单片机教改（精选3篇）
单片机教改 篇1
《单片机原理与应用》是电子、机电、控制专业的一门非常重要的专业技术课。该课程内容较多且抽象, 既难教, 又难学。传统的以课堂讲授为主的教学模式, 很难适应现在的教学要求和目的。我们高职学校培养出来的学生应该是技能型加应用型人才, 他们不仅要有踏实的理论知识, 而且还要具有较强的实际动手能力。那么, 我们如何培养这样的人才呢?我们应该在每一门课的教学实践中体现出该教育思想和理念。根据笔者多年来的教学经验, 结合该课程实践性、应用性强的特点, 在教学的全过程中, 以培养学生工程应用能力为主线, 从教学手段、实践环节和考试考核等几方面进行了教改探索。
1. 课程在本专业的定位与课程目标
《单片机原理与应用》是机电、应用电子、自动化、机械、控制等专业开设的一门专业基础课, 该课程是工科非计算机专业计算机教学中的最重要的一环。是非计算机专业学生学习运用计算机软件、硬件应用的最主要的课程, 该课程是电子、电气等工科非计算机专业学生学习许多专业后续课程、开展毕业设计和今后工作的重要的技术基础课。
学生通过本课程的学习, 要掌握单片机的结构、内部组成、特点及工作原理, 能灵活运用MCS-51系列单片机的指令系统, 进行汇编语言程序设计。另外还要掌握单片机的接口技术及其编程方法。能利用接口芯片进行典型的电路设计。
2. 理论教学模式改革
传统的以“教师+黑板”为主体的教学模式, 对于单片机类和实际联系紧密的课程, 容易使学生产生空洞, 枯燥、乏味的感觉, 因此改革教学模式势在必行。
2.1 课程的教学方法
为了培养学生的基本知识水平和实践操作能力, 采用理论与实践相结合的教学方法, 同时将多媒体技术引入课堂, 利用网络、数码摄像、数码照相、动画软件等现代化技术, 突破时间、空间、宏观、微观的限制, 直观、形象地再现客观事物, 弥补了书本的不足, 拓宽了学生的知识面、开阔了视野。
2.2 将兴趣教学法引入课堂
兴趣是最好的老师, 浓厚的学习兴趣能调动学生的学习积极性, 启迪学生的智力潜能并使之处于最活跃状态, 从而激发强大的学习动力, 自觉克服困难, 排除各种干扰, 提高学习效率。单片机这门课程比较抽象, 单片机的结构、汇编语言的指令、汇编语言编程等, 学生刚接触的时候很难入门[1]。为培养学生的学习兴趣, 笔者主要做了以下几点:第一, 实物展示的方法。给学生看单片机的芯片以及单片机组成的简单控制电路, 如流水灯、温度控制与显示电路、单片机演奏等电路, 给学生一个看得见、摸得着的实体, 使学生对该课程的学习感兴趣。其二, 教学中注重理论与实践相结合, 开设针对性强的实验, 解决学生学习中的难点、弱点。如人机接口中的显示器动态扫描过程, 许多学生总是感觉似是而非, 为此我们专门编排了一个8155的显示子程序, 在讲授完显示器原理时做针对性实验, 让学生感触动态扫描的真实过程。
2.3 在教学中使用多媒体教学方法
《单片机原理与应用》采用多媒体课件进行教学, 教学效果已得到了学生的肯定。在课堂教学过程中, 尝试采用启发式、交互式、开放式等多种形式课程教学法, 加强课堂讨论, 活跃课堂气氛, 启发学生的思维, 使学生的学习积极性明显提高。结合教学实践, 制作与课程有关的多媒体课件[2], 其中包含了许多有针对性的图片, 如单片机内部电路组成图、单片机存储器扩展图、键盘、显示器连接图等, 给学生一个清晰、直观的印象, 减少板书的不规范, 节约了时间, 并且应用动画软件对单片机组成的典型控制电路的工作过程进行讲解, 给学生强烈的视觉、听觉和注意力冲击, 学生视觉新颖、容易接收。通过多媒体教学和传统教学的有机结合, 学生普遍反映教学效果好, 教学质量有了明显提高。
3. 实验教学模式改革
3.1 认真安排做好基础实验, 创造条件做活创新实验
《单片机原理与应用》课程是一门实践性很强的课程, 在讲完相应的理论内容后, 必须安排几个基础实验[3], 加强学生对所学知识的理解, 同时也可锻炼学生的实际动手能力。在学生完成基础实验的基础上, 给出几个选作实验, 也允许学生提出新的实验内容, 建立起一个开放性的实验环境 (教学时间开放, 教学内容开放, 实验元器件开放) 。我们允许学生结合课程学习及专业特点、时间安排或兴趣爱好提出实验设计题目、设计方案或设计构想。并可在一个较宽松的实验环境和灵活选择的时间内完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的实验思路和构想, 尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实践研究。
