單片機理論論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇單片機理論論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

單片機串行通信發射機采用串行工作方式，發射并顯示兩位數字信息，既顯示00-99，使數據能夠在不同地方傳遞。硬件部分主要分兩大塊，由AT89C51和多個按鍵組成的控制模塊，包括時鐘電路、控制信號電路，時鐘采用6MHZ晶振和30pF的電容來組成內部時鐘方式，控制信號用手動開關來控制，P1口來控制，P2、P3口產生信號并通過共陽極數碼管來顯示，軟件采用匯編語言來編寫，發射程序在通信協議一致的情況下完成數據的發射，同時顯示程序對發射的數據加以顯示。

畢業設計的目的是了解基本電路設計的流程，豐富自己的知識和理論，鞏固所學的知識，提高自己的動手能力和實驗能力，從而具備一定的設計能力。

我做得的畢業設計注重于對單片機串行發射的理論的理解，明白發射機的工作原理，以便以后單片機領域的開發和研制打下基礎，提高自己的設計能力，培養創新能力，豐富自己的知識理論，做到理論和實際結合。本課題的重要意義還在于能在進一步層次了解單片機的工作原理，內部結構和工作狀態。理解單片機的接口技術，中斷技術，存儲方式，時鐘方式和控制方式，這樣才能更好的利用單片機來做有效的設計。

我的畢業設計分為兩個部分，硬件部分和軟件部分。硬件部分介紹：單片機串行通信發射機電路的設計，單片機AT89C51的功能和其在電路的作用。介紹了AT89C51的管腳結構和每個管腳的作用及各自的連接方法。AT89C51與MCS-51兼容，4K字節可編程閃爍存儲器，壽命：1000次可擦，數據保存10年，全靜態工作：0HZ-24HZ，三級程序存儲器鎖定，128*8位內部RAM，32跟可編程I/O線，兩個16位定時/計數器，5個中斷源，5個可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內震蕩和時鐘電路，P0和P1可作為串行輸入口，P3口因為其管腳有特殊功能，可連接其他電路。例如P3.0RXD作為串行輸出口，其中時鐘電路采用內時鐘工作方式，控制信號采用手動控制。數據的傳輸方式分為單工、半雙工、全雙工和多工工作方式；串行通信有兩種形式，異步和同步通信。介紹了串行串行口控制寄存器，電源管理寄存器PCON，中斷允許寄存器IE，還介紹了數碼顯示管的工作方式、組成，共陽極和共陰極數碼顯示管的電路組成，有動態和靜態顯示兩種方式，說明了不同顯示方法與單片機的連接。再后來還介紹了硬件的焊接過程，及在焊接時遇到的問題和應該注意的方面。硬件焊接好后的檢查電路、不裝芯片上電檢查及上電裝芯片檢查。軟件部分：在了解電路設計原理后，根據原理和目的畫出電路流程圖，列出數碼顯示的斷碼表，計算波特率，設置串行口，在與接受機設置相同的通信協議的基礎上編寫顯示和發射程序。編寫完程序還要進行編譯，這就必須會使用編譯軟件。介紹了編譯軟件的使用和使用過程中遇到的問題，及在編譯后燒入芯片使用的軟件PLDA，后來的加電調試，及遇到的問題，在沒問題后與接受機連接，發射數據，直到對方準確接收到。在軟件調試過程中將詳細介紹調試遇到的問題，例如：通信協議是否相同，數碼管是否與芯片連接對應，計數器是否開始計數等。

我所設計的單片機串行接口現在已經發展到無線收發的階段，本文參考無線發射部分就是參考南華大學黃智偉、朱衛華的《單片機與嵌入式系統應用》一文，該串行無線發射電路結構簡單、工作可靠，可方便地在單片機與單片機之間，構成一個點對點、一點對多點的無線串行數據傳輸通道。單片機無線串行接口電路由MICRF102單片發射器芯片、MICRF007單片接收器芯片組成，工作在300~440MHzISM頻段；具有ASK調制和解調能力，抗干擾能力強，適合工業控制應用；采用PLL頻率合成技術，頻率穩定性好；接收靈敏度高達－96dBm，最大發射功率達－2.5dBm；數據速率可達2Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5V；功耗低，接收時電流3mA，發射時電流7.75mA，接收待機狀態僅為0.5μA，發射待機狀態僅為1.0μA；可用于單片機之間的串行數據無線傳輸，也可在單片機數據采集、遙測遙控等系統中應用。

最后介紹了畢業設計做完后的結論以及自己的心得體會。

2硬件

2.1硬件的基本組成：

單片機89C51、6M晶震、30pF電容、22uf/10V電容、1K電阻、共陽極數碼顯示管、按鍵。

2.2電路圖

（見附錄A）

2.3硬件介紹

2.3.1單片機概述

單片機也被稱作“單片微型計算機”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機一詞最初是源于“SingleChipMicrocomputer”,簡稱SCM。隨著SCM在技術上、體系結構上不斷擴展其控制功能，單片機已不能用“單片微型計算機”來表達其內涵。國際上逐漸采用“MCU”(MicroControllerUnit)來代替，形成了單片機界公認的、最終統一的名詞。為了與國際接軌，以后應將中文“單片機”一詞和“MCU”唯一對應解釋。在國內因為“單片機”一詞已約定俗成，故而可繼續沿用。

2.3.1.1單片機的發展歷史

如果將8位單片機的推出作為起點，那么單片機的發展歷史大致可以分為以下幾個階段：

第一階段（1976—1978）：單片機的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領域的探索，參與這一探索的公司還有Motorola、Zilog等。都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單片機”一詞即由此而來。

第二階段（1978—1982）：單片機的完善階段。Intel公司在MCS-48基礎上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結構。

1.完善的外部總線。MCS-51設置了經典的8位單片機的總線結構，包括8位數據總線、16位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。

2.CPU功能單元的集中管理模式。

3.體現工控特性的地址空間及位操作方式。

4.指令系統趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。

第三階段（1982—1990）：8位單片機的鞏固發展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機，將一些用于測控系統的模數轉換器、程序運行監視器、脈寬調制器等納入片中，體現了單片機的微控制器特征。

第四階段（1990—）：微控制器的全面發展階段。隨著單片機在各個領域全面、深入地發展和應用，出現了高速、大尋址范圍、強運算能力的8位/16位/32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。

2.3.1.2單片機的發展趨勢

目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發展，今后單片機的發展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低價格化、電路內裝化和串行擴展技術。隨著半導體集成工藝的不斷發展，單片機的集成度將更高、體積將更小和功能將更強。

2.3.1.3單片機的特點

單片機主要有如下特點：

1.有優異的性能價格比。

2.集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內部采用總線結構，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環境下工作。

3.制功能強。為了滿足工業控制的要求，一般單片機的指令系統中均有極豐富的轉移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。

