单片机课程论文精选(九篇)

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第1篇：单片机课程论文范文

随着我国社会经济的发展，城市化、城镇化进程的加快，道路交通堵塞问题日趋严重，如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象成为目前我国很多地方尤其是特大城市急需解决的问题，显然交通灯在其中起着不可或缺的作用。本文就控制交通灯的方法进行了讨论，分析了各种方案的性价比，并用软、硬件加以实现。而后，对六车道以上道路的“十字交叉路通灯控制”进行了分析。最后，还对城市交通灯网的控制进行了展望。希望能给有关政府部门一些参考，更好地改善我们的城市交通。现今的交通发展迅速，车辆极具增加，马路不断扩宽，人行横道相对较少。在车流量较大的地段即便有人行横道，行人也很难通过马路。行人自控指示灯系统可以有效的改善这种状况。特别是像北京这样的大都市，经济飞速发展，车辆繁多，人口密集。缓解交通已成为当务之急.例如在我们新校区西门口(塔南路)就是这种情况,每天进出校门的学生特别多,大多还需要穿过这条繁忙的高速公路,这为学校师生带来大大的不便.该系统主要应用于交通领域，具有较高的实用价值。该系统利用红灯,黄灯,绿灯来指挥车辆和行人，以达到车辆停止，行人通行的目的,减少了交通拥挤现象,为行人节省了时间,即保证行人过马路时的安全，也减轻了交管部门的负担。本产品面对公共交通设施，并不注重经济收益，而是注重以后潜在的发展，从而带动相关产业。用户可以完全掌握行人自控指示灯系统的操作方法，以及各个按键的作用科学技术的突飞猛进直接把我们带进了信息化的社会，计算机的应用已普及到经济和社会生活的各个领域.

第二章设计要求与任务

第一节目的和要求:

1、实验要求：

编写程序，以89c52的端口作为输出口，控制4个双色LED灯(可发红、绿、黄光)，模拟十字路通灯管理。

2、实验目的：

(1)学习I／0口扩展方法；掌握89c52的工作原理以及编程方法，了解软件与硬件的调试技术。

(2)学习模拟交通灯控制方法；(3)学习双色LED灯的使用；

第二节设计任务和设计内容:(CPU均采用89c52)

1.软件延时实现模拟路通灯控制：(如图1)

实验效果:软件延时控制A﹑C路口红灯，B﹑D路口绿灯亮60秒；然后A﹑C路口不变，B﹑D路口绿灯闪5下，然后B﹑D路口黄灯亮；再变为A﹑C路口绿灯，B﹑D红灯延时3秒；然后A﹑C路口绿灯闪5下，再黄灯亮，B﹑D不变。再循环······。并将绿灯剩余时间显示在LED上(该项编程可将其结果显示在计算机屏幕上代替)。

初始化

设置89c52

为输出

C口为输出

清LED

BD,AC四个方向全为红短延时

BD方向亮绿灯60秒

AC方向亮红灯

BD方向绿灯闪五次，AC方向灯不变

BD方向为黄灯延时

AC方向灯不变

有键按下？

有键按下？

BD方向亮红灯并延时3秒，AC方向亮绿灯

有键按下？

有键按下？

状态0

状态1

状态2

状态3

有键按下？

BD方向灯不变，

AC方向绿灯闪五次

状态4

BD方向灯不变，

AC方向黄灯延时

状态4

返回DOS

状态1

状态3

状态4

状态2

循环

运行

（图2流程图）

2.89c52定时器控制模拟交通灯:

实验效果:软件延时控制A﹑C路口红灯，B﹑D路口绿灯亮50秒；其余要求和第1点中的相同。

第三章设计方案及评估论证

第一节题意分析：

虽然题目是四个路口，其实这是用于人行横道处的

交通灯，也可用于不允许拐弯的主﹑副街道的交叉口处。

如图1所示，B、D方向是双向车道；A、C方向是人行横道。或者将BD看作主街道，而AC看作副街道，也是可以的。

第二节工作原理说明：

1.工作原理说明：

此方案是通过并行接口芯片89c52A和计

算机的硬件连接，以及通过软件延时的方法进行软件

编程，来实现十字路通灯的模拟控制。如图2（89c52A芯片）所示，1.主控制单片机

第2篇：单片机课程论文范文

【关键词】单片机；项目式；课程改革

单片机应用技术是高职院校电子信息类、自动控制类等专业的核心课程，这门课程学习的好坏直接影响了学生对专业研究的进一步深入的能力及电子信息类人才培养的基本要求。据调研高职院校单片机技术应用课程教学方式，部分院校按照知识体系讲授，讲授内容顺序为单片机技术概论、单片机体系结构、汇编语言程序设计等[1]。按照知识体系讲解，教师和学生普遍感觉内容枯燥无味，学生对知识点难以理解，更不用说具备利用单片机设计应用系统的能力。部分院校目前利用项目驱动式教学，经过实践教学测试，教学效果良好。

一、教学模式的改革

教学模式由知识体系讲授转变为项目驱动方式。这两种方式各有优缺点，知识体系讲授对于高职阶段的同学说来说，能够系统的了解单片机的内部体系结构，对指令执行的内部过程更加清晰，知识点介绍完后再通过一个大的课程实训项目完成课程的实践教学。项目驱动式教学方法是通过多个项目的学习完成单片机课程的教学，即介绍某个项目时，先介绍理论知识，紧跟着完成实践教学，即设计项目硬件电路、软件程序，然后调试系统等环节。每个项目能完成具体的某种功能，学生学习兴趣会增加，对课程的理解更加深入。两种讲授方式存在的弊端有：知识讲授体系缺乏兴趣性、理论较难理解、缺乏实践能力的锻炼；项目驱动式对单片机的内部原理分析不够深入，但提高了单片机应用项目的实际开发能力。

实际教学过程中可采用模拟仿真及实物焊接两个环节。硬件仿真电路使用Proteus硬件仿真软件，该软件内部集成了多种常用的单片机芯片、电阻、电容、晶体管、LED、LCD液晶屏等，电路搭建方便，仿真效果良好，目前广泛的应用在单片机课程的教学中。软件采用KEIL软件，该软件使用方便，通过建立工程文件到生产HEX文件整个流程清晰易懂，代码编译质量高。Proteus和KEIL两个集成开发环境具有联调功能，提高了学习效率，使得系统开发流程更加直观，容易被学生接受。