3.2 以课程设计为主导, 培养学生的综合素质
单片机是一门应用型很强的专业技术课, 通常应该在基本知识讲授完后, 安排一个综合性的课程设计。课程设计是把学生知识综合加以运用的过程, 是学生消化知识、升华知识、锻炼能力、提高能力的重要手段。
教师首先把课程设计任务书发下去, 同时向学生提供一些相关资料或推荐一些单片机的优秀网站, 指导学生去阅读思考。随着设计内容的不断扩展, 学生会通过课程设计的主线逐步把各块分散的知识串接起来, 逐步形成设计的总体框架。另外, 在设计中, 要充分发挥学生的主观能动性。教师可提供一个意向性的设计思路, 鼓励学生通过自己的努力提出设计方案, 然后大家一起讨论方案的优劣和[4]可行性, 结合实验室的具体情况, 通过评议评价, 确定一至二套方案具体设计。
最后完成软件设计和硬件电路设计, 并通过设计分组, 顺利完成程序的调试。这样既培养了学生对所学知识的运用能力, 也培养了团队中的协作精神, 从一定程度上培养了学生的综合素质。
4. 考试模式改革
对考试环节, 采取笔试和实验相结合的办法, 对未完成实验的学生不允许参加考试。基于高职高专学生的培养目标, 为了重视学生动手能力的培养, 学生笔试占总成绩的4 0%, 实验成绩占总成绩的4 0%, 平时成绩占总成绩的2 0%。
在实验考核方法上, 改变了传统应试教育方式, 注重提高学生的综合素质, 根据学生实验的综合能力进行评定, 设计过程中, 教师随时解答学生的疑难问题和检查学生的设计情况, 最后采用答辩和检查学生完成课题情况相结合的办法, 注重过程与结果, 综合评定学生实验成绩。通过考核方式的改革, 学生学习的积极性和主动性都大大提高。
《单片机原理与应用》课是一门理论知识与实践知识并重的课程, 在实际的教学中, 笔者通过理论与实践相结合的方法, 在该课程教学中取得了良好的教学效果。许多学生毕业后都能较好地开展技术工作, 有些还取得了不俗的工作业绩。今后, 我们还将进一步探索, 加大理论课和实验改革的力度, 让更多的学生热爱该课程, 热爱所学专业, 体会研究的快乐。
摘要：本文结合《单片机原理与应用》的课程特点, 以培养学生的实践能力、创新能力和应用能力为教学目标, 结合高职学院教学实践, 介绍了《单片机原理与应用》课程的教学改革方法及实施效果, 提出了关于《单片机原理与应用》教学改革的一些看法。
关键词：单片机原理,教学改革,应用型人才
参考文献
[1]刘桂敏.高职单片机教学改革问题探讨[J].鞍山师范学院学报.2004-4, 6 (2) :75-76
[2]曹庆年, 孟开元.从电子设计竞赛看电子技术基础实验的改革与创新[J].电气电子教学学报.2000, 22 (2) :5-8
[3]黄向龙.高职仪表专业教改思路[J].职业技术教育.2002, (3) :31-33
[4]梁绒香.微机原理与接口技术实验教学探索[J].中国成人教育.2006 (, 5) :34-35
应用于教改的单片机定时器 篇2
关键词：单片机,定时器,LED,拨码开关
1 引言
本套系统是为方便学生进行单片机实训而设计的,该系统不仅可以进行模拟数据采集,也可以进行开关量控制,由于我们的教学进度分两步,首先让同学们将电路板焊接好,进行数据的输入与显示及声光“报警”,这一步调试好后,再进行模拟量的采集整理。本文所描述的程序就是要求学生完成定时器的设置而编制的范例程序。
2 系统总体设计
本系统主要有七大部分组成,即:C P U,键盘(D I P拨码开关,也可以扩展),显示(4位L E D),模入,开出,报警及存储器七大部分。结构框图如图1。
3 系统原理
系统应用定时器t0,硬件定时100ms,定时器初值是3cafh,循环10次,即为1秒,循环600次即为一分钟。系统复位后,LED显示0000,并不断闪烁,同时系统利用蜂鸣器播放音乐《八月桂花香》,此时,拨动DIP1,开始设置定时时间秒数,拨动一次,L E D的后两位显示即加1,同时,音乐停止(只要开始设置时间,音乐即停止),如果DIP1拨上之后不动,那么秒数就不断自增,通过LED的后两位可显示出来,该两位L E D不断闪烁自增,当增至59后,再自增1,后两位LED恢复到00,同时前两位LED增1,表示秒数增至60,那么分钟增1,秒数恢复到00。拨下DIP1,拨动DIP2,设置定时时间分钟数,拨动一次,LED前两位闪烁增1,如果DIP2拨上不动,那么分钟数不断自增,因为使用2位LED显示分钟数,所以,分钟数最大为99分,当增至99时,再增1,则前两位LED自动恢复为00。时间设置好后,4位LED显示所设置时间,同时不断闪烁,处于“待命”状态,当拨上DIP3时,启动定时,后2位LED每秒闪烁一次,同时秒数减1,当减至00时,再下一秒,则分数减1,即前两位LED显示的数据减1,后两位LED从59开始递减。当定时时间到,即4位LED显示为0000时,停止闪烁,同时播放音乐《八月桂花香》。
