单片机原理及接口技术精选(九篇)
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第1篇：单片机原理及接口技术范文
关键词： 《单片机原理与接口技术》 教学内容 教学方法 教学手段
《单片机原理与接口技术》是电子信息技术及自动化类专业的核心专业课程，是一门理论性与实践性均很强的学科，它对培养学生的工程思维能力和解决问题的能力具有重要作用。传统的教学和单片机教材都过分重视知识体系的演绎和推理，而在学习单片机时概念枯涩难懂，缺乏形象化的语言，无法从学习中找到与现实生活的结合点，因而大多数学生对单片机课程产生了畏惧心理，影响了学习的积极性。因此，为使学生更好地掌握《单片机原理与接口技术》这门课程，对单片机课程进行教学改革是十分必要的。
一、《单片机原理与接口技术》教学内容的选取
在单片机原理与接口技术这门课中，笔者首先以单片机考证的要求为导向选取相应的教学内容，同时在授课中根据大学生电子设计竞赛的要求和学生的学习情况进行适当调整。笔者的最终目的是通过本课程的学习，使学生系统地掌握汇编语言的编程方法和C语言在这个领域的运用，掌握单片机的基本原理、接口和应用技术。笔者所用的单片机是8051系列，原因是笔者认为虽然其他系列单片机拥有着各自独特的优势和诱人的市场前景，但是51系列单片机借助广泛的工程应用背景和众多公司的不断改进仍然会是市场上不可或缺的一款主流系列［1］。
当前为了单片机原理与接口技术而设计的实验项目数量众多，为了方便教与学，笔者只是选取流水灯实验、十字路交通信号灯实验、键盘与数码管显示实验、液晶显示屏显示实验、信号发生器和数字温度计实验、串行片外存储器扩展实验（I2C接口）等几个重要而经典的实验。之所以选取以上实验是因为以上实验具有代表性和易结合性。例如单片机原理与接口技术这门课程的一些基本内容如：单片机的I/O口、内部的程序和数据存储器、单片机的指令和汇编程序的编写、定时和计数器、中断控制，这些都可以通过流水灯实验根据不同的要求，编写不同程序得以体现出来。以上这些实验都可以覆盖这些基本和常用的单片机原理与接口技术。在有限的时间内面对大部分学生将以上几个实验在课堂上讲解清楚已经足够，但是这并不意味着就已经完全掌握了单片机原理与接口技术这门课的所有内容。事实上，有一些优秀的课外书籍上的内容值得向学生推荐，如《51单片机应用实例详解》、《新概念51单片机C语言教程》等书，这些书对于学生锻炼自己在这方能的能力和增长自己的见识非常重要。
其次，适当增加单片机软件开发平台KeilμVision和Proteus仿真软件的讲解。在教学内容上，除了讲解单片机汇编语言，还以KeilμVision为开发平台，讲解C51的开发流程。同时在实验课上还引入Proteus仿真软件来做单片机的仿真分析和设计。
最后，适当增加32位嵌入式系统应用的相关知识。从技术上考虑，目前所讲授的MCS-51单片机定位在低端产品应用，而中高端的产品几乎全部是32位嵌入式系统应用，在这样的背景下，只讲8位的系统是无法满足未来技术发展要求的，也不利于学生的就业选择［2］。由于课时数限制，仅对32位嵌入式系统的基本技术做一个概括讲解，选择ARM9作为对象。
二、综合运用多种教学方法
在单片机原理与接口技术这门课程上，传统的教学是按循序渐进的方式进行的。这样的教学方法有助于学生理解和掌握单片机原理与接口技术这门课的基本原理和一般设计方法，同时也有利于教学的进行。但是由于单片机原理与接口技术这门课程的抽象性和应用性等特点，传统的教学方法难以取得较好的效果。表现在：有较多的学生因这门课的抽象性而产生厌学情绪，放弃了对这门课的学习；还有就是因为这门课的知识点内容较多，而有些学生又不去总结归纳，以致学了后面的知识就忘记了前面所学，到最后学完这门课程也只是学了个大概。
第2篇：单片机原理及接口技术范文
［论文摘要］文章分析了电子信息工程专业单片机原理与接口技术课程教学的现状，认为提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，指出设计性实验开设中要注意理论与实验的衔接、验证性实验与设计性实验的衔接、课堂与课外的衔接，并不断完善适合设计性实验的评价体系，提高人才培养的质量。
电子信息工程专业作为实践性、应用性非常强的理工科专业，学生必须具备扎实的基础理论知识，具有较强的实验技能，今后才能顺利地从事电子设备和信息系统的维护和研发。要实现这个目标，必须十分重视相关课程的建设，搞好实验教学改革。而单片机原理与接口技术课程作为电子信息专业的一门专业主干课程，其应用性非常强，设计性实验开设质量对于学生今后就业、工作至关重要。
一、教学现状
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业核心课程之一，理论的重要性不言而喻，但在实验教学方面大都还是停留在传统的实验模式上，离培养学生实践动手能力和创新精神还有差距。很多学生反映，课程学习下来理论基本掌握了，验证性实验也能顺利完成，但要真正完成一个实际项目时，却无从入手。出现这种现象原因是多方面的，笔者认为主要有：
1.教学模式方面的原因。传统教学方式中，教师主要注重于理论的完整性和知识结构的完备性。理论上从单片机的结构讲起，然后讲汇编指令和c语言编程，再讲硬件接口及相关的程序编写，最后讲一两个实例，课时也就差不多用完了，再想讲其他东西就没有时间了。实验也注重基本原理和基本方法的训练，为了让学生认识单片机的基本组成和基本指令，所开出的实验就占了大部分实验课时，最后只能做几个综合性实验或做一个简单的设计，这样就结束了整个课程的学习。
2.教师方面的原因。自从高校扩招以后，学生的数量剧增，而教师并没有同比例增长，教师承担的课时量太大，教学压力过重。具体到单片机原理与接口技术这类专业性和实验性都非常强的课程，存在着精力投入不够的问题。如果要改革实验教学的模式，以设计性实验为主的话，教师就要投入非常多的精力。
3.评价体系方面的原因。就评价体系而言，目前通行的仍然是以分数的高低来评价学生学习成绩的好坏。一般采用平时成绩、实验成绩、考试成绩各占总成绩的一定比例来得到学生课程的最后得分。对有些课程来说这种方法是比较科学的，但对单片机原理与接口技术课程，就会存在这些问题：学生成绩不低，但一旦面临实际问题时，无从入手，没有达到本课程的教学目标。
二、解决对策
为提高单片机原理与接口技术课程教学质量，培养学生解决实际问题的能力，笔者认为，提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，应该从以下几点来改革：
1.教学模式。提出和采用新的教学模式，实验开设要特别注重开出的设计性实验质量。新的教学模式主要包含理论教学和实验教学两个方面。在理论教学中，单片机的结构和基本指令讲解要精，应通过实例来将相关的知识串起来，力求通过具体实例的讲解达到以较少的理论课时就让学生真正掌握单片机的结构和指令的目的。在实验方面，则采用以开设设计性实验为主、验证性实验为辅的方法，并提高实验课的课时数。适量开设验证性实验，在课堂内只做1～2个，而将大部分实验内容放在课堂外，由学生通过开放实验室单独完成。增加较多的设计性实验，供学生选做，在教师精心指导下，让学生在课外准备，课内完成，切实提高学生的实战技能。
2.教师自身的定位。教师应自觉提高自身做项目的能力，并保证足够的精力投入到教学中去。教师要注重平时积累，一方面，要自己动手，精心制作好几个作品。另一方面，也可以通过提出选题，指导学生去做，将完成后的作品及文档全部存档。只要通过2～3年的积累，就可以形成难度、层次区分较为合理的项目选题库和作品库，既为后续班级的教学创建了良好的条件，对后续学生的实验起到示范和引领作用，又为今后的教学工作减轻了负担。要做好这些，就要求教师充分明确自身职责，牢固树立以教学为中心的观念，保证有足够的精力投入教学中。
3.评价体系。作为评价体系，要改变传统的基本是以分数论英雄的模式。单片机原理与接口技术课程如果只是掌握了一些理论知识而没有实战能力，分数再高都不能算是学好。作为对学生的评价，笔者认为一定确立以实践能力为主体的评价体系，通过对学生做的项目难易程度、项目完成的效果等验收情况来给出合适的评价。
