基于单片机的课程设计精选(九篇)

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第1篇：基于单片机的课程设计范文

本文通过我院两三轮单片机课程改革的实施，总结了课程建设过程中的相关成果，并分析了改革对课程体系、教师科研能力、学生实践能力、校企合作、课程资源库建设等方面的促进和提升，为后续单片机项目化教学的全面推广提供了丰富的经验和参考价值。

【关键词】

单片机课程；建设；成果

1 课程体系改革与优化课程结构

近年来我校十分重视该课程的教学与教研活动，在课程设计方案与实施过程中如何优化课程教学内容、教学方法、与教学手段作了积极的组织与探讨。自2009年以来该课程在教学内容方面遵循理实一体化教学的特点，又有别于传统教学模式，以实现能力培养为目标，开展了课程理论与实践教学改革。以知识为基础，以能力为核心，构建课程体系。确保教学内容的合理性，实用性和先进性。课程体系建立的主要思路：一是以单片机功能模块构建知识，以基础工程项目化分解模块、以仿真技术实现工程项目的教学模式；二是对教学内容进行重组，突出实践技能的培养，溶入行业新技术、新设备及发展趋势；三是采用开放式的教学模式和方法，建立了实验、实训、竞赛、实习、毕业实习等几个层次的实践教学体系，以此进行知识点和能力的培养，形成以能力为培养目标的课程体系，使学生不但较好掌握运用单片机原理及控制技术进行系统设计技能，还培养了学生独立工作能力、协作精神、职业素质和创新意识。经过多年来的不断努力取得了较好的教学效果。

2 积极开展实践教学研究、不断提高学生实践能力

通过理实一体化的教学，可以培养学生的实践技能、动手能力和创新能力，并且使学生在掌握基本理论、基本知识和基本方法的基础上，培养学生的实践研究和工程设计能力。因此， 在实践教学中， 以基础设计型、提高设计型、综合设计型，学生自主设计型为选题，体现多层次的实践教学方式；同时课程组在电类专业中把单片机应用引入“单片机实训”，倡导自选性、协作性的创新实践教学模式。同时扩建了单片机实训室，充分利用实训室资源和发挥教师的能动性。由于实训室软硬件资源配置完善，提供了一个通用性良好的电子设计环境，教学方法的改进使得学生动手能力明显提高，并且在平时实践中通过对学生的交流、探讨，发现有潜力的优秀学生，创造条件让其参与教师的科研开发，选拔参加省或全国大学生电子设计大赛。

3 积极开展学生第二课堂科技活动、拓展学习空间与创新意识

在人才培养方案中， 为了提高学生的创新意识和创新能力， 课题组全体成员积极组织与指导学生参加各种电子竞赛， 并取得了较好的成绩。多年来学生以单片机为核心技术参加的竞赛项目包括有：

（1）全国大学生电子竞赛

（2）陕西省电子技能大赛

通过各种电子竞赛， 不仅可以拓展学生的学习空间、激发学生学习热情与兴趣， 也是体现了单片机技术课程在电子技术应用中的广泛作用， 更重要的是引导学生的创新意识与实践能力。

4 积极开展校企结合、加大课程建设力度

根据《陕西省中长期教育改革发展规划纲要（2010-2020年）》等文件精神。积极与行业企业开发课程合作，根据企业行业的岗位需求。参照国家单片机设计师职业资格标准、改革课程教学和实践教学内容。

课程组成员在近几年中， 积极参加本专业或本课程的学术交流活动， 以及与企业开展就单片机技术的应用前景研讨，了解到该课程在各高校的开设状况和目前单片机技术发展的趋势。为了突出职业专向能力，以“全国单片机设计师职业资格认证”考试大纲为依据，与以下企业建立了实践教学基地。

（1）2006年与江苏启动计算机厂联合共建单片机实验室， 为本课程教学提供了仿真技术平台。

（2）2010年与陕西工业职业技术学院建立了职业岗位能力培训基地， 为我院学生考取“单片机程序设计师”（中级、高级） 提供了有利条件。

（3）2012年与上海上益电子有限公司联合扩建了单片机实训室， 为学生进行基于工作过程的项目化单片机课程学习提供了有利的实践环境。

校企结合注重学生专业知识和技术能力的学习，充分体现企业用人需求和岗位技能要求。并突破传统的教学理念和教学手段、引进工程案例教学、试验强化训练的人才培养模式，使学生学完该课程后其实践工作能力得到提升，达到能独立进行单片机的有关软硬件设计工作的能力，以适应现代企业人才招聘要求。

5 突出资源和自主化学习平台建设

随着《单片机原理及应用》院级精品课程的建设，在省级精品课程建设要求的基础上，突出资源建设和自主化学习平台建设，做到面向学生、教师、社会免费开放、共享资源成果最大化效益。教学资源共享体现如下：

（1）在院精品课程建设的基础上， 进行课程体系改革， 突出现代信息技术教学手段， 采用仿真技术提升教学水平与教学效果。

（2）选择重点和难点的教学内容，作为该课程的视频课程，为学生或社会人员提供学习途径之一。

（3）加强实践教学环节， 引入工程项目实践案例， 确保课程知识的实用性与先进性。

（4）开放项目化与仿真化案例原代码起到资源共享的目的。其中，基础实验项目（8个） 、启发性实验（10个） 、课程设计实训（10个）。

（5）建立交互式资源平台， 促进学生的创新意识。其中，交互式资源是获取本教学项目案例，然后对案例的功能进行扩展或集成创新，也是要求学生要完成和上交的学习任务（或作业） 。

（6）建设优秀作品资源平台， 促进学生的创新意识。该平台集成了课程设计、科技竞赛、创新项目和毕业设计等众多的学生优秀作品。通过该平台，不仅能够激励学生积极创新、展示自我与提升自己的成就感，而且也能为该平台添加共享资源。

第2篇：基于单片机的课程设计范文

【关键词】单片机课程 教学系统 设计 应用

本文以单片机课程辅助教学系统的重要性为切入点，具体阐述了单片机课程辅助教学系统中实验系统的适用性的设计要求。针对高校单片机教学的具体情况，对适用性及实用性的设计方案提出自己的观点，以供参考。以期通过本文的探索能实现提高课堂教学质量的目的，从而达到让学生能比较容易的理解并学到知识的效果。