4.低功耗、低電壓，便于生產便攜式產品。

5.外部總線增加了I2C（Inter-IntegratedCircuit）及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結構。

6.單片機的系統擴展和系統配置較典型、規范，容易構成各種規模的應用系統。

2.3.1.4單片機的應用

由于單片機具有顯著的優點，它已成為科技領域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應用遍及各個領域，主要表現在以下幾個方面：

1.單片機在智能儀表中的應用

2.單片機在機電一體化中的應用

3.單片機在實時控制中的應用

4.單片機在分布式多機系統中的應用

5.單片機在人類生活中的應用

單片機已成為計算機發展和應用的一個重要方面，另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能通過單片機來實現了。這種用軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是對傳統控制技術的一次革命。

A：由單片機組成控制器的結構和特點：

單片微型計算機是微型計算機發展中的一個重要分支，是把構成一臺微型計算機的主要部件如中央處理器(CPU)、存儲器(RAM/ROM)和各種功能I/O接口集成在一塊芯片上的單芯片微型計算機(SingleChipMicroComputer),簡稱單片機.由于它的結構與指令功能都是按工業控制要求設計的,且近年來單片機著力擴展了各種控制功能如A/D、PWM等,因此我們更多時候稱其為一個單片形態的微控制器(SingleChipMicroController),或直接稱其為微控制器(MicroController)。

B：用單片機組成的微機控制系統具有以下特點:

1.受集成度限制,片內存儲器容量較小,一般片內ROM小于4—8K字節,片內RAM小于256字節;但可在外部進行擴展,如MCS—51系列單片機的片外可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、靜態隨機存儲器(SRAM)可分別擴展至64K字節。

2.可靠性高。單片機芯片本身是按工業控制環境要求設計的,其抗工業噪聲的能力優于一般通用CPU;程序指令及其常數、表格固化在ROM中不易破壞;常用信號通道均在一個芯片內,故可靠性高。

3.易擴展。片內具有計算機正常運行所必須的部件,芯片外部有許多供擴展用的總線及并行、串行輸入/輸出端口,很容易構成各種規模的微機控制系統。

4.控制功能強。為了滿足工業控制要求,單片機的指令系統中有極豐富的條件分支轉移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。一般來說,單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。

5.一般的單片機內無監控程序或系統管理軟件,軟件開發工作量大。但近年來已開始出現了片內固化有BASIC解釋程序及FROTH操作系統的單片機,使單片機系統的開發提高了一個新水平。

篇2

電子臺歷對于人們來說并不陌生，是日常生活中的一種計時工具，顯示內容比較具體，包括：年、月、秒等，以其自身精確、使用方便等優勢受到人們越來越多的關注。在電子臺歷使用過程中，能夠在兩個方面體現其特點，一方面，能夠與軟、硬件更新同步，為人們提供更加優質的服務，具有實時性特點；另一方面，結構簡單，主要是將單片機作為基礎，與LED顯示電路等構成，而且在特殊環境影響下，能夠進行實時調試，極大地提高了工作效率。

1.2設計原理

電子臺歷軟件主要包括程序初始化、按鍵檢測等，硬件則為單片機，由于單片機芯片接口數量較多，在實際應用中比較復雜。誠然，電子臺歷體積小，但是，其內部系統包含電源電路、時鐘等部件，能夠確保其穩定、正常運行，另外，在其設計中，臺歷前板顯示屏幕是價格比較昂貴的數碼管液晶顯示器，能夠有效突破傳統僅能夠顯示一種字體的弊端，通過這種設計，不僅能夠滿足個性化需求，有效節約成本，還能夠提高電子臺歷市場占有率。目前，Proteus系統電子臺歷應用范圍比較廣泛。

2在電子信息中單片機電子臺歷的應用

2.1激發學生興趣，挖掘創新潛能

傳統教學主要采用標準模塊，學生被動地在課前對相關實驗進行預習，并將事先編好的程序錄入系統中進行驗證即可，在很大程度上寫弱了學生學習積極性和熱情，而單片機教學不同，學生在教師引導下，可以利用單片機軟件進行創新設計，有效激發學生興趣，拓展學生思維，能夠深入挖掘創新潛能。另外，該技術自身結構簡單、學生操作難度較低，能夠為學生進行自主實驗提供支持，不僅能夠優化教學，提升教學有效性，還能夠充分調動學生積極性和熱情。

2.2豐富教學內容，拓展知識范圍

電子信息工程作為計算機應用科學的重要組成部分，是適應現代社會發展的基礎，在社會經濟迅速發展影響下，電子信息技術已經在社會各個領域中得到了廣泛推廣和普及，在推動社會、經濟發展等方面具有重要作用。傳統電子信息工程中的設計與運用，已經不能夠更好地幫助學生參與現代社會發展，特別是在單片機在人們生活中的應用，使得人們對電子信息工程提出了更高的要求情況下。因此，將單片機技術引入教學中成為未來主要趨勢，在教學中滲透，不僅能夠豐富教學內容，豐富知識范圍，還能夠進一步激發學生創造力，提升自身專業技能。在實際教學中，教師要認識到單片機添加到教學中的重要性，并引導學生全面、系統了解和掌握單片機知識，從而推動電子信息工程實現可持續發展目標。

2.3提供實驗素材，培養綜合能力

電子信息工程發展過程中，實驗在促進其不斷發展中占據不可替代的重要位置，傳統教學中，教師普遍將理論知識的傳授作為課堂教學核心，在很大程度上限制學生發揮想象力和創造力，無法真正理解和掌握單片機技術相關內容，為了能夠突破傳統單一模式的缺陷，教師可以引導學生認識并掌握此設計相關知識，例如：臺歷結構等，并將單片機在電子臺歷中的運用作為實驗課題，圍繞實踐操作進行模擬實驗，在實驗過程中，教師通過正確引導，使得學生在體會實驗的同時，扎實的掌握基礎知識，從而為進一步開展電子信息工程教學奠定堅實的基礎。除此之外，教師還需要放手讓學生自主進行實驗，并及時發現自身存在的不足之處，參照原始實驗過程進行對比，加以調整和優化，提高學習效率。通過這種方式，不僅能夠使得學生更好地掌握專業知識，豐富知識面，還能夠有效培養學生自主學習等綜合能力，從而進一步挖掘電子信息工程。

