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單片機原理論文

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單片機原理論文

單片機原理論文范文第1篇

論文關鍵詞:Proteus,簡單制作,教學與實踐

 

1 Proteus 簡介

Proteus是英國Labcenter公司研發(fā)的多功能EDA(電子設計自動化),它實現(xiàn)了從電路設計到測試、仿真、調(diào)試的整個過程。仿真運行通過后再制作實際電路的話,就大大縮短了開發(fā)周期,并且降低了開發(fā)成本。所以說它為電子電路、單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)設計以及教師的教學、學生的學習提供了非常有效的方法。

2 單片機應用系統(tǒng)設計與仿真實例

下面通過制作一個簡單的單燈閃爍,說明如何使用Proteus實現(xiàn)單片機應用系統(tǒng)的設計與仿真。要求發(fā)光二極管一亮一滅的不停閃爍。

2.1 設計電路

利用Proteus繪制電路原理圖的步驟如下:

⑴運行Proteus ISIS程序;

⑵單擊P命令進入元件選擇對話框,選擇電路設計中所需的元件;

⑶放置元件到繪圖區(qū)簡單制作,布好局;

⑷設置好元件的參數(shù);

⑸連接導線。

繪制完成的單燈閃爍硬件電路圖如圖1所示。

圖1 單燈閃爍硬件電路圖

2.2 編寫程序

ORG0030H

LOOP: SETB P1.0

LCALL DELAY

CLR P1.0

LCALL DELAY

LJMP LOOP

DELAY: MOVR3, #250

L:MOV R4, #250

LL:DJNZ R4, LL

DJNZ R3, L

RET

END

編輯好程序保存時,文件的擴展名必須是ASM格式。

編譯程序,若編譯通過,便得到HEX格式的文件論文開題報告范例。

2.3 加載程序文件

雙擊原理圖中的單片機元件AT89C51,便出現(xiàn)單片機的屬性編輯窗口,在“Program File”欄指出HEX格式的程序文件所在的位置,就可將該程序文件加載到單片機中。

2.4 啟動仿真,看電路運行效果

單擊仿真控制按鈕,觀察電路的運行狀況。

Proteus可以總體仿真運行,也可單步或設置斷點仿真。

啟動仿真后,能清楚地觀察到單片機系統(tǒng)在運行時,各硬件所處的實時狀態(tài)。

若電路設計合理、程序編寫正確,就會看到發(fā)光二極管不停地閃爍。

2.5 調(diào)試簡單制作,修正電路、程序代碼

若未出現(xiàn)想要實現(xiàn)的功能,就需進行軟硬件調(diào)試。

對于硬件電路,可用Proteus中提供的測量儀器儀表對電路進行測試、觀察;至于程序,可采取單步或設置斷點進行仿真調(diào)試。

不斷修正電路及程序代碼,直到能實現(xiàn)相應功能,并改變元件參數(shù)使電路的性能達最優(yōu)。

注:每次修改完程序后,都必須再編譯一次,然后裝載到單片機中。

2.6 仿真運行通過,制作實際電路

仿真運行通過后,根據(jù)設計的原理圖,購買元器件、制板、焊接、測試調(diào)試,直至產(chǎn)品制作成功。

Proteus仿真模型是根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的技術參數(shù)文件來建立的,仿真極接近實際簡單制作,所以仿真運行通過后制作的實際電路的成功率相當高。

3 引入Proteus的好處

3.1 教學中

1. 教學內(nèi)容生動形象化

利用Proteus仿真軟件和多媒體教學設備,在課堂中通過實例仿真,演示從單片機硬件設計到軟件調(diào)試的全過程,并演示運行結(jié)果,使教學內(nèi)容生動形象化。

2. 激發(fā)學生的學習興趣,提高教學質(zhì)量

教學中對實例用Proteus進行仿真,這種結(jié)合實際講解知識點的方法,大大激發(fā)了學生的學習興趣,使知識點變得容易理解、接受,從而提高了教學質(zhì)量。

3. 拓展學生思維

講解完知識點后,針對實例,向?qū)W生提出相關拓展性問題。比如上例中:

⑴P1.0口線上能否多并聯(lián)幾個發(fā)光二極管?改變R2阻值大小的話會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?

⑵能不能將P1.0換為32根I/O口線中的其他線呢?若能的話,改為P0的某一口線時需注意什么?

⑶P1.1~P1.7能否像P1.0一樣都接發(fā)光二極管以及電阻呢?