因为对学生来讲单片机比较的抽象，所以造成教师们的教学任务比较困难。对单片机课程的辅助教学系统的设计与实现探索就更加的迫切与需求。虽然使用逻辑分析仪能够辅助学生学习，但是由于价格昂贵，性价比不高，对于教学并不适用。

单片机课程对于计算机和电子专业的学生来说极其的重要。但是单片机课程的知识点特别丰富，而且实践性很强，学生学起来时常常会感到很吃力。因而为了增强单片机课程的教学效果，设计一套很有效果的单片机教学系统就很重要。

1 现代化的知识讲授

在传统的教育中，主要是以学生听教师讲的形式展现。然而，这种教育方式的缺陷随着信息社会的出现而展露出来。课堂的讲授效率和效果都比较低。为了提高效果，首先，可以使用CAI。这样能够让学生看见更丰富的内容，比如说可以将文字、声音、图片等信息展现在屏幕上。因而可以充分的调动学生的听觉和视觉，进一步的加强学生对单片机知识的理解与记忆。其次，单片机课程是一个专业和实践都特别强的学科，在课堂的教学中，也要展示一些相关的器件，这样可以让学生更直观的了解，增加学生的形象思维，并且帮助学生增加印象。

2 灵活有用的实验系统

2.1 传统教学问题

在实验教学的方面，传统的单片机教学实验系统，结构复杂、成本高。操作繁琐，设计也缺乏整体思维，仅仅是控制让一组二极管发光等比较简单的程序操作。如此学生只能简单的运行实验程序，却无法了解所做实验的工作电路，大大影响了学习效果。

其次，传统单片机教学实验系统功能少，扩展性差，无法增添新的功能。不能够把实验和理论结合起来，不能培养学生的创新和动手能力。这些原因就造成了传统的单片机教学实验不适合现代单片机课程的要求。

普及性是单片机试验教学系统设计的首要原则。片机模块和其它扩展模块是单片机实验教学系统的重要组成部分，其中以单片机模块最重要。因此为确保每个学生能独立拥有和使用，单片机模块必须具备很好的性价比。可以让每一个学生实现动手又动脑的目的。

2.2 单片机辅助教学的优势

在单片机模块教学内容中，通过学习单片机模块，学生能够掌握C语言程序设计，定时器、中断等编程，单片机的汇编，I/O口的控制等方法，如此学生就能初步了解单片机的接口技术和编程，完成扩展功能模块的设计。

单片机课程辅助教学系统扩展功能模块主要有：矩阵键盘模块、电机控制模块、数码管显示模块、光电检测模块、点阵LCD显示模块、温度测量模块、并行存储器读写模块等。设计单片机课程辅助教学系统的扩展功能模块时要综合考虑实际的教学目标和学生的个人兴趣，在满足教学目的的前提下，也能更好的激发学生自主学习和开发的主观能动性，在单片机系统扩展模块教学的过程中，学生能综合掌握单片机系统的输入、显示、数据采集、存储、处理等技术，大大提升教学效率和效果，使学生具备独立从事工业控制设备开发、智能仪表设计等工作的能力。

2.3 单片机课程辅助教学系统的设计与实现

2.3.1 单片机课程辅助教学系统的设计

一般以教学内容来确定单片机的类型，本文基于单片机的性价比高和方便下载等要求，进行单片机课程辅助教学系统设计时，选取5l系列中的STC单片机为核心单片机模块，其它单片机模块设计参考本模块设计方法使用STC公司生产的单片机。

STC完全兼容了ATMEL公司的51单片机，其内部有l280字节的SRAM、8―64K字节的内部程序存储器，内部资源较其它同类型的51单片机要更丰富，且能够直接通过串口线和USB下载程序，其具有功耗低，抗静电、抗干扰性能强，无法解密、可靠性强，高速等优势，是一款性价比非常高的单片机。

2.3.2 单片机课程辅助教学系统的的实现

CP2102电路操作灵活、数据传输可靠，编程、连接简单，USB到UART的CP2102桥接电路M，实现了USB数据和UART数据之间的转换。其上位机通过该芯片驱动程序的运行，能够对USB数据依据简单的串口进行读写操作；为方便数据通信，其下位机串行数据转换成USB数据格式。像CH341、PL2303HX等都是常用于USB数据和UART数据转换的芯片。

虽然单片机模块设计、操作和连接都相对简单，但实用性强大，可进行很多实验项目，如：跑马灯试验；用按钮控制点灯实验；控制单个LED灯的亮、灭实验；嘀声报警信号输出实验；精确定时1秒钟闪灯实验；定时器中断、自动变速跑马灯实验；变频声救护车报警信号实验；4个按键4级变速的跑马灯实验等。

3 结束语

综上所述，单片机课程利用交互式的教学系统设计，整合了多媒体教学优势，充分利用了时间，调动了学生学习的积极性，推动了新一轮教学模式的变革，适应了现代化的教学需求。单片机实验系统的可扩展性能有利于实验教学系统的更新，紧跟时代步伐，使学生掌握更新进、更实用的技术。

参考文献

[1]高林.单片机软件仿真教学系统的设计及应用[J].科技信息，2013（24）：48-50.

[2]刘瑞凯.虚拟教学系统在《单片机原理与应用》教学中的运用[J].科技致富向导，2012（23）：43.

