单片机原理精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的单片机原理主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：单片机原理范文

【关键词】单片机；教学目标；教学方法

现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作。单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。由此可见，《单片机原理及接口技术》是电子类专业本、专科学生的一门核心课程。通过本门课程的学习，使学生具有单片机应用系统硬件设计及软件编程的能力，为将来学习DSP、嵌入式系统、毕业设计及参加工作打下良好的基础。因此做好该课程的教学，对提高教学质量和培养学生的创新能力具有重要的意义。因此，如何提高教学效果，激发学生们的学习兴趣，培养学生们分析解决问题的能力，是教学过程中必须要解决的问题。下面结合作者多年的教学实践，从几个方面进行探讨。

1.根据教学目标确定教学内容

《单片机原理及接口技术》的教学目的是使学生初步掌握单片机工作的基本原理和接口技术，熟悉汇编语言，能够将软硬件结合起来进行开发应用等，为后续课程的学习以及未来从事微机系统设计开发工作打下良好的基础。因此，必须根据教学目标选择教学内容。

早期的单片机都是8位或4位的。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。按常理，我们应该讲授最新最先进单片机，不仅速度快而且功能十分丰富强大，但在教学中我们仍选用的51系列的8位单片机为主，16位的单片机为辅。8位机始终是嵌入式低端应用主要机型，而且在未来相当长的时间里，仍会保持这个势头。16位机是电子设计竞赛中经常出现的机型，所以也要根据课时安排，加以补充。

汇编语言最接近机器码的一种语言，其主要优点是占用资源少，程序执行效率高，但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。C语言是一种结构化的高级语言，其优点是可读性好，移植容易，是普遍使用的一种计算机语言，缺点是占用资源较多，执行效率没有汇编高。在教学过程中，我们该选择汇编语言还是C语言呢？汇编语言有利于我们理解单片机的工作原理，所以在介绍其工作原理部分，应该适当介绍。而在历年的电子竞赛中，学生采用汇编编程的很少，所以在接口与应用部分，要详细讲解C语言。

单片机教材中的原理图，是反映出各个部件的组成，及其工作原理。在课堂教学中，经常被重视。还有一种时序图，可能讲解的并不细致。在单片机教材中出现过读取内外部数据的时序图，帮助学生理解数据读取的整个过程。这些内容还应该做些扩展，要求学生掌握在该过程中，需要哪些引脚参与，什么时候这些引脚信号起作用。这样做的目的在于学生掌握以后，在比赛中出现其他的时序图，就可以理解。例如，今年四川省的电子设计大赛E题-激光枪自动射击装置，该题中需要使用摄像头进行控制。很多学生对于摄像头和FIFO芯片的工作时序理解不太清楚。如果这个环节不了解，后面的设计就很可能做不出来。

2.应用多种教学方法和手段

该课程内容多、知识点零散，很多学生在学习后，不知道如何掌握其主要内容。该课程理论性和实践性很强，学生在理解和掌握时很困难。针对这些问题，只能在教学过程中采用多种教学方法和手段，才能激发学生的学习积极性，提高教学质量。

2.1 教学内容详略得当

《单片机原理及接口技术》在全国高校开设相当普遍，大部分院校培养的学生主要以实际应用为主。在这样的教学目标指导下，在安排教学内容上就应该以原理与应用为主来组织教学，根据学生专业情况适当增减教学内容。

本该课程内容多，在教学过程中需要把握重点难点。例如，在介绍单片机内部结构这章时，本章的重点应该是CPU的内部逻辑结构、总线结构、内外存储器结构。对于它的外部结构，只需要了解它引脚的功能和作用就可以了。本章的难点在于存储器的管理。

2.2 采用实例教学法

实例教学就是以真实的事件为基础进行教学的过程。具体来说就是在讲到某个知识点时，不拘泥于教材的内容，而用较为实际的例子进行说明，这样往往比单纯的说教更具说服力。在课堂上，教师借助于多媒体手段和单片机仿真软件Proteus及Keil uVision2软件对所讲解的实例进行演示，让程序单步运行，并察看每一步所产生的变化，有利于学生理解。仿真软件操作简单，仿真效果和实际硬件十分接近，非常适合课堂演示。

对于一些难于理解的教学内容，如数码管的动态扫描工作过程、键盘的处理、中断过程、A/D及D/A转换过程等内容，可结合多媒体课件和Proteus仿真软件的演示操作模拟实际的运行情况，提高学生的学习兴趣，把原本枯燥的知识变得生动，加深对相关内容的理解。例如D/A转换的内容，用单片机控制小电机正转、停止、反转，这个例子用传统的教学方法学生很难理解，现在有了Proteus仿真软件的演示，当单片机输出一定数字量时，D/A转换器的输出电压值通过电压探头一目了然，仿真电机的运转情况与真实的系统一致。

2.3 采用类比教学法

由于概念多、内容抽象、不易理解，因此，深入浅出地讲解课程内容可以减少学生对课程的畏难情绪。对于一些比较抽象的内容，若能将其与学生熟悉的生活实践相联系，就能收到事半功倍的效果，通过类比，往往能取得很好的教学效果。

例如，我们在讲解内存地址的时候，我们可以以学生的宿舍做类比。每个学生宿舍它都有一个编号，对应的是内存单元应该也有编号，这个编号就是它的地址。

2.4 任务驱动教学法

任务驱动的教学的方式，能为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，围绕任务展开学习，以任务的完成结果检验和总结学习过程等，改变学生的学习状态，使学生主动建构探究、实践、思考、运用、解决、高智慧的学习体系。

学习单片机的主要目的是为了应用，为了提高学生的学习兴趣，可以采用任务驱动教学法。例如，在学习了并行口之后，可以给学生布置一个任务，要求他们用并行口完成对LED灯的控制。这个任务完成后，可以让他们实现流水灯和交通灯的控制。这样，由浅入深，大大提高了学习的效率和兴趣，培养他们独立探索、勇于开拓进取的自学能力。一个“任务”完成了，学生就会获得满足感、成就感，从而激发了他们的求知欲望，逐步形成一个感知心智活动的良性循环。

3.加强实践环节教学

对于理论知识的学习，如果不将这些理论付诸实践，那对于学生来说永远只是雾里看花，无法深入。因此，加强实践教学环节显得尤其重要。重视实验教学，精选实验内容，根据教学进度，及时安排实验，使学生能够理论和实践相结合。每次实验，都安排验证性实验和设计性实验，通过验证性实验使学生加深对所学内容的理解，通过设计性实验培养学生分析解决问题能力。

在实验设备的选择上，可以采用以51单片机为主，并且提供MSP430芯片的实验箱。

对于实践环节，除了利用实验设备以外，还应该鼓励学生参加一些相关的比赛。比如，全国的电子设计大赛、工信部的电子设计大赛。通过参加这类比赛，增扩展加学生的知识面，锻炼学生的实践能力。

4.结束语

《单片机原理与接口技术》是一门理论性和实践性都很强的课程。本文中针对教学过程中，存在的一些问题，提出了自己的解决方法和策略。教学也是一个不断学习和探索的过程。我们应该不断完善教学体系，更新教学内容、探索新的教学方法，调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的综合能力。

参考文献

[1]高惠芳，张海峰，胡冀.单片机原理与应用技术[M].北京：科学出版社，2010.

[2]董普松，Proteus在单片机系统设计中的应用[J].现代电子技术，2008（14）.