篇3

2選擇合適的多媒體課件以滿足教學需求

把多媒體課件應用到單片機課程的教學過程中，使得單片機教學不再枯燥，不僅可以使學生提高對理論知識的認識，而且通過仿真實例可以使學生熟悉單片機系統的開發方法，進而培養學生的動手和實踐的能力。但是多媒體課件良莠不齊，必須選擇合適的多媒體課件否則事得其反。首先，電子課件的開發工具有很多種，每種工具軟件有各自的特點，要合理選擇。在單片機多媒體課件的開發過程中，筆者所在教學團隊，結合了電子課件開發工具PowerPoint和單片機仿真軟件PROTUES，使用PROTUES針對具體實例開發出仿真程序，同時把仿真結果動態的插入到PowerPoint制作的電子課件中，使得多媒體課件能夠演示單片機工作的動態及結果，感性且直觀，同時又增加了課件的趣味性。其次，要及時更新多媒體課件以適應單片機技術的發展速度。《單片機原理與應用》是一門內容多且雜、實踐能力要求高、發展迅速的課程，為了適應數字系統的不斷發展，多媒體課件中動態仿真實例要盡可能的選擇新事例，一方面能增加知識量，使課程和發展形勢緊密結合，另一方面也能調動學生的學習興趣，從而提高教學效果。

篇4

電子臺歷對于人們來說并不陌生,是日常生活中的一種計時工具,顯示內容比較具體,包括:年、月、秒等,以其自身精確、使用方便等優勢受到人們越來越多的關注。在電子臺歷使用過程中,能夠在兩個方面體現其特點,一方面,能夠與軟、硬件更新同步,為人們提供更加優質的服務,具有實時性特點;另一方面,結構簡單,主要是將單片機作為基礎,與LED顯示電路等構成,而且在特殊環境影響下,能夠進行實時調試,極大地提高了工作效率。

1.2設計原理

電子臺歷軟件主要包括程序初始化、按鍵檢測等,硬件則為單片機,由于單片機芯片接口數量較多,在實際應用中比較復雜。誠然,電子臺歷體積小,但是,其內部系統包含電源電路、時鐘等部件,能夠確保其穩定、正常運行,另外,在其設計中,臺歷前板顯示屏幕是價格比較昂貴的數碼管液晶顯示器,能夠有效突破傳統僅能夠顯示一種字體的弊端,通過這種設計,不僅能夠滿足個性化需求,有效節約成本,還能夠提高電子臺歷市場占有率。目前,Proteus系統電子臺歷應用范圍比較廣泛。

2在電子信息中單片機電子臺歷的應用

2.1激發學生興趣,挖掘創新潛能

傳統教學主要采用標準模塊,學生被動地在課前對相關實驗進行預習,并將事先編好的程序錄入系統中進行驗證即可,在很大程度上寫弱了學生學習積極性和熱情,而單片機教學不同,學生在教師引導下,可以利用單片機軟件進行創新設計,有效激發學生興趣,拓展學生思維,能夠深入挖掘創新潛能。另外,該技術自身結構簡單、學生操作難度較低,能夠為學生進行自主實驗提供支持,不僅能夠優化教學,提升教學有效性,還能夠充分調動學生積極性和熱情。

2.2豐富教學內容,拓展知識范圍

電子信息工程作為計算機應用科學的重要組成部分,是適應現代社會發展的基礎,在社會經濟迅速發展影響下,電子信息技術已經在社會各個領域中得到了廣泛推廣和普及,在推動社會、經濟發展等方面具有重要作用。傳統電子信息工程中的設計與運用,已經不能夠更好地幫助學生參與現代社會發展,特別是在單片機在人們生活中的應用,使得人們對電子信息工程提出了更高的要求情況下。因此,將單片機技術引入教學中成為未來主要趨勢,在教學中滲透,不僅能夠豐富教學內容,豐富知識范圍,還能夠進一步激發學生創造力,提升自身專業技能。在實際教學中,教師要認識到單片機添加到教學中的重要性,并引導學生全面、系統了解和掌握單片機知識,從而推動電子信息工程實現可持續發展目標。

2.3提供實驗素材,培養綜合能力

篇5

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）36-8369-02

單片機課程實踐是高校自動化專業集中實踐環節的必修課，是學生學習《單片機原理》課程后，進行的一次全面的綜合實踐，其目的旨在加深對單片機基礎理論和基本知識的理解，培養學生具有單片機系統應用軟件設計和開發的能力，在具體實現過程中強化學生的實踐意識，提高應用能力、創新意識和合作精神。在項目的實踐中，使得學生掌握一定的理論與技術知識，而且應該樹立管理理念，建立項目工程思維觀念，而這一點正是高級語言編程思維的一種體現。

通過將單片機課程實踐和高級語言程序設計實驗相結合，使學生在理解單片機理論和高級語言編程思想的基礎上，實際動手開發一個實際的應用系統，來提高綜合運用所學理論知識的能力。

1 研究內容或對象

引導學生運用已學的單片機理論知識、單片機程序設計方法和高級語言編程思想，具體設計一個實用的小型單片機應用系統，開發設計過程按以下順序進行――選定課題、調查用戶需求、總結歸納數據流程、分析性能、書寫需求分析及總體設計報告（包括組成原理圖、硬件連接、程序流程、系統功能模塊）、完成應用系統的開發、撰寫課程實踐報告、系統驗收、組織課程實踐答辯。讓學生在這一系列工作中綜合運用單片機系統原理以及編程語言等相關課程知識，培養學生的綜合素質。

根據單片機課程實踐和專業課程實踐兩個實踐教學環節各有4～5周但分散的實際情況，考慮將其進行整合。并在實踐教學環節中安排相應的指導老師對學生進行必要的指導和幫助，為學生提供分析思路，解決學生項目完成中碰到的實際問題。

2 研究擬達到目標

通過在單片機課程實踐中結合高級語言編程思想，使學生在掌握單片機理論基礎知識的同時，通過參與項目的分析、設計與實現，建立軟件工程理念，具備一定的理論與單片機實物實踐相結合、解決實際應用問題的能力。同時在完成項目的過程中，鍛煉科研開發能力和科研論文寫作能力，為大四的畢業設計和畢業論文的順利完成奠定基礎，并為以后工作中的理論與實踐相結合奠定良好的基礎。

使學生在單片機課程實踐和高級語言程序編程實踐相結合的實踐教學環節中，利用所學的單片機系統原理和C語言程序設計基礎知識設計單片機應用系統，解決單片機系統應用中的實際問題，掌握高級語言編程思想，借助相關編程工具，完成一個小型項目的自主分析、設計與實現。

3 主要研究方法

教師提供部分項目供學生選擇，學生亦可自擬項目，但課題的選擇要由教師審查核準。項目盡量選擇實際需求的題目，讓學生走出校園，通過調查走訪，了解國內單片機應用發展的狀況，開闊眼界，而且在開發一個真實項目的過程中，帶來求知的源動力，激發學生自主學習的渴望以及創造力；對于虛擬項目，要求學生做到切合實際需求，能解決一定的應用問題，有一定的應用價值。