第3篇：基于单片机的课程设计范文

关键词：单片机系统；综合实践课程；实践教学

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

单片机系统设计是一门实践性、应用性很强的课程。传统的单片机系统设计实验教学，具有：①实验应用机会少；②缺乏具体的实验教学内容和完善的考试、考核方法；③验证性多，创新性少；④实验教学内容与实践应用脱节的弊端[1]。这样的教学模式和方法，很难让学生完全掌握单片机系统设计的基本原理和开发方法，更不用说培养学生的创新能力。因此，为了培养和训练学生具备独立设计简单的单片机应用系统、编写系统控制程序的能力和技能，激发学生的创造力，我校在学生完成了《单片机系统设计》的理论课和汇编程序设计、七段数码显示、键盘扫描、AD转换、串行通讯等实验教学后，特开设了为期2周的综合实践教学环节。此教学环节让学生完成一个单片机系统的设计、开发、调试的完整过程，整个综合实践教学环节完成后，学生对单片机系统的学习和应用兴趣更浓了，而且具备了自行设计、开发简单的单片机系统的能力。

2 任务与要求

利用伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统构成简单实用的单片机系统，要求如下：

（1）充分应用MCS-51系列微处理器和伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统所提供的硬件资源，自由选题实现一个简单实用的单片机系统。

（2）要求具备必需的人机接口。

（3）可以选用汇编或C51语言进行控制程序开发。

设计的系统性能如下：

（1）系统运行稳定，具有一定的抗干扰和故障自测能力。

（2）系统设计安全可靠，具有出错报警和应急关闭能力。

（3）系统精度达到一般民用品的基本要求。

（4）人机接口界面友好、直观、操作简单。

另外，我们提供了一些选题供学生拓展思路，主要有：

（1）出租车计价器。

（2）温度控制系统。

（3）可编程交通灯系统。

（4）PWM电机调速系统。

（5）数字温度计。

（6）数字频率计。

3 设计范例

3.1 PWM电机调速系统

PWM电机调速系统如图1所示，系统包含电机驱动电路和测速电路，两者构成闭环系统。电机驱动采用脉宽PWM调压电路，测速电路的核心部件是霍尔元件。

图1 PWM直流电机调速系统原理图[2]

霍尔元件是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。在外磁场的作用下，当磁感应强度超过霍尔元件导通阈值BOP时，霍尔元件输出管导通，输出低电平。若外加磁场的B值降低到BRP时，输出管截止，输出高电平。在直流电机的转盘上粘贴着一枚小磁铁，霍尔元件安装在转盘附近，每当磁铁靠近霍尔元件时霍尔元件导通，输出低电平，远离时霍尔元件截至，输出高电平。这样，直流电机转动一圈，霍尔元件就会输出一个脉冲，通过这个原理能够测出电机的转速。

PWM是单片机系统中常用的模拟量输出方法，通过外接的转换电路，可以将脉冲的占空比转化成电压。直流电机的转速和驱动电压呈近似线形关系，改变脉冲的占空比，就可以改变直流电机的转速。

系统结构图如图2，闭环工作时，测速电路测得的转速和给定的转速相减获得差值e，根据差值e运用PID增量控制算法获得控制量，即占空比，通过MCS-51的口线输出给定占空比的脉冲，再通过转换电路转化成电压来驱动直流电机。系统控制算法采用增量型PID控制算法，如果k时刻电机当前转速是y(k)，给定转速是r(k)，PID控制器输入信号为e(k)，输出信号为u(k)，则离散的PID递推算法如下：

图2 PWM直流电机调速系统结构图

3.2 数字温度计

数字温度计的核心电路——温度传感器调理电路如图3所示，温度传感器采用负温度系数的热敏电阻（NTC），NTC的阻值随着温度的上升而非线性下降，具体温度-阻值特性为

（4）

式中，RT 、 RT0是温度分别为T、T0 时的电阻值；B为负温度系数热敏电阻的材料常数[3]。

固定电阻和NTC组成的电阻桥输出电压随NTC阻值的变化而变化，这种变化经过差动放大器的放大后送给AD转换器转换成数字量，具体转换遵循以下公式：

(1) 电桥输出电压u

（5）

第4篇：基于单片机的课程设计范文

关键词：单片机；教学；Proteus；仿真

作者简介：张兰红（1968-），女，江苏盐城人，盐城工学院电气工程学院，教授；陆广平（1974-），女，江苏盐城人，盐城工学院电气工程学院，副教授。（江苏 盐城 224051）

基金项目：本文系盐城工学院2013年度教改研究项目“基于实践能力和创新能力培养的《单片机原理与接口技术》课程改革”的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0076-02

单片机广泛应用于工业控制、汽车电子、机器人、通信、能源与军事等众多领域，成为电子技术智能化最普遍的手段，因而单片机课程已成为高校电气信息类专业重要的专业基础课程。[1，2]但在多年的教学实践中笔者发现学生的学习效果并不理想，有些同学在经过一个学期的学习后甚至连基本概念都建立不起来，根本谈不上进行单片机应用系统设计了。究其原因，最重要的一点是：单片机是一门涉及计算机硬件与软件的多学科综合性课程，实践性极强，[3]但在教学过程中枯燥繁杂的理论知识缺乏一种有效的方式进行及时演示与验证，使得学生理解与记忆困难。尽管该课程都有实验，但传统的实验教学只有十几学时，而且受实验时间与场地等条件限制，一般不能及时进行，因此该课程教学的理论和实践常常是脱节的，这导致学生学习困难、兴趣低、效率低。如何让学生通过单片机课程的学习尽快熟练掌握单片机原理及应用系统设计，英国Labcenter Electronics公司开发的用于电子电路和单片机系统仿真的软件Proteus解决了这一问题。为提高本门课程的教学效果和质量，笔者将Proteus仿真技术用于单片机教学的全过程，做到理论与实践随时相结合。具体做法介绍如下：

一、Proteus仿真在理论教学中的应用

1.建设基于Proteus仿真实例的教材

为了有一本起良好引导作用、实现理论与实践相结合的教材，笔者编写了机械工业出版社普通高等教育电气工程与自动化（应用型）“十二五”规划教材《单片机原理及应用》，[4]该教材特点为：以51系列单片机为主讲对象，加强Proteus仿真实例教学，每学完一个功能结构单元，均给出便于学生实践的Proteus仿真实例，大部分实例都是独立完整的单片机控制系统。通过对多个应用实例的仿真操作，使学生及时有效地掌握相关知识点，同时可模仿性地做出自己的系统，使学习过程是一个充满趣味的过程。当知识点全部学完，学生就具备了初步的开发单片机产品的能力。

2.设计基于知识点的仿真模型

针对51单片机的所有知识点，笔者都精心设计了Proteus仿真模型。[4]模型设计的原则一是帮助学生明确概念，解决重点与难点问题；二是尽量多与日常生活中的应用实例结合，加强趣味性与实用性；三是尽量多使用Proteus的调试功能，让学生明白单片机工作的详细过程。下面列举两个典型的例子。

