单片机课程设计总结精选(九篇)

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第1篇：单片机课程设计总结范文

关键词：教学改革；实践性；Proteus+Keil

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0246-02

放眼当今社会，电子行业快速发展，单片机在多个领域如工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子产品、武器装备、终端及外部设备控制、计算机网络和通信设备等有着广泛的应用[1，2]。对于工科的电子、电气相关专业的学生而言，掌握好单片机技术对自我知识的提升和今后就业的帮助都是大大有益的。因此，单片机课程在上述专业中的地位非常重要，而且鉴于单片机特殊的实践性，它的实践环节比如课程设计就更是重中之重了。

一、我校单片机教学的现状

我校原有的单片机教学实验环节有两个：单片机课内实验和单片机课程设计。课内实验虽然有硬件设计和软件编程两部分，但由于开发板上硬件的最小系统比较完善，学生相当于只需要进行简单的连线便完成了硬件设计。软件设计则是在伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统上完成的，这些实验基本都是验证性实验或者是很简单的设计性试验，主要目的是让学生通过实验了解单片机的硬件环境，熟悉单片机的编程方法。因此学生总体所完成的工作基本上是简单的软件编程，硬件设计几乎没有，更谈不上是软硬件的综合系统设计。这使学生在以后的工作中应用单片机时捉襟见肘，学不够用。

针对以上情况，我校单片机课程设计通过引入Proteus+Keil两个软件进行较大的改进，既加强了学生硬件电路的设计，又有软硬件联调的综合考量，很好地培养了学生对单片机系统设计的能力，提高了大家学习的积极性和主动性。

此外，之前学校课程设计题目单一，没有考虑到学生的个体差异，导致有些学生无从下手，最终只能模仿别人的电路板，甚至连设计报告也是抄袭别人的；还有些能力较强的学生做起来易如反掌，达不到拔高的效果，这样就违背了课程设计的初衷[3]。

二、Proteus+Keil的完美结合

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件，能很好地仿真单片机及器件。相对于另一款使用较高的仿真软件Multisim，Proteus的元件库更齐全，使用更方便，最重要的是它可以把软件作用在处理器上，并和该处理器的任何模拟和数字器件协同仿真。除此，Proteus还提供了大量的虚拟仪器和分析工具，用户可以在调试代码时清晰地看到仿真结果或通过节点波形等查找错误原因。

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，易学易用。

在计算机上，安装Proteus仿真软件和集成软件开发环境软件Keil，就已经相当于是一个设备先进、功能完善的虚拟实验室了，可以方便地进行软硬件的级联调试，加强单片机系统设计的概念。

在实际的课程设计中，先在Proteus ISIS中设计硬件原理图，确定IO口的端口使用。项目的软件可在Keil中进行设计，生成目标代码文件*.hex，若编译失败，可对源程序进行修改，直至编译成功。把生成的目标代码文件*.hex添加到硬件电路的单片机中，比如AT89C52，然后运行仿真，即可以看到仿真结果。若不正确，可以分析错误原因，修改相应的软硬件，直至仿真正确[4，5]。

三、课题的设置

课程设计不同于平时的作业，它有一定的针对性，要满足高中低各层次不同学生的需求。假如全班同做的是一道很难的课程设计题，学困生根本无从下手，更别说从此获取知识了，这样他们很快没有了学习的积极性，彻底放弃了。于是针对不同阶段的学生，我校单片机课程准备了三个不同层次的题目组。

第一类是拔高性题目，比如简易计算器，学生在短期内必须要完成一些实际应用的题目，要求综合性知识较全面，适合基本功扎实、有想法、爱创新的学生。例如有些学生在低年级段就参加了电子设计竞赛，已经有了单片机系统设计的概念，他们需要的是设计更为复杂实用的系统来提升自我。

第二类是中等难度的题目，比如多功能智力竞赛抢答器，学生除了有基本的单片机知识，还必须有一定的动手实践能力和逻辑分析能力，并且涉及其他知识领域，适合知识面较广的学生。

第三类是基础性题目，比如数字温度计，是学生在掌握了单片机基本知识后所能完成的简单的功能设计，这个层次的题目要求不高，适合底子较为薄弱的学生。也就是说，让每个阶段的学生都能从此次课程设计中汲取相应的养分，有所收获[6]。

由于题目的难度系数不同，最终的评分准则也不同，第一类题满分100分，第二类题满分90分，第三类题满分80分。这样既有针对每个层次学生的题目，又能将大家的差距拉开，让学生付出的劳动与最终给定的成绩基本成正比。

四、总结

利用Proteus和Keil进行课程设计对学生来说也是乐于接受的，软硬件都易于修改，减少了开发设计时间，而且Proteus软件可以直观地看到仿真结果或节点的波形，也就是说学生在自己的宿舍就能完成前期的设计工作，不再像以前那样依赖实验室的测试设备，方便快捷，灵活性好。而课题的多样性，也给了学生更大的选择空间，从而提高了积极性和参与性，让学生亲身领会系统分析、设计和调试各个阶段的各种滋味，提高实际应用的能力。

参考文献：

[1]彭勇.单片机课程的教学改革[J].农业网络信息，2006，（6）.

[2]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计（第3版）[M].哈尔滨工业大学出版社，2008.

[3]葛浩，林其斌.单片机课程设计教学改革与实践[J].实验技术与管理，2011，28（10）.

[4]李雪莲，时谦.基于软件仿真和硬件电路联调的单片机课程设计[J].中国电力教育，2011，（9）.

[5]章万静，刘长荣，形海霞，顾军林.Proteus和Keil联合仿真在单片机教学改革中的应用[J].福建电脑，2010，（4）.

第2篇：单片机课程设计总结范文

关键词：单片机；一体化；教学模式

具体而言，我们提出的单片机课程一体化开放式教学模式包括以下三个部分的内容。

一、合理编排教学内容和顺序

按照如下的顺序开展课堂教学：（1）单片机系统结构和片内资源介绍，存储模式，中断机制、重要寄存器的功能与操作；（2）单片机开发环境介绍，C语言基础回顾，C程序的编辑、编译、下载过程，特别是调试技巧；（3）常用单片机的电路模块，包括液晶、键盘、数码管、数据采集、存储电路、串口通信、I2C接口、电机与继电器控制电路等；（4）在前面所学基础上，将各个单元模块进行集成，搭建一个综合性的单片机系统，该系统整合了前面讲解的各单元，是对所学知识的复习和提高，让学生了解一个中等复杂单片机系统的开发过程。

以上教学内容在编排上应该具有渐进性和层次感，保持学生学习的平滑上升性，以降低学习的难度。

二、贯彻环环相扣、层层推进的一体化教学过程

教学实践需要符合学生的认识规律。在本课程中，后面与前面的知识具有平行性或者平滑渐进性，不但要让学生学到新知识，而且还要让学生学得轻松。我们在教学实施上，遵循由易到难的思路。在教学层次上，从单元到模块、从模块到系统；在教学环节上，从仿真到实验、从设计到制作，逐步增大学习的广度和深度。在课堂学习中，学生已经掌握了基本的单片机设计与电路板制作知识。课程设计环节则重点培养学生利用单片机解决实际问题的能力，教会学生针对具体应用问题查找与选择合适芯片，阅读数据手册，制定系统软硬件设计方案及相关算法并最终实现。通过课程设计，学生可以掌握单片机应用开发的一般流程。此后，学生可以根据自己的经历，针对生活中的焦点问题，自主构想一些合适的解决方案，经与老师协商后可以作为毕业设计的题目。这样的题目是学生主动提出，而不是被动接受，因此完成毕业设计的积极性很高，毕业设计成果具有一定的创新性和实用性，能够起到较好的锻炼能力的作用。

三、构建开放式的教学环境

当前的学习环境相对封闭，仅限于教室、图书馆和实验室。学生回到寝室面对电脑，首先想到的是浏览网页、聊天和打游戏，利用电脑进行学习的意识薄弱。Proteus可以将实践活动从课堂、实验室延伸到学生寝室，拓展学生的学习空间。学生可以在寝室完成单片机的原理图设计、程序编写与仿真、电路板布局与布线工作，而把加工、焊接工作带到实验室或加工厂完成，提高了实验室的使用效率，做到了开放型的实验实训。

