、自動識別、自動避障、數據處理和傳輸、液晶顯示等功能，涵蓋了單片機技術在工程中的常見應用，可以培養學生的電路焊接及電子產品裝配能力、電子線路的檢測與調試能力、單片機硬件電路的設計和程序開發能力以及單片機系統綜合開發和創新能力。整個課程緊緊圍繞“智能尋跡車”功能開發與實現這一工作過程展開教學，以能力培養為目標，將課程內容重新構建為實際產品的生產設計過程。

2.2教學方法與手段設計

課程組在教學方法和教學手段上不斷下功夫。對于比較抽象的教學摘要以基于工作過程的任務驅動方式安排實踐操作任務，在指導學生實踐動手過程中，運用舉例法、演示法等各種教學方法。在課后，教學課件及視頻指導等資料全部在網絡上共享，方便學生查閱與練習。

2.3實驗實訓改革

課程組教師自主研發了“FX-A單片機實驗實訓平臺”、“Mini_51DIY編程開發系統”等一系列用于單片機課程教學的實驗、實訓和開發裝置，自2005年以來，已經歷了四次更新。

研發的單片機實驗開發板、單片機編程器等裝置是從事單片機技術應用工作必須的開發工具。裝置具有重復性搭建單片機硬件電路、實現單片機應用系統編程、調試、仿真等功能。裝置配備有詳細的使用說明和操作案例，編寫有實驗實訓指導書。在教學過程中，學生人手一套實驗實訓裝置，在一體化教室里完成單片機實驗、任務試驗、實訓練習、自主創新開發等學習內容中國期刊全文數據庫。在課后，學生可在網絡資源的指導下在學生工作室、電子協會及宿舍里使用裝置繼續進行實踐練習，寒暑假學生也可將裝置帶回家里學習。

學生一人一套單片機實驗實訓和開發裝置，有效地打通了課內與課外的界限，實現以學生為主體的教學思路。對實際工作任務可進行長時間的、反復的動手實踐，使能力為本位的教學得以較好地體現

2.4考核方式改革

課程考核以任務和項目為單元進行，每完成一個項目或任務，教師均根據每個學生的完成情況、工作態度、操作規范度和回答問題情況進行評價，期末結合理論考試成績給于整體評分。結合其它專業能力課程，畢業前，學生應取得“電子儀器儀表裝調工”或“單片機設計師”職業資格認證（信息產業部電子行業職業技能鑒定指導中心授權，由中國電子企業協會認證）。

2.5管理方式改革

為了保證課程改革的相關舉措能夠按要求進行，項目組成員規劃設計了該課程的學習管理方式。在學習進度管理方式上采用學生實踐任務進度公示的方案，對完成情況比預期慢的學生予以重點幫助，對實踐項目完成優秀的作品進行展示，并鼓勵動手能力強的學生起帶頭示范作用。

2.6專業學習環境改革

學生的學習具有不可替代性規律和自主學習的原則，在此基礎上才能培養出具有更高創新能力的學生，為建設這樣的一個能激發學生創新潛能的環境實驗實訓裝置，我們制定了相關的獎勵措施，成立了學生興趣活動小組，并配備幾名指導教師，興趣小組經常開展專業相關的技能展示，并組織小組成員利用專業知識服務社會，對有條件的實驗設備及實驗場所進行開放管理，鼓勵學生獨立開發實踐項目，提供條件讓學生自己來開發更多更好的實踐案例。

3.應用效果與社會效益

經過三年多的實踐教學，各項改革措施不斷深化和完善，教學效果十分明顯，學生的學習積極性高漲，學生在課程中的實踐項目完成情況比預期的要好，學生動手實踐能力提高很快。通過考核反映出學生掌握理論知識和實踐技能的效果比改革前大有提高。通過調查問卷，普遍對改革后的教學方式、管理制度等表示歡迎。學生普遍認為自己在這一門課程的學習過程中不但掌握了以前難于掌握的理論知識，更重要的是通過親自動手實踐提高了自己的動手能力和認知能力。

改革后的教學方式，使從事該課程的教師感受到了教學改革后帶來的優越性，教師的教學工作效率得到了提升，理論授課實驗實訓裝置，實踐指導環節的教學質量顯著提高，而教師的教學負擔反而減輕。這樣，教師有更多的時間投入到科研開發中來，有更多的時間來指導學生進行實踐操作，教與學通過改革與實踐很好的融合在了一起。

項目組開發的實踐裝置成本低、功能全、體積小巧、維護方便，能做到“人手一套”、“時時能練”、“處處能練”，配套開發的實踐項目案例越來越豐富，為該課程的教學改革工作創造了條件。多年的應用表明，該實踐裝置的可靠性高，教學功能突出，非常適合我國高等職業教育中同類課程實踐教學的需要，具有大規模推廣的前景和價值中國期刊全文數據庫。目前，已有多家教學儀器公司有意向進行合作推廣，特別是上海大中教學儀器有限公司，不但積極吸吶我院畢業生，還提供資金與我們合作進行項目開發及使用推廣。

該課程的教學改革工作也帶動了其它課程的教改與實踐，為同類課程的教改工作提供了模板和示范作用。經過大量的實踐動手，學生的綜合應用能力顯著提高實驗實訓裝置，畢業生也受到了多家用人單位的青睞。其中中船重工鄭州713研究所下屬的海神工程公司幾年中點名使用我專業的優秀畢業生，認為學生能在工作崗位上很快接受實踐操作，動手效果好，做出的工程項目質量過硬。

“千里之行，始于足下”，幾年來的教學改革與實踐讓我們倍嘗艱辛，更多的是感受到了教學改革的效果，也讓我們發現了教學改革中的新問題。經過不斷的完善和實踐，建設一套能有效培養學生職業能力的課程培養方案是完全有可能的。雖然我們個人的專業技術力量有限，但投身于高職教學改革的激情與信心是無限的。在學院各部門的支持下，只要大家共同努力，不斷實踐，不斷完善改進教學改革的各項內容，必定能實現有特色的課程培養方案。

參考文獻:

[1]姜大源.職業教育學研究新論協[M]北京:教育科學出版社，2007.