三、设计性实验开设与评价体系建立中要注意的几个问题
想搞好单片机原理与接口技术课程建设，提高学生的实战能力，就要以设计性实验的开设为重点来进行整体设计。笔者认为需要特别注意抓好以下四个衔接：
1.理论与实验的衔接。理论教学是单片机原理与接口技术课程教学中必不可少的组成部分，但其开设方式不能采用传统的教学方法，而应设计出一种项目教学或称为专题讲授的形式来进行。首先，要讲透基础部分，笔者认为可以分成单片机的内部结构、单片机的指令系统、程序编写的基本思想、硬件接口构建等四个专题进行。其次，要针对课程特点，做好五个简单项目，如外部中断的使用、定时器中断的使用、并口的扩展、串口通信、ad和da转换。最后，要对相关知识点全面整合，综合演练，实战2～3个较为复杂的综合性项目，进行原理图分析、算法设计和程序分析，并制作出作品进行演示。按这种思路设计，理论教学大致课时数为36～48个课时，实验课时数为24～36个课时。
据此分析，实验教学则应充分重视设计性实验的开设。与理论教学相对应，每讲完一个项目，就要依托该项目开设一个设计性实验，每个实验3～5个课时。通过简单的5个项目和较复杂的2～3个项目的训练后，学生能掌握单片机开发和设计与实物制作的基本方法和技能。当积累了2～3年后，有了很多已成功的项目可参照时，不同的学生就可以选做不同的设计性项目。在进行单片机原理与接口技术的课程设计时，则应要求学生在设计性实验的基础上进一步深化，将多个部分综合在一起设计制作一个更复杂、具有较完备功能的实际系统。这是一个由理论出发，通过基础实验、简单的设计性实验、复杂的设计性实验，最后完成复杂的课程设计过程，符合循序渐进的教学规律，实现了该课程理论与实践的完美结合。在此过程中，设计性实验的开设基本覆盖了单片机原理与接口技术课程的所有知识点，使学生牢固掌握基本理论，熟练掌握基本设计思路，综合应用基本设计方法，从而达到学以致用的根本目的。
2.验证性实验与设计性实验的衔接。验证性实验是指为验证已经学习过的理论知识所设置的实验；设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。验证性实验作为一种传统的教学方法，在现在的实验教学中也还有一定的作用，可为设计性实验的开设提供一些必要的基础。现在的验证性实验一般是在相应的实验箱上完成，通过开设1~2个验证性实验可让学生了解单片机的基本构成和基本工作原理，所以在开设设计性实验前开设验证性实验是非常必要的。同时，一些设计性实验的开设可在实验箱上对验证性实验进行改造而成，特别是对于开始的简单的设计性实验更是如此。比如一些验证性实验，所有的电路硬件在实验箱中是现成的，同时给出相应的实验程序范例，学生就可以在实验箱上进行验证，对所做实验的功能进行分析。教师只需要在理论教学时将程序流程图和涉及的算法讲述清楚，最后要求学生去编写程序，然后再进行功能验证即可。采用这么一种由验证性实验作为基础并进行改造的方法对于以基本原理的掌握为目标的简单的设计性实验具有很强的可操作性，有利于验证性实验到设计性实验的自然衔接。
3.课堂与课外的衔接。设计性实验开设要做好课堂与课外的衔接。因为设计性实验是要学生自行设计实验方案并加以实现的实验，所有的实验方案不可能仅在几个课时的实验课上完成，主要工作要在课外完成。一方面，实验方案的制订、原理图的设计、实物的制作等主要在课外完成，实验课中主要是在教师的指导下进行调试和测试。另一方面，设计性实验很难一次性成功，往往需要多次尝试、反复修正才行，这些必须在课外完成。要使设计性实验真正达到较好的效果，除了在理论教学中要注重和实验教学衔接外，课外的衔接尤其重要，要做好实验室开放，让学生在课外能够较方便地利用实验室的资源，也应鼓励学生采购一些比较简单的单片机开发工具，如简易开发版、烧录器等。
4.评价标准的再定位与评价体系建立的思路。验证性实验往往只涉及一门课程的一个章节或一个知识点的内容，学生通过验证性实验，可以使所学理论知识具体化和形象化，加深对所学知识的理解与掌握，培养基本动手能力。设计性实验突出它的自主设计性，可以是单一知识的运用，也可以是多知识点的综合运用，给出实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现，所以设计性实验带有试探性、研究性，在时间上也需要课内与课外相结合。
由于验证性实验与设计性开设的目标不同，所以最终的考核方式也不同。对于验证性实验，教师可以直接根据学生所做的实验报告评判其实验成绩。传统的做法是百分制。一般每个实验成绩包括三个部分：实验预习（20分）、实验操作（40分）、实验报告（40分）。使用传统的百分制，可以评价学生是否掌握了基本理论和设计方法。但设计性实验所涉及的知识点数量不同，综合运用的效果不同，设计方案是否得当，步骤是否简易可行，实验的成本、效率是否令人满意等等，都不能一概而论，因此需要结合各方面进行综合的评定。设计性实验的考核要贯穿这样一个原则：淡化结果，注重过程。对于设计性实验我们更重视学生在整个设计过程中的表现，而测定结果只作为考核的次要因素。学生在设计方案中是否有独到新颖的想法，整个实验思路逻辑是否清楚，实验过程是细节严密还是顾此失彼，结果是否可信等都是评定设计实验成绩的重要因素。考核中要充分鼓励和肯定学生在设计过程中所表现出的敢于挑战、主动学习、大胆创新的精神，以及由此带来的思维水平和实践水平的全面提高。
因此，设计性实验不宜采用传统的百分制，笔者认为，宜采用优、良、中、及格、不及格5个档次来进行评定。首先明确“优”和“及格”的标准，在“优”的标准下，适当下降一点作为“良”的标准，“及格”标准高一点作为“中”，达不到“及格”标准的就判定为“不及格”。比如，每一个项目都设定多个指标，完全达到指标并有所创新的评为“优”；完全达到指标而无创新的可评为“良”；实现主要指标可评为“中”；实现部分指标，能体现设计者掌握了基本相关基础知识则可评为“及格”；没有实现任何指标，或没有做的评定为“不及格”。这样就应在设定实验指标上着手，针对具体的实验进行不同的设定，才能比较准确地定性评价学生的实验能力，这一点仍需在实践中不断探索和改进。
四、结语
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业至关重要的专业核心课程之一，必须更加重视设计性实验教学的改革，提高设计性实验开设的质量，做好理论与实验的衔接，验证性实验与设计性实验的衔接，课堂与课外的衔接，完善设计性实验的评价体系，才能培养出符合社会发展需要的高素质人才。
第3篇：单片机原理及接口技术范文
一.引言……………………………………………………2
二.总体设计方案………………………………………….2
1. 设计思路………………………………………………….2
2. 总体设计框架……………………………………..……..2
三.设计原理分析…………………………………………4
1. 校时模式…………………………………………………………..4
2. 定时模式…………………………………………………………..4
3. 工作模式…………………………………………………………..4
4. 存储器93C46的相关介绍…………………………………….….4
四.程序部分…………………………………….………….5
1.程序分为五部队分…………………………………………...…..5
2.部分程序及按键说明……………………………………………..5
3.程序流程图………………………………………………………..6
4.程序清单…………………………………………………………..8
五.运行结果…………………………………………….....21
六.总结…………………………………………………….21
七.参考资料……………………………………………….21
摘要
文章介绍了一种以8031单片机为核心片外扩展 at93c46电檫除可编程只读存储器并带有数码LED显示时.分,秒和以指示灯做标志的按键校时自动打铃器.
一.引言
用单片机控制的自动打铃器,充分发挥单片机体积小,价格便宜,功耗低.可靠性好等特点,可用于学校作息,方便了广大师生.