第3篇：单片机课程设计总结范文

在教学实践过程中，发现学生在一些课程学完以后，不知如何把课程中的知识应用到实践中。他们往往对学过的课程孤立地来看待，没有将所学课程的知识串接起来，往往造成知识与实践的脱节。这样，他们往往被企业看成是没有做过“产品”或者没有实践经验的学生，这也是应届毕业生在当前就业市场屡遭失败的主要原因。因此，高职应用电子技术专业的教学模式改革势在必行。在教学中要打破学科体系的限制，将知识的获取和技能的掌握过程与岗位需求相融合，建立具有高职特色的应用电子技术专业教学模式。

二、教学改革的设计

针对高职应用电子技术专业核心课程设置存在的一些缺陷，我们对一些课程的教学内容进行适当调整。学生学习完这些课程之后，再开设一门综合实践课程。如电子CAD这门课程主要是学习使用电脑绘制电子电路原理图，所以学生学完后只会在电脑画图，而不能够将画出的图转化成电路板；单片机原理与控制技术和C语言属于理论性比较强的课程，虽然非常重要，但是学生普遍觉得比较枯燥、难懂。为了弥补课程存在的不足，我们将课程的主要知识点抽取出来，在第五学期开设单片机课程设计这门课程，其目的是加深学生对课程知识的进一步理解与掌握，提高学生对所学课程知识进行综合运用的能力。在单片机课程设计这门课程中，学生不仅要会绘制电路图、PCB印制板图，还要亲自动手制作出单片机控制电路的硬件实物，并将编制的软件程序下载到单片机中。以此让学生初步掌握电子产品的设计方法，让学生亲历电子产品设计的全过程，提高学生的就业竞争能力。

三、教学改革内容的探索与实践

将一个真实的项目设计任务贯穿整个教学过程中。把整个设计任务分成五个部分：图纸设计（电路原理图、PCB印制板图）、热转印法制作PCB线路板、硬件的焊接与调试、编写C语言程序并使用烧录器烧录程序、整机综合调试与故障查找及分析。项目的每个部分都是真实任务的一部分，每个部分的教学内容都是不同的。在教学中注意强调后续内容与当前任务的联系与衔接，并将当前电子产品设计中常用的设计方法与经验传授给学生。在教学中，学生以设计任务为主，通过教师的引导启发学生的思维，引导学生自主学习、探究式学习，充分调动他们主观能动性。让学生通过图纸的设计、PCB板制作、程序的编写和整机综合调试等教学环节的学习，掌握实际产品开发的全过程。四、教学模式改革实例结合专业特点可设计如下任务：单片机控制的30秒倒计时定时器、单片机控制的电子音乐播放器、单片机控制的双音门铃和电子时钟等。下面以“单片机控制的30秒倒计时定时器”设计任务为例来具体介绍教学改革实践方案。课程开始，首先将制作好的硬件实物演示给学生，激发学生的兴趣。然后将要制作的课题（包括电路图、主要技术要求、PCB线路板的尺寸和单片机型号AT89S2051等主要内容）交代给同学们，使学生明确任务。接下来围绕课题展开后续的五部分任务：第一部分，用电子CAD画出电路图，设计出PCB印制板图。电子CAD绘图课程应用于实际制作中，学生感觉学过的课程有用且能够解决实际问题。第二部分，学习使用热转印技术，制作PCB印制板。学习并掌握目前工厂产品开发制作PCB板的方法，使学生掌握一线的开发产品技能。第三部分，根据课题技术要求，用C51语言编写出功能程序。这是课程的一个重点，通过具体的产品功能控制要求，有针对性地学习用C51语言编程，学生感到学习内容具体，便于理解，并达到了使学生很快进入到C51语言后续内容学习中的这样一个效果。第四部分，焊接电路，调试硬件电路。学生通过调试电路，发现了焊接和电路元件质量存在的问题，锻炼了学生的发现问题、解决问题的能力。第五部分，将单片机的功能程序下载到单片机中，进行整机综合调试。这是课程的另一个重点。通过整机综合调试，解决了硬件调试中发现不了的硬件故障问题及软件编程中一些逻辑错误等问题，提高了学生编程水平和程序调试能力。课程的五个部分主要以实践操作为教学手段，每个阶段结束，根据学生的学习与实践，都有一个阶段成绩，最后一次学生拿出完整的作品，并写成课程设计报告。五次成绩和课程设计报告作为综合成绩。根椐多年来的教学实际，学生学习成绩的优秀率在35%左右，95%左右的学生能够基本掌握产品设计的基本知识和技能。本课程是基于产品设计案例教学模式的探索，可总结经验，摸索规律，推广到电子课程设计、电子装接等课程的教学中。这一教学模式可提高学生就业能力，使学生毕业后就可以胜任相关的工作岗位，为从事相关岗位的工作打下基础。

第4篇：单片机课程设计总结范文

关键词： 《单片机应用技术》课程教学 课程改革 具体思路

1.引言

《单片机应用技术》是电气工程及自动化类专业的核心专业课程，也是一门硬件与软件相结合的实践应用性极强的综合性课程。这门课程涉及数字电路、微机原理、汇编语言程序设计等相关知识，逻辑严谨、内容抽象，不容易理解。教好《单片机应用技术》这门课程，是对教师在学识、能力、技巧诸方面的一种严峻考验。目前，我校电专业《单片机应用技术》课程教学普遍存在的问题是，大部分学生在掌握基本理论的基础上，只能看懂教师写的程序，自己动手编写程序普遍比较困难。因此，课程教学改革的目标是让学生能积极动手，将所学的知识运用到单片机产品的设计开发上，能独立设计制作一般的单片机控制电子产品，使这门课程成为学生所感兴趣的课程。笔者以“培养学生分析问题、解决问题的能力，提高实践动手能力”为目标，在《单片机应用技术》教学中从课程教学内容、教学方法、考核方法三个方面作了一些探讨。

2.教学内容的探讨

在单片机课程教学过程中，将单片机应用系统作为教学主线贯穿始终。在讲授第一堂课时，首先向学生展示并演示单片机应用系统在日常生活中的典型应用实例，如电子时钟系统、音乐电子琴系统等。通过演示学生建立了单片机应用系统的初步概念，直观地感受到了单片机应用系统的实际应用，从而明确了本课程学习的目标。

改革教学内容，最重要的是对教学内容进行精选，突出实践性环节。在教学中，教师应力求做到纵观全书，抓住关键，突出重点，解决难点；把主要时间花在讲解重要概念、基本原理和基本方法上，注重讲清难点，分析并引导学生掌握课程内容的内在关联性，而不是把一本书一堂课从头讲到尾。

《单片机应用技术》课程体系包括理论知识讲授、实验和课程设计三大部分，理论知识64课时，实验12课时，课程设计2周。在理论课教学中，按照“理论教学以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，精选教学内容。单片机理论讲授涵盖的内容包括以下几个方面的内容：

（1）单片机概念、发展概况、以51为核心的MCS-51系列及其广泛应用。

（2）MCS-51单片机的逻辑结构，信号引脚，以及内部存储器；单片机的I/O口的功能，以及时钟电路与时序、复位方式和复位电路。

（3）单片机的寻址方式、指令系统和伪指令。

（4）程序设计的基本方法，要求学生能独立编写一些简单的程序。

（5）中断的基本概念、中断源、中断控制、中断响应过程；定时/计数器的功能、控制寄存器及工作方式的应用。

（6）串行通信的基础知识；MCS-51单片机串行口的UART结构及串行通信控制、MCS-51单片机串行口通信工作方式及其应用。

（7）I/O口的直接使用，I/O编址技术和I/O控制方式、简单I/O扩展及用8155可编程接口芯片实现I/O扩展。

（8）键盘的接口设计和程序设计、LED显示器的接口设计和程序设计。

（9）存储器扩展机构及其实现、程序存储器和数据存储器的扩展及其地址映像范围。

（10）单片机与A/D、D/A转换器的接口及其应用。

在设计实验教学时，针对教学要点设计实验内容，引导学生用不同的方法实现同一个任务，让枯燥的理论知识融会贯通到实践中去。具体实验安排为：单片机实验箱、仿真系统的认识；广告灯实验；定时/计数器实验；中断系统实验；数码管显示实验；串并口实验六个实验。