第2篇：单片机原理范文

（长春理工大学机电工程学院，吉林长春130022）

摘要：“单片机原理及应用”课程理论与实践联系紧密，学生通过实践才能打下坚实的基础。本文对目前本课程教学现状及影响大学生学习主观能动性的因素进行了阐述，并探讨了加强本课程实践教学的可行方法。

关键词 ：单片机原理；应用；主观能动性；实践教学

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671—1580（2014）08—0055—02

收稿日期：2014—04—16

作者简介：王红平（1976— ），女，内蒙古包头人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。

高艺（1968— ），女，吉林长春人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。

于正林（1971— ），男，吉林省吉林市人。长春理工大学机电工程学院，教授，博士，研究方向：机械电子工程。

“单片机原理及应用”课程是工科本科生的一门专业技术基础课，其最大特点是理论与实践联系紧密，突出应用。通过很强的实践动手能力的培养，为今后从事生产第一线的技术和管理工作以及进一步提高科学技术水平打下坚实的基础。［1］

作者结合本学院学生学习“单片机原理及应用”课程的实际情况，探讨学生在“单片机原理及应用”课程中如何发挥主观能动性，系统深入地研究提高学生参与课程的主观能动性的教学方法，尤其是在实验及课程设计中提高学生主观能动性的教学方法。［2］

一、学校课程教学的现状

目前，老师教授该门课程采取板书辅助多媒体的授课方式。由于本课程具有抽象性，使许多学生对这门课程存在恐惧心理。对单片机课程抽象知识点的讲解仅仅通过教师的嘴和笔无法达到准确和生动描述的效果；而实验内容多年一成不变，且实验以验证性实验居多，自主性实验很少，导致学生实验课程的学习变成走马观花的状态。［3］

在单片机课程的学生能力评估方面，基本仍然采用常规的课程评价方式，即课堂出勤方式、作业以及闭卷考试综合评定。这种评定体系并没有考虑该门课程实践环节的重要性，使学生掌握知识时偏向于理论的死记硬背之中，而忽略了真正的动手实践能力，使本来就惧怕这门课程的学生无的放矢，更加不愿意去接触真正有意义的实践学习，这样就培养出一批批手高眼低的工科学生。

二、影响大学生学习主观能动性的因素

（一）缺乏学习的主动性

“单片机原理及应用”这门课程不像其他课程具有细致且清晰的思路以及逻辑推理, 其抽象的软硬件内部结构、超强的实用性要求时刻考验着学生。这就要求学生有知难而进的进取精神，表现积极的学习态度。但大多数学生没有掌握该门课程的学习方法，不懂得利用充分实践的方法去理解和掌握，结果产生了恐惧心理和畏难情绪。

（二）教师及教学资源的质和量

课程教授包括教师和教学内容两个方面。教师要有很强的责任心，教授的内容要保证满足大纲要求，使学生在有限的学时中最大限度地获取知识。

就目前而言，本校单片机理论课时仅有32学时，实践课时为16学时，这就产生了课程信息量大与课时少的矛盾。因此，课堂教学信息量的增加是一个必然趋势。“单片机原理及应用”这门课程如若采用板书为主的传统授课方式固然能使学生在接收知识点时随着教师的板书有更多的思考时间，但也不可避免地使授课信息量减少；如果采用多媒体方式，知识量增加了，但学生程度不同，又不能保证所有学生能及时理解所学知识。［4］

（三）实验教学环节薄弱

对于实践性很强的单片机课程，实验环节尤为重要。实验环节的教学质量受到多方面因素的影响。首先，实验设备能否满足实验教学内容。本校单片机课程实验经历多年的更新换代，目前采用较为适用的教学实验设备，能够实现仿真与实际相结合。除了实验设备之外，还有诸多细节方面的问题,如实验教师的引导是否负责、到位？实验课前的预习是否能够完成？实验内容的安排是否合理？如果实验前的准备学习被忽略,学生便难以顺利完成实验，而教师安排的实验难度、具体教授方法不当，学生也难以顺利地进入实践学习之中。这样，学生就会对实验产生厌烦心理，难以获得良好的学习效果。

三、实践教学的改革探索

（一）将学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终

学习兴趣是学习课程的最好动力。激发学生对本门课程的学习兴趣是学好课程的首要前提。由于课程中抽象的知识时刻考验着学生, 使学生产生畏难情绪，这就要求教师不断地借鉴和学习更好的教学方法，同时，结合自身教学特点，加强教学与实践环节的结合，从而将学生学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终。

例如，对于抽象知识点的讲解, 在多媒体形式的表达和演绎中，穿插易于理解的分解动画视频，模仿单片机软件执行中的运行过程，能够帮助学生很好地理解；同时，可以将难以理解的知识点进行拆分，要求学生在课后通过查资料进行总结，并利用每堂课10分钟的时间让学生轮流讨论，验证自身实践学习的情况，并作为一种考核机制；同时，对与之相关的实验内容，提前提供给学生相关的仿真软件，通过降低难度，让学生在个人电脑上进行程序的初步设计和模拟仿真，先从自身的探索实践中找到乐趣，增强信心，再在真正的实验中结合硬件系统加大难度。通过这样的知识点分解方式学习，学生会更有信心学好这门课程。

（二）改变实践教学策略

在实践教学中要体现学生为主体，教师为主导的特点，教师可依据教学大纲设计实验教学内容，提前提出若干不同的实验主题，让学生自发提出若干相关主题的各种任务，然后师生互相交流信息，再由教师最终布置与之相关的若干接近实际生活的实验任务，让学生依据自己提出的待解决任务完成相关实验，这样就充分发挥了学生的自主性。而且通过采集任务的方式，学生也能够从中了解单片机知识点的应用，进一步构建和丰富自己的知识体系。同时也避免了由于同一个实验内容面对班级内的所有同学而对部分学生探究知识的主动性的限制，也避免了某些学生可能的“浑水摸鱼”。［5］

（三）结合实际确定课程设计内容

若让学生真正掌握实践性强的课程，就需要与实际生产生活相联系，因此，单片机的学习仅仅通过实验的实践是不够的，还需要学生进行亲身实践，也就是必须经过硬件电路及其电路板的绘制、焊接元器件、程序编制、仿真调试等实践过程，才能真正掌握单片机的理论知识和应用技能。

目前，大部分单片机的课程设计是教师设置与实际接近的难度适宜的课题，学生根据自己的能力和爱好选取其一，但完成内容仍局限于电路原理图的绘制，进展较好的也不过是采用仿真软件进行模拟调试，距离真正的设计还有一定距离。为提高单片机课程设计质量，并测试学生在有限的课程设计时间内的接受能力，本校单片机课程设计以大珩班为对象，分成3~5人的设计小组，进行了难度适宜的课题设计。最后，学生均完成了设计内容，并上交了实物成品，感到受益匪浅。可见，单片机课程设计在教师指导下，完成从资料收集到软硬件设计与调试、PCB 电路板设计、仿真调试等过程是切实可行的。

（四）新型考核机制——“实验—课程设计—成果比赛”一体化

传统课程的考核方式并没有过多地体现实践的重要性，仍以理论考核为主，这与本课程的特点不符。为加强实践环节的考核，可以加大实验成绩在总成绩中的比重，使课程总成绩包括平时成绩、实验成绩、期末成绩。目前，本校平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的10%，期末成绩占总成绩的70%。这种考核已经加入了实践环节，但比重仍然过低。今后将进一步加强实践环节的比重，并对各个部分的考核分布进一步细化。

［

参考文献］

［1］杨杰，王晓初，王晓红.单片机课程教学的实践与探讨［J］.广东工业大学学报，2009（9）.

［2］ 邵留，江敏，李娟英.浅谈高等教育中学生学习的“主观能动性”［J］.中国校外教育，2011（2）.

［3］徐德勇.探讨通过单片机实验培养学生的能力［J］.电脑知识与技术，2009（5）.