4 系统设计
4.1 硬件子系统
CPU部分采用性价比较高的A T 8 9 C 5 1单片机,数据存储器选用一片6264,键盘部分可以扩展,暂用4位DIP,低位到高位分别对应8255的PC4至PC7,LED采用4个74LS48驱动,74LS48是共阴极7段数码管驱动芯片,当然,也可以用其它驱动芯片。播放音乐用的蜂鸣器就是声光报警所用的蜂鸣器,其通过74LS244驱动与CPU的P1.6相连。因本文只应用了本系统进行定时设置,所以,暂不对模拟部分进行介绍。以后另行描述。具体电路如图:[2]
4.2 软件子系统设计
在软件部分,完成本系统原理所描述的过程,关键程序如下:
设置时间程序段:
并且有控制铃声在设置时间过程中不响
以下程序为了播放音乐《八月桂花香》[1]
4结束语
本系统是应计算机系教改而设计的,其可实现的功能很多,现在先让学生完成数字部分的设计,下一步再进行模拟部分。对于模拟部分,本人还会继续编制一些范例程序,以后再继续阐述。本文介绍了带播放音乐的定时器,播放音乐的核心代码摘录自网上,已标明。在此,我对原作者深表感谢。本定时器的难点在于如何把音乐结合进来,并且如何控制停止播放,这样可进一步提高同学们的编程实践能力。
参考文献
[1]http://www.pe.gxnu.edu.cn/cx/Article/ArticleShow.asp?ArticleID=40,2007-8-19。
单片机教改 篇3
关键词：新人才培养模式,微机原理,单片机原理,比较教学法,Proteus软件
随着我国改革深入和产业结构调整，涌现了一批以信息技术、新能源、新材料等为代表的新兴产业。战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用[1]。在此背景下，湖北省教育厅在全省普通高等学校范围内启动实施战略性新兴 (支柱) 产业人才培养计划[2]。而所谓新人才培养模式，就是以“校企合作”的形式培养战略性、支柱性产业所需要的应用型、复合型、技能型人才。学院电气和电子专业根据这种情况，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”，为此学院还与相关企业签订了人才培养协议。在这种人才培养模式下，必然存在课程“学时被压缩、时间更集中、更强调实践性环节”等现实情况，其中，微机原理和单片机原理课程所受影响尤为典型。
微机原理和单片机原理分别作为两门比较传统的课程在电类专业中广泛开设[3]。原本是分两个学期进行，微机原理是先导课程，单片机原理是后续课程。而在新的人才培养模式下，已经改为同一学期开设。这两门课程的内容既相关又有明显的区别，尤其是在使用的芯片、编程的方式及实验过程等方面非常类似[4]，因而，在一个学期开设，既要避免内容重复，又要互相比较和促进。下面将从教学过程和教学手段两个方面对如何在同一学期很好地完成这两门课程的教学进行探讨，以适应当前战略性新兴 (支柱) 产业人才培养目标。
1 教学过程
随着新人才培养模式的建立，电气和电子专业微机原理课程由48+8（理论+实验）学时变成40+16学时，单片机原理课程由28+20学时变成20+20学时，由分两个学期开设变为一个学期内完成。这样，在课程学时适当减少的同时，又加强了实践性教学环节，以提高学生的实践动手能力。这两门课程无论是理论课还是实验课，在内容上有很多相似之处，那么在教学过程的安排上就要考虑这种相似性，以便教学时互相对照，因而采用“比较教学法”能够提升教学效果。
“比较教学法”是指在一定条件下，将教学活动中的两个或两个以上的认识对象，按照某种标准进行对照比较，以确认认识对象属性的同异、地位的主次、作用的大小、性能的优劣、关联的模式或问题的难易，以达到辨识、了解和把握对象本质特性的一种方法[5]。在两门课程教学过程中采用这种方法能够强化基础理论的讲解、减少内容的重复、使新旧内容前后贯通并提高学生学习兴趣，下面从理论课程和实验内容两个方面进行比较。
1.1 理论课程
新人才培养模式下，微机原理理论课为40学时，单片机原理为20学时，因而前者更偏向原理讲解，而后者偏向实际应用。两门课程的理论课安排如表1所示。
注：括号中为学时数，无括号的为2学时.