部分参考文献
[4]张毅刚．单片机原理及接口技术．哈尔滨工业大学出版社，1990
[5]谭浩强．单片机课程设计．北京：清华大学出版社，1989
第4篇：单片机原理及接口技术范文
课程教学计划改革最主要特色是校企联合制定教学计划。单片机课程的教学目标是使学生较完整地掌握单片机系统的硬件设计和软件设计。将工程实际需要与原有教学计划结合起来制定校企结合模式下的教学计划。即将工程实际与该课程的理论知识和生产实践有效地结合起来，在教学过程中重点培养学生的实践动手能力，解决实践工程问题的主动思考的能力。并通过实践，使学生掌握的知识能更好地与企业的要求接轨。根据不同的企业需求，上述教学目标也必须进行适当的调整，同时由系部教研室和企业共同协商，制定可行的教学大纲和教学计划改革方案。[5]根据以单片机系统研发和满足行业企业的需求为前提，提出的通信工程专业“单片机原理与应用”课程校企共建教学模式是，以学生能力培养和工程素养为主线，以企业真实项目的实现全过程为教育教学背景，以与行业企业共建教学环境为条件，教、工、学相结合的共享型资源建设为手段，在原有传统教学模式基础上，共调整出的12个课时（以往“单片机原理与应用”课程总教学时数为40课时）。利用调整出的12个课时，结合该领的最新技术和应用、发展现状和前景，安排了智能控制仪、智能变送控制器、多功能马歇尔稳定度试验仪三个企业实践项目，三个企业实践项目各安排4个课时。《单片机原理及应用》课程的分配安排由原来课内讲课32课时+校内实验8课时，整合后变成课内讲课24课时+校内实验4课时+企业实践12课时。相应的学分比重由原来的2.5分调整为3分。理论课教材选用李建忠主编的《单片机原理与应用》第二版。该教材为高等职业教育规划教材，论述清楚、实例丰富、通俗易懂。实训教材选用我系教师自行编写的单片机实训教程，该教程兼顾单片机实训室设备条件和企业要求，针对性强，便于学生实际操作。
1.师资力量改革。除了增强我校单片机原理与应用原有理论课和实验课授课教师外，从合作企业中的优秀技术人才中，经挑选了4名实践教学工程师，作为工程实践教学授课教师，大大加强了师资力量。校内教师承担单片机原理与应用课程中24课时的校内教学任务。另外一部分师资是由来自企业专业技师、工程师作为实践教学的校外授课与指导老师，并承担企业实践教学的12学时教学。学生分为5人一组，跟随老师顶岗实习，学习各种工程设计与系统调试技能。
2.课程教学内容整合。在改革教学模式的同时，围绕通信工程专业与计算机相关课程教学模块中典型单片机应用题目，凝练教学大纲，调整教学内容。首先对于“单片机原理与应用”、“微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程教学内容中重复出现的许多知识点进行适当的删除，将“单片机原理与应用”“、微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程作为一个整体教学模块来编写各个课程的教学大纲，目的是去除各门课程之间冗余的教学内容，达到将各门课程内容的调整融合。例如，二进制数的概念和基本运算在“微机原理与接口技术”课程中有比较深入的研究和应用。因此，精简或删除了“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程中二进制数的概念和基本运算教学内容，重点研究二进制数运算的应用及相关程序设计。又比如“微机原理与接口技术”课程中讲解的CPU中各种寄存器工作原理及应用的教学内容，在“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程中会重新出现，那么就可以简化在“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程教学中有关寄存器工作原理的教学内容，重点讲授在单片机或DSP系统中寄存器的特点及应用，尤其是其在不同项目中的灵活运用，从而从本质上了解和掌握通信工程专业计算机类课程教学内容。利用调整出的12个课时，结合该领的最新技术和应用，发展现状和前景，安排了智能控制仪、智能变送控制器、多功能马歇尔稳定度试验仪三个企业实践项目，三个企业实践项目各安排4个课时。去除各门课程之间冗余的教学内容，也为了解计算机领域的最新技术应用、发展现状和前景提供了教学空间和时间，为增加与之相关的单片机工程实践项目实践内容提供了教学空间和时间，提高了学生对“单片机原理与应用”“、微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程相关理论的理解，促进了其对上述三门课程在本专业工程实践需求的理解程度。教和学双方面将计算机类课程构建成为一个有机的整体，又各有分工和特色。[6]
二、课程改革考核方式的改变
主要的考核方式还是采用闭卷考试方式，成绩的比例有所调整，平时成绩由原来占30%变成调整后的45%，相应的卷面成绩由原来的70%变成55%。平时成绩中作业占20%和平时考勤占20%不变，实验由原来占50%变成调整后的校内实验占20%，企业实践占40%。卷面考试和校内实验考试与改革之前一样，学生通过进入企业亲自动手完成三个单片机项目，企业实践的考核在学生完成这三个项目的学习之后，通过抽签来考核其中的一个项目作为企业实践的成绩，最后按比例算入总成绩。《单片机原理及应用》实验课程的总评成绩根据试验完成情况、实验报告、出勤等三个方面综合评定考核。按总成绩满分100分进行考核，分为课前准备、实验过程、实验报告、实践考核四个实验考核部分，各个考核部分占总成绩的百分比如表1。
三“、校企结合”实践实施方式
采取任务驱动的教学方式开展教、学、练、做一体化的理论讲授和技能训练。这种教学理念对《单片机原理及应用》的教学有一定的促进作用，但是驱动任务是由教师提供给学生的，没有回答任务的本来根源从何而来的问题，所以，只在一定程度上解决知识传授和技能培养的问题。校企结合的教学模式下，学生可以在进入企业任务实施的过程中将所学知识运用到实践中，发现并提出问题，逐步学会自己提出解决问题的方法和路线，也就是自己提出任务驱动。显然，较之一般化的任务驱动教学模式，校企结合教学模式可以更进一步，任务由自己发现、提出，由自己运用解决问题。学生可以更深刻体会所学知识点与具体实践之间的特殊关系，由实践促进知识点的深入理解，使得自身对知识的理解和掌握获得升华。当然，在这个过程中离不开作为实践导师现场工程技术人员的指导，从而达到举一反三、灵活运用知识的最终目的。研究设计的“校企结合”实践实施方式包括项目描述、项目预设计和项目实施三个主要步骤。
1.项目描述。每个实践项目开始时，首先由指导教师介绍项目内容，组织学生多方位、角度讨论项目内容。通过讨论使学生清楚了解实践目的，学生知道该做什么，逐步知道为什么做。
2.项目预设计。根据项目设计的任务要求，先确定设计的硬件电路方案，在老师的指导下读懂硬件电路图，进行分组，每组负责项目中的不同模块。要求教师们必须引导学生对每个步骤进行思考和实践，这样可以较大地调动学生学习单片机的兴趣，培养学生硬件电路设计能力，形成电路设计和程序设计思想。
3.项目实施。学生分组进行项目实施，教师负责统筹管理规划模块做成构架，并分析探讨及模块工作流程，提出最佳工作流程及方案。给予学生思路、给予学生结论的教学方式转变为学生自己发现问题、自己解决问题、自己得出结论的教学方式。在确定硬件的基础上，要进行软件的总体设计，包括软件主流程的设计以及各子程序的设计，同时，要写出详细的操作说明，如时间的调整方法、显示窗口的时间切换等，以配合软件的设计。培养学生程序设计能力。然后进入硬件的调试及编程工作，设计组内的同学可根据任务分工，有调试硬件各功能，如键盘子程序、显示子程序等，有进行整体程序的编制的，各模块的编制过程中要注意资源的衔接。培养学生单片机产品综合设计开发能力。最后进机调试，各组之间联机调试的原则也要采用分步走的原则，各个模块要逐步套入，通过一个再增加一项功能，从而达到设计的总体要求。最后写出设计报告。实验报告中，应该包括实验名称、实验的目的、完成实验所需的设备、实验的思路、电路图、程序、实验中遇到问题的解决过程、实验结束后的思考等多个内容。培养学生沟通与表达能力，形成计算机技术应用工程所必需的基本职业素养。
四、课程改革实施成效
第5篇：单片机原理及接口技术范文
《单片机原理与接口技术》作为高等职业院校电子、电气类的专业必修课，应用性极强，作为一门综合性的学科，是很多同学走向工作岗位所必须掌握的重要课程；本文将以《单片机原理与接口技术》为例，探究高职院校理论与实践教学新模式。在高等职业院校的教育、教学过程中，要夯实学生理论知识的功底，更要培养学生在实际生产生活中动手能力、创造力以及综合运用知识解决复杂问题的能力。《单片机原理与接口技术》是一门特别强调理论和实践紧密结合的课程，学生在学习的过程中，不仅要进行硬件电路的设计，同时还要做好软件编写和仿真调试等步骤，才能比较好的达到单片机知识要求以及技能目标。
