单片机课程设计报告精选(九篇)

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第1篇：单片机课程设计报告范文

【关键词】单片机原理及应用；课程教学；教学质量

1.引言

单片机原理及应用以51单片机为蓝本，讲述了单片机的工作原理及如何在各行各业和现实生活中应用好单片机，讲原理是为了应用，关键点是在我们如何用好用活单片机这块芯片，掌握单片机与其功能芯片的协同工作原理。使单片机更好地为我们服务。

单片机原理及应用电子电气类专业重要的专业基础课程，必须有电子技术和C语言方面的基础。这些基础可以说并不是很重要，在你有某些概念原理不明白时再翻阅相关书籍也是可行的，单片机的学习不象数学有严密的相关性，但其教学有其独特性，是一门实践性很强的课程，只在课堂上听老师讲课掌握原理，然后考试是学不好单片机的，必须亲自动手实验或经过单片机实物的制作，有不明白的地方再翻书，这是一个反复的过程，只有经过这样多次的反复，每次都有新发现和收获，才能真正意义上掌握了单片机的开发应用。

下面从单片机的课堂教学、课程实验、课程设计、创新实验及计算机仿真等几个方面谈谈单片机原理及应用的教学工作。

2.单片机原理课堂教学

单片机原理及应用这门课所涉及的主要内容有单片机的内部结构、单片机汇编指令、单片机IO接口、定时/计数器、中断使用、I2C总线、AD及DA等，C语言编程，内容很多，若仅仅是老师在课堂上讲述会非常枯燥，锁碎难理解，不能激发大部分学生的学习兴趣。教学方法要做适当调整，比如可以用项目教学法，单片机教学着重点不是在讲原理，而是要应用，但不懂原理又难以应用，处于两难境地，学习单片机的精髓是知道如何配置内部寄存器使其具有一定的功能并发挥其特有的作用，最高境界是仅需单片机公司提供的技术文档就能完成单片机程序的编程，而不仅仅是只教会学生使用单一类型的单片机，而是触类旁通通过学习51单片机，同时别的类型的单片机也能灵活应用。因此在教学中我们可以用电子时钟作为一个项目主线贯穿于整个单片机教学中，因为电子时钟可简单可复杂，又贴近生活实用，比如，在讲单片机端口时，就可以结合电子时钟的调整按键，数码管的驱动来说明，讲中断和定时器时，就可以结合到数字电子时钟的时钟源的产生来说明，I2C总线可以结合串行时钟芯片DS1302来讲，环境温度的测量可以结合DS18B20串行芯片来说明，再复杂一些的，电子时钟显示可以用1602或12864液晶来完成，可以配上调频收音模块做电子闹钟，增加SD接口卡及MP3模块实现音乐播放功能。这样把单片机的知识串起来讲，既生动又联系实际，大大激发了学生们的学习兴趣，也有助于学生自主学习，探索单片机方面的奥秘所在。在学单片机过程中，汇编指令的学习是难点，需要学生花很大的精力去掌握它。需要学生充分利用课余时间多读汇编程序及指令，从而熟能生巧地掌握它。在课堂教学过程中，最好是能够结合单片机仿真软件PROTEUS来讲述，PROTEUS是一款非常好的单片机仿真软件，可以仿真多款单片机芯片，能够仿真实现单片机的绝大部分功能，学生们在没有单片机开发板的情况下能通过软件仿真方式实现单片机开发，这对调动学生学习积极性和学好单片机是很有帮助的。条件允许的情况下可以动员学生买一些单片机开发板以及相关的视频教程，开发板在学生学习单片机之初是非常有用的，每一块小的开发板其发挥的作用就象实验室的实验箱，而且能随时随地不受限制地学习和使用，同时认真观看视频教程，视频教程就象一名不厌其烦的家庭教师，指导学生一步步进入单片机世界的神奇领域。有着课上课下的这些手段，学生的单片机应用能力一定能够大大加强。

3.单片机原理课程实验

实验是培养学生理论联系实际、动手能力，严谨的科学态度和科学方法的重要手段，因此要精选典型的最具实用价值的实验项目，我们选择的实验项目有：（1）单片机I/O输出控制。（2）单片机I/O口输入控制。（3）外部中断。（4）定时器实验。（5）串口通信实验。（6）液晶驱动实验。（7）串行总线实验。（8）AD及DA实验。不同的实验项目，实验目的也不相同，通过这样基础实验，锻炼了学生的单片机应用编程能力，为以后的综合性实验打下基础。每次实验要求学生对实验项目做认真的预习，并完成预习报告，上实验课前老师检查。做实验时力争每人一个实验箱，每位学生都有亲自动手实践的机会，对于学得较好的学生还可以额外增加一些实验项目或自选一些自已感兴趣的实验项目，也可组织学得好的学生指导后进学生进行实验，提高学生实验的整体水平。在实验过程中，要求学生养成严谨科学细致的作风，认真完成实验项目，实验完成后，要求每位学生独立完成实验报告，深入分析实验中遇到的现象和问题，不留疑点，总结实验心得。

4.单片机原理课程设计

课程设计是实践教学的重组成部分，在课程结束前安排两周时间进行课程设计，目的是通过设计使学生掌握运用单片机知识进行实际综合应用的能力，初步建立正确的设计思想，掌握单片机电子电路和程序设计的基本方法与技能，培养分析问题解决问题和团队协作能力以及创新能力。

课程设计首先是任务书的下达，课程设计一般是在课程结束前两周进行，时间比较紧迫，我们选择在开课时就把任务书发下去，让学生有充分的时间了解自已所做项目的相关知识，查阅相关资料，为项目的顺利展开提供了充分的时间，同时也使学生在上单片机课程时关注知识点，激发学习兴趣。项目选择以贴近生活、贴近实际为原则，如洗衣机控制板、交通灯控制、语音电子时钟等等，对于比较复杂的大型项目，两周时间学生难以完成，我们可以把它拆分为一个个小项目分给不同的组也完成，这样既完成了项目，同时也培养了学生的团队协作精神，为将来毕业走上工作岗位融入社会做好了积极准备。

在两周的课程设计过程中教师要查看学生项目实施的进度，适当的时间安排时间进行综合讨论与答疑，指导学生会使用DXP2004电子绘图软件设计单片机线路板以及用PROTEUS仿真软件进行单片机的系统仿真，做好平时成绩的评定工作。

在项目实施后期要求学生完成实物的组装和调试以及课程设计报告的撰写，最后二天要对学生进行独立答辩。答辩环节是检查学生对单片机相关内容掌握情况的最有效的方法，答辩对教师也提出较高要求，只有教师对每个项目都有充分的了解才能提出有一定水准的问题，答辩内容才能真实反映学生对些项目用到的单片机知识情况，最后根据学生的平时情况，作品完成情况、答辩情况和报告的撰写情况对成绩进行综合的评定，对项目难度较大的，开发过程中有独特见解及创新的要适当加分，以鼓励学生在产品开发过程中充分发挥创新精神。

5.单片机原理计算机仿真

计算机仿真是使用计算机对已存在或正在设计的对象的模型进行研究，具有直观、易于观察、灵活可变、重复性好的特点，有利于激发学生的学习兴趣和对科学技能的掌握。通过单片机的计算机软件仿真，能让学生系统地掌握单片机开发的一整套技术，为将来走上工作岗位从事单片机方面的工作打下良好基础。

单片机的计算机仿真要贯穿于课堂教学、课外作业、课程实验、课程设计各个环节中，使学生们通过反复练习逐步到熟炼掌握单片机的开发，PROTEUS单片机仿真软件不仅仅是只能仿真51单片机，象AVR系列、PIC系列、ARM系列等等单片机均能进行仿真，扩大了学生的学习兴趣和视野。

6.单片机的创新实验

学院电子信息与控制工程系设置有创新实验室，是开放式的实验室，为全国挑战杯赛、全国或全区性的各种竞赛提供了实践基地。现在很多的电子竞赛项目都用到了单片机，参加比赛熟炼掌握单片机尤其重要，我们充分利用这个实践基地为广大学生服务，让广大学生充分参与到与单片机相关的电子制作，加强他们的实际动手操作能力，通过教师的指导及各年级各层次学生的传帮带，培养了一大批单片机应用能手，为各种比赛输送了大批种子队员，创新实验室深受学生欢迎。

7.结束语

单片机原理及应用对于电子相关类学生来说是一门重要的基础课程，单片机应用能力的高低直接影响着学生将来的就业，所以要非常重视单片机教学这方面的工作，我们不仅要抓好单片机的理论方面的教学工作，把基础打牢，同时实践教学也在加强，通过不同层次的实践教学，充分锻炼了学生的单片机应用能力，提高了单片机的知识水平，取得了较好的结果。

参考文献

[1]王东.单片机原理及应用教学改革初探[J].安顺学院学报，2008（3）：95-96.

