单片机原理及应用大全11篇

单片机原理及应用篇（1）

一、引言

单片机在现代电子系统智能化中扮演着至关重要的角色。无论是现代工业、农业及生活领域，还是尖端科技等诸多领域，都离不开单片机，其应用率和普及率是其他类型的计算机不能比拟的。单片机技术被广泛地应用在智能仪器仪表、机电一体化产品、实时工业控制、分布系统的前端模块、家用电器、医疗和军事等领域。所以单片机原理与应用是电子、自动化等专业的一门必修课。单片机原理与应用是电气信息类、自动化类、机电设备类、计算机类及仪器仪表类等专业的专业基础课或专业课。单片机教学的改革就是使学生将学到的单片机理论知识转化为适应就业和工作需要的实际能力。

二、改革单片机原理及应用教学的意义

（一）单片机原理及应用教学存在的问题

传统的理论教学是按教材编写的顺序，先讲单片机的硬件基础知识，然后讲指令系统、汇编语言编程，接着是讲接口技术，教学形式和手段单一、方法简单呆板。在教学中，学生普遍反映单片机概念多、太抽象、难入门、指令太难记。学生感到枯燥乏味，学习难度很大，课堂教学效果不够理想。

传统实训课则以教师为中心，基本都是教师先进行讲解、示范，然后学生开始实操训练，学生模仿教师按实训步骤操作实训项目。在这个过程中，教师巡回查看辅导学生。实训考核则是操作一个操作过的题目，教师要据学生实训项目完成的结果和所用的时间给出学生实训实操考核成绩。用一个模式，完全按照指导书上规定的步骤做相同的实训。学生感到学习内容枯燥无味，没有兴趣。学生的学习积极性和教师的授课积极性都受到极大的挫伤。

（二）改革单片机原理及应用教学的意义

针对单片机原理应用教学存在的问题，要对单片机原理及应用教学进行改革，培养学生学习单片机原理及应用课程的兴趣，着重培养学生的学习能力、综合运用知识的能力、动手能力和创新能力，培养高技能人才。

三、单片机原理及应用理论教学改革

（一）单片机原理及应用理论课中，引入案例教学

本着“理论够用”就可以的原则，把够用的理论优化整合到一个个案例中，案例中包含的理论由简到难，符合理论掌握的逻辑顺序，使“死”的大量的理论内容分散活化到每一个实际案例中。在应用中学习理论，理论因运用的具体而不再抽象，每个案例中学到的理论数量适中、迁移和内化的程度高，解决了单片机概念多、太抽象、难入门、指令太难记忆等问题。

案例教学有利于培养学生学习单片机原理及应用的兴趣，一个个案例生动具体，给学生展示单片机应用的广阔前景，使学生对学习单片机原理及应用产生浓厚兴趣。学生在学习抽象内容之前，教师可以通过案例给学生介绍单片机无比优越的性价比，并且应用大量的事例说明单片机的应用无所不在。将抽象的教学内容与这些生动的现实应用实例相结合，给学生一个能看到、能听到、能摸着的学习目标，提高了学生学习单片机原理及应用的兴趣。

案例教学有利于培养学生学习单片机原理应用的积极性。案例教学过程中，可以渗透就业热点介绍，使学生认识到单片机从低端应用到高端应用都有广阔前景。学好单片机原理及应用既能为低端应用打好基础，又能为高端处理器的学习做好准备。如此，使学生把学习单片机原理及应用与自己的就业前景结合起来，学生学习积极性得到调动。

单片机原理及应用理论课教学中，使用案例教学，能缩短理论与实践的距离，培养学生综合运用知识、解决实际问题的能力。不少学生都反映，在理论课上学到的理论知识，到实践中不知道怎么使用，怎么入手。其原因就是没有把理论与实际相结合好，使用案例进行理论教学，使学生接触到了与实际应用相近的案例，可以缩短学生学习时间。比如，以一个完整的项目开发为案例，介绍交通信号灯控制系统，这样增强了趣味性，学生也很容易接受，而且可以促进学生思维发展，实现分析、反思、体验和感悟。当其领悟后，就能模仿，也会举一反三。

（二）单片机原理及应用理论课中，丰富教学手段

学生觉得单片机原理及应用难学抽象，很大一部分原因，是传统教学的讲授加板书，无法为学生展示单片机内部数据动态流动的过程和图景。学生脑海中形不成单片机内部数据动态流动的过程和图景，产生了极大的困惑。制作生动形象的多媒体课件可以解决这个问题，利用多媒体课件把单片机中难懂的寻址方式指令举例和有代表性的指令，做成动画准确生动呈现出其数据流动的完整过程，学生瞬间就理解了寻址方式和典型指令，并且迅速发展了学生的形象思维能力、抽象思维能力和举一反三的能力。

单片机原理及应用课程信息量大，要求授课容量大，制作生动形象的多媒体课件可以满足这一要求，利用多媒体课件授课，节省了板书和大量的画图时间，可以在有限的课时内讲深、讲透课程内容；利用多媒体课件演示，可以随机重复，前后可以随意翻看的特点，便于突出重点、突破难点。实践表明，将传统教学的讲授加板书与计算机辅助教学手段相结合，丰富了教学手段，提高了教学效率，激发了学生学习的积极性和主动性，收到了良好的教学效果。

四、单片机原理及应用实践教学改革

（一）单片机原理及应用实训课中，多开发趣味实训项目

利用单片机编程可以实现许多电子电路，这是非常有趣的。例如，利用位操作指令可以实现各种门电路和组合逻辑电路；利用循环或定时器能实现软延时；利用定时器可以实现各种矩形脉冲发生器，这些都可以从示波器上观察到有趣的结果。这些实训项目可以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性和主动性。

（二）单片机原理及应用实训课中，引入模块化教学

把实践教学内容优化整合成若干个模块，每个模块中包含的知识点和技能又可分解到若干个实训题目中，例如灯光控制模块，包含了闪灯控制、排灯控制、转灯控制、流水灯控制、交通信号灯控制。每个模块的教学又可分成三个层次，对学生来说就是三个层面的学习，即模仿学习、举一反三和创新。就拿灯光控制模块来说，直接按照实训指导书上的程序进行实训就是模仿学习，在此基础上对指导书上的程序进行改编实现延时和灯光花样的变化是举一反三，最后编制一个全新的灯光控制程序实现创新设计。这样的学习符合学生的思维发展规律，使其发挥主观能动性及创造性思维，有效培养了学生的学习能力，综合运用知识解决实际问题的能力和创新能力。

五、小结

单片机原理及应用理论教学和实践教学手段和方法很多，这里从个人教学改革心得出发探讨了几个做法。在今后的教学改革中只要不断改进教学方法， 使用各种教学手段，激发学生的学习兴趣，注重学习能力的培养和综合运用知识解决实际问题的能力的培养，就能获得良好的教学效果。但要深入教学改革，还需要不断努力和探索。

参考文献：

[1]周绍平.单片机教学改革的实践与思考.扬州职业大学学报，2004，8（2）：60～62

[2]廖平.单片机实验教学的改革.实验室研究与探索，2004（7）：36～38

[3]陈 亮.单片机课程的教学改革.实验室研究与探索，2008（9）：121～123

单片机原理及应用篇（2）

《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.