1.1基础薄弱，思想固化
高职院校的学生由于基础知识薄弱，理解能力较差，主动学习意识不强等因素，导致学生们在学习《单片机原理及接口技术》这门专业课之前只掌握了少量的模拟电路和数字电路知识，没有更多的知识积累做铺垫。
1.2传统教学模式单一
目前，大多数的单片机实践教学模式是授课老师根据之前讲解的理论部分知识，组织本节实验，首先概述实验内容，画出电路图，然后编写好程序，最后学生依葫芦画葫芦，完全照搬照抄，完成实验。这样的安排使得学生在学习单片机的过程中略显枯燥无味，会觉得在实践的过程中，理论知识并没有运用多少，剥离了理论的重要性。
1.3教育教学资源缺乏
以汽电学院《单片机原理与接口技术》教学为例，汽电学院的单片机教学和PLC教学共用一个实训室，配备12个实训平台，可为学生提供较为完备的单片机实践教学。但是，学院目前有“电气自动化”、“工业机器人”、“新能源汽车”、“汽车检测”、“汽车电子”五个专业开设单片机课程，在保证理论学时勉强够用的情况下，平均一个实践教学也是三到四个同学共用一台设备协同完成。课时少，人均硬件教学资源缺乏是单片机教学效果不理想的重要诱因，同时教学资源缺乏带来的另外一个弊端就是实训课采用“照搬式”教学。
2践行高职教育理论与实践交融互补
高等职业教育人才的诞生和发展，是解决理论与实践脱离的重要对策：①解决了专门从事理论研究的开发者不懂实践的问题，②解决了专门从事生产实践的技术工人理论知识不足和盲目机械劳动的问题。
高等职业教育培养的是介于开发者与一线技术工人之间的桥梁式人才，理论知识与实践能力缺一不可，因此在高职院校的日常教育教学过程中，将理论教学与实践教学剥离开来的做法是不可取的。对于理论教学而言，不应该“画地为牢”，进行自我约束，应该与实践携手并进，自我革新，做到交融互补；对于实践教学而言，同样不应“孤军深入”，脱离了理论的指导，实践就变成了盲目的、机械的、枯燥乏味的重复劳动。因此，高职人才的培养应发挥实践对于理论的补充和升华，也应发挥理论对实践的指导和优化等作用。
在高职学生的实践教学环节中，学生要勤于思考，善于总结，就会发现知识学习过程中出现的各类问题，学生们要不断地进行知识补充，并作出相应的决策和判断。这个过程就是理论教学为学生们提供的思路和方法，或者称之为解决问题的经验和原则，学生们按照这些经验和原则去查阅资料、相互讨论、思考总结。
3推动高职教育理论与实践推陈出新
近年来，我国职业教育一直在向德国职业教育学习。德国双元制教育举世闻名，被视为德国经济的“第二根支柱”。对德国职业教育熟悉的人可能会认为德国的双元制教育是以企业为基础，不是以学校为基础，但实际上，不论企业还是学校，都是理论学习与实践学习相结合的场所，并没有主次之分。与大多数的职业教育发展模式不同，德国不是按照时间阶段逐步实现理论与实践相结合的，而是首先将理论与实践系统化，然后再各自逐步的加强理论与实践的基础能力，从而有效地实现二者的有机结合。在此过程中，它的课程与教学是以实践为主线和内容，是理论与实际联系的纽带，这才是德国双元制教育的重点。
通过了解德国职业教育模式，并对其双元制教育进行深入分析，再结合我国实际进行深入的研究，或许可以为我国新时代高等职业教育的发展提出一些有益的意见和建议。
目前的高职教育首先应该转变观念，尝试以岗位要求组织教学，对于岗位要求而言，首先应该考虑的是不要把岗位要求局限于实践技能、工作经验，同时还要兼顾分析和决策问题的能力。其次，岗位要求组织教学不是按照各学科的逻辑顺序安排教学，而是按照岗位的场所、过程和标准等，将知识、技能等多种因素加以综合。最后，岗位要求应该打破目前的教学组织形式，以具体的任务或项目为依托，使各学科围绕岗位重新整合。
第6篇：单片机原理及接口技术范文
（福建工程学院 信息科学与工程学院，福建 福州 350108）
摘 要：要真正提高《微机原理及接口技术》课程的教学效果，必须改变原来的课程教学和课程设计两个体系.《微机原理及接口技术》课程“设计导向型”教学模式，即将理论课、实验课和课程设计有机融合在一起，将课程教学内容与实际应用系统的设计进行优化和整合，引导学生从简单的基础知识逐步过渡到复杂接口设计及程序设计，学生在学习过程中，自然就逐步熟悉了单片机应用系统的开发流程，不仅培养了学生的动手能力与钻研精神，还可以积累一定的创新与实践经验，这对于电子信息类专业本科学生，具有非常重要的意义.
关键词 ：微机原理及接口技术；设计导向型；教学模式
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2015）01-0215-02
1 设计导向型教学模式的意义
单片机主要应用于测控领域，在工业自动检测系统、数据采集系统、家电控制、智能仪器仪表等诸多领域都有广泛的用途.《微机原理及接口技术》课程是电子信息类专业的重要专业课程.是一门软硬件技术结合紧密，理论性和实践性都很强的课程，本质上是基础一门应用型的工程技术课程.该课程已在我院电子信息类专业开办多年，积累了一定的教学和实践经验，我们将理论课、实验课和应用设计统一起来，将单片机本身各功能模块的原理性分析与实验板电路的硬件设计及程序设计进行了较好的结合，从应用的角度与实际的应用系统很好地融合，颠覆传统的教学方法.
2 设计导向型教学模式的实施过程
2.1 激发学习兴趣的同时立下规矩
在第1次课中，我们会对单片机的有关概念以及它的用途做一个全面详实的介绍，除了简要列举图文并茂的应用案例外，还把历年学生的设计优秀作品带进教室，介绍它们的功能及操作使用，通过形象生动的演示介绍，让学生真切地感受到单片机系统无所不在，与学习生活很贴近，第1次课就创建一个“单片机系统不仅有用而且有趣”的场景，激发学生的学习兴趣.在培养学生兴趣的同时，对这门课的学习方法和态度提出要求，在课堂，要求学生准时到堂、专注听课、勤做笔记、积极互动、大胆提问；在课外，应广泛阅读、扎实温习、认真练习、多做实践、讨论请教.并且告知学生考核成绩由期末考试，平时学习、作业、测验、实验及实验考核构成及每部分所占比例.这样，在第1次课激发学习兴趣的同时就立下规矩，对学生学习过程的评价有法可依，让学生有一定的敬畏之心，自觉主动的投入到该课程的学习过程中.
2.2 理论课、实验课和课程设计的有机统一
课程的学习是一个循序渐进的过程，我们在教学上是通过实验电路板将各部分有机地串接起来，课程设计也是借助它的电路完成控制程序的设计.该实验板是由本课题组成员自行开发制作的实验设备，特点是：体积小，携带方便，在实验、课程设计等各实践环节中，学生人手一机，可以在课余时间完成扩展的实验与系统设计，效果与开放性实验是相同的.以该实验板作为教学案例，我们编写了实验板测试程序，作为实验板功能检测与程序示例提供给学生阅读使用，对每个模块、每条指令功能都进行了注释，极大的方便了学生的阅读理解.在介绍有关章节的理论知识时，我们就会以实验板相应部分的接口电路作为例子进行硬件电路的分析并介绍测试程序的有关模块，这样学生就会对一个完整应用系统的硬件和软件如何设计有深刻的理解.实验是设计应用系统学习过程中必不可少的重要实践环节，通过实验，使学生掌握单片机开发工具的使用、程序设计与调试的方法；掌握常用接口电路与单片机的连接方法；培养学生的设计能力、操作等能力，从而为两周的课程设计打下坚实的基础.在第1次课我们就会把有关的学习资料，包括单片机开发工具、Keil软件的使用、测试程序、实验板原理图等提供给学生，要求他们逐步的去理解并掌握如何使用.针对该课程，我们共安排了7次实验，实验内容具有设计性、综合性、创新性的“三性”特征，内容由易到难、循序渐进，每一次的实验都包括三部分：首先是与知识点配合的基本实验；其次是使用测试程序，在阅读理解的基础上编程运行以实现规定的功能或者通过修改参数运行程序以观察现象并分析；再有是扩展性实验部分，通过这样的过程使学生在知识和能力等诸方面得到全面提高.要求学生每次实验应做好预习工作，在理解知识点、消化实例的基础上去编写程序，撰写预习报告.实验进行过程中对出现的问题及时有效地帮助学生分析、解决问题，保证了学生实验的顺利完成，并要求学生做详实的记录，在每个实验子项预备内容后预留的空档位置记录实验现象、出现问题、解决办法、实验效果，本项实验结论及分析，撰写实验总结，当堂上交实验报告.两节课实验内容是相当的充实，许多标准化的程序模块就可以被课程设计直接利用或具有重要的参考价值.经过一个学期有效的训练，为应用系统的设计打下了坚实的基础，两周的课程设计就可以轻松应对.