[2]曾智星.关于单片机虚拟教学课开发的控索[J].黑龙江科技信息，2006：148.

第2篇：单片机课程设计报告范文

关键词：单片机类课程 实践教学 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0127-01

随着人民生活水平的提高和相关技术的发展，单片机技术在工业控制领域和消费电子领域等方面得到了广泛的应用。作为高校相关学科的专业基础课，“单片机原理应用”课程也得到了越来越多的重视，本课程的理论性和实践性都很强[1-2]。要使学生真正学好本课程，不仅要让学生深刻理解单片机的相关理论知识，重点在于要让学生学会怎么用好单片机，因此在高校的教学中，必须做到理论教学与实践教学并重，通过实践教学带动和促进理论教学，不断提高学生的动手能力和创新能力[3]。

1 当前实践教学现状

当前的实践教学中存在的问题可以从以下三方面分析。

1.1 试验课时和试验设备不足

以我校电气工程及其自动化专业本科生的培养方案为例，单片机原理与应用理论教学共76课时，其中含有60个理论学时和16个实验学时，另外设有一周单片机原理与应用课程设计。从学时分配上，实验课时占总课时的21.05%，比例偏低。为了在有限的实验学时内完成教学任务，试验指导教师只能安排一些基础性或验证性实验，学生缺乏足够的锻炼，达不到实验教学的最终目的。另外，受实验室中设备数量限制，实践教学中出现“抱大腿”现象，即一部分同学认真做，一部分同学玩的现象。

1.2 实践教学内容缺乏创新性

传统的单片机实验教学内容中基础性、验证性内容多，综合性、设计性实验少。课程设计中选题限于试验箱和试验台资源，题目内容很难跟踪当前技术发展的热点。为了达到实物设计的目的，课程设计中题目偏重于实验台（箱）上能进行的实验项目，限于资源，题目难度总体来说偏低，实践教学过程演变成了对实验课内容的简单综合。且选题陈旧，一题多届，多人一题现象普遍，缺乏综合性、新颖性，难以激发学生学习的兴趣，更无法培养学生的创新能力。

1.3 实践教学考核体系

传统的实践教学的成绩考核包含：课程设计报告，设计过程考核和作品设计考核。由于实践教学内容缺乏创新，容易出现投机取巧的现象，使得考核过程流于形式，难以区分学生在实践教学过程中取得的成果，也就调动学生在实践教学过程中的积极性。

2 实践教学改革内容

传统的单片机原理与应用的实践教学无法达到培养学生创新能力和综合应用能力的要求，需要进行改革。针对这些问题，实践教学改革在以下几个方面展开。

2.1 实验室建设

良好的实验室条件是能够开展实践教学的基础条件。在实验室建设中不再选用试验台或试验箱这些昂贵的试验设备，而是以单片机开发板作为实践教学的平台。单片机开发板价格较低，但资源却非常丰富，可以最大程度上满足实践教学的需要。而且可以随着技术的发展不断更新教学资源，甚至部分学生会自行购买。

2.2 项目驱动式实践教学

实践教学中不再由指导教师给定题目，而是由同学们自选题目，指导教师审查题目。项目的设计既要完全包含本课程的知识点和技能要求，还要与实际相联系。所选项目可以源自日常生活中遇到的问题，也可以是自己感兴趣的课题。所选题目由指导教师审查题目难度及可行性，并给出建议后形成一个小项目。这种选题方法可以最大程度上避免选题陈旧等问题。变抽象为具体，激发学生的学习兴趣。

2.3 实践教学组织

试验资源增加后，在组织实施实践教学中，鼓励单人单组，最多两人一组。利用兴趣引导学习，激发学习的主动性，从而可以最大程度上避免“抱大腿”现象。而且因为试验资源不再局限于实验室，可以更充分的利用利用课余时间。在开设课程设计的学期内完成，参加学期末的课程设计答辩。从思想上不再把单片机课程设计当做某一段时间内需要完成的任务。通过长时间的锻炼可以取得更好的实践锻炼效果。

2.4 开发工具多样化

实践教学中坚持开放工具的多样化，不限定使用仿真器调试。实践教学前期可以使用仿真器调试，锻炼学生的编程与调试能力。到实践教学后期，因为大部分程序已经调试完成，此时引导学生脱离仿真器调试程序，锻炼学生的分析问题和解决此类问题的逻辑思维。

2.5 以知识竞赛引领创新

鼓励以实践教学的作品参加国家级或者省级电子设计类比赛。参加这类比赛以增强动手能力为主要目的，同时也会保证作品的实用性、新颖性和知识的综合性。激发学生之间的竞争意识，促进实践锻炼的教学效果。

2.6 实践教学的考核体系建设

学期末组织课程设计答辩，根据所选题目难度、任务工作量、完成情况、答辩表现、课程设计报告给出最终实践教学的基本成绩。根据参加各类大赛的获奖情况给出创新成绩，这两个成绩按一定比例确定最终成绩，在我校目前实施的考核体系中，竞赛成绩所占比例为30%。增加的答辩环节，既可以鉴别该同学是否真正完成了相应的实践教学锻炼，避免抄袭现象和“抱大腿”现象，还可以锻炼学生相应的逻辑思维能力。

3 实践教学改革的成效

从2012年开始在电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程三个专业进行实践教学内容及方法的试点改革，约有1000名学生接受了新的实践教学内容和方法。通过实践教学改革，激发了学生学习的主动性与积极性，培养了学生的创新意识和综合运用知识的能力，提高了学生的动手能力。学生参加电子类大赛的人数和获奖人数以及获奖等级逐年提高，2012年，在山东省大学生电子设计大赛中参赛的8只代表队全部获得山东省一等奖，2013年，在全国大学生电子设计大赛中有两个不同的题目获得全国一等奖，还有2个队伍获得全国二等奖，剩下的9只代表队获得了山东省一等奖。这些数据充分说明学生学习的积极性得到了激发，实践动手能力得到了明显的进步。

参考文献

[1] 李洁，李卫兵.《单片机原理及应用》实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2012（4）：92-94.