单片机原理及应用篇（3）

《单片机原理及应用》课程是我院计算机类专业、应用电子专业、电子信息技术专业、微电子专业、电气自动化专业及机电一体化专业的一门专业核心课程，课程开设的范围广课时量大。所以对《单片机原理及应用》课程进行全面改革是非常必要的，依据高等职业教育的培养高级技能型人才的特点和要求，按照企业行业的工程标准（《单片机设计师职业认证资格》）对原有的对单片机原理、汇编语言设计、单片机C语言程序设计应用及PCB电路设计的内容进行重新规划，让学生的知识水平和职业技能与职业岗位实现无缝对接，培养出符合企业要求的高级单片机技术人才，具体目标如下：

1.1知识目标

使学生熟练掌握单片机的基本原理；汇编语言、单片机C语言程序设计的步骤和方法；使学生能够读懂和看懂单片机工程应用中稍微复杂的电路图。

1.2能力目标

培养学生硬件电路设计能力、程序设计能力、软硬结合综合设计与调测能力；掌握单片机的开发过程和开发工具，掌握软件模拟和硬件实时仿真；掌握单片机的仿真技术（PROTEUS、KEIL），能设计、制作和调试单片机基础级产品。

1.3职业目标

了解本课程的作用和市场需求；培养学生分析问题、解决问题的能力；能有效地设计开发和完成开发任务；了解单片机市场和新技术新产品的最新发展趋势。最后，通过本课程的学习能够获得《单片机设计师职业认证资格》（中国信息产业部颁发）证书，为学生顺利进入优秀组织，建立崇高的职业信誉，获得优越的职业发展机会具有极大的帮助。这也正是职业教育的目的所在“：学有所长，学有所用”，以技能带动职业，用技能获取岗位。

2课程改革解决的主要问题

2.1教学团队的更新

本门课的代课教师大都是从学校到学校，没有在企业开发项目的工作经验，为了实现学生知识和技能与企业职业岗位的无缝对接，课程改革实施过程中聘请企业行业专家担任部分理论教学、学术讲座等，让学生了解单片机市场和新技术的最新动态。

2.2教学内容的更新

提炼单片机原理、汇编语言、C51程序设计及电路原理的知识点，以“够用”为原则，以职业岗位为导向，以单片机设计师职业资格为标准，合理设计教学内容。

2.3教学安排和组织的更新

改变原来板书加实验的教学组织，使用一体化教室进行理论讲授、工程项目原型模拟仿真、开发实际的工程项目、项目考核四个阶段重新进行教学安排和组织。

2.4教学方式的更新

摈弃以往每周一次理论一次上机，后期一周实习的教学方式，通过一体化教学、引导式教学、项目化教学、“做中教、做中学”工学结合的模式，更新了教学方式，使教师和学生共同参与教与学的整个环节。

2.5考核方式的更新

不再进行期末的笔试考试，课程教学设计将注重学生职业能力培养，体现过程性评价，把学生自评、同学互评和教师点评相结合。

2.6教材的更新

以往使用的教材大都偏重理论知识和原理的讲解，实训内容与职业岗位的要求有一定距离，所以在课程改革的实践中，收集并分析单片机设计师职业资格标准，聘请行业企业专家与校内教师共同开发工学结合特色教材。

3课程改革研究的重点

《单片机原理及应用》课程是电子信息大类专业的核心能力课程，是一门理论性、实践性和实用性都很强的课程，是基于职业岗位能力的学习领域课程。通过该课程的立项课程组组员致力于如下几个方面的研究：

3.1精简课程内容

按照中国电子产业部《单片机设计师职业资格》的标准重新规划课程内容，以“够用”为原则，以职业为导向，以任务驱动为主，项目设计开发和主线进行[1]。

3.2教师团队融合

本课课程实施过程中，除了本校教师授课指导外，不间断的聘请企业行业的专家进行授课，学术讲座等。同时让教师了解企业的文化、单片机产品的市场及最新的技术动态，提高业务能力。教师、学生和企业专家进行面对面的交流，互相了解，互相提高。

3.3探索工学结合模式

根据单片机课程的特点，以“学生为主体，能力培养为本位”的主导思想，实施融“教、学、做”为一体的教学模式，以实际工作任务为中心实现“做中教”、“做中学”[2]。

3.4制定课程考核体系

在实施教学方案的过程中要注重学生职业能力的培养，体现过程性评价，即项目准备、项目实施、项目验收、项目总结四个阶段全程跟踪式的考核评价，并把学生自评、同学互评和教师点评相结合。

3.5学生技能和职业岗位的无缝对接

学生学习理论知识的技能的锻炼基本上都是在学校进行，尽管有企业行业人员的参与，但是与真正的工作环境和工作任务相比还有一定的距离。所以有必要以行业的标准对学生进行严格要求和训练，让学生在工作上岗前就已经熟悉行业标准，具备相关的职业素质和能力，实现学生技能和职业岗位的无缝对接。

4课程改革研究的创新点

单片机课程的改革已经进行过三次，第一次是纯理论向理论+实验（实验仪上进行）的改革，第二次是理论+实验（实验仪上进行）+课程设计周的改革，第三次是理论+实验（实验仪和软件模拟仿真同时进行）+实训周(完成简单单片机系统的实物)，每一次的改革有它的特点和亮点，也对教学效果有所提高。根据高职教育人才培养模式的要求，以“学生为主体，能力培养为本位”的原则进行的第四次课程改革有如下创新点：

4.1团队开发课程

不仅有我院教师参与，还有行业企业专家进行指导和现场讲授。

4.2校企合作开发课程

课程团队深入企业广泛开展调研，收集并分析有关行业企业职业资格标准，引入行业标准即《单片机设计师职业资格》标准，课程内容进行重新规划[3]。

4.3工学结合的教学模式

在课程改革过程中实施“教、学、做”为一体的教学模式，以实际工作任务为中心实现“做中教”、“做中学”。

4.4开发工学结合的教材

课程组成员在改革的过程中要不断的总结，不断的积累，通过扎实的企业调研和市场调查，根据学生的水平和职业岗位的需要编写出一本工学结合的特色教材。

4.5制作单片机系统实物

单片机原理及应用篇（4）

随着电子技术的迅猛发展和超大规模集成电路设计以及制造工艺的进一步提高， 单片机技术也得到了迅速发展。单片机已经深深地渗入我们的日常生活的各个领域。因此多数院校都开设了单片机的课程。而课程所主要讲述的多数都是MCS-51单片机。但是，单片机的软硬件发展很快，新技术和新产品不断出现。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成了主要的问题。《单片机原理及应用》这门课程，我们按传统的学科教学法是以大纲为基准， 以教材为基础， 以教师为主体。 教师讲， 学生听为主要教学方式， 以教材章节顺序为教学进程， 先讲单片机概论、硬件;再讲指令、语句、流程图， 最后举一些开发应用实例。开始的时候学生听得可能很认真，但是由于这门课程是一门专业课，前面所涉及到很多的前序课程。由于前面的理论知识很抽象，这就导致越学越糊涂，最后失去了学习的兴趣。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，是目前单片机教学中急需解决的问题。因此我们提出了一些改革，并提出了一边学一边练、以干具体的项目为目标。使学生在锻炼中得到提高，激发学生的兴趣，达到良好的教学效果。具体措施如下。

1.在教学上运用项目教学法。以项目为引导，案例教学等教学方法，本着不仅向学生传授知识， 更重要的是教会学生学习的方法， 培养学生的知识处理及知识转换能力和分析问题、解决问题能力及创新能力。让学生懂得怎样自己去学会一门课程。

具体步骤如下。

(1)提出任务目标:提出本次课要解决的一个具体的工作任务。

(2)分析任务特点:分析解决本任务的方法及步骤，选出最优方案。

(3)掌握相关知识:讲解实现本任务所必需的知识。

(4)实施具体项目:本任务实现的过程及结果。

比如在讲汇编语言程序设计时， 可以通过一个项目提出问题， 如何设计程序控制LED小灯的亮与灭。通过大约4个学时左右的时间将这一章节所用到的知识讲述给学生。然后让学生去查阅资料，从软件和硬件两个方面去查阅。软件方面可以比较哪个程序所用的语句最少，编程最简单。硬件方面看谁的结构简单，成本最低。然后选择出一个最佳的软硬件方案自行制作。使学生从查阅资料到制作都自行完成，老师只是起到指导和答疑的作用。从传统的老师教会转变成现在的学生自己学会的转变，大大提高学生学习的主动性。