2.3 应用系统的设计贯穿课程的始终
2.3.1 课程设计题目的拟定
课程设计的目标是通过小型微机应用产品的设计与调试过程，运用《微机原理及接口技术》课程所学的基本知识，在设计中加以应用，进而得到理解、巩固和提高，学习掌握分析与解决实际问题的方法与手段，提高设计、编程与调试的实际动手能力，作为工程技术工作的一次基本训练.针对课程设计的目标，在课程开始之初，依据学生认知特点，以能力培养为出发点，充分分析电子信息类专业应用技术能力的具体要求，科学合理地进行设计课题的规划，拟定切实可行的设计课题.课题既要将教学内容与实践结合在一起，又要能够激发学生的学习兴趣，符合学生能力水平及实验室设计条件的课题，典型课题如多路温度巡检仪、简易音乐播放器、可编程控制器、小区楼道开门控制系统、解题闹钟等等，课题在每个学期都会进行更新，课题新颖有趣，融合了微机接口技术的各部分的内容，包括中断系统、定时计数器、键盘接口、显示器接口、A/D接口等等.过往的课题的设计资料可以提供给学生阅读，让他们领悟应用系统设计的思想和方法.两周的设计是对学生掌握这门课程综合知识的考量，更是对他们应用知识驾驭设计系统的能力的检验.在课程学习的早期就告知学生课程设计的题目及内容，让学生学习有个目标，可以提高学生的学习兴趣和积极性.由于学生的水平能力各不相同，我们对所要设计的内容进行分解，分为基本的设计要求和功能选做扩展两部分，那么在两周的设计中我们要求学生应先完成基本要求，对大部分学生而言都能做到，增强了学生的学习热情和信心.在完成基本设计的基础上，有能力的学生再去选做功能扩展部分，给学生较大的发挥空间，激发学生的创新思维、创造力和成就感.这样让各个层次的学生从设计中都能够得到锻炼，学到设计、编程、调试的方法并在原有的基础上都能够得到提高.
2.3.2 设计过程的掌控
设计任务是贯穿了课程学习的始终，学生从学期初就要了解单片机应用系统的研制步骤和方法，从分析系统入手，需经过总体设计－硬件系统－软件系统－仿真调试－固化程序等整个流程，在一个学期的学习过程的同时学生有充足的时间去了解该设计的内容与功能，查阅资料，并在每个学习阶段去思考有关的功能如何实现.如硬件电路的设计在平时就可以逐步进行的，在期初介绍完片内硬件结构就可以让学生先设计最小系统、指示灯电路、报警电路，输入输出外设接口电路讲授后就可以设计显示接口电路和键盘接口接口电路等，最终焊接电路板并调试完成.两周的设计开始时我们会对课题进行更为具体详实的布置，目的是让学生在老师的引导下掌握规范化、标准化、可扩展化的设计思想与方法，尤其是软件系统的设计，让学生再次明确任务并介绍总体方案设计，引入分模块设计和进程码的概念，引导学生对任务进行分解，从易到难，并通过进程码把各个功能模块有机地串接在一起，最后才是程序综合联调和软、硬件的综合调试及功能完善、扩展.同时，在学生设计的过程中，要不断地给予指导.要充分肯定每一位学生的努力和取得的成绩，学生在刚开始设计的时候必然会很茫然，这时，教师一定要做好指导工作，避免学生在一开始工作时受到挫折，不利于项目的顺利进展.在两周的设计中，鼓励学生进行讨论，交换对某个功能实现的想法，以强帮弱，多鼓励基础薄弱的学生，给他们设计的信心，一点一滴让他们了解设计的思想，逐个模块地去理解掌握，最后大多数也都通过了验收和答辩，较好的完成了课程设计的任务.答辩也是课程设计不可或缺的重要环节，答辩时，要求学生能够流畅的叙述系统的功能、操作使用、设计思想等，并对老师提出的问题解释说明，通过答辩可以对学生的能力层次、设计状况了如指掌，同时还能够提高学生的表达能力、锻炼心理素质.
3 设计导向型教学模式的效果
设计导向型教学模式的重要思想就是将单片机理论课、实验课和应用设计有机融合在一起，理论知识与应用系统的开发设计、调试紧密结合起来，以模块化的方式组织课堂教学.这种将理论和实践融合在一起，增强学生的学习兴趣，激发学生的学习潜能，真正实现应用类课程“学以致用”的教学理念.
3.1 提高学习效率
项目导向型教学模式实施时，教师在课程教学之初便告知学生将要完成的设计任务，因而学习的目的性强、效率高.而传统教学中，教师在课堂上讲，学生被动学习，是一种典型的“填鸭式”教学.相比之下，项目导向型教学极大地提高了学生学习的效率，具有无可比拟的优越性.
