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导语：在单片机课程设计总结的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词： 单片机课程 理论环节 实践环节 考核环节
随着电子技术和计算机技术的迅速发展，单片机具有体积小、性价比高、可靠性好等优点，已被广泛应用于工业控制、智能化仪器、数据采集、通信及家用电器等领域，其在教学及产业界的技术推广是当今科学技术发展的热点。单片机技术是现代电子技术中的一项不可缺少的重要技术，是电子类专业和机电类专业学生必须掌握的一门技术，同时也是一门非常重要的专业课。掌握有关单片机的组成和工作原理以及系统的扩展和接口技术，能够为从事和开发与电子信息和通信领域相关的嵌入式系统的研究工作打下较为扎实的基础。
单片机课程是一门多理论、重实践的课程，其理论知识和实践能力对于单片机课程的学习都非常重要，因此在教学过程中如何将这两个环节把握好就显得尤为关键。
一、理论教学方面
单片机课程是一门实践性很强的课程，它主要体现在硬件和软件的紧密结合，要编制单片机的应用程序就必须很好地了解单片机的硬件结构，所以在理论教学过程中需要重点给学生介绍硬件方面的知识以及基本的指令系统。
在传统的教学模式下，教师习惯于以“单片机简介硬件结构编程指令系统扩展”这种按部就班的方式去进行讲解，这种模式符合单片机课程的特点。但是在实际的教学过程中会遇到许多问题，如：单片机系统结构抽象、指令功能多、程序编写困难造成学生难懂的问题，很难提高学生的实践能力，导致学生失去学习兴趣。
为了提高学生的实践能力，可以把理论教学从传统模式过渡到一种模块化教学的模式。单片机这门课程的模块化教学方式具有很强的灵活性，一个模块可以是一个单元的知识，可以是几个单元的组合，甚至可以是一本书的整合。小模块组合成了大模块，大模块可以组成更大的模块，一环套一环，这样的教学设计使学生由学期末的反馈变成模块的反馈，有利于教师对学生进行有效的指导。比如说，我们可以将单片机的基础知识设置成一个主模块，在这个主模块下包括单片机的结构和引脚说明，存储器结构，指令系统这几方面内容。通过实物演示及多媒体教学方式让学生对单片机有一个简单认识，然后在后续的模块中选择一些好的实例作为模块，使学生更好地掌握单片机的中断系统、定时/计数器，并学会用指令对接口进行编程。
总的来说，模块化教学的含义及特点是详细分析、概括、总结了单片机课程的所有内容，改变了原有课程体系的束缚，打破了原有章、节的顺序，根据高职学生的素质和能力，根据理论和实践相统一的特点，把单片机课程分为若干个主模块，每个主模块下又分为不同的子模块，并根据不同的模块采取了与之相应的教学方法和教学手段。与传统的理论教学模式相比，模块化教学模式能更好地使学生掌握单片机的理论知识。笔者通过一段时间的教学尝试，取得了较好的成效。
二、实践教学方面
实践教学一般分成实验教学和课程设计两个阶段，实践教学穿插在理论教学阶段中，通过一定数量的实验课，学生不仅能很好地掌握课堂上所学的理论知识，而且能达到举一反三的目的，因此也达到了理论教学的目的。对于实验课的内容应该选择一些实用性强的内容进行实验教学。为增加学生的主动性，实验指导书一般只给出简单的实验内容和要求，以及基本的硬件接线图，其余的环节就由学生自己在实验课中独立完成，如程序设计和上机调试。
传统的单片机程序设计工具为汇编语言，使用汇编语言编程的优点是代码紧凑，运行效率高，可直接对单片机硬件进行控制;缺点是对单片机硬件结构的依赖，语句抽象不易理解，编程功能弱，编程效率低等。过去单片机的教学和实际开发中更多地使用汇编语言，但是由于单片机的运行速度的提高，以及存储器成本的降低，汇编语言的优势不再明显，大有被高级语言取代的趋势。基于此形势，在教学中使用的开发语言已实现从纯汇编语言向以C语言为主而汇编为辅的转变。如可以使用keil C51uVision集成开发环境来进行调试，同时可以结合Proteus软件进行仿真，使学生了解单片机开发的软件仿真流程，也可以配合硬件实验箱，完成硬件仿真。
由于实验学时的限制，师生在实验课中只能做一些验证性和熟悉所学知识的实验，大型的综合性和研究性实验只有在课程设计中完成，因此课程设计就是实践教学的一个重要环节，一般在两到三周的时间内由学生完成从硬件设计到软件设计、仿真、做出实物的全过程。在课程设计过程中，教师应鼓励学生利用学校图书馆的资源，查阅电子或纸质资料，独立设计系统方案，利用实验室开放时间，进行硬件环境的构建和软件的调试。在调试过程中，教师可采用启发式的方法，引导学生自己发现问题和解决问题。总之，课程设计的教学目的是加深学生对单片机系统的理解，补充理论教学和实验中的不足，既有助于学生单片机系统概念的建立，又培养了学生独立开发与应用单片机系统的能力。
三、考核方面
对于单片机这种实践性强的课程，不应该仅仅使用一张试卷考试的这种形式，而应该使用理论考核与实践考核两方面相结合的方式。理论考试可以通过试卷的形式进行考核，实践考核应结合学生平时的实验成绩，课程设计的作品，以及口试的形式来完成。口试主要体现学生的表达能力，了解学生对知识的掌握程度。最后将学生两部分的成绩进行综合。通过这种考核方式可以全面了解学生对所学知识的应用能力、实践能力、创新能力。
四、结语
单片机课程作为一门重要的专业课，对于大多数学生来说是有难度的，但是只要我们根据学生的实际情况以及学校的教学资源合理地安排教学计划，应用更好的教学模式，相信一定会取得较好的教学效果，既可以让学生很好地掌握课程内容，又可以使单片机课程成为学生最感兴趣的专业课。
参考文献：
［1］李朝青.单片机原理及接口技术［M］.北京：北京航空航天大学出版社，1999.