二、教学内容的选择

教学内容的选择需符合人才培养方案的定位。学生通过本门课程的学习，能够掌握单片机实际项目的开发流程；能够独立设计常用的单片机控制系统；具备检修单片机应用系统故障的能力；能够熟练使用仿真软件进行系统仿真测试；提高学生手工焊接技能等要求。

通过多个项目的设计，使得单片机技术中的知识点全部介绍，能够达到上述要求。教学项目需从简到难，然后综合设计多个项目，最终达到理论和实践教学效果。教学内容详细介绍如下：（1）单片机最小系统的介绍。可选用项目点亮一个发光二极管。分析单片机与PC机的区别，介绍单片机的基本知识等，理论分析后，在Proteus中搭建硬件电路，在KEIL中设计软件程序，然后调试程序，观察系统是否正常工作，需重点介绍集成开发环境Proteus、KEIL软件的使用。（2）单片机IO端口的学习。如可选用流水灯系统展开介绍，详细分析单片机内部IO端口的特点，分析其应用场合，通过软硬件设计提高学生实践能力。（3）单片机定时/计数器的学习。可选用秒表设计项目展开教学，通过对秒表延时时间的准确设计，采用定时器查询方式完成延时，能够较好的掌握定时/计数器的工作原理及实际应用程序设计。（4）单片机中断系统的学习。在秒表设计中延时程序可用中断方式完成，通过与查询方式的比较，能够让学生更容易理解单片机定时与中断之间的关系。（5）单片机键盘电路的学习。需掌握独立按键和矩阵键盘两种方式的应用，可采用万年历系统的设计，在此项目中介绍数码管动态驱动方式及常用的LCD1602、12864等液晶屏的使用，此项目进一步综合运用了定时、中断资源，提升了学生综合运用单片机内部资源的能力。（6）最后通过多个综合项目的设计，达到教学目的。如单片机温度控制系统设计、单片机测距系统设计、单片机密码锁系统设计、单片机语言报警系统设计等。[2-3]

在项目设计过程中，为了达到更好的教学效果，可以网购单片机学习套件，学生动手从单片机最小系统焊起，然后焊接接口电路及串口下载电路等。通过实物的焊接能够加深学生对单片机应用系统的理解，且每个项目HEX文件能够在此套件上验证，包含了仿真与实物测试。也可以让学生在万能板上焊接每个项目电路，进而提高焊接能力及实物查错能力等。

三、考核方式的改革

单片机课程的考核采用平时成绩和期末成绩按比例相加得到课程成绩。平时成绩应占主要部分。平时成绩的重要性提高，学生的积极性会增加，能让学生认真的完成项目的设计。

高职院校的学生主要是培养实践能力的提升，在理论够用的基础上，强化其动手能力的锻炼。如何对每个项目进行考核呢？可考核硬件电路设计的正确性、软件程序设计的合理性、功能的完整性等。为了进一步提高学生的实际动手能力，可让学生在万能板上焊接单片机应用系统，考核学生的手工焊接能力、实际电路板查错能力、团队配合能力等。考核内容可包含有其他内容，如学习态度、出勤情况等方面。

四、项目举例

以电子钟设计为例。项目目的是掌握单片机定时器、中断系统、键盘电路、液晶屏的综合应用。硬件电路设计方面，需搭建单片机最小系统、时钟控制按键、显示电路，通过硬件电路的模拟仿真及实际电路板的焊接，进一步强化了最小系统及扩展电路的设计要点，掌握了液晶LCD1602的内部电路结构原理及引脚的接线方法[4]。

软件设计方面，软件流程图如图1所示。主函数需先初始化液晶屏1602、定时器、中断系统。初始化结束后进入无限循环，无限循环包括有时、分、秒的显示程序、按键扫描程序。当定时1S到后进入中断服务程序，秒加1，当秒到60时，分加1，当分加到60时，时加1，当时为24自动返回到0。按键扫描程序需设计时钟启动、暂停、复位按键检测程序，使得时钟为可控时钟，该程序需在循环程序中不停的被执行，即为按键扫描达到控制效果，为了达到更好的控制效果，可采用按键中断方式去完成软硬件的设计。

五、总结

单片机技术是一门实践性很强的课程，教学内容、教学方式、考核方式等需在实践教学中不断改进。论文简要的介绍了项目驱动式教学法在单片机技术课程教学中的应用，通过实际教学效果的考核，达到了预期的教学目的，教学效果良好。

参考文献

[1]汪万维.单片机课程教学改革探讨[J].武汉大学学报(理学版),2012(10):95-97.

[2]张涛,韩春贤,等.单片机课程教学改革之我见[J].天津职业院校联合学报,2012(8):101-102.

[3]王静霞.单片机应用技术(C语言版)[M].北京:电子工业出版社,2009.

[4]杨利亚,潘海燕,等.《单片机原理与应用》教学改革与探索[J].电子世界,2012(11):167-168.

本文系2011年安徽商贸职业技术学院院级质量工程项目“特色专业--应用电子技术专业”阶段性研究成果。

作者简介：

第3篇：单片机课程论文范文

论文关键词：教学改革，单片机，实验实训装置

 

1.课程特点与教学现状分析

《单片机应用技术》课程是高职电子类和电气类专业的必修课，这门课程的特点是：实用性和实践性强，一方面，单片机技术在生活和生产的各个领域都有它的应用，具有实用性；另一方面，学习这门课程必须重视实践环节才能真正掌握这门技术，具有实践性。但是专业教师在多年的教学当中，感觉到传统的单片机课程教学模式存在许多不足之处：

（1）理论讲授以老师为主体。学生作为一个听众，被动地跟着老师走实验实训装置，普遍地感到课程抽象、难学，缺乏学习热情。

（2）现在的大多数教材对单片机的原理、内部结构、编程等内容作了深入的介绍，但在如何应用单片机进行系统设计方面的引导明显不足，这就使得教材和教学活动有脱离实践的倾向。

（3）在教学活动中，实验和实践环节未得到应有的重视，学生缺乏学习兴趣，抑制了学生的创造力和学习上的主观能动性。

（4）现在的实验普遍采用实验箱作为平台，学生做实验时动手进行连线的部分很少，导致学生动手机会少，做完实验看到的只是一种表面现象，至于单片机工作电路的结构和原理还是搞不清楚。另外，实验箱做的实验是一种仿真实验，与利用单片机开发应用系统还有很大的差距，学生做完实验后，对单片机的实际开发过程还是不清楚中国期刊全文数据库。