2.在实验上根据单片机课程的特点，将实验教学内容分为基础实验、基本接口实验两个部分。基础实验主要有硬件的认知、指令系统实验、汇编语言程序设计实验。基本接口实验安排在课堂进行，是实验教学的重点。它包括硬件接线与软件编程两部分。学生在进行实验时，首先要根据实验任务完成硬件设计、设计主体电路，然后编写程序，最后调试。试验内容主要为基础实验，主要目的在于通过实验，让学生掌握基本的操作，和软硬件的了解。为以后具体的做某一个项目打下坚实的基础。

3.在考试环节上，主要通过三方面成绩来确定学生最后的期末成绩。这三方面主要包括期末笔试部分，平时实验部分，和实践创新部分。其中期末笔试部分占总成绩的40%，试验成绩占30%，实践创新成绩占30%。其中实践创新主要是指，在学习的过程中针对于每一章节所提出的项目完成情况的评定。比如我们在讲中断系统的时候，引入一个项目“交通灯的控制”。学生可以分组自行制作。根据学生的完成的情况给出一定的分值，然后将每一章的分值乘以系数合成总分值。这样可以对学生的成绩有一个综合分值。这样学生在准备考试时会将精力投入到实际应用中去， 而非死记硬背一些枯燥难记的指令和书本知识，更有利于对学生知识应用能力及知识转换能力和分析问题、解决问题能力的培养和考察。这种考试形式给教师增加了很大的工作量， 但使每个学生的知识应用能力都得到不同程度的提高。

最后，我们在教学过程中， 本着对学生负责的态度。培养学生的自学能力，提高学生的动手能力和应用能力为目标， 做了一些探索。 改进后的教学方法，内容由浅入深，理论实践相结合。提高了学生的学习兴趣和学习主动性， 使学生能够更好地掌握单片机的原理，并且相关的知识和应用能力都得到不同程度的提高。

参考文献

[1]刘刚.单片机原理与应用课程教学改革的探讨[J]. 江西教育学院学报， 2005， (26).

[2]张鑫，华臻等.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社， 2005.8.

单片机原理及应用篇（5）

《单片机原理及应用》是机电一体化专业核心专业课之一，发展迅速更新快、应用面广。学好用好单片机，也是提升就业竞争能力的一个重要措施。但是传统的单片机教学，均是先讲单片机的硬件结构之后讲指令及编程，最后再讲一些实例。按照此种教学结构，学生普遍感到难学。而且单片机是一门很注重动手的课程，单片机的指令和程序需要在实践中加以验证和巩固。根据上述问题，我以任务驱动法为主以其他教学方法为辅进行单片机教学，取得了较好的教学效果。

1 任务驱动法教学的前期准备

对于任何一门课程，入门都非常关键，如果让学生一开始就感觉很难，那大多数学生就会望而却步了。如何有效的调动起学生学习的积极性至关重要。因此，我安排了两个任务，首先讲解单片机的应用，得出结论“单片机已渗透进我们生活中的每一个角落”，激发学生学习兴趣。其次让学生了解单片机的基本结构、汇编语言软件使用等。接下来我们通过蜂鸣器的单片机控制这个任务的学习，引导学生学会如何利用单片机完成一个任务。由于该电路简单，学生容易理解，大部分学生都完成了任务，取得了成功，成功的经验为学生建立起了单片机应用的框架。走出了“不知庐山真面貌”的困惑，树立起了“一览众山小”的自信。

2 任务驱动法在单片机教学中应用实例

在学生了解了单片机的基本结构和应用后，就可以采用任务驱动法教学了。它是以完成一个个具体的任务为线索，把教学内容巧妙地隐含在任务之中。教师的教学与学生的学习都是围绕着任务来完成的。任务提出后，学生知道做什么，自然会思考如何做，听课时有的放矢，学习的主动性大大提高。共分为“引入、分析、实施、检查、总结评估”5个步骤。

1）引入：创建与学习主题和实际相关的情景（夜晚置身街头，各式彩灯把我们带入美轮美奂的世界，究竟是什么“魔力”使彩灯变换出多样的显示效果？）使学生带着问题听课。同时通过实验箱演示各种流水灯的效果，激发学生的学习兴趣。

2）分析：首先提出要求“利用单片机P1口控制8位流水灯”，在教师的引导下学生逐步分析如何去完成任务。任务的实质是每经过固定的时间将P1口的状态依次循环左移或右移，任务的重点是时间的控制，这部分功能可由延时程序来完成。之后教师开始讲解硬件电路设计及循环程序设计相关知识点，重点讲解延时子程序的编写及延时时间的确定。任务分析可培养学生的发散性思维，培养学生分析问题及发现问题的能力。

3）实施：由于单片机学时的限制，每个项目都让学生做出实物不太现实，那么在进行完任务分析之后，就可以利用现有的编程软件Keil51及仿真软件Proteus两者相结合进行实验验证。这种方法可充分利用学校计算机房的现有设备，减少了实验设备的硬件维护工作量。把学生分成若干组，每组选一名组长。每名同学都需要在仿真软件中完成硬件电路设计和程序的编写与仿真调试。此时应该充分调动起各组组长及已经完成项目的同学，让他们帮助解决，必要时教师给予提示和鼓励。这样不但可以促进小组成员间的情感交流，还可以促进合作能力的提高。对于学习较好的同学可以引导其探讨更多的彩灯变换效果。对于学习吃力的同学进行单独辅导，力求每名同学都能够完成任务。下面详细说明这两个软件的操作。

（1）硬件电路设计：Proteus是一种电子设计自动化软件，可以仿真常用的MCU和所有的外设。学生在Proteus软件上完成硬件电路设计。打开Proteus软件，绘制如图1所示的8位流水灯的单片机控制硬件电路图。单片机常用的元器件的名称应该让学生记下来，以后的学习中还会用到。（2）控制程序编写：完成硬件电路的设计之后就可以进行控制程序编写，Keil51是一款基于51单片机的软件开发工具，它支持多种语言编程。打开Keil51软件，新建一个工程项目文件，命名为Lsd，并为工程选择目标器件，选择Atmel的AT89C51芯片。接着创建一个源程序文件起名为main2.asm并输入如图1的源程序代码，写完程序后将该源程序文件添加到当前的工程项目文件Lsd中，并为工程项目设置软硬件调试环境，一定要为目标设置选项，点输出选项卡，在产生HEX文件前打勾，并起名为lsdsc，源程序文件经过编译、建立目标文件lsdsc.hex，若程序没有提示错误就可以进入调试环节。（3）程序的仿真与调试：将lsdsc.hex文件加载到Proteus的单片机中并运行，使学生在没有单片机硬件实验箱的情况下也可直观地看到仿真结果，一目了然，增强了教学的生动性和直观性。

4）检查：学生完成任务后，按照任务要求自行检查是否符合要求，并分析故障现象以及解决办法。要鼓励学生勇于提出疑问、大胆猜想与探索。通过完成任务，不仅学到了知识、还提高了学生解决问题的能力以及团结协作等关键能力。

5）总结评估：学生操作演示，教师根据学生的表现以及完成任务的情况，按照（硬件电路设计20%、控制程序编写60%、6S管理20%）给出学生分数，作为学生一个任务的成绩，这部分成绩占期末成绩40%；平时成绩占30%（包括出勤、纪律、作业等）；阶段性测验占30%。由此可见，对于学生的考核，既包括了专业知识的考核，也包含了方法能力的考核。这种考核注重实践与理论的结合、结果与过程的结合。最后教师做出总体评价，并总结学生做的过程中出现的成功与不足之处，并在技巧及知识的拓展方面加以总结。这个过程可以开拓学生视野和思路，扩展学生的知识面。