（长春理工大学机电工程学院，吉林长春130022）
摘要：“单片机原理及应用”课程理论与实践联系紧密，学生通过实践才能打下坚实的基础。本文对目前本课程教学现状及影响大学生学习主观能动性的因素进行了阐述，并探讨了加强本课程实践教学的可行方法。
关键词 ：单片机原理；应用；主观能动性；实践教学
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671—1580（2014）08—0055—02
收稿日期：2014—04—16
作者简介：王红平（1976— ），女，内蒙古包头人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。
高艺（1968— ），女，吉林长春人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。
于正林（1971— ），男，吉林省吉林市人。长春理工大学机电工程学院，教授，博士，研究方向：机械电子工程。
“单片机原理及应用”课程是工科本科生的一门专业技术基础课，其最大特点是理论与实践联系紧密，突出应用。通过很强的实践动手能力的培养，为今后从事生产第一线的技术和管理工作以及进一步提高科学技术水平打下坚实的基础。［1］
作者结合本学院学生学习“单片机原理及应用”课程的实际情况，探讨学生在“单片机原理及应用”课程中如何发挥主观能动性，系统深入地研究提高学生参与课程的主观能动性的教学方法，尤其是在实验及课程设计中提高学生主观能动性的教学方法。［2］
一、学校课程教学的现状
目前，老师教授该门课程采取板书辅助多媒体的授课方式。由于本课程具有抽象性，使许多学生对这门课程存在恐惧心理。对单片机课程抽象知识点的讲解仅仅通过教师的嘴和笔无法达到准确和生动描述的效果；而实验内容多年一成不变，且实验以验证性实验居多，自主性实验很少，导致学生实验课程的学习变成走马观花的状态。［3］
在单片机课程的学生能力评估方面，基本仍然采用常规的课程评价方式，即课堂出勤方式、作业以及闭卷考试综合评定。这种评定体系并没有考虑该门课程实践环节的重要性，使学生掌握知识时偏向于理论的死记硬背之中，而忽略了真正的动手实践能力，使本来就惧怕这门课程的学生无的放矢，更加不愿意去接触真正有意义的实践学习，这样就培养出一批批手高眼低的工科学生。
二、影响大学生学习主观能动性的因素
（一）缺乏学习的主动性
“单片机原理及应用”这门课程不像其他课程具有细致且清晰的思路以及逻辑推理, 其抽象的软硬件内部结构、超强的实用性要求时刻考验着学生。这就要求学生有知难而进的进取精神，表现积极的学习态度。但大多数学生没有掌握该门课程的学习方法，不懂得利用充分实践的方法去理解和掌握，结果产生了恐惧心理和畏难情绪。
（二）教师及教学资源的质和量
课程教授包括教师和教学内容两个方面。教师要有很强的责任心，教授的内容要保证满足大纲要求，使学生在有限的学时中最大限度地获取知识。
就目前而言，本校单片机理论课时仅有32学时，实践课时为16学时，这就产生了课程信息量大与课时少的矛盾。因此，课堂教学信息量的增加是一个必然趋势。“单片机原理及应用”这门课程如若采用板书为主的传统授课方式固然能使学生在接收知识点时随着教师的板书有更多的思考时间，但也不可避免地使授课信息量减少；如果采用多媒体方式，知识量增加了，但学生程度不同，又不能保证所有学生能及时理解所学知识。［4］
（三）实验教学环节薄弱
对于实践性很强的单片机课程，实验环节尤为重要。实验环节的教学质量受到多方面因素的影响。首先，实验设备能否满足实验教学内容。本校单片机课程实验经历多年的更新换代，目前采用较为适用的教学实验设备，能够实现仿真与实际相结合。除了实验设备之外，还有诸多细节方面的问题,如实验教师的引导是否负责、到位？实验课前的预习是否能够完成？实验内容的安排是否合理？如果实验前的准备学习被忽略,学生便难以顺利完成实验，而教师安排的实验难度、具体教授方法不当，学生也难以顺利地进入实践学习之中。这样，学生就会对实验产生厌烦心理，难以获得良好的学习效果。
三、实践教学的改革探索
（一）将学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终
学习兴趣是学习课程的最好动力。激发学生对本门课程的学习兴趣是学好课程的首要前提。由于课程中抽象的知识时刻考验着学生, 使学生产生畏难情绪，这就要求教师不断地借鉴和学习更好的教学方法，同时，结合自身教学特点，加强教学与实践环节的结合，从而将学生学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终。
例如，对于抽象知识点的讲解, 在多媒体形式的表达和演绎中，穿插易于理解的分解动画视频，模仿单片机软件执行中的运行过程，能够帮助学生很好地理解；同时，可以将难以理解的知识点进行拆分，要求学生在课后通过查资料进行总结，并利用每堂课10分钟的时间让学生轮流讨论，验证自身实践学习的情况，并作为一种考核机制；同时，对与之相关的实验内容，提前提供给学生相关的仿真软件，通过降低难度，让学生在个人电脑上进行程序的初步设计和模拟仿真，先从自身的探索实践中找到乐趣，增强信心，再在真正的实验中结合硬件系统加大难度。通过这样的知识点分解方式学习，学生会更有信心学好这门课程。
（二）改变实践教学策略
在实践教学中要体现学生为主体，教师为主导的特点，教师可依据教学大纲设计实验教学内容，提前提出若干不同的实验主题，让学生自发提出若干相关主题的各种任务，然后师生互相交流信息，再由教师最终布置与之相关的若干接近实际生活的实验任务，让学生依据自己提出的待解决任务完成相关实验，这样就充分发挥了学生的自主性。而且通过采集任务的方式，学生也能够从中了解单片机知识点的应用，进一步构建和丰富自己的知识体系。同时也避免了由于同一个实验内容面对班级内的所有同学而对部分学生探究知识的主动性的限制，也避免了某些学生可能的“浑水摸鱼”。［5］
（三）结合实际确定课程设计内容
若让学生真正掌握实践性强的课程，就需要与实际生产生活相联系，因此，单片机的学习仅仅通过实验的实践是不够的，还需要学生进行亲身实践，也就是必须经过硬件电路及其电路板的绘制、焊接元器件、程序编制、仿真调试等实践过程，才能真正掌握单片机的理论知识和应用技能。
目前，大部分单片机的课程设计是教师设置与实际接近的难度适宜的课题，学生根据自己的能力和爱好选取其一，但完成内容仍局限于电路原理图的绘制，进展较好的也不过是采用仿真软件进行模拟调试，距离真正的设计还有一定距离。为提高单片机课程设计质量，并测试学生在有限的课程设计时间内的接受能力，本校单片机课程设计以大珩班为对象，分成3~5人的设计小组，进行了难度适宜的课题设计。最后，学生均完成了设计内容，并上交了实物成品，感到受益匪浅。可见，单片机课程设计在教师指导下，完成从资料收集到软硬件设计与调试、PCB 电路板设计、仿真调试等过程是切实可行的。
（四）新型考核机制——“实验—课程设计—成果比赛”一体化
传统课程的考核方式并没有过多地体现实践的重要性，仍以理论考核为主，这与本课程的特点不符。为加强实践环节的考核，可以加大实验成绩在总成绩中的比重，使课程总成绩包括平时成绩、实验成绩、期末成绩。目前，本校平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的10%，期末成绩占总成绩的70%。这种考核已经加入了实践环节，但比重仍然过低。今后将进一步加强实践环节的比重，并对各个部分的考核分布进一步细化。
［
参考文献］
［1］杨杰，王晓初，王晓红.单片机课程教学的实践与探讨［J］.广东工业大学学报，2009（9）.
［2］ 邵留，江敏，李娟英.浅谈高等教育中学生学习的“主观能动性”［J］.中国校外教育，2011（2）.
［3］徐德勇.探讨通过单片机实验培养学生的能力［J］.电脑知识与技术，2009（5）.