編程開發工具原則上推薦學生使用KEIL C，如果學生認為其它開發工具更適合可由學生自主選擇。由于實際可用的編程開發工具與日俱增且不斷更新，為此在課程實踐中，對學生開發工具的選擇不做過多限制，使得學生可以選擇自己感興趣的程序設計工具進行項目開發，既鍛煉了學生自學的能力，又能讓學生成為項目開發的決策者，這種主人翁意識使得學生變被動學習為主動學習，從而激發學生自主學習的積極性。

為了防止學生對課程實踐任務敷衍了事，對課程實踐的考核方式由原來的提交程序和文檔改變為答辯的方式。且在集中教學環節之前就讓學生明確單片機課程實踐的任務，同時考慮在集中教學環節結束后適當放寬學生上交可運行的項目程序和課程實踐報告以及組織答辯的時間，讓學生能更好的延續自主學習的積極性并進一步完善項目的開發。

4 特色、創新及推廣應用價值

通過將單片機課程實踐和高級語言程序設計基礎實驗相結合，讓學生在項目的分析、設計、與實現的過程中掌握單片機理論知識、單片機系統應用的設計方法和高級語言程序編程思想 ，提高自動化專業學生理論與實踐相結合的能力，激發學生的學習積極性和主觀能動性，提高學生解決實際應用問題的能力。

《單片機原理》課程實踐教學，將單片機課程實踐和高級語言程序設計實驗兩個教學環節有機整合，讓學生能在該實踐教學環節中綜合運用單片機系統原理和高級語言程序設計基礎以及相關編程思想等多種知識，培養初步的科研能力和科研論文寫作能力以及團隊合作精神。并通過組織課程實踐答辯使學生進行類似畢業答辯的演習。

篇6

中圖分類號：TP368.1-4

隨著知識經濟的不斷發展，企業對于綜合型人才的需求更加的迫切，培養高素質的創新型人才已被確定為我國高等教育發展的根本目標。單片機課程是電子類專業的一門核心課程，具有很強的綜合性與實踐性特征，該課程不僅為后續課程的學習奠定基礎，并且也提供了一種培養創新能力的良好手段。傳統的單片機課程教學在提升學生創新能力培養方面還存在很大的欠缺性，因此，為了在單片機課程教學中強化創新能力培養，必須對傳統單片機課程的教學模式進行改革。

1.教學與實踐改革存在的問題

1.1教學方式有待改進

在單片機的教學過程中不少教師常常以單片機理論為教學的重中之重，實驗常安排一些與實踐結合不緊密的基礎實驗，從而難以與實踐緊密結合起來；再加上一些教師強調筆試的重要性，勢必造成學生失去學習的興趣和積極性，將更多精力用于考試過關，而難以使理論知識得到實踐和應用。例如循環左移和右移指令的講解，只做理論上的推導，很難加深學生的印象，若能引入適當的EDA技術將這個循環左移和右移過程形象地展示出來，既能加深學生的印象還能提高其學習興趣[1]。

1.2傳統教學的內容問題

由于單片機教材與實際應用有一定的差距，教材中提到的理論與實物已經是幾年前的市場產品或者是面臨淘汰的產品，這樣就會使學生接觸到一些過時的知識卻沒有看到新的改進，從而在一定程度上影響了學生的知識面和實踐能力。實驗課程體系驗證性實驗過多、綜合性、啟發性實驗太少，沒有大型設計性和綜合性實驗，基本沒有對學生動手實踐能力達到提高和訓練[2]。

1.3學生對實踐和動手缺乏積極性

不少學生對單片機的實踐性缺少認識，不主動參與實踐和設計，他們寧愿將時間放在英語考試或計算機等級考試上，卻對單片機技術的實踐和操作缺少興趣，因此培養和調動學生積極性顯得尤為重要。

2.教學實踐改革中的有效建議

2.1教學項目的創新設計

教學項目是課程教學內容的載體，教學項目設計的好壞直接關系到單片機課程的教學效果。為了培養學生的創新能力，筆者設計了一些創新性的教學項目，旨在為學生提供更大的創新設計空間。比如：設計智能打鈴器、盆栽自動灌溉裝置、自動避障小車等。這些教學項目不僅可以鍛煉學生的單片機開發能力，也可以為學生提供很大的創新空間。學生在完成這些項目的基本功能后，還可以根據自己的想象力對其進行改進，使其功能更加完善。

2.2n程題目的創新設計

單片機課程設計是單片機教學的一個重要檢驗環節，其題目的設計對于培養和考核學生的創新能力非常重要。題目的設計和選取可以從以下幾個方面入手：借鑒歷屆電子設計大賽的題目；從日常生活中尋找與們課堂教學相關的資源，將其改良為可行性課題；以在研的教師科研課題為藍本，將部分研究內容作為設計制作的題目供學生練習，培養其創新能力。比如，筆者根據自己的日常生活經驗，設計了智能水杯題目，不限定水杯的具體功能，要求學生充分發揮自己的想象力和創新能力，分組設計出不同功能的智能水杯。各個小組完成了不同的創新設計，有的小組設計了具有自動顯示水溫功能的水杯，有的小組設計了具有定時提醒喝水功能的水杯，有的小組設計了具有音樂播放功能的水杯，等等。

2.3開發單片機創新實驗裝置

傳統的單片機實驗箱內部電路固定，學生只能按照實驗指導書的步驟，機械地做一遍驗證性實驗，無法進行創新性設計。針對傳統單片機實驗箱的缺點，筆者開發了一套靈活性和擴展性強、易于升級的單片機創新實驗裝置。其設計思路是將搭建各種不同功能單片機系統所必需的組成電路分離，設計出各個獨立的功能模塊，在該裝置上學生可自主選擇功能模塊，完成創新性單片機系統的設計。另外，利用Proteus與Keil軟件整合構建單片機創新虛擬仿真實驗室，它可為學生提供豐富的虛擬儀器和元器件資源，為學生提供良好的創新平臺。

2.4請高校研究生作有趣易懂的產品設計報告

以往常有教師向院上提出應該多請專家給學生作專題報告以拓展學生的知識面，盡管學院作出了一定的努力，然而許多國內專家總是忙于手頭工作，或者因為路程問題最后不能完成這一愿望，即便有的專家過來作完報告，卻也難以收到預期的效果，一些學生往往反映太過深奧，或者難于理解或者與所學知識關聯不大。對此我們可以請來高校一些發表過優秀論文的研究生，利用周末過來講解和展示他們的設計成果這些研究生往往非常樂意奉獻自己的論文成果，因此講解得較為詳細具體，并且可以做到淺顯易懂而本科生在具有一定理論基礎情況下都能聽懂。

2.5 考核方法的創新設計

通常來說考核就是對教師教學效果的檢驗和學生水平的測試，同時也是督促和激發學生認真學習的原因和動力。在單片機的教學與實踐改革過程中，我們提出了一種注重實踐能力和應用能力培養的考核方式，課堂考勤占10%，平時成績占30%期末考試占60%。這種考核方式突出的特點是平時成績比例較高，同時對其考核將一半的分值設定為實驗成績，并對學生在實驗中的具體表現從實驗態度、完成實驗的情況、實踐動手能力和課程設計等幾方面進行量化。