⑷硬件電路改了簡單制作,程序相應地要如何修改呢?。。。論文開題報告范例。。。

通過提問,并適當演示,這樣不僅拓展了學生的思維,同時加強、深化了學生對知識點的理解。

3.2 實踐中

1. 提高開發(fā)速度,降低開發(fā)成本

從上例可看出,利用Proteus軟件,在繪圖區(qū)繪制好電路原理圖,并將編譯后的程序文件加載到單片機中,進行仿真就能觀察整個電路的運行情況,驗證設計是否達到要求,未達到,即可修整設計方案、修改程序、測試電路,直至成功。這樣就無須多次購買元器件板、制板、焊接測試調(diào)試等簡單制作,省時、省力、省錢,同時也提高了設計效果和質(zhì)量。

2. 敢于嘗試,勇于創(chuàng)新

根據(jù)仿真通過后的電路原理圖來制作產(chǎn)品,學生就不用擔心元器件損壞等問題,就敢于動手去嘗試設計電路。通過自己動手,加深了對理論知識的理解,同時培養(yǎng)了學生勤思考、勇于創(chuàng)新的精神。

4 結(jié)語

教學與實踐中引入Proteus,提高了學生的學習熱情。產(chǎn)品制作成功,學生就會很有成就感、滿足感,這是一個良性循環(huán)。通過不斷的實踐,學生的動手開發(fā)、創(chuàng)新能力就得到了較大的提高。

參考文獻:

[1]彭勇.單片機技術.電子工業(yè)出版社,2009.8

[2]朱成志.Proteus仿真軟件在單片機原理教學中應用. 科技創(chuàng)新導報, 2009

單片機原理論文范文第2篇

關鍵詞 單片機;賽教結(jié)合;教學方法

中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2013)33-0100-02

1 引言

單片機是一種集成電路芯片,是采用超大規(guī)模集成電路技術,把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng),在電力、化工、家電和儀器儀表等工業(yè)控制領域得到了廣泛應用。單片機原理及應用課程是一門實踐性很強的課程,課程的開設不僅能提高學生的理論基礎知識,而且能提高學生的實踐能力[1-2]。

但在日常教學中,多采用以教材教授為主的傳統(tǒng)教學模式,教學過程中有一些課時的實驗。對于工程專業(yè)學生來言,只依靠教學過程中的實驗,很難掌握單片機的教學內(nèi)容。在本文中,以泰山醫(yī)學院電子信息專業(yè)的單片機課程教授為例,在教學實踐中將理論教學與科技競賽結(jié)合[3-4],采用“賽教結(jié)合”的教學方法,取得了較好的教學效果。

2 課程特點以及教學方法的改革

單片機原理及應用課程的基本任務是使學生掌握單片機硬件結(jié)構、接口技術以及相應的軟件編程方法,掌握單片機應用系統(tǒng)軟硬件的設計、開發(fā)、調(diào)試技術,具有較好的單片機實際應用能力,為進一步提高科學技術水平打下堅實的基礎[5]。課程的特點是:

1)知識含量高,課程要求在掌握數(shù)字電路、模擬電路和微機原理的基礎上才能很好地學習本課程;

2)內(nèi)容結(jié)構復雜,本課程包括單片機的硬件結(jié)構、匯編指令系統(tǒng)和軟硬件設計;

3)實踐性強,單片機目的在于工程應用,所以要求學生能動手設計和開發(fā)單片機應用系統(tǒng)。

理論教學方法的改革 針對以上課程的特點,對理論教學方法進行了改革。

1)在教學過程中樹立了“以學生為本”,以提高學生科學素質(zhì)及創(chuàng)新思維能力為基點的指導思想。以學生為本,就是以教師為主導,以學生作為一切教學活動的主體、出發(fā)點和落腳點,加強師生互動,調(diào)動課堂內(nèi)外一切手段,讓學生主動地掌握課程知識,培養(yǎng)學生科學的分析思維能力及創(chuàng)新能力,提高學生科學的專業(yè)素質(zhì)。

2)改進課堂教學,講究講課藝術。注重把講課的科學性、系統(tǒng)性、啟發(fā)性和趣味性相結(jié)合,配合現(xiàn)代化多媒體教學手段,努力增強教學效果。

3)在課堂教學中,講授理論知識時,結(jié)合課程相關內(nèi)容,以山東省機電大賽參賽項目為例,講解理論知識。這樣既避免了講授理論知識的枯燥,提高了學生學習興趣,又激發(fā)了學生的學習積極性,學生更積極地參與到科技競賽中來。

4)針對醫(yī)學院相關專業(yè)的實際情況,編寫《單片機原理及應用》教材,教材內(nèi)容中不僅保留傳統(tǒng)教材中的理論知識,并且將與專業(yè)相關的科技競賽案例作為題例來加以體現(xiàn),使學生可以采用更得心應手的教材。