由此可见，传统教学模式不能更好地适应单片机应用技术课程的教学，必须尝试新的模式和方法。

2.课程教学改革的探索及实践

2005年在学院领导和系领导的教学安排下，我们开展了教学改革试点工作。提出“以充分培养学生的实践动手能力为本位；以专业知识够用为度”的原则来实施理论教学；通过教师的主导作用和学生的主体作用完成专业教学活动；经过不断实践和完善实验实训装置，逐步构建出了一套使高职学生能具备单片机应用技能的课程培养方案，并在计算机控制技术专业05、06、07、08、09级十个班进行试点运行。结果是试点班级全部按照教改的各项内容完成了《单片机应用技术》课程的学习，教学效果超出预期的想象。

2.1理论授课改革

根据单片机课程培养的主要能力，本着理论知识“必须、够用”的原则重新构建课程内容，以“智能寻迹车”――作为教学的载体。“智能寻迹车”设计有运动系统、传感系统、显示系统、通信系统四大系统，具备自动行驶、自动识别、自动避障、数据处理和传输、液晶显示等功能，涵盖了单片机技术在工程中的常见应用，可以培养学生的电路焊接及电子产品装配能力、电子线路的检测与调试能力、单片机硬件电路的设计和程序开发能力以及单片机系统综合开发和创新能力。整个课程紧紧围绕“智能寻迹车”功能开发与实现这一工作过程展开教学，以能力培养为目标，将课程内容重新构建为实际产品的生产设计过程。

2.2教学方法与手段设计

课程组在教学方法和教学手段上不断下功夫。对于比较抽象的教学摘要以基于工作过程的任务驱动方式安排实践操作任务，在指导学生实践动手过程中，运用举例法、演示法等各种教学方法。在课后，教学课件及视频指导等资料全部在网络上共享，方便学生查阅与练习。

2.3实验实训改革

课程组教师自主研发了“FX-A单片机实验实训平台”、“Mini_51DIY编程开发系统”等一系列用于单片机课程教学的实验、实训和开发装置，自2005年以来，已经历了四次更新。

研发的单片机实验开发板、单片机编程器等装置是从事单片机技术应用工作必须的开发工具。装置具有重复性搭建单片机硬件电路、实现单片机应用系统编程、调试、仿真等功能。装置配备有详细的使用说明和操作案例，编写有实验实训指导书。在教学过程中，学生人手一套实验实训装置，在一体化教室里完成单片机实验、任务试验、实训练习、自主创新开发等学习内容中国期刊全文数据库。在课后，学生可在网络资源的指导下在学生工作室、电子协会及宿舍里使用装置继续进行实践练习，寒暑假学生也可将装置带回家里学习。

学生一人一套单片机实验实训和开发装置，有效地打通了课内与课外的界限，实现以学生为主体的教学思路。对实际工作任务可进行长时间的、反复的动手实践，使能力为本位的教学得以较好地体现

2.4考核方式改革

课程考核以任务和项目为单元进行，每完成一个项目或任务，教师均根据每个学生的完成情况、工作态度、操作规范度和回答问题情况进行评价，期末结合理论考试成绩给于整体评分。结合其它专业能力课程，毕业前，学生应取得“电子仪器仪表装调工”或“单片机设计师”职业资格认证（信息产业部电子行业职业技能鉴定指导中心授权，由中国电子企业协会认证）。

2.5管理方式改革

为了保证课程改革的相关举措能够按要求进行，项目组成员规划设计了该课程的学习管理方式。在学习进度管理方式上采用学生实践任务进度公示的方案，对完成情况比预期慢的学生予以重点帮助，对实践项目完成优秀的作品进行展示，并鼓励动手能力强的学生起带头示范作用。

2.6专业学习环境改革

学生的学习具有不可替代性规律和自主学习的原则，在此基础上才能培养出具有更高创新能力的学生，为建设这样的一个能激发学生创新潜能的环境实验实训装置，我们制定了相关的奖励措施，成立了学生兴趣活动小组，并配备几名指导教师，兴趣小组经常开展专业相关的技能展示，并组织小组成员利用专业知识服务社会，对有条件的实验设备及实验场所进行开放管理，鼓励学生独立开发实践项目，提供条件让学生自己来开发更多更好的实践案例。

3.应用效果与社会效益

经过三年多的实践教学，各项改革措施不断深化和完善，教学效果十分明显，学生的学习积极性高涨，学生在课程中的实践项目完成情况比预期的要好，学生动手实践能力提高很快。通过考核反映出学生掌握理论知识和实践技能的效果比改革前大有提高。通过调查问卷，普遍对改革后的教学方式、管理制度等表示欢迎。学生普遍认为自己在这一门课程的学习过程中不但掌握了以前难于掌握的理论知识，更重要的是通过亲自动手实践提高了自己的动手能力和认知能力。

改革后的教学方式，使从事该课程的教师感受到了教学改革后带来的优越性，教师的教学工作效率得到了提升，理论授课实验实训装置，实践指导环节的教学质量显著提高，而教师的教学负担反而减轻。这样，教师有更多的时间投入到科研开发中来，有更多的时间来指导学生进行实践操作，教与学通过改革与实践很好的融合在了一起。

项目组开发的实践装置成本低、功能全、体积小巧、维护方便，能做到“人手一套”、“时时能练”、“处处能练”，配套开发的实践项目案例越来越丰富，为该课程的教学改革工作创造了条件。多年的应用表明，该实践装置的可靠性高，教学功能突出，非常适合我国高等职业教育中同类课程实践教学的需要，具有大规模推广的前景和价值中国期刊全文数据库。目前，已有多家教学仪器公司有意向进行合作推广，特别是上海大中教学仪器有限公司，不但积极吸呐我院毕业生，还提供资金与我们合作进行项目开发及使用推广。

该课程的教学改革工作也带动了其它课程的教改与实践，为同类课程的教改工作提供了模板和示范作用。经过大量的实践动手，学生的综合应用能力显著提高实验实训装置，毕业生也受到了多家用人单位的青睐。其中中船重工郑州713研究所下属的海神工程公司几年中点名使用我专业的优秀毕业生，认为学生能在工作岗位上很快接受实践操作，动手效果好，做出的工程项目质量过硬。

“千里之行，始于足下”，几年来的教学改革与实践让我们倍尝艰辛，更多的是感受到了教学改革的效果，也让我们发现了教学改革中的新问题。经过不断的完善和实践，建设一套能有效培养学生职业能力的课程培养方案是完全有可能的。虽然我们个人的专业技术力量有限，但投身于高职教学改革的激情与信心是无限的。在学院各部门的支持下，只要大家共同努力，不断实践，不断完善改进教学改革的各项内容，必定能实现有特色的课程培养方案。

参考文献:

[1]姜大源.职业教育学研究新论协[M]北京:教育科学出版社，2007.