3.結語

單片機技術是電子類專業的核心課程，有較強的實踐性，因此學生只有在單片機開發實踐中才能真正掌握其開發方法、鍛煉創新能力。但加強學生的實踐應用能力和創新能力并不是一件容易的事情，需要教師首先轉變教學的觀念，從教學的教學項目、課程題目上大膽創新，并在實驗裝置上下功夫，做出創新，并通過產品設計報告、以及考核方法創新的輔助，全面的提升學生的創新能力，相信在堅持不斷的推進、實踐和努力中，一定能在學生單片機應用及創新能力提升上有所收獲。

篇7

基于單片機的風扇速度控制設計

一、綜述本課題國內外研究動態，說明選題的依據和意義

單片機因其體積小，抗干擾能力強、而且使用靈活方便，成本低等特點，它的應用范圍非常廣泛，尤其是他強大的面向控制能力，已深入工業控制、軍事裝置、家用電器等各個領域，應用前景十分廣闊。單片機按照應用的系統結構不同，可分為總線方式和非總線方式。采用總線方式的應用系統多屬于較復雜的系統，比如智能儀表、工控系統、檢測系統等。非總線方式的應用系統多屬于小型控制。按照應用范圍的不同，可分為通用型和專用型。

目前我國普遍采用4位、8位或16位，對于單片機還處于低檔的應用，而對于那些宏單片機、DSP等高檔的應用還是空白。而國外很多公司都推出了自己的單片機系列，如Intel公司推出的MCS-96/196系列，Rockwell公司的6501、6502，日立公司的H8/3048系列等。目前單片機的應用領域有以下四大領域：一是家用電器業。單片機個傳統的機械產品結合，構成新型的機、電、儀一體化產品，如洗衣機、電腦空調機等。二是通訊行業。最有代表性的就是手機。三是智能儀表應用。單片機的體積小、成本低、控制力強等特點，使儀器儀表重量大大減輕，又有很高的性價比，如數字式RLC測量儀。四的在計算機外設中的應用。如在接口中采用單片機進行控制管理、數據采集、多路分配管理等。

我國在將來很長的一段時間里，8位單片機還將是主流產品，因為8位單片機很好用，有豐富的功能，現在無論是國內還是國外，都還是以8位為主。4位單片機由于功耗較低，在國內也有一定的市場比例。目前世界各國的單片機發展各有不同。美國單片機的發展趨勢主要是從8位到16位和DSP過度，歐洲等國家單片機主要應用于工業，因此仍以8位為主，主要以功能和運行速度的發展為主。我國對于單片機的需要目前主要是家電類等消費品為主，8位單片機有很大的市場分額和發展空間。國內也急需這方面的人才。

盡管單片機的發展迅速，其發展方向不外忽以下幾點：一是微型單片化。現在的產品普遍向小型化、輕型化發展，就需要單片機在在原有的多功能、低功耗的前提下，集成更多的元件，如看門狗（Watchdog）、LCD控制器等。隨著半導體技術的發展，片上系統（SOC）的發展前景很好。二是低功耗CMOS化。現在單片機的功耗普遍在100mW左右，許多生產廠家采用CMOS工藝，使單片機更適合在電池供電場合，今后也是單片機發展的主要趨勢之一。三是大容量、高性能化。隨著CPU的發展，單片機的處理數據能力大大提高，內部時序也加以改善，ROM的存儲容量也大大提高，又加入了低噪聲技術，加強了中斷、定時控制。四是在接口方向的發展。現在許多新型單片機的接口，從類型和數量上有了很大的發展，如有些可以直接驅動液晶顯示管LCD、有些可以直接輸出大電流和高電壓等。

21世紀是“數字化”的時代，單片機的發展有著翻天覆地的變化，各種型號、功能的單片機應用于人們生產和生活中的各個領域。單片機的發展逐漸取代了由傳統模擬電路作為電機的控制器，因此單片機在家電方面的應用已經十分普遍，比如電風扇、洗衣機、空調等。+電動機是將電能轉換成機械能的機電裝置。1821年英國科學家法拉第首先提出電動機原理。1834年，德國的雅可比第一個發明了直流電動機。1879年，西門子公司用直流電動機驅動電車。1888年發明家特斯拉發明了交流電動機。1902年瑞典的工程師丹尼爾森首先提出同步電動機構想。至今為止，電動機發展迅速，電機理論、設計及制造工藝得到逐步的完善和提高，廣泛應用與現代的各種機械生產領域。如在機械制造工業、輕重型制造工業、運輸行業、農業生產等各個領域，電動機以不同的種類和功能發揮著重要的作用。可以這么說，電動機的出現使社會生產力大大提高，促進了社會的發展。

隨著時代的進步和科技的發展，電機調速系統在工農業生產、交通運輸以及日常生活中起著越來越重要的作用，因此，對電機調速的研究有著積極的意義.長期以來，直流電機被廣泛應用于調速系統中，而且一直在調速領域占居主導地位，這主要是因為直流電機不僅調速方便，而且在磁場一定的條件下，轉速和電樞電壓成正比，轉矩容易被控制；同時具有良好的起動性能，能較平滑和經濟地調節速度。因此采用直流電機調速可以得到良好的動態特性。由于直流電動機具有優良的起、制動性能，宜與在廣泛范圍內平滑調速。在軋鋼機、礦井卷機、挖掘機、金屬切削機床、造紙機、高層電梯等領域中得到廣泛應用。近年來交流調速系統發展很快，然而直流控制系統畢竟在理論上和在時間上都比較成熟，而且從反饋閉環控制的角度來看，它又是交流系統的基礎，長期以來，由于直流調速系統的性能指標優于交流調速系統。因此，直流調速系統一直在調速系統領域內占重要位置。

選取本課題的意義在于單片機的發展極為迅速，以其獨特的結構和性能，滲透到各個領域，產生了極大的影響。研究單片機、學習單片機，是社會發展的必然趨勢，單片機有著其廣闊的發展空間和社會價值。通過研究用單片機遠程發射紅外線來控制電動機的轉速，從而達到控制風扇速度控制，能使使用者操作起來更加方便。