理论课安排从1-10周，首先分别介绍8086和51单片机的硬件结构，这是两门课的硬件基础。接下来讲解编程语言，微机原理课程详细讲解汇编语言，而51单片机由于前面开设过C语言课程，故而只须简要介绍，占用学时较少。在接口技术部分，8086本身只是微处理器，因而其外围电路部分几乎全部需要扩展，包括存储器、简单I/O接口、并口、串口、中断控制器、定时器/计数器、A/D转换器和D/A转换器等，而且外围各种扩展芯片的工作原理也需要详细讲解。而对于51单片机来说，本身就是一个单芯片微机，内部包括存储器、串口、中断系统、定时器/计数器等，而外围只需要根据实际扩展并口、A/D转换器和D/A转换器等，而且只讲应用，不讲原理，例如第6周理论课，微机原理已经讲了可编程并口芯片8255A工作原理和8086与8255A的连接，那么在单片机课上就只须说明如何通过51单片机扩展8255A接口芯片就行。
1.2 实验内容
微机原理实验为16学时，单片机实验为20学时，在工程实际中后者用的更多，因而前者主要开设基础验证性实验，后者则在基础实验后，还要开设综合性、设计性实验。两门课程的实验内容安排如表2所示。
注：括号中为学时数，无括号的为2学时.
由于微机原理课程之前没学过汇编语言，因而需要通过两个软件实验让学生熟悉汇编语言编程特点，单片机则不需要开设C语言软件实验。在硬件接口实验方面，微机原理需要完成并口、串口、中断控制、定时/计数器、D/A转换和A/D转换等接口扩展实验，而单片机则除了完成自身并口、定时/计数器、外部中断、串口实验外，还有简单I O口扩展、8255扩展并口、D/A转换器和A/D转换器等实验。而且关于并口、串口、中断控制、定时/计数器、D/A转换和A/D转换的六个实验，在两门实验课上还能够互相对比，让学生找出其中的异同。最后，单片机原理还要安排一个综合性、设计性实验，先由教师出题，将前面若干个基础实验进行综合并加上一些应用设计，然后让学生选题，最后完成一个具有特定功能的单片机系统。
2 教学手段
除了“比较教学法”以外, 采用其他先进教学手段和教学方法是也提高教学质量的重要手段[6]。因而, 在两门课程的教学中引入Proteus虚拟仿真软件, 能够培养学生的创新思维和综合开发能力[7]。Proteus软件可以对51单片机、8086CPU及相关接口芯片提供支持, 还提供了示波器、信号发生器等虚拟仪表, 是一个全开放性的仿真实验平台, 相当于一个设备齐全的综合性实验室[8]。Proteus软件在微机原理与单片机原理课程中应用的总体框图如图1所示。
Proteus软件应用于微机原理，是以8086CPU为中心；应用于单片机原理，则以51单片机为中心。其外围电路主要分成4个部分，分别是：
1）显示输出，包括发光二极管、数码管、16*16点阵和液晶显示等电路。
2）按键输入，包括独立式键盘和行列式键盘。
3）共用I/O接口，包括并口扩展芯片8255、简单I/O口、D/A转换器和A/D转换器等。
4) 8086扩展，包括存储器、串口扩展芯片8251、定时器/计数器8253和中断控制器8259等。这部分电路51单片机不需要，因为其内部已经包含相应功能。
在两门课程教学中，当讲到接口电路实例时，首先用Proteus软件完成硬件电路，然后用EMU8086软件（微机原理）编程[9]或者用Keil C软件（单片机原理）编程[10]，最后将程序文件装载到Proteus电路中进行仿真并查看结果。这样教学能使实例形象化，而且将运行过程也形象化，只需要有计算机和相关的软件就可以[11]，不需要实验箱，成本低廉，使用简便。
3 结语