[2]李立.高校精品课程建设的几点思考[J].武汉科技学院学报，2006,(8)

[3]陈铁军，等《单片机》精品课程建设实践探索[J].教育与职业，2006,(7)

第4篇：单片机课程论文范文

论文摘要：“C程序设计”课程是电子类专业基础必修课，主要是为单片机编程服务，该课程的教学效果直接影响到后续单片机课程的学习。本文结合单片机系统开发的特点，探讨了C程序设计教学方法，为后续单片机课程的学习打下基础。

随着微电子技术的发展和广泛应用，基于单片机上的系统开发，C语言作为一种高级的编程语言，越来越受到人们的关注。现在，无论是嵌入式系统开发企业还是电子设计竞赛、毕业设计等，一般都以C语言为主要开发工具。结合单片机的系统资源，用C语言开发符合实际工程需要的单片机系统，对于编程者来说就有重要的意义。

1.C在单片机教学中的地位

C语言作为一种结构化的程序设计语言，它是程序开发工具中使用最广泛一门编程语言。C语言具有很强的功能性、结构性、可移植性。用C语言编写程序比汇编更符合人们的思考习惯，程序开发者可以摆脱与硬件不必要的接触，更专心地考虑程序的功能和算法而不是考虑一些细节问题，这样就减少了开发和调试的时间。由于它具有良好的程序结构，适用于模块化程序设计，因此采用C语言设计单片机应用系统程序时，采用结构化的、自顶向下、逐步求精的程序设计方法，将功能模块化，由不同的模块完成不同的功能。这样可使整个应用系统程序结构清晰，易于调试和维护。

2.单片机教学现状

单片机技术是现代电子工程领域一门飞速发展的技术，是现代电子技术中的一项不可缺少的重要技术。随着技术的不断进步和日益普及，单片机技术已渗透到各个领域，影响着我们的日常生活和工作。因此电子技术及相关专业的学生学习单片机技术越来越成为社会发展的需求。当前，各大高校的电子、计算机类专业均开设单片机课程。

《单片机》是我院电子系一门实践性极强的专业主干课程，是我校电子系重点建设课程之一，是本专业学生的必修课程。为了提高我系单片机教学效果，我们对单片机教学进行了大胆改革，使用C语言开发单片机，且课程的设计打破了学科体系的框架，将单片机和C语言的相关知识和技能按“项目”进行整合，并将《C程序设计》课程列为电子类专业核心基础课程之一。因此，《C程序设计》课程教学效果的好坏，将直接影响学生后续专业课程的学习。

从近几年我系《C程序设计》课程的教学效果来看，学生普遍反映该课程的学习比较困难，课程的语法知识较多，理解和记忆都不太容易，即使记住了语法知识也不能灵活应用；不知道学习C语言究竟有何用处，学完C后不能很好地利用C进行单片机小型系统的开发，缺乏知识的灵活应用能力。因此，根据以往单片机教学所得经验，我觉得教师有必要在《C程序设计》课程的教学过程中在以下几个方面引起足够的重视，并在教学中加以改进，为后续单片机课程的学习打下坚实的基础。

3.《C程序设计》课程教学方法探索

3.1上好每堂课，激发学生的学习兴趣

语言程序设计教学被认为是一种需要师生双方改进的一门课程，因为大多数语言教材中通常先给出一般的语法格式，然后逐步讲解语法要点，再给出实例。这种顺序灌输会使学生失去学习的兴趣，所以我认为在课堂教学环节应采取以学生为主体、以教师为主导的教学模式，要求学生自己先看有关知识点，并识记。教师采取精讲实例，在这过程中引出相关知识点，然后再举一类似实例让学生自己分析，巩固知识点。教师应把主要精力放在算法的分析和各语句语法的具体应用上，同时培养学生自学能力，采取互动机制，迫使学生主动学习。

3.2注重演示，强化实验，提高实践操作能力

因为授课对象是一年级新生，所以教师多用通俗易懂的语言进行讲解，多举实例，使学生容易理解和消化。在教学过程中，尽量采用讲解、演示方法，如在讲解经典算法后，按照理论方法所述，用DEV C++软件进行编程演示，从而加深学生对教学内容的理解。

在教学过程中，教师应将理论知识与实验内容进行整合，根据教学内容并结合实际应用设置实验题目，让每个学生独立完成。遇到学生不能解决的问题，教师应利用多媒体进行演示解决问题的过程，从而加深学生对教学内容的理解并提高实践操作能力。 　3.3培养良好的编程风格

3.3.1优化程序

由于在许多工业测控领域中的嵌入式系统都采用单片机开发，它们所需要的计算和控制工作日趋复杂，其中软件的设计是最复杂和困难的，工作量大，特别是对于控制系统，设计人员需要考虑单片机的软硬件资源分配，但是单片机系统是一种资源十分有限的系统。这主要表现在CPU和片内结构简单、程序存储器资源的不足。因此在用C语言进行单片机开发时，如何使用好这些有限的资源就显得十分重要。虽然C语言具有许多的优点，但是生成的代码相对要长，基本多占用存储空间20%—50%。因而，在“C程序设计”课程教学中，教师不仅要教会学生如何编写程序，而且应在教学过程中向学生灌输优化代码的思想，让学生从大一开始就有开发项目的一些经验。

3.3.2合理选用数据类型

C语言在程序开发中提供了的丰富的数据类型，尤其是关于用户界面开发和一些动画与图像技术的实现。但是在开发单片机系统时，我们要按照实际需要，合理地选用数据类型。C语言中有Char等少数的数据类型是机器语言直接支持的数据类型，用此类数据类型的语句所生成的代码较短，而其它的数据类型如整型、浮点型等数据要有一定的内部程序或内部函数的支持，相对来说较复杂的数据类型的语句生成的代码也复杂，不利于转化成单片机的代码。因此，在“C程序设计“教学过程中，要向学生适当说明选择合适数据类型的好处，并尽可能地减少程序中使用的数据类型的种类，为以后学生的单片机学习打好基础。