（1）中断及其嵌套一直是较难理解的概念，设计了图1所示的仿真电路。图中要求单片机在主程序中控制P1口流水灯循环点亮，当外部中断INT0引脚出现负跳变时，P1口全部发光二极管亮5秒，当外部中断INT1引脚出现负跳变时，P2口所接的共阴极数码管显示数字“1”，保持时间为5秒。其中INT1为高优先级，INT0为低优先级。通过对中断寄存器的不同设置，该模型既可让学生观察在主程序执行过程中INT0与INT1分别出现负跳变，即发生单级中断时的效果，也可让学生观察INT0先出现负跳变、INT1后出现负跳变时的中断嵌套效果。通过对此仿真实例的编程、调试与运行，学生就很容易掌握中断与中断优先级嵌套等抽象概念的含义了。

（2）定时器/计数器T0、T1的工作原理较复杂，其原理涉及工作模式控制（选择定时器模式还是计数器模式）、运行控制（选择运行还是停止）、工作方式选择（选择不同计数范围的四种工作方式中的一种）和中断控制（计数溢出后如何处理）四部分。为了讲解定时器/计数器的工作原理，设计了图2所示的电子秒表仿真电路，使它从0～59s不停地计数。

但在晶振为12MHz的情况下，定时器四种工作方式中定时时间最长的一种也只有65.536ms，达不到1s，要达到1s的延时，只能采用多次中断的方式。因此实现秒表功能，笔者选择了定时器/计数器T0，让它工作在定时器模式；选择工作方式1，定时时间为50ms；每隔50ms中断1次，在中断程序中修改计数初值，并使中断计数器加1；中断20次时达到1s，此时在中断服务程序中除修改计数初值，使中断计数器清零外，还使输出到数码管的数值加1。

该仿真实例编程时需要对定时器T0的计数寄存器TH0与TL0、方式控制寄存器TMOD、控制寄存器TCON以及中断寄存器IE进行设置，用到了定时器的所有相关寄存器及全部控制，可使学生全面掌握定时器的原理与使用方法。

图2中秒表处于仿真运行状态，管脚上的红、蓝、灰块分别表示管脚电平为高、低和不定状态，色块可以帮助学生分析与调试电路。

3.进行基于Proteus仿真的现场教学

教师事先根据教学内容准备好Proteus仿真模型，课堂上讲解完相关知识点后，就运行Proteus仿真模型，使学生看到实实在在的运行现象或结果，增强教学的直观性、生动性和趣味性。

因目前绝大部分学生均有笔记本电脑，所以要求学生将电脑带进课堂。对于验证性实例要求学生用电脑与教师同步观察程序运行时寄存器、存储器和变量内容的变化，观察电路的工作状况及控制效果。在课堂上教师还现场指导学生对实例进行编程，设置单片机的特殊功能寄存器，调试并下载运行程序，观察运行结果。现场教学方式使学生及时理解相关知识点，掌握单片机内部功能部件与器件工作原理，领会抽象与复杂概念的含义。

4.开发用Proteus仿真的小实验型课后作业

对C51语言、单片机内部的定时/计数器、中断系统、并口、串口及可编程外设的课后练习，笔者都开发了大量的小实验型作业，[4]学生须利用Proteus仿真软件在自己的电脑上完成硬件电路的连接与软件程序的调试。鼓励学生写出不一样的答案，以调试结果通过为准。通过大量的课后练习，既促使学生掌握了知识点，也为真正进行设计性与综合性实验做好准备。

二、Proteus仿真在实验教学中的应用

1.进行全设计型虚拟实验

目前单片机实验教学中大部分实验器件以及电路都是预先固定在实验箱上的，学生缺乏自主搭建电路的机会；同时实验箱系统大，集成度高，验证性实验多，这些均导致实验过程不清晰。因此笔者要求学生用Proteus软件进行全设计型虚拟实验。方法为：每一次实验前将实验原理、所需元器件及实验要求提供给学生，学生首先要在理解原理的基础上，用Proteus软件搭接电路、编写控制程序、编译并下载到单片机、仿真运行，出现问题后再对电路和程序进行反复修改与调试，直到出现所需结果。如此完成一次完整的虚拟实验的过程接近于实际系统的开发过程，有利于学生理解和掌握单片机系统设计的原理和方法。

2.利用虚拟实验来指导实际实验

进行完Proteus全设计型虚拟实验后，大部分学生已经理解了电路的工作原理，并使用了充足的时间来进行程序的调试，这样可以有效地指导实际实验，保证实际实验的成功。

进行实际实验时，学生根据proteus虚拟实验结果，连接实际电路，下载程序并调试运行，在此过程中让学生初步体会仿真电路与实际电路的区别，将更多的精力用来解决实验中出现的各种实际问题上。有了Proteus虚拟实验的指导，实际实验一般会很快完成，剩余时间让学生进行各种设计性、综合性实验，或将课本中的实例拿到实验仪器上进行验证等。

三、Proteus仿真在课程设计中的应用

1.选择Proteus仿真与实际制作均可的题目

因课程设计时间较短，学生的独立工作能力较弱，为使学生充分体验单片机系统设计过程，首先由教师在选题上做精心准备，选取一些软件与硬件兼顾结合，工作量不是太大，用Proteus仿真模拟和实际制作均可行的题目，如：八路抢答器、滚动显示的点阵显示屏、电梯数字显示器、电子密码锁控制系统、电子琴、交通灯控制系统、波形发生器、数字电压表、温度显示器、电子钟等，以达到先仿真再用仿真指导实物制作的目的。

2.利用Proteus仿真指导实物制作

课程设计要求所有同学都完成印刷电路板作品。为了保证成功率，减少反复修改电路，重新制板等工作量，课程设计组织如下：第一步首先完成相关课题的proteus仿真设计，完成电路原理验证与控制程序的调试；第二步根据Proteus仿真结果，准备元器件，在多孔电路板上焊接电路，下载程序，调试实物作品；第三步根据多孔板实物调试结果完成硬件的PCB设计，加工PCB电路板，完成程序的下载与调试。