关键词 单片机 教学模式 实践教学 理论教学
中图分类号：G424 文献标识码：A
“单片机原理”课程的教学目标是使学生把单片机作为控制系统的核心部件，具备硬件设计的能力，能根据系统的硬件结构和功能特点，进行程序的设计。单片机的教学改革，根据目前单片机教学的现状以及存在的问题进行分析，根据本学校的专业需要，紧紧围绕培养目标，对教学模式的改革进行探索。所以，在教学过程中，总结教学特点、教学方法和教学规律，找到更适合本学院学生的学习特点，激发学生的学习兴趣，达到更好的学习效果。
1 单片机教学现状分析
1.1 理论教学较枯燥，教学模式较落后
现在，单片机的教学方法，主要是教师通过课堂进行理论讲授，但是实验教学为辅，理论课堂教学的主要内容包括单片机的硬件原理电路的结构设计、汇编指令系统以及汇编语言程序设计、单片机功能部件的电路扩展及软件编程等内容。以上课堂上讲授的内容，基本概念非常抽象，特别是庞大的指令系统、枯燥难以理解和记忆，而且，控制电路的结构复杂，令学生难以掌握。仅仅依靠课堂上的讲授，是很难调动学生的积极性和主动性。结果，导致学生逃离课堂，期末考试伺机作弊等现象。因此，单片机的教学，缺少了一个理论联系实际的平台，无法锻炼学生的动手和实际操作能力。目前，通常采用以教师为中心的填鸭式理论教学模式：“老师讲，学生听”的教学方法，这样，不仅降低了学生学习的学习热情，同时也降低了学生学习的主动性和积极性，导致大部分学生的厌学现象。
1.2 缺乏实践教学创新能力的培养
目前，大多数大中院校侧重于传授理论知识，但忽视了学生的动手能力和实践技能。而且，单片机的大多数实验教学，主要是验证性的实验，缺少有学生自己独自完成的设计性综合实验。虽然，一些院校单片机实验室设备比较先进，其系统的操作说明也比以前更详细。但是，这些设备的先进性，往往使学生缺乏独立思考的能力，再加上固定的硬件电路，实验项目的单一，导致学生的实践和思考的深度和广度，无形中被限制在一个很小的范围内。实践教学不能使学生体会到自己的成就感，不能激发学生的学习热情，更不用说能提高学生的创新能力。
1.3 单片机综合性实验难以开展
传统的实验教学，通常是验证性实验，主要内容是汇编指令的使用和简单的编程，单片机外部扩展电路很少涉及。因而对于包含硬件开发及扩展接口电路的编程设计实验很难开展，学生对实验知识的综合能力比较差，即使安排了课程设计教学过程，学生的自主设计和创造能力也存在着很大的问题。在单片机的实际应用过程中，应用最广泛的是硬件的开发，接口电路的软件编程。缺少积极开展综合性的实验，不利于调动学生的学习积极性，更不利于培养学生的工程意识和解决实际问题的综合能力。
2 单片机教学改革措施
2.1 利用多媒体技术，从感性上升到理性认识
单片机课堂教学，多举出一些实际生活中密切相关例应用实例，比如洗衣机、家用电器，锅炉等控制电路以及控制程序，这样，教学效果就会在无形中大大提高。在授课的过程中，应采用电子课件和动画，这样，一些抽象的基本概念和很难理解的知识点就能生动形象地表达出来，既丰富了课堂教学，提高了授课效率，又调动了学生的学习主动性。与此同时，在课堂上，利用Proteus仿真软件，演示控制电路和程序，使学生真正掌握理论和实践相结合的单片机开发的基本方法和技巧。
2.2 淘汰实验箱，开发单片机学习版
我校单片机实验室，配备了THKSCM-1型单片机实验开发板，具有很多硬和软件实验，如存储器清零、（下转第131页）（上接第90页）P1口的输入和输出、串行数转换并行数、定时器实验及步进电机模拟实验等内容。但在操作过程中，学生只能按实验指导书上硬件电路进行接线，对硬件电路图缺乏足够的认识，而且实验开发板无法携带。由于学生人数较多，实际操作中不可能让每个学生都拥有一台实验开发板。目前，市场上有很多类型的单片机学习开发板，成本低且体积小、功能齐全，现在大多学生有笔记本电脑，给每个学生配一块学习板就可以实现随时随地做实验。
2.3 开发以C语言为主，汇编语言为辅转变
C语言是一种编译型程序设计语言，兼顾了很多高级语言的特点和汇编语言的一些功能，具有自己的书写格式和完善的模块化的程序结构。而且，C语言中具有丰富的库函数，其运输速度较快、编译效率较高，具有很好的可移植性等优点。更重要的，对硬件系统可进行直接控制。汇编语言也有其自身的优点，代码紧凑。运行速度快。但是汇编语言语句抽象，程序结构复杂，编程效率较低。这样，容易造成学生对单条指令明白，但理解整个汇编程序，非常困难。等到自己动手进行硬件编程时，更不知道该如何下手。这样，这种不良现象，长期积累下来，导致大部分学生有这样一种认识：“单片机太难学了”。根据以上现象，要使学生更好地掌握单片机编程，适应企业单片机开发的需求，单片机教学应该以C语言为主，汇编语言为辅，两种语言可以混合编程。
2.4 重视和强调课程设计
单片机实践环节最重要的一个组成部分是课程设计，通过课程设计的实践训练，可以使学生进一步巩固理论知识，更深入了解单片机的系统设计；培养学生的实践和创新能力，是单片机理论学习迈入到实践学习的关键一步。
2.5 考核方式的改革
改变以前纸卷的考试方式，更注重实际能力的考核。考核方式改变之后，单片机课程的考核方式分为三个方面：第一方面包括课堂的出勤率、学习态度和积极参与讨论问题的情况，占总成绩的20%；第二方面是实践能力和设计能力的考核，注重学生的实践技能的考核，占总成绩的40%；第三方面是基本理论的考核，占总成绩的40%。根据考核方式的改革效果，使学生更加重视实验教学，提高了学生的实践能力，提高了教学效率，同时也增强了学生与教师的互动性。
3 结论
单片机是实践性较强的一门课程，根据理论教学和实践教学相结合的教学方式，采用案例、模拟与演示相结合的教学模式，提高了学生的学习兴趣，培养了学生发现问题和解决问题的能力。总结近年来教学过程中的经验，只有在教学方法上不断地改进，及时了解单片机控制领域发展的动态，不断更新理论教学和实践教学，采用先进有效的教学方法和手段，合理安排教学内容，才能提高单片机教学质量。
参考文献
[1] 向红，李建军.单片机实践教学的探讨与研究[J].实验技术与管理，2007（7）：120-122.
[2] 龙志强.单片机课程任务驱动的实践教学方法探讨[J].上海：实验室研究与索，2008（3）.
【关键词】单片机 CDIO 教学改革 教学理念
【基金项目】电子科技大学中山学院质量工程建设项目（项目编号：ZLGC2011JXTD08）。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0231-02
一、引言
单片机广泛应用于家用电器、仪器仪表、医用设备、航空航天、汽车电子等专用设备的智能化管理及过程控制领域。为适应市场需求和生产实际需要，单片机已成为机电工程、自动化、电子信息工程等专业的主干课程。单片机课程集微控制器理论知识与控制系统开发实践技能培养于一体，对学生工程思维能力和解决问题能力的培养具有重要作用。目前，该课程在理工科学校的重要地位已经受到广大教育工作者和学生的重视。对于工科学生来说，很好地掌握单片机技术，不仅有助于对专业知识技能的深入、对整体专业素养的提高、动手能力与创新精神的培养，更重要的是能够获得实用的职业技能，增强就业竞争力[1]。
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果[2]。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）4个英文单词的缩写。CDIO 模式的大工程理念、强调对学生综合能力的培养 、密切联系产业等特点，都对我国工程教育有较好的启示和借鉴作用，并在我国工程教育界产生了很大的反响，汕头大学、清华大学等率先进行了 CDIO 工程教育改革，并取得了较好的成效。目前国内许多高校都在研究CDIO模式，并根据学校各自的实际情况，探索工程教育理念的教学改革之路。
单片机作为一门实践性强的专业课，近年来也有许多高校借鉴CDIO工程教育模式进行了改革。文献3～6均提出摈弃传统教学方法，完全按照CDIO模式采取项目驱动教学。笔者认为，在学习借鉴 CDIO 工程教育改革模式中，我们可以在实践中参照 CDIO 模式，但又要切合学生的特点和学生的接受程度，CDIO 模式既是一种工程教育实施方案，更是一种工程教育理念，如果完全的项目驱动教学在无法被学生所理解和接受的情况下，我们依然可以借鉴这种工程教育理念。基于此，笔者采用CDIO工程教育理念，在单片机教学中，进行了一些改革探索和实践，取得了良好的效果。