[2]李立.高校精品課程建設的幾點思考[J].武漢科技學院學報，2006,(8)

[3]陳鐵軍，等《單片機》精品課程建設實踐探索[J].教育與職業，2006,(7)

第4篇：單片機課程論文范文

論文摘要：“C程序設計”課程是電子類專業基礎必修課，主要是為單片機編程服務，該課程的教學效果直接影響到后續單片機課程的學習。本文結合單片機系統開發的特點，探討了C程序設計教學方法，為后續單片機課程的學習打下基礎。

隨著微電子技術的發展和廣泛應用，基于單片機上的系統開發，C語言作為一種高級的編程語言，越來越受到人們的關注。現在，無論是嵌入式系統開發企業還是電子設計競賽、畢業設計等，一般都以C語言為主要開發工具。結合單片機的系統資源，用C語言開發符合實際工程需要的單片機系統，對于編程者來說就有重要的意義。

1.C在單片機教學中的地位

C語言作為一種結構化的程序設計語言，它是程序開發工具中使用最廣泛一門編程語言。C語言具有很強的功能性、結構性、可移植性。用C語言編寫程序比匯編更符合人們的思考習慣，程序開發者可以擺脫與硬件不必要的接觸，更專心地考慮程序的功能和算法而不是考慮一些細節問題，這樣就減少了開發和調試的時間。由于它具有良好的程序結構，適用于模塊化程序設計，因此采用C語言設計單片機應用系統程序時，采用結構化的、自頂向下、逐步求精的程序設計方法，將功能模塊化，由不同的模塊完成不同的功能。這樣可使整個應用系統程序結構清晰，易于調試和維護。

2.單片機教學現狀

單片機技術是現代電子工程領域一門飛速發展的技術，是現代電子技術中的一項不可缺少的重要技術。隨著技術的不斷進步和日益普及，單片機技術已滲透到各個領域，影響著我們的日常生活和工作。因此電子技術及相關專業的學生學習單片機技術越來越成為社會發展的需求。當前，各大高校的電子、計算機類專業均開設單片機課程。

《單片機》是我院電子系一門實踐性極強的專業主干課程，是我校電子系重點建設課程之一，是本專業學生的必修課程。為了提高我系單片機教學效果，我們對單片機教學進行了大膽改革，使用C語言開發單片機，且課程的設計打破了學科體系的框架，將單片機和C語言的相關知識和技能按“項目”進行整合，并將《C程序設計》課程列為電子類專業核心基礎課程之一。因此，《C程序設計》課程教學效果的好壞，將直接影響學生后續專業課程的學習。

從近幾年我系《C程序設計》課程的教學效果來看，學生普遍反映該課程的學習比較困難，課程的語法知識較多，理解和記憶都不太容易，即使記住了語法知識也不能靈活應用；不知道學習C語言究竟有何用處，學完C后不能很好地利用C進行單片機小型系統的開發，缺乏知識的靈活應用能力。因此，根據以往單片機教學所得經驗，我覺得教師有必要在《C程序設計》課程的教學過程中在以下幾個方面引起足夠的重視，并在教學中加以改進，為后續單片機課程的學習打下堅實的基礎。

3.《C程序設計》課程教學方法探索

3.1上好每堂課，激發學生的學習興趣

語言程序設計教學被認為是一種需要師生雙方改進的一門課程，因為大多數語言教材中通常先給出一般的語法格式，然后逐步講解語法要點，再給出實例。這種順序灌輸會使學生失去學習的興趣，所以我認為在課堂教學環節應采取以學生為主體、以教師為主導的教學模式，要求學生自己先看有關知識點，并識記。教師采取精講實例，在這過程中引出相關知識點，然后再舉一類似實例讓學生自己分析，鞏固知識點。教師應把主要精力放在算法的分析和各語句語法的具體應用上，同時培養學生自學能力，采取互動機制，迫使學生主動學習。

3.2注重演示，強化實驗，提高實踐操作能力

因為授課對象是一年級新生，所以教師多用通俗易懂的語言進行講解，多舉實例，使學生容易理解和消化。在教學過程中，盡量采用講解、演示方法，如在講解經典算法后，按照理論方法所述，用DEV C++軟件進行編程演示，從而加深學生對教學內容的理解。

在教學過程中，教師應將理論知識與實驗內容進行整合，根據教學內容并結合實際應用設置實驗題目，讓每個學生獨立完成。遇到學生不能解決的問題，教師應利用多媒體進行演示解決問題的過程，從而加深學生對教學內容的理解并提高實踐操作能力。 　3.3培養良好的編程風格

3.3.1優化程序

由于在許多工業測控領域中的嵌入式系統都采用單片機開發，它們所需要的計算和控制工作日趨復雜，其中軟件的設計是最復雜和困難的，工作量大，特別是對于控制系統，設計人員需要考慮單片機的軟硬件資源分配，但是單片機系統是一種資源十分有限的系統。這主要表現在CPU和片內結構簡單、程序存儲器資源的不足。因此在用C語言進行單片機開發時，如何使用好這些有限的資源就顯得十分重要。雖然C語言具有許多的優點，但是生成的代碼相對要長，基本多占用存儲空間20%—50%。因而，在“C程序設計”課程教學中，教師不僅要教會學生如何編寫程序，而且應在教學過程中向學生灌輸優化代碼的思想，讓學生從大一開始就有開發項目的一些經驗。

3.3.2合理選用數據類型

C語言在程序開發中提供了的豐富的數據類型，尤其是關于用戶界面開發和一些動畫與圖像技術的實現。但是在開發單片機系統時，我們要按照實際需要，合理地選用數據類型。C語言中有Char等少數的數據類型是機器語言直接支持的數據類型，用此類數據類型的語句所生成的代碼較短，而其它的數據類型如整型、浮點型等數據要有一定的內部程序或內部函數的支持，相對來說較復雜的數據類型的語句生成的代碼也復雜，不利于轉化成單片機的代碼。因此，在“C程序設計“教學過程中，要向學生適當說明選擇合適數據類型的好處，并盡可能地減少程序中使用的數據類型的種類，為以后學生的單片機學習打好基礎。

3.3.3灌輸模塊化程序設計思想

在普通微型計算機上進行C語言程序開發設計時，只需考慮程序功能實現，而不必考慮程序代碼的長短。但是在單片機上進行C語言程序設計就必須考慮系統的硬件資源，要求設計的軟件程序結構是合理、緊湊和高效的。同一任務，有時用主程序完成是合理的，但有時需子程序效率最高，占用資源最少；有時并不是程序的算法越簡單、長度越短越好，由于有一些算法要調用一些內部的子程序和函數，生成的機器代碼質量反而較低。不同的算法對程序代碼效率影響很大。因此，在進行“C程序設計”教學時，教師應適當向學生灌輸模塊化程序設計的思想，在不影響程序功能實現的情況下可以采用一些優化算法，并且把程序分成若干個功能獨立的模塊，為學生今后的單片機項目開發做好鋪墊。

4.結語

單片機系統采用C語言開發與設計，極大地促進了單片機在生產、生活各個領域的應用，提高了程序開發效率。因而，C語言學習效果的好壞，對今后單片機課程的學習具有深遠的影響。除了講解C語言的基本語法外，更重要的是改善教學方法，利用各種方法培養學生的學習興趣，并向學生灌輸良好的編程風格與編程方法，為今后的單片機課程的學習打下良好的基礎。

參考文獻

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［2］董蘊寶，潘旭君.淺談C語言在單片機中的程序設計［J］.科技信息，2009，（13）：59-67.

［3］張洪靜.電類專業C語言教學探討［J］.電腦知識與技術，2010，（29）：8280-8281.

［4］林益平，趙福建.單片機C語言課程教學的探索與實踐［J］.電氣電子教學學報，2007，（2）：104-106.