3.总结Proteus仿真与实际电路的差别

通过课程设计，大部分同学均深刻体会到单片机应用设计中Proteus仿真所起的非常有效的辅助作用，但也认识到仿真与实际电路之间还存在差别，部分同学反映课题用Proteus仿真能够实现，在实际电路中实现不了，还必须解决实际电路中出现的各种新问题。在课程设计结束后，笔者会组织学生讨论并总结Proteus仿真与实际电路的差别，促使学生用好Proteus仿真这个辅助工具。

四、结束语

笔者将Proteus仿真应用于单片机课程的理论教学，使学生及时有效地掌握了知识点；将Proteus仿真应用于实验与课程设计，使学生深刻体会了单片机应用系统设计的全过程，同时也认识到仿真不能完全代替实物，在实际应用中会遇到很多新的问题，只有将Proteus仿真和实际单片机应用系统的设计有效结合起来，才能真正锻炼自己的单片机软硬件综合开发能力。通过近两年将Proteus仿真引进单片机教学全过程的实践，学生普遍反映，该课程教学趣味性高，理解容易，有利于自己实践和创新能力的培养。有许多同学通过单片机课程的学习，学习热情被大大激发，自行购买了元器件或学习板，借助于proteus仿真的前期开发，很快做出了新产品，在各种电子大赛、创新课题与毕业设计中取得了优异的成绩。

参考文献：

[1]楼然苗，王世来.单片机实践教学改革与应用型人才培养[J].中国大学教学，2009，（3）：80-81.

[2]徐武雄.proteus软件在单片机课程教学中的应用[J].中国电力教育，2010，（10）：54-56.

第5篇：基于单片机的课程设计范文

关键词：单片机教学；仿真资源

1现状

目前高职院校电子信息工程、应用电子、微电子技术、光电技术、通信技术、计算机应用、数控设备维修和自动化等专业都开设了《单片机原理及应用》课程，学院一般都配套建成了单片机硬件实训室，但存在硬件实验费用和实验室维护开支高，应用范围有限等问题，很有必要在教学中引入教学仿真资源，建成基于单片机仿真软件的单片机虚拟实验室，与已有的单片机硬件实训室结合，实现仿真和实践相结合，相辅相成，提高实验、实习和实训教学效果，同时降低教学成本，减少硬件实验费用和实验室维护开支。

2研究价值

在长期的单片机教学过程中学生普遍反映《单片机原理及应用》课程难懂，难学。一方面是因为上理论课时很难现场演示，学生对一些知识点不容易接收，不能理解；另一方面是因为该课程是一门实践性很强的课程，只学理论知识是学不好的，必须进行实践操作和训练，而学校能提供的实践机会只有一些生硬死板的实验台、实验箱电路连线，这是很不够的。如果在教学中引入单片机仿真技术就可以大大地提高教学质量和教学效果：

2.1将单片机仿真演示教学引入课堂教学，其极为接近实际的动态演示可以激发学生兴趣、提高了学习的积极性，使抽象变形象，使重点易懂、难点化解。

2.2教学仿真资源只需一台电脑就可以仿真大量元件和仪器设备，并且效果非常好。建立以此为基础的单片机虚拟实验室，学生就有机会完成更多的实验项目和内容，免费使用大量元件和仪器设备，从而提升了学生的知识面和应用能力，并且虚拟元件和仪器设备不存在损坏和维护问题，也就降低了教学成本，减少了硬件实验费用和实验室维护开支

2.3单片机教学仿真资源对学生实验的预习、单片机课程设计、全国大学生电子竞赛以及毕业设计等都有非常大的帮助，对提高他们的学习和工作效率，减轻劳动强度都有非常大的好处。

3重点研究内容

3.1研究单片机教学仿真资源的开发与利用方法。

3.2研究在单片机、微处理器控制技术相关课程实验、实习和实训教学中引入单片机虚拟实验室，实现仿真和实践相结合，相辅相成，提高实验、实习和实训教学效果，同时降低教学成本，减少硬件实和验实验室维护开支的方法。

3.3研究基于单片机仿真软件Proteus的单片机虚拟实验室建设方案。

3.4 研究在单片机相关课程课堂教学中引入Proteus软件对难点和重点进行实时演示，增强课程生动性和更易理解的方法。

3.5研究引导学生通过单片机虚拟实验室自学单片机相关课程的方式方法，及通过单片机虚拟实验室应用，在单片机课程设计、全国大学生电子竞赛和毕业设计中引入Proteus仿真软件提高学习效果和工作效率的方法。

4思路方法

4.1先进的教学理念融入教学资源：推广应用“四环相扣”国家教学成果一等奖的教学模式，开展电子信息专业教学整体改革，在教学整体解决方案中做到：依托行业企业开发能力标准（典型工作任务与职业能力分析）；面向职业岗位设置模块课程（学习领域课程归并）；立足真实任务组织工学交替（全程工学交替以保障教学实施效果）；基于工作过程实施职场鉴定（开放多元的考核方式，引入社会评价）。

4.2“五步工作机制”选取仿真项目：采用“534”课程设计方法优化课程体系、整合教学内容。即“五步工作机制”：通过“行业专家确定典型工作任务学校专家归并行动领域行业专家论证行动领域学校专家开发学习领域校企专家论证课程体系”，以实现校企专家共同参与课程体系设计；“三阶段转换”：通过工作任务实现“典型工作任务到行动领域”转换，通过工作过程实现“从行动领域到学习领域”转换，通过工作任务实现“从学习领域到学习情境”转换，以构建基于工作过程的专业核心课程教学内容；“四项主要成果”：人才培养方案、课程体系、课程教学方案和优质教材。

4.3搭建立体教学资源体系：主动适应行动导向教学模式转型的需求，搭建资源平台，为工学交替教学和定单培养的教学模式提供运行的环境和资源的支持。引进了虚拟教学系统模拟真实的环境，包括三维交互式设备结构演示、虚拟操作、虚拟编程软件等。建设真实企业环境，即“真实的工作岗位”、遵守“真实的行业规范”、操作“真实的设备”、采用“真实的工艺”、生产“真实的产品”等，营造了“虚实互补”的教学环境。