3.3.3灌输模块化程序设计思想

在普通微型计算机上进行C语言程序开发设计时，只需考虑程序功能实现，而不必考虑程序代码的长短。但是在单片机上进行C语言程序设计就必须考虑系统的硬件资源，要求设计的软件程序结构是合理、紧凑和高效的。同一任务，有时用主程序完成是合理的，但有时需子程序效率最高，占用资源最少；有时并不是程序的算法越简单、长度越短越好，由于有一些算法要调用一些内部的子程序和函数，生成的机器代码质量反而较低。不同的算法对程序代码效率影响很大。因此，在进行“C程序设计”教学时，教师应适当向学生灌输模块化程序设计的思想，在不影响程序功能实现的情况下可以采用一些优化算法，并且把程序分成若干个功能独立的模块，为学生今后的单片机项目开发做好铺垫。

4.结语

单片机系统采用C语言开发与设计，极大地促进了单片机在生产、生活各个领域的应用，提高了程序开发效率。因而，C语言学习效果的好坏，对今后单片机课程的学习具有深远的影响。除了讲解C语言的基本语法外，更重要的是改善教学方法，利用各种方法培养学生的学习兴趣，并向学生灌输良好的编程风格与编程方法，为今后的单片机课程的学习打下良好的基础。

参考文献

［1］向艳.“C程序设计”课程教学体系和模式探讨［J］.计算机教育，2010，（3）：112-114.

［2］董蕴宝，潘旭君.浅谈C语言在单片机中的程序设计［J］.科技信息，2009，（13）：59-67.

［3］张洪静.电类专业C语言教学探讨［J］.电脑知识与技术，2010，（29）：8280-8281.

［4］林益平，赵福建.单片机C语言课程教学的探索与实践［J］.电气电子教学学报，2007，（2）：104-106.

第5篇：单片机课程论文范文

论文关键词：单片机；实践教学；全国大学生电子设计大赛；项目教学

全国大学生电子设计竞赛是由原国家教委和电子工业部组织的面向全国高等学校相关专业在校学生的竞赛项目，是我国高校中举办时间长、实施范围广、参与学生最多的竞赛之一，已成为考核大学生创新实践能力的一个重要标尺，得到了高等教育界和社会的广泛认可。大学生电子设计竞赛对高校电子专业的教学内容、课程体系、教学实践、教学手段、实验室建设等方面的改革起到了积极的促进作用，为培养学生的创新设计能力搭建了良好的平台。在沈阳工程学院，经过多年实践，在电子设计竞赛平台上对单片机实践教学进行改革，并取得了一定的效果。

一、单片机实践教学中存在的主要问题

目前各高校由于观念、资金、师资和环境等方面的原因，单片机实践教学存在以下几方面问题：

第一，实践教学观念仍存在偏差。由于受传统文化教育观念的影响，部分师生重理论、轻实践的观念仍客观存在，实践教学缺乏整体性、关联性和系统性，仍处于理论课程的从属部分，甚至部分实践教学环节流于形式。

第二，实验教学的弊端仍然存在。实践教学课程的设置较为零散，顺序和内容仍需优化；在开设的实验中验证型的内容多，开放性、设计性、创新型的实验内容少，同时实验内容存在单一性，而多知识点相结合的实验少，并且在所开设的实验课程中缺少与工程实际相结合的综合性、研究性的实验内容，不利于学生个性的发展和综合能力的提高。

第三，实践教学师资力量有待提高。教师中能够满足实践实训技能要求的人数比例不高，一部分年轻教师从高校毕业后进入学校从事教学工作，缺乏实践教学环节的专门训练，自身尚不能成为行家，难以胜任相关的实践指导工作。

第四，实验室建设投资有限，校内外实践基地的建设不尽完善，不能满足教学实践的需要。

第五，实践教学缺乏科学的评价与考核方法。现行的教学评价机制不能起到强化实践教学环节和鼓励实践教学环节改革创新的积极性，相反存在着制约倾向。

二、电子设计竞赛促进实践教学改革

大学生电子设计竞赛的目的在于推动电子信息类课程建设，引导高等学校在教学中培养学生的创新能力、协作能力和理论联系实际的学风，培养学生的工程实践素质、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力；吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才的脱颖而出创造条件。本文从师资队伍建设、实践教学内容、单片机实践教学模式等方面探讨实践教学改革。

1.师资队伍建设

随着电子技术的高速发展，教学内容往往落后实际几年甚至更多，这就要求教师能适应和赶上这种发展、变化，要有更宽更新的知识面和更丰富的实践经验，不断地将新内容、新技术、新方法充实到教学中去。我们研究制定了教学队伍知识、技术不断更新的科学有效的培养培训制度。鼓励教师到国内知名高校和高新技术企业学习深造，同时积极邀请高水平的技术人才给教师作报告。

2.依托电子设计竞赛丰富单片机实践教学内容

（1）优化实践教学内容。制订实践教学大纲时应该适当调整学时，以顺应单片机技术的快速发展，对现有的教材进行适当的增减，删除一些课本中的老化的、无关紧要的、过于理论化或抽象化的内容，增加一些在生产生活中可能运用到的真实案例和最新的单片机理论知识，通过实际案例将抽象的理论具体化。在教学中，适当加强C语言的学习，让学生既能看懂汇编语言也能够运用C语言将复杂的程序简单化。

（2）推广应用proteus仿真软件及keil编译软件。Proteus仿真软件上有国际通用的虚拟仪器及电子元器件库，学生可以更加方便地进行电路原理图的设计和仿真测试，观察电路的工作状态及软件运行后的变化情况。同时通过网络课件等形式引导学生练习使用keil软件。在单片机中，所有硬件电路设计、对应软件都可以在proteus和keil平台上进行。Keil完成单片机软件设计调试，proteus完成硬件设计及系统运行结果查看。这些软件极大地开拓了单片机的学习空间，降低了单片机的学习成本，提高了学习效果。转贴于