第5篇：單片機課程論文范文

論文關鍵詞：單片機；實踐教學；全國大學生電子設計大賽；項目教學

全國大學生電子設計競賽是由原國家教委和電子工業部組織的面向全國高等學校相關專業在校學生的競賽項目，是我國高校中舉辦時間長、實施范圍廣、參與學生最多的競賽之一，已成為考核大學生創新實踐能力的一個重要標尺，得到了高等教育界和社會的廣泛認可。大學生電子設計競賽對高校電子專業的教學內容、課程體系、教學實踐、教學手段、實驗室建設等方面的改革起到了積極的促進作用，為培養學生的創新設計能力搭建了良好的平臺。在沈陽工程學院，經過多年實踐，在電子設計競賽平臺上對單片機實踐教學進行改革，并取得了一定的效果。

一、單片機實踐教學中存在的主要問題

目前各高校由于觀念、資金、師資和環境等方面的原因，單片機實踐教學存在以下幾方面問題：

第一，實踐教學觀念仍存在偏差。由于受傳統文化教育觀念的影響，部分師生重理論、輕實踐的觀念仍客觀存在，實踐教學缺乏整體性、關聯性和系統性，仍處于理論課程的從屬部分，甚至部分實踐教學環節流于形式。

第二，實驗教學的弊端仍然存在。實踐教學課程的設置較為零散，順序和內容仍需優化；在開設的實驗中驗證型的內容多，開放性、設計性、創新型的實驗內容少，同時實驗內容存在單一性，而多知識點相結合的實驗少，并且在所開設的實驗課程中缺少與工程實際相結合的綜合性、研究性的實驗內容，不利于學生個性的發展和綜合能力的提高。

第三，實踐教學師資力量有待提高。教師中能夠滿足實踐實訓技能要求的人數比例不高，一部分年輕教師從高校畢業后進入學校從事教學工作，缺乏實踐教學環節的專門訓練，自身尚不能成為行家，難以勝任相關的實踐指導工作。

第四，實驗室建設投資有限，校內外實踐基地的建設不盡完善，不能滿足教學實踐的需要。

第五，實踐教學缺乏科學的評價與考核方法。現行的教學評價機制不能起到強化實踐教學環節和鼓勵實踐教學環節改革創新的積極性，相反存在著制約傾向。

二、電子設計競賽促進實踐教學改革

大學生電子設計競賽的目的在于推動電子信息類課程建設，引導高等學校在教學中培養學生的創新能力、協作能力和理論聯系實際的學風，培養學生的工程實踐素質、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力；吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才的脫穎而出創造條件。本文從師資隊伍建設、實踐教學內容、單片機實踐教學模式等方面探討實踐教學改革。

1.師資隊伍建設

隨著電子技術的高速發展，教學內容往往落后實際幾年甚至更多，這就要求教師能適應和趕上這種發展、變化，要有更寬更新的知識面和更豐富的實踐經驗，不斷地將新內容、新技術、新方法充實到教學中去。我們研究制定了教學隊伍知識、技術不斷更新的科學有效的培養培訓制度。鼓勵教師到國內知名高校和高新技術企業學習深造，同時積極邀請高水平的技術人才給教師作報告。

2.依托電子設計競賽豐富單片機實踐教學內容

（1）優化實踐教學內容。制訂實踐教學大綱時應該適當調整學時，以順應單片機技術的快速發展，對現有的教材進行適當的增減，刪除一些課本中的老化的、無關緊要的、過于理論化或抽象化的內容，增加一些在生產生活中可能運用到的真實案例和最新的單片機理論知識，通過實際案例將抽象的理論具體化。在教學中，適當加強C語言的學習，讓學生既能看懂匯編語言也能夠運用C語言將復雜的程序簡單化。

（2）推廣應用proteus仿真軟件及keil編譯軟件。Proteus仿真軟件上有國際通用的虛擬儀器及電子元器件庫，學生可以更加方便地進行電路原理圖的設計和仿真測試，觀察電路的工作狀態及軟件運行后的變化情況。同時通過網絡課件等形式引導學生練習使用keil軟件。在單片機中，所有硬件電路設計、對應軟件都可以在proteus和keil平臺上進行。Keil完成單片機軟件設計調試，proteus完成硬件設計及系統運行結果查看。這些軟件極大地開拓了單片機的學習空間，降低了單片機的學習成本，提高了學習效果。轉貼于

3.結合電子設計競賽，改進單片機實踐教學模式

（1）項目教學法的應用。建立以任務或項目為教學主線、教師為主導、學生為主體的實踐教學模式。在學生最初接觸單片機課程時，將單片機在實踐生產的應用介紹給學生，并將科研項目或往屆電子設計競賽的作品（如多功能函數發生器、數字存儲示波器等）帶進課堂，激發學生對單片機課程的學習興趣。通過實踐的操作，帶領學生在動手實踐中深化理論知識的學習，并在動手實驗教學中培養學生完成創新實驗和課程設計的能力。課程設計和創新實驗不僅要求學生具有獨立分析問題和解決問題的能力，更加對學生的創新能力提出一定要求。在教師的引導和指導下，學生根據電子競賽方向設計具有實際意義的電路，這不僅是對學生綜合能力的提升，更是為學生將來走向社會成為應用型人才打下良好基礎。

（2）以競賽為契機，推進單片機課外教學。作為一門知識更新速度較快的課程，單片機教學的實戰性得到重視。在全國大學生電子設計競賽的推進下，學生逐漸走出課堂，不僅僅滿足于平時課堂上學習的內容，而是自動自發地走進實驗室，將單片機的學習當做課余生活的重要組成部分。我校為學生成立了開放性實驗室，并為學生購置了AT89S51單片機最小系統開發板、51系列單片機試驗箱等最新實驗器材和實驗操作中使用到的各類元器件。同時教研室機房的每臺計算機均配備了keil編譯軟件和proteus仿真軟件，使學生在自主學習過程中可先通過仿真軟件驗證實驗思路、電路和程序的正確性，并在仿真成功后利用開發板或實驗箱完成實驗操作。以大賽為契機，讓學生在以“取得名次為目標，提高能力為目的”思想指導下，主動思考，勤于鉆研，通過大量電路板的繪制、編程仿真、調試等練習將動手操作能力不斷地提到新的高度。

在整個競賽的準備過程中，學生表現出單片機學習的極大熱情，每次項目完成后教會學生做好總結和鞏固工作并鼓勵他們探索新的任務，通過親身實踐獲得實際經驗，養成科學精神和科學態度，掌握基本的科學方法，綜合運用所學知識解決實際問題。

（3）加深校企交流，為學生就業創造良好平臺。填鴨式的教學模式使得許多大學畢業生在就業后只會“紙上談兵”。為填補工程技術人才的空缺，真正讓學生帶著技術走向工作崗位，我校不斷通過與企業的交流進行課程改革。近年來，我校與東軟集團、中科院微電子所、中科院自動化所、中科院計算所等多個企業均有合作，安排學生到生產線及公司研發部門參觀學習，到相應崗位短期實習，許多在電子競賽中涌現的優秀人才更是被各企業錄用。