第3篇：单片机原理范文

关键词：单片机；教学；理论；实验

职业技术学校是专门培养掌握一门专业技术为目的的全面发展的技术型人才的摇篮。在专业课程中开设单片机应用这一学科，无疑给学生接触电子技术或机械制造及控制打下了良好的基础。所以，单片机在中职学校的电子专业中是一门既基础又重要的学科。因此，笔者就结合在教学过程中的实际问题，浅谈几点关于单片机的教学思想。

一、让学生扎实掌握单片机的理论知识

单片机是一门综合性很强的学科，它要求学生必须具备数字电子技术、计算机组成原理以及模拟电子技术等方面的基础知识。根据这一情况，开设单片机之前应先开设数字电子技术、计算机组成原理和模拟电子技术等相关课程。让学生有了相关的专业知识作为铺垫，以后学习单片机原理这门学科时就会很快掌握简单的计算和原理问题。

因为学生的知识结构原因，他们对电子专业是相当的陌生，但是又特别地渴望能真正地掌握一门实用的专业技术。因此，作为一名传授单片机的专业课老师，根据这一情况就不能只按照课本进行教学，而是要寻求教学中的突破点，灵活地进行教学。

“单片机原理”这门课程一学期可以开设80个学时，针对不同的章节会灵活地分配不同的学时。在介绍微型计算机基础和单片机的结构特点的这一模块时，一定要求做到慢、细、活这三个字的原则。“慢”，是指学生才接触一个新的、陌生的学科，而且在目前也算是一个高科技的学科。专业教师一定要讲得比较慢才行。在讲课的过程中将学生的积极性调动起来，让他们渴望去掌握这门实用的专业技术。“细”，是指将单片机的发展阶段及单片机的结构特点，给学生讲授得更为细致，让学生掌握单片机每一个结构的作用。以我国常用的MCS-51系列的单片机作为背景，进行具体的说明。“活”，是指光在课堂上讲授单片机的结构及基础，是很容易让学生产生厌烦的心理。于是，将单片机的应用这个环节用多媒体及其具体实例的方式作为另一种传授知识的方法。这样更为灵活地应用了多种教学手段，使学生在接受理论知识的同时，又获得了单片机的应用模式。更大程度地提高了学生的学习能动性。

在单片机指令系统与程序设计这个模块，它的教学方法就和上面讲的方法有所不同了。在这个模块中所涉及的知识增多，而且这个模块包含了5种类型的指令，定义了7种寻址方式，是一个具有255种操作代码的集合，并用42种助记符表示这些代码，一共有111条指令。对于初学者来说，是一个相当大的工程。在处理这个问题上，专业教师一定要告诫学生既要轻视这个问题又要重视这个问题。轻视是指不要被这个数据吓到，我们是有能力去解决这个困难的。重视是指，MCS-51的指令系统具有功能强、寻址方式多、执行速度快的特点，为以后程序的设计提供了有利的工具。面对111条指令，不能一次就全部传授给学生，那样会让学生只是机械似的学习，到了最后还是没有任何的成效。而是将这111条指令进行分类。根据指令的实用性及其特点，将111条指令分为5类：（1）数据传送类（29条）；（2）算术操作类（24条）；（3）逻辑操作类（24条）；（4）控制程序转移类（17条）；（5）布尔变量操作类（17条）。将指令分类后，学生记忆起来就会方便很多。而且学生也比较容易接受由少到多的记忆方式，再通过举一些简单的小程序，将学生记忆的指令系统加以巩固，这样还让学生间接地接触到程序，为以后介绍程序设计打下了基础。当指令系统一学习完后，马上就引入程序设计这个模块。在教学中，从最基本和最基础的程序先用讲解的方式传授给学生，让他们有一个程序设计的意识。毕竟，职高的学生在学习的过程中很容易出现懈怠和厌学的情绪，当他们有一点点成绩时，教师就该抓住机会给予学生鼓励，让他们感到程序设计的奇妙的地方，也让他们增强信心。然后，采取评分的方式，让学生之间产生相互竞争的学习风气，这着重提高学生的能动性和学习积极性。

二、单片机理论知识和实验动手相结合

掌握了一定理论知识后，在实验周内就是重点提高学生的动手能力。根据学校的具体情况，以MCS-51的单片机作为学生的实验仪器。职业学校的特点就是以动手和理论相结合培养技术型人才为目标。因此，上机操作是十分的重要。上机的程序是以最简单的程序入手。比如：进行数据运算；进行数制转换；进行数据排序等。给出简单的程序让学生先进行编程，然后上机进行调试。这样，学生能够更为深刻地理解指令的含义，并能记录运行的结果，及其验证程序的正确性，对程序进行调整，直至程序正确。

在进行上机调试的过程中要着重传授新的理论知识给学生，将理论和实做相结合。这一点我在教学的过程中有很深的体会。在介绍一个闪灯的程序中就结合了延时这个理论知识点。学生通过自我学习和反复思考就应该很清楚延时程序的作用。这就是将新的理论知识和上机实验紧密地结合在一起了。学生更直接地明白了知识点，而且让教学收到了不一样的效果。将理论知识点和实验动手结合在一起能更深刻，更清晰地让学生在动手中真正将知识得到升华。

三、结语

以上就是笔者在以往的教学中对单片机教学的思考。随着科技的发展，教学方法也会随之改变。但是单片机在职业技术学校中的重要地位是不可动摇的。

参考文献：

1.刘力群.单片机原理及应用[M].北京：机械出版社，2002.2.

2.朱家建.单片机原理及应用.北京：高度教育出版社，2002.4.

第4篇：单片机原理范文

关键词：单片机原理；考试改革；Proteus软件

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）22-0133-02

一、前言

单片机又称为单片微型计算机，是计算机体系的一个重要分支，也是现今较为流行的嵌入式系统的一部分。由于其体积小、控制功能强、成本低等特点可方便地组装成各种智能控制设备和仪器，做到机电一体化，因此广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，可以说单片机已经渗透到我们生活的方方面面。单片机原理及应用课程也是目前高校计算机、电子、电气、自动化等专业均开设的一门专业课。由于该课程是一门理论性、实践性都很强的课程，因此该课程对实验教学有很高的要求，实验教学在学生学习的过程中占了很重要的地位。但是，目前很多高校的单片机课程实践教学环节及考核方式都存在着一些问题。学生在传统的以理论考核为主的学习方式下很难激发学生的学习兴趣，很难提高动手能力。通过考试改革，使学生在重视基础知识学习的同时，更加注重实践能力和动手能力的境况，促进创新精神的形成。

二、目前的教学考核形式及存在的问题

《单片机原理及应用》课程是一门专业课，其前续课程主要有《电路》、《数字电子技术》、《微机原理》等，课程理论教学的主要内容包括以下几方面：（1）单片机的硬件系统结构。包括单片机的基本组成，CPU结构及时序，RAM、ROM的组织结构及扩展，并行I/O接口的基本原理等。（2）单片机指令系统。包括单片机寻址方式及指令，汇编语言程序设计等。（3）单片机接口技术及应用。包括单片机系统开发的基本方法和步骤，单片机系统扩展及外部的接口，单片机的综合应用等内容。考核主要以闭卷的考试为主，学生的总评成绩这样划分：平时作业、实验成绩和考勤各占10%，期末考试成绩70%。这样的教学及考核形式尚存在诸多问题。