賽教結(jié)合在實驗教學中的應用 為了掌握單片機應用系統(tǒng)的設計和實現(xiàn),實驗和實踐是非常必要的一個教學環(huán)節(jié)。提高學生的動手能力,最好的方法就是讓學生參與項目研究和開發(fā),但是受實際情況限制,學生參與企業(yè)項目研究的機會比較少。山東省機電大賽是為加強大學生創(chuàng)新意識、合作精神和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng),激發(fā)大學生科學研究與探索的興趣和潛能,促進山東省高校機電類專業(yè)教育教學改革而設置的,每年舉行一次。泰山醫(yī)學院每年都參加,參賽產(chǎn)品中電氣部分可以采用單片機設計,正好為學生通過實際項目研究,提高單片機設計與開發(fā)能力,掌握單片機課程提供了絕佳的機會。在教學中采用了以下方法。

1)以學生為主體,組建興趣小組。為了讓學生了解山東省機電大賽,每年讓往年參加機電大賽的教師和學生做報告,使下一級學生了解大賽情況;并以學生為主,按照自愿原則組建興趣小組,小組成員按照能力進行搭配,一個小組中既要有進行硬件設計的,也要有進行軟件設計的。

2)以學生為主體,按照大賽主題,構想符合要求的項目。每年大賽舉行完,組委會會公布下一屆大賽的主題,教師將大賽要求告訴每一個興趣小組,充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新性,讓小組構想符合要求的項目,這樣可以調(diào)動學生積極性,提高學生的學習興趣。當然,在構想過程中,教師會全程對學生進行指導。

3)利用已有實驗設備,為學生搭建實踐的平臺。項目要加以實現(xiàn),需要學生去努力實踐,在教學中利用已有實驗設備,讓學生進行項目的設計和開發(fā)。為了支持學生進行科技競賽項目的設計,實驗室延長了開放時間,利用每年參加大賽獲得的獎金購買電子元器件,并提供一些開發(fā)板,為學生實踐搭建一個良好的單片機研究平臺。

4)在實驗教學中構想與大賽有關的實驗項目。實驗教學中,精心設計實驗項目,將大賽中用到的知識點融合到基礎實驗中,并且結(jié)合機電大賽,構想了一些綜合性實驗。這樣不僅加強了學生對基本理論知識的理解,同時使學生體會到知識在實際工程中的應用,提高了學生學習的興趣。

5)堅持理論結(jié)合實驗的考核原則。根據(jù)單片機課程實踐性強的特點,在課程考核中,理論知識考核占70%,實驗考核占30%,實驗以報告結(jié)合實際實驗結(jié)果形式提交,報告從內(nèi)容、格式、結(jié)果和創(chuàng)新性等方面進行了詳細要求,實驗結(jié)果在實驗室現(xiàn)場考核。

理論結(jié)合實驗,以實驗報告結(jié)合實際實驗結(jié)果為考核依據(jù)的教學模式,能激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生自學能力,提高學生的創(chuàng)新能力。

教學改革成果 科技競賽活動是課堂知識的綜合運用和延伸,將賽教結(jié)合方法融進理論和實驗教學,不僅促進了學生掌握單片機知識,還對這種實踐性強的課程的教學模式進行了有益的探索,教學改革取得了以下成果。

1)對于這種實踐性強的課程的教學觀念得以改變,不再過分強調(diào)學科本位,偏重和局限于理論知識,而是加強課程內(nèi)容與學生生活和社會發(fā)展的聯(lián)系,關注學生的學習興趣。

2)對單片機理論和實驗教學進行了探索。研究了將科技大賽與理論教學結(jié)合的教學方法,以及科技競賽內(nèi)容融合進日常實驗教學的方式方法。

3)在參加大賽后,讓學生進行總結(jié),將他們的成果以論文和專利形式予以體現(xiàn),學生已經(jīng)發(fā)表兩篇科技論文,申請兩個國家實用新型專利,促進了學生科學研究的能力。

4)促進了學科交叉,在機電大賽中,結(jié)合醫(yī)學院特點,提出了很多與醫(yī)學結(jié)合的項目,如“背部按摩式多功能橢圓護理床”等項目。

5)參加大賽取得了優(yōu)秀的成績。課題組組織學生參加山東省機電大賽,獲得一等獎兩項、二等獎四項、三等獎五項,這樣的成績在同類醫(yī)學高校中是十分優(yōu)異的。

實踐表明,這種以“賽教結(jié)合”形式進行的教學形式,不僅可以激發(fā)學生的學習激情,還可以加強學生科學研究的能力,更好地培養(yǎng)了理工結(jié)合、理論基礎扎實、素質(zhì)全面、實踐能力與創(chuàng)新能力強的高級人才。同時在競賽題目設計過程中,學生查閱大量各個行業(yè)的資料和文獻,拓展了他們的視野。