3 任务驱动法下的实训

由于实验课时有限，授课过程无法做出实际的产品。课程实训刚好弥补实验课的不足。我选择了《位流水灯的单片机控制》和《1位数码管显示控制》这两个项目。参照企业工作的程序，把全班分成若干组，几个学生合成一个项目组，共同完成一个课题，从工作任务的提出―硬件电路设计―程序设计及仿真―焊接调试电路板―编译下载烧录程序―运行观察―修改程序等几个环节，要让每名学生都参与其中，使学生真实体验到完成一个单片机项目的全过程。经过两周单片机实训，每组都完成了一个电路板。最后把每组的电路板运行起来并进行照相和录像，使学生对单片机系统有了进一步的认识；培养了学生的实际动手能力、沟通协作能力和创新意识。同时学生做的电路板可以在以后的教学中作为教具使用。

综上所述，任务驱动教学法始终把学生作为学习的主体。以任务作为驱动，让学生通过自己的操作并利用Proteus和Keil51软件，把书上死的理论变成活的应用，提高了学生学习单片机的兴趣和积极性，促进了学生创新意识的培养。因此，在我院单片机教学中实施任务驱动教学法并结合软件仿真等教学方法，能够大大提高教学效果。

【参考文献】

单片机原理及应用篇（6）

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)30-0691-02

The Application of Task Teaching Method in Single Chip Computer Principle and Application Teaching

XIE Si-lian, CHENG Yun

(Department of Communications & Control Engineering, Hunan Institute of Humanities Science and Technology, Loudi 417000, China)

Abstract: The task teaching method is the teaching activity through carrying on a complete project work by the teachers and students together, which is one kind of the motion guidance teaching method. This article introducedbasic concept and the characteristic of the task teaching, then we have discussed the task teaching method in the Single Chip Computer courser teaching.

Key words: task teaching method; tradition teaching method; Single Chip Computer

1 引言

单片机在各行各业的应用日益广泛,很多高校都开设了《单片机原理及应用》这门课程,特别是在电子类和电气类等工科专业,这门课程都作为专业必修课，足见其重要性。 这门课程的特点是它的实用性和实践性，也就是说，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，才能学好，才能真正掌握这门技术。 然而，大部分高校都采用传统的教学模式来讲授这门课程，学生在学完这门课程后，绝大部分同学并没有真正掌握它，对单片机应用系统的开发过程还是一知半解，在日后的工作岗位上仍然不能胜任与之相关的工作。 因此，对于这门课程的教学模式有必要作一些改进，本文将从任务教学方法的角度对这门课程的教学模式进行一些探讨。

2 任务教学法概述

建构主义[1]学习理论认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程。任务驱动教学模式就是教师把教学内容设计成一个或多个具体任务，让学生通过完成一个个具体的任务，掌握教学内容，达到教学目标。任务驱动教学是基于建构主义，具体有以下几点优势：

1) 教学目的明确，更易于学生掌握采用任务驱动教学模式进行教学，教师与学生都是围

绕如何完成具体的任务而教而学，教师思路清晰，教学目的明确，学生更容易掌握学习内容。

2) 突出了学生在教学中的主体地位，采用任务驱动教学法，每节课都要求学生完成一个具体的任务，学习更有针对性，学生有紧迫感，就能主动参与到学习中来，从而提高学生发现问题，解决问题的综合能力。

3) 培养了学生的创新能力，激发其学习兴趣采用任务驱动教学，有利于培养学生注重掌握方法的意识和创新意识。在布置任务后，教师只是引导学生，由学生来设计如何完成任务，这就为学生发挥想象力和创新提供了平台。

3 任务教学法的教学设计

根据单片机课程的特点，其任务教学法[2]包括理论课和实验课的教学，这两种教学方式是紧密联系的。 实验课[3]以理论课为基础，在做实验时，不再使用傻瓜式的实验箱，而是采用与理论课相同的例子，让学生从硬件电路的焊接、软件的编制、在线的仿真调试到最后程序的烧写都动手做一遍，经过这个过程，学生不仅掌握了单片机的理论知识，提高了实际动手能力，而且熟悉了单片机应用系统的开发流程，这是传统的实验课所做不到的。

3.1 任务教学的模块划分

《单片机原理及其接口技术》这门课程，可以分为四部分，单片机的硬件结构、单片机的软件、单片机的外部扩展应用及实际操作部分。其中，单片机的软件部分是与其它几个部分紧密联系，不可分割的，可以将其它三部分体系打散，从中抽出若干知识点，重新组合，分作如下几个模块:

模块一：单片机输出端口和输入端口的控制(软硬件各部分均较简单)。

模块二：单片机内部定时器、中断和串行通信的操作。

模块三：系统的扩展(软硬件各部分相对较复杂)。

3.2 具体实施过程

3.2.1 教学流程

1) 老师设问，针对每一个不同的任务，设计一些针对性的问题。

2) 课前预习，课前将下一堂课的任务布置给学生，要求学生熟悉每一个案例的材料，针对设计的问题进行思考。

3) 课堂上，组织学生进行讨论，分析各自解决问题方案的优劣。

4) 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。

5) 展开任务教学活动课的研究过程。

3.2.2 教学设计

1) 组织任务执行小组

案例活动小组采用学生自由组合，老师适当调整的方法来组成。

2) 制定任务活动课计划

根据课程划分的三个模块，分阶段设计一些包含各主要知识点的任务。

第一阶段由简单任务导入，对于单片机输出端口的控制，可以设计2个案例：任务1――点亮单个发光二极管；任务2――使八个发光二极管循环点亮；任务3――使八个发光二极管呈花样显示。

第二阶段对于单片机输出/输入端口控制，采用2个任务：任务1――使按钮开关的状态在发光二极管显示；任务2――当P3口输入的状态满足一定条件时，使八个发光二极管按照一定规律点亮。

第三阶段难度略有增加，内容为8051内部定时器、中断和串行通信的操作，采用3个任务：任务1――定时器的应用；任务2――中断的应用；任务3――串行通信的应用。

第四阶段为单片机系统扩展练习，虽然这部分较难，但有了前面课程的铺垫会变得容易接受，采用4个任务:任务1――8155输入/输出口的应用；任务2――8255输入/输出口的应用；任务3――按键和LED的应用；任务4――A /D转换和D /A转换的应用。这样将每一阶段分为多个案例，合理安排，由浅入深，层层深入，循序渐进。

3.2.3 实施研究

1) 案例教学活动课的研究方式

第一阶段和第二阶段教师采用任务活动课教学，学生采用发现模式的研究性学习；第三阶段和第四阶段教师仍然采用任务活动课教学，此时教师要安排学生由发现模式的研究性学习向探究模式的研究性学习过渡，最终主要采用探究模式的研究性学习。

2) 任务教学活动课的研究过程

由教师确定要研究和解决的问题，即提出问题和要求，可以补充该研究活动要使用的硬件和软件方面应掌握的相关知识，为此老师需打破原有的知识结构编排，从硬件部分、软件部分和实践部分中抽取若干知识点，重新组合，使学生形成相应的初步能力。学生具备相应的初步能力后，每组要提出解决问题的方案，自行安排本组人员负责软件和硬件各部分的设计和调试任务。 对方案的实施要经历三个步骤：1)软件调试成功；2)硬件调试成功；3)软硬件联调成功。遇到问题时，尝试自己组内解决，小组之间解决，解决不了时请老师帮助，以此锻炼学生交往和联系的能力(语言表达，书面交流等)以及分析问题和解决问题的能力。研究结束后，教师对学生的作品进行评价，学生要给老师讲解设计的过程(要讲清楚为什么要这样创新，解决了一个什么问题)。经过这样一个研究过程，可以锻炼学生知识的综合运用能力，设计和创新能力，培养学生的团队精神。

4 结束语

任务教学法是对单片机课程教学改革的一种尝试，经过实践检验，这种方法还是切实可行的，学生学习的效果还是比较令人满意。当然，任务教学法虽然有不少优点，但是也不能完全取代传统的教学方法，在实际操作中，应将这两种教学方法结合起来，取长补短。