第3篇：单片机课程设计报告范文

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：单片机课程设计报告范文

关键词：创新创业教育；实践教学；项目驱动；自主学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0110-02

《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（〔2015〕36号）要求高校到2020年建立健全课堂教学、自主学习、结合实践、指导帮扶、文化引领融为一体的创新创业教育体系。如何通过实践教学环节培养学生的创新创业能力，是教学改革中值得探索的一个问题。对此，生物医学工程专业在“医学仪器原理及单片机实践”课堂教学中引入创新理念，实施理论与实践紧密结合的做法，基于自身的专业特点和教学需求做了一些探索和尝试，在培养学生创新创业能力为主的教学模式上，取得了较好的成效。

一、当前实践教学环节的创新创业教育现状分析

课程设计是高校开设的实践教学的重要环节，也是高校培养合格技术人才的必要措施。目前在课程设计的教学与实践过程中还存在着一些弊端，如过分注重课堂教学的知识传授与灌输，忽视了对学生的实践能力、知识的综合运用和科研能力的培养，使得学生的创新精神比较缺乏，创业手段比较贫乏，创业技能比较匮乏，以致创新产业绩效不突出。所以，我们在教学过程中，要抓住教师的主导地教与学生主动地学这对牛鼻子，不遗余力地在教学的全过程注重发挥教师在教学中的主导作用，同时特别不能忽视学生学习过程中的主动性和创造性。

大多数高校所开设的课程设计实践教学环节是教师指定一些实验题目由学生进行选择，再由实验室规定了可供使用的元器件明细表，由学生在其中选择，让学生按照已知的方法和步骤进行设计。另外，课程设计的题目也多以验证性为主，课程设计的考核方式也主要以学生验证性课程设计作品和教师对学生的主观印象为主。结果这些做法在一定程度上限制了学生的思路，不利于对学生的创新意识、创新能力和创新思维的培养，甚至在一定程度上还束缚了学生创新创业才能的充分发挥。

目前，本专业单片机实践教学，主要要求学生利用单片机采集相关信息，进行简单处理，显示相应结果，或实现简单的控制功能，与医疗仪器专业联系不紧密。在这种教学环境下，学生在专业综合应用能力上没有得到应有的提高，与社会需求存在一定的差距，并且难以获得应用单片机系统整体开发医疗仪器的经验，难以树立和提高创新创业能力。

二、医学仪器原理及单片机实践课程进行创新创业教育的可行性

创新创业教育具体到专业学习时，必不可少地要通过实验技术大力培养学生工程实践能力及创新设计能力。创新创业能力在学生实践过程中主要体现在“交流沟通、自主学习、专业知识应用、产品设计”等方面。在目前的专业培养计划中，我们首次将“医学仪器原理”与“单片机”课程整合为“医学仪器原理及单片机实践”的重创新设计的课程。其特色和优势在于该课程是以医疗仪器的设计为载体，通过对医疗仪器进行分析，在选题、方案及原理分析、硬件设计、软件设计、系统调试、产品化设计、撰写设计报告等实践环节，对学生进行医疗仪器设计全过程的训练。将创新创业教育融入到教学环节中，在工程实践中培养学生综合产品设计和创新创业能力。

三、医学仪器原理及单片机实践课程创新创业教育的实践

本课程分别从理论教学、实践教学、项目实施和自主学习方面进行了创新创业教育实践，旨在提高学生交流沟通、自主学习、专业知识应用、产品设计等创新创业能力，并使之能得到可持续发展。

1.“嵌入式”理教学。在“医学仪器原理及单片机实践”课程教学中，通过精心选择教学内容，采用“嵌入式”教学方法，将一些先进的医疗仪器的设计方法和创新理念融入到课堂教学中，从而提高学生专业知识、自主学习、产品设计等创新创业能力。

2.“启发式及开放式”实践教学。“医学仪器原理及单片机实践”课程，具有内容杂、难度大、时间长、实用性强的特点，有必要结合课程实际采用启发式学习及开放式实践的教学模式，并以“学生为主体、教师为引导”的教学方法来提高课堂教学效率与效果。比如结合研究项目，在具体内容、方法及其应用方面进行启发式及开放式教学，可提高学生交流沟通、自主学习、产品设计等创新创业能力。

3.项目驱动。“医学仪器原理及单片机实践”教学环节，是全面应用所学专业知识的过程。项目选择上体现以人为本、以学生为主的理念。项目拟题紧扣专业特点，采用学生自主拟题和教师拟题相结合，既符合学生运用新思维、新方法将学到的知识用于实践的愿望，又解决了部分学生拟题缺乏可行性和创新性的问题。

“项目驱动”实践教学模式，其核心就是将实践教学内容项目化，即以项目为框架，以项目设计方法细分为各个“子项目”作为支架，各“子项目”对应相应课程，使学生在学习相应课程时沿着“支架”逐步攀升。“项目驱动”在设计方面可分为“方案及原理分析、硬件设计、软件设计、系统调试、产品化、设计报告”6个“子项目”。其中硬件设计分为“电源电路、信号采集、信号调理、信号处理、执行电路、电路板设计”6个“子项目”；软件设计又分为“系统软件设计、底层驱动设计”2个“子项目”，并将系统调试再分为“硬件电路调试、软件调试”2个“子项目”。各“子项目”对应相应课程，如“方案及原理分析”对应“医学仪器原理”和“微机式仪器设计”课程。项目实施分解图如图1所示。

采用“项目驱动”通过多门课程共同完成具体医疗仪器产品设计，把复杂问题简单化，极大地激发了学生的学习热情和实践兴趣，锻炼了学生专业知识应用、自主学习、产品设计等创新创业能力，能使其在今后就业与创业中大展身手，创造业绩。

4.教学互动平台建设。为了打破课内课外教学的限制，为学生自主学习提供教学互动平台，课题组在学校网络教学平台网页中构建了“医学仪器原理及单片机实践”网络课程，向学生提供教师团队、教学大纲、教学方法、教学条件、教学效果、参考教材、教学资源等内容。通过互动平台实现教学互动、资源共享、移动学习等功能，为学生自主学习的创新创业能力提供全方位支持。

四、结束语

在“医学仪器原理及单片机实践”课程中进行创新创业教育，对学生进行医疗仪器设计全过程的训练，有助于培养学生的创新思维，掌握医疗仪器设计开发的方法和创新创业能力。通过本课程创新创业教育，学生在课题申报、、专利申请等创新能力较以前有了很大提高，为将来在医疗电子领域做出更大贡献奠定了坚实的基础，是一个值得普遍推广的教学新法。

参考文献：

[1]吴爱华，刘晓宇.深入推进理工科人才培养机制创新[J].高等工程教育研究，2014，（2）：1-6.

[2]郑梁，胡冀，徐平原，高惠芳，秦会斌.单片机课程设计的创新教育模式研究与实践[J].电气电子教学学报，2009，31（S1）：99-101.

[3]李天箭，丁晓红.创新创业教育在机械设计课程设计环节中的探索实践[J].实验技术与管理，2016，33（4）：22-24.

第5篇：单片机课程设计报告范文

单片机原理是机械、工程、测控类专业的专业必修课，是一门应用性很强的课程［1］。由于该课程内容较枯燥，学生学习过程中容易产生厌倦畏难情绪。本文结合现代教学的内容、方法、手段、评价方法以及实践，对该课程教学改革提出设想。

1单片机教学现状

单片机具有功能强、功耗低以及性价比高的特点，使用广泛。目前，各高校机电类、测控类专业大多都开设了单片机课程，但由于该课程涉及范围广，教学效果并不理想［2］。

（1）教学内容陈旧、模式单一。目前，单片机教学方法大多比较单一，普遍采用课堂讲授理论知识、课后实验的方式。 这种重复教学既增加老师的工作量, 又浪费了课时安排，而且还导致了理论教学、实践教学严重脱节错位,教学效果差。学生未能真正掌握单片机的应用原理，实践能力不能得到提高。

（2）实验教学达不到应有目的。单片机是一门实践性很强的课程，只教授理论知识，学生不能深刻掌握知识要点；试验课程也因学生主动性不足而变得枯燥乏味，加上 “保姆式”的实验指导无法达到实验的目的。