二、研究的基本內容，擬解決的主要問題：

1、單片機主芯片的選擇；

2、電機控制系統設計；

3、遙控器的設計；

4、用數碼管顯示檔位；

5、PWM的產生；

6、按鍵開關的設計。

三、研究步驟、方法及措施：

1、學校提供硬件材料、有關工具器件和實驗制作場所；

2、查閱大量的相關資料和書籍；

3、與同類的論章進行對比，完善自己的設計思路；

4、系統的總體方案設計：發射部分和接收部分；

5、系統硬件電路的設計；

6、系統的軟件設計

7、論文的修改及潤色。

四、參考文獻

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）38-0028-02

單片機技術是電子類專業的一門核心課程，其應用范圍涉及工業測控、智能儀器儀表、日用家電、個人信息終端及通信產品等領域，已成為現代電子系統中重要的智能化的核心部件之一，在全國的電子設計競賽中被廣泛應用。因此，近些年來，教學與實踐相結合的思想不同程度地得到各高校的重視與加強，許多文獻也曾報道單片機技術教學與改革的新思想、新內容和新方法，旨在推動教學改革中堅持不懈地加強學生動手能力和實踐能力，從而培養出與社會接軌的優秀電子專業畢業生。我院自創建以來，就非常重視理論與實踐的結合，經過作者和院系老師對教學實踐改革的努力嘗試與探索，總結出了一些簡單可行的教學實踐改革體系，本文將主要針對我院單片機教學與實踐改革提出一些切實可行的新建議。

一、教學與實踐改革存在的問題

1.教學方式有待改進。在單片機的教學過程中，不少教師常常以單片機理論為教學的重中之重，實驗常安排一些像清零程序、拆字程序、排序程序等與實踐結合不緊密的基礎實驗，從而難以與實踐緊密結合起來，再加上一些教師強調筆試的重要性，勢必造成學生失去學習的興趣和積極性，將更多精力用于考試過關，而難以使理論知識得到實踐和應用。例如，循環左移和右移指令的講解，只做理論上的推導，很難加深學生的印象，若能引入適當的EDA技術將這個循環左移和右移過程形象地展示出來，既能加深學生的印象，還能提高其學習興趣。

2.傳統教學的內容問題。由于單片機教材與實際應用有一定的差距，教材中提到的理論與實物已經是幾年前的市場產品或者是面臨淘汰的產品，這樣就會使學生接觸到一些過時的知識，卻沒有看到新的改進，從而在一定程度上影響了學生的知識面和實踐能力。實驗課程體系驗證性實驗過多，綜合性、啟發性實驗太少，沒有大型設計性和綜合性實驗，基本沒有對學生動手實踐能力達到提高和訓練。

3.學生對實踐和動手缺乏積極性。不少學生對單片機的實踐性缺少認識，不主動參與實踐和設計，他們寧愿將時間放在英語考試或計算機等級考試上，卻對單片機技術的實踐和操作缺少興趣，因此，培養和調動學生積極性顯得尤為重要。

4.學校條件和經費的限制。在我們三本學校，教學實踐改革除了以上三個問題之外，還會受到其他重要客觀因素的阻礙，例如，電子技術迅速發展，需要投入更多的經費購買先進的教學器材和設備，同時也需要一些可以供教學展示的實物，再加上聯系校外企業供學生實習也需要一定的活動資金，這些勢必給教學實踐帶來很大的影響，這些客觀條件在短時期內仍然很難改觀。

二、教學實踐改革簡單可行的幾點新建議

單片機教學實踐的過程不會一蹴而就，需要不斷作出改進，不斷推陳出新，這樣才可以保證教學實踐工作的順利進行。許多新的方法值得探索和大膽嘗試，我們經過初步探索，總結出以下一些可行的新建議：

1.培養學生學習單片機的興趣。采用多種教學方法和手段培養學生學習單片機的興趣，例如：在單片機課堂教學過程中，應注重理論與實際應用相結合，在第一堂課給學生展示單片機制作的實物，如流水燈、電子琴等，使學生對單片機的應用看得見、摸得著，激發學生的學習興趣。在講述具體抽象內容之前，采用Proteus等仿真軟件將教材中的實例或實際工程案例中用到此知識點的電路進行仿真驗證，讓學生有個感性認識，明確學習目標。在教學中采用啟發式、討論式的教學方法，改變滿堂灌的教學方法，讓學生從“讓我學”轉變為“我要學”。

2.優化教學內容。在課堂教學中，選用新版的、內容豐富的優秀教材，力求做到縱觀全書，抓住關鍵，勤于總結，將具體內容與工程實踐案例相結合，對實際應用中的重難點內容進行精講，提出一些與工程實際應用密切相關的問題來引導學生積極思考，鼓勵學生發表見解，活躍課堂氛圍。在實踐教學中除驗證性和簡單的設計性實驗外，加入課程設計環節，在具體實施中以“學生為中心，教師為輔”的教學模式。同時向學生介紹單片機應用的優秀網站，引導學生充分利用豐富的網絡資源，了解當前有關單片機的新書訊、新技術和新發展，以此來拓寬學生的知識面，延伸和補充課堂之外的教學內容，豐富和拓展單片機課程的學習，為學生將來獨立進行軟硬件設計打下良好基礎。

3.鼓勵學生展示自己的成果。其實在各班的學生中，都不缺乏對單片機設計有著濃厚興趣的同學，那么就可以在全班范圍內以小組為單位開展一些單片機的設計工作，例如以各宿舍為單位，這些同學平時接觸和共同探討的機會比較多，可以讓那些敢于動手，積極表現的同學起到帶頭作用，然后爭取到少量活動資金，建立興趣小姐，就可以在教師的引導下，讓學生自行設計和參與單片機技術的設計實踐了。經過一段時間的努力后，教師可以鼓勵學生自行上講臺展示各小組的設計成果，這樣不僅可以提高學生的積極性，還可以讓教師和學生做到教學相長。

4.請高校研究生作有趣易懂的產品設計報告。以往常有教師向院上提出應該多請專家給學生作專題報告以拓展學生的知識面，盡管學院作出了一定的努力，然而許多國內專家總是忙于手頭工作，或者因為路程問題，最后不能完成這一愿望，即便有的專家過來作完報告，卻也難以收到預期的效果，一些學生往往反映太過深奧，或者難于理解，或者與所學知識關聯不大。對此，我們可以請來高校一些發表過優秀論文的研究生，利用周末過來講解和展示他們的設計成果，這些研究生往往非常樂意奉獻自己的論文成果，因此講解得較為詳細具體，并且可以做到淺顯易懂，而本科生在具有一定理論基礎情況下都能聽懂。例如，上次一個高校的研究生給學生講解LED點陣顯示屏的原理和設計，學生們聽后產生了濃厚的興趣，這樣很容易激發學生實踐和動手的激情，并且把這份激情投入到以后的單片機設計和工作中去。

5.考核方式改革。通常來說，考核就是對教師教學效果的檢驗和學生水平的測試，同時也是督促和激發學生認真學習的原因和動力。在單片機的教學與實踐改革過程中，我們提出了一種注重實踐能力和應用能力培養的考核方式，課堂考勤占10%，平時成績占40%，期末考試占50%，平時成績的評定進行量化。這種考核方式突出的特點是平時成績比例為我院最高，同時對其考核將一半的分值設定為實驗成績，并對學生在實驗中的具體表現從實驗態度、完成實驗的情況、實踐動手能力和課程設計等幾方面進行量化。

單片機技術課程的教學與實踐改革是一個長期的過程，特別是對學生加強實踐應用能力更不是一件容易的事情，因此需要教師改變傳統的教學觀念，積極主動地參與實踐教學，并且努力培養學生的學習興趣和實踐積極性，只要努力探索和尋求新方法新思路，總可以使得單片機的教學與實踐改革很好地得以進行，使學生的單片機應用能力和創新能力得到很大提高。

參考文獻：

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[4]陳燕慧.單片機教學改革模式的探討[J].科教導刊，2013，（07）.