参考文献：

单片机原理及应用篇（7）

作者简介：许景辉（1978-），男，河北藁城人，西北农林科技大学水利与建筑工程学院，讲师；张成凤（1978-），女，山东安丘人，西北农林科技大学水利与建筑工程学院，讲师。（陕西 杨凌 712100）

基金项目：本文系西北农林科技大学本科优质课程建设项目（项目编号：2013-53）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0074-02

“单片机原理及应用”是电气工程及其自动化专业的一门重要学科基础课，是专业建设方向中“强弱电结合、软硬件结合”的重要体现课程之一。该课程帮助学生理解嵌入式控制系统的原理、工作模式和常用芯片参数，是目前信息技术在电力系统中应用的入门级课程和基础课程。

“单片机原理及应用”经过多年的教学实践和改革，从教学方法和教学手段上进行了不断创新，教学效果日益提高。但在新科技时代背景下，随着现代科学技术的飞速发展，更多的技术和方法可应用到“单片机原理及应用”教学中，为课程改革的不断推进注入了活力。[1]2012年新的专业目录调整后，专业课程设置及学时要求发生了一定变化，这也为该课程的改革提出了新的要求。

一、单片机课程教学现状

单片机课程是目前高校电类专业的骨干课程，虽然从课程名字上有所不同，但教学内容基本为MCS-51单片机基本原理及其应用方法，故课程名字多为“单片机原理”、“单片机原理及应用”、“单片机原理与接口技术”等。根据教学任务要求及课程设置不同，单片机课程学时从32学时到64学时不等。结合现在专业培养方案变化，目前该课程以48学时居多，同时根据教学需要增设1～2周的课程设计。从教学形式上来看，各校基本延续课堂讲授和课程实验相结合的传统教学模式。由于多媒体的推广及实验设备价格的降低，学生知识掌握和实践动手能力都较过去有了很大进步。以单片机为主的应用电路设计一直是各个学校学生科技创新活动的主流，通过各类实践活动，学生在毕业时的理论和实践能力显著增强，为学生进入工作单位打下了坚实的基础，受到社会各个用人单位的青睐。

然而，目前单片机教学中也存在很多问题，需要不断进行教学研究，进一步提高该课程的教学效果。首先，该课程的教学内容需要适度更新，以适应当前社会对单片机技术人才的需求。在课程教学内容上，多年来该课程以MCS-51系列单片机为例，从单片机硬件结构、常用指令、编程方法和单片机硬件扩展等方面进行单片机的教学和实践锻炼。但实践中发现，单片机汇编语句部分应增加C51对照程序以加强学生实际应用开发的能力和水平。在单片机知识结构上，应对目前普遍使用的I2C、SPI、ICP和ISP等加以介绍，让学生了解目前广泛采用的单片机技术。除了MCS-51单片机外，还应对日常广泛采用的PIC和AVR系列单片机进行适当介绍，使学生不至于与实际脱节，降低课程教学效果。在实践环节中，很多学校仍采用传统的试验箱，这虽然在一定程度上方便了学生实验，但与学生进行单片机系统开发脱节，容易造成学生眼高手低的教学弊病。实践教学中，应将具有在线可编程功能的单片机引入到实验课程之中，让学生真正体验单片机开发的实际环境，更好地了解系统设计过程及调试过程。结合现代虚拟仿真技术，应将PROTEUS等仿真软件引入到教学和实践体系之中，让学生能够在理想的环境下进行软硬件调试，增强学习兴趣。

二、单片机课程教学改革实践

“单片机原理及应用”课程改革主要包括课程内容优化、实践教学创新、教学方法改革、考核体系完善及创新人才培养等几个部分，通过不同部分的教学改革实践，可优化教学内容体系，提高学生综合素质，培养学生具有“理论基础扎实、实践创新能力强”的创新型人才。

1.明确培养目标，优化教学内容

单片机课程是一门理论和实践性都比较强的课程。由于该课程较为抽象，需要学生用“有限硬件资源”的思想去考虑各类复杂的自动控制问题，这就要求课程的理论教学和实践教学内容合理，能通过相互补充的方式提高教学效果。目前，“重基础、宽口径、重应用、高素质”是电气专业培养的原则，在这个培养目标下，学生应该掌握坚实的课程基础，建立较为全面的课程知识结构，在实践教学环节的基础上，具有较强的动手实践和科技创新能力。但在新的专业培养大纲修订中，专业学时不断压缩，因此更需要认真考虑教学内容，满足现在培养目标的要求。

单片机教材多种多样，但在教学内容上基本相似。单片机课程内容主要有数字电路基础、MCS-51单片机硬件结构、单片机指令系统、汇编语言程序设计、单片机中断及定时/计数器、单片机存储器及扩展、单片机串行通信、单片机接口技术、D/A和A/D转换电路设计、单片机系统设计方法、单片机应用及开发举例等内容。从内容上来看，单片机硬件结构、指令系统及汇编程序设计、中断及定时/计数器、单片机存储器及扩展和单片机串行通信等是该课程基础知识，应通过各种教学手段进行重点讲授。不论学时如何压缩，这些基本内容应该保留并保证教学的实际效果。D/A和A/D转换理论在数字电路课程中有所介绍，因此可以结合单片机应用及开发举例等内容进行讲授，结合实践教学要求，还可将其放入到实践环节之中。单片机汇编语言部分教学内容应补充C51编程方法及实例，但汇编语言不应省略，因为它是锻炼学生软硬件编程思维的重要内容，不应过分追求与社会接轨而让学生建立空中楼阁式的课程知识结构。在串口通信教学中，可对RS-232接口及单片机串口工作方式进行简要介绍，但应增加I2C、SPI等串口总线教学内容以适应现在硬件接口设计的时代需要。[2]PIC和AVR单片机作为现在单片机应用的主流，在课堂中应对其特点加以介绍。

2.加强实践教学，提高学生创新能力

单片机课程实践性非常强，只有通过理论和实践相结合，学生才能真正掌握单片机的使用方法和应用技巧。单片机课程实践教学分教学实验、课程设计两个部分。两部分应结合课堂教学内容，相互补充，相互呼应。

在教学试验中，首先应采用切近实际生产的教学设备。目前很多高校仍采用传统的实验仿真箱，这种设备让学生关注于程序设计，单片机硬件部分只需插线即可完成。从目前教学效果来看，采用这种设备进行教学，学生对软硬件知识的掌握程度不尽理想。现在广泛采用的单片机均有ISP（在线可编程）功能，其单片机ROM多采用可擦写的flash芯片，因此延续过去烧写器时代的仿真实验箱将给学生造成错觉，让其在实际硬件开发中有种无所适从的感觉。单片机实践教学要求学生能够掌握单片机基本指令和使用方法，掌握单片机系统的开发流程及操作技巧，因此需要学生在软硬件上均应进行实践锻炼，这就要求启动新型实验教学仪器的应用。目前，单片机开发板功能日益完善，其价格越来越低，因此可以通过单片机开发板，让学生进入单片机系统开发的实战环境，真正让学生对系统硬件结构和软件指令有一深入的了解和掌握。在实践教学中，采用了积木式单片机硬件系统，单片机建立最小系统后，其设备均通过经典电路制作成模块，学生在实验中要对其电源、总线等设计，需要通过引线组件不同功能电路，这充分锻炼了学生的动手能力和系统设计能力。