两周的课程设计是学生进行单片机应用能力的综合训练，是建立在学生已学完理论课程及实验教学和相关课程之后所进行的综合实训。可给出若干题目，学生按照长处、性格，采取自愿的原则，组织若干个小组。在实施过程中，要求严格按照软件工程的要求，完成实物的制作。要求给出具体的阶段计划、人员分工、设计说明书、原理图、PCB图、程序、测试计划、测试方案、测试结果等。学生通过设计初步了解项目立项、方案论证、电子元器件的选型和焊接、硬件设计、软件设计、系统调试等全过程，充分发掘学生的潜能和创新意识。另外，组织学生到实习基地实习，通过多种形式的实践环节，着重培养学生对于单片机系统的综合分析能力和实际应用能力。

3.教学方法的探讨

在教学方法上，教师不仅要向学生传授知识，更要教会学生学习的方法，培养学生的知识处理及知识转换能力和分析问题、解决问题能力及创新能力。

（1）在讲解一个新的理论时，强调以实际应用引入理论体系。以一个具体的项目实例为主线，理论教学和实践教学均围绕如何实现这个项目进行。

比如在讲MCS－5l单片机汇编语言程序设计时，通过具体的课题提出问题，比如“广告灯如何控制？”“十字路通灯如何控制？”在讲定时计数器时，给学生提出“电子钟如何实现”的课题。每一章节围绕“提出问题，思考问题，解决问题”的思路，使学生达到理解和灵活应用知识的目的，引导学生在不同的设计方案中寻求设计程序的最佳方案，激发学生的学习兴趣和成就感。学生在学习单片机知识的同时学会解决实际工程应用问题的思路和手段，通过采用“教”“学”“做”合一的方法，笔者不仅向学生传授了知识，而且教会了学生学习的方法，锻炼了学生动手能力。

（2）在教学手段上，多媒体教学和板书教学相结合，教学内容中涉及逻辑图、原理图、结构图等图、表之类的知识时，采用多媒体教学更加直观，比如单片机内部逻辑结构、中断控制系统等内容采用多媒体教学。另外，用MCS-51仿真软件直接在课堂上对程序进行运行调试、与理论配套的相关器件的演示等。基本的重要的概念反复强调，贯穿整个教学活动。

（3）硬件和软件结合紧密是《单片机应用技术》课程的特点之一。在教学上笔者采取了一些教学方法，比如直观教学法。在介绍“什么是单片机”时，将单片机芯片实物展示给学生，使学生了解到在这样一个小小的集成电路芯片中集成了微型计算机的主要部件，用这种方法给学生建立起单片机的感性认识。在硬件知识的讲解上，力求教学内容的条理性。比如，在讲授“单片机中断系统”时，画出中断过程结构图，将中断系统所有的知识点全部标识在结构图中，按照“中断源―中断控制寄存器―中断响应―中断处理―中断返回”的思路讲解中断系统，使学生有一个明确的学习思路。

在讲解“程序设计”这一章时笔者作了这样的处理：在顺序、分支、循环三种结构的程序中各举一个例子，重点放在讲述解题思路上面，而将其它各种类型的程序设计的内容放在习题课中进行讲解。这样使得学生能够及时将所学的理论应用于实践，使前面提到的教学规划得以实施。

（4）在组织课堂教学时，注意调动学生的主观能动性，启发学生，多用提问的方式，让学生自己动脑筋解决问题。在每一章节中为几个知识点设计提问和讨论，使学生不是完全被动地听课，而是边学边想、边学边问。另外，交互式教学方法在实践中也是切实可行的。以学生为中心，进行分组教学，这样既可以提高学生的自主性学好知识，又可以因材施教，更可以提高学生的团结与协作能力，而这种能力在产品开发过程中更是不可缺少的。

4.考核方法的探讨

目前的考试形式尚存在诸多问题：

（1）考试内容不合理。考试内容局限于教材，每到期末复习时给学生划范围、定重点，这样助长了一部分学生的惰性，有些学生会认为平时可以不来听课，只要最后一节复习课来了划好范围就能过关，造成了学生实际掌握知识的程度和卷面成绩不相一致的后果，严重降低了教学质量和教学意义。

（2）考试方式单一。考试闭卷多，开卷少；笔试多，口试、答辩方式少，理论考试多，技能、操作、实践能力考查少；一次考试定结论多，数次考试综合评价少。

（3）考试题型不合理。客观性试题比例大，而综合性题少，这很不利于学生思维、分析、综合能力的培养和创新精神的形成。

针对以上几点问题，笔者对《单片机应用技术》课程的考核方法的改革提出以下几点思考：

（1）丰富考试方法。根据《单片机原理及应用》课程的特点，我们可以采用笔试、口试、做设计、写论文、进行实际操作，以及开卷、闭卷等多种方式。考试如果能够强调能力，必然会引导教学走上“打好基础、培养能力、发展智力”的正确轨道。

（2）改革考试成绩评定分布。考前不划重点，严肃考场纪律。坚持集体阅卷，阅卷后对试卷进行分析。平时成绩占40%，包括出勤、作业、课堂回答问题的能力；实验占30%，包括实验报告成绩及实验考试成绩。这些在课程开始即告之学生。由于平时成绩占比例较高，学生从一开始就会注意避免重理论、轻实际，重考试、轻能力的倾向。另外，教学结束后，教师根据学生的专业，以及学习情况让学生按要求完成一个综合设计实验，作为学生本门课程总成绩的加分项。

（3）合理分配考试题型。针对大纲的要求，教师应合理分配客观题目和主观题目的比例，注重考核学生熟悉运用知识的能力。

（4）建立考试结果分析制度，不断总结教学经验。当发现问题时，教师应及时纠正，拓宽、疏通教学质量的有效反馈渠道，建立健全沟通机制。

5.结语

《单片机应用技术》是高职电专业学生一门重要的技术课程，学好该课程不但要掌握硬件知识，还要掌握软件知识，是学生感到最难学的一门技术课之一。笔者本着激发学生的学习兴趣，扩大学生的知识面，培养学生的创新精神的原则，提出了《单片机应用技术》课程改革的具体思路，所探讨的教学的内容、方式和考核方法已经部分在实际教学过程中得到贯彻，有了一些初步的成果。《单片机应用技术》发展极快，要讲好该门课程，教师要具有相当的实践经验和科研能力，并且要不断地学习充实自己。教学是一门艺术，教学过程是一项复杂的系统工程，要建立一个完善的、更加合理的单片机课程教学体系，我们还需要不断地进行探索和实践。

参考文献：

［1］谢敏.单片机应用技术［M］.北京：机械工业出版社，2008.

第5篇：单片机课程设计总结范文

关键词：单片机教学改革；机器人；项目式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）29-0051-02

一、引言

《单片机技术》是高等学校电子通信专业的一门重要的专业课。单片机具有结构简单、抗干扰能力强、功耗低等特点，被广泛应用于数字控制、智能传感器、遥感技术等领域，是现代科技不可缺少的关键技术。在家电、通信行业中，尤其需要单片机方面的人才，调查表明，掌握单片机技术的高等学校学生在毕业后，不管是在就业率方面还是满意度方面都是相当高的。

然而，要学习好单片机这一技术需要较好的模电与数电的基础，还需要一定的编程能力，传统的教学模式在组织内容上让学生感觉到非常难学，学生通常是一开始抱着极高的兴趣，但觉得无从入手，到后来渐渐地失去兴趣这样的恶性循环。因此，单片机课程的改革成为各个高校重点改革的课程之一。

二、单片机技术教学存在的问题

目前几乎每个工科院校都设有《单片机技术》课程，按照用传统的教学模式是：先基础后应用。从单片机硬件结构开始到汇编指令系统，接着是系统扩展与接口技术，还有的高校会增加课程设计。学生一开始接触单片机就从最抽象、最枯燥的硬件结构与汇编语言，如果学生的基础与理解能力不够的话，学习起来就会非常吃力，这也是很多学生对《单片机技术》这门课程不感兴趣的原因之一。

另外，在传统的教学中，理论教学部分远远多于实践教学，而实践部分往往也是教材规定的几个实验项目，学生照着接线输入程序就完成了，学生完成的更多是一种验证性的工作，导致学生缺少主观能动性，在学习的积极性与自主创新上大打折扣。