二、改革背景
传统的单片机教学采用“满堂灌”的方式，根据教学大纲要求，教师每节课完成教材上的若干知识点的讲解。这种教学方式很难引起学生的学习积极性和学习热情，学生刚开始抱着极大的兴趣来学习，可是如果教师只是照本宣科讲解，久而久之，则让学生感到枯燥和倦怠。特别是传统的期末考试方式，只是进行了单片机原理的表面知识考核，单片机应用的精髓则未能体现。在以往教学过程中，曾经出现考试成绩非常高，但毕业设计动起手来却一塌糊涂的学生。可见，单片机教学与其他理论科目教学方式不完全相同，这门课程强调的是知识的应用，因此，它的教学方法就有必要进行改革。
三、考核方式改革
传统的期末定考已经不再适合于CDIO模式下单片机的教学，事实上，单片机知识的真正掌握也无法简单用期末成绩去衡量，因此，本次改革，单片机的成绩主要以项目的形式对学生能力进行综合考核，采取教师评价、他人评价和学生自我评价等各种方式。在具体实施中，为了避免个别同学长期打酱油，所有同学的成绩由个人成绩和团队成绩两部分组成，个人成绩包括平时课堂表现和课堂测试，团队成绩包括团队作业和课程设计。如果以CDIO模式表达的话，课程设计作品是单片机学习要达到的终极目标，称为一级项目，团队作业则是二级项目，也就是子课题，根据各个阶段的学习要求而设定。在一开始的教学过程中，让每个同学都清楚学习的的最终目标以及为了实现终极目标所设定的所有二级项目。
四、课堂教学模式改革
（一）以项目为导向，培养学生的团队精神
CDIO工程教育模式强调以项目为导向开展教学。所有项目的开展我们都以团队为单位， 3人为一组。由于单片机课程总成绩的绝大部分来自于团队成绩，每个团队成员必须要竭尽所能，才能在每个项目中拿到高分。每个团队的一级项目实际就是课程设计，从开题到结束，课程设计过程贯穿整个学期，课程设计开题前要撰写设计报告，通过教师论证才能确定是否继续开展研究，学生于期末结束前完成设计和实物制作并撰写设计报告，教师结合学生在验收答辩过程中的表现、对作品的理解程度、对作品的贡献大小和报告的撰写水平等，给每位学生一个综合评价。二级项目则由老师根据教学需要确定，主要包括中断、定时器、串行口、单片机扩展等几个子课题，二级项目可以通过PROTEUS仿真实现，二级项目的考核也是通过课堂答辩，由其他组的学生和老师共同评价打分。通过这些项目的开展，学生的团队合作意识普遍提高，表达与交流的能力得到提升，参与积极性加强，学习热情大幅提升。
（二）以引导教学为主，培养学生的自主学习能力
传统的填鸭式教学，学生处于被动学习状态，与主动学习相比，在学习效率上要大打折扣。单片机是一门实践性很强的课程，根据多年来的教学实践经验，讲的多不如让他们做的多，CDIO模式提出“学中做，做中学”，这一理念也是非常适合于单片机的教学。在课堂教学时，要抓主要，放次要，一些细枝末节的知识点没必要花太多时间阐述，在具体开展教学过程中，可以通过设定课堂练习和课堂思考题，引导学生自主学习。例如单片机的指令系统，如果是以C51语言为主进行教学的，那些指令点到即止，没有必要太过深入，否则很可能适得其反，主次不分。除了课堂的引导，最重要的还是通过项目在实战中学，边学边做，边做边学，单片机只有用了才能真正学会，看10遍书不如做一个项目提升得快。
（三）采用案例驱动教学，培养学生的工程实践意识
案例驱动法是一种基于探究性学习和协作学习的一种教学模式，起源于“哈佛大学”的情景案例教学课。案例驱动法要求师生改变传统的观念和角色，充分发挥学生在学习中的主体作用和教师在教学中的组织、引导、促进、控制作用，将学生认为枯燥的知识转变为生动的学习内容，有利于真正培养学生的创新能力、自学能力、实践能力、增强学生独立意识和协作精神[7]。单片机在生产生活中应用广泛，有大量的实践案例，教师应该根据学生专业特点，选取合适案例，在课前提出，让学生提前查找资料、整合知识、充分思考，教师则以案例为线索，介绍背景，提出问题，引导讨论，组织课堂教学活动。在本次教学改革中，我们还采用了分组课堂答辩等方式，对一些案例进行了详细分析，在教师的引导下，邀请每组同学上讲台给其他同学讲解不同的案例进行仿真演示，并回答台下同学的提问，这种方式不仅锻炼了学生的表达能力，利用实例推动了学生的自主学习，同时也让学生理解了单片机的实际应用方法，逐渐培养学生的工程设计能力和工程实践意识。
五、一级项目的开展
在整个CDIO教学模式下，一级项目设计是否合理至关重要。一级项目首先由教师提出总体需求，本次改革，要求完成一个有一定创新和实际应用价值的单片机作品，作品以单片机为核心，内容包括硬件设计、软件编程和程序仿真、实物制作、软硬件调试，通过一级项目的完成，使学生初步掌握单片机应用系统的开发方法。一级项目不能太大，也不能过于简单，太大太难学生做不出来会打击学习热情，太简单则没有达到目的。至于具体设计什么样的系统，可以由学生根据以下几个方面自行创新，经过调研后，写出设计报告，再由教师确定项目是否可行。
（一）以学科竞赛为平台
大学生学科竞赛是整合课内外实践教育教学的重要环节，是培养学生创新精神和动手能力的有效载体，对培养和提高学生的创新思维、创新能力、团队合作精神、解决实际问题和实践动手能力具有极为重要的作用。目前，在以应用型人才培养为主的高校，学科竞赛得到了各方面的重视，开展的越来越好。如全国大学生电子设计大赛、“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、全国大学生挑战杯课外学术科技作品、全国机器人大赛、中国物联网创新创业大赛、机械创新大赛等，分析各种竞赛，很多控制类、数据采集类和信号发生类的题目都会涉及到单片机技术。将学科竞赛与课程体系和教学改革紧密结合，使学科竞赛成为日常教学的有益补充，在单片机教学过程中，可以用这些学科竞赛为平台，给有兴趣参赛的同学进行指导，以竞赛作品的高度来完成一级项目。
（二）以学生创新实验项目为目标
目前，很多高校为了鼓励学生的实践创新，培养其动手能力，特别设立了“学生创新实验项目”，有兴趣的学生皆可报名申请，学校经过答辩后对可行的项目进行资助。一级项目也可以此为目标，对单片机的应用进行研究，确定设计作品。
（三）以教师科研项目为依托
教师经常参加科研活动，视野开阔，熟悉专业发展和企业需求，在教学过程中应当将科研成果和技术应用带入教材、带入课堂，用生动实例激发和培养学生的学习兴趣。同样的，学生也应当积极参与教师的科研工作，主动与教师交流，寻找锻炼自己的机会。一级项目也可以来源于教师科研项目中的子课题。
（四）来源于对生活的思考
工科学生应当有意识的关注科技发展和技术应用，仔细观察，善于发现，从生活中发现问题，利用所学知识去解决。一级项目可以来源于对生活的思考，自行创新，可完全根据自己的兴趣和爱好，设计自己想要的作品。
六、教学改革实际效果
（一）激发了学生的学习热情
CDIO工程教育方式极大地激发了学生的学习热情，学生按工程项目的任务要求有针对性地学习知识，学习目的明确，学习积极性高涨，从过去的“厌学”变成了现在的“自主学”。
（二）锻炼了学生的团队协作精神
在单片机的学习过程中，学生被分为3人一组形成一个团队，分别完成多个二级项目和一级项目，团队成员之间必须团结协作，彼此配合，相互交流，有效锻炼了学生的团队协作精神。
（三）动手能力和创新能力大大提高
从完成作品情况来看，此次改革有效提高了学生的创新和实践能力，以竞赛为目标的有一组同学设计了一种环境监测魔力树，设计了一种伞状的树叶结构，将当前的环境气体情况通过树叶的收和来表现，该作品需要完成机械结构和电路方面的设计和制作，利用气敏传感器和LCD实现检测和显示；以实验创新为目标的做了一个新型马桶刷，用单片机作控制器利用超声波实现马桶清洁；以教师科研为目标的，参与了教师的科研项目，进行工业机械设备控制系统的开发；还有一些同学根据自己的兴趣，用LED点阵制作了一个贪吃蛇游戏机。从提交作品和答辩的情况来看，大部分同学都初步掌握了单片机应用系统的开发方法。
七、总结
实践证明，以工程能力培养为目标的CDIO工程教育理念，应用在单片机教学实践中，极大提高了学生单片机的应用能力，学习热情高涨，学习效率大大提高。教学过程不再是枯燥无味的说教，而是在边学边做当中获取到渗透在每个项目中的知识点，使学生学而难忘。
参考文献：
[1]雷娟. 浅谈对单片机教学的几点思考[J]. 成功（教育）， 2009（5）： 215-216.