3 結(jié)束語

在單片機原理及應用課程教學中,采用了“賽教結(jié)合”的教學方法,將其融合進理論和實驗教學中,通過實際參加山東省機電大賽,學生進行應用系統(tǒng)的設計與開發(fā),進而掌握單片機的理論知識和實際應用。通過問卷調(diào)查,大多數(shù)學生反映良好,并且反映在理論知識的理解和動手能力方面都有很大的提高。因此,通過實踐表明,這種教學方法是行之有效的。

參考文獻

[1]侯俊才,郭文川,侯莉俠,等.“單片機原理與接口技術”教學改革與實踐[J].中國電力教育,2011(30):196-197.

[2]張江印.高校單片機教學模式的研究[J].實驗室研究與探索,2011(30):103-106.

[3]劉保軍,彭芳,黎萍,等.科技競賽和CDIO模式大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)實踐[J].中國教育技術裝備,2012(6):53-54.

單片機原理論文范文第3篇

關鍵詞 電子信息 畢業(yè)設計 工程實踐 課程體系

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

應用型本科院校電子信息類專業(yè)的畢業(yè)設計一般要求學生獨立完成課題的方案設計、電路設計、原理圖與PCB圖設計、實物制作與調(diào)試、撰寫論文以及答辯等多個環(huán)節(jié),是對電子信息類畢業(yè)生工程實踐技能和科學研究能力的綜合考核。但是,近年來由于高校擴招和生源質(zhì)量的下降,以及畢業(yè)生就業(yè)壓力增大的影響,導致電子信息類專業(yè)畢業(yè)論文(設計)的質(zhì)量出現(xiàn)明顯的下降。因此,如何提高畢業(yè)設計(論文)的質(zhì)量已成為高校教學改革研究的一個重要課題。

1 畢業(yè)論文(設計)中的主要問題

1.1 學生缺乏工程實踐能力

我校工程實踐教育中始終存在著“重理論、輕實踐”的認識傾向,忽視了大學生實踐能力的培養(yǎng),因此學生在做畢業(yè)設計時,有的不會做方案設計;有的缺乏研究思路和方法;有的儀器操作不熟練,不會排除在實物制作與調(diào)試中遇到的故障和問題,導致實物沒調(diào)試成功;這些極大地挫傷了學生的積極性,影響了畢業(yè)設計的質(zhì)量。

1.2 學生投入的時間、精力嚴重不足

我校的畢業(yè)設計安排在第8學期的1~16周,正是企事業(yè)單位招聘的高峰時刻,由于如今經(jīng)濟轉(zhuǎn)型,大學生就業(yè)壓力巨大,尋找一個好單位,需要花費大量的時間去參加招聘會和面試,如果面試成功,用人單位希望學生馬上頂崗實習,使得學生在畢業(yè)設計中實際投入的時間和精力不足,當然還有極少數(shù)學生忙于補考等遺留問題的解決也牽扯了大量的精力,影響了畢業(yè)設計的質(zhì)量。

1.3 學生對畢業(yè)設計認識上有誤區(qū)

我校大多數(shù)學生認為畢設對尋找工作單位沒有影響,同時認為畢業(yè)設計總是可以通過的,沒有將畢業(yè)設計看成是大學實踐活動中最重要的綜合實習,是對自己工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),是自己清晰了解設計過程的學習,是自己論文撰寫能力的培養(yǎng),對自己在以后的實際工作中盡快適應社會,影響巨大。