4.4仿真与实作结合的创新教学组织形式：以仿真与实作结合的形式组织教学，倡导理实一体，使学生经历单片机系统设计的全过程，使师生的分析与解决等方面能力全面提升，积累丰富的实践经验，为学生向单片机设计开发工作者身份的转变搭好了桥梁。

5研究目标

通过研究与实践，使单片机教学仿真资源内容更为科学系统合理，更能适应师生和社会人员的需要，并能提高教学质量和学生的实践能力。在学校现有单片机实训室硬件基础上，建成一套基于单片机仿真软件的虚拟实验室系统，投入单片机相关课程实验、实习和实训教学使用，在不增加硬件投入负担的前提下，通过自主完成配套软件系统，提升教学效果和工作效率，降低教学成本，减少硬件实验费用和实验室维护开支。

总之，“单片机教学仿真资源开发与利用研究”对单片机课程教学环节改革，促进教学工作、提高教学质量，降低教学成本，减少实验维护开支，提高实验效果有重要的作用和意义。研究完成后，可将研究成果推广到各种类似课程建设中，为高职教育的课程建设和实验实习改革带来新的思路。

参考文献：

[1]韩冰、顾京.浅析我国职业教育数字化教学资源建设的现状[J].教育理论与实践，2013（2）

[2]孙方；数字化教学资源的设计新视角：从知识加工到教学活动支持[J].现代教育技术，2013，（3）

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第6篇：基于单片机的课程设计范文

【关键词】基于工作过程;电子信息

1.引言

今年召开的党十会议中明确提出了“加快发展现代职业教育”的指示，为我国职业教育的发展提供了强有力的政策支持和国内环境。作为职业教育一线工作者，我们要把握契机，积极探索一些创新的教学改革内容，为现代职业教育的发展贡献一份力量。

一直以来，高职教育是为了培养适应社会工作岗位需要的高端技能型人才，学生学习的目的也是为了将来走上就业岗位能够把在学校学到的技能直接用到工作中去，因此，现代高职教育课程设置也要紧紧围绕这一目标。传统的高职教育课程设置并没有突出“职业”这一特点，大多数课程的教材和教学模式都是照搬照抄或截取本科教育的，缺乏对学生特点、学生能力、学生未来职业岗位的认识，导致学生对所学课程提不起兴趣，旷课、上课睡觉等现象严重，教学效果不乐观，培养出来的人才与企业的需求不对口。

以工作过程为导向的高职课程的开发，是现代高职教育课程改革的方向和必然发展趋势，这一课程教学方法的实施有利于更好的提高高职教育的质量，提高学生的岗位职业能力，胜任企业工作岗位的需求。以我院电子信息专业《单片机技术综合实践》课程的教学改革为例，介绍以工作过程为导向的新型一体化教学模式。

2.课程定位

从课程定位来看，《单片机技术综合实践》属于电子信息专业的核心课程，它的先修课程是《电子元器件识别与检测》、《电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《传感器与检测技术》、《C51单片机应用技术》。《单片机技术综合实践》课程的设置是以单片机技术为核心，综合电子基础课程，通过实践项目学习。同时，该课程还为将来《电子系统设计与制作》、《电子创新制作》的学习提供了一种有效的参考学习方式。

3.课程设计理念

从课程设计理念来看，《单片机技术综合实践》课程的设计完全围绕学生能力、就业岗位和学生兴趣三方面展开。高职学生具有逻辑思维能力弱而动手能力强的特点，同时，他们掌握了已学课程的基本知识及技能，下学期将要学习综合技能的应用课程，基于以上几点，《单片机技术综合实践》课程既让学生发挥了自己的特长和所学，又为以后高要求课程的学习奠定了基础。其次，本课程是一门“校企共建”课程，课程资源的开发依托于东莞龙昌数码有限公司，与该企业的一线工程师共同探讨课程设计，每年安排电子信息专业新生到该企业认知实习，使学生在入校时就建立起专业概念。同时，还邀请龙昌公司专家担任专业指导委员会委员。

学生学习内容的设置体现了职业性，锻炼了学生的职业技能。根据岗位工作内容，设置了程序设计、硬件设计、整机调试、文档编写等学习内容岗位。学生在完成岗位工作内容的同时还需要培养自身的职业素养。

基于工作过程的课程设计还注重工学赛的结合。学生通过课堂项目及实训项目的锻炼，还开展了电子设计竞赛，加强学生动手能力的锻炼。

4.教学内容

从教学内容来看，《单片机技术综合实践》课程以智能机器人作为授课主体，迎合了电子信息专业学生的兴趣;在智能机器人项目的整个设计过程中，需要学生掌握《C51单片机应用技术》、《电子线路板设计与制作》、《电子元器件识别与检测》等已学课程的基础知识，同时，还需要学生掌握电动机驱动电路的设计、传感器模块的设计、方案设计与文档编写等技能。整个课程内容的安排从易到难，分为5个学习情境和一个整周实训，共90个学时。

5.教学设计

从教学设计上来说，以工作过程为导向的教学法注重团队合作及个人形象的塑造。课堂环节以小组实现，每组各成员根据工作内容分为整机调试工程师、硬件工程师、软件工程师、文档设计师。情境实施过程采用教师设定情境、小组收集相关资讯、小组讨论分析任务、小组讨论制定方案、以组为单位方案汇报、分工实施任务内容、以组为单位作品展示及总结、评价。

以工作过程为导向的教学法课程考核分为能力考核、职业素养、实验报告、期末考试四个方面。

6.结论

以工作过程为导向的教学法是一种创新的和先进的教学模式，是以培养学生的能力为主线，按工作过程中不同工作任务的相关性来实现知识和实践技能整合。这种教学模式，是以学生为中心，工学结合。通过这一教学模式的操作，提高学生的主动、自主学习的能力，教师、学生的实践能力都得到较大幅度提高，由于与业务岗位衔接紧密，实现理论学习与实践操作相结合，学生的角色与企业员工的角色相结合，学习的内容与职业岗位的内容相结合，促进能力培养专业化、教学环境企业化、教学内容职业化。

参考文献

[1]秦志强.机器人辅助C程序设计[M].电子工业出版社，2013，8.

[2]姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报，2010，01.