在单片机实践教学中，PROTEUS软件是取代传统实验仿真箱的另一利器。PROTEUS软件是英国Labcenter electronics公司开发的EDA软件，是目前唯一能够进行单片机软硬件仿真的计算机辅助软件。[3]该软件有丰富的元器件模型库，能以较为形象的方式进行51系列、PIC系列、AVR系列和ARM7等软硬件仿真。[3]该软件注重于器件的关键引脚连线，能结合Keil等编程环境，对单片机系统进行主要功能检验和输出结果仿真，这有效提高了单片机学习和开发的效率。PROTEUS软件在软件环境中集成了各类检测仪表，学生只需一台计算机即可进行相关知识的学习和功能开发，其应用范围越来越广。[4]西北农林科技大学（以下简称“我校”）根据教学中常用电路及实验仿真箱等经典电路开发了“基于PROTEUS的单片机实验平台”，通过模块化的方式排列了教学和实践中常用电路模块，学生需要通过硬件连线和软件编程完成相应控制功能，对学生软硬件设计能力提高起到很大促进作用。

3.采用多种教学手段，不断提高教学效果

近年来，随着国家教育改革的不断深入，“强基础、宽口径”已是目前高校专业教学目标的主流，与之呼应的专业培养方案修订使得专业课程学时不断压缩，但教学大纲中对课程内容要求并未减少，这就势必造成教学效果的下降。为了适应这种状况，教学中必须采用新式教学方式，以提高教学效率。

现代教学手段中，多媒体授课形式已经不是新的创意，但多媒体课件如何设计却是一个常说常新的话题。目前，对于如何进行多媒体课件制作的论文已经很多，[5，6]但如何设计课件内容及如何设计内容展示方式的论文却不多。多媒体教学中，对于抽象的内容需要用POWER POINT中动画功能予以演示，如单片机工作方式内容讲解时，学生很难想象单片机取指令、编译指令和取数据的过程，而通过动画显示的方式，学生就很容易理解PC指针的工作方式以及CPU进行取、解译和执行指令的过程。现在网上资料非常多，在进行单片机硬件扩展内容讲解时，可将学生分成几组，分别对常用的电容、晶振、液晶显示器、数码管等进行型号和图片的搜集和整理，然后利用课堂5分钟进行各组的讲解和展示，这不但拓展了学生的视野，而且锻炼了学生的能力，起到了教学相长的目的。

除了多媒体教学外，还应充分利用各种资源，为学生进行立体式教学环境布置。应充分利用板书、多媒体、网络等手段，扬长避短，充分发挥各自优势。教师通过板书给学生以思考的时间，利于学生进行理论知识的课堂消化。网络是目前知识学习的宝库，丰富的网络资源为课程难点解答提供了多种版本的解释，为学生正确理解知识点提供了帮助。比如说单片机型号多样，课本讲解是有限的，学生就可查阅论坛和精品课程网站来了解新知识，各类国家、省级优秀精品课程网站为学生学习提供了良好的平台。

4.建立多样考查方式，注重学生学习效果考核

各种教学方式改革，目的是为了给学生提供一个良好的学习环境，因此学生学习效果还需通过多种考核方式进行评测，为学生质量鉴定提供一个标尺。单片机课程应用性较强，死记硬背式的学习方式不能适应现代社会对人才的需求。因此从课程考核方式上应将作业、出勤、实验报告、课堂测试、大作业及期末考试结合起来，通过教学过程中的引导，调动学生学习积极性。随着社会思潮对大学校园的冲击，每一届学生的学习特点各有不同，因此需灵活确定各类考核比例，引导学生加强某个教学环节的学习和锻炼。比如说，某届学生实验积极性不高，那这届考核中的实验出勤和实验报告比例就要加大，而且其考核比例要及早通知学生，这样才能引导学生重视实践教学环节。在不同考核方式中，也应该注重考核形式。如课堂点名时，很多教师拿点名册进行点名，由于缺课情况无法展示给学生，容易让不爱上课的学生懈怠。而通过大屏幕式Excell点名，情况就不一样了。这不仅利于学生出勤情况的统计，还可以让全体同学掌握各自出勤情况，利于彼此的监督和提醒。

三、积累教学经验，不断加强教学创新

不同教学方式的改革都是围绕创新性人才这个培养目标进行的。已有的教学经验利于当时的教学，但随着时代的变化，其教学方式就需要不断创新。

教学方式改革的主导者是教师，只有加强师资队伍建设才能形成良好的教学和学风，才能不断创新教学形式，提高教学水平和效果。在师资队伍建设中，应通过教案编写、课程讲授、专题研讨和学术交流的形式不断加强教师素质，提高教学水平。应鼓励和支持教师参加各类单片机产品会和学术团体会议；通过科研活动、全国性技能竞赛和学生科技创新活动，积累理论和实践经验，为教学工作积累丰富的教学素材；应积极创造教师进修和考察机会，开拓眼界，丰富经验，为树立其正确的教学理念创造条件。

学生创新型教育是时代赋予高等教育的目标和使命，是促进国家发展和生产力提高的重要保障。在教学中，应积极引导学生发挥创新性思维用单片机的思维解决生活中的自动控制问题。同时应在作业、课程设计选题及综合性、设计性实验项目中积极贯彻创新型人才培养思路，让学生多动脑、多动手。结合目前实验室开放和PROTEUS平台，让学生多进行创新性思考和科技创新活动。学生素质的进步既是高等教育创新的成果，也是教学创新的动力。

教学创新是课程生命力的动力和源泉，教学改革实践是课程永葆青春的法宝。教师只有不断创新，才能让学生由浅入深、由易到难地进行单片机概念、原理、使用方法的学习，才能通过丰富多样的实践创新活动掌握单片机控制系统设计、制造方法，才能培养出一批又一批的高素质创新型人才。

参考文献：

[1]吴允平.单片机教学改革与学生工程素质和创新意识的培养[J].福建师范大学学报（自然科学版），2004，20（1）：111-113.

[2]翟玉文.单片机课程教学改革探究 [J].吉林化工学院学报，2013，30（4）：34-37.

[3]张靖武，周灵彬.单片机系统的 PROTEUS 设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2007.

单片机原理及应用篇（8）

引言

《单片机原理与应用》是职业院校机电一体化等专业的核心技术课程，包括单片机的组成原理、系统指令、接口技术与应用，具有很强的理论性和实践性。依据高等职业教育的特点和要求，进行全面教学改革才能培养出符合企业要求的高级单片机技术人才[1]。

1.《单片机原理及应用》教改面临的主要问题

1.1 学习模式落后

随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，现在信息化的浪潮已经席卷全球，人类社会正以惊人的速度走出工业文明而步入信息时代。必须改变过去那种老师教多少，学生学多少；老师与学生、学生与学生之间缺乏交流的落后学习模式，以适应信息时代的要求。

1.2 教学方法单一

《单片机原理与应用》的理论生涩难懂，传统的教学方法单一，容易使学生产生心理障碍，感觉特别难学，教学效果差，更谈不上灵活应用。

1.3创新能力不足

我们的学生在传统教育观念影响下，重视钻研书本理论知识，稳扎稳打，积累丰富的知识，在这样的教育方法和训练下的学生基本功扎实，善于考试，但缺乏勇于探索、求真务实和敢为人先的科学精神，难以自主创新。

2.《单片机原理及应用》 教改实践的探索

2.1 合作学习模式的推广

合作学习模式是指教师与学生之间、学生与学生之间在讨论、合作与交流的基础上对一些共同任务与问题进行合作，以获得最佳学习效果，充分利用现代信息技术和资源进行学习，现在师生合作学习模式逐渐在职业院校推行，师生合作学习模式的流程如图2所示，这些都为基于网络的合作学习模式在职业院校的构建打下了良好的基础[2]。

2.2 项目式教学方法的实施

通过表1传统教学与项目教学的比较，可以看出，不论从单片机课程本身还是从社会发展需求来说，对《单片机原理与应用》来说项目式教学都是一种很好的教学方式。学生由被动变为教学的中心，以工作任务为主体的教学内容，以自主探究学习和小组合作学习的教学组织形式，以基于项目的职业能力培养的教学方法，以培养综合职业能力的教学理念，必将培养出动手能力强的新型技术人才。