3.结合电子设计竞赛，改进单片机实践教学模式

（1）项目教学法的应用。建立以任务或项目为教学主线、教师为主导、学生为主体的实践教学模式。在学生最初接触单片机课程时，将单片机在实践生产的应用介绍给学生，并将科研项目或往届电子设计竞赛的作品（如多功能函数发生器、数字存储示波器等）带进课堂，激发学生对单片机课程的学习兴趣。通过实践的操作，带领学生在动手实践中深化理论知识的学习，并在动手实验教学中培养学生完成创新实验和课程设计的能力。课程设计和创新实验不仅要求学生具有独立分析问题和解决问题的能力，更加对学生的创新能力提出一定要求。在教师的引导和指导下，学生根据电子竞赛方向设计具有实际意义的电路，这不仅是对学生综合能力的提升，更是为学生将来走向社会成为应用型人才打下良好基础。

（2）以竞赛为契机，推进单片机课外教学。作为一门知识更新速度较快的课程，单片机教学的实战性得到重视。在全国大学生电子设计竞赛的推进下，学生逐渐走出课堂，不仅仅满足于平时课堂上学习的内容，而是自动自发地走进实验室，将单片机的学习当做课余生活的重要组成部分。我校为学生成立了开放性实验室，并为学生购置了AT89S51单片机最小系统开发板、51系列单片机试验箱等最新实验器材和实验操作中使用到的各类元器件。同时教研室机房的每台计算机均配备了keil编译软件和proteus仿真软件，使学生在自主学习过程中可先通过仿真软件验证实验思路、电路和程序的正确性，并在仿真成功后利用开发板或实验箱完成实验操作。以大赛为契机，让学生在以“取得名次为目标，提高能力为目的”思想指导下，主动思考，勤于钻研，通过大量电路板的绘制、编程仿真、调试等练习将动手操作能力不断地提到新的高度。

在整个竞赛的准备过程中，学生表现出单片机学习的极大热情，每次项目完成后教会学生做好总结和巩固工作并鼓励他们探索新的任务，通过亲身实践获得实际经验，养成科学精神和科学态度，掌握基本的科学方法，综合运用所学知识解决实际问题。

（3）加深校企交流，为学生就业创造良好平台。填鸭式的教学模式使得许多大学毕业生在就业后只会“纸上谈兵”。为填补工程技术人才的空缺，真正让学生带着技术走向工作岗位，我校不断通过与企业的交流进行课程改革。近年来，我校与东软集团、中科院微电子所、中科院自动化所、中科院计算所等多个企业均有合作，安排学生到生产线及公司研发部门参观学习，到相应岗位短期实习，许多在电子竞赛中涌现的优秀人才更是被各企业录用。

我校还建立了完整的网络平台。在平台上，学生不仅可以获取最新的单片机技术知识和科技资讯，还可以与往届毕业生进行在线交流，对目前的就业形势、就业方向有更好的把握。促使学生提高自身水平，为顺利就业打下良好基础。

4.单片机实践教学考核方式的改革

单片机实践教学考核重点考核和评价学生技术应用能力的掌握程度。改革过去主要以平时成绩为主考核模式，采取更加系统、合理并与实践教学内容和教学方法相适应的多样化考核方式，促进学生实践创新能力的发展与提高。具体做法如下：平时出勤成绩占20%，平时各章课题实验成绩占40%，期终实践技能考核成绩占40%（其中，考核内容完成情况占20%，课题报告答辩成绩占20%）。

期终实践技能考核内容为完成一个单片机应用系统开发任务。为了有效、合理地组织考核，安排2～3人一组，每组内容不同、难度相当，完成时间为3～4天。评分（包括系统测试、审阅课题报告和答辩）时间为1～2天。

第6篇：单片机课程论文范文

关键词：单片机；仿真；案例教学；教学改革；电子竞赛

单片机是一门综合性、实践性极强的课程。单片机的概念多、专有名词多、内容抽象、指令丰富，且软、硬件发展很快，新器件不断，故相当多的学生在学习单片机时感到郁闷，实际使用不知如何下手，不能真正掌握单片机技术。因此，如何安排教学内容，使学生既能了解新技术又能对单片机的应用技术融会贯通；如何设计教学方法，激发学生的学习兴趣，真正理解和掌握单片机技术，是在单片机教学中需要解决的问题。针对教学对象的特点和课程特点，我们提出了“案例教学”的教学理念，以达到创新人才的培养效果[1]。

一、单片机教学的现状和存在的问题

（一）传统的理论教学环节

教师上理论课时，先讲述单片机的理论知识，如讲述单片机的概述与发展，单片机的内部结构，指令系统及I/O接口电路，而讲述单片机实例的课时比较少，达不到理想的效果，并且学生在学理论知识时，只是处于被动接受知识的一方，调动不了学生的主观能动性，学生对单片机知识的学习会感到很盲目，从而对这门课程产生不了很大的兴趣。

（二）传统的教学实践环节

教学实践环节分为实验教学环节和课程设计环节两部分。实验教学环节一般采取单片机实验箱，学生做实验时根据实验连线步骤连接好硬件电路，下载现有的实验程序，得出实验结果，一般只能起一个验证过程的作用，学生缺乏对整体电路的设计，也缺乏修改硬件电路和软件程序的机会，从而不能真正锻炼学生的动手实践能力。课程设计环节，对于设计一个单片机应用系统，要涉及到很多的单片机的专业知识，很多同学只是在网上下载一些实例，按照资料设计硬件电路图，复制其程序生成HEX文件，然后联调就基本仿真通过。如果要求他们改变或增加一些功能设计，很多同学基本完成不好，主要原因是他们还没有基本没有搞懂对应的知识。

二、单片机课程仿真案例教学的实施

（一）单片机案例教学简介

单片机案例教学就是将单片机课程所要求掌握的基本知识点、基本原理和方法都溶入到包含这些原理的实际项目例子的讨论与讲解之中，基于项目开发的过程来组织教学内容[2]。

（二）单片机案例确定

经过教研室教师对单片机案例进行设计，将单片机的基本知识点都包含到以下几个案例中。单片机案例从难易程度暂分为三个阶段，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段。第一阶段为初级阶段，基本掌握单片机的I/O口的使用，学生比较容易掌握，而且容易提高学生的兴趣。第二阶段为中等难度阶段，需要掌握单片机与各常用接口电路的应用。第三阶段比较难，涉及到的传感器驱动程序比较复杂。

（三）单片机课程仿真案例具体实施

1.教师进行具体案例任务的确定，并确定相应的单片机知识点，针对各个具体的案例，老师进行设问。同时，课前将下一堂课的案例材料发给学生，要求学生熟悉每一个案例的材料，针对设计的问题进行分小组思考和探讨。