[3]刘艳华.基于工作过程的课程开发[J].高职研究，2012，10.

项目来源：本文系“东莞职业技术学院院级基金课题――《我院电子信息专业基于就业导向的新型一体化教学模式研究》（项目编号：2012d09）”的研究成果。

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第7篇：基于单片机的课程设计范文

关键词： 《单片机原理及应用》 课程改革 教学实践

《单片机原理及应用》课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程，在通信类专业整个课程体系中，单片机知识处于承上启下的核心地位，一般通信系统和智能仪器仪表的实现都离不开单片机。随着计算机相关技术的快速发展，以单片机为最小系统开发的产品层出不穷，为了适应新世纪对电子信息类人才的培养需要[1]，《单片机原理及应用》课程教学需不断更新。

本课程是一门综合性、实践性很强的课程，通常分为理论教学与实践教学两部分[2]。从理论教学来说，基本以教师课堂讲授为主，由于该课程接口芯片多、内容抽象、编程难度大，对初学者来说入门较难，学生无法深入理解芯片的原理和指令与程序的运行。从实践教学来说，实验内容多为验证性实验，学生只需要观察和分析实验结果，没有充分发挥自主学习能力，教学效果有限。

现依据多年来的教学实践过程，摸索出一套基于“理论讲授、实验练习、课程设计、电子实习”四阶段的教学新模式，现谈谈此模式下的改革措施。

一、改革课程内容

以知识为基础，以能力为核心，构建“基于应用对象的单片机硬件设计及编程”课堂教学新方法，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。打破传统的循序渐进式的教学方法，以典型项目实例分解模块，以各个模块构建知识，前后连贯，层层递进。最后，将前述内容以应用实例进行综合，达到以“应用”为主线连接所学知识内容的目的，加深学生对教学内容的理解和运用。

对教材内容进行选择与结构优化，体现新知识、新技术、新方法，力求“适用、通用、实用、易用”。在突破传统教材框架的方面进行了一些尝试与探索，考虑了教材内容编排的基础性、系统性，引入了反映最新科技发展的知识。内容选材上，选用了STC89C52RC系列单片机作为介绍微处理器的重点，加深对单片机组成与工作原理的理解；在内容上淡化芯片内部组成，从编程所需角度介绍功能，强化其接口连线、应用及总线连接技术，为应用单片机硬件开发奠定基础；从实用的角度着重介绍了串行A/D、TLC2543、SED1330系列大屏幕LCD、全双工单片MODEM、高速并行USB接口芯片与单片机接口电路的设计和使用方法。

编写“单片机应用案例”讲义，将整个单片机工程开发的过程以案例形式进行讲解，从硬件电路的设计到开发工具、环境的使用方法，再到具体的应用案例，同时运用汇编语言和C语言的编程方法，系统培养了学生的单片机产品开发工程应用能力。

二、注重实验环节，培养创新能力

为了建立面向21世纪的通信专业教学新体系[3]，必须重新认识课堂教学与实验教学的关系。我们认为，课堂教学和实验教学是相辅相成的，二者都是学生学习与掌握知识的重要手段，其先后顺序也不是固定的。在课程设置上，我们不求按部就班，而求高效率地向学生传输知识，充分调动学生的积极性和主动性，变被动学习为主动学习。以课程内容中的案例为基础，开发“单片机教学、实验、设计系统板”，将理论知识的讲述和硬件电路的现场调试相结合，使学生对单片机的整个开发有了直观的认识，加强了对理论知识的理解。

实验过程[4]从软件和硬件两方面入手，软件实验通过编写程序，上机调试并运行，提高学生编程的能力；硬件实验能够实现学生设计硬件，编写接口程序，完成控制任务的目的。以单片机实习项目的开发和调试代替理论考试，系统考查学生的应用能力和解决实际问题的能力。

实验内容既要满足基本教学实验的要求，又要为课程设计和实习实训所用，通过这3个环节从基础到简单再到复杂的实践过程，从验证性实验向设计性实验过渡，提高学生独立思考解决问题的能力。

三、教学与科研相结合

要求教师能力双向发展。《单片机原理及应用》是一门面向实际应用的课程，要突出学生的工程应用能力。因此，要求教师尽可能做到双向发展，充实理论知识、发展教学能力；多动手实践，提高工程应用能力。

鼓励学生参与电子竞赛。通过这个创新性平台，使学生灵活运用所学知识，并了解设计开发项目的过程，为以后的学习和工作奠定良好基础。

鼓励学生参与科研[5]。在培养学生基本技能的基础上，鼓励学生参与老师的科研项目，在承担力所能及的工作的基础上，积极尝试难度更大的工作，锻炼学生的学习能力和解决问题的能力。

参考文献：

[1]谢斌，沈慧芳，李民生.电子信息工程专业应用型人才培养的几点思考[J].科技广场，2011（7）：254-256.

[2]艾德才.大学计算机硬件教学内容改革势在必行[J].计算机教育，2005（3）.

[3]樊杨祖.高职通信服务类专业定位及建设路径探究[J].职业与教育，2009，5：120-121.

[4]邹逢兴.创新教学是提升教学质量的永恒动力[J].中国高等教育，2004（22）：34-36.

第8篇：基于单片机的课程设计范文

【关键词】单片机 实验教学 仿真

一、引言

单片机自20世纪70年代问世以来，广泛应用于工业检测系统、数据采集系统、自动控制系统、智能仪器仪表等领域，如今单片机控制系统已经成为一种常规的控制工具，单片机原理这门课程也成为各中职学校电类、机电类专业的重要专业基础课。本门课程具有很强的实践性，而中职学校又以培养技术应用能力为主，这就对中职学校的单片机教学提出了更高的要求。如何提高学生的实践能力和创新能力是我们在单片机教学中的重要着眼点。