2 提高畢業(yè)論文(設計)的措施和建議

2.1 合理設置課程體系,優(yōu)化教學內(nèi)容

我校作為應用型本科院校,為培養(yǎng)學生的工程實踐能力,對人才培養(yǎng)方案和教學大綱進行了修改,突出學生實踐能力的培養(yǎng),使學生有進行系統(tǒng)設計、實驗分析和數(shù)據(jù)處理的能力。課程體系改革中進行了如下修改:(1)將課程體系分為公共基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、實踐教學五個模塊。(2)重視專業(yè)基礎課程平臺建設,對電路分析基礎、模擬電子技術、數(shù)字電子技術等教學內(nèi)容優(yōu)化,主要強調(diào)電路理論的基本理論和概念,電子器件的外部特性,突出實踐運用,加強實驗教學,在實驗性教學中增加設計性實驗。(3)對一些實踐性較強的課程,如單片機,將其由專業(yè)基礎課調(diào)整為選修課,考核方式為項目設計,突出學生的實踐能力。(4)針對應用型本科的特點,調(diào)整專業(yè)選修課程內(nèi)容,突出實踐運用,將一些理論性較強的選修課進行調(diào)整,如模式識別、圖像處理等,調(diào)整為射頻電路及CAD技術、FPGA通信設計基礎、ARM原理與應用等。(5)優(yōu)化實踐教學內(nèi)容,增加了電子技術課程設計,專業(yè)實踐課程體系更加合理有序,符合認知規(guī)律,學生在一、二年級注重專業(yè)基礎訓練,培養(yǎng)學生的儀器操作能力和建立基本的系統(tǒng)概念,掌握基本的設計流程和動手制作實物的能力;三、四年級則是專業(yè)工程設計的培養(yǎng),使學生具備獨立設計一個完整電子系統(tǒng)的能力。(6)為提高學生實踐能力,建立實驗室開放機制,電子工藝實驗室全天開放,學生自主管理,其他專業(yè)實驗室由學生申請,系部批準后對申請學生開放,盡可能提供實驗室給學生使用,提高學生的工程實踐能力。(7)改革教學方法和教學手段,在課堂教學和實驗教學中引入仿真工具和軟件,如MATLAB,MULTISIM,PROTELL等。尤其是單片機教學采用CDIO模式取得了較好的效果。(8)校企合作,與企業(yè)合建實驗室,如與TI公司合建單片機實驗室,將最新的電子技術引入教學中;并設立大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新基地,鼓勵大學生自主學習、探索和開展科研活動。(9)開設科技講座,擴展學生的知識面,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和興趣。

2.2 對畢業(yè)論文(設計)的時間、模式進行調(diào)整

(1)由具有中級職稱以上的有責任心的中青年教師組成畢業(yè)論文(設計)選題小組和指導小組,對選題的綜合性、實用性、創(chuàng)新性和時效性進行評價和篩選,強調(diào)選題以設計類題目為主,要求軟硬件相結(jié)合。(2)學生的選題時間可靈活調(diào)整,我校鼓勵學生參加各種學科競賽。如大學生電子設計競賽,在做畢業(yè)設計時可選取與學科競賽相近的題目;參加飛思卡爾的可選取智能車的題目;還有一些學生可在第6學期單片機實踐時就選取自己感興趣的題目作為選題,如有學生在單片機實習時做的是電子搶答器,畢設時做的是無線搶答器,學生完成得非常好。(3)對學生加強教育,認真開好畢業(yè)設計動員大會,提高學生的主觀能動性,畢業(yè)設計是一個自主學習、實踐、探索和創(chuàng)新的過程,是學生參加實際工作的一個預演,對學生很重要,消除學生的認識誤區(qū),提高學生的積極性。(4)嚴格畢業(yè)論文(設計)考核制度,對在畢業(yè)設計中期檢查中不合格的給予警告,如在畢業(yè)設計中確實不合格的要求二次答辯,二次答辯還不合格的則畢業(yè)設計判定不合格。

3 總結(jié)

近年來我校通過不斷地探索和調(diào)研,借鑒其他學校的一些經(jīng)驗并結(jié)合本校的實際情況,科學設置課程體系,優(yōu)化突出應用型教學內(nèi)容,合理安排畢設時間和組織機構,整合學校實驗室教學資源,與企業(yè)合建實驗室,充分調(diào)動學生的主觀能動性,達到提高畢業(yè)設計質(zhì)量的目的,從實施的效果來看,已初步扭轉(zhuǎn)質(zhì)量下滑的趨勢。

參考文獻

[1] 楊英桂.淺談高校學生畢業(yè)設計(論文)中存在的問題及對策[J].化學高等教育,2006:89(3):65-67.

[2] 彭熙偉,鄭戌華,王向南.工科專業(yè)本科畢業(yè)設計選題的幾點思考[J].高教論壇,2010(12):45-47.

[3] 劉港.提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量的途徑[J].沈陽教育學院學報,2010(4):49-51.

[4] 劉興江.提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量的探索與實踐[J].遼寧工業(yè)大學學報,2010(8):126-128.