2.3学生创新意识的培养

2.3.1 积极开展《单片机原理及应用》课程仿真设计

将仿真软件应用在教学的过程中，通过硬件设计与软件调试，给学生创造更多的动手机会，能帮助学生尽快理解单片机，以提高教学效果。在教学中引入Proteus仿真软件，可以弥补传统单片机教学方法的不足，使学生建立直观的仿真思想，增强学生的参与感与动手能力，利用仿真的形象、生动，过程跟踪、结果显示等特性，达到师生互动，理论教学与实际应用相结合，实现一体化教学的效果，对教学产生积极的影响[3]。

2.3.2 营造浓厚的创新教育氛围

我们应该构建一种适合大学生成才的校园文化环境和学术氛围，加强校园文化建设，充分调动学生的参与意识与积极性、主动性。针对学生的求新求异心理特点，发展每个学生的特长。通过组织分级教学和开展各种学术性社团活动，提高学生的认同感、归属感。这有利于在整体环境熏陶下，让个性健康发展，使学生在活动中长见识、增才干，培养创新精神[4]。

3.结束语

基于项目式教学方法实施的《单片机原理及应用》，可以很好地培养学生合作学习能力，充分利用校园网络资源，加强师生交流环节，培养学生的创新意识，为社会培养急需的生产、建设、管理和服务等一线的技术应用型人才。（作者单位：商丘职业技术学院）

参考文献：

[1] 李云钢，邹逢兴，龙志强.单片机原理与系统设计[M].北京：中国水电力出版社，2007.

单片机原理及应用篇（9）

中图分类号：F49文献标识码：A文章编号：16723198（2014）07017601

1云计算

“云计算”的概念，是由Google的CEO艾里克・施密特在2006年的讲座上第一次提出并使用的。云计算就是，把目前为止由个人计算机或公司服务器上所进行的信息处理，通过因特网使其运行在外部巨大服务器上的方法。也就是说，信息的处理在互联网上，即在“云”中实现，其真正的涵义便是“云（=因特网）+计算（=信息的计算处理）”。

2云计算辅助教学与单片机教学

随着云计算的快速发展，人们的生活和工作水平不断的提高。2009年云计算被应用到了教育界，带来了教育领域的一次革新。云计算在教育领域的应用被称为“云计算辅助教学（CCAI）”，它是指使用者利用云计算所提供的云服务来完成信息共享，实现教育资源的最大化利用以及减少教育方面的设施投资。高校是培养人才的地方，利用云计算的优势，探索高校如何与云计算相结合，进行教学方面的革新是当前教育界面临的一大挑战。单片机原理及应用是一门专业课，具有技术应用与直接面向就业的特点，掌握好单片机知识与技能后，将为日后工作打下坚实的基础。如何将云计算应用到单片机教学中，探索云计算所带来的教学革新，是单片机教学工作者急需探讨的一个问题。

单片机以其完善的功能、低廉的价格，被广泛应用在工业控制、仪器仪表、通信、机电一体化、家用电器等领域。单片机技术已成为从事自动化、通信、机电一体化等工作的人员必备的技术。目前，已经有很多高校开展了单片机精品课程的研究，形成了一套完整的单片机理论教学体系。高校之间相互分享教学资源就可以减少教学资源以及硬件设施的重复建设与投资。随着云计算技术的不断发展与普及，将各种教学资源迁移到“云”中，就可以很好的实现高校间各种教学资源的共享，建成一个基于云计算的单片机教学平台。在单片机原理及应用课程教学中，运用百会套件建立教与学的平台，将单片机教学与云计算相结合。

3单片机原理及应用教学设计

单片机原理及应用这门课程理论性和实践性都较强，包含了一些抽象的理论概念。这门课程不像C语言程序设计，只要知道程序怎么编写就可以了，也不像模拟电子技术，只要知道硬件电路设计便可，它是理论和实践的结合体。

3.1理论教学

理论知识涉及到专业内容，往往枯燥乏味，很难引起学生的学习兴趣，没有了学习兴趣，学生就会产生抵触心理。所以，选用合适的教学方法就相当重要。教学方法有很多种，案例教学就是其中的一种。运用案例教学，可以把抽象的理论知识和案例相结合，能起到将抽象问题具体化的作用。在单片机教学中选用案例教学，就能让学生对教学内容有直观的印象，有利于提高学生的学习积极性。

利用百会维基呈现教学内容、教学活动、展示作品等。教学内容中采用案例的方式将教学内容展示给学生，比如电子钟、城市道通灯控制系统、防盗报警器等日常生活中很常见的例子，让学生知道单片机的学习和日常生活息息相关，将原本抽象的理论与实际例子相结合，从而引起学生的学习积极性。利用了云计算技术，学生随时随地可以利用上网设备，比如电脑、手机或IPAD等来查看教学内容、教学活动以及相关的作品。打破了传统的将教学资源拷贝到电脑上的麻烦，而且现在学生基本上都人手一个手机，手机小巧随身携带方便，方便随时查看相关信息。

利用百会文档免费在线建立、撰写、存储和分享文档。通过百会文档，学生便可以共享演示文稿、电子表格和文档等资源，还可以上传图片和文件等资源，利用这个功能，可以实现网上完成作业。打破了传统的手写作业的模式，在相应的上网设备中，通过浏览器打开百会网的百会文档，编写好作业，然后进行提交。教师接收作业并批改，可以及时将作业批改结果反馈给学生。利用云技术，还可以对考试方式进行革新。利用百会文档提供的文档权限管理功能，完成网上答题并提交，最终教师进行批改。不但提高了教学效率，还可以减少教育方面的相关投资。

百会聊聊可以实现师生间的及时交流互动。学生在学习单片机课程过程中遇到问题可以随时提问，教师或者其他学生都可以解答，及时解决学习过程中的疑问。百会论坛也可以实现师生间的交流互动。学生或教师将有用的一些信息或资料在论坛上，大家可以交流讨论，不但有利于学习还能增长课外知识。

3.2实验教学

实验是对所学理论知识的应用，是单片机课程中不可缺少的一个部分。单片机原理及应用是软件和硬件相结合的一门课程，软件部分要求学生掌握单片机相关理论以及编写程序的能力，硬件部分要求学生会动手设计硬件电路。我校电子专业在课程安排上先学习微机接口技术，然后再学单片机原理及应用，所以选用汇编语言进行编程，可以强化对汇编语言的理解与应用。对于学的好的学生可以引导他们再编写单片机C语言。学习汇编语言和学习其他编程语言一样都要学习语法。了解了语法后，接下来就是应用到具体的编程当中。我校单片机原理及应用的实验课选用天煌开发的单片机实验设备以及相关的编程软件。传统的实验课是要求每台学生机都要安装相关软件，若软件出现了问题又要重新安装，这样增加了实验室维护的压力。若

采用云计算技术，将相关软件保存到百会文档中，学生便可以在任意时间和地点下载安装，这样有利于一边学习汇编语言的指令，一边将所学到的指令应用到具体编程中，可以及时了解相关指令的用法以及容易出现的问题。不但有利于学生更好的学习指令，还能减少实验室维护的压力。我校单片机原理及应用课程是专业考试课，规定需用64学时的时间完成教学大纲所要求学生掌握的内容，其中有44学时的理论课和20学时的实验课。学生在期末的时候会得到这门课程的总评成绩，总评成绩=期中成绩（20%）+平时成绩（20%）+实验成绩（10%）+期末成绩（50%），这里涉及到实验成绩的评定。利用云计算技术，可以在网上实现实验成绩的评定。将实验成绩分成两部分即出勤率和实验完成情况。利用百会文档可以进行在线调查与统计查看学生的出勤情况，利用百会维基完成实验程序的上传操作。

4结束语

目前，基于百会平台的单片机原理及应用课程的设计仍处于探索阶段。利用云计算技术能够最大化优化资源的共享，是网络高速发展下的必然产物。云计算技术还减少了硬件设施上的重复投资建设，减少了企事业单位的开销。把教学和云计算技术结合起来，能够实现教学上的革新，是新时代下教师要掌握的一门技术。但是，云计算在教学过程中的应用仍存在许多问题。比如安全问题、个性化操作的实现等。云计算的功能是强大的，期待云计算技术的不断发展给人们的学习生活带来更大的便利。

参考文献

[1]胡长胜.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]李春艳，王茜.云计算环境下计算机基础实验教学模式探讨[J].电脑知识与技术，2013，9（14）：33213323.