2学生学习主动性提高方法

初次接触单片机课程的学生常感到课程内容零散、抽象、不好理解。加上不少学生有一种好高骛远的心理，认为单片机是过时的芯片,没什么好学的，产生厌学心理。需要在创新教学内容与形式的同时，提高学生学习的主动性。

2.1提高理论学习兴趣

多媒体教学与计算机系统仿真教学在教学中应用普遍，但教学中很多老师过于依赖ppt，不能很好地调动学生的积极性。要激发学生的好奇心, 使他们产生学习兴趣，可以从互动和感情交流着手。在单片机教学内容选择上,可选择较为综合的实例启发学生思考问题、解决问题, 收集一些与单片机相关的视频和新闻作为教学资料，增强学生的感性认识。

2.2激发实验教学潜能

实验教学环节可通过引入proteus和keil仿真开发工具、鼓励学生自制实验设备以及选择难易程度适当的实例进行实验等方式激发学生学习兴趣［2,3］。proteus 的独到之处是能够在原理图的虚拟原型上实现编程， 达到软件源码级的实时仿真、调试及显示输出。因此，proteus和keil的结合，既可以进行硬件设计和验证，也可以进行软件编程与调试。根据学生基础知识掌握程度的不同，鼓励优秀的学生自制单片机实验设备，带动周围同学参与，营造良好的学习氛围。同时，可采取“赛教结合”的方式，通过设计应用系统竞赛，不仅使学生掌握课程内容，而且能提高学生的创新能力［4,5］。

3考核制度保障

再好的教学方法和手段，如果缺少有效的监督机制，也会使其效果大打折扣。现行教学中，对学生的考核以试卷考试为主，试卷成绩并不代表学生掌握知识的程度，实践能力强但考试成绩不好也会打击学生学习兴趣。理论教学很重要，实践能力同样不可忽视，需要从两方面来进行考察。目前普遍做法是课堂表现占总成绩的20%，卷面成绩占80%，实验成绩未计入总成绩。这种考核方式无疑导致学生应付理论考试，忽略实践能力。要培养学生的实践能力，就应改变考核方式，理论成绩和实验成绩各占一半。其中理论成绩可以分成试卷成绩40%，课堂表现10%，实验成绩分为基础实验占20%，创新实验占20%，创新实验报告占10%。这种考核方式的好处是学生偏向任何一方都不会取得好成绩，但学生在两方面只要满足基本要求就能通过考核。下面举例说明。

假设有学生a、b、c、d，学生a理论成绩较好，但是仅能通过实验课程；b学生刚好通过理论和实验课程；c学生理论成绩一般，但是实验能力较强；d同学对单片机课程感兴趣两方面成绩都优秀，学生最终考核成绩如表1所示。

表1新考核方案学生成绩评定表

学生卷面成绩

（40%）课堂表现

（10%）基础实验

（20%）创新实验

（20%）创新实验

报告（10%）总成绩a808060606070b606060606060c606080808070d808080808080如采用旧考核方案，学生最终考核成绩如下表2所示。

表2旧考核方案学生成绩评定表

学生卷面成绩（80

%）课堂表现（20%）基础实验总成绩a8080及格80b6060及格60c6060优秀60d8080优秀80从以上两表对比情况可以看出，表1能较好地反映学生的综合学习能力，表2则无法区分学生综合能力。由此可见，依赖卷面成绩来评定一个学生的能力是不全面的，这种方式势必暗示学生只注重理论考试，忽略实验能力。因此将实验能力纳入最终成绩评定是十分必要的，应鼓励学生加强实践环节的学习。

当然，实践能力的评定，不同于理论知识的检验，它没有统一的答案，要制定一套严格且合理的考核标准，才能达到考核目的。例如创新实验可鼓励学生自己命题，按照综合验证、模仿优化改进、有实用价值、完全创新的等次评定成绩。同时从实施难度上进行细化，通过实验结果、创新实验设计报告进行综合考查，既可以考察学生是否真正掌握所设计的实验，又可以锻炼其写作能力。

4结语

本文分析了当前单片机教学中存在的问题，提出应改进考核方式，激发学生学习兴趣。将实验成绩一并纳入综合成绩评定，改变以往仅依靠卷面成绩来反映学生知识掌握程度的状况。这种方式可以全面真实地反映学生的综合能力，但需要制定一套切实可行的评定标准。

参考文献参考文献：

\[1\]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):138140．

［2］胡瑞强，张毅刚．单片机课程设计教学改革探讨［j］．实验技术与管理，2010(3):4648．

［3］鹿玉红，李好．proteus和keil在单片机教学中的应用［j］．唐山学院学报，2010,23(3)：7981．

第6篇：单片机课程设计报告范文

单片机以其体积小、价格低、功能齐全、抗干扰性高、可靠性好、易于开发扩展等独特特点，被广泛应用于工业自动化及智能仪器仪表、通信设备、家用电器等各种设备仪器中。[1]近年来，随着各种机械设备自动化程度的不断提高，用单片机来实现对各种机械电子设备的控制显得越来越重要。因此掌握单片机技术，了解其工作原理，特别是具备单片机的基本操作技能，成为当工科专业大学生的重要任务。

到目前为止，单片机原理及应用是多数理工科院校电子信息科学与技术、通信工程、电气工程及其自动化等电气信息类专业的主干课程。该门课程以C语言程序设计、数字电路、模拟电路为前续基础课程，同时对嵌入式系统和DSP技术等后续课程的学习有重要影响。

一、教学背景

传统的单片机课程，在教学内容的选择和教学顺序的设置上，通常采用的是理论与实践相互结合、先理论后实践的模式，程序设计语言通常采用汇编语言。从实际效果看，理论课程大多围绕单片机的结构及原理、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统、定时/计数器、串行通信、单片机系统扩展等相关知识展开，学生处于被动接受状态，在整个教学活动中参与度不高，容易感到枯燥和倦怠；实际的拓展性应用知识讲解较少，无法体现当今社会对应用型人才培养的需求，对学生真正掌握单片机控制系统没有实质性的帮助。

相对于理论教学，实验教学学时非常有限。以笔者所在院校电气工程及其自动化专业为例，单片机原理及应用理论学时为48学时，实验学时仅为16学时。实验教学一般在理论教学中后期才展开，受课时限制，实验重点也大多局限于对单片机的简单操作和自身功能验证之上，而很少拓展到单片机的具体应用领域。又由于缺乏后续相关课程的支撑，没有能够将单片机教学与相关课程有机结合，将所学知识有机系统的串联起来，对单片机“软硬件结合的系统设计方法”强调不够，使得学生在设计实际的应用系统时缺少系统化的思想。[2]

此外，多数院校单片机课程成绩的评定多是以期末理论考试为主，考核方式欠缺多样性，对学生实践能力的考核欠缺有效的考评机制，导致学生在学习过程中重理论而轻实验，忽略了单片机作为一门应用性极强的课程的本质。

二、项目驱动教学法在单片机教学中的实践

1.项目驱动教学法

所谓项目驱动教学法，是一种基于探究性学习和协作学习的教学方式，是指教师把教学内容和教学重点提炼出来，巧妙地蕴含在一个个具体的项目中，把相关的知识点融入到项目的各个环节中，层层推进，从而激发学生学习的兴趣、发展学生动手能力的教学方式。项目驱动教学法把教师的作用更多的定位在促进学生学习、引导学生成功上，教与学都是围绕着所设计的项目来展开。

项目驱动教学法比较适合实践性较强的理工科课程教学，它要求师生改变传统的观念和角色，充分发挥学生在学习中的主体地位和教师在教学中的组织、引导、促进、控制作用，把学生认为枯燥的知识转变为生动的学习内容，有利于真正培养学生的创新能力、自学能力、实践能力、增强学生独立意识和协作精神。[3]