以上单片机课程在教学过程中存在的问题必须得以改革才能更好地让我们的学生学习和掌握单片机技术。

三、基于机器人工程对象的单片机教学改革

1.利用轮式机器人平台项目式教学。机器人的控制核心是单片机，控制对象直观，也极具趣味性，因此很适合作为单片机的学习载体。在各种机器人中，轮式机器人结构简单清晰，控制难度不高，可搭载多种传感器实现多种智能控制，扩展性很强，充满了趣味性，非常适合单片机初学者学习使用。

轮式机器人可根据控制轮子的数量分为四轮、六轮等轮式机器人，轮子数量直接关系到机器人的复杂程度，比如六轮的玉兔月球探测车相当复杂。作为学生学习的轮式机器人，力求结构简单、容易理解，因此底盘可采用三轮结构，其中两轮作为驱动轮和一个随动轮作为支撑。驱动电机采用舵机控制，控制方式是脉冲宽度控制正转、反转与静止，主控制板采用PCBA形式组装好单片机、通信模块烧录接口等，扩展使用排针与面包板外接传感器或扩展模块。

轮式机器人的硬件上，除了底盘舵机的接线已经固定外，各种类型的传感器需要学生使用面包板，自己进行设计安装，也可以通过扩展模块进行传感器的拓展。扩展内容包括有简单的开关信号、光电管的使用到复杂的颜色传感器等，改变了传统教学的纯理论学习+实验的模式，学生在动手调试程序与硬件的过程中，即做即得，这样不仅加强了学生的动手能力，也大大提高了学生的学习积极性。

2.C语言代替汇编语言。传统的单片机教学通常以汇编语言进行讲解，使用汇编语言的优点是结合硬件，使得学习者能彻底地掌握单片机的运行原理，打好良好的基础。正因为汇编语言有这样的显著优点，现在仍有不少高校以汇编语言进行单片机教学，但是汇编语言抽象难懂，要求学习者有较强的硬件基础与逻辑思维，不少初学者在接触单片机就遇到如此难懂的汇编语言使得他们的学习积极性大打折扣，从而影响后续的学习。

C语言是高级编程语言，是最普遍的编程语言之一，它具有良好的移植性，可以在不同平台上实现移植，例如51单片机可以使用Keil C进行单片机的程序编写，C语言的程序易读易懂，极具结构化，在程序的编写上比汇编语言要简易很多。目前，绝大部分的电子工程师在使用单片机时都采用C语言编程，而且单片机厂家也提倡工程师使用C语言编程，也提供了大量的源代码，使得开发速度大大地提高。正因为如此，不少高校开始采用C语言进行单片机教学。

由于C语言移植性非常强，即平台的依赖性不高，使得程序员不需要十分熟悉单片机的硬件结构就能进行程序的编写，但作为学生的单片机学习，对硬件结构的掌握是十分必要的，因此，通过轮式机器人平台的使用，加强了对单片机结构的认识，可以弥补学生在硬件结构学习上的不足。

在轮式机器人的使用过程中，除了与汇编语言相近的I/O使用、延时、条件判断、循环、中断等内容，还有C语言的函数、数组、指针等内容，通过机器人的控制结合单片机CPU的结构特点进行学习与设计。例如：使用数组对轮式机器人的行走进行控制，在数组数据类型的选择、数组成员的多少等，都与单片机的RAM结构有直接的关系，学生通过修改这些参数查看程序状态来认识单片机的内部结构。

相比汇编语言，C语言在编程效率上有明显的优势，可以快速的完成程序的编写，在教学实践中，不少学生积极发挥主观能动性，自己编写函数、修改例程、完成不同的任务，而在以往的汇编语言的教学中，只有少部分学生能完成类似的任务，由此可见单片机C语言是现代单片机教学改革的一个重要部分。

3.过程考核。在传统的单片机教学上基本都采用试卷考核的方式，或者采用课程设计的方式，在考核方式上比较单一、片面，也很难对学生阶段性的学习进行总结评价，考核方式务必进行改革。

在轮式机器人的单片机教学中采用过程考核与期末考核相结合的方式，过程考核中以具体项目的完成情况进行考核。考核过程包括：（1）学生自评，根据设计的项目，学生对自己的表现做一个总结；（2）小组互评，学生以评委的角度对其他学生评分，可以使得学生培养团队合作精神并且可以取长补短；（3）教师评价，教师进行总结评价，对个别表现突出，有创新性设计的同学进行点评，带动其他同学的积极性。

期末考核从课程中的项目选取具有代表性的任务作为考核内容，采用抽签的方式，学生抽到随机的任务后，选取相应的传感器在面包板搭建电路，编写程序，最终实现任务的要求，完成工程文件（画电路图、元件清单、程序流程图）。教师对学生考核的过程打分，实现考核。

在教学过程中采用过程考核与期末考核结合的方式，使得学生的积极性大大地提高了，无论从学生的理论和实践上都能取得良好的效果。

四、总结

传统的单片机教学模式存在不少缺点，本文使用轮式机器人与C语言作为单片机的学习平台，采用项目式教学，考核上采取过程考核与期末考核相结合的方式对单片机课程进行改革，在进行了一年的单片机教学改革后，明显发现了学生在学习积极性上得以明显的改善，学生的创新能力与实践动手能力都得以提高。实践证明，基于机器人工程对象的单片机教学模式是单片机教学改革的一种尝试，而且有一定的效果。

参考文献：

[1]宋锦.单片机教学中培养学生创新能力探讨[J].中国成人教育，2006，（05）.

[2]叶爱芬，王旺迪.论工学结合模式下的单片机教学改革[J].科技信息，2011，（11）.

第6篇：单片机课程设计总结范文

（一）教材选取不合适，不便学生自学

由于三本院校特殊的办学体制，大部分教师和教学管理人员来自一本、二本院校。教师在确定主讲教材时，往往依照个人喜好，驾轻就熟，选择自己曾在一本、二本院校使用过的、内容熟悉的教材，这使三本学生在课上跟不上教师，而课后自学中又会遇到理解上的困难，对重点把握不准确，对难点理解不透彻，久而久之，学生根本就不想听，厌学情绪随之产生。

（二）教学内容过多，课堂信息量过大

选取合适的教学内容既是教学活动本身的一项重要任务，也是迫于课时减少、学生基础薄弱的现实需要。随着素质教育的推进，很多三本院校为了增加人文修养、艺术欣赏、竞技体育、社会公益等方面的学习时间，压缩了专业课的课时。教师在面对学生基础薄弱、课时减少这两难问题时，精选教学内容，控制课堂信息量，制订出适合学生的教学计划就显得相当重要了。

（三）理论与实验分离，教学效果不高

传统的单片机原理与应用教学方法是先讲基本理论、基本原理，然后开展实验、课程设计等，在教室进行理论、原理教学，在实验室进行实验教学。这种教学模式将理论教学和实验教学从时间和空间上分隔，并分别由不同的教师指导。教学中理论与实验无法较好地联系起来，实验无法直接、直观地促进学生对理论知识、基本原理的理解，理论知识也无法高效地指导学生开展实验，影响了学生的学习效果，降低了学生学习兴趣。

（四）实验内容固定，学生发挥空间小

长期以来，单片机原理与应用实验内容固定，且多为验证性实验。对于实验教学，绝大多数高校都采用实验箱进行，实验箱上模块固化，实验中学生只需编程、编译、下载，拔插几根导线，就可以观察实验结果。在教师的演示下，学生很容易掌握整个操作流程，甚至不需要对实验原理进行过多的思考，就可以得出预期的实验结果。同时，由于实验箱硬件固定、程序雷同，实验报告相互抄袭严重。如此一来，时间花了，实验也做了，但留给学生发挥的空间小，学生的实践动手能力难见长进，实验教学未能很好地培养学生的单片机应用技能。（五）教学方法老套，无法适应三本院校学生个性特点由于三本院校属于民办院校，教师待遇不如公办院校，教师流动性较大，教师年龄出现两极化。年长教师的教学方法老套，中规中矩，与90后的大学生的个性特点不完全吻合，教学效果欠佳。而年轻教师，由于缺少系统的教育理论培训，教学经验不足，对课程中的重点把握不准确，对难点讲解不清晰、不透彻。这样一来，教师的讲解不能帮助学生理解，无法提高学生的学习效果，让学生觉得听和不听一个样，并逐渐导致学生厌听、厌学、上课玩手机、打瞌睡等不良后果。