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[7]史成芳， 程荣龙. 基于“案例驱动”的单片机教学方法研究[J]. 实验科学与技术， 2010， 8（006）： 93-94.
Abstract： The goal of application-oriented university is to cultivate high-level application-oriented talents. The problems in the teaching process of embedded systems course were analyzed carefully based on the construction goal of application-oriented university. Combining with teaching practice and enterprises work experience， the teaching method and mode of embedded systems such as course single-chip microcomputer were explored in depth， and the relative reform scheme was proposed. The specific practice indicates that the novel strategy plays an important role in improving the students' study enthusiasm， enhancing their practical ability， and cultivating high-quality application-oriented talents， which achieves good teaching effects.
关键词： 应用型大学；单片机；教学方法；嵌入式系统
Key words： application-oriented university；MCU；teaching method；embedded systems
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）11-0252-03
0 引言
我国的大学教育大致可以分为三种类型，第一种是以科学研究或科学研究与教学并重为自身定位的研究型大学，是国家建设世界一流或高水平大学的主体，另一类是以职业技术教育为主的高职高专类院校，以培养鲜明特色的技能型人才为己任，第三种大学是介于前两种类型之间的高等学校[1-4]。与前两种类型不同的是，前两种类型的高校在国家高等教育的发展过程中很早就有了清晰的定位，而第三种大学的发展一直没有一个准确清晰的定位，直到《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2020）》出台，第三种大学的发展才有了自己发展定位，即以建设应用技术型大学为目标，并在教育部的指导下，一批以应用技术型大学为办学定位的高校于2013年在天津建立了应用技术大学联盟，安徽科技学院为该联盟的理事单位之一，开启了安徽科技学院高等教育的新篇章。
应用型大学的首要职能是服务社会，为社会培养品格良好、理论功底扎实、具有较强应用实践能力的应用型人才，因此，应用型大学应更注重应用性教学和应用性研究工作。嵌入式系统开发行业发展迅猛，就业待遇高，社会需求旺盛，嵌入式系统是电子、通信、自动化、光电、计算机、机电等专业的核心专业课，是一门典型应用性课程。本文以嵌入式系统课程的一个分支――单片机为例，结合自身教学实践和企业工作经验，对应用型大学嵌入式系统课程的教学方法做一些探讨。
1 注重基础和兴趣培养
单片机是一门综合性非常强的课程，涉及的知识面广，其先修课程有《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电路分析》、《C语言》等专业基础课程，单片机应用系统开发过程中还要用到《电子工程制图》、《传感器技术》、《数据结构与算法》、《电机拖动》、《嵌入式操作系统》等专业课程的知识。因此，学生打好专业基础功底是学好单片机等嵌入式系统课程的前提，这就需要我们重视基础课程的教学、科学设置人才培养方案中的课程及其开课学期，做到基础专业一环扣一环。
单片机等嵌入式系统课程的理论部分的学习，特别是前期还不能做实验的理论部分，如硬件架构及原理、芯片汇编指令和伪指令系统等，学起来枯燥无味，甚至给学生一种“云里雾里”似懂非懂的感觉，这些知识在学生心里不能准确落地，容易使学生从心理上放弃这门课程的学习，这就需要我们调整教学思路，上好第一堂课：一是要让学生明确学习目的。许多教师自始至终不会告诉学生为什么要学习单片机，它有什么用途，只讲课本知识，导致学生学无目的，甚至课程结束，都不知道自己学的是什么东西。因此，为学生明确单片机用途在正式上课之前非常重要，可以为学生多举一些贴近其生活的开发案例，使学生明确学习目的的同时，也激发了学生的学习兴趣。二是让学生了解开发流程。学生正式学习单片机前，可以给他们举一个简单实例，从电路设计，软件设计、仿真、调试、下载直至系统集成，给他们做个示范，让学生对这门课的学习有个全面的把握和清晰的认识。三是要激发学生的学习热情。学生如果对某门课产生了浓厚的兴趣，学生就会积极主动地把这门课学好，在这方面，单片机等嵌入式系统课程，有其独特的优势，是一门与日常生活十分贴近且就业前景广阔、待遇优厚的专业课，鼓励的同时也要让学生清楚眼前的困难，冷静面对困难，最后问一句“英雄们，你们准备好了吗”，让学生知难而上，信心满满地去挑战自我，开始课程的学习。
2 深化教学改革
随着社会的发展，传统的嵌入式系统教学内容、方法、模式、体系等难免暴露其不足，甚至跟不上现实需要[5-7]，这就需要我们对现有不合理的人才培养体系的各个层面进行革新和完善。
2.1 课程内容及教学方法与时俱进
嵌入式系统近些年发展迅猛，传统授课内容有些已经被实际淘汰，因此，授课内容也要在经典内容的基础上穿插新知识、新技术，做到所授知识既稳固又能跟得上时展。当今是信息化的社会，尤其是年轻大学生时刻受到信息化的熏陶，他们利用现代化的网络工具得心应手，可以引导学生通过网络搜索引擎的强大功能学习专业知识，进行下载或收看教学视频，解答疑难问题，了解行业发展趋势，查找相关资料，在线知识交流等，资源用之不竭，为学生的自主学习拓宽了渠道，且能量巨大。
2.2 更新教学模式
单片机等嵌入式系统课程的传统教学方法一般是理论和实验单独设立，先上理论课程，待到一定课时后再开设实验课，这种模式导致理论和实验往往较为脱节，且学生的吸收效率普遍不高。
近年来，社会上涌现了许多的嵌入式系统培训班，主要以MCU和ARM的应用为主要培训内容，开设了C语言基础、简单电路基础、开发环境搭建、嵌入式操作系统、嵌入式驱动程序开发等课程，吸引了大量学生参与校外培训，这从侧面反映了高校目前的嵌入式系统教育已经跟不上社会对嵌入式人才的需求形势，培训学校教学模式采用教、学、做一体模式，具有课堂吸收率高，使学生能够快速掌握嵌入式系统开发方法的优点，但也存在不足，具有“短期速成”特点，学生就业后会出现“后劲不足”现象，且收费高昂，使学生在大学教育花费的基础上增加了额外支出。
吸收社会培训班的优点，结合高校教育优势及企业对高校应用型人才需求，我们提出具有高校特色的教、学、做一体化嵌入式系统课程教学模式。将具有明显应用性课程的理论和实践放在实验室来上，教师采用现代化的多媒体手段教学，讲到且需要实践的知识，学生随学随做，且根据老师布置的课堂实践题目完成设计和调试。与培训班不同的是，高校教育更具有系统性、学生基础知识牢固、课时充足，使学生真正成为后劲十足的应用型高级人才，而不是短期速成，具有明显操作技能培训特点的职业教育型人才。
2.3 加大实践环节培养力度
课程设计是单片机等嵌入式系统课程教学的一个重要环节[8]。教、学、做一体化培养模式能够让学生对课程的各个知识点有个微观的把握，但不能从整体上掌握知识的综合应用，课程设计以让学生完成一个小的项目为目标，从查找资料开始，在分析问题的基础上，运用各章节所学知识完成课程设计要求，并撰写课程设计报告，综合锻炼学生解决问题的能力。课程设计题目的拟定要合理，不能太难使学生很难完成或完成不了，打击学生的自信心，也不能太简单，达不到综合锻炼学生运用所学知识的目的。可以结合全国大学生电子设计竞赛题目的出题方法，设基本任务和附加任务，让学生根据自身兴趣、能力和特长进行选作。
鼓励学生参加飞思卡尔智能车大赛、全国大学生电子设计竞赛、机器人竞赛等不同级别的专业类竞赛，提高学生解决实际问题的能力。本科毕业设计是大学生毕业之前的最后一个学习环节，是对他们在校期间学习的综合检验，也是对大学教学质量的一次总结，与课程设计不同是毕业设计内容的难易程度与知识面都要高于课程设计。
校企合作探索多年，困难重重，企业和高校目标不能匹配，导致校企合作的层次较低，学生不能真正得到高水平的实践锻炼，因此，建设高水平应用型大学必须从高校自身出发来提高应用型人才的培养力度，升级传统的毕业设计方案，引进企业管理方式和理念，建设高校自己真正的研发中心（实训中心），而不是简单的实验室，对于选择嵌入式系统设计方向的学生要经过学校研发中心的锻造才能输入社会。