單片機原理論文范文第4篇

論文摘要:單片機原理課程對于電子、電信、計算機和自動控制等專業(yè)的學生來說是一門重要的專業(yè)基礎課程,但由于長期以來大都采用傳統(tǒng)的教學模式,缺乏一定的改革和創(chuàng)新,導致單片機原理課程的教學內(nèi)容和手段都顯得陳舊。針對這種狀況.我們引入多媒體教學和傳統(tǒng)教學模式相結(jié)合、匯編語言教學中引入標準C語言、學生研究性學習項目立項和Keil C51等幾方面來進行探索性的改革,通過問卷調(diào)查的方式發(fā)現(xiàn),大部分學生對單片機原理的教學改革是認可的。

單片機原理課程是電子信息科學與技術、機械設計制造及其自動化專業(yè)學生的必修課,但從多年學生平時上課的表現(xiàn)和考試的結(jié)果,以及從學生走向工作崗位的問題反饋來看,我校的單片機原理課程教學當中存在著一些不足之處。如教學內(nèi)容過于陳舊,匯編語言的教學方式過于死板,實踐的方法跟不上當今工作崗位的要求等。為響應學校創(chuàng)建省級示范應用型本科院校的要求,全面提高我校的辦學質(zhì)量和辦學水平,在2008年,我們對實用性較強的專業(yè)技術課單片機原理的教學進行了探索性的改革實踐。

1課程教學存在的問題

多年來,我們的單片機原理課程教學都是以匯編語言為主,從每屆學生考試的結(jié)果來看,學生對匯編語言部分知識的掌握比較差。對于單片機這樣的以培養(yǎng)學生的產(chǎn)品設計應用能力為主要教學目標之一的課程來說,編程語言掌握不好,學生對單片機原理的掌握可想而知。究其原因,主要是匯編語言是低級語言,僅是機器指令的簡單符號化,寄存器使用相對高級語言操作繁雜,并且要求學生具有一定的硬件基礎知識,顯然學生在短時間內(nèi)難以完全掌握。

目前大多數(shù)高校的理論教學過程都是采用先基礎后應用的模式,即單片機硬件結(jié)構、指令系統(tǒng)、匯編語言設計、外部系統(tǒng)擴展、接口技術和應用系統(tǒng)設計,這種方法雖然思路清晰,但是存在著過于機械性的弊端,缺乏生動、直觀的實物等輔助教學手段,這樣便使學生覺得學習單片機枯燥乏味,沒有現(xiàn)實意義,缺乏興趣,嚴重影響了教學效果。實踐教學上形式單一且重視不夠。當前的實踐課教學大多以單片機實驗箱為實驗平臺,而開設的也多為驗證性實驗。觀察中我們不難發(fā)現(xiàn),學生在做實驗時大都是用實驗指導書上已經(jīng)寫好的程序資料,幾乎沒有多少同學去分析程序的流程,更不用說去研究讀懂那些代碼了。另外,對于用到電路硬件的實驗,也只是按實驗指導書要求在實驗箱上做簡單的連線,沒有一個整體的電氣原理圖概念,再加上實驗條件的有限,不可能每個同學都能得到老師的輔導。導致學生過度追求實驗結(jié)果,而忽略了硬件設計、軟件調(diào)試等過程。

另外,我們的單片機教學都是以8031或MCS-51為例來進行的,多年來基本沒有變化,實際在市場上單片機已經(jīng)發(fā)展出了很多品種,即使是51系列的單片機也是非常豐富的。比如:有內(nèi)置看門狗的,有內(nèi)置PWM的,有內(nèi)置SPI的和內(nèi)置A/D,/D/A的等等。但是學生們卻知道的很少。

2課堂教學改革

2. 1多媒體教學和傳統(tǒng)教學模式相結(jié)合

隨著大學教育教學改革的深人,多媒體教學將更加廣泛地應用于各種教育教學領域。傳統(tǒng)教學方法是以課堂教學為主,以教師為中心進行的教學,而對單片機原理課程這種實踐性較強的課堂教學,顯然傳統(tǒng)的教學方法不能充分調(diào)動學生學習的積極性,而多媒體教學方法是通過計算機技術、網(wǎng)絡技術、多媒體技術和現(xiàn)代教學方法進行的教學活動,集文字、圖像、聲音、視頻影像、動畫等各種信息于一體,教學更加形象、直觀和生動。例如通過使用豐富的網(wǎng)絡資源,同學們能夠了解當前有關單片機的新書訊、新技術、新信息和相關領域的內(nèi)容,了解單片機應用和發(fā)展的現(xiàn)狀。同時在每章節(jié)的最后把網(wǎng)絡上具有代表性的和應用性的問題搬到課堂上,組織大家一起進行討論和分析等,能使課堂學習的基礎知識和實際應用聯(lián)系在一起。這樣就可以引導同學們學會搜集和消化網(wǎng)絡上的有關資源,學會查閱單片機廠家提供的芯片技術資料,為將來自己進行軟硬件設計打下基礎。