二、教学探讨

（一）精选主讲教材，让学生多一位老师

教材的选取不仅要便于教学，更重要的是要便于学生自学。这一点非常重要，但常常被忽视。对于大部分学生来说，课堂学习还不能完全将重点知识透彻理解，必须借助于课后的自学，这一点，三本院校的学生尤其突出，所以推荐一本便于学生自学的教材是相当重要的。

（二）甄选教学内容，高效利用课时安排

甄选教学内容是教师备课活动的重要组成部分，是压缩学时情况下仍能提高教学效果的前提条件。在教学内容的选取上，必须考虑以下几个原则：第一，基础性，即本专业、本课程中最基本的、最重要的内容不能舍。第二，完备性，即选取教学内容时，要通览人才培养方案，把握前导课程和后续课程的内在联系，注重基本专业理论的完备性，那些对后续专业技术学习有重要支撑的内容不能舍。第三，时代性，即与时下工程技术应用联系紧密的内容属于必须学习的内容，该部分内容既能帮助学生更加透彻地理解所学的理论，又有助于消除学生心目中“理论无用”的错误认识。

（三）增加演示实验，激发学生学习兴趣

在单片机原理与应用教学过程中，教师可开展课堂演示实验。演示作品可教师亲自制作，也可以选用高年级学生的课程设计作品，或者高年级学生参加电子设计大赛的获奖作品等等。课堂上通过演示实验、播放视频及图片资料加强学生学习的直观感。另外，通过高年级学生获奖作品，实例证明单片机不仅有用，而且易学，帮助学生克服学习上的畏难情绪。

（四）建立开放性实验室，给学生更多探索的机会

实践教学是单片机原理与应用教学的重要组成部分，对培养学生的单片机应用技能、动手能力等起着关键作用。在课程教学中，可以通过强化实践教学环节、完善实践教学体系、创新实践教学方式等来实现对实践教学的优化。增加实践教学的学时、学分，着力抓好单片机原理与应用课程设计，适当增加毕业设计中单片机相关题目的数量，实行真题真做。建立开放性实验室，让想钻研的学生有机会进入实验室。配备优秀师资，提供大量器材，鼓励学生制作自己的单片机系统。

（五）工学结合，满足学生创新欲望，增加学生成就感

在单片机原理与应用教学中，应当充分利用校内、外不同的教育环境和教学资源，根据企业对单片机应用人才的需求状况和基本要求，把课堂教学和实际工作有机结合，使学生所学能满足企业所求。开展深度校企合作，形成多元的教学方式，满足学生的个性化需求，激发学生的创新热情，促进卓越人才脱颖而出。采用工学结合、校企合作的培养方式，能让学生更快、更直接地将所学知识应用于企业生产，既促进了学生的深度学习，又增加了学生的成就感，改变了“学与不学一个样”的错误认识，让学生充分认识到“知识就是力量”。

三、总结

第7篇：单片机课程设计总结范文

关键词:单片机;MCS-51;C8051F;汇编语言;C51;研究型教学

单片机是典型的嵌入式微控制器,在工业控制、机电一体化、通信终端、智能仪表、家用电器等诸多领域应用广泛。国内高校的一些相关专业在20世纪80年代末就开设了单片机原理及应用课程,并成为电气信息类、机械类等专业的专业核心课程。因为单片机在实际生活中广泛应用,该课程在培养环节中都被定位在理论与实践并重,着重培养学生开发实际应用系统的能力。

目前,国内单片机原理及应用课程多以传统的MCS-51为主讲机型。然而随着时间的推移和技术的进步,单片机已经有了很大的发展,从最初的低性能阶段发展到高性能的新一代阶段。在实际应用中,虽然8位单片机仍然是主流,但并非是传统的MCS-51。有许多公司开发了与MCS-51兼容的新一代8位单片机,其片内资源更加丰富,使用也更加方便,已成为真正的片上系统(SOC)单片机。

单片机原理及应用课程要真正在培养环节中起到培养学生开发实际应用系统能力的作用,就应该与时俱进,更新教学内容和方法。近年来我们以相关科研开发为依托,更新了单片机课程的主讲机型,在教学方法上也进行了一些探索,本文是对我们多年教学改革的一个总结。

1课程教学内容的改革

1.1主讲机型的更新

目前,市场上存在许多与MCS-51兼容的高性能8位单片机,既提高了性能又保持了与传统MCS-51的兼容性。Silicon Laboratories公司的C8051F系列就是其中之一,我们在近年来的科研开发中多次使用该单片机作为微控制器,并于2005年将该单片机引入到本科教学当中,替代传统的MCS-51,成为课程的主讲机型。

C8051F是完全集成混合信号的片上系统,具有与MCS-51内核及指令集完全兼容的微控制器。Silicon Laboratories公司具有自主产权的CIP-51内核,采用流水线执行方式,使其运行速度高达100MIPS。C8051F除了具有标准8051的数字外设之外,片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。C8051F020是其中的一款典型型号,其内部结构如图1所示。

1.2编程语言的更新

单片机应用系统开发的传统语言是汇编语言。汇编语言也是传统单片机课程中讲授的编程语言,但汇编语言存在编程困难、可读性和可移植性差等缺点。

目前,单片机应用开发人员大多数选择目标代码与运行速度都与汇编语言相差不多,但编程相对容易、可读性和可移植性较强的C51语言。因此,我们在教学中引入了C51语言作为该课程的主要编程语言。传统的汇编语言并不能完全抛弃,因为在存储空间小、实时性要求高的场合仍然需要用汇编语言编程。所以,我们在教学中采取以C51语言为主兼顾汇编语言的方式组织教学。

1.3实验方法和手段的更新

传统的以MCS-51为主讲机型的单片机课程,其实验模式多采用“PC+专用仿真器+目标实验板”的方法,如图2所示。

这种方法的开发过程总是先设计、制作和调试好硬件,同时进行软件编程,在调试好硬件电路板之前,对软件最多仅能进行纯逻辑和计算的调试;只有在已调试好的硬件上,才能进行系统应用软件的调试,随着时钟频率的提高和封装形式的复杂化,这种模式已越来越难胜任实际开发工作。目前替代的基本方法是借助于JTAG接口构成JTAG调试器,直接从CPU获取调试信息而使得产品的设计简化,如图3所示。

图3采用JTAG接口的单片机调试环境

根据原有单片机实验系统的使用经验,我们提出新的单片机实验系统方案。与新华龙电子有限公司合作,设计出了NCD-CIP51F020系统实验设备,该系统由SOC单片机集成开发环境(IDE)、可用于以太网测控的NMC-20XX核心模块和系统实验板三部分组成。应用该设备可完成单片机系统的基础实验和较为复杂的应用系统实验,如高速数据采集、嵌入式Web等。集成开发环境可以使用Silicon公司自己的Silicon Laboratories IDE,也可以采用流行的Keil uVision2[1]。

2基于研究型教学的教学方法改革

2.1研究型教学概述

传统的教学模式是以教师灌输为主的“填鸭式”教学,其特点是进度快、覆盖内容多,但其弊端也是显而易见的:模式化的课程安排和教师单向传授的教学方式难以激发学生的学习兴趣和积极性,忽略了师生的交流和学习效果的验收,限制了学生的批判性、创造性思维和独立思考能力的发挥,使学生陷入思维惰性,不能主动地安排自己的学习,难以培养自己各方面的技能。

研究型教学是相对于这种传统的以单向性知识传授为主的“填鸭式”教学模式而提出的,是融学习与研究为一体的教学模式。研究型教学以学生为中心、教师为主导,教学内容注重研究深度,采用讨论式、启发式、案例式、问题式等多种教学形式。在研究型教学中教师扮演启发、引导和评价的角色,激励学生主动学习。这种教学方式将学生由被动的知识接受者转变为主动的知识探究者。通过研究型教学,学生可以得到多方面能力的培养,包括提出问题、分析问题、解决问题和评价问题的能力,团队合作精神、有效交流沟通和表达的技能以及批判性和创造性的思维能力。

“授人以鱼,不如授人以渔”。研究型教学正是实践了这种思想,它强调学生的自主性,通过探究的过程激发学生的学习兴趣和积极性。教师的任务不仅仅是传递知识,而是在遵循认知规律的前提下,合理设计教学内容,指导学生进行研究,创造一种双向互动、不断探索未知领域的学习环境,开发学生的潜能,激发学生学习和创造新知识的独立性和主动性,提高创新的能力[2]。