3.2 培养创新精神
为完成设计，需要从各种途径获得与项目有关的信息和资源，寻找解决问题的方法并最终制定项目实施方案.在这个过程中，学生积极主动学习，不受传统课堂框架的束缚，相互讨论，集思广益，新思想，新观念，新方法不断涌现，学生创新能力不断增强，
第7篇：单片机原理及接口技术范文
关键词：单片机 原理性内容 操作性内容 教学模式
引言
目前国家正在大力发展职业教育，高职技术类院校在职业教育中占有很大比例。这类院校的目标是：培养具有一定创新意识和创新能力，掌握必备的基础理论知识和专业知识，面向生产、建设、管理和服务第一线，掌握本专业领域所需的专业基础知识及专业技能，具有较强综合职业能力的高等技术应用性人才，以满足社会对不同层次人才的需求。同时教学大纲要求学生掌握单片机的基础知识，具备基本应用技能。技术师范类院校是为高职技术类院校培养教师的高等院校，所培养的学生应该在理论与实践上能够胜任高职技术类院校单片机教师的工作。但是目前几乎所有的技术师范类院校的单片机教学仍然偏重于理论，忽视了单片机应用性强的特点，在实践技能方面没有予以足够的重视。
单片机原理与应用是一门应用性极强的技术性课程，强调的是实践动手能力；对电气、自动化、应用电子、通信等专业的学生来讲，掌握单片机的理论知识与实践技能，才能满足高职技术类院校对此类教师的需求。技术师范类院校教师如何针对课程的这一主要特点，采用何种模式进行实践和理论教学，对未来高职院校教师的培养起到至关重要的作用。笔者结合多年的企业单片机研发和近些年单片机教学工作的一些经验与体会，围绕提高学生的技能这一中心，在理顺理论与实践、教与学、实验与课程设计的关系的基础上，从教学内容、教学方法、课程实验、课程设计等四个方面提出了单片机原理与应用教学的一些方式，与大家一起研究。
1技术师范类院校单片机原理与应用课程的开课情况
单片机原理与应用作为一门专业基础课，一般在第五学期开课。在技术师范类院校电气、自动化、应用电子等专业中，课时一般为48至64学时，另外有实验课16学时左右，同时课程结束后下一学期还有一周的课程设计环节。所使用的教科书为高等教育电类单片机教材，以通用的8051单片机作为典型实例。这样的安排从学时总数上来讲，足以保证教师能够讲授所有的知识点，但是从学生掌握的情况来看，教学效果不够理想。主要原因在于单片机原理与应用是一门技术性课程，强调的是实践应用而不是理论，应加强实践方面的内容。所以首先应该理顺理论与实践、教与学、实验与课程设计的关系，并从教学内容、教学方法、课程实验、课程设计等四个方面进行改革。
2理顺教学中理论与实践、教与学、实验与课程设计的关系
2.1 理论与实践的关系
几乎所有的技术师范类院校单片机原理与应用课程教学大纲都要求学生熟练掌握单片机内部硬件结构、工作原理及指令系统，掌握程序的设计基本方法，能够熟练地设计常用的汇编语言源程序；掌握单片机的接口技术，熟悉常用的接口芯片及典型电路。熟悉设计、调试单片机的应用系统的一般方法，具有初步的软、硬件设计能力；能够熟练地掌握一种单片机开发系统的使用方法，初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。根据这样的教学大纲，可以看出单片机原理与应用这门课是以实践应用目的，理论为应用之基础并且服务于应用。所以教师的一切教学活动都应该依照这个目的进行。
理论教学不宜过深过多，比如说控制器、单片机工作的时序、相对寻址、定时器结构与工作原理、模数转换原理等只需应知即可，而对于定时器的应用编程、模数转换器的选取与接口则应掌握并会使用。目前技术师范类院校单片机原理与应用课程实践环节与理论相比，比重偏低。主要原因在于理论教学与实践环节脱钩，而未有机地结合于一体。
2.2 单片机原理与应用教与学的关系
教学活动中学生是学的主体，学生的主观能动性起到关键性的作用；同时教师是引导者，是另一个主体，其作用也不可忽视，能否提高学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣是关键。目前技术师范类院校学生的自信心、学习能力、自控能力等综合素质有待于提高。如何才能调动学生的积极性、激发学生的学习兴趣是主讲教师面临的重要问题。一个优秀的教师善于利用第一次课。笔者在第一次课就演示了一个噪声采集与显示装置，软硬件都比较简单，既激发了学生的学习兴趣，还可以提高学生的自信心。如果选取的装置比较复杂，就不利于提高学生的自信心。
2.3单片机原理与应用实验与课程设计的关系
技术师范类院校单片机原理与应用实验是以实验箱为平台，开设6个左右的实验，大多是验证性实验且局限于编制程序，在实验过程中，由教师给出硬件的地址码、数据和控制接口。这样学生对硬件知识的了解仅仅依赖于教师对实验箱的讲授，而不是自己从实践中获得。所以实际上学生不可能通过实验掌握硬件的知识。课程设计中，学生使用仿真器进行软件调试与硬件功能仿真，而实验箱所用的软件与仿真器软件常常是两个不相同的软件，这样既增加了学生学习的负担，又浪费了资源，对提高学生的能力也没有什么帮助，应该进行整合。
3 教学内容
根据性质教学内容可分为两大类：原理性内容和操作性内容。所谓原理性内容是指主要是理论性介绍、概念、器件内部结构组成或结构原理等。操作性内容是指可以上机或通过仿真实际操作的并可以观察到结果的内容。
3.1 原理性内容
概论、知名厂家与典型产品、数制与数码、BCD码、ASCII码、中断的概念、指令的格式、寻址方式、堆栈概念、波特率、数据存贮器、程序存贮器、总线、单片机引脚、时钟、复位等。
3.2 操作性内容
伪指令、时钟电路、复位电路及特殊功能寄存器的初始状态、数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、控制转移指令、程序设计、并行口、定时器、串行接口、程序存贮器扩展、数据存贮器扩展、I/O口的扩展（8255A）、A/D接口的扩展、键盘接口、显示器接口等。
4教学方法
所有的技术师范类院校单片机原理与应用课程仍然采用传统的课堂讲授方式为主，辅助以多媒体方式。这种教学模式难以发挥学生的主观能动性，不利于提高学生的实际综合应用能力。例如：ACALLaddr11短调用指令，只能在与下一条指令的第一个字节2K范围内程序存贮器中进行，理论讲解学生很难接受，如果直接通过仿真操作就可以直接观察范围，超出则有编译出错提示。直观易懂，效果明显。
4.1不同性质内容采用不同的教学模式
原理性内容采用传统教学模式与多媒体教学模式相结合的教学方式，操作性内容则采用直接上机仿真教学模式，这样可以加深对教学内容的理解，有利于提高学生能力，同时也更接近于单片机应用工程。例如：执行指令： ADDA，30H可以通过仿真器直接观察到A中结果、30H的源数据和标志寄存器PSW中各标志位的位值。又例如：T0的定时中断，可以从P1.0接发光二极管，定时到则输出“1”点亮二极管。然后改变初值或方式，再分别观察时间间隔。这种教学模式很容易被学生接受，效果明显强于传统教学模式与多媒体教学模式。
4.2 采用循序渐进的模式
讲解单片机基本结构、振荡电路与复位电路后学生即可以自行设计最小应用系统。然后以最小应用系统为基础进行指令、循环程序设计、内部功能模块应用的讲授，同时利用仿真器进行验证，在此基础上进行扩展程序存贮器、数据存贮器、I/O口的扩展。最后再进行A/D转换、键盘、显示器的扩展。
5 课程实验
实验课的开设分为验证性实验包括：P1口输入／输出实验、简单I／O 口实验、扩展存储器读写实验、A／D转换器实验，为必做实验；设计性实验：外部中断实验、控制直流电机实验、LCD显示实验，为选做实验；综合性实验：定时器实验，计数器实验（必做）、8255输入／输出实验、串行口通讯实验。这样安排可以培养学生的基本能力，但是实验平台采用购买的实验箱，而单片机工程开发采用的是仿真机开发系统，这样会人为造成实验与实际应用脱节，不利于提高学生的工程应用能力。例如：LCD显示实验，实验箱留有现成的器件插座，实验指导书中直接给出器件的地址编码和驱动程序，学生只须按图索骥，不利于提高学生的工程应用能力。笔者采用把验证性实验归结于操作性内容，直接在实验室中采用一边讲解一边用仿真机仿真验证的方式，实验只有设计性实验与综合性实验。
6课程设计
课程设计环节时间为一至二周，应与本学期课程结束后进行。可从教师命题中选择一个：
（1）温度控制器的设计。目的是让学生掌握并行I/O口、温度传感器测控、数码转换、LCD数码显示、三极管驱动的应用设计。
（2）直流电机控制。组成简单的闭环系统，通过继电器、三极管改变电机电压极性，实现正反转；利用霍尔元件测电机转速，改变电机端电压调速。
（3）直流量、开关量采集与传输。利用A/D采集一路直流电压量与一路直流电流量和八路开关量并传输到上位机。
允许学生自主选题，但是自选题须经教师审批。自主选题可以充分发挥学生的主观能动性，增强自信。定题后应由学生自己动手分析系统，查阅资料，设计原理图，课程设计为二周，教师认定后再进行印制版的设计；而后在行印制版或通用板上进行焊接与安装，设计软件并进行仿真调试；最后将程序下载到单片机芯片中运行。学生在安装调试过程中应能够发现并解决问题。同时教师应加强指导，传授发现与解决问题的经验。
7考核方式
考核采取以实际应用能力为主，理论考核、答辩为辅的形式，具体比例为60?蘼20?蘼20，而且实际应用不合格者，不予补考，直接重修。
8结束语
单片机原理与应用的教学应该根据不同的对象做出不同的调整，技术师范类院校由于学生自身的特点决定了教师应该在教学内容、教学方法、教学手段上加以改革，同时根据单片机原理与应用课程强调工程应用的特殊性采用适合于此类学生的教学模式；笔者针对当前技术师范类院校单片机教学模式的不足，对单片机原理与应用课程的教学改革进行了研究，经过两年的实践，发现效果显著，调动了学生学习的积极性，使教学与实践环节更接近于工程应用环境，提高了学生的实际动手能力。
参考文献：
［1］ 曹天议.单片机原理与接口技术［M］第二版.北京：电子工业出版社，2006.