我校還建立了完整的網絡平臺。在平臺上，學生不僅可以獲取最新的單片機技術知識和科技資訊，還可以與往屆畢業生進行在線交流，對目前的就業形勢、就業方向有更好的把握。促使學生提高自身水平，為順利就業打下良好基礎。

4.單片機實踐教學考核方式的改革

單片機實踐教學考核重點考核和評價學生技術應用能力的掌握程度。改革過去主要以平時成績為主考核模式，采取更加系統、合理并與實踐教學內容和教學方法相適應的多樣化考核方式，促進學生實踐創新能力的發展與提高。具體做法如下：平時出勤成績占20%，平時各章課題實驗成績占40%，期終實踐技能考核成績占40%（其中，考核內容完成情況占20%，課題報告答辯成績占20%）。

期終實踐技能考核內容為完成一個單片機應用系統開發任務。為了有效、合理地組織考核，安排2～3人一組，每組內容不同、難度相當，完成時間為3～4天。評分（包括系統測試、審閱課題報告和答辯）時間為1～2天。

第6篇：單片機課程論文范文

關鍵詞：單片機；仿真；案例教學；教學改革；電子競賽

單片機是一門綜合性、實踐性極強的課程。單片機的概念多、專有名詞多、內容抽象、指令豐富，且軟、硬件發展很快，新器件不斷，故相當多的學生在學習單片機時感到郁悶，實際使用不知如何下手，不能真正掌握單片機技術。因此，如何安排教學內容，使學生既能了解新技術又能對單片機的應用技術融會貫通；如何設計教學方法，激發學生的學習興趣，真正理解和掌握單片機技術，是在單片機教學中需要解決的問題。針對教學對象的特點和課程特點，我們提出了“案例教學”的教學理念，以達到創新人才的培養效果[1]。

一、單片機教學的現狀和存在的問題

（一）傳統的理論教學環節

教師上理論課時，先講述單片機的理論知識，如講述單片機的概述與發展，單片機的內部結構，指令系統及I/O接口電路，而講述單片機實例的課時比較少，達不到理想的效果，并且學生在學理論知識時，只是處于被動接受知識的一方，調動不了學生的主觀能動性，學生對單片機知識的學習會感到很盲目，從而對這門課程產生不了很大的興趣。

（二）傳統的教學實踐環節

教學實踐環節分為實驗教學環節和課程設計環節兩部分。實驗教學環節一般采取單片機實驗箱，學生做實驗時根據實驗連線步驟連接好硬件電路，下載現有的實驗程序，得出實驗結果，一般只能起一個驗證過程的作用，學生缺乏對整體電路的設計，也缺乏修改硬件電路和軟件程序的機會，從而不能真正鍛煉學生的動手實踐能力。課程設計環節，對于設計一個單片機應用系統，要涉及到很多的單片機的專業知識，很多同學只是在網上下載一些實例，按照資料設計硬件電路圖，復制其程序生成HEX文件，然后聯調就基本仿真通過。如果要求他們改變或增加一些功能設計，很多同學基本完成不好，主要原因是他們還沒有基本沒有搞懂對應的知識。

二、單片機課程仿真案例教學的實施

（一）單片機案例教學簡介

單片機案例教學就是將單片機課程所要求掌握的基本知識點、基本原理和方法都溶入到包含這些原理的實際項目例子的討論與講解之中，基于項目開發的過程來組織教學內容[2]。

（二）單片機案例確定

經過教研室教師對單片機案例進行設計，將單片機的基本知識點都包含到以下幾個案例中。單片機案例從難易程度暫分為三個階段，分別為第一階段、第二階段和第三階段。第一階段為初級階段，基本掌握單片機的I/O口的使用，學生比較容易掌握，而且容易提高學生的興趣。第二階段為中等難度階段，需要掌握單片機與各常用接口電路的應用。第三階段比較難，涉及到的傳感器驅動程序比較復雜。

（三）單片機課程仿真案例具體實施

1.教師進行具體案例任務的確定，并確定相應的單片機知識點，針對各個具體的案例，老師進行設問。同時，課前將下一堂課的案例材料發給學生，要求學生熟悉每一個案例的材料，針對設計的問題進行分小組思考和探討。

2.在課堂教學組織方式上，每次教學過程均圍繞一個案例進行各教學環節的組織，以任務目標為主線，結合相應案例對各相關知識點和技能點進行講解，引導學生思考并提出相應的解決方案，激發學生的主觀能動性和創新能力，學生在學習過程中以小組為單位，每組針對任務和要求進行分析，并對實現的方案、硬件電路和軟件功能設計。最后，由老師進行總結和評價，指出案例所涉及的理論知識及其應用方法，就學生提出的問題進行解答[3，4]。

3.將實踐教學環節溶入課堂教學，學生實踐環節以課堂教學任務為對象，利用PROTEUS仿真軟件繪制硬件電路圖，用KeilC軟件進行軟件程序的編寫，然后進行聯合仿真調試。教師對學生調試過程中的重點、難點以及學生操作過程存在的問題進行實時點評，并要求學生在已經實現的硬件電路和程序的基礎上，進行適當修改。

4.具體仿真案例教學的舉例———交通燈案例分析。

第一，確定具體任務和要求：設置東南西北四個方向紅、綠、黃共12個（或者6個，其中東西一組，南北一組）LED信號指示燈，南北方向的綠燈亮27秒，黃燈閃爍3秒，東西方向的紅燈亮30秒，然后南北方向紅燈亮30秒，東西方向綠燈亮27秒，黃燈閃爍3秒，依次循環，數碼管倒計時顯示，當出現緊急情況時，四個方向交通燈全部為紅燈。要求利用并行接口芯片8255擴展設計相應的硬件電路、軟件流程圖和程序。

第二，確定交通燈案例的相關單片機知識點為：并行I/O接口芯片與單片機的接口電路設計，以及其相應的8255的驅動程序，定時器和中斷程序，數碼顯示電路和按鍵電路驅動程序等。

第三，針對交通燈案例老師準備的問題：問題1：為什么設計黃燈和黃燈閃爍如何實現？問題2：倒計時1秒應該如何實現？問題3：緊急情況用什么來實現？單片機交通燈仿真圖如圖1所示。圖1中南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮。P1口提供南北方向的段碼，P2口提供東西方向的段碼，P3.0-P3.3分別提供南北方向和東西方向數碼管的位碼，P0.0-P0.5分別提供6組交通指示燈。

三、單片機課程仿真案例教學的考核

單片機案例教學考核方法是課程教學的最后環節，它直接檢驗單片機教學的效果。隨著教育教學改革的不斷深入，變應試教育為素質教育，《單片機原理及應用》的考核應注重考核學生的實踐和創新能力，該課程的考核一般采取開卷考試、實驗成績和平時成績相結合的方式進行考核。其中平時成績占20%，主要包括學生的考勤、作業、隨堂測試以及課堂表現和回答老師的提問情況等。實驗成績占30%，主要考查學生的硬件電路的設計和軟件編程能力，在完成基本的實驗任務時，然后根據思考部分的提問進行相應硬件電路和軟件程序的修改。開卷成績考試占50%，主要考查學生單片機理論知識、單片機接口電路設計和軟件編程。

四、結束語

文章針對傳統單片機教學過程中存在的不足提出了單片機案例教學方法，將單片機的理論知識融入到實際的案例中去，在講述案例的同時插入理論知識的講解，這樣充分調動了學生的學習興趣，增強了學生對單片機的綜合應用能力。基于單片機案例教學已取得了較好的效果，對學生參加各類電子設計競賽和畢業論文設計具有較大幫助。

參考文獻

[1]孫軍業.案例教學[M].天津：天津教育出版社，2004.