2.4 提高师资队伍技术水平
多数高校教师具有较为深厚的理论知识和熟练的课堂驾驭能力，但实践经验相对缺乏，为培养出合格的、适合企业需求的应用型大学生，必须提高相关专业课老师的专业技术水平。可以通过如下途径来提高师资队伍水平：一、鼓励教师参加相关产学研合作项目，承担各种横向课题研究，积极充当各种专业技能大赛的指导教师等。二、倡导专业教师参加企业实践。从学生角度实践校企合作遇到的困难和阻力较多，但具有较厚理论专业知识背景的教师作为校企合作的主体，所遇到的阻力将会小的多，因此，提高教师技术水平，可以从现有用人模式入手，打破专业教师不能到企业兼职模式，鼓励嵌入式系统教师参与企业的技术开发或技术管理工作。三、聘请企业一线工程师兼职高校实践课程教学。企业一线工程师实践经验丰富，他们直接参与应用型大学学生的教学工作，将利于学生和专业教师整体质量的提高。
3 科学设置评价体系
高校传统教学多采用重理论轻实践的考核评价方式，一张试卷定终身，实践考试只是微不足道的补充。对于以建设应用型高水平大学、培养高素质应用型人才为目标的高校来说，这种模式显然已经不能满足实际需要，需重构新的考核评价体系。对于专业基础性科目可以采取重理论弱实践的方式，对于应用性较强的专业课程应采用重实践弱理论的考试方式，根据人才培养目标区分对待，不搞一刀切。
4 结语
本文详细介绍了当前嵌入式系统教育工作中存在的问题和不足，以培养高素质应用型人才为目标，结合自身多年教学实践和企业工作经验，从专业基础、课程内容、教学方法、评价体系等方面，对单片机等嵌入式系统课程的教学方法做了细致的探讨，多年教学实践表明，按照新的教学方法去培养嵌入式系统应用型人才，提高了学生学习的积极性，课程内容更容易理解和接受，学习起来趣味性更强，教学质量得到显著提高。
参考文献：
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单片机应用系统（三级项目）
设计说明书
（2014/2015学年第二学期）
题
目
：
开机次数记忆器设计及实现
专业班级
：
电子信息工程班
学生学号
：
学生姓名
：
指导教师
：
设计周数
：
2周
设计成绩
：
2015年X月X日
1、项目设计
1.1
设计要求
（1）以单片机AT89C52为核心，使用24C02串行EEPROM进行存储开机次数；
（2）用LCD1602显示存储的开机次数；
（3）单片机复位一次，从24C02中读取数据，然后加1；
（4）在此基础上可以拓展对一组密码数据存储对比后，才能进入正常界面。
1.2
设计目的
（1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
（2）锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。
（3）通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。
（4）巩固、深化和扩展学生的单片机理论知识。
（5）培养学生的团队合作能力。
2、项目设计正文
2.1方案设计
2.1.1设计思路
此次项目设计的目的是实现单片机开机次数的记忆及显示功能，即其复位断电关机都能准确的将开机次数显示在LCD1602显示屏上。根据对项目设计要求和实际应用的分析，选用以单片机AT89C52为核心，使用24C02串行EEPROM进行存储开机次数的方法，使C52单片机的P2.0口和P2.1口分别控制24C02的数据线SDA和时钟信号线SCK来完成数据的读写功能，然后用LCD1602显示屏将24C02中存储的数据显示出来。
具体设计实现的逻辑流程图如图1所示：
图1
逻辑实现流程图
2.1.2主要元器件
（1）
处理器AT89C52，引脚图如图2所示：
图2
AT89C52单片机引脚图
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS
8位单片机，片内含8k
bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256
bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2
个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的
Flash存储器可有效地降低开发成本。
（2）
外部存储器24C02
串行E2PROM是基于I2C-BUS
的存储器件，遵循二线制协议，由于其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。具有以下几大特点：
1.宽范围的工作电压1.8v~5.5v
2.低电压技术：
1mA典型工作电流
1uA典型待机电流
3.储存器组织结构
4.2线串行接口，完全兼容I2C总线
5.施密特触发输入噪声抑制
6.硬件数据写保护
7.内部与周期（最大5ms）
8.自动递增地址
9.可按照字节写
10.esd保护大于2.5kV
11.高可靠性：擦写寿命：100万次
数据保持时间：100年
12.无铅工艺，符合RoHS标准
2.2单元电路设计
2.2.1处理器AT89C52引脚的选择
本次项目设计选择的引脚分别为P0口、P2口、RES端口。
P0
口是一组8
位漏极开路型双向I/O
口，
也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8
个TTL逻辑门电路，对端口P0
写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8
位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0
口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P2口
是一个带有内部上拉电阻的8
位双向I/O
口，P2
的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4
个TTL
逻辑门电路。对端口P2
写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。访问外部程序存储器或16
位地数据存储器（例如执行MOVX
@DPTR
指令）时，P2
口送出高8
位地址数据。在访问8
位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI
指令）时，P2
口输出P2锁存器的内容。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P2.0口和P2.1口分别控制24C02的数据线SDA和时钟信号线SCK来完成数据的读写功能。
RST为复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
单片机引脚图连接选择如图3所示：
图3
单片机的引脚连接图
2.2.2
RC复位电路
复位电路图如图4所示：
图4
复位电路图
系统复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着VCC对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。在图4的复位电路中，当VCC掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“1”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。
2.2.3
LCD1602显示屏的连接
LCD1602各引脚的功能如下：
第1脚：VSS为电源地
第2脚：VDD接5V电源正极
第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。
第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。
单片机的P2.5，P2.6，P2.7分别接LCD1602的RS、RW、E端口，如图5所示：
图5
LCD1602显示屏的连接
2.2.4
24C02的连接
C52单片机的P2.0口和P2.1口分别控制24C02的数据线SDA和时钟信号线SCK来完成数据的读写功能，具体电路图如图6所示：
图6
24C02
的连接
2.2.5
整体电路
系统整体仿真电路和实物操作电路如图7和图8所示：
图7
整体仿真电路图
图8
仿真实物图
2.3系统实现程序
#include
#include
sbit
SDA
=
P2^0;
//AT24C01串行数据
5脚
sbit
SCL
=
P2^1;
//AT24C01串行时钟
6脚
int
time=0;
int
time2=0;
typedef
unsigned
char
uint8;
/*
defined
for
unsigned
8-bits
integer
variable
无符号8位整型变量
*/
typedef
signed
char
int8;
/*
defined
for
signed
8-bits
integer
variable
有符号8位整型变量
*/
typedef
unsigned
char