2.项目驱动教学法在单片机教学中的实践

把项目驱动教学法应用于单片机课程教学过程中，首先要解决的是编程语言的选择问题。现今大多数的单片机教材的编程语言都是以汇编语言为主，使用汇编语言编程的优点在于其所编写程序的代码紧凑、执行时间短、便于控制。然而其缺点也是明显的――由于其缺乏通用性，需要程序编写人员对单片机硬件系统有相当深入的理解，且程序不易移植，所以不利于单片机教学。C语言由于其运算速度快、有良好的可移植性、且编译效率高，可以直接实现对单片机硬件系统的控制，因此笔者所在院校从2010级电气信息类本科专业开始，在单片机教学中采用了C语言编程。

其次，把项目驱动教学法应用于单片机课程教学实践中，项目内容的设计与提炼极其重要和关键。项目内容的设计要打破原有教学框架，遵循学生的认知规律，以学生为中心，由简单开始，将单片机课程的核心技术提炼为若干知识点，并通过一个个具体案例来体现。引导学生边做边学，在实践中学习。一个项目的设计需要由不同的知识点去组合和搭建，如“基于单片机的交通灯控制系统设计”，不但要求学生熟练单片机的I/O口操作，还要熟悉数码管的显示知识；同样“简易抢答器设计”，不但要熟练单片机的I/O口操作、数码管的显示知识，还要熟悉按键等的操作，因此，每个项目又可被分解为若干任务。

笔者依据本校电气信息类专业对“单片机原理及应用”课程教学内容的要求，结合自身实际教学经验，把单片机教学内容大致分解为三大模块，详见表1。

表1 项目内容及任务

在这三大模块中，基础训练模块教学内容由单片机最小系统、I/O接口、数码管显示技术等组成；技能模块教学内容由单片机的中断系统、定时器/计数器、串口通信、电机控制等组成；综合训练教学内容由模拟交通灯控制系统设计和简易抢答器设计等组成。在基础模块教学阶段，教师通过讲解和演示的形式以提起学生的学习兴趣，让学生熟悉常用的编程软件和实验平台的使用方法。技能模块教学设置与基础模块一致，教师先讲解后演示，综合训练模块不再设置讲解环节，教师布置题目后，学生自行完成，教师点评项目报告。每个项目结束后，教师都要求学生撰写项目报告并据此进行教学评估。

此外，在单片机教学过程中，对部分教学项目，在实验板不能满足教学需要的情况下，还引入了Proteus单片机系统虚拟仿真软件结合Keil C软件编程，用虚拟单片机系统来替代实际硬件电路，把程序运行于虚拟的MCU上，使软件调试不再依赖于实际的硬件电路，当仿真结果达到系统预期目的后，还可以进行实际硬件电路的制作。仿真软件的使用让学生不再受限于现有的实验课时和实验设备，使其能够更加灵活、深入地学习单片机知识。

对单片机实验课时相对不足的现状，将部分理论课时移到实验室进行，构建理论与实践一体化的教学模式。教师每讲授完一个项目，立刻要求学生进行实践，同时充分利用开放实验和课程设计的有限学时，作为实践学时的有效补充，通过充分的实践使学生掌握单片机的软硬件资源及工作原理。

三、教学体会

第7篇：单片机课程设计报告范文

关键词：应用型本科；实践训练；工程应用

中国教育早就认识到了实践与理论教育同等重要，由于实践需要硬件成本投入，受制于早期国家经济能力与工业基础，过去的大学教育没有足够的经济与资源投入到实践教学环节中，而只能以理论教学配合少量简单的实践教学[1]。现在随着国家在教育经费投入增大，教学设备配置齐全，学校在教学手段上更加灵活，借助于淘宝等互联网交易平台，大学实践教学实施变得可行性更高，更加容易。在此背景下，围绕学生实践能力展开的教学理念、教学方法、培养计划得以实行发展，如我国2009年年底开展的“卓越工程师教育培养计划”、CDIO、探究式项目教学法[2,3]。应用型本科学校除了课程理论传教外，也应开展实践教学以促进知识的理解及应用[4]。大多数的专业基础课、专业实践课以课程设计或实训为重点，在课程理论课时结束后通过实践教学加深强化学生对专业知识的理解与应用。但这些实践环节都是分散、单项的能力训练。应用型本科学生的专业知识确实要提倡应用，但这里应用不仅仅是为了强化理解专业知识，更应该是面向解决工程问题[5]。

1多课程综合实训项目教学方法的提出

这里以CDIO为理念，借助于探究式项目教学思路，提出以项目为载体融合多课程的综合实训教学替代传统单课程的课程设计和实训教学方法。项目是工程中针对某一个问题而产生的一种技术上的需求，往往涉及多个课程的知识点。这些知识点需要项目实施者对自己所学各课程知识的搜索才能得到。这种搜索过程就是一个对知识肯定与否定的过程，强化实施者对知识的理解，最终找到合适的解决方案。在此过程，实施者需要多课程知识的搜索、融合、搭建，才能完成项目。相对于以单课程知识点的实践训练，其对学生的知识点要求更丰富，技巧更高，相对难度高。因此，本文提出的基于项目的多课程综合实训教学，既达到了单课程实践教学的目的，同时突出了课程知识点在解决工程问题中的融合与支撑，又能体现学以致用的办学宗旨，是应用型本科学校今后实践教学一个发展方向[5]。其过程如图1所示。

2项目设计与实施

以南京工程学院自动化专业系统集成方向的多课程(电子技术、传感器技术、单片机)综合实训—循迹小车为例，说明项目设计与实施过程。为了保证实训顺利进行，过程上主要分为：实训前准备、题目讲解、方案设计、方案答辩、学生设计与检查、项目评分。2.1实训前准备这一阶段主要讲解实验室一些安全准则，保证实训的安全性。一些工程软件对于综合实训有很好的仿真、设计作用，如AD软件、Proteus软件、Protel软件，给学生初步讲解一下。学生可以在设计过程中利用一些简单功能，便于设计。常规仪器需要介绍一下，如万用表功能、示波器使用、电流电压源使用等。设计过程中有元器件焊接，也需要介绍元器件辨识，训练并考核引脚焊接等技能。这些内容可以更好地保证学生完成实训，使得学生工作逼近工程实际环境。2.2项目讲解介绍每个项目的要求。先提出项目的总体要求，以“循迹小车”为例，能按预定轨迹行驶，小车检测到起跑线后开始计时，自动循迹行驶一周后回到起跑线停止行驶并停止计时。在此过程中，不允许有小车系统外的控制。轨迹如图2所示。再将项目分为几个模块设计，如循迹模块、电机驱动模块、计速模块等分别讲解。项目需要单片机、传感器、电子技术课程的内容，才能完成项目设计，硬件模块学生需利用提供的元器件自行设计完成。图2小车轨迹图2.3方案设计与开题答辩前期准备工作结束后，要求学生提供软硬件设计方案。学生在此期间，可以根据提供的器件型号，上网查阅资料。并利用所学的专业理论知识，理解资料，提出对应的传感电路、电源电路、接口电路设计等。在硬件模块电路方案确定后，设计软件方案框架图，能初步提出系统在程序中涉及的单片机资源。学生要整理资料，形成方案报告，制作PPT，在开题答辩会上讲解自己的方案。图3是学生的轨迹光电检测电路和电机驱动电路方案。2.4项目制作学生在设计好系统初步方案后，可以进行硬件设计与软件设计。单片机最小系统板统一由教师提供。其他的电路板，如轨迹光电传感电路、电机驱动电路板等，由学生设计PCB图，再用单面腐蚀铜板制作，然后根据元器件的排布，将发放的元器件焊接好(如图4所示)。在项目软件设计中，先是模块软件设计，包括轨迹检测、电机驱动、显示、计时等，实行系统的各个子功能，方便系统集成时的调试、纠错；然后再利用主程序将单个模块集成，实现整个项目要求。a电机驱动电路板模块b轨迹光电检测电路板模块图4学生制作的电路板模块2.5项目评分根据项目要求验收每组项目制作。项目要求主要分为设计报告、基本要求、发挥部分，分值见表1，得到每组的总分。验收采用答辩形式，每组(不多于3名学生)需要制作PPT，介绍自己项目制作工作量，并接受教师的提问，最后得到各自在项目中的权值(0～1)，3名学生权值之和可以大于1，但不超过3。由权值乘以项目总分，就是每位学生的实训成绩。