2.2取材科研,编写创新教材

研究型教学要求教学内容与实际生产、科研相结合,内容不能过于陈旧,尤其是更新速度极快的计算机硬件技术。目前,国内多数高校的单片机课程还是以MCS-51为主讲内容。正如前面所述,目前单片机相关的科研开发多使用与MCS-51兼容的高性能8位单片机。我们结合近年来的科研情况,以C8051F为主讲机型、以C51为主要编程语言,编写了《C8051F单片机原理及应用》教材,2006年由中国电力出版社出版;2010年改版为《SOC单片机原理及应用》,由清华大学出版社出版。教材中的主要实例都取材于近年来的科研课题,除了面向每个功能部件的简单实例外,还讲述了几个大型综合性实例,多数实例稍加修改就可以应用到不同的项目中去。新的教学内容深受学生欢迎,学生的学习兴趣较以往有了较大提高。据了解,目前国内已经有不少高校对单片机课程进行了改革,摒弃传统的MCS-51,主讲新一代与MCS-51兼容的单片机,市面上也出现了多本介绍C8051F的单片机教材,这说明我们改革的方向是正确的,是得到同行认可的。

2.3课堂与实验教学方法的改革

结合对研究型教学方法的理论研究,我们将研究型教学方法的一些常见形式,如基于问题的学习(Problem-Based Learning,PBL)、案例研究(Case Study)、项目学习(Project-Based Learning)等在单片机课程的部分教学内容中进行了实践。在教学过程中,设计了部分研究课题,采用分组讨论、多人合作、提出问题、解决问题、实验验证等过程,既解决了问题,又掌握了教学内容。比如,多机通信既是该课程的教学难点又是实际应用中的重点。我们就将该部分多机通信的要求告诉学生,然后五人一组让学生去讨论多机通信中有哪些问题要解决,自己有何解决设想,C8051F是如何解决的等,最后编写出实现多机通信的程序到实验室验证;同时配以完善的考评措施,同学们都能积极主动提出问题,认真讨论。通过这样的过程训练,对知识的掌握远比单纯的以教师为主的单向灌输要好得多。

在实验教学方面,精简验证性实验,加强设计性实验,对设计性实验采取预先写好程序、在同学间相互交流讨论、实验室一人一机、老师严格考评并计入平时成绩等方式,采取这种方式后实验效果大大增强,真正起到了锻炼动手能力的目的。课程组还开发了一些大型的综合性、设计性实验项目,用在课程设计环节。课程设计中提供多个课题让学生自由选择,仅提供基本资料,然后让学生自己制定设计方案,遇到问题与老师或同学交流讨论,最终设计完成。

2.4课程考核环节的改革

改革前,都是课程结束后的闭卷考试决定最终成绩。但是C8051F结构复杂,内部资源丰富,仅特殊功能寄存器就有120多个,不可能采用闭卷考试形式。因此采用课程结束后开卷考试,同时增加平时成绩在课程最终成绩中的比重(占30%)的考核方案。平时成绩是对实验完成情况、平时讨论情况、作业情况以及出勤情况等的综合评定。

3结语

我校以C8051F为主讲机型、以C51为主要编程语言,对单片机原理及应用课程的教学内容进行了更新,该做法正得到越来越多高校的重视与认可,目前已有不少高校摒弃MCS-51,转为对新一代高性能单片机的讲授。同时,改革了传统教学方法,对研究型教学方法进行了研究与实践。教学内容和方法的改革深受学生的欢迎,对学生的培养起到了积极作用。主编的《C8051F单片机原理及应用》获校精品教材,“单片机原理及应用”获校级精品课程,并有几个教研项目获得校级立项。

参考文献:

[1] 鲍可进. C8051F单片机原理及应用[M]. 北京:中国电力出版社,2006:11-16.

[2] 赵卫东,李铭. 研究型教学对大学生创新能力的影响[J]. 计算机应用,2009(4):3-5.

Education Reform of Principle and Application of Microcontroller Based on C8051F

ZHAO Nian-qiang, BAO Ke-jin

(School of Computer Science and Telecommunication Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

第8篇：单片机课程设计总结范文

关键词：单片机原理及应用；教学改革；CDIO工程教育理念

作者简介：王金波（1976-），女，黑龙江依兰人，黑龙江科技学院机械工程学院，副教授；姜华（1976-），男，满族，辽宁凤城人，黑龙江科技学院电信学院，工程师。（黑龙江 哈尔滨 150027）

基金项目：本文系黑龙江科技学院教学研究项目“基于CDIO理念的单片机课程教学模式改革与实践”的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0077-03

“单片机原理及应用”是机械、计算机及自动化等专业一门重要专业基础课，该课程多基础、多理论、实践性较强，在教学过程中必须软件硬件结合，强调培养学生利用已学单片机知识解决实际工程问题的能力。但是传统的教学模式存在课程内容设置不合理、教学方法单一、重理论轻实践、理论教学与实践教学脱节等诸多问题，再加上课程内容较抽象，没有直观的教学仪器和设备，学生很容易产生厌烦心理、放弃学习，无法达到预期的教学效果，严重影响了人才培养质量。本文旨在运用CDIO工程教育理念，采用先进的教学方法和手段，切实改善“单片机原理及应用”课程的教学效果，提高人才培养质量，为企业培养“留得下、用得上、出得去”的单片机系统设计及开发人才。

一、传统教学模式存在的主要问题

现阶段，在具体的教学过程中，不但学生普遍感到难学，授课教师也存在许多困惑。问题的症结主要表现在以下几点：

1.课程内容设置不合理

具体的授课内容是以单片机的结构与原理为主线，先介绍单片机的硬件结构，其次是指令、软件编程，然后是单片机系统扩展和各种器件的应用，最后列举一至两个实例。然而，当教师讲到单片机抽象的内部结构、七种寻址方式以及烦杂的111条指令时，大部分学生就已经望而生畏了，渐渐失去了学习的兴趣和信心。实际上，此时课程的核心部分，如软、硬件开发的技巧学生还没有开始学，他们甚至对一个单片机系统开发的全过程都不了解。试想，如此这般的教学效果与课程的教学目标是相背离的，完全抹杀了学生的学习兴趣，同时，对于学生的自信心会造成极大地摧残，同时，为学生以后的学习设下障碍，进而使培养单片机系统开发的技术人才终将成为一句空话。

2.学生存在差异，教学方法单一

自1999年我国高校扩招以来，高等教育规模迅速扩大。然而，扩招使得学生综合素质下降，对专业知识的理解和掌握存在较大差异；尤其是学生的学习质量出现严重滑坡，主要表现在：学习氛围不浓、学习态度不端正、学习方法不科学。[1]同时，教师在授课过程中无视学生个体之间的差异，对学生施以相同的教学方法，主要以单一的灌输为主，无法激发学生的学习兴趣，学生的求知欲、主动学习意识严重缺乏，课堂教学效果很差。

3.实验设备不足，理论教学与实践教学脱节

课程总学时为48学时，其中理论教学44学时，实验环节设置2个实验总计4学时，理论教学与实践环节是脱离的。教学采用的实验设备是实验箱，但只有六个，且部分箱子已经损坏，学生无法进行电路的设计与搭接，只是简单地连线，所以对于硬件设计无法进行锻炼；电脑也只有三台是好使的，学生对软件编程更是无法涉猎。实际上，两个实验就是演示性的实验，学生只是看下效果，同时，没有设置课程设计环节，仅在下学期的期末设置一周（5天）工程实训，而且在后续课程里没有与“单片机原理及应用”这门课相关的课程。据不完全统计，机电专业学生毕业设计有近一半用到单片机相关知识，同时毕业生有近30%从事单片机系统设计相关的工作。由此不难看出，这种实践条件根本就无法培养学生的实践动手能力，严重影响了学生的毕业与就业。

4.教师队伍年轻化

目前，本课程教师大部分是学校到学校的理论型、学术型青年教师；同时，由于教学任务繁重，教师缺乏机会和渠道接触实际的工程项目；对于本学科的前沿知识匮乏；独立承担及完成单片机开发的科研项目能力比较弱。因此，在具体教学过程中，教师理论联系实际的能力一般，很难调动学生学习的积极性，学生的理论与实践脱节，实际动手能力、分析问题、解决问题的能力较差，极大地影响了人才培养质量。[2]