BYTE;
typedef
unsigned
int
WORD;
typedef
bit
BOOL
;
sbit
rs
=
P2^6;
sbit
rw
=
P2^5;
sbit
ep
=
P2^7;
BYTE
code
dis1[]
=
{“TIME“};
BYTE
dis2[10]={“0123456789“};
BYTE
dis3[10]={“0123456789“};
delay(BYTE
ms)
{
//
延时子程序
BYTE
i;
while(ms--)
{
for(i
=
0;
i
250;
i++)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
}
BOOL
lcd_bz()
{
//
测试LCD忙碌状态
BOOL
result;
rs
=
0;
rw
=
1;
ep
=
1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
result
=
(BOOL)(P0
&
0x80);
ep
=
0;
return
result;
}
lcd_wcmd(BYTE
cmd)
{
//
写入指令数据到LCD
while(lcd_bz());
rs
=
0;
rw
=
0;
ep
=
0;
_nop_();
_nop_();
P0
=
cmd;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
0;
}
lcd_pos(BYTE
pos)
{
//设定显示位置
lcd_wcmd(pos
|
0x80);
}
lcd_wdat(BYTE
dat)
{
//写入字符显示数据到LCD
while(lcd_bz());
rs
=
1;
rw
=
0;
ep
=
0;
P0
=
dat;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
0;
}
lcd_init()
{
//LCD初始化设定
lcd_wcmd(0x38);
delay(1);
lcd_wcmd(0x0c);
delay(1);
lcd_wcmd(0x06);
delay(1);
lcd_wcmd(0x01);
//清除LCD的显示内容
delay(1);
}
////2402程序2
void
AT2401_Delay()
{;;}
void
busy()
{
BYTE
temp;
temp=0x00;
rs=0;
rw=1;
ep=1;
while((temp&0x80)==0x80)
{
ep=0;
_nop_();
ep=1;
_nop_();
}
}
void
AT2401_Start()//启动信号
{
SDA=1;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
SDA=0;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Stop()//停止信号
{
SDA=0;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
SDA=1;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Respons()//响应
{
uint8
i;
SCL=1;
AT2401_Delay();
while((SDA==1)&&(i
i++;
SCL=0;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Init()//初始化函数
{
SDA=1;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_WByte(uint8
date)//写一个字节
{
uint8
i,temp;
temp=date;
for(i=0;i
{
temp=temp
SCL=0;
AT2401_Delay();
SDA=CY;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
}
SCL=0;
AT2401_Delay();
SDA=1;
AT2401_Delay();
}
uint8
AT2401_RByte()//读一个字节
{
uint8
i,k;
SCL=0;
AT2401_Delay();
SDA=1;
AT2401_Delay();
for(i=0;i
{
SCL=1;
AT2401_Delay();
k=(k
SCL=0;
AT2401_Delay();
}
return
k;
}
void
AT2401_WAddr(uint8
address,uint8
date)//指定地址写一个数据
{
AT2401_Start();
AT2401_WByte(0xa0);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(address);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(date);
AT2401_Respons();
AT2401_Stop();
}
uint8
AT2401_RAddr(uint8
address)//指定地址读取一个字节
{
uint8
date;
AT2401_Start();
AT2401_WByte(0xa0);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(address);
AT2401_Respons();
AT2401_Start();
AT2401_WByte(0xa1);
AT2401_Respons();
date=AT2401_RByte();
AT2401_Stop();
return
date;
}
void
wr_com(BYTE
com)
{
ep=0;
rs=0;
rw=0;
P0=com;
_nop_();
ep=1;
_nop_();
ep=0;
}
void
wr_data(BYTE
date)
{
busy();
ep=0;
rs=1;
rw=0;
P0=date;
_nop_();
ep=1;
_nop_();
ep=0;
}
///////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////
main()
{
BYTE
i;
lcd_init();
//
初始化LCD
AT2401_Init();
time
=
AT2401_RAddr(0x01);
time2
=
AT2401_RAddr(0x02);
if(time>=9)
{
AT2401_WAddr(0x01,0);
time2+=1;
}
time+=1;
if(time2>9&&time>=9)
{
time=0;
time2=0
;
}
AT2401_WAddr(0x01,
time);
AT2401_WAddr(0x02,
time2);
lcd_pos(4);
//
设置显示位置为第一行的第5个字符
i
=
0;
while(dis1[i]
!=
＇＼0＇)
{
//
显示字符“TIME“
lcd_wdat(dis1[i]);
i++;
}
lcd_pos(0x49);
//
设置显示位置为第二行第一位字符
dis2[time];
lcd_wdat(dis2[time]);
//
显示字符
delay(1);
lcd_pos(0x48);
//
设置显示位置为第二行第二位字符
dis2[time2];
lcd_wdat(dis3[time2]);
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3、项目设计总结
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关单片机应用系统设计方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了AT89C52、24C02和LCD1602的基本知识和连接测试，也通过查资料熟悉了外部存储24C02的工作原理。了解了C语言程序在单片机系统设计中的应用，掌握了系统电路的调试方法。
在此次的课程设计过程中，也对团队精神的进行了考察，我们小组三个人分工合作，查资料、电路设计、程序设计、硬件实物仿真都做得有条不紊，我们配合越来越默契，有问题一起解决，在成功后一起体会喜悦。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。我认为，此次课设不仅培养了我们独立思考、团队协作、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，我们学会了很多自主学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。
4、参考文献
[1]
张毅刚，彭喜元，董继成.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2003.
[2]
史良.LCD12864显示模块与微处理器的接口设计
[J].
矿业安全与环保,
1999.