3结束语

以上是以电子技术、单片机、传感器技术课程为例，说明了多课程的综合实训项目设计与实施过程。专业中相互支撑的实践课程完全可以开发成类似上面的综合实训项目。在单课程实训或课程设计过程中，也不可避免的涉及其他课程的知识点，以及其他的硬件资源，如单片机系统离不开电路，传感器应用离不开电路与后续的数据处理，电子技术应用离不开具体的电路设计。以综合实训项目为载体将它们融合在一起，既节约了硬件资源，同时又有多名教师参与，也减轻了单独指导时教师知识面窄的压力，学生能够吸收到更多的知识。在多课程综合的项目实训中，学生可以更广泛运用所学知识，解决项目设计问题，对于学生理解专业课程设计更有帮助，提高实训效果。同时学生也可以初步了解项目执行过程，锻炼工程能力，有利于解决今后在工作中遇到的专业问题。

作者:胥保春 盛云龙 吴京秋 陈巍 单位:南京工程学院

参考文献

[1]李录平,曹军,张拥华.当前高等工程教育存在的问题、成因及对策探析[J].中国大学教学,2010(12):24-26.

[2]汪木兰,周明虎,张艳丽.“卓越工程师教育培养计划”中系列化探究式项目教学的设计原则[J].中国现代教育装备,2011,135(23):9-12.

[3]尹锦明,李十泉,杜建文.基于CDIO教育理念的基础工程教学改革实践[J].大学教育,2013(4):80-81.

第8篇：单片机课程设计报告范文

关键词：单片机；课程改革；课程探索

作者简介：许景辉（1978-），男，河北藁城人，西北农林科技大学水利与建筑工程学院，讲师；张成凤（1978-），女，山东安丘人，西北农林科技大学水利与建筑工程学院，讲师。（陕西 杨凌 712100）

基金项目：本文系西北农林科技大学本科优质课程建设项目（项目编号：2013-53）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）35-0074-02

“单片机原理及应用”是电气工程及其自动化专业的一门重要学科基础课，是专业建设方向中“强弱电结合、软硬件结合”的重要体现课程之一。该课程帮助学生理解嵌入式控制系统的原理、工作模式和常用芯片参数，是目前信息技术在电力系统中应用的入门级课程和基础课程。

“单片机原理及应用”经过多年的教学实践和改革，从教学方法和教学手段上进行了不断创新，教学效果日益提高。但在新科技时代背景下，随着现代科学技术的飞速发展，更多的技术和方法可应用到“单片机原理及应用”教学中，为课程改革的不断推进注入了活力。[1]2012年新的专业目录调整后，专业课程设置及学时要求发生了一定变化，这也为该课程的改革提出了新的要求。

一、单片机课程教学现状

单片机课程是目前高校电类专业的骨干课程，虽然从课程名字上有所不同，但教学内容基本为MCS-51单片机基本原理及其应用方法，故课程名字多为“单片机原理”、“单片机原理及应用”、“单片机原理与接口技术”等。根据教学任务要求及课程设置不同，单片机课程学时从32学时到64学时不等。结合现在专业培养方案变化，目前该课程以48学时居多，同时根据教学需要增设1～2周的课程设计。从教学形式上来看，各校基本延续课堂讲授和课程实验相结合的传统教学模式。由于多媒体的推广及实验设备价格的降低，学生知识掌握和实践动手能力都较过去有了很大进步。以单片机为主的应用电路设计一直是各个学校学生科技创新活动的主流，通过各类实践活动，学生在毕业时的理论和实践能力显著增强，为学生进入工作单位打下了坚实的基础，受到社会各个用人单位的青睐。

然而，目前单片机教学中也存在很多问题，需要不断进行教学研究，进一步提高该课程的教学效果。首先，该课程的教学内容需要适度更新，以适应当前社会对单片机技术人才的需求。在课程教学内容上，多年来该课程以MCS-51系列单片机为例，从单片机硬件结构、常用指令、编程方法和单片机硬件扩展等方面进行单片机的教学和实践锻炼。但实践中发现，单片机汇编语句部分应增加C51对照程序以加强学生实际应用开发的能力和水平。在单片机知识结构上，应对目前普遍使用的I2C、SPI、ICP和ISP等加以介绍，让学生了解目前广泛采用的单片机技术。除了MCS-51单片机外，还应对日常广泛采用的PIC和AVR系列单片机进行适当介绍，使学生不至于与实际脱节，降低课程教学效果。在实践环节中，很多学校仍采用传统的试验箱，这虽然在一定程度上方便了学生实验，但与学生进行单片机系统开发脱节，容易造成学生眼高手低的教学弊病。实践教学中，应将具有在线可编程功能的单片机引入到实验课程之中，让学生真正体验单片机开发的实际环境，更好地了解系统设计过程及调试过程。结合现代虚拟仿真技术，应将PROTEUS等仿真软件引入到教学和实践体系之中，让学生能够在理想的环境下进行软硬件调试，增强学习兴趣。

二、单片机课程教学改革实践

“单片机原理及应用”课程改革主要包括课程内容优化、实践教学创新、教学方法改革、考核体系完善及创新人才培养等几个部分，通过不同部分的教学改革实践，可优化教学内容体系，提高学生综合素质，培养学生具有“理论基础扎实、实践创新能力强”的创新型人才。

1.明确培养目标，优化教学内容

单片机课程是一门理论和实践性都比较强的课程。由于该课程较为抽象，需要学生用“有限硬件资源”的思想去考虑各类复杂的自动控制问题，这就要求课程的理论教学和实践教学内容合理，能通过相互补充的方式提高教学效果。目前，“重基础、宽口径、重应用、高素质”是电气专业培养的原则，在这个培养目标下，学生应该掌握坚实的课程基础，建立较为全面的课程知识结构，在实践教学环节的基础上，具有较强的动手实践和科技创新能力。但在新的专业培养大纲修订中，专业学时不断压缩，因此更需要认真考虑教学内容，满足现在培养目标的要求。

单片机教材多种多样，但在教学内容上基本相似。单片机课程内容主要有数字电路基础、MCS-51单片机硬件结构、单片机指令系统、汇编语言程序设计、单片机中断及定时/计数器、单片机存储器及扩展、单片机串行通信、单片机接口技术、D/A和A/D转换电路设计、单片机系统设计方法、单片机应用及开发举例等内容。从内容上来看，单片机硬件结构、指令系统及汇编程序设计、中断及定时/计数器、单片机存储器及扩展和单片机串行通信等是该课程基础知识，应通过各种教学手段进行重点讲授。不论学时如何压缩，这些基本内容应该保留并保证教学的实际效果。D/A和A/D转换理论在数字电路课程中有所介绍，因此可以结合单片机应用及开发举例等内容进行讲授，结合实践教学要求，还可将其放入到实践环节之中。单片机汇编语言部分教学内容应补充C51编程方法及实例，但汇编语言不应省略，因为它是锻炼学生软硬件编程思维的重要内容，不应过分追求与社会接轨而让学生建立空中楼阁式的课程知识结构。在串口通信教学中，可对RS-232接口及单片机串口工作方式进行简要介绍，但应增加I2C、SPI等串口总线教学内容以适应现在硬件接口设计的时代需要。[2]PIC和AVR单片机作为现在单片机应用的主流，在课堂中应对其特点加以介绍。