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“單片機技術”課程在本科院校里是電子信息類專業的必修課程，這門課程是以電子技術基礎，編程語言，計算機理論等知識為基礎的一門專業性和應用性很強的綜合性課程。基于以上特點，對于初學者來說對單片機的理論知識的正確把握往往感覺比較吃力，給初學者造成學習困難。但是經過我們多年的教學經驗，這類有很強的應用性和實用性的課程，以項目式教學更能推動學生的學習興趣，同時模塊化的教學設計更能降低初學者入門的門檻。兩者相結合教學方法的采用對本門課程的教學效果提升明顯.

1單片機項目驅動教學法

以往的單片機教學模式是以教師為中心，老師在課堂上按照教材，或者教學大綱按部就班的講授理論原理和知識點；以課堂教學為中心，學生學習為被動接受，由于知識點綜合性比較強，理論太深奧使得學生往往學習興趣不高,同時缺乏動手實踐機會，教學效果一般不夠理想。以項目驅動的教學法是學生為主體，教師為主導，以實踐應用為根本目標，圍繞具體的項目構建教學內容體系，通過師生共同參與完成一個具體的項目而展開的教學活動。注重的不是最終的結果，而是項目完成的過程，在項目的教學實施過程中，學生按需學習，親身實踐，學生在項目的實踐過程中，理解知識和掌握技能，學習成為一個參與的創造實踐活動，培養分析和解決問題的能力。引進單片機項目教學方式打破了原有的教學組織安排，以項目的開發步驟作為教學內容，將課程的內容分解為一個個小項目，從項目引入到項目解析再到任務分解然后到知識點講解最后知識點應用，將原教學方案里單片機的知識點穿插到具體項目開發的過程中[2]。這里面包含了軟、硬平臺搭建到項目展開再到項目完成的一系列教學活動，使學生從被動學習變為主動學習，按照這種方法我們將以往教學體系中的知識內容變化為若干個工程項目（見表1），然后圍繞著這些工程項目任務的展開同時開展教學，讓學生以具體工作目標的展開來進行教學環節的工作。有利于激發學生的學習積極性和創新能力，調動了學生的學習積極性。在這整個過程中，學生能很好的把握課程的知識要求，在體驗創新與探索的過程中，又培養了學生們的分析解決問題的能力及團隊協作能力等。

2模塊化的單片機教學方法

任何復雜的系統都是由具有完整基本功能的功能模塊電路組成，單片機應用系統也是如此，一般由cpu系統、中斷系統、I/O口等。同時任何復雜的電路系統都可以分解為多個具備單一功能的模塊電路，按照這個思路，學習單片機系統我們也可以從單片機的功能模塊電路入手，我們根據學生的認知規律,和學習單片的一般原理的方法，機將單片機教學模塊分成幾個部分，這里面每個部分有自己的專用模塊[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在對硬件電路設計部分進行模塊化設計，將單片機的各個功能模塊以獨立的原理圖形式出現，我們把單片機個硬件按功能分為了鍵盤模塊、數碼管顯示模塊、傳感器控制模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、通信模塊等幾大模塊，如圖1。各個模塊通過面包板上預留的連接器與系統主板進行連接,然后用排線組合成所需要的系統。在教學過程中，要不斷收集遇到的各種硬件功能模塊電路，弄清它們的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系統化整為零，建立起自己的硬件模塊庫。指導學生學會搜集、分析別人的設計案例、論文和相關書籍中的功能模塊電路，不斷地充實自己的功能模塊電路庫，日積月累，學生就會覺得自己的單片機系統設計能力越來越強。最后在進行模塊分解時，各模塊功能盡可能專一，聯系盡可能簡單，使模塊獨立性強，方便教學實用的模塊。

3總結

新興本院校定位應用型教學型高校，以培應用型、創新型人才為目標[4]。在此基礎上的以項目驅動法教學和模塊化教學為主線，以實際應用為培養為目標的“單片機技術”課程教學改革思路，按照這個方式能使學生在項目模塊化的環節中一步一個臺階。此教學法脫離了枯燥無味的說教模式，使學生在具體的設計項目的工作環境里輕松自在的狀態來投入到學習中，思維能力、動手能力、學習能力以及團隊協作能力都有了明顯提高，模塊化學習過程中所積累的各種電路系統模塊也促進構建成學生進行科技創新實踐、參加大學生創新創業訓練的重要模塊庫，激發了學生學習的主動性和成就感。法國文化教育學家斯普朗格曾言：教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創造力量誘導出來[5]。本課程的教學改革正是朝著這個方向前進。

參考文獻

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單片機技術是現代電子工程領域一門迅速發展的技術，應用于各種嵌入式系統中。單片機技術的發展極大地推動了電子工業的發展，無論在教育界還是在產業界，單片機技術的推廣仍然是一個熱點。目前，各個高校都建立了單片機實驗室，但是很多學校的實驗教學現狀卻不容樂觀。就我院而言，主要存在以下問題：（1）實驗場地和時間不足。學生除了上實驗課外，平時難得有機會實踐。（2）以驗證性實驗為主。實驗室所配備的實驗箱只能滿足驗證性實驗的要求。由于實驗箱是成品，學生很難參與到其中的細節設計中去，學生的實踐能力很難得到鍛煉和提高，學生也很難建立起單片機系統開發的整體概念。并且，這種實驗設備的配置方式局限了實驗項目數量，還存在設備維護工作量大的現實問題。（3）由于實驗設備僅適用于某一系列的單片機，若開設新的單片機課程，則需要重新配置實驗設備，增加了學校的投入。