[2]陳錕.單片機課程案例教學的思考與探討[J].中南民族大學學報，2008（27）：10-12.

[3]李冰.單片機課程的項目化教學改革與實踐[J].實驗室科學，2014（17）：101-103.

第7篇：單片機課程論文范文

一、建設目的及意義

單片機是一門有實際意義的專業課，學好它對以后學生的技能競賽，就業有莫大的幫助。建設一個功能全面的工作室，顯然是關鍵之一。工作室建成后，擬達到如下目的：（1）滿足日常單片機教學，為工學結合提供必要條件；（2）理論結合實際，加強學生的綜合動手能力，激發學生學習興趣；（3）完善課程體系，指導專業建設；（4）更好為各類技能競賽服務，或做人才儲備；（5）增強學生就業競爭力。

二、工作室設施建設

目前已有單片機實驗室一間，在原有的基礎上增加設備數量，首先保證日常教學的需求。在此基礎上，根據技能競賽訓練要求，配備了FPGA等開發板，其他測量焊接等設備。在實踐的過程中發現，單片機實驗設備一般只滿足教學要求，完成一些驗證性實驗，對于一些探索性實驗就難以滿足，特別是一些技能拓展訓練。因此，在實驗室里引進proteus等仿真軟件，可以按照設計需求進行仿真，增加了系統設計的靈活性，避免因設計錯誤而導致的浪費。

三、工作室內涵建設

1.各年級學生分類培訓。一年級學生因為尚未接觸到專業知識，故選拔主要以學生興趣和進校基礎為主。一年級學生訓練是以打好基礎為主，主要培養文獻檢索閱讀寫作能力，各種信號測量能力，基本電路仿真能力，簡單語言程序設計能力，焊接裝配能力等。訓練地點可以不局限于工作室，并且可以通過高年級同學“扶、幫、帶”，達到既定效果。

二年級學生由于已經接觸到部分專業課，加上有了前期的訓練的基礎，可以進行專業訓練，項目包括單片機應用、電路設計及仿真、也可以圍繞技能競賽展開訓練。二年級學生已經跟老師接觸一年多了，所以選拔除了之前取得的成績，更主要考慮的是學生的平常表現及任務完成情況。

三年級學生課程已經基本結束，并且有很多已經在外實習，考慮到部分同學留校接受專接本教育，所以對這些同學開放，作為畢業設計（論文）的完成場所，為同學順利畢業和以后的深造奠定扎實的基礎。

2.工作室管理。學生參加培訓原則上不能影響正常的教學秩序，應合理利用課外時間，因此，該工作室更多是在課后或晚上進行開放，這樣對工作室管理工作是個挑戰。所以從中選取一個責任心強，動手能力強，能正確維護各種儀器，并能解決一些突況的學生作為安全責任人，來維護整個工作室的安全及保障設備的正常運作，輔助指導教師進行工作室的管理。

3.考核措施。為了營造一個積極的氣氛，讓更多的學生能參與進來，給在訓同學一定的激勵，應引進一種考核及淘汰措施，除了常規的考核外，更注重過程性考核。學生應該定時跟指導教師進行交流，內容包括，近期項目完成情況、進度、存在的難點及疑點，并對下次交流及預期的效果進行估算，作為考核的參考。對低年級同學進行交流、幫助及指導也是考核的一部分。

第8篇：單片機課程論文范文

[關鍵詞]單片機；創新能力；教學改革

[中圖分類號]G40―057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009―8097(2009)13―0282―03

引言

《單片機原理及應用》課程是向學生傳授單片機技術的基礎課程，它綜合了多門基礎課和專業基礎課的知識，主要培養學生進行智能化電子系統整體設計的能力，培養強電專業學生的弱電控制能力。通過學習，使學生掌握單片機應用系統的硬件設計和軟件編程技術，可為后續更高層次專業課程的學習、畢業設計、參與實際的綜合設計課題和將來參加工作打下良好的基礎。因此搞好《單片機原理及應用》課程的教學工作，提高學生的創新能力，對提高教學質量有著非常重要的現實意義。

一　目前教學中創新能力培養存在的主要問題

我院的自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程三個電類專業均開設了《單片機原理及應用》課程，學生在學習了電路基礎、數字電子、模擬電子、微機原理等基礎課程的基礎上，再學習《單片機原理及應用》課程，在整個教學安排上是非常合理的。然而通過40學時的教學和一周的課程設計，最終對學生的學習情況考核時發現學生對該課程的掌握情況并不十分理想，尤其是創新能力較差，主要表現在：

1　學生主動學習的意識不夠，缺乏創新思想，學習過程中一旦碰到問題，很難認真思考、探索研究、積極主動地解決問題。

2　在《單片機原理及應用》的教學過程中，傳統的教學還是以理論為主，以課堂授課為主，學生很少有應用具體電路解決實際問題的機會，不利于創新思維的培養。

3　目前實驗課程體系驗證性實驗過多，綜合性、啟發型實驗不夠，沒有大型設計性和綜合性實驗，基本沒有對學生動手能力訓練，更不用說培養學生的創新能力。

4　在傳統的教學思想和方法引導下，學習成績主要是以考試成績確定的，因而常常出現“高分低能”現象。這種評價體系造就學生對實踐環節學習的輕視心理，即是以成績合格為目標，而不是能力獲得為標準，限制了學生的創新能力。

二　改革思路和方案

針對以上問題，在單片機教學中，根據學生、教材、教學設備等實際情況，將授課內容進行全面、合理的整合優化。減少冗余，加強綜合性、創新性內容，在對整個課程鏈研究的基礎上進行了課程改革，改革后的講課學時分配如表1所示：

在對整個課程鏈研究的基礎上進行課程改革，可以避免學生反復學習同一內容，但又學得不夠深入等問題。對照以前的教學大綱，了解當前學生所學課程，對單片機的大綱做了更改，利如增加了單片機應用典型案例、接口部分知識，刪除了同步、異步通信概念、進制部分知識等。

這種改革符合目前國家教育教學改革基本方針，可以減輕學業壓力，用有限的課時學習盡可能多的知識，做到“厚積”。在改革過程中注意積極開展教育創新。為培養創新意識，積極探索具有創造性的教學方法和手段，在授課中改變老師唱主角，學生當觀眾的教學模式：改變學生靜態、被動接受的地位，建立以學生為中心的實踐性教學模式。利用學生對新事物感興趣的心理特點，鼓勵學生積極、主動地去探究知識，教會學生進行創新的科研方法和在自主的學習中學會創新。另外在現行開設單片機課程中，實踐內容所占比例偏少，實驗設備陳舊，內容跟不上時展，因此進行了實踐性教學環節改革，改善教學與實踐脫節的現狀，使各環節相互銜接，增加創新實驗，通過加強動手能力的培養，提高了學生的綜合素質和創新能力，培養應用型本科人才。