1.教学方面问题。实验课时少。根据学院制定的教学计划，《单片机原理及应用》的总学时为32学时，其中实验课程8学时。实验课程的学时数太少，也是影响学生动手能力的一个方面。在实验课程的分配中，软件实验、验证性实验至少占了6学时，所以综合性设计性实验开设率不高，学生对所学课程缺乏整体性了解和综合运用的能力。实验设备缺乏。由于学校扩大招生规模，实验室现有的实验设备台套数太少，为满足学生实验，不得不增加每组实验的学生人数。我国目前的文化教育，重视理论轻视实践，这造成了学生们从小就重视理论知识的学习而轻视动手实践。另外，在考核方式上，实验课一般作为理论课考试分值的一部分，往往也只占很少的学分，并且只要写过实验报告就基本可以通过。久而久之，大部分学生也滋生了重视理论课程轻视实验的思想。

2.考核方面问题。考核方式不合理。学生的考核以闭卷的考试占主要部分，实验环节所占成绩比例低。这样的考试形式使得大部分同学以理论学习及考试成绩为主导，对于课程学习过程中的实践动手环节只是消极地参与，并没有真正起到动手动脑的作用。考试内容不合理。由于考试形式以闭卷考试为主，考试内容只能局限于教材，加上期末考试前划范围、勾重点等，使得一部分同学以考前重点突击复习为主，造成了这些同学在平时学习及实践环节的松懈。考试题型不合理。考试中客观性题型较多，分值比例较大，综合设计性题型、论述性题型较少。这对于学生的思考能力及综合分析问题能力的考查不全面，也不利于激发学生的学习兴趣和主观能动性。能过以上分析，目前《单片机原理及应用课程》的考核方法已经不能满足学校提出的“培养创新性人才”的要求，不利于培养学生动手能力、创新能力，也不能激发学生的学习主动性。

三、教学考试改革的方式及具体措施

针对单片机教学考试存在的问题，可以从以下几个方面进行改革。

1.为考试改革而进行的教学改革。首先，教学改革要进行教学方法的改革。采用从完成实际问题出发，激发学生的学习兴趣和主观能动性的目标教学方法。在课程的开始阶段，设置一个简单的综合性实例，利用仿真软件或实验箱将实际工程问题解决方案演示给学生看，并要求学生下来查找一些与此相关的实际生活中的应用。以此提高学生的学习兴趣。在接下来的教学过程中教师以教学目标为导向，整个教学过程围绕教学目标展开。在教学目标的刺激下，学生为实现目标而努力学习。在完成目标的过程中，教师积极引导，并将教学内容渗透其中。这种教学方法不仅可以使学生清楚地认识到单片机的原理、概念在实际生活中的意义，而且对于激发学习热情，培养理论联系实际的能力极其有益。其次，教学内容的改革。注重接口技术和应用技术的学习，适当减少体系结构的理论学习。在目标教学法中，学生以实际目标引导其学习^程，那么在教学内容上就应增加能够达成实际目标的应用技术的学习内容，理论体系结构的教学可以把框架性的知识传授给学生，学生在应用中遇到的理论问题，他们会在框架的知识基础上自己进一步细化丰富内容；从汇编语言转向C语言的编程方式。传统教学模式中，教师喜欢使用汇编语言编程，汇编语言虽然具有高效控制精确的优点，但其结构性差，语句复杂，调试难度大，学生接受也比较困难。C51高级语言具有程序结构清晰、可读性好、易于维护等优点，一条C语言相当于几条汇编指令，学生在有C语言的基础上入门很快，这样也提高了学生的学习兴趣；使用Proteus仿真软件。通过使用仿真软件，学生只需要一台电脑就可以完成实验室里的基本实验，方便学生自己动手，提高其动手能力。再次，实验的改革。把实验软件实验、验证实验、设计性实验及综合性实验四个部分，通过验证性实验，学生们可以进一步了解单片机及芯片的作用，提高学生的学习兴趣。设计性实验，可以培养学生实践动手能力及创新能力。综合性实验，可以提高学生综合运用所学知识的能力，提高学生的实验技能和和培养学生的创新能力。在原有的实验课时的基础上增加实验课时，同时提高设计性及综合性实验的比例，真正让学生把理论与实践结合起来。

2.考试方法改革。根据《单片机原理及应用》课程的特点，考试可以采用笔试、做设计、写论文、进行实际操作以及开卷、闭卷等多种方式相结合。我们不能因为笔试的一些缺点就否定笔试在成绩评定中的作用，在笔试的过程中还可以增加开卷、闭卷等多种形式。在出卷时增加试卷的灵活性，适当增加设计、分析和综合思考题型。题目的设计应能使每一位学生在解每道题时都有对知识的理解、分析、比较、融会贯通的过程，从而锻炼学生的思维，多给学生提供探索的机会和可能性，鼓励学生独立思考、标新立异、强调智力开发、避免考试中的偶然性。同时在笔试的基础上还应该增加反映学生平时学习情况的评价内容，比如平时作业，实验报告成绩等。还可以增加实际操作环节的评定，比如对每次实验课程都ρ生的操作进行评分，增加实践环节的考评，把学生综合设计性实验的操作调试及结果作为总评成绩的一部分进行考核。或将实践环节改为操作考试，由学生现场操作，教师根据操作内容正确性进行评分。最后在课程结束后，还可以鼓励学生通过学习的知识内容进行创新设计，将其所做的设计或者通过网络、图书查阅到的资料通过分析总结后写成论文的形式提交，以附加分的形式纳入总评成绩中。这种方法锻炼了学生的分析、设计和对信息的处理能力。

3.考试效果的评估和对教学方法的反馈。淡化考试分数之间的微小差异，增大平时考试成绩的比例，实行百分制、等级制及与评语相结合的综合评分方法，对有独立见解或创新的学生加分鼓励。应奖励有个性者，奖励有主见、有独立思维能力的学生。同时，建立考试结果分析制度，不断总结教学经验。发现问题及时纠正，拓宽、疏通教学质量的有效反馈渠道，建立健全沟通机制。改革后的总体效果还有待长时间的检验。在教学过程中可以明显的发现，提问题的同学明显增多，同学之间相互讨论的次数明显增加。希望此次考试改革能给《单片机原理及应用》课程的学习带来新的气象，增强学生学习的积极性、主动性，培养学生的创新精神和创新意识，实现人才的全面发展。

参考文献：

[1]何宏.单片机原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2012.

[2]李康林.单片机课程考试方法改革的实践和探索[J].长沙大学学报，2007，（5）：107-109.

[3]周晓雁.单片机实验教学改革的尝试[J].山东工业大学学报，1995，（2）：63-65.

Single Chip Microcomputer Principle and Application of Examination Reform Exploration and Research

YANG Yan-xin，HUANG Zhao-bo，ZOU Huan，ZHANG Xue-ping，LI Yu

（Faculty of Mechanical & Electrical Engineering，Yunnan Agricultural University，Kunming，Yunnan 650201，China）

第5篇：单片机原理范文

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，

第6篇：单片机原理范文

传统的单片机原理与应用课程教学的课堂上，大多单纯依靠老师的讲解。老师为了把一些抽象的概念，难懂的知识点讲解清楚，往往需要花费大量时间。并且，即使花费了大量的时间，有时因为硬件设计、系统开发等内容，也不容易在简单的平面教学中清楚地讲解，不能使学生产生感性认识。运用多媒体课件与传统教学相结合，把传统教学中难讲难理解的知识做成多媒体课件，不仅可以节省大量教学中板书的时间，还可以提高教学的质量和效率。同时老师在课堂上使用的多媒体课件一定要经过精心的准备，内容要选择难讲难理解的典型事例，通过仿真把结果动态演示出来，即能加深学生对问题的理解，又能激发学生的学习兴趣，灵活应用现代教学手段，突出解决该课程中实践性强的知识点，与传统教学相结合，对重点和难点内容进行透彻、清楚的讲解，使表现形式更加形象化，更容易理解，从而提高学生的学习兴趣。除了课堂教学，还可利用网络资源来最大限度的丰富课堂外学习，建立大范围的教学资源平台—教学网站，尽量实现优质教学资源共享，避免不必要的人力物力的浪费。利用教学网站，给学生提供学习与应用单片机技术的网络平台，开成良好地互动，真正实现教与学的有效整合[2]。