第8篇：单片机原理及接口技术范文
摘 要： 文章讨论了单片机原理课程教学改革的有关问题。选取STC15F2K60S2单片机作为教学机型，保证了教学内容的先进性；改革教学方法，强化课堂教学，激发学生思考，提高了教学效果；精选实验项目，深化实验教学与理论教学的融合；采用“平时成绩+实验成绩+期末卷面成绩+作品加分”的考核方式，突出综合考核。经过长期的研究与实践，证明了这些方法能很好地提高课程教学效果。
关键词： 单片机原理； STC单片机； 教学改革； 研究； 实践
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）07-98-04
Research and practice on the teaching reform of SCM principle
Xiang Jiwen， Chen Shanrong， Liu Xin， Liao Bolin
（College of Information Science and Engineering， Jishou University， Jishou， Hunan 416000， China）
Abstract： This paper discusses the problems about SCM （single chip microcomputer） principle teaching reform. Select STC15F2K60S2 single chip microcomputer for the teaching model， to ensure the advanced nature of teaching content； reform the teaching method， and strengthen the classroom teaching to stimulate students thinking and improve teaching effect； carefully select the experiment project to deepen the fusion of experiment teaching and theory teaching； and use the assessment method of "regular grades+experiment grades+final grades+works bonus grades" to highlight the comprehensive assessment. After a long period of research and practice， it is proved that these methods can well improve the teaching effect of the course.
Key words： SCM principle； STC SCM； teaching reform； research； practice
0 引言
“单片机原理”是电类专业一门十分重要的主干课程，该课程对于培养学生以单片机为核心控制器件，综合运用所学电子、通信、控制、计算机等方面的知识分析、设计、制作单片机应用系统具有重要的作用。长期以来，单片机课程教学通常采用“先理论讲解，再动手实验，期末试卷考试”的教学模式，这种模式使得学生理解困难，学习枯燥乏味，课堂气氛沉闷。教学过程中，以单片机原理为核心，其应用只是点缀，这造成学生的应用能力培养不足；将软硬件分离介绍，对单片机软硬件结合的系统设计方法强调不够，这使得学生在构建实际的应用系统时，缺少系统化的思路[1]。单片机教学往往存在教学内容、考核方式与实际应用脱节，学生成绩不能真实反映开发能力等问题[2]。所以，改革单片机原理课程教学模式，突出实际应用，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力，实践证明是行之有效的。
1 与时俱进，构建新的教学体系
1.1 明确教学目标的定位
明确教学目标是做好课程教学工作的重要环节。不同的课程有不同的教学目标，有些课程的目标在于构建学生的基础理论体系，有些课程更注重培养学生的实践能力。
鉴于单片机应用系统开发能力对电类专业学生的重要性，单片机原理课程的教学目标应该着力于学生实际应用能力的培养，强化学生实战能力，并打通相关课程之间的壁垒，促进学生对相关课程知识的融会贯通。
1.2 与时俱进，优化理论课教学体系
在人才培养方案中，很多高校将单片机原理放在模拟电子技术基础、数字电子技术基础、C语言程序设计、微机原理与接口技术等课程的后面，或者与其中一部分课程同时开设，学生从事单片机系统开发所需要的基础知识已经基本具备。在教材选用方面，由于实验设备的原因，通常选用8051系列单片机教材。但是，传统的51单片机已经显得太过陈旧，落后于时展，所以需要结合实际对教学内容加以优化整合。既要考虑到前期基础减少不必要的重复，又要考虑到单片机自身的特点，结合单片机技术的发展将最重要的教学内容梳理出来，在教学中贯彻实施。本课程理论教学安排了36学时，单片机型号选用了增强型的51单片机STC15F2K60S2，教学时间紧，任务重，为了顺利地完成教学任务，实现既定的教学目标，经优化以后的教学内容[3-4]如表1所示。
对于教材中的数制系统、A/D及D/A接口等与“微机原理”课程相重复的内容做删减，由学生自主学习；对于C语言部分，只学习单片机C语言特有的内容，其余部分删减，以便节省教学时间。此外，还强调了STC15F2K60S2单片机由于内部资源丰富，存储器容量大，基本上不需要做存储器的扩展，而其他很多系列的单片机可能需要做扩展，以便于学生设计制作单片机应用系统时选择机型。
1.3 精心选择实验项目
本课程实验教学最多安排了24学时，时间基本够用，但要做到面面俱到是不可能的，只能挑选部分实验项目开设，其余实验项目通过实验室开放等方式由学生自主完成。开设的实验项目包括：Proteus绘图实验、Keil C51开发环境的使用、基本IO口扩展实验、P1和P3口输入/输出实验、单片机的定时/计数实验、外部中断实验、单片机与PC机串行通信实验、A/D转换实验、矩阵键盘识别及显示实验、步进电机控制实验、直流电机控制实验、串并转换实验等，具体实验项目则根据实验学时的不同做选择。
实验系统采用原有的51单片机实验箱以及宏晶科技公司赠送的STC单片机实验箱，两者相互补充。在实验系统中，将实验设备附带的源程序全部删除掉，要求学生阅读电路，并自己编写程序，完成实验项目，所编写的程序中，部分实验项目的源程序要求用汇编语言编写，另外一些实验项目的源程序要求用C语言编写，使学生汇编语言和C语言的编程能力均得到有效培养。
1.4 加强校企合作，实现校企双赢
为了保证教学内容、实验设施及教学机型的先进性，通过努力，开展了与南通国芯微电子有限公司的合作，建立了“STC单片机联合实验室”。在机型选择方面，选用了该公司研发的STC15F2K60S2单片机作为教学机型，由该公司赠送所需要的实验箱。通过合作，实现了校企双赢，为企业培养了现实及未来的客户，学校则保持了教学体系的先进性。
2 改进教学方法，强化课堂教学，提高教学效果
2.1 提高学生学习兴趣是关键
课堂教学是教学的主阵地，高校课堂教学效果的好坏直接关系到人才培养质量的高低[5]，提高课堂教学效果的关键是提高学生的学习兴趣。教师在课堂教学中要善于总结经验，改进教学方法和教学手段。要注意用风趣的口头语言、生动形象的身体语言、灵活多样的教学方法打动学生、吸引学生、激励学生，采用启发式、研究型的教学方法，吸引学生跟上教师的教学节奏，激发学生思考的激情，提高学生的学习兴趣，从而提高课堂教学的质量[6]。
2.2 改进教学方法，加强课堂演示
在单片机课程教学中，Proteus软件是学生必须学习并基本掌握的一款设计与仿真软件。Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成，其中，ISIS是原理图编辑与仿真软件；ARES是布线编辑软件，学生学习的重点是ISIS软件，对于PCB图的设计可使用Protel、Altium Designer、OrCAD等软件。教学中，要充分利用Proteus软件强大的系统仿真功能，加强课堂演示，激发学生兴趣，促进学生思考，提高教学质量。
2.3 精选课后作业，激发学生潜能，转变学习方式
为了促进学生对所学知识消化吸收，须布置适当的课后作业，但是要注意精选作业题，课后作业的布置要围绕以应用能力的培养为教学目标。对于基础知识类的作业，如数制系统、基本指令、寻址方式、简单程序段的分析等，通常做为课堂作业完成；除此以外，精选部分综合性的课题，要求学生分组完成，每组1-5人，给学生较充裕的时间查阅资料，设计电路，编写程序，仿真调试，并完成课程设计报告的撰写。实践证明，这种以综合性、设计性课题作为课后作业的方式，对于促进学生自主学习、学生团结协作、激发学生的学习潜能是非常有效的，有利于促进学生转变以知识记忆为核心应付考试的被动式学习方式为以主动思考，寻求解决方案为核心的主动式学习方式。