二、单片机传统实验教学中存在的问题

大多数学校的单片机实验室通常采用实验箱或者实验板进行实验，采取这种方法进行实验虽然方便，但是也存在不足。首先，使用的单片机实验箱属于成品，其电路连接都是已经固定连接好的，实验内容只能停留在演示性及验证性实验的层次，学生很难参与到其中的设计，也不能充分了解硬件电路的实际连接情况，动手能力得不到训练与提高。其次，单片机的种类繁多，而实验箱、实验板上的资源有限，在一个实验室里不可能包括所有种类的单片机设备以及各种电路，因此，对实验内容造成了很大的制约。这也是因为单片机技术的迅速更新和发展，使许多学校设备落后、老化，不断地购买仪器设备又会带来资金耗费严重等问题。第三，实验箱只有实验室才有，课内实验学时有限，而单片机课程需要大量的实验来巩固课堂知识，应该给学生创造条件在课后动手做实验，传统的实验教学显然无法满足学生的学习要求。第四，实验仪器的损耗与维护问题严重实验过程中需要用到的仪器较多，易造成设备的损坏，维护工作量也很大。因此，传统的单片机实验教学存在着很大的不足。

三、Proteus在实验教学中的优点

Proteus引入实验教学当中有着传统实验室无法比拟的优点。

1.硬件投入少、损耗小。Proteus支持8051、8086、AVR、ARM等多种处理器模型，为我们提供了30多个元件库，超过27000个仿真器件，其中元件涉及模拟和数字、直流和交流等，还提供了电压表、电流表、计数计时器、示波器、逻辑分析仪等丰富的虚拟仪器，还有包括直流、正弦、脉冲、音频等多种激励源，为学生提供了丰富的实验资源。这样，在实验中可以使用虚拟元器件来代替实际器件，而不用去购买实际的元件，节省了大量的实验经费，另外在实验过程中不会造成元器件和仪器仪表的损耗，既减少了损耗，又可以使学生能够大胆地进行创新性的设计。

2.接近于实际工程。Proteus中提供的虚拟元件参数都是由各生产厂家提供的，学生在仿真调试成功后再进行实际电路的搭建和调试，基本上就能够成功了，即使需要修改也不会有大的变动，可以获得事半功倍的效果。利用基于Proteus的虚拟实验室，学生可以完成从硬件设计、软件编程到联机调试的整个过程，与实际工程最为接近，可以使学生了解实际问题的解决过程。

3.易于管理与维护。基于Proteus的虚拟实验室的核心是Proteus仿真软件，其硬件是基于网络平台的。学生的实验可以在机房进行，也可以在寝室完成，不受传统实验室的时间和空间的限制，实现了实验室的开放性管理。而实验室的管理只不过是用户账号的管理和软件的更新与维护，极大地减少了教师进行实验室管理与维护的工作量。利用Proteus平台进行学习，学生可以完成从设计、仿真到最后制板调试的整个过程，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新和设计能力，学生普遍反映比单纯地学习书本知识更容易掌握和理解。

四、用Proteus改进单片机实验教学的解决方法

第9篇：基于单片机的课程设计范文

单片机课程设计的经典实例，往往被重复引用，至多换几个参数，这就导致课程设计题目重复率较高、不够创新。另外，一些教师为了不禁锢学生的思维，在课程设计开题时只给出题目，尽可能少的提出具体要求。在书籍和网络等教学资源相当丰富的今天，却让学生钻了空子，通过搜集资料照搬照抄完成任务，既违背了教师的本意，也失去了课程设计的作用。也就是说，现在的单片机教学方式难以吸引学生，更不用说入门提升。他们走上工作岗位时就会感觉到所学知识与现实技术存在相当大的差距。针对这个现状，我们提出了基于产品设计的教学方法，让学生完成一件产品或产品的一个模块，达到系统学习、综合运用单片机知识的目的，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

二、教学法可以通过以下五步来实现

1）应用论证学生根据自身兴趣和能力，选定需要制作的产品，通过分析应用背景、产品造价、市场需求等论证产品可行性，同时选定2-3人形成产品设计小组。为避免学生自定题目过于简单或照搬，学生选好项目、拟好方案后需由教师审核。2）方案整合学生收集信息、处理信息、整合资源、敲定方案。整个过程中，学生为主体，教师为主导，教师只起到指导和督促作用。如果时间相对紧张，教师可以在敲定方案时把关，避免设计实施时返工。3）设计实施。根据既定方案，进行硬件电路搭建、电路图绘制、程序编写、后期调试，做出具体产品。建议在通力合作的基础上，根据个人特长分配具体任务，发挥每个人的优势，提高工作效率。此过程遇到的难关最多，所以能很好地训练学生处理问题的方法和技巧，培养学生团队合作能力。4）归纳总结即产品简介、使用说明的撰写和后期答辩。产品简介、使用说明的撰写是对成型产品的整体描述；后期答辩学生畅谈心得、交流收获。教师选取典型进行讲解点评，使学生对知识的理解更深入、更透彻。5）实践应用学校的实验室、实训基地终归不是产品生产线，做出来的产品和能投入生产的产品之间肯定存在差距。将成型产品带到公司请有经验的一线工程师再次测评、改进，使产品真正具有实践性和实用性。当然，要真正实施产品设计式教学，需要学校、教师、学生密切协作。1）学校要“请进来”、“走出去”“请进来”，即外引，包括软件和硬件。软件上，学校在选聘教师时，优先考虑有公司工作经验的应聘人员，或者直接聘请企业专业人才到学校做兼职教师；硬件上，通过校企合作等方式，建设校内实训基地，有条件的，可以建设校内生产流水线。“走出去”，即内培。学校应鼓励教师利用寒暑假到企业实践，或者支持教师带薪入企，到生产一线工作，让教师向“双师型”发展，提升教师业务水平。2）教师要统一思想、大胆创新按照产品设计教学法，教师需探索“教、学、产”一体化模式，最好由企业人员参与，共同研究课程体系、共同完成课程教学。产品设计的根本目的是使用，所以产品的选择要根据时代、技术的发展不断更新、修改；对于典型产品，方案必须要有创新。比如，可以选择历年电子设计大赛的比赛题目，即锻炼学生的系统设计能力，也为各种科技竞赛创新活动做准备；也可以选择教师的科研项目，让学生参与真正的产品研发，锻炼项目实践能力。3）学生要坚持不懈、化零为整单片机产品设计的实施不是独立的实践教学，是在模拟电路、数字电路、C语言程序设计等专业课的基础上，对单片机知识进行重组后的单片机知识系统。

三、学生应具备以下能力：