2.加强实践教学，提高学生创新能力

单片机课程实践性非常强，只有通过理论和实践相结合，学生才能真正掌握单片机的使用方法和应用技巧。单片机课程实践教学分教学实验、课程设计两个部分。两部分应结合课堂教学内容，相互补充，相互呼应。

在教学试验中，首先应采用切近实际生产的教学设备。目前很多高校仍采用传统的实验仿真箱，这种设备让学生关注于程序设计，单片机硬件部分只需插线即可完成。从目前教学效果来看，采用这种设备进行教学，学生对软硬件知识的掌握程度不尽理想。现在广泛采用的单片机均有ISP（在线可编程）功能，其单片机ROM多采用可擦写的flash芯片，因此延续过去烧写器时代的仿真实验箱将给学生造成错觉，让其在实际硬件开发中有种无所适从的感觉。单片机实践教学要求学生能够掌握单片机基本指令和使用方法，掌握单片机系统的开发流程及操作技巧，因此需要学生在软硬件上均应进行实践锻炼，这就要求启动新型实验教学仪器的应用。目前，单片机开发板功能日益完善，其价格越来越低，因此可以通过单片机开发板，让学生进入单片机系统开发的实战环境，真正让学生对系统硬件结构和软件指令有一深入的了解和掌握。在实践教学中，采用了积木式单片机硬件系统，单片机建立最小系统后，其设备均通过经典电路制作成模块，学生在实验中要对其电源、总线等设计，需要通过引线组件不同功能电路，这充分锻炼了学生的动手能力和系统设计能力。

在单片机实践教学中，PROTEUS软件是取代传统实验仿真箱的另一利器。PROTEUS软件是英国Labcenter electronics公司开发的EDA软件，是目前唯一能够进行单片机软硬件仿真的计算机辅助软件。[3]该软件有丰富的元器件模型库，能以较为形象的方式进行51系列、PIC系列、AVR系列和ARM7等软硬件仿真。[3]该软件注重于器件的关键引脚连线，能结合Keil等编程环境，对单片机系统进行主要功能检验和输出结果仿真，这有效提高了单片机学习和开发的效率。PROTEUS软件在软件环境中集成了各类检测仪表，学生只需一台计算机即可进行相关知识的学习和功能开发，其应用范围越来越广。[4]西北农林科技大学（以下简称“我校”）根据教学中常用电路及实验仿真箱等经典电路开发了“基于PROTEUS的单片机实验平台”，通过模块化的方式排列了教学和实践中常用电路模块，学生需要通过硬件连线和软件编程完成相应控制功能，对学生软硬件设计能力提高起到很大促进作用。

3.采用多种教学手段，不断提高教学效果

近年来，随着国家教育改革的不断深入，“强基础、宽口径”已是目前高校专业教学目标的主流，与之呼应的专业培养方案修订使得专业课程学时不断压缩，但教学大纲中对课程内容要求并未减少，这就势必造成教学效果的下降。为了适应这种状况，教学中必须采用新式教学方式，以提高教学效率。

现代教学手段中，多媒体授课形式已经不是新的创意，但多媒体课件如何设计却是一个常说常新的话题。目前，对于如何进行多媒体课件制作的论文已经很多，[5，6]但如何设计课件内容及如何设计内容展示方式的论文却不多。多媒体教学中，对于抽象的内容需要用POWER POINT中动画功能予以演示，如单片机工作方式内容讲解时，学生很难想象单片机取指令、编译指令和取数据的过程，而通过动画显示的方式，学生就很容易理解PC指针的工作方式以及CPU进行取、解译和执行指令的过程。现在网上资料非常多，在进行单片机硬件扩展内容讲解时，可将学生分成几组，分别对常用的电容、晶振、液晶显示器、数码管等进行型号和图片的搜集和整理，然后利用课堂5分钟进行各组的讲解和展示，这不但拓展了学生的视野，而且锻炼了学生的能力，起到了教学相长的目的。

除了多媒体教学外，还应充分利用各种资源，为学生进行立体式教学环境布置。应充分利用板书、多媒体、网络等手段，扬长避短，充分发挥各自优势。教师通过板书给学生以思考的时间，利于学生进行理论知识的课堂消化。网络是目前知识学习的宝库，丰富的网络资源为课程难点解答提供了多种版本的解释，为学生正确理解知识点提供了帮助。比如说单片机型号多样，课本讲解是有限的，学生就可查阅论坛和精品课程网站来了解新知识，各类国家、省级优秀精品课程网站为学生学习提供了良好的平台。

4.建立多样考查方式，注重学生学习效果考核

各种教学方式改革，目的是为了给学生提供一个良好的学习环境，因此学生学习效果还需通过多种考核方式进行评测，为学生质量鉴定提供一个标尺。单片机课程应用性较强，死记硬背式的学习方式不能适应现代社会对人才的需求。因此从课程考核方式上应将作业、出勤、实验报告、课堂测试、大作业及期末考试结合起来，通过教学过程中的引导，调动学生学习积极性。随着社会思潮对大学校园的冲击，每一届学生的学习特点各有不同，因此需灵活确定各类考核比例，引导学生加强某个教学环节的学习和锻炼。比如说，某届学生实验积极性不高，那这届考核中的实验出勤和实验报告比例就要加大，而且其考核比例要及早通知学生，这样才能引导学生重视实践教学环节。在不同考核方式中，也应该注重考核形式。如课堂点名时，很多教师拿点名册进行点名，由于缺课情况无法展示给学生，容易让不爱上课的学生懈怠。而通过大屏幕式Excell点名，情况就不一样了。这不仅利于学生出勤情况的统计，还可以让全体同学掌握各自出勤情况，利于彼此的监督和提醒。

三、积累教学经验，不断加强教学创新

不同教学方式的改革都是围绕创新性人才这个培养目标进行的。已有的教学经验利于当时的教学，但随着时代的变化，其教学方式就需要不断创新。

教学方式改革的主导者是教师，只有加强师资队伍建设才能形成良好的教学和学风，才能不断创新教学形式，提高教学水平和效果。在师资队伍建设中，应通过教案编写、课程讲授、专题研讨和学术交流的形式不断加强教师素质，提高教学水平。应鼓励和支持教师参加各类单片机产品会和学术团体会议；通过科研活动、全国性技能竞赛和学生科技创新活动，积累理论和实践经验，为教学工作积累丰富的教学素材；应积极创造教师进修和考察机会，开拓眼界，丰富经验，为树立其正确的教学理念创造条件。

学生创新型教育是时代赋予高等教育的目标和使命，是促进国家发展和生产力提高的重要保障。在教学中，应积极引导学生发挥创新性思维用单片机的思维解决生活中的自动控制问题。同时应在作业、课程设计选题及综合性、设计性实验项目中积极贯彻创新型人才培养思路，让学生多动脑、多动手。结合目前实验室开放和PROTEUS平台，让学生多进行创新性思考和科技创新活动。学生素质的进步既是高等教育创新的成果，也是教学创新的动力。

教学创新是课程生命力的动力和源泉，教学改革实践是课程永葆青春的法宝。教师只有不断创新，才能让学生由浅入深、由易到难地进行单片机概念、原理、使用方法的学习，才能通过丰富多样的实践创新活动掌握单片机控制系统设计、制造方法，才能培养出一批又一批的高素质创新型人才。

参考文献：

[1]吴允平.单片机教学改革与学生工程素质和创新意识的培养[J].福建师范大学学报（自然科学版），2004，20（1）：111-113.