2.4 引导学生构建完善的课程体系
很多学生觉得课程任务繁重，学习压力大，其中很重要的一个原因在于学生对各门课程的学习往往是孤立的，学生缺乏将所学课程有机地串起来从而做到融会贯通的能力。通过引导，将C语言程序设计、微机原理与接口技术、模拟电子技术、数字电子技术、电子电路CAD、传感器技术等课程串接起来，帮助学生建立课程体系的观念，促使学生逐步融会贯通，减轻学习的压力。
3 改革实验教学方法，深化实验教学与理论教学的融合
传统教学中，理论教学、实验教学及实际应用脱节的现象相当严重，学生难以将课堂理论知识与实践需求联系起来。因此，需要改革实验教学方法，深化实验与理论的相互融合、相互渗透、相互促进。例如，在串并转换实验中，如图1所示，一方面结合实验系统电路，要求学生根据实验系统电路绘制出完整电路图，并利用Proteus和Keil软件联调仿真；另一方面，通过提出定时及外部中断、定时中断、位传送等不同的计数启动方式，要求学生修改电路，修改程序，实现了一个实验项目贯穿多个知识点和多种技术方法。
通过实验，不仅实现了理论与实验、课外与课内、软件仿真与实际系统的有机结合，还让学生认识到了仿真软件强大的功能与不足，感受到了在某些环境下，仿真系统不能完全替代实际系统，经过实际系统检验过的电路和程序才是更加可靠的。
4 改革考核方式，突出综合考核
4.1 传统考核方式存在的不足
传统的考核方式通常采用闭卷考核，总成绩由平时作业、实验成绩、课堂出勤、期末卷面成绩按一定的比例构成，这种考核方式，有利于对学生理论知识及平时学习情况做综合的考核。然而，对于单片机原理课程来说，存在着对学生实践能力、系统设计能力考核不足的问题，考核成绩高不代表其实际应用能力和系统设计能力强。
4.2 改革课程的考核方式，突出实际应用
单片机原理课程具备极强的工程应用特点，传统的考核方式不足以全面考查学生的学业状况，因此，需要改革课程的考核方式。
本课程采用的考核方式为：考核成绩=课堂出勤+平时作业+实验成绩+期终考试+作品加分。各考核分项的分数比例一般为：课堂出勤占10%，平时作业占10%，实验成绩占15%，期终考试成绩与作品加分合计占65%。作品加分的办法为：作品分为25至40分，按照作品质量评分，独立完成的最多加40分，合作完成的每人最多加30分，每件作品最多允许2人合作完成，作品加分与期末考试成绩合计最高可为100分，合计分按65%的比例参加总成绩的折算。
4.3 取得的成效
通过四年来的教学实践及改进，学生制作的单片机作品主题逐步丰富，作品设计主题包括：电子钟、数字温度计、摇摇棒、交通灯控制系统、键盘显示系统、篮球赛计分器、GPS定位仪、红外测距仪、音乐播放器、智能玩具、语音控制系统及学生感兴趣的其他课题。
四年来，我院电类专业学生共制作了单片机作品252件，学生实践能力获得了显著增强，对于提高学生学科竞赛成绩也起到了显著的促进作用，部分学生的作品如图2、图3和图4所示。
5 结束语
单片机原理教学改革，特别是考核方式的改革取得了显著的成效，获得了学校有关领导及教学督导团的一致好评，具有较好的推广价值。
⑴ 选用STC15F2K60S2单片机作为教学机型，保证了教学内容的先进性。
⑵ 强调启发式教学，激发学生的学习兴趣，引导学生开展自主性、研究性的学习，改变学生为考试而学的被动式学习，践行了“教师为主导，学生为主体”的教学理念。
⑶ 采用“平时成绩+实验成绩+期末卷面成绩+作品加分”的考核方式，实现了对学生平时学习、理论知识及工程能力的综合考核。
⑷ 通过与企业开展合作，实现了校企双赢。
参考文献（References）：
[1] 王海燕，杨艳华.Proteus和Keil软件在单片机实验教学中的
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[2] 朱敏杰，罗珩，余亚东.改革单片机教学 培养应用型人才[J].实
验室研究与探索，2012.31（2）：144-147
[3] 丁向荣.单片微机原理与接口技术：基于STC15系列单片机[M].
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[4] 陈桂友.单片微型计算机原理及接口技术[M].高等教育出版
社，2012.
[5] 黎奇升，吴青峰.地方性高校课堂教学中存在的问题及对策
探索[J].高等理科教育，2011.5：142-145
第9篇：单片机原理及接口技术范文
【关键词】电阻式触摸屏 坐标定位 C8051F
电阻式触摸屏具有分辨率高，灵敏度好，价格便宜，受环境影响小等优点，是工业控制系统中使用最多一种的触摸屏。将触摸屏与单片机接口，可以使系统的人机界面更加友好，操作更加快捷、方便。应用电阻式触摸屏，最先遇到的一个重要问题是如何准确、快速的定位触摸坐标，因此设计一个简单、实用的触摸屏坐标定位系统成为应用中需要解决的关键问题。
1 触摸屏坐标定位系统设计
本系统以AMT9532四线电阻式触摸屏与单片机接口。CPU选用高速SOC 单片机C8051F121。考虑到C8051F121芯片内集成了A/D转换器、电压比较器等功能部件，本系统采用触摸屏直接与单片机接口的方式，通过单片机内置的A/D转换器读取X方向和Y方向的电压值并通过I/O口的输出控制触摸屏电极电压的切换，系统结构图如图1所示。
要实现C8051F121单片机对坐标定位系统的控制，需要解决以下两大问题。第一，如何做到微功耗。第二，按压触摸屏时，如何产生中断。下面将逐一进行分析。
1.1 低功耗设计
在某点按压触摸屏时，上、下电阻层接通。如图2所示，V1端为直流电压3.3V输入，电流流过电阻R、二极管D、X方向电阻段R1和Y方向电阻段R4，最后通过电极Y-接地。
按压位置不同，接入回路的触摸屏电阻也随之改变，考虑到AMT9532触摸屏在X方向和Y方向的电阻值之和小于1K欧姆，在电路中接入阻值为100K欧姆的电阻，使得线路总阻值大约在100K～101K欧姆之间，此时不同的按压位置对线路总阻值的影响并不大，可以使回路电流I保持在33μA左右。
1.2 中断请求电路设计
本系统采用中断的方式处理按压位置的坐标计算，中断请求电路的设计如图2所示。V1端为直流电压3.3V输入，二极管D选用导通压降较小的锗管（导通压降约为0.2V），中断请求信号Vint从电阻R和二级管D之间引出，接入C8051F121单片机的片内比较器CP的输入端。
未按压触摸屏时，由于X方向上的电极X-处于悬空状态，X方向上的电阻层没有电流，因此，Vint处的电压约为V1的输入电压3.3V；有按压时，由于回路电流I约为33μA，触摸屏电阻上的压降小于33mV，此时，从Vint处读出的电压基本上等于二极管的导通压降0.2V。对比以上两种情况可见，触摸信号会使Vint处的电压产生一个下降沿，在本电路中正是通过这个下降沿触发中断。
为了使电路的性能更加可靠并充分利用C8051F121单片机的内部资源，在本系统中，由单片机内部的D/A转换器输出一个基准电压，把D/A转换器的输出与中断信号Vint接入单片机内部比较器的两个输入端，当Vint的值小于基准电压时，使比较器的输出触发中断。CPU响应后，先使V1端的输入电压清零，然后通过切换各电极电压来判定按压位置。
2 硬件实现
来自C8051F121CPU输出引脚的控制信号加到两片模拟多路开关的地址代码输入端，控制不同状态下加在各电极上的电压。由于多路模拟开关74VHC4052的驱动能力不够大，不足以提供触摸屏的工作电流，因此在触摸屏四个电极的电压输入端需接三极管以提高驱动能力。由于C8051F121单片机内部有两个8通道的AD转换器，足以提供4个通道将各电极电压通过AD转换器读出其实际值。
由于计算的数据均来自两个输出值的差，有效的消除了驱动电压变化以及三极管导通压降不一致等因素对运算结果的影响，确保了坐标定位的准确性，大大提高了系统的抗干扰能力。
3 结束语
在理解触摸屏控制原理的基础上，讨论了坐标定位系统设计过程中需要解决的问题并给出设计方法。此设计简单实用，成本低，在菜单式选择触摸屏等控制系统中能够方便、可靠地实现坐标定位功能，是触摸屏与单片机接口技术的一种创新。
参考文献
[1]朱维安，郑寿云，陈莉.电容触摸屏的坐标定位分析[J].电子测量技术，2009，32（05）：13-16.
[2]郑戍华，王向周，南顺成，王渝.电阻式触摸屏在智能仪表中的应用[J].仪表技术与传感器，2003（01）：35-37.
作者简介
刘隆吉（1985-），女，山东省淄博市人。硕士学位。现为青岛港湾职业技术学院讲师。主要研究方向为控制理论与控制工程。