三、為提高創新能力所采取具體措施

1　提高學生學習單片機的興趣，培養學生創新意識

興趣是最好的老師，只有有了學習興趣，才能夠在學習中創新，喜歡創新，注意創新，發揮自身的創造性。為激發學生的學習興趣，在開課之后，我們首先向學生介紹單片機的多種應用功能及其良好的發展前景，讓學生明白學什么、為什么學和學會后能做什么，并利用圖片、錄像和實物等介紹一些當前的單片機先進科技和教師相關單片機科研成果；邀請一些單片機科技公司的技術人員、知名教授來校作單片機知識專題講座；請一些已畢業從事與單片機技術有關的學生來現場指導教育，使他們了解單片微機在工業控制、智能化儀器儀表、計算機外部設備、計算機網絡與通訊技術和家用電器等領域的應用及學好單片機的重要性和必要性，激發他們的學習興趣，鼓勵他們動腦思考有哪些領域或哪些與我們日常生活相關的電器或儀表等設備適合用單片機控制，從而使學生具有初步的創新意識。

2　鼓勵學生進行單片機應用系統開發，培養學生的創新能力。

不斷鼓勵學生利用課余時間進行單片機應用系統開發，制作自己興趣的產品，編寫單片機程序。由于初學者一般沒有開發板和仿真器這些設備，為了給學生創造條件，我們采取了以下措施：

(1)給學生提供一些單片機仿真軟件，讓學生在電腦上模擬實際系統，編寫軟件。例如提供了proteus仿真軟件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其電路，還可以和keil軟件互聯，可以像使用仿真器一樣調試程序。又不需要任何費用，特別適合學生在單片機學習的起步階段使用。我們在實驗室里安裝了這個軟件，并在教學過程中向學生演示它的功能和使用，鼓勵有電腦的學生安裝這個軟件，讓他們利用課余時間自己動手做做電子表、步進電機、直流電機控制、LED顯示，AD、DA轉換，交通燈設計等方面的模擬實驗。

(2)鼓勵有一定經濟條件的學生買一些小型的單片機學習開發板。目前市場上有很多專門為在校大學生學習單片機量身定做學習開發板、主控芯片。包括凌陽、51系列、AVR系統等，它們價格低，特別適合于學生利用課余時間學習單片機開發。而實驗室也購置一部分這樣的開發板，對學生開放，給學生創造自主學習和開發單片機系統的環境，從而培養了學生的創新能力。

3　在實驗中培養創新思維

改變原有的實驗教學模式，減少驗證性實驗，增加設計性、綜合性實驗，并開放實驗室，隨時恭候學生的來臨。在整個實驗進行過程中，以學生為實驗的主體，最大限度地調動和發揮學生的主觀能動性，引導學生積極對待實驗中出現的問題，并自己動手解決這類問題。指導教師在實驗的組織管理上起主要作用，而在實驗中僅起指導作用，給學生指明方向，避免多走彎路，并解答實驗當中出現的一些疑難問題。例如：在彩燈移動實驗中，鼓勵學生編寫不同的移動花樣，采用多種不同方法編程，并設計電路圖，這樣將生活中常見的小產品與課程實驗結合起來。使同學們加深對理論知識的

理解，學到了實際知識，培養了分析問題、解決問題的能力，培養學生的創新思維。

4　通過課程設計改革培養工程素質，強化創新能力。

創新能力不僅僅體現在一些制作發明上，更重要的是要有必要的工程素質。在課程設計過程中，注重培養學生的工程素質。從課程設計選題開始，就要求學生注意收集相關資料、作好分工、做好實驗記錄、總結調試心得等。使學生熟悉從立項、方案論證、軟硬件設計與調試、PCB設計、結構設計、到安裝調試等電子設計的全過程，系統地培養學生的學習能力、交流能力、合作能力，使學生理解并認識了良好的工程規范。在設計階段，引導學生從不同角度觀察問題、提出問題、解決問題，注意實現創新性設計。在報告整理階段，引導學生對設計過程進行總結。從方案設計到器件選型，從程序開發到調試。都要求學生將實踐中獲取的經驗總結文字材料，使學生在設計過程逐步體驗本課程的系統性。例如，選擇電子時鐘系統作為課程設計的同學，其硬件電路盡管相對簡單，涉及的單片機資源并不多，大部分同學都能夠很快的實現基本功能，但在此基礎上，引導學生進行創新設計，在硬件電路基本不變的情況下，通過重新規劃設計軟件，實現許多如計時器、萬年歷、秒表、定時報警器等附加功能。

每年課程設計的題目既可從教師給定的題目中選擇，也可以自行擬定，自行擬定的題目在做之前要提交可行性報告。這就進一步鍛煉了學生的創新能力。2007―2008學年我專業的課程設計的可選題目如表2所示：

而課程設計評分依據學生的實際完成情況和文字報告等進行評價。例如，確定若干個基于單片機實現的儀器系統如時鐘、點陣顯示器等基本功能供學生選題。在指定的時間范圍內，提交完成基本功能的儀器系統、相關文字報告等，最后進行答辯。畢業設計得分由設計產品功能和質量分(40％)、畢業設計報告分(30％)、答辨分(15％)、特色與創新分(15％)等部分組成，并要答辨。

5　通過考核方法改革考核學生的創新能力

考核方法作為課程教學的最后環節，它直接檢驗教和學雙方的效果，間接指導著學生的學習。目前《單片機原理及應用》課程使用比較普遍的考核方法仍然是閉卷筆試。應該說，閉卷考試在基礎理論類課程教學中，在強化學生學習和掌握知識的作用是不可替代的，但《單片機原理》課程應用性、實踐性都很強，如果仍以閉卷考試作為主要評價方法，則不能較好檢驗學生的實踐能力和創新能力。因此對當前的考核方法進行了改革，并擬建立一種長期的跟蹤考核制度，將考核重點放在學生在實踐中發現問題的能力考核上。即將原來的純筆試改成了設計報告、機考和筆試相結合評分的方法。在課程結束后學生要提交一個設計報告，設計一種產品，該報告的評分標準為：報告(50％)+創新意識(30％)+程序調試(20％)。而機考指的是在實驗室里現場考核，主要考核學生動手能力和程序調試能力。而筆試試卷在考核學生的基礎知識的基礎上，更強調學生的創新性思維，在題型上進行了改革。減少了一些需要死記硬背的客觀題，增加了靈活多樣的程序設計，電路設計等題型。充分考核了學生的學習情況和創新能力。最終成績測評比例為設計報告(30％)+機考(20％)+筆試(50％)。