為此，筆者進行了長時間的探索，提出了一些解決辦法。

建立開放式的實驗室管理模式單片機實驗室應實行開放式管理，在不影響正常實驗教學任務的前提下，面向全校學生，在課余時間向學生提供實驗所需要的場所、儀器設備等。開放范圍除了實驗開放項目、課程設計外，也包括學生興趣愛好、第二課堂活動、創新活動等。開放性實驗管理模式是在注重知識、能力和素質協調發展的同時，貫徹因材施教、注重個性培養的教學原則，目的是激發學生的學習興趣和熱情。在實施過程中，要注意實驗內容不應與教學計劃及教學大綱所規定的實驗教學內容相重復，應屬于課程教學內容的拓展性實驗；還要注意綜合性和針對性，強化基礎，拓寬知識覆蓋面，注重培養知識的綜合運用能力。此外，還要根據科技的發展及其實際應用，結合實際工作，加強對學生科學研究思維和建立工程概念的訓練，培養學生的創新能力和動手能力。開放性實驗的組織中要突出學生的自主性，要全方位體現以學生為主體的自主式學習方式。在實驗方案設計、操作、實驗結果的分析處理等方面最大限度地發揮學生的主體作用，教師布置任務、講解及指導等要點到為止，留有余地，給學生獨立思考、獨立操作、獨立分析、獨立解決問題的空間，充分調動學生的積極性和主動性。

利用Proteus與Keil整合構建單片機虛擬實驗室Proteus是Labcenter公司推出的一款基于標準仿真引擎SPICE3F5的電路分析、實驗仿真系統。該軟件有交互式動畫仿真、基于圖形的仿真和基于微控制器的仿真等三種模式，其最大的特點就在于它能夠仿真單片機及其外圍芯片。Proteus軟件支持MCS-51及其派生系列、Motorola68HC11系列，以及AVR系列和PIC12、PIC16、PIC18系列的單片機。Proteus軟件支持的外圍器件有74LS373、8255、矩陣式鍵盤、LCD及多種A/D、D/A轉換器等。另外，用戶還可以建立新的元器件模型。對于MCS-51系列單片機而言，Proteus還能夠與Keilc51集成環境實現聯機同步調試。而Keil是德國開發的一個51單片機開發軟件平臺，是目前應用最廣泛的、最重要的單片機開發平臺。它的界面簡單，操作容易。Keil的uVision2可以進行純粹的軟件仿真，也可以利用硬件仿真器，搭接上單片機硬件電路，在仿真器中載入項目程序后進行實時仿真。此外，還可以使用Keil Monitor-51在不需要額外硬件仿真器的條件下，搭接單片機硬件系統對項目程序進行實時仿真。uVision調試器的調試功能也很豐富，具有常規源極調試、符號特性調試、歷史跟蹤，代碼覆蓋，復雜斷點等功能。構建虛擬實驗室主要是利用Proteus進行硬件電路的設計，用Keil進行軟件設計。硬件電路的設計主要有兩個方面：系統擴展（包括ROM、RAM、I/O口、定時器等功能單元的擴展）和系統的配置（即根據系統的要求進行外圍設備的配置，如鍵盤、顯示器、A/D轉換器、D/A轉換器、打印機等的接口電路的設計），通過該軟件的使用，可以使學生掌握硬件電路的設計方法。軟件設計主要是應用程序的編制、調試，使學生掌握軟件開發的步驟、方法和技巧。而軟硬件的設計完成之后，還需要進行系統的總調，將這兩大執行環境組合起來構成聯合的仿真系統，其中，KEIL作為軟件的調試界面，而Proteus作為硬件的仿真和調試界面。這樣，就可以像仿真器一樣調試程序了。

開設大型綜合設計實驗，培養學生的創新能力大型綜合的設計實驗需要在學生完成基礎實驗之后視學生掌握程度而開設，這個環節在整個單片機教學中非常重要，只有經過完整的項目訓練，學生才會建立起完整的系統的概念。學生需要根據設計任務書上的要求（包括軟硬件的資源配置、實驗要求達到的效果）進行設計實驗。這樣的訓練可以將科技方法的訓練、機電綜合設計、創新設計及畢業設計等實踐內容融合到大型綜合設計實驗項目中，使原來分散的小規模設計和訓練集成為一個大型的系統設計項目，從而培養學生的創新能力。此外，在單片機實驗開發的基礎上，在學生參與下開發一些應用板，組成機電一體化的實驗平臺，如我院已經開發出的步進電機的單片機控制實驗平臺。這些訓練可以使學生更加熟悉單片機的組成、工作原理、程序開發、系統的擴展。更重要的是，學生可以積累自己實踐的經驗，增強工程意識，為將來順利進入實際的工程環境打下堅實的基礎。

建立單片機網絡互動實驗系統，作為傳統實驗教學的補充傳統的實驗教學是近距離的，由于實驗設備緊缺，設備普遍比較昂貴，加之時間和空間上的限制，已成為制約教學質量的一個重要因素。為滿足培養具有高素質創新人才的要求，實驗教學要不斷地進行改革，實驗要向綜合型、設計型轉變，但這種新型教學模式的實現必須有高技術化的手段和條件支持，因而網絡虛擬實驗教學成為現代教育技術應用的大趨勢。單片機網絡互動實驗室系統是針對單片機實驗而開發的內容全面、結構完整的單片機網絡實驗室系統。單片機網絡互動實驗室的構建基于Internet遠程智能化虛擬系統，充分發揮了網絡教學的特有優勢，使學生的學習與交流不受時間、地點和實驗儀器設備的限制，甚至可以聯機協作完成實驗。實驗內容以圖形、文字、動畫等方式呈現在客戶端的瀏覽器上，具有較強的交互性和真實性。同時，也提高了實驗教學的伸縮性和適應性，有助于提高分散教學資源的利用率，形成科學的實驗管理體系。單片機網絡互動實驗室可作為傳統理論與實驗教學的補充模式。我院在設計中采用服務器和客戶端模式，可以實現客戶端與服務器的交互通訊。我院自主開發了網絡系統，學生只需到我院的網站注冊一個用戶名并下載客戶端，便可以在自己的計算機上進行單片機實驗。

以電子技術競賽為契機，深化單片機實驗教學改革課程與教學改革一直是高職院校所關注的熱門話題，實驗教學改革的效果直接影響著應用型人才培養的質量。目前，以單片機控制技術為核心的電子信息技術的飛速發展和應用領域之廣是其他技術無法比擬的。但是學校教學內容卻滯后于科技的高速發展。在高職院校開展電子技術競賽正是解決這一問題的有效途徑。競賽有力地促進了專業課程內容的整合和實驗教學內容的更新。一方面，所有參加競賽的學生都要經過嚴格的賽前培訓和賽中訓練，學生普遍反映受益匪淺。實踐證明，這樣的學生在就業時也普遍受到企業青睞。此外，為了能夠使沒有參賽的學生也得到同樣的訓練，我院還開設了電子專業課程的設計訓練課程，作為傳統單片機實驗教學的補充。課程完全按照電子競賽的要求進行。這樣的訓練有效地提高了學生的工程設計能力和綜合素質。另一方面，以競賽為契機，改革單片機實驗課程內容和實驗方法。由于競賽中涉及的單片機內容能夠跟隨科技發展的步伐，競賽的題目具有實際意義，所以對目前的單片機理論教學改革和實驗教學改革起了一定的引導作用。

參考文獻：