2. 2在匯編語言教學中引入標準C語言

鑒于匯編語言不容易掌握,教師在講授完單片機原理硬件結(jié)構、指令系統(tǒng)和匯編語言程序設計章節(jié)之后,可引人單片機標準C語言的教學內(nèi)容。其內(nèi)容主要包括C的基本語法、C的數(shù)據(jù)結(jié)構、C的存儲結(jié)構和C的流程控制等知識要點,并且在講解的過程中跟匯編語言作對比,理解兩者在端口和中斷等定義上的不同,同學們在了解單片機硬件結(jié)構的基礎上,理解C的數(shù)據(jù)結(jié)構、存儲結(jié)構與單片機硬件結(jié)構的相互對應關系。另外,在學習的過程中,要讓同學們認識到C語言相對匯編語言的優(yōu)點:如C語言的可讀性、可維護性好,便于維護和調(diào)試以及代碼重用和移植等。

這樣以采用匯編語言和C語言進行對照的教學模式,學生可以很快地在短期內(nèi)掌握單片機原理應用的編程,無疑會對后期的學習有相當大的益處。

2. 3引入單片機最常用的開發(fā)工具Keil C51

集成電路的發(fā)展使得單片機的性能不斷提高,應用領域日益廣闊,單片機編譯調(diào)試工具也在不斷完善。最常用的開發(fā)工具Keil C51是由美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng),Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面,同時該軟件系統(tǒng)隨著Windows版本的更新不斷地完善,另外重要的一點,只要看一下編譯后生成的匯編代碼,就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常高,多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊,容易理解。圖1為操作的軟件系統(tǒng)界面圖,窗口標題欄下緊接著是菜單欄,菜單欄下面是工具欄,工具欄下面的左邊是項目管理器窗口,在該窗口既可以查看項目的文件情況,也可以查看程序執(zhí)行時寄存器的實時值J在管理器窗口的右邊是編輯窗口,它的下面是命令窗日和各種輸出信息窗口,對于這些窗口可以通過視圖菜單( View)下面的命令打開或關閉。

在引入標準C語言的基礎上,為了大學生們走向社會后,能夠更快適應工廠企業(yè)的單片機相關產(chǎn)品的開發(fā),我們又引導同學們掌握此開發(fā)平臺的使用方法,這樣為在以后打下一個很好的工作基礎。

3實踐教學改革

3. 1變革傳統(tǒng)的實驗模式

我們嘗試改變傳統(tǒng)實驗過程中以驗證性為主的實驗模式,指導教師僅提供實驗的方向,學生根據(jù)實驗目的和要求,提前預習,自己到圖書館或者網(wǎng)上查閱相關資料,設計實驗方案,編寫相關的實驗程序。在實驗中遇到問題可與小組成員討論解決,最后得到實驗結(jié)果。學生應根據(jù)自己的實驗過程撰寫實驗報告,包括學生實驗中遇到的問題,以及提出的解決方案。同時教師也可以組織學生間進行交流,對各組實驗結(jié)果與報告展開分析和討論叫,從而提高大學生的研究能力和科學實驗能力。

3. 2充分利用好課外時間

單片機原理課程的課外教學也是實踐教學中很重要的一個組成部分,它不僅僅是實驗教學的一個補充。事實上,大學生可以通過組織興趣小組、參與教師的科研等各種方式進行課外學習,例如我校團委和科技處組織學生申報的研究性學習項目,在很大程度上激發(fā)了部分學生的創(chuàng)新精神,強化了他們的實踐能力,從而增強了他們獨立解決實際問題的能力。另外,單片機課程任課老師也適當?shù)貙W生課外學習予以指導,針對他們感興趣的研究方向,提供參考書目,引導學生了解最新動態(tài),把握研究方向,與學生之間展開討論,鼓勵學生走出學校,參加各種嵌人式系統(tǒng)講座,參與校內(nèi)外組織的各種跟單片機相關的競賽活動,開闊學生們的視野,增長他們的才干,逐步培養(yǎng)自己的研究能力和創(chuàng)新能力。

單片機原理論文范文第5篇

全國大學生電子設計競賽由教育部高等教育司和信息產(chǎn)業(yè)部人事司主辦。競賽要求參賽者在規(guī)定的4天時間里,在競賽組委會派出的專家全程監(jiān)控下,3人一組完成題目選擇、方案論證、電路設計、電路安裝、軟件設計、系統(tǒng)調(diào)試和論文寫作等一系列工作。全國大學生電子設計競賽試題實用性強、綜合性強、技術水平發(fā)揮余地大。所涉及的電子信息類專業(yè)的課程包括電路分析、高頻電路、數(shù)字電路、模擬電路、單片機原理、EDA、電子測量等;實踐性教學環(huán)節(jié)包括電子線路實驗課、單片機原理實驗課、課程設計和生產(chǎn)實習等;可選用的器件包括分立元件、集成電路、可編程邏輯器件和單片機等;設計手段可以采用傳統(tǒng)的,也可以采用現(xiàn)代電子設計工具,如Pspice輔助分析和CPLD在系統(tǒng)可編程。電子設計競賽試題既反映了電子技術發(fā)展的先進水平,又引導高校在教學改革中應注重培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新設計能力。