2选择合适的多媒体课件以满足教学需求

把多媒体课件应用到单片机课程的教学过程中，使得单片机教学不再枯燥，不仅可以使学生提高对理论知识的认识，而且通过仿真实例可以使学生熟悉单片机系统的开发方法，进而培养学生的动手和实践的能力。但是多媒体课件良莠不齐，必须选择合适的多媒体课件否则事得其反。首先，电子课件的开发工具有很多种，每种工具软件有各自的特点，要合理选择。在单片机多媒体课件的开发过程中，笔者所在教学团队，结合了电子课件开发工具PowerPoint和单片机仿真软件PROTUES，使用PROTUES针对具体实例开发出仿真程序，同时把仿真结果动态的插入到PowerPoint制作的电子课件中，使得多媒体课件能够演示单片机工作的动态及结果，感性且直观，同时又增加了课件的趣味性。其次，要及时更新多媒体课件以适应单片机技术的发展速度。《单片机原理与应用》是一门内容多且杂、实践能力要求高、发展迅速的课程，为了适应数字系统的不断发展，多媒体课件中动态仿真实例要尽可能的选择新事例，一方面能增加知识量，使课程和发展形势紧密结合，另一方面也能调动学生的学习兴趣，从而提高教学效果。

3结束语

第7篇：单片机原理范文

论文关键词：单片机原理及应用技术；设计理念

《单片机原理及应用技术》是机电一体化技术专业的一门必修专业技术核心课程。该课程是根据“机电一体化技术”专业职业岗位要求设置的一门实践性和综合性非常强的专业技能课程，是基于职业标准和工作过程开发的理实一体化的学习领域课程，是属于职业学习领域课程之一，它担负着帮助毕业生在未来职业生涯中从担任单片机程序的编制、控制系统的自动化控制等岗位的重任。通过本课程的学习，旨在培养学生学习单片机的结构和原理、单片机的指令系统、程序设计、单片机的硬件结构及其扩展、单片机的应用等，培养学生具有单片机的编程、硬件的结构设计的能力及团队协作、沟通表达等综合素质，这对提高机电一体化专业人才培养质量、提升毕业生就业能力与就业质量具有重要意义。

一、课程整体设计理念与思路

（一）设计理念

打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为基于工作过程的项目课程开发与设计，工作任务为中心、项目课程为主体，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。

1、以岗位需求为依据：依据自动化控制系统实践能力要求，设置课程内容，实现课程内容和职业岗位需求紧密结合；2、以工作过程为基础：按照工作过程中活动与知识的关系来设计课程，突出工作过程在课程框架中的主线地位，按照工作过程的需要来选择知识，以工作任务为中心整合理论与实践内容；3、以职业能力为主线：真正以“能力”为主线来设计课程。要按照工作的相关性，而不是知识的相关性来确定课程设置。

（二）设计思路

本课程从应用的角度出发，依据由简到难的原则，以典型工作任务为主线，设立教学项目，通过教师指导学生开展自立学习完成工作任务或项目，实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验，从而形成职业能力。共设置9个学习项目， 每个学习项目均应从知识技能等方面达到教学的标准。

二、课程整体设计

（一）课程目标设计

确定课程目标的依据是根据人才培养方案中岗位具体工作对能力、知识、素质的基本要求。通过教学，本课程总体目标是实现学生能力、知识、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展，培养可持续发展的满足企业需求的高技能人才的目标。 　1、能力目标：（1）具备单片机硬件图的表达、阅读、分析能力；（2）具备单片机汇编语言编程的能力；（3）具备单片机硬件扩展的能力；（4）初步具备单片机的应用能力。

2、知识目标：理解单片机的结构及其工作原理，了解单片机的特点及其发展过程；掌握单片机的指令格式、寻址方式、数据传送类指令、算术运算类指令等各种指令系统。掌握单片机软件编程的方法；掌握单片机的硬件结构及其硬件扩展的方法。

3、态度目标：具有实事求是的科学态度和吃苦耐劳的实践意识；具有开拓和创新精神，具有良好的职业道德和职业素质。

（二）课程内容设计

为了保证学生毕业后能够胜任有关岗位的要求，我们依据专业人才培养方案经过反复研讨后，选择了贴近实际的5个典型项目作为教学内容，以保证学生可持续发展能力的培养。并根据学生的认知规律以及职业能力成长规律，将教学项目组织为5个对应的能力训练项目。

（三）教学方法设计

1、基于教与学的教学方法。一方面以学生为主体，以专业课程和专业技能提高的需求为目的确定综合案例、单项任务和理论知识。通过课堂练习与测验、课后研究报告、课后综合案例及课程实验与学生一起“学中做、做中学”。另一方面，以教师为主导，老师指出课程学习目标和学习方法，进行正确引导（课堂、实验、课后研究报告），了解学生困惑，进行正确指导（课程学习、作业、实验报告、课后研究报告书）；2、创造真实氛围的工作环境，实施一体化教学法。注重学生职业素质的养成，创设真实氛围的工作环境，开展一体化教学，将教室与实训室合二为一，形成仿真的工作场所，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，使学生通过学习亲身体验工作。教学组织过程实施“学做一体”。采用行动导向教学模式，教、学、做过程中，实行以学生为主体的教学互动，以活动为导向的自主学习；3、案例教学法。如讲解单片机编程知识时，引入生活、工业控制实例等开展案例教学，如电动玩具的前进后退、走廊灯光的延时熄灭、仓库货物数量统计、交通灯制作等案例，增加学习兴趣和动力，又为学生利用所学知识解决相应的实际问题奠定基础；4、项目教学法。以生产过程为载体开发教学项目，整个教学围绕各个项目的解决而展开，教师提出引导性问题，学生查找资料进行决策分析，制定出计划，并进行实施，引导学生自主思考。

另外，还充分利用现代化多媒体教学手段，提高教学效率。充分利用网络教学手段，提供了网络教学平台，提高学生自主学习的能力。

三、课程资源设计

使用高等职业教育时空技术专业“双证课程”培养方案规划教材、高职高专系列教材等作为教学参考教材，实行以多媒体技术为主的网络教学环境；推荐优秀网站，建立包括课程标准、教学内容、课件等内容的教学资源库。鼓励、引导学生利用网络自主学习，利用校内实验实训教学条件，让学生有目的的，主动地去学习。

第8篇：单片机原理范文

[关键词]单片机；创新能力；教学改革

[中图分类号]G40―057

[文献标识码]A

[论文编号]1009―8097(2009)13―0282―03

引言

《单片机原理及应用》课程是向学生传授单片机技术的基础课程，它综合了多门基础课和专业基础课的知识，主要培养学生进行智能化电子系统整体设计的能力，培养强电专业学生的弱电控制能力。通过学习，使学生掌握单片机应用系统的硬件设计和软件编程技术，可为后续更高层次专业课程的学习、毕业设计、参与实际的综合设计课题和将来参加工作打下良好的基础。因此搞好《单片机原理及应用》课程的教学工作，提高学生的创新能力，对提高教学质量有着非常重要的现实意义。