[2]翟玉文.单片机课程教学改革探究 [J].吉林化工学院学报，2013，30（4）：34-37.

[3]张靖武，周灵彬.单片机系统的 PROTEUS 设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2007.

[4]袁锋伟，赵立宏，朱慧玲.基于 Proteus 的单片机课程教学与实验改革[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：75-78.

第9篇：单片机课程设计报告范文

关键词：单片机原理；实验教学；教学改革

“单片机原理及应用”课程侧重于单片机在汽车领域的应用，其理论性和实践性都很强。要使学生真正掌握好本课程，必须做到理论教学与实验教学并重，用实验教学带动理论教学。[1，2]在实验教学过程中，要强调学生的主体地位，提高学生的动手能力与创新能力。

一、实验教学现状

1.实验学时少

以前的“单片机原理及应用”课程总学时为64学时，实验学时只有8学时，占总学时的12.5%，实验学时不足。为了在有限的实验学时内让学生尽可能多的完成实验内容，教师只能安排一些简单的验证性实验。在实验教学过程中基本上是“学生看教师做实验”，学生处于被动地位，达不到实验教学的最终目的。

2.实验教学内容陈旧、模式单一

传统的单片机实验教学内容中基础性、验证性实验多，综合性、设计性实验少，培养学生操作能力的实验多，培养学生创新能力的实验少。实验教学要求学生在规定的时间内按照步骤完成相同的实验，实验过程中教师教接线、给程序，学生在实验板上调试。在这种实验教学模式下，学生简单模仿，只用动手不用动脑，很难培养学生的创新能力和综合能力。

3.实验教学考核体系不完善

传统的单片机实验课程不单独考核，评价方式主要以实验报告为依据，而且实验成绩占总成绩的比例低。这种评价方式使学生对实验教学环节也不重视，很难调动起学生在实验教学环节中的积极性。

二、单片机原理实验教学改革内容

传统的实验教学无法达到培养学生创新能力和综合应用能力的要求，需要进行改革。“汽车单片机原理与应用”课程实验教学改革主要从以下几个方面入手：

1.实验室建设

目前NEC单片机在汽车电子领域市场份额较大，[2]而山东理工大学交通与车辆工程学院开设的“单片机原理与应用”课程却侧重于单片机在汽车领域中的应用。为此，山东理工大学交通与车辆工程学院对单片机课程的教学内容进行了调整，从原来的INTEL公司的8051系列单片机调整为NEC公司的78K0KF系列单片机。同时在原有实验设备的基础上，山东理工大学交通与车辆工程学院与NEC公司合作，建立了NEC单片机开放实验室。目前实验室拥有汽车电子嵌入式开发系统、NEC单片机综合仿真实验仪、NEC单片机开发系统等多套设备，计算机60台，能实现几乎全部单片机教学的软、硬件实验，为实验教学的改革打下了良好的基础。

2.增加实验学时

“单片机原理及应用”课程比较抽象，学生要真正掌握该课程，需要有充分的实验教学环节作保障，因此增加了实验学时，由原来的8学时增加到现在的20学时。实验学时的增加，既可以安排更多的实验教学内容，使其更加系统和全面，又可以灵活地安排实验内容，为课程实验教学改革的实施创造了条件。

3.更新、调整实验教学内容

针对78K0系列单片机，NEC公司开发了一系列齐备的开发工具，包括Applilet（驱动代码生成工具）、PMplus（编译工具）、SM + for78K0_Kx2（软件仿真工具）、ID78K0 for MINICUBE（硬件仿真工具）。[3]78K0系列单片机支持片上调试，可以由仿真器直接下载程序到芯片，也可以利用SM+进行软件仿真，丰富了实验内容。

在原有的实验项目的基础上，增加了综合性、设计性的实验内容，并对实验项目进行了分析，精选1/2的实验项目作为基础实验，要求学生必须完成，其余1/2的实验项目作为综合性、设计性实验项目，学生可以根据自己的爱好选做。这样既保证了基本的教学内容，又激发了学生的学习热情和积极参与的主动性。根据实验学时的安排和课程特点，将实验教学内容分成了四部分：

第一部分为软件模拟实验，主要目的是熟悉Applilet软件、SM+软件、PM PLUS软件等操作软件，让学生对整个系统有一个初步了解，为以后的实验打下了坚实的基础。实验项目包括用软件模拟十字路通灯等。

第二部分为基本端口实验，主要目的是让学生认识单片机系统的基本硬件。实验项目主要有端口输出实验、H0定时计数器实验、按键中断实验、A/D转换实验、多位数码管显示实验、直流电机控制实验、步进电机控制实验等。

第三部分为综合设计性实验，目的是帮助学生全面掌握所学内容，提高学生综合运用知识的能力。主要有用TM00定时器设计秒表实验、用A/D转换值控制步进电机和直流电机转速实验、键盘结合LCD液晶显示实验、利用外部中断设计流水灯实验、直流电机转速测量实验等。

第四部分为创新性实验，主要针对那些对单片机有兴趣的学生，锻炼学生的创新能力、动手能力和解决实际问题的能力等，该部分实验在课下进行，可结合教师的科研项目和各类大学生电子设计大赛，如教师科研课题中的控制系统、数据采集系统以及全国大学生电子设计竞赛（NUEDC）、全国智能车设计大赛、机器人设计大赛、机电产品创新设计大赛等。

4.完善实验考核体系

实验教学的主要目的是为了让学生进一步掌握单片机的原理及应用，培养学生的动手能力、创新能力和解决问题的能力，传统的以实验报告评价实验成绩的实验考核方法很难调动学生做实验的积极性，达不到实验教学的目的。为了改变这一状况，改革了实验成绩的评定方法。为引起学生对单片机实验教学的重视，把实验成绩占总成绩的比例提高到40%～50%。实验成绩的评定根据每次实验的成绩，结合实验报告给出，实验报告占实验成绩的比例较低。对每次实验现场打分，每次实验前都给学生布置两个实验内容，其中一个为基本实验，另一个为综合性强的实验，完成基本实验得60分，完成本次全部实验才能得满分。这种做法极大地调动了学生的实验积极性，表现在上课时认真听课，实验前积极准备，实验中相互讨论等。

三、实验教学改革的成效

从2009年开始在车辆工程、交通运输、热能与动力工程三个专业进行实验教学改革，约有1000名学生接受了新的实验内容。通过实验教学改革，激发了学生在实验教学中的主动性与积极性，通过实验教学又带动了课堂教学，提高了学生的动手能力，培养了学生的创新能力和综合应用能力，加强了学生对汽车单片机原理的理解与应用能力。具体成效表现在学生在实验中的积极性明显提高，主动思考，实验完成率达到100%。在三年的期末考试中学生的卷面成绩较以前学生的成绩有了较大提高，卷面不及格率降到了5%，学生在课程设计和毕业设计中使用单片机系统的上手速度逐年加快，设计能力、编程能力大大提高。学生利用单片机参加电子类大赛获奖的等级和人数逐年提高，2010～2011年，在全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、“潍柴动力杯”山东省大学生汽车技术创新设计大赛、山东省大学生智能车竞赛等赛事中获奖20余项。2012年在全国大学生瑞萨超级模型车大赛上共有2支队伍荣获全国二等奖，在全国大学生智能汽车竞赛山东赛区中获得二等奖5项、三等奖1项。山东理工大学交通与车辆工程学院在第九届“泰汽新能源杯”山东省大学生机电产品创新设计竞赛中荣获省一等奖等。

参考文献：

[1]李洁，李卫兵，等.《单片机原理及应用》实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2012，（4）：92-94.

[2]肖静，马临.单片机实验教学的改革与探索[J].南昌高专学报，