一、課程體系改革

課堂教學和實驗教學是相輔相成的,是學生學習與掌握知識的重要手段。學生在大學期間的學習,是一個認識、實踐、再認識、再實踐的過程。就認識而言,可以在課堂上認識,也可以在實驗室里認識;而就實踐而言,也同樣可以在課堂上實踐。主課程設置上可作如下安排:(1)一年級下學期開設《電路分析》課程并安排實驗課,讓學生掌握基本的分析電路和設計電路的知識;(2)二年級上學期開設《電子技術基礎》課程并安排實驗課,在學期末進行兩周的電子技術基礎課程設計,讓學生掌握模擬電路和數(shù)字電路的分析和設計知識,鍛煉工程實踐能力,使學生對電子專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣;(3)二年級下學期開設《高頻電路》《EDA》和《電子電路設計(Protel)》課程并安排實驗,培養(yǎng)學生利用計算機設計電路的能力;(4)三年級上學期開設《單片機原理與接口技術》和《傳感器原理與應用》兩門課程并安排實驗,在學期末進行兩周的單片機課程設計,讓學生制作一個簡單實用的電子產(chǎn)品,充分調(diào)動學生的積極性,在設計過程中初步掌握程序編制及單片機電路的設計方法,了解電子產(chǎn)品的開發(fā)過程;(5)三年級下學期開設《電子測量》和《單片機應用設計》選修課,以單片機為控制核心并結(jié)合數(shù)字電路和模擬電路設計多個電子產(chǎn)品,使學生熟練掌握程序編制及單片機電路設計方法,熟練掌握各種儀器的使用方法,初步具備獨立開發(fā)電子產(chǎn)品的能力,為電子設計競賽培養(yǎng)后備人才。

大學生電子設計競賽分為全國性比賽和省級比賽,都是每兩年舉辦一次,單數(shù)年份為全國性比賽,雙數(shù)年份為省級比賽,通常在九月初舉行。參加競賽的同學主要為大三的學生,參賽前已系統(tǒng)地完成電子線路理論課和實驗課的學習,并掌握了一部分單片機和大規(guī)??删幊踢壿嬈骷玫闹R,具有一定的理論基礎和動手能力。但是,由于所學各門課程比較獨立,同學們普遍缺乏解決實際工程問題和設計制作較大規(guī)模應用電路的工作經(jīng)驗。因此,在電子設計競賽前的暑假,需要對參賽隊員進行培訓。由于學生已經(jīng)在《單片機應用設計》選修課中得到鍛煉,培訓可以在此基礎上進行。重點提高學生分析和解決問題的能力、設計制作較大規(guī)模應用電路的工作經(jīng)驗和多學科知識的綜合應用能力。在培訓過程中仿照競賽要求將同學分組,從較簡單的應用電路開始,要求每組學生完成數(shù)個難度遞增的實驗電路設計、制作與調(diào)試,并寫出詳細總結(jié)報告。在制作每個電路的訓練過程中,鼓勵學生用不同的方案實現(xiàn),培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

二、師資隊伍建設

現(xiàn)行教育體制目前還存在一些問題,重知識傳授而輕素質(zhì)與能力的培養(yǎng),重理論研究而輕實踐環(huán)節(jié)的訓練,重對傳統(tǒng)的繼承而輕對現(xiàn)狀的突破和創(chuàng)新。認為實驗課只是一個輔助環(huán)節(jié),實驗課的老師可以隨意配備,任課老師只要會示波器、信號源和穩(wěn)壓電源等簡單儀表的使用就可勝任實驗課的教學任務,這種觀點是片面的。實驗課不單純是讓學生學會儀表的使用,學會測量幾個實驗數(shù)據(jù),更重要的是要幫助他們樹立一種系統(tǒng)觀念、培養(yǎng)他們系統(tǒng)分析問題、解決問題的能力,提高工程實踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神。這些不僅要求任課老師有深厚的理論基礎,而且還要有較高的業(yè)務能力。為此,實驗課應該配備一支綜合素質(zhì)高、業(yè)務能力強的實驗教師隊伍。我國現(xiàn)行高等院校大部分實驗教師是青年教師,他們理論基礎較好,但實踐經(jīng)驗缺乏。為了提高教學效果,一方面他們可以向有經(jīng)驗的老教師學習;另一方面,可以到電子企業(yè)考察學習,從實際的工作中獲取實踐經(jīng)驗。

三、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力