单片机原理及应用篇（10）

[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.

单片机原理及应用篇（11）

0 引言

单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表、机电一体化产品、家用电器等各个领域。“单片机原理与应用”在工科院校各专业中已作为一门重要的专业基础课而普遍开设[1]。本文在分析该课程教学现状的基础上，针对存在的问题从课程内容体系安排和考核方式等方面进行了一定的探索和研究。

1 课程内容与教学现状

单片机原理及应用这门课程要求学生掌握单片机硬件、软件及接口设计的基本概念，并能够根据需求设计出应用系统，培养其实际动手能力[2]。传统的单片机教学基本上都是按照单片机的基本概念、硬件结构、指令系统、汇编语言、中断系统、定时器计数器、串行口、存储器的扩展、A/D和D/A接口、人机接口以及应用系统设计这样的顺序进行，各知识点的学习相对独立，学生在学习结束后仍然不了解单片机开发的完整过程、各部分之间的相互联系，甚至不清楚编程器和仿真器的概念。因此，整合教学内容，安排教学顺序，将各部分内容合理组合，就显得至关重要，也是改变传统教学存在问题的关键所在。

目前的实践教学主要以课内实验为主，通常教师预先设计相应的实验项目，如清零拆字、I/O口使用、中断与定时器使用、A/D转换、D/A显示、键盘显示、小直流电机调速等，然后学生根据各实验的教学要求完成相应的操作[3]。该方法一定程度上可以让学生尽快熟悉和进入单片机这个领域，但不能激发学生的学习兴趣和发挥他们的主观能动性，更不利于培养学生的动手能力、创新能力及综合运用知识的能力。经过分析，笔者认为以往的实验课程体系存在如下弊端：（1）验证性实验过多，综合性、启发性实验不够；（2）缺少设计性和综合性实验；（3）基本没有进行过动手能力训练，更能培养学生的创新能力。

从以上现状及存在问题可看出，该课程教学的主要矛盾点在于理论和实践教学相脱节，理论教学单纯学理论知识；实践教学浮于形式，不利于学生实践技能的培养，更谈不上工程应用能力的培养，不利于培养目标的实现。理论教学缺乏实践的支撑和验证，使得理论教学无的放矢。实践教学也不能对理论教学起到很好的推进作用，最有效的方法是改革现有的课程教学体系，在实践教学中学习理论知识，加深对理论知识的理解和运用，使得理论教学有的放矢。采用理论和实践教学有机结合的方法，有利于提高学生的工程应用能力。

2 课程教学改革的具体措施

2.1 提高学生学习单片机的兴趣

兴趣是最好的老师，为了提高学生对《单片机原理及应用》这门课程的学习兴趣，充分调动学生的主观能动性，开课之初，可以邀请一些著名的单片机开发公司技术人员来校做“单片机与就业”、“单片机的应用”等方面的专题讲座，使学生了解单片机在工业控制、智能仪器仪表、计算机外部设备和家用电器等领域的广泛应用，并使之认识到成长为一个电子工程师，学好单片机的重要性和必要性。

2.2 改革理论教学内容

以培养学生工程应用能力为主线，按项目模块重构课程内容，用实例组织单元教学，将单片机应用系统设计所需要的基本知识穿插在各个实例中进行讲解，打破了传统知识体系的束缚，改变了以往按知识点为序组织编排的方法。根据项目知识点的需要讲解，合理、科学地进行教学内容体系改革。

如在“单片机指令系统及汇编语言程序设计”模块的学习过程中，不是让学生简单地记忆单片机的所有指令，而是要使其学会正确、合理地运用单片机的指令来释读程序和编写程序。以实际例题来讲解各个指令如何使用，并通过其实际操作牢固掌握单片机常用基本程序设计的思路、方法及要注意的问题。

2.3 调整实验教学内容

我校采用的实验设备是深圳市雷迈特公司的DPJ-H型单片机实验箱及配套模块，实验箱采用“仿真式”设计思想，所有实验模块及CPU资源均对使用者开放，学生可结合Keil C51 μVision软件和Proteus仿真软件进行程序调试、固化，联机或脱机验证实验结果，可充分满足“验证式—模仿式—探索式—开发式”的由浅入深的各种实验要求。

DPJ-H型单片机综合仿真实验仪主要有如下一些模块：（1）LED数码管；（3）8155外扩I/O实验区；（4）输入系统：拨盘开关、单键按钮、模拟量发生器、4×6键盘系统；（5）输出系统：LED 6位数码管、LCD 液晶显示；（6）模数转换ADC0809及数模转换DAC0832模块；（7）直流电机、步进电机模块；（8）8×8点阵LED模块（9）数字温度采集实验模块；（10）电子琴模拟模块；（11）PWM模块；（12）DS12887实时时钟模块；（13）红外线发送、接收模块；还有许多与实际工程相关的实验模块。现有实验指导教材基本上只讲解一些软硬件基础实验，很少涉及到设计型甚至综合型实验。让学生运用所学理论知识做一些设计型及综合型实验以考核其独立分析问题及解决问题的能力迫在眉睫。因此，在实验教材中增加该部分内容十分必要。根据单片机课程的特点，笔者将实验教学内容按由浅入深的顺序进行如下规划及完善：第一部分为软件及硬件基础实验，主要有系统认识实验、指令系统实验、汇编语言程序设计实验。第二部分为基本接口实验及扩展接口实验，主要有利用8155进行输入、输出实验；定时器/计数器应用；ADC0809转换及DAC0832转换实验；中断系统实验；串行口通信实验及键盘扫描显示实验等。第三部分为综合性实验，该部分要求学生充分利用DPJ-H型单片机综合仿真试验仪的硬件资源，灵活运用所学理论知识进行综合性的训练。安排的内容主要有音乐选择播放、电子琴、温度测量、步进电机、直流电机控制、点阵LED广告屏、红外线遥控等。

2.4 鼓励学生利用课外时间进行单片机应用系统开发

在课外时间开放实验室，创造一个宽松的学习环境，为学生提供课外时间进行单片机综合性、设计性实验的条件，充分发挥实验室现有实验设备的效能。这种实验教学模式，既体现了高等教育以学生为中心的理念，又提高了他们的责任感和自信心，进而为激发其创造力发挥更大的作用。

2.5 注重实践技能，改进评价机制

单片机原理及应用这门课程由于其独特的要求，传统的以笔试为主的考核方式并不能真正考出学生的实际水平。该课程要注重过程实践考核，促进学生对知识的理解，真正考出其实际能力。可采取分阶段考核、多种考核手段相结合的综合考核方式，如可分为三个部分，笔试部分主要考核基本理论知识，其占总成绩的40%；实验部分主要考核学生的实验操作能力，其占总成绩的30%；设计部分侧重于考核学生运用所学知识综合分析问题及解决问题的能力，其占总成绩的30%。这样基本上达到对学生是否掌握这门课的客观综合评价。此外，通过教学内容的变化，也需要逐年更新课程体系与教学大纲，优化课堂教学内容，改进教学手段和方法，进一步把单片机课程建设成一门既深受学生喜爱，又具有市场前景的优质课程。

3 结论

本文针对“单片机原理及应用”课程的特点，从教学方法、教学内容、实践教学及考评机制等环节进行了教学改革的研究和探索。教学改革的目标是充分调动学生学习的主动性和积极性，提高其实践应用能力和解决实际工程问题的能力，并为培养其创新能力打下坚实的基础。

【参考文献】