一　目前教学中创新能力培养存在的主要问题

我院的自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程三个电类专业均开设了《单片机原理及应用》课程，学生在学习了电路基础、数字电子、模拟电子、微机原理等基础课程的基础上，再学习《单片机原理及应用》课程，在整个教学安排上是非常合理的。然而通过40学时的教学和一周的课程设计，最终对学生的学习情况考核时发现学生对该课程的掌握情况并不十分理想，尤其是创新能力较差，主要表现在：

1　学生主动学习的意识不够，缺乏创新思想，学习过程中一旦碰到问题，很难认真思考、探索研究、积极主动地解决问题。

2　在《单片机原理及应用》的教学过程中，传统的教学还是以理论为主，以课堂授课为主，学生很少有应用具体电路解决实际问题的机会，不利于创新思维的培养。

3　目前实验课程体系验证性实验过多，综合性、启发型实验不够，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手能力训练，更不用说培养学生的创新能力。

4　在传统的教学思想和方法引导下，学习成绩主要是以考试成绩确定的，因而常常出现“高分低能”现象。这种评价体系造就学生对实践环节学习的轻视心理，即是以成绩合格为目标，而不是能力获得为标准，限制了学生的创新能力。

二　改革思路和方案

针对以上问题，在单片机教学中，根据学生、教材、教学设备等实际情况，将授课内容进行全面、合理的整合优化。减少冗余，加强综合性、创新性内容，在对整个课程链研究的基础上进行了课程改革，改革后的讲课学时分配如表1所示：

在对整个课程链研究的基础上进行课程改革，可以避免学生反复学习同一内容，但又学得不够深入等问题。对照以前的教学大纲，了解当前学生所学课程，对单片机的大纲做了更改，利如增加了单片机应用典型案例、接口部分知识，删除了同步、异步通信概念、进制部分知识等。

这种改革符合目前国家教育教学改革基本方针，可以减轻学业压力，用有限的课时学习尽可能多的知识，做到“厚积”。在改革过程中注意积极开展教育创新。为培养创新意识，积极探索具有创造性的教学方法和手段，在授课中改变老师唱主角，学生当观众的教学模式：改变学生静态、被动接受的地位，建立以学生为中心的实践性教学模式。利用学生对新事物感兴趣的心理特点，鼓励学生积极、主动地去探究知识，教会学生进行创新的科研方法和在自主的学习中学会创新。另外在现行开设单片机课程中，实践内容所占比例偏少，实验设备陈旧，内容跟不上时展，因此进行了实践性教学环节改革，改善教学与实践脱节的现状，使各环节相互衔接，增加创新实验，通过加强动手能力的培养，提高了学生的综合素质和创新能力，培养应用型本科人才。

三、为提高创新能力所采取具体措施

1　提高学生学习单片机的兴趣，培养学生创新意识

兴趣是最好的老师，只有有了学习兴趣，才能够在学习中创新，喜欢创新，注意创新，发挥自身的创造性。为激发学生的学习兴趣，在开课之后，我们首先向学生介绍单片机的多种应用功能及其良好的发展前景，让学生明白学什么、为什么学和学会后能做什么，并利用图片、录像和实物等介绍一些当前的单片机先进科技和教师相关单片机科研成果；邀请一些单片机科技公司的技术人员、知名教授来校作单片机知识专题讲座；请一些已毕业从事与单片机技术有关的学生来现场指导教育，使他们了解单片微机在工业控制、智能化仪器仪表、计算机外部设备、计算机网络与通讯技术和家用电器等领域的应用及学好单片机的重要性和必要性，激发他们的学习兴趣，鼓励他们动脑思考有哪些领域或哪些与我们日常生活相关的电器或仪表等设备适合用单片机控制，从而使学生具有初步的创新意识。

2　鼓励学生进行单片机应用系统开发，培养学生的创新能力。

不断鼓励学生利用课余时间进行单片机应用系统开发，制作自己兴趣的产品，编写单片机程序。由于初学者一般没有开发板和仿真器这些设备，为了给学生创造条件，我们采取了以下措施：

(1)给学生提供一些单片机仿真软件，让学生在电脑上模拟实际系统，编写软件。例如提供了proteus仿真软件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其电路，还可以和keil软件互联，可以像使用仿真器一样调试程序。又不需要任何费用，特别适合学生在单片机学习的起步阶段使用。我们在实验室里安装了这个软件，并在教学过程中向学生演示它的功能和使用，鼓励有电脑的学生安装这个软件，让他们利用课余时间自己动手做做电子表、步进电机、直流电机控制、LED显示，AD、DA转换，交通灯设计等方面的模拟实验。

(2)鼓励有一定经济条件的学生买一些小型的单片机学习开发板。目前市场上有很多专门为在校大学生学习单片机量身定做学习开发板、主控芯片。包括凌阳、51系列、AVR系统等，它们价格低，特别适合于学生利用课余时间学习单片机开发。而实验室也购置一部分这样的开发板，对学生开放，给学生创造自主学习和开发单片机系统的环境，从而培养了学生的创新能力。

3　在实验中培养创新思维

改变原有的实验教学模式，减少验证性实验，增加设计性、综合性实验，并开放实验室，随时恭候学生的来临。在整个实验进行过程中，以学生为实验的主体，最大限度地调动和发挥学生的主观能动性，引导学生积极对待实验中出现的问题，并自己动手解决这类问题。指导教师在实验的组织管理上起主要作用，而在实验中仅起指导作用，给学生指明方向，避免多走弯路，并解答实验当中出现的一些疑难问题。例如：在彩灯移动实验中，鼓励学生编写不同的移动花样，采用多种不同方法编程，并设计电路图，这样将生活中常见的小产品与课程实验结合起来。使同学们加深对理论知识的

理解，学到了实际知识，培养了分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新思维。

4　通过课程设计改革培养工程素质，强化创新能力。

创新能力不仅仅体现在一些制作发明上，更重要的是要有必要的工程素质。在课程设计过程中，注重培养学生的工程素质。从课程设计选题开始，就要求学生注意收集相关资料、作好分工、做好实验记录、总结调试心得等。使学生熟悉从立项、方案论证、软硬件设计与调试、PCB设计、结构设计、到安装调试等电子设计的全过程，系统地培养学生的学习能力、交流能力、合作能力，使学生理解并认识了良好的工程规范。在设计阶段，引导学生从不同角度观察问题、提出问题、解决问题，注意实现创新性设计。在报告整理阶段，引导学生对设计过程进行总结。从方案设计到器件选型，从程序开发到调试。都要求学生将实践中获取的经验总结文字材料，使学生在设计过程逐步体验本课程的系统性。例如，选择电子时钟系统作为课程设计的同学，其硬件电路尽管相对简单，涉及的单片机资源并不多，大部分同学都能够很快的实现基本功能，但在此基础上，引导学生进行创新设计，在硬件电路基本不变的情况下，通过重新规划设计软件，实现许多如计时器、万年历、秒表、定时报警器等附加功能。

每年课程设计的题目既可从教师给定的题目中选择，也可以自行拟定，自行拟定的题目在做之前要提交可行性报告。这就进一步锻炼了学生的创新能力。2007―2008学年我专业的课程设计的可选题目如表2所示：

而课程设计评分依据学生的实际完成情况和文字报告等进行评价。例如，确定若干个基于单片机实现的仪器系统如时钟、点阵显示器等基本功能供学生选题。在指定的时间范围内，提交完成基本功能的仪器系统、相关文字报告等，最后进行答辩。毕业设计得分由设计产品功能和质量分(40％)、毕业设计报告分(30％)、答辨分(15％)、特色与创新分(15％)等部分组成，并要答辨。