二、CDIO工程教育理念

CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）是由美国麻省理工学院、瑞典哥德堡查尔姆斯技术学院、瑞典皇家技术学院和瑞典林雪平大学等4所工程技术大学发起的一项工程教育改革计划，以产品生命周期上的四个环节――构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）代表四个教育和实践训练环节。换言之，CDIO是产品从研发到运行的生命周期。[3]CDIO改革的主要目标是以C-D-I-O的产品生命周期为教育背景，以工程实践为载体，使学生掌握基础工程技术知识，培养动手操作能力，使学生在新产品的开发过程中引导创新，并理解研究和技术发展对社会的重要影响，承担培养工程科技人才的社会责任。

CDIO工程教育理念是一整套符合工程科技人才成长规律和特点的教育模式，是全面培养发展创新型工程科技人才的有效途径和方法。在“单片机原理及应用”课程教学中运用CDIO工程教育理念，将理论与实践相结合、教育与工程实际相结合、知识与技能相结合，改进课堂教学、启发学生思维、增强学生的思考能力和动手能力，为学生学好后续专业课程、更好地完成课程设计、毕业设计奠定坚实的基础；同时，可强化黑龙江科技学院的“大德育、大工程、大实践”的教育理念，[4]彰显办学特色；能够大力培养思想道德素质高，基础理论扎实、知识面宽、实践能力强，具有创新精神的应用型高级专业人才，为人才更好更快地服务地方区域经济，起着重要的指导作用。

三、教学改革的主要环节

1.制定课程的人才培养目标

深入从事单片机开发及应用企业，了解企业对人才的需求；走访同类院校，进一步搜集、整理“单片机原理及应用”教学中好的做法，系统制订课程的人才培养目标。

2.课程体系的改革

打破原有的课程体系。根据CDIO工程教育理念，构建理论与实践相结合、教育与工程实际相结合、知识与技能相结合的课程体系。

3.教学内容的改革

打破原有以教材内容为主的教学内容。通过对企业进行调研，了解企业对单片机技术人才需求状况，经过座谈、讨论由企业专家和教师共同确定课程面向的工作岗位，形成若干个教学项目，把每一个教学项目分解为若干个学习性工作任务，最后形成以项目为导向、以任务为驱动、将知识传授与能力培养融为一体的教学内容。

4.教学模式的改革

本课程将采用“全过程工学结合”的教学模式，即将传统教学中的教室移至校内实训室，以实训室真实的场景、真实的设备为背景，按照教、学、做一体化的教学模式进行仿真教学，使学生在校内就可进行单片机产品设计与开发等能力的训练，并将职业道德和情感态度有机地融合，为学生毕业与就业的“零距离”对接奠定基础。

5.教学方法和手段的改革

在具体教学环节中，主要采用“任务驱动”、“小组合作学习”及“案例分析”等先进教学方法，让学生“学中做、做中学”，重点培养学生的创新能力、实践动手能力及团队合作精神，同时对学生的人文素养、职业道德和法律知识进行强化。

运用模块化机器人、单片机实验箱及开发板等实训设备，进行仿真一体化教学，将现代教育技术，即PPT技术、Flash技术及视频技术，网络技术引进课堂教学，通过大容量的信息和丰富多彩的形象描述与实物展示，将课程中抽象的内容形象化、真实化，有效地化解教学中的重点和难点，从而提高教学质量及教学效果。

整合、优化实验室现有资源，利用Proteus等仿真软件建立虚拟实验室，继续加强校内实训基地的建设，为学生在校体验单片机系统开发全过程奠定良好的基础。同时，充分调动企业的积极性，建立校企合作机制，采取“校企合作”的方式，建立校外实训基地，实现“校企双赢”的目标。

建立单片机学习网站，让学生课下也能自主地学习和交流。同时，开展学生科研训练计划，使学生接受特定的科学研究方法训练，进而培养学生的工程意识及工程实践能力。

聘请企业专家作为兼职教师，定期开设与单片机系统研发技术相关的学术讲座使学生了解、掌握行业最前沿的科技动态，从而为培养高质量应用型人才奠定坚实基础。

6.评价与考核方式的改革

为了更好地调动学生学习的积极性、主动性，全面客观地考查学生的综合素养，课程采用过程评价与课程评价相结合的方式，即根据学生在学习性工作任务实施过程中的表现、学习成果等进行任务评价，每个教学项目完成后，组织一次项目评价；当所有教学项目完成后进行课程评价。过程评价与课程评价的成绩比重为6∶4。[5]

四、教学设计

有效的教学设计有助于学生开展具体学习活动，纠正学生行为以帮助学生有效地完成学习目标。“单片机原理及应用”课程教学设计坚持以项目为导向、以任务为驱动、基于完成任务的工作过程进行设计；以学生职业能力培养为主线，突出综合素质培养。其中包括：制定教学内容、教学目标、教学方法与组织形式以及评价是否达到教学目标的方法。下面通过具体设计一次课来阐述相关环节。

教学内容――学习项目：模拟汽车转向灯；任务单元：转向灯的闪烁。

教学目标――专业能力目标：了解单片机I/O口的结构，掌握单片机与发光二极管接口电路的设计方法；引入延时的概念，掌握延时子程序的作用。方法能力目标：具备自学能力、理解能力与表达能力。社会能力目标：具备团队协作能力、计划组织能力与安全意识。

教学方法与组织形式――教学方法：在校内实训室，运用多媒体及实验室教学资源，采用“以项目为导向，以任务为驱动”的教学方法，融教、学、做于一体。组织形式：全程采用“任务驱动”的形式，让学生在完成“任务”过程中掌握知识、技能和方法；真正体现教学中学生的主体地位和教师的主导地位；充分发挥学生的主观能动性，培养他们自主学习能力，锻炼他们的创造性思维，全面提升他们的综合素质。教学过程：具体教学过程如图1所示。

情景导入（5分钟）：播放正在路上行驶汽车转向时的视频，引入具体学习项目，分成两个工作性任务，本次课只完成第一个任务――转向灯的闪烁。任务分析（5分钟）：明确具体任务要求――AT89C51单片机作为主控机，用发光二极管模拟汽车转向灯，设计发光二极管与单片机的接口电路，编写软件流程图。小组讨论（20分钟）：学生分小组讨论，自行完成相关任务，教师给予必要指导。任务完成后，选派一组来陈述任务具体完成情况。教师点评（15分钟）：根据学生陈述情况，采用鼓励、赞许等语气进行点评，指出其设计中可取的方面以及存在的不足。同时，对于小组讨论时发现的共性问题进行分析、讲解相关知识。任务设计（40分钟）：其他各组根据教师讲解的相关知识点进一步完善任务，在此基础上完成硬件电路的焊接，源代码的编写、编译、下载以及演示。最后，教师对学生的学习成果进行评价。任务拓展（1分钟）：要求学生利用课余时间，完成单片机与继电器接口电路的设计。回顾总结（3分钟）：由学生总结本次课的重点内容，教师加以归纳、补充。任务布置（1分钟）：布置下次课任务――按键模拟转向开关控制转向灯闪烁，同时，布置预习及查找的相关内容。

与此同时，教师还采用国际通用的PDCA（戴明环）循环管理系统，即Plan（制定计划）、Do（具体实施）、Check（检查与分析）及Action（评价与调整）对整个教学过程进行管理，采取反思性教学，这样每一轮下来都有不同的收获，不但逐渐提升了课堂教学质量，而且自身的教学水平也得到了显著提高。具体步骤如图2所示。

经过全体课题组教师的不断努力，“单片机原理及应用”课程教学改革已经取得了初步成效，教学效果得到了显著提高。通过对黑龙江科技学院2008级和2009级学生进行试验，结果证明学生实践动手能力、主动学习的意识得到了极大增强，由原来的怕学、厌学转变为喜欢学这门课程。课程结束后，一些学生成为本校航模协会、大学生科技协会等社团组织优秀队员；部分学生通过导师制参与到教师的科研项目中，在这一过程中，学生的工程意识、实践能力、创新能力和职业素养得到了进一步的加强，缩短了与企业之间的距离，进而得到了用人单位的认可。同时，教师的教学水平也得到了明显提高，对加强师资队伍建设起到了积极的作用。今后还将继续努力，不断研究、探索更为先进的教育理念和方法，进一步提高人才培养质量，为企业培养更优秀的单片机系统设计开发人才。

参考文献：

[1]陈向奎，李元臣.单片机教学改革的思考与探索[J].洛阳师范学院学报，2012，（5）.