项目设计
评
语
项目设计
成
绩
指导教师
（签字）
年
关键词：单片机；实验板；汽车电子
1.引言
本设计由天津科技大学大学生实验室创新基金资助，旨在开发一款能够满足本科汽车专业汽车电子技术课程使用的单片机控制实验板。根据教学经验，通过对学生的情况了解，本设计重点在实验板上完成四个汽车电子控制实验，分别是汽车转向灯控制、直流电机的旋转控制、汽车车轮测速、车内温度检测。
2.实验板的设计思路
本设计根据教学需要主要完成以下功能：
（1）汽车转向灯的控制实验：用两个按键模拟左右转向灯的开关，用两个LED模拟对应的左右转向灯，通过按键操作实现转向灯控制。
（2）汽车直流电动机的正反转控制实验：直流电机的两个引脚与两个继电器相连，通过正转、反转、关闭按键来控制直流电机的正反转工作。
（3）汽车车轮转速检测实验：通过一对红外发射接收管作为转速传感器，当旋转物体在接收和发射管之间转动时，通过遮挡与否来测定转速，并显示在数码管中。
（4）车内温度传感器的实验：采用一个DS18B20温度传感器，模拟车内温度传感器的应用。
3.实验板的硬件设计
3.1 单片机
本实验板单片机采用STC89系列，为了方便验证实验效果，采用在线程序下载的设计，通过通用的下载模块连接到单片机P3.0和P3.1脚，可直接将编写的程序下载到单片机。单片机的晶振选用12M，电源电路由5V电源供电，通过一个开关S4控制整个实验板的启动和关闭。如图1所示为单片机最小系统设计。
3.2 按键与显示模块
本实验板使用三个按键以满足设计要求，三个按键可用于直流电动机的正反转与关闭控制，同时其中两个按键还可用于转向灯控制实验，分别接在单片机的P1.2-1.4口，具体定义可由编程完成。显示模块有两个，分别为两个LED和四个数码管来实现其功能，LED用以模拟转向灯，接在单片机P1.0和P1.1口；数码管显示车轮转速和温度检测的结果，其位选和段选通过两个74LS573连接到单片机的P0口。如图2为显示与按键模块。
3.3 继电器与红外模块
实验板通过两个继电器控制电机的正反旋转。工作时，由按键控制继电器的接通和断开，当一个开关按下后，其中一个继电器接通电源，另一个继电器接地，电机向一个方向旋转；当另一个开关按下后，则之前接电源的继电器接地，而之前接地的继电器接电源，电机向另一个方向旋转，当按下关闭按键时，两个继电器都闭合到接地，电机停止转动。电机的旋转接一个有间隙的圆盘，圆盘置于红外发射和接收管之间，当圆盘中的间隙经过红外发射端时，红外传感器有信号接收，否则则无，依次来进行直流电机的测速。红外模块设计有四个引脚，分别为电源、接地和数据输出口DO，AO口不使用。下图3为继电器和红外模块。
x3.4 温度传感器模块
为了模拟汽车内的温度检测功能，本实验板采用DS18B20来模拟车内的温度传感器，通过对其进行单片机控制，以检测出外界的温度，并将温度数值显示在数码管当中。图4为温度传感器的接线图，其数据输出口与单片机的P1.5口相连。
4 总结
汽车单片机技术是一门应用型很强的课程，本实验板根据教学中的实际需求进行设计，满足课程中的教学需要。同时也能锻炼学生的自我开发和设计的能力，为今后的课程设计和汽车电子设计等活动提供了支持。
参考文献
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。
[关键词]单片机；Proteus；项目化；教学改革
单片机是一种最典型、最简单的没有操作系统的嵌入式微处理器。它以体积小、成本低、使用方便等优点，广泛应用于各个领域。正因为它的广泛应用，各院校相继开设了《单片机技术应用》这门课程。但该课程实践性非常强，又非常抽象，多数学生反映难以理解。我系基于传统教学环境和教学方法落后、教学理念陈旧、传统教学模式存在着许多问题的现状，对课程教学作了大胆改革与探索。
1.单片机教学现状分析
1.1教学结构安排不合理。许多教师课程教学以单片机的知识结构为主线，把单片机知识系统分成若干模块进行理论讲解，最后讲解一些实例，这种结构教法使学生普遍感到难学。
1.2传统教学方法难以达到既定教学目标。传统的单片机教学往往以理论教学为主，实践教学多是以验证性实验为主，辅以课程设计或校内实习。而单片机是实践性非常强的课程，教学中需要很多硬件设备。课堂中即便有多媒体或现场演示都难以辅助硬件教学，而一般的单片机实验箱也只是起验证实验的作用。况且高职学生普遍理论基础偏差，动手实践能力较强，这样传统的教学方法必然导致学生失去学习的兴趣，难以达到既定教学目标。
1.3虽然很多学校引入了多种新式教学手段及方法，实现教学做一体化。但原有实验开发系统成本较高，由于技术更新，设备老化，大部分为成品，实验仪器会很快落后，学生很难参与到其中的细节设计中去，学生动手能力很难得到训练与提高。
2.教学改革思路分析
通过以上分析，当前的单片机教学需要深化改革，需要教师在教学中将教学内容与工程实践结合起来。这就需要打破传统的教学知识体系结构，按照企业生产中的实际应用任务来组织知识点，使每一单元课程以一个具体的项目来体现，学生在做项目的过程中掌握各知识点，这可以在一定程度上提高学生学习的积极性，也使学生在校学习的内容更接近于企业生产实际，缩短学业与就业的差距。
在教学中引入Proteus仿真软件，利用Proteus仿真软件和现有的多媒体教学设备，便能完成软件、硬件和系统集成等内容的教学。还配合虚拟工具与进行仿真，在实时仿真的同时观测电路参数，整个过程与真实的硬件调试相当。这使教学内容生动、直观、思路清晰，使抽象的理论概念和结构直观化、具体化，学生易于理解和掌握，能起到事半功倍的效果。
程序上，在C语言教学基础上，采用C51作为编程语言。由于c语言结构性强，功能强大，适用范围广，易学易用。因而在此基础上，学习单片机C51更简便、实用，学生在项目实施过程中应用自如。
3.项目化教学在课程教学中的实践
3.1项目的选取
项目选取直接关系到课程教学效果，有趣味性、应用性、知识的获取和技能的培养循序渐进的项目让学生完成项目之后有成就感并可激发学生的学习兴趣。在单片机课程中，项目的选取应遵循：（1）按专业人才培养方案和课程教学目标选取；（2）结合学生实际知识、能力选取；（3）结合实际应用，让学生通过项目的完成获取新知识、感受到所学知识的实用价值。
3.2项目的实施
教学过程中，项目的实施需尽可能模拟真实的工作情境，教师先通过项目演示，使学生直观地明确项目任务。首先将项目分解成几个小模块，指出完成这个项目所需的知识和技能，然后对项目中涉及的新知识点和技巧进行详细的讲解和指导。下面以“数字式温度计的设计与制作”为例，说明教学的实施过程：
（1）项目要求：以51单片机为核心，设计一个数字式温度计，要求采用数字温度传感器DSl8820实现温度采集，用LED数码管显示采集到的温度。
（2）教学目标：掌握数字温度传感器DSl8820的功能、特点以及与单片机的接口电路，掌握LED数码管的动态显示原理，掌握DSl8820的编程控制以及实时采集温度的显示操作。
（3）项目拓展：为此系统增加温度报警功能，当温度高于某一温度或低于某一温度时，利用蜂鸣器进行报警。
（4）项目实施步骤：①硬件设计，可利用仿真软件Proteus进行硬件电路的设计，这个过程可以使学生掌握单片机系统器件的接口技术；②软件设计，利用Kei lC51的编译环境为硬件电路编写C51程序，软件的设计要注重培养学生模块化程序设计的思维，锻炼学生分析问题、解决问题的逻辑思维能力；⑨软硬件联合调试，将通过调试的程序加载到Proteus软件中的电路，进行联合调试，直到满足要求；④实物呈现，仿真调试通过以后，利用实际器件搭接系统真实硬件电路。学生在这里更能深刻体会到硬件电路设计、实现的过程。实际硬件电路的调试，锻炼了学生对常用仪器仪表的使用方法和技能。教师要注意引导学生探索电子电路及器件的测试方法和技巧。
（5）项目验收：学生在完成项目之后，要完成项目报告，内容包括项目硬件电路原理图、软件设计流程图，对于项目实施的过程分析，并附带项目的程序代码。
（6）项目考核：教师根据学生完成项目的难易程度、正确性、创新性以及项目报告等，对学生的成绩给出评定。
4.单片机项目化教学实施效果
单片机课程实行项目教学方法，其教学效果从学生角度来看：（1）激发了学习主动性和学习兴趣：学生根据项目的需要去寻找知识，学生是主动学习。通过项目的完成学到的知识比以前更扎实，学习目的明确，学习积极性高；（2）提高了自学能力：学生的自学能力、钻研能力得到很大提高，在相对较短教学时间里开阔了视野，锻炼了实际工作能力，并适应企业的要求。从教师的角度来看：通过对学生的指导，转变教育观念和教学方式，从单纯的知识传递者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。
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