2.在课堂教学组织方式上，每次教学过程均围绕一个案例进行各教学环节的组织，以任务目标为主线，结合相应案例对各相关知识点和技能点进行讲解，引导学生思考并提出相应的解决方案，激发学生的主观能动性和创新能力，学生在学习过程中以小组为单位，每组针对任务和要求进行分析，并对实现的方案、硬件电路和软件功能设计。最后，由老师进行总结和评价，指出案例所涉及的理论知识及其应用方法，就学生提出的问题进行解答[3，4]。

3.将实践教学环节溶入课堂教学，学生实践环节以课堂教学任务为对象，利用PROTEUS仿真软件绘制硬件电路图，用KeilC软件进行软件程序的编写，然后进行联合仿真调试。教师对学生调试过程中的重点、难点以及学生操作过程存在的问题进行实时点评，并要求学生在已经实现的硬件电路和程序的基础上，进行适当修改。

4.具体仿真案例教学的举例———交通灯案例分析。

第一，确定具体任务和要求：设置东南西北四个方向红、绿、黄共12个（或者6个，其中东西一组，南北一组）LED信号指示灯，南北方向的绿灯亮27秒，黄灯闪烁3秒，东西方向的红灯亮30秒，然后南北方向红灯亮30秒，东西方向绿灯亮27秒，黄灯闪烁3秒，依次循环，数码管倒计时显示，当出现紧急情况时，四个方向交通灯全部为红灯。要求利用并行接口芯片8255扩展设计相应的硬件电路、软件流程图和程序。

第二，确定交通灯案例的相关单片机知识点为：并行I/O接口芯片与单片机的接口电路设计，以及其相应的8255的驱动程序，定时器和中断程序，数码显示电路和按键电路驱动程序等。

第三，针对交通灯案例老师准备的问题：问题1：为什么设计黄灯和黄灯闪烁如何实现？问题2：倒计时1秒应该如何实现？问题3：紧急情况用什么来实现？单片机交通灯仿真图如图1所示。图1中南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮。P1口提供南北方向的段码，P2口提供东西方向的段码，P3.0-P3.3分别提供南北方向和东西方向数码管的位码，P0.0-P0.5分别提供6组交通指示灯。

三、单片机课程仿真案例教学的考核

单片机案例教学考核方法是课程教学的最后环节，它直接检验单片机教学的效果。随着教育教学改革的不断深入，变应试教育为素质教育，《单片机原理及应用》的考核应注重考核学生的实践和创新能力，该课程的考核一般采取开卷考试、实验成绩和平时成绩相结合的方式进行考核。其中平时成绩占20%，主要包括学生的考勤、作业、随堂测试以及课堂表现和回答老师的提问情况等。实验成绩占30%，主要考查学生的硬件电路的设计和软件编程能力，在完成基本的实验任务时，然后根据思考部分的提问进行相应硬件电路和软件程序的修改。开卷成绩考试占50%，主要考查学生单片机理论知识、单片机接口电路设计和软件编程。

四、结束语

文章针对传统单片机教学过程中存在的不足提出了单片机案例教学方法，将单片机的理论知识融入到实际的案例中去，在讲述案例的同时插入理论知识的讲解，这样充分调动了学生的学习兴趣，增强了学生对单片机的综合应用能力。基于单片机案例教学已取得了较好的效果，对学生参加各类电子设计竞赛和毕业论文设计具有较大帮助。

参考文献

[1]孙军业.案例教学[M].天津：天津教育出版社，2004.

[2]陈锟.单片机课程案例教学的思考与探讨[J].中南民族大学学报，2008（27）：10-12.

[3]李冰.单片机课程的项目化教学改革与实践[J].实验室科学，2014（17）：101-103.

第7篇：单片机课程论文范文

一、建设目的及意义

单片机是一门有实际意义的专业课，学好它对以后学生的技能竞赛，就业有莫大的帮助。建设一个功能全面的工作室，显然是关键之一。工作室建成后，拟达到如下目的：（1）满足日常单片机教学，为工学结合提供必要条件；（2）理论结合实际，加强学生的综合动手能力，激发学生学习兴趣；（3）完善课程体系，指导专业建设；（4）更好为各类技能竞赛服务，或做人才储备；（5）增强学生就业竞争力。

二、工作室设施建设

目前已有单片机实验室一间，在原有的基础上增加设备数量，首先保证日常教学的需求。在此基础上，根据技能竞赛训练要求，配备了FPGA等开发板，其他测量焊接等设备。在实践的过程中发现，单片机实验设备一般只满足教学要求，完成一些验证性实验，对于一些探索性实验就难以满足，特别是一些技能拓展训练。因此，在实验室里引进proteus等仿真软件，可以按照设计需求进行仿真，增加了系统设计的灵活性，避免因设计错误而导致的浪费。

三、工作室内涵建设

1.各年级学生分类培训。一年级学生因为尚未接触到专业知识，故选拔主要以学生兴趣和进校基础为主。一年级学生训练是以打好基础为主，主要培养文献检索阅读写作能力，各种信号测量能力，基本电路仿真能力，简单语言程序设计能力，焊接装配能力等。训练地点可以不局限于工作室，并且可以通过高年级同学“扶、帮、带”，达到既定效果。

二年级学生由于已经接触到部分专业课，加上有了前期的训练的基础，可以进行专业训练，项目包括单片机应用、电路设计及仿真、也可以围绕技能竞赛展开训练。二年级学生已经跟老师接触一年多了，所以选拔除了之前取得的成绩，更主要考虑的是学生的平常表现及任务完成情况。

三年级学生课程已经基本结束，并且有很多已经在外实习，考虑到部分同学留校接受专接本教育，所以对这些同学开放，作为毕业设计（论文）的完成场所，为同学顺利毕业和以后的深造奠定扎实的基础。

2.工作室管理。学生参加培训原则上不能影响正常的教学秩序，应合理利用课外时间，因此，该工作室更多是在课后或晚上进行开放，这样对工作室管理工作是个挑战。所以从中选取一个责任心强，动手能力强，能正确维护各种仪器，并能解决一些突况的学生作为安全责任人，来维护整个工作室的安全及保障设备的正常运作，辅助指导教师进行工作室的管理。

3.考核措施。为了营造一个积极的气氛，让更多的学生能参与进来，给在训同学一定的激励，应引进一种考核及淘汰措施，除了常规的考核外，更注重过程性考核。学生应该定时跟指导教师进行交流，内容包括，近期项目完成情况、进度、存在的难点及疑点，并对下次交流及预期的效果进行估算，作为考核的参考。对低年级同学进行交流、帮助及指导也是考核的一部分。