[2]林海鹏，王金波，等.《控制工程基础》课程的教学改革与实践探索[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2011，（8）.

[3]张淑丽，刘胜辉，等.软件工程CDIO综合训练项目设计与执行研究[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2011，（10）.

第9篇：单片机课程设计总结范文

【关键词】工科课程；单片机；实践教学方法

一、工科教学基本情况

单片机是典型的工科科目，是电子、计算机、自动化等本科专业重要的专业选修课，内容涉及51系列单片机的内部结构、指令系统及电路的开发应用等。早期的单片机教学是以理论教学和验证性的实验为主，教学效果不明显。随着实践教学及其改革在高校的深入，在单片机的教学中，要特别加强实践环节的教学。本文主要从单片机实验教学和单片机实训两个方面来探讨单片机的实践教学方法，以期调动学生的积极性和创造性，让学生在充分实践中理解和掌握课本上的理论知识并学会灵活运用。

二、单片机实验教学方法

1.教师讲授实验相关内容并给学生设置层进式的实验目标。每次实验开始前，要求学生首先了解实验的目的，所用到的仪器、器件，实验方法，实验效果等。在实验教学中，教师应该事先了解需要用到或者涉及的理论知识和实验原理，并在实验开始之前用引导式的教学方法给学生讲解。例如，在讲授发光二极管的基本原理、单片机引脚功能以及简单的C语言编程技巧后，通过点亮一个发光二极管的实验，让学生了解到单片机的独立引脚的作用，同理，通过流水灯的实验，让学生知道如何控制成组的单片机输入输出引脚P0～P3。此外，教师必须事先给学生设定合适的实验目标。例如，数码管显示实验，教师先要求学生完成一个数码管的显示；然后再静态显示多个数码管；接着让多个数码管分时显示不同的字符，使得数码管“同时”显示多个不同字符（数码管的动态显示）。通过层进式的目标设定后，学生遇到的问题被分解，难度降低，学生独立实验的能力加强，创造性思维也会被开启。

2.学生自己动手做实验。学生动手环节是实验课的主要部分。实验设备建议用开发板。通常单片机的实验都是从简单的点亮发光二极管和流水灯开始，到数码管的显示、键盘的检测，再到单片机的定时器/计数器实验、串行口实验以及芯片A/D、D/A、存储器芯片读写及液晶显示等。在教师介绍实验设备、实验原理和方法以及常用技巧后，学生可以自行动手实验，在验证理论的基础上，根据教师的鼓励和提示，提出的新的问题并进行创新性的实验内容，扩展实验本身的内容。例如，流水灯的编程技巧，可以使用最直接的给每一个单片机引脚直接赋值再循环的方法，也可以直接给整个P0口赋值，利用自带头文件库的左移右移库函数即可。

3.教师对学生实验过程中出现的问题给予分析、指导和总结。学生在自己动手环节一定会遇到很多问题，有基本的原理问题、连线问题、编程问题或者调试问题等。遇到问题、解决问题是实践获取知识的快捷途径。教师要有较为成熟的经验，能随时回答和解决学生遇到的问题。对于随意短接或者跳接等接线问题，以及不良编程习惯问题一律扼杀在摇篮里。对于学识性的问题，则采取反问设问等启发分析引导方式，将学生不能解决的大问题分解为他们能够解决的小问题，尽力让学生自己独立完成实验。对于学生实验过程中的失误和错误等问题，则可直接指导其从硬件到软件逐一查错排错的方法，让学生学会自己解决问题。最后还要重视实验总结，包括知识点总结，查错排错方法等。例如做完键盘检测实验，总结单键盘和矩阵键盘的检测原理（相同），矩阵键盘检测的编程技巧，检测过程中常见问题及解决方案等。

4.鼓励学生发散式思维、大胆实验创新。每一个人的思维方式都是不同的，教师的方式会给学生一个方向导向，但同时不能忽略学生自己的主观能动性。鼓励学生大胆试验创新、百花齐放百家争鸣，能够达到更好的实验效果。例如，在做电子时钟的实验时，有些同学选择用数码管作为显示器，有些同学选择液晶显示器；另外，在时分秒的编程显示和中，每个学生都可以按照自己的方式来定义键盘和选择时分秒的显示方式。

5.写好实验总结报告。实验是一个过程，实验报告是对该过程的总结、是实验成果的书面提交。实验报告必须要认真严肃对待，它也是良好科研能力的体现。实验报告书写，一方面能够加深学生对实验的认识，另一方面它也是科研能力、书面表达能力良好培养和体现。实验报告内容一般包括：实验题目，实验目的，实验原理（硬件和软件），实验步骤，实验内容——包含实验当中遇到的问题和解决方案总结，实验结果分析论证以及实验心得体会，和实验总结。

理论课是以教师为中心的，实验课则是把学生推到前台，让学生去实践去碰壁去解决问题。教师看似退至幕后却要对实验有预见性认识，要成为实验的掌控者，引导学生实验。这样的教学才不会是肤浅的，实践教学环节对学生才有启发也更有价值。在学生的动手能力增强、自信提高的时候、学习兴趣倍增、后续的教学也有更加好的动力。

三、开展单片机实训

单片机实验主要目的是学习和理解单片机；开展单片机实训则是掌握和利用单片机，将理论知识转化为实践能力。如实训项目“设计基于单片机的多点测温系统”其基本内容包括：（1）设计集成电路并完成PCB板及硬件的制作并测试硬件；

（2）用程序设计语言编程实现多点温度控制功能；（3）将程序下载到硬件中进行综合调试。实训项目选题可以是教师较为熟悉的领域或学生特别感兴趣的课题。为方便教师指导和节约学生宝贵的学习时间，实训可与课程实验同步进行，充分利用学生的课余时间。实训也可以作为课程设计来做，安排在课程结束后，具体安排计划如下：第1天，教师布置实训课题。同时给出并讨论实训的任务——包括实训设计目的要求，设计方式方法以及设计想要达到的效果。第2～3天，学生根据任务自行查阅资料，提出2～3个设计方案并对它们进行比较择优；指导老师在此过程中主要起辅导作用。第4～7天，设计方案实现，主要包括电路图的绘制，软件程序的编写以及软硬件的调试。最后得出结论并撰写实训设计报告。实训的过程，是学生独立运用所学理论知识进行创作开发应用系统的过程。要求学生根据设计任务自主查找相关资料；根据设计需要复习教材中的知识点并灵活运用；遇到困难时积极寻找解决方案并和师生讨论技术性可行性；实施方案过程中反复验证调试，并得出最佳解决方案。整个过程使得学生对单片机的学习达到最好的效果。实训过程中，教师更是积极配合辅导，监督指导学生。教师参与的积极性，直接影响学生的积极性，不容忽视。一方面，教师参与到学生的设计和讨论中，及时解决他们遇到的问题以及开拓他们的思路；另一方面，教师鼓励学生多思考多探索，多给他们提供一些有用的实物及电子资源。实训设计方案、硬件和软件的实现无不凝结着学生的辛劳和创造。教师要针对各种不同的设计方案进行深入浅出的分析，对其中的优选方案给予正面的评价和讨论，对不合理的设计进行探讨和指正。让学生从设计的实现难度，相关损耗，性价比等多方面认识自己的设计，对以后的工作和学习有更深层次的认识。

实践出真知，工科科目的学习更是如此。只有经过不断的“尝试——失败——总结——再尝试——再总结”等一系列活动，学生才能不断的吸取经验教训并积累属于自己的实践经验。实践越多，电路规模和复杂程度越大，学习兴趣和能力越强，成功的次数也越多。成功使人发自内心的喜悦，由此能激发新的创造力。实践的过程是将学生引入到“自己动手——获得成功——兴趣提高”这样的模式，实践教学除检验真知也增强了学习兴趣。对于单片机课程，实践是很重要的。大学还有很多工科科目也需要适当的多开展实践教学，以上实践教学方法可供参考使用。

参 考 文 献

[1]宋跃，余炽业，胡胜.省级精品单片机课程教学改革探索[J].实验室研究与探索.2012（4）