5　通过考核方法改革考核学生的创新能力

考核方法作为课程教学的最后环节，它直接检验教和学双方的效果，间接指导着学生的学习。目前《单片机原理及应用》课程使用比较普遍的考核方法仍然是闭卷笔试。应该说，闭卷考试在基础理论类课程教学中，在强化学生学习和掌握知识的作用是不可替代的，但《单片机原理》课程应用性、实践性都很强，如果仍以闭卷考试作为主要评价方法，则不能较好检验学生的实践能力和创新能力。因此对当前的考核方法进行了改革，并拟建立一种长期的跟踪考核制度，将考核重点放在学生在实践中发现问题的能力考核上。即将原来的纯笔试改成了设计报告、机考和笔试相结合评分的方法。在课程结束后学生要提交一个设计报告，设计一种产品，该报告的评分标准为：报告(50％)+创新意识(30％)+程序调试(20％)。而机考指的是在实验室里现场考核，主要考核学生动手能力和程序调试能力。而笔试试卷在考核学生的基础知识的基础上，更强调学生的创新性思维，在题型上进行了改革。减少了一些需要死记硬背的客观题，增加了灵活多样的程序设计，电路设计等题型。充分考核了学生的学习情况和创新能力。最终成绩测评比例为设计报告(30％)+机考(20％)+笔试(50％)。

6　开展第二课堂，培养学生的创造能力

为加强对学生学习的引导，我们将课堂教学延伸到课外，注意对学生参与实践活动兴趣的培养。将学生的课外科技活动纳入到创新能力培养的过程中来，成立了创新电子社团，以电气工程及其自动化、电子信息工程专业学生为主，其他专业学生也可自愿参加。由《单片机原理及应用》课程的主讲教师作为主要指导教师，每周辅导1―2次，并提供不同层次的实践内容，组织多种形式的实践活动，提出灵活多样的实践要求，吸引学生主动地、有选择地参与这些实践活动，让学生根据自己的发展方向，结合自己的兴趣和需求，选择适合自己的题目或感兴趣的产品设计。在设计和制作过程中，教师给予适度的指导，使学生能够独立、主动、保质保量地完成自己的设计目标和任务，把学生被动地学习变成积极主动地学习，把依赖于老师的学习变成独立的学习和思考。设计题目和产品的实现也增强了学生独立解决问题的自信心，进一步提高学习的兴趣。在教师的指导下，学生可以通过第二课堂对课堂教学内容进行补充和提升，可以根据自己的兴趣进行选题、完成自己感兴趣的课外实验项目、设计和电子制作，可以自己设计电子作品等，这样就使他们在完成学习任务的基础上，使自己的创新思想得以实现。大大激发了学生的课外学习兴趣和主观能动性。也为学生提供了自由发展的空间，提高了学生的创造能力。

7　依托各种竞赛，推进课程改革，提高创新能力

积极参加全国大学生电子设计竞赛、盛群杯单片机竞赛，飞思卡尔智能车竞赛等各类比赛。这些竞赛既培养了学生电子设计能力，提高了实践能力，也锻炼了学生的团队合作精神。通过各类竞赛，掊养一部分学生的动力创新能力，再通过宣传，使其它学生对单片机学习产生兴趣，为参加这些竞赛而努力，从而进一步提高了学生的创新能力。

四　结束语

在进行了课程改革以后，学生的学习热情受到了很大的激发，出现了自主式学习的热潮。由于课程的改革，使理论教学的时间大大缩短，学生有了更多动手和思考的时间，在课程结束时，大多数同学提交了自己的作品，更有部分同学在单片机比赛中取得了优异的成绩。我们将以此为契机，积极、主动地促进单片机课程的进一步改革，使单片机课程跟上时展的潮流，使学生学完单片机后，不仅仅具有初步单片机应用系统的设计和开发能力，还具有了一定的创新能力，有效的提高了学生的综合素质。

参考文献

[1]江世明，刘湘涛，申寿云等.省级重点建设课程《单片机原理及应用》的创新与实践[J]怀化学院学报，第2006，25(8)：162―163.

[2]龚益民.《单片机原理及应用》教学改革与实践[J].2007，(5)：119―120

第9篇：单片机原理范文

（湖北民族学院 信息工程学院，湖北 恩施 445000）

摘 要：以电子专业微机原理和单片机原理课程为例，提出引入比较教学法和Proteus仿真软件，通过一个综合性实验，从电路结构、程序设计和仿真结果3方面进行对比和分析。最后以问卷调查形式说明比较教学能够增进学生对课程内容的理解，利用Proteus仿真软件能使课程变得更加生动和灵活，有利于培养科技创新人才。

关键词 ：新兴产业；人才培养；比较教学；Proteus仿真软件；微机原理；单片机原理

基金项目：国家自然科学基金地区基金项目（61263030，61463014）；湖北民族学院教学研究重点项目（2014JY005, 2013JYZ08）；湖北民族学院教学研究一般项目（2013JY008, 2014JY033）。

第一作者简介：高林，男，讲师，研究方向为嵌入式技术与智能控制，glhust@163.com。

0 引 言

比较教学法是指在教学活动中将两个或两个以上的认知对象放在一定的条件下，按照同一标准进行对照比较，从而确定认知对象属性的同异、地位的主次、作用的大小、性能的优劣、问题的难易或认识的正误深浅，以达到辨识、了解和把握认知对象之目的的一种方法[1]。

在高校电子技术专业中，微机原理与接口技术课程是重要的专业基础课，单片机原理及应用课程则是应用型专业课。前者偏向于原理性的介绍，涉及的实验比较简单；而后者则偏向于应用性，涉及的实验较多。这两门课程的实验过程中使用的芯片及编程方式非常类似[2-3]，可见这两门课程适合进行比较教学，因为两个对象既有相同或相近的特性，同时又有相异的特性，这样的对象才是合适的比较对象[4]。为适应新兴产业人才培养方案中这两门课程的变化，首先对两门课程内容进行比较分析，然后引入Proteus仿真软件作为现代化教学手段，再通过一个综合性实验对比仿真来具体探讨两门课程的特点，最后通过问卷调查的形式检验教学效果，以求摸索出一条适应新兴产业发展需要的人才培养途径。

1 教学内容比较

在新兴产业人才培养方案制订过程中，微机原理与接口技术课程原本先于单片机原理及应用课程一学期开设，现在变成在同一学期开设，而且两门课程在理论学时减少的同时，实验学时均有所增加，这样就给教师授课和学生学习增加了难度，又因为两门课程存在紧密的联系，所以利用比较教学法对课程内容进行比较分析，可得出两门课程之间存在以下3个主要的关联点。

1）两门课程的核心芯片不同。微机原理与接口技术课程的核心芯片是8086微处理器，单片机原理及应用课程的核心芯片则是51单片机。虽然核心芯片不同，但是它们与外部进行信息传递均采用数据总线、地址总线和控制总线的“三总线方式”，均存在引脚复用且需要外接地址锁存器，这些内容可在讲解时进行对比，便于学生理解。

2）两门课程的编程语言完全不同，前者是汇编语言，后者则采用C51语言。虽然前者是低级语言，后者是高级语言，看似不相关联，但通过对比学习能增进理解。例如汇编语言中关于堆栈以及进栈、出栈指令的知识，能帮助学生在学习C51语言时更好地理解函数的调用和返回以及函数的嵌套调用等内容。

3）两门课程的接口技术内容相似，均包含并口、串口、中断控制、定时器/计数器、D/A和A/D等。为避免教学内容重复，一般在前者授课中既讲工作原理又讲接口电路，而后者中对应部分只讲接口电路，不讲或少讲工作原理。例如，两门课程在讲到并口部分时，前者既要讲解可编程并口芯片8255A的工作原理，还要讲解8086与8255A的连接电路和编程；后者则重点讲解51单片机扩展并口电路和编程，并口工作原理则略去不讲。