6　開展第二課堂，培養學生的創造能力

為加強對學生學習的引導，我們將課堂教學延伸到課外，注意對學生參與實踐活動興趣的培養。將學生的課外科技活動納入到創新能力培養的過程中來，成立了創新電子社團，以電氣工程及其自動化、電子信息工程專業學生為主，其他專業學生也可自愿參加。由《單片機原理及應用》課程的主講教師作為主要指導教師，每周輔導1―2次，并提供不同層次的實踐內容，組織多種形式的實踐活動，提出靈活多樣的實踐要求，吸引學生主動地、有選擇地參與這些實踐活動，讓學生根據自己的發展方向，結合自己的興趣和需求，選擇適合自己的題目或感興趣的產品設計。在設計和制作過程中，教師給予適度的指導，使學生能夠獨立、主動、保質保量地完成自己的設計目標和任務，把學生被動地學習變成積極主動地學習，把依賴于老師的學習變成獨立的學習和思考。設計題目和產品的實現也增強了學生獨立解決問題的自信心，進一步提高學習的興趣。在教師的指導下，學生可以通過第二課堂對課堂教學內容進行補充和提升，可以根據自己的興趣進行選題、完成自己感興趣的課外實驗項目、設計和電子制作，可以自己設計電子作品等，這樣就使他們在完成學習任務的基礎上，使自己的創新思想得以實現。大大激發了學生的課外學習興趣和主觀能動性。也為學生提供了自由發展的空間，提高了學生的創造能力。

7　依托各種競賽，推進課程改革，提高創新能力

積極參加全國大學生電子設計競賽、盛群杯單片機競賽，飛思卡爾智能車競賽等各類比賽。這些競賽既培養了學生電子設計能力，提高了實踐能力，也鍛煉了學生的團隊合作精神。通過各類競賽，掊養一部分學生的動力創新能力，再通過宣傳，使其它學生對單片機學習產生興趣，為參加這些競賽而努力，從而進一步提高了學生的創新能力。

四　結束語

在進行了課程改革以后，學生的學習熱情受到了很大的激發，出現了自主式學習的熱潮。由于課程的改革，使理論教學的時間大大縮短，學生有了更多動手和思考的時間，在課程結束時，大多數同學提交了自己的作品，更有部分同學在單片機比賽中取得了優異的成績。我們將以此為契機，積極、主動地促進單片機課程的進一步改革，使單片機課程跟上時展的潮流，使學生學完單片機后，不僅僅具有初步單片機應用系統的設計和開發能力，還具有了一定的創新能力，有效的提高了學生的綜合素質。

參考文獻

[1]江世明，劉湘濤，申壽云等.省級重點建設課程《單片機原理及應用》的創新與實踐[J]懷化學院學報，第2006，25(8)：162―163.

[2]龔益民.《單片機原理及應用》教學改革與實踐[J].2007，(5)：119―120

第9篇：單片機課程論文范文

關鍵詞:單片機系統;綜合實踐課程;實踐教學

    abstract: single-chip system design is a practical application and have a strong curriculum. in order to fully stimulate the creativity of students so that students are familiar with single-chip application system and development process, to master the single-chip design and development of the principle, we created an integrated single-chip system design practice courses. this article describes the practice of integrated curriculum implementation plan, gives a typical example of the design. after several years of teaching practice, this course has been a good teaching results.

    key words: single-chip system; the practice of integrated curriculum; teaching practice

    1  前言

    單片機系統設計是一門實踐性、應用性很強的課程。傳統的單片機系統設計實驗教學,具有:①實驗應用機會少;②缺乏具體的實驗教學內容和完善的考試、考核方法;③驗證性多,創新性少;④實驗教學內容與實踐應用脫節的弊端[1]。這樣的教學模式和方法,很難讓學生完全掌握單片機系統設計的基本原理和開發方法,更不用說培養學生的創新能力。因此,為了培養和訓練學生具備獨立設計簡單的單片機應用系統、編寫系統控制程序的能力和技能,激發學生的創造力,我校在學生完成了《單片機系統設計》的理論課和匯編程序設計、七段數碼顯示、鍵盤掃描、ad轉換、串行通訊等實驗教學后,特開設了為期2周的綜合實踐教學環節。此教學環節讓學生完成一個單片機系統的設計、開發、調試的完整過程,整個綜合實踐教學環節完成后,學生對單片機系統的學習和應用興趣更濃了,而且具備了自行設計、開發簡單的單片機系統的能力。

    2  任務與要求

    利用偉福lab6000系列單片機仿真實驗系統構成簡單實用的單片機系統,要求如下:

    (1)充分應用mcs-51系列微處理器和偉福lab6000系列單片機仿真實驗系統所提供的硬件資源,自由選題實現一個簡單實用的單片機系統。

    (2)要求具備必需的人機接口。

    (3)可以選用匯編或c51語言進行控制程序開發。

    設計的系統性能如下:

    (1)系統運行穩定,具有一定的抗干擾和故障自測能力。

    (2)系統設計安全可靠,具有出錯報警和應急關閉能力。

    (3)系統精度達到一般民用品的基本要求。

    (4)人機接口界面友好、直觀、操作簡單。

    另外,我們提供了一些選題供學生拓展思路,主要有:

    (1)出租車計價器。

    (2)溫度控制系統。

    (3)可編程交通燈系統。

    (4)pwm電機調

速系統。

    (5)數字溫度計。

    (6)數字頻率計。

    3  設計范例

    3.1  pwm電機調速系統

    pwm電機調速系統如圖1所示,系統包含電機驅動電路和測速電路,兩者構成閉環系統。電機驅動采用脈寬pwm調壓電路,測速電路的核心部件是霍爾元件。

    圖1  pwm直流電機調速系統原理圖[2]

    霍爾元件是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關的場合中使用。在外磁場的作用下,當磁感應強度超過霍爾元件導通閾值bop時,霍爾元件輸出管導通,輸出低電平。若外加磁場的b值降低到brp時,輸出管截止,輸出高電平。在直流電機的轉盤上粘貼著一枚小磁鐵,霍爾元件安裝在轉盤附近,每當磁鐵靠近霍爾元件時霍爾元件導通,輸出低電平,遠離時霍爾元件截至,輸出高電平。這樣,直流電機轉動一圈,霍爾元件就會輸出一個脈沖,通過這個原理能夠測出電機的轉速。

    pwm是單片機系統中常用的模擬量輸出方法,通過外接的轉換電路,可以將脈沖的占空比轉化成電壓。直流電機的轉速和驅動電壓呈近似線形關系,改變脈沖的占空比,就可以改變直流電機的轉速。

    系統結構圖如圖2,閉環工作時,測速電路測得的轉速和給定的轉速相減獲得差值e,根據差值e運用pid增量控制算法獲得控制量,即占空比,通過mcs-51的口線輸出給定占空比的脈沖,再通過轉換電路轉化成電壓來驅動直流電機。系統控制算法采用增量型pid控制算法,如果k時刻電機當前轉速是y(k),給定轉速是r(k),pid控制器輸入信號為e(k),輸出信號為u(k),則離散的pid遞推算法如下:

    圖2  pwm直流電機調速系統結構圖

    3.2  數字溫度計數字溫度計的核心電路——溫度傳感器調理電路如圖3所示,溫度傳感器采用負溫度系數的熱敏電阻(ntc),ntc的阻值隨著溫度的上升而非線性下降,具體溫度-阻值特性為

    (4)

    式中,rt 、 rt0是溫度分別為t、t0 時的電阻值;b為負溫度系數熱敏電阻的材料常數[3]。

    固定電阻和ntc組成的電阻橋輸出電壓隨ntc阻值的變化而變化,這種變化經過差動放大器的放大后送給ad轉換器轉換成數字量,具體轉換遵循以下公式:

    (1) 電橋輸出電壓u

    (5)

    (2) 差動放大器輸出電壓 u'(一般r7=r8,r9=r10)

    圖3  數字溫度計原理圖[2]

    一般情況下,會事先根據ntc的溫度-阻值特性計算出一張溫度-阻值對應表。根據ad轉換的數字值逆運算獲得當前ntc的阻值,再根據ntc的溫度特性表運用分段查表和表項間線性運算就可以獲得當前溫度值,把當前溫度在輸出設備(如七段數碼管、lcd)上顯示出來就構成了完整的數字溫度計。本范例也可在其他溫度測量的系統中應用。

    3.3  出租車計價器

    出租車計價器是一個較實用的設計范例,它的結構如圖4。出租車計價器包含里程測量電路、實時時鐘電路和人機接口。

    出租車計價器里程測量的核心部件是霍爾元件,具體電路和圖1的測速電路一樣。在輪胎的轉軸上粘貼了6個小磁鐵,輪胎轉動一圈,霍爾元件就會輸出6個脈沖,對脈沖進行計數就可以獲得輪胎轉動的圈數,圈數乘以輪胎的周長就可以獲得車輛行駛的里程數。

    圖4  出租車計價器結構框圖

    一般情況下,出租車白天和晚上的里程單價并不一樣,因此需要一個實時時鐘來獲得當前時間。ds1307是一個i2c總線的實時時鐘(rtc),在外部電池的供電下,它能提供高精度的年月日時分秒bcd碼時間。另外,它還包含56字節的非易失性sram(nv

sram),可以用來保存系統的設置信息。

    顯示設備可以采用七段數碼管或lcd,用來顯示當前時間、行駛里程數、里程單價、和行駛 

    里程價格等信息。還需要少量的按鍵或矩陣式鍵盤用于輸入里程單價、開始計價、清零、時間設置等操作。

    4  實施過程

    4.1  根據任務與要求進行總體規劃與設計

    這個過程包括:

    ⑴ 課題選擇。

    ⑵ 硬件模塊的選擇和設計。

    ⑶ 軟件整體流程的設計。

    ⑷ 查找各種所需資料。

    綜合實踐課題題目是不是新穎,是不是能夠激發學生的創造性和好奇心,直接影響學生實驗的積極性,有的學生覺得做實驗非常無聊,就是因為他們的好奇心和熱情沒有被激發起來。而集知識性、趣味性、創造性于一體,能應用所學知識解決具體問題的綜合實踐課題,是本綜合實踐的最大亮點,也是本教學環節區別于其他教學環節的標志。我們要求學生思考在實際生活中能應用單片機系統技術能解決的具體問題,并且考慮偉福lab6000系列單片機仿真實驗系統所能提供的硬件資源,選擇一個有自己特色、能在兩周內獨立完成的題目,題目要求新穎,鼓勵創造性的思維,并且能解決實際生活中的具體問題。

    受限于實驗條件,硬件設計無法完全按照單片機系統設計的一般方法和標準步驟來實施。在教學過程中,我們要求學生可以根據偉福lab6000系列單片機仿真實驗系統所提供的硬件資源自主地完成硬件部分的理論設計,也可以不完全局限于此實驗平臺進行理論設計。理論設計完全遵循單片機系統設計的一般流程,學生自己查閱資料,設計硬件電路圖。指導老師對硬件部分的理論設計進行評審后,再根據具體的實驗平臺指導學生完成課題。

    軟件設計可以采用匯編語言或keil c51高級語言開發環境來實現,這兩種軟件開發環境是當前mcs-51系列單片機系統開發的主流環境。根據學生選題的特點,指導學生選擇較為容易實現的開發環境。

    4.2  根據總體規劃實施軟硬件的開發與設計

    這個過程包括:

    ⑴ 硬件連接。

    ⑵ 軟件編程。

    ⑶ 軟硬件聯調。

    在這一過程中主要培養學生的硬件設計能力、編程能力和積累軟硬件調試經驗,熟練掌握單片機系統中人機接口的設計、控制算法設計、硬件驅動程序設計,體會理論與實踐之間的差別,對單片機系統的設計與實現由理性認識轉化為感性認識,激發學生的求知欲望,鍛煉學生克服困難解決問題的能力。

    4.3  交流總結

    在2周的綜合實踐中抽出一天時間讓能力較強的學生陳述他的設計思想和設計過程、設計中的難題和解決方法以及自己的心得體會。讓進展不順的學生提出他在設計中沒能解決的難題,全班同學共同討論,集思廣益,找到解決問題的方法。這樣可以使學生互相學習,取長補短,拓寬知識面,活躍思維,能在以后的工作和學習中更好地完成任務。

    4.4  完成實踐報告及驗收評分

    最后兩天是綜合實踐報告的完成階段,在進行了兩周的綜合實踐以后有必要好好地總結一下,把自己在綜合實踐中所學到的知識以文字的形式表述出來,這樣更有助于水平和能力的提高。

    實踐報告完全按照畢業論文要求書寫,包含中英文摘要、設計任務與要求、系統結構及工作原理、主要單元電路的設計過程、控制軟件的編寫及調試、測試數據及調試中故障分析、收獲和體會、參考文獻等部分。要求學生重點講述清楚故障分析和收獲體會。

    綜合實踐成績由平時表現、實踐報告、設計成果、創新點4部分組成,成績構成比例是2:3:4:1[4]。

    5  效果

>    經過幾年的教學實踐,單片機系統綜合實踐教學環節取得的效果主要體現在以下幾個方面:

    (1)讓學生掌握了單片機系統設計的一般原理及其基本的實現過程,實現了從理論向實際的遷移,強化了學生所學的知識。

    (2)讓學生掌握了單片機系統硬件、軟件設計的基本方法,具備了軟硬件相結合的系統設計的基本能力和調試經驗。

    (3)本綜合實踐的課題真實性很強,讓學生經歷了單片機系統設計的全過程,提高了學生的研制開發能力和創新能力。

    (4)本綜合實踐涉及到多學科、多知識點,是計算機軟硬件知識的大綜合。經過綜合實踐,學生運用所學知識分析解決問題的能力有了較大的提高,完成了多學科知識的融會貫通。

    參考文獻

    [1] 羅鈞,廖紅華,付麗,黃勇.單片機實驗教改與創新性人才培養的關系[j]. 實驗室研究與探索,2006,25(8):958-959

    [2] 南京偉福實業有限公司. 偉福lab6000系列單片機仿真實驗系統實驗說明書[eb/ol] .