第8篇：单片机课程论文范文

[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：单片机课程论文范文

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)

    (2) 差动放大器输出电压 u'(一般r7=r8,r9=r10)

    图3  数字温度计原理图[2]

    一般情况下,会事先根据ntc的温度-阻值特性计算出一张温度-阻值对应表。根据ad转换的数字值逆运算获得当前ntc的阻值,再根据ntc的温度特性表运用分段查表和表项间线性运算就可以获得当前温度值,把当前温度在输出设备(如七段数码管、lcd)上显示出来就构成了完整的数字温度计。本范例也可在其他温度测量的系统中应用。

    3.3  出租车计价器

    出租车计价器是一个较实用的设计范例,它的结构如图4。出租车计价器包含里程测量电路、实时时钟电路和人机接口。

    出租车计价器里程测量的核心部件是霍尔元件,具体电路和图1的测速电路一样。在轮胎的转轴上粘贴了6个小磁铁,轮胎转动一圈,霍尔元件就会输出6个脉冲,对脉冲进行计数就可以获得轮胎转动的圈数,圈数乘以轮胎的周长就可以获得车辆行驶的里程数。

    图4  出租车计价器结构框图

    一般情况下,出租车白天和晚上的里程单价并不一样,因此需要一个实时时钟来获得当前时间。ds1307是一个i2c总线的实时时钟(rtc),在外部电池的供电下,它能提供高精度的年月日时分秒bcd码时间。另外,它还包含56字节的非易失性sram(nv

sram),可以用来保存系统的设置信息。

    显示设备可以采用七段数码管或lcd,用来显示当前时间、行驶里程数、里程单价、和行驶 

    里程价格等信息。还需要少量的按键或矩阵式键盘用于输入里程单价、开始计价、清零、时间设置等操作。

    4  实施过程

    4.1  根据任务与要求进行总体规划与设计

    这个过程包括:

    ⑴ 课题选择。

    ⑵ 硬件模块的选择和设计。

    ⑶ 软件整体流程的设计。

    ⑷ 查找各种所需资料。

    综合实践课题题目是不是新颖,是不是能够激发学生的创造性和好奇心,直接影响学生实验的积极性,有的学生觉得做实验非常无聊,就是因为他们的好奇心和热情没有被激发起来。而集知识性、趣味性、创造性于一体,能应用所学知识解决具体问题的综合实践课题,是本综合实践的最大亮点,也是本教学环节区别于其他教学环节的标志。我们要求学生思考在实际生活中能应用单片机系统技术能解决的具体问题,并且考虑伟福lab6000系列单片机仿真实验系统所能提供的硬件资源,选择一个有自己特色、能在两周内独立完成的题目,题目要求新颖,鼓励创造性的思维,并且能解决实际生活中的具体问题。

    受限于实验条件,硬件设计无法完全按照单片机系统设计的一般方法和标准步骤来实施。在教学过程中,我们要求学生可以根据伟福lab6000系列单片机仿真实验系统所提供的硬件资源自主地完成硬件部分的理论设计,也可以不完全局限于此实验平台进行理论设计。理论设计完全遵循单片机系统设计的一般流程,学生自己查阅资料,设计硬件电路图。指导老师对硬件部分的理论设计进行评审后,再根据具体的实验平台指导学生完成课题。

    软件设计可以采用汇编语言或keil c51高级语言开发环境来实现,这两种软件开发环境是当前mcs-51系列单片机系统开发的主流环境。根据学生选题的特点,指导学生选择较为容易实现的开发环境。

    4.2  根据总体规划实施软硬件的开发与设计

    这个过程包括:

    ⑴ 硬件连接。

    ⑵ 软件编程。

    ⑶ 软硬件联调。

    在这一过程中主要培养学生的硬件设计能力、编程能力和积累软硬件调试经验,熟练掌握单片机系统中人机接口的设计、控制算法设计、硬件驱动程序设计,体会理论与实践之间的差别,对单片机系统的设计与实现由理性认识转化为感性认识,激发学生的求知欲望,锻炼学生克服困难解决问题的能力。

    4.3  交流总结

    在2周的综合实践中抽出一天时间让能力较强的学生陈述他的设计思想和设计过程、设计中的难题和解决方法以及自己的心得体会。让进展不顺的学生提出他在设计中没能解决的难题,全班同学共同讨论,集思广益,找到解决问题的方法。这样可以使学生互相学习,取长补短,拓宽知识面,活跃思维,能在以后的工作和学习中更好地完成任务。

    4.4  完成实践报告及验收评分

    最后两天是综合实践报告的完成阶段,在进行了两周的综合实践以后有必要好好地总结一下,把自己在综合实践中所学到的知识以文字的形式表述出来,这样更有助于水平和能力的提高。

    实践报告完全按照毕业论文要求书写,包含中英文摘要、设计任务与要求、系统结构及工作原理、主要单元电路的设计过程、控制软件的编写及调试、测试数据及调试中故障分析、收获和体会、参考文献等部分。要求学生重点讲述清楚故障分析和收获体会。

    综合实践成绩由平时表现、实践报告、设计成果、创新点4部分组成,成绩构成比例是2:3:4:1[4]。

    5  效果

>    经过几年的教学实践,单片机系统综合实践教学环节取得的效果主要体现在以下几个方面:

    (1)让学生掌握了单片机系统设计的一般原理及其基本的实现过程,实现了从理论向实际的迁移,强化了学生所学的知识。

    (2)让学生掌握了单片机系统硬件、软件设计的基本方法,具备了软硬件相结合的系统设计的基本能力和调试经验。

    (3)本综合实践的课题真实性很强,让学生经历了单片机系统设计的全过程,提高了学生的研制开发能力和创新能力。

    (4)本综合实践涉及到多学科、多知识点,是计算机软硬件知识的大综合。经过综合实践,学生运用所学知识分析解决问题的能力有了较大的提高,完成了多学科知识的融会贯通。

    参考文献

    [1] 罗钧,廖红华,付丽,黄勇.单片机实验教改与创新性人才培养的关系[j]. 实验室研究与探索,2006,25(8):958-959

    [2] 南京伟福实业有限公司. 伟福lab6000系列单片机仿真实验系统实验说明书[eb/ol] .