2 比较教学手段

虽然已经对两门课程的教学内容进行了比较分析，但如果仍然采用传统的教学方式，并不能有效提升教学效果。在进行理论教学时，通常采用“板书+课件”的教学方式，这样会把接口电路、程序及运行结果这三者割裂开来，无法检验接口电路是否可行、所编程序是否有效以及程序在电路中的运行结果是否正确。在进行实验教学时，通常采用“电脑+实验箱”的教学方式，也存在实验设备昂贵、容易损坏、实验电路固定、设计内容少等问题，导致学生无法了解接口电路工作原理，从而缺乏电路分析和设计能力。

能否找到同时提升这两门课程教学效果的手段？解决的方法就是在教学中引入Proteus仿真软件。Proteus仿真软件是一款包含大量系统资源、丰富硬件接口电路，具有强大调试功能和软硬件相结合的仿真系统[5]。Proteus强大的设计与仿真功能被广泛应用在数字电路、模拟电路、单片机、嵌入式系统等多门课程的教学和实验中[6]。

引入Proteus仿真软件之后，在两门课程的理论课上，可以预先画出接口电路的原理图，然后用相应的编程软件编写程序并加载到对应的核心芯片上，最后将运行结果演示给学生看，这样使课堂变得直观、生动，还能将接口电路、程序及运行结果有机结合起来。另外，在两门课程的实验课上，由于该软件拥有实验箱中几乎所有的元器件和虚拟仪器、仪表，能够让学生在实验箱中完成硬件实验的同时，也能在该软件中对实验电路进行仿真，从而实现与硬件实验完全相同的效果。在此基础上，该软件还拥有很多实验箱中没有的元器件，能让学生进一步修改电路，甚至设计出多种功能的实际应用电路进行仿真，从而锻炼学生电路系统设计的能力。

3 比较教学实例

以一个综合性实验为例，从电路、程序和仿真3个方面来对比探讨两门课程的特点。该实验名称是“PC机通过串口控制数字时钟”，要求在以8086为核心的微机控制系统和以AT89C52（一种51单片机）为核心的单片机控制系统中均实现这样的功能——当PC机发送数字1时，数字时钟运行；当发送数字0时，数字时钟暂停。

3.1 电路结构

该实验电路结构框图如图1所示，图中上面虚线框中是以8086为核心的微机控制系统，下面虚线框中是以AT89C52为核心的单片机控制系统。从电路结构来看，前者更为复杂，后者相对简单。这是因为8086是微处理器，并口、串口、中断、定时器/计数器等功能均需要外部扩展；而AT89C52是单片机，这些功能大多数内部就有。例如8086内部没有串口，需要通过串口扩展芯片8251A实现串行通信，再经由RS-232连接到PC机；而AT89C52则可以通过自身串口经由RS-232连接到PC机。类似的情况还有8086需要通过中断控制器8259A来管理中断，通过计数器/定时器8253控制串口波特率，而AT89C52内部具有中断控制系统负责管理中断，其内部定时器/计数器可作为串口波特率发生器。

3.2 程序设计

8086主程序和AT89C52主函数流程如图2所示，图中左边是8086主程序流程，右边是AT89C52主函数流程。从程序设计来看，8086的控制重点是串行通信接口芯片8251A和中断控制器8259A，其中包含大量访问外部接口的程序；而AT89C52的控制对象主要是其内部的两个定时器/计数器和相应的中断，访问外部接口的程序相对较少。例如8086需要不断查询8251A状态字的RxRDY（串行接收准备好）标志位来判断是否接收到数据，当完成接收后，再以“CPU get X”（X为所收到的数据）的形式回送给PC机，这些程序均要访问外部接口。而AT89C52则只需不断查询内部RI（串行接收中断）标志位来判断是否接收到数据，当完成接收后，再以“MCU get X”（X为所收到的数据）的形式回送给PC机，这些程序全部在单片机内部完成。

3.3 仿真结果

先在Proteus仿真软件中分别完成8086电路和AT89C52电路的原理图设计，然后将两个电路原理图中的RS-232串口COMPIM的通信波特率均设为2400bit/s，并设置其占用计算机串口COM2，串口调试助手软件占用COM1，再通过虚拟串口软件VSPD设置虚拟串口，使COM1口和COM2口虚拟对接[7]。

该实验在8086电路中仿真结果如图3所示。图中数码管显示当前时间是23时59分46秒，RxD端显示10120，表示已从PC机发送了5个数字，依次是1、0、1、2、0。TxD端显示的就是8086电路回送给PC机的5条字符串，其中数字从上往下与RxD端显示顺序一致。

该实验在AT89C52电路中仿真结果如图4所示。图中数码管显示当前时间是00时01分50秒，RXD端显示10130，表示已从PC机发送了5个数字，依次是1、0、1、3、0。TXD端显示的就是AT89C52电路回送给PC机的5条字符串，其中数字从上往下与RXD端显示顺序一致。

从仿真结果来看，两个电路均顺利完成实验要求，而且结果清楚、直观，此结果还能与实验箱上的实物效果进行比较，便于学生理解实验箱内部电路的工作原理。

4 结 语

在战略性新兴产业发展的背景下，学院对现有电子专业进行改造，提出“3+1”培养模式，即“前3年在学校学习，后1年在企业培训”，为此还与相关企业签订了人才培养协议[8]。学院在新兴产业人才培养方案制订过程中，主要依据时间集中、强化基础、减少理论、重视实践”的原则来设置课程，因此，部分课程的开设与以前有较大的区别，其中微机原理与接口技术、单片机原理及应用”这两门课程的变化具有代表性。

当两门课程的教学过程全部结束以后，通过对2011级电子专业93名本科生进行问卷调查得知，关于比较教学有42%的学生认为效果好，35%的学生认为有一定效果，23%的学生认为效果不好。认为效果不好的原因主要在于微机原理课程中汇编语言难学、部分实验箱损坏等。关于引入Proteus软件辅助教学有54%的学生认为效果好，33%的学生认为有一定效果，只有13%的学生认为没有效果。认为没有效果的原因主要是Proteus中还缺乏一些实际的元器件模型导致电路不能仿真等。此问卷调查结果表明，大部分学生认为在两门课程教学过程中采用对比方式能够增进理解，引入Proteus仿真软件不仅能够使理论课变得更为形象和生动，使实验课变得更加灵活和开放，还有助于培养实际动手能力。

参考文献：

[1] 宋文. 比较教学法在汇编语言课程教学中的应用[J]. 电脑知识与技术, 2013, 9(10): 2402-2403.

[2] 高林. 单片机原理与微机原理综合仿真系统的设计及应用[J]. 实验技术与管理, 2014, 31 (3):91-94.

[3] 赵晚昭, 周柳娜, 赵晚春, 等. 微机原理及单片机课程改革浅谈[J]. 物联网技术, 2012 (7): 74-76.

[4] 冷汹涛, 蔡铭辉, 庞文颖. 比较教学法三要素在高等教育中的实践性探索[J]. 高教论坛, 2013(8): 70-73.

[5] 周冠玲, 冯占英, 李战. “单片机原理及应用”课程教学改革的探讨[J]. 中国电化教育, 2012(6): 105-107.

[6] 陈越, 顾晖, 梁惺彦. Proteus虚拟仿真在微机原理教学中的应用[J]. 电子技术应用, 2012, 38 (1): 106-108.

[7] 曾维鹏, 蔡莉莎, 林尔敏. 基于VC++及Proteus的上、下位机串口通信仿真技术[J]. 镇江高专学报, 2013, 26 (4): 74-76.