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導(dǎo)語：在單片機(jī)課程設(shè)計總結(jié)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞： 單片機(jī)課程 理論環(huán)節(jié) 實(shí)踐環(huán)節(jié) 考核環(huán)節(jié)
隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)具有體積小、性價比高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器、數(shù)據(jù)采集、通信及家用電器等領(lǐng)域，其在教學(xué)及產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)中的一項(xiàng)不可缺少的重要技術(shù)，是電子類專業(yè)和機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門技術(shù)，同時也是一門非常重要的專業(yè)課。掌握有關(guān)單片機(jī)的組成和工作原理以及系統(tǒng)的擴(kuò)展和接口技術(shù)，能夠?yàn)閺氖潞烷_發(fā)與電子信息和通信領(lǐng)域相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)的研究工作打下較為扎實(shí)的基礎(chǔ)。
單片機(jī)課程是一門多理論、重實(shí)踐的課程，其理論知識和實(shí)踐能力對于單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)都非常重要，因此在教學(xué)過程中如何將這兩個環(huán)節(jié)把握好就顯得尤為關(guān)鍵。
一、理論教學(xué)方面
單片機(jī)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它主要體現(xiàn)在硬件和軟件的緊密結(jié)合，要編制單片機(jī)的應(yīng)用程序就必須很好地了解單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，所以在理論教學(xué)過程中需要重點(diǎn)給學(xué)生介紹硬件方面的知識以及基本的指令系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師習(xí)慣于以“單片機(jī)簡介硬件結(jié)構(gòu)編程指令系統(tǒng)擴(kuò)展”這種按部就班的方式去進(jìn)行講解，這種模式符合單片機(jī)課程的特點(diǎn)。但是在實(shí)際的教學(xué)過程中會遇到許多問題，如：單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象、指令功能多、程序編寫困難造成學(xué)生難懂的問題，很難提高學(xué)生的實(shí)踐能力，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。
為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，可以把理論教學(xué)從傳統(tǒng)模式過渡到一種模塊化教學(xué)的模式。單片機(jī)這門課程的模塊化教學(xué)方式具有很強(qiáng)的靈活性，一個模塊可以是一個單元的知識，可以是幾個單元的組合，甚至可以是一本書的整合。小模塊組合成了大模塊，大模塊可以組成更大的模塊，一環(huán)套一環(huán)，這樣的教學(xué)設(shè)計使學(xué)生由學(xué)期末的反饋?zhàn)兂赡K的反饋，有利于教師對學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)。比如說，我們可以將單片機(jī)的基礎(chǔ)知識設(shè)置成一個主模塊，在這個主模塊下包括單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和引腳說明，存儲器結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)這幾方面內(nèi)容。通過實(shí)物演示及多媒體教學(xué)方式讓學(xué)生對單片機(jī)有一個簡單認(rèn)識，然后在后續(xù)的模塊中選擇一些好的實(shí)例作為模塊，使學(xué)生更好地掌握單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器，并學(xué)會用指令對接口進(jìn)行編程。
總的來說，模塊化教學(xué)的含義及特點(diǎn)是詳細(xì)分析、概括、總結(jié)了單片機(jī)課程的所有內(nèi)容，改變了原有課程體系的束縛，打破了原有章、節(jié)的順序，根據(jù)高職學(xué)生的素質(zhì)和能力，根據(jù)理論和實(shí)踐相統(tǒng)一的特點(diǎn)，把單片機(jī)課程分為若干個主模塊，每個主模塊下又分為不同的子模塊，并根據(jù)不同的模塊采取了與之相應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段。與傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式相比，模塊化教學(xué)模式能更好地使學(xué)生掌握單片機(jī)的理論知識。筆者通過一段時間的教學(xué)嘗試，取得了較好的成效。
二、實(shí)踐教學(xué)方面
實(shí)踐教學(xué)一般分成實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計兩個階段，實(shí)踐教學(xué)穿插在理論教學(xué)階段中，通過一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生不僅能很好地掌握課堂上所學(xué)的理論知識，而且能達(dá)到舉一反三的目的，因此也達(dá)到了理論教學(xué)的目的。對于實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容應(yīng)該選擇一些實(shí)用性強(qiáng)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為增加學(xué)生的主動性，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一般只給出簡單的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，以及基本的硬件接線圖，其余的環(huán)節(jié)就由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)課中獨(dú)立完成，如程序設(shè)計和上機(jī)調(diào)試。
傳統(tǒng)的單片機(jī)程序設(shè)計工具為匯編語言，使用匯編語言編程的優(yōu)點(diǎn)是代碼緊湊，運(yùn)行效率高，可直接對單片機(jī)硬件進(jìn)行控制;缺點(diǎn)是對單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的依賴，語句抽象不易理解，編程功能弱，編程效率低等。過去單片機(jī)的教學(xué)和實(shí)際開發(fā)中更多地使用匯編語言，但是由于單片機(jī)的運(yùn)行速度的提高，以及存儲器成本的降低，匯編語言的優(yōu)勢不再明顯，大有被高級語言取代的趨勢?；诖诵蝿荩诮虒W(xué)中使用的開發(fā)語言已實(shí)現(xiàn)從純匯編語言向以C語言為主而匯編為輔的轉(zhuǎn)變。如可以使用keil C51uVision集成開發(fā)環(huán)境來進(jìn)行調(diào)試，同時可以結(jié)合Proteus軟件進(jìn)行仿真，使學(xué)生了解單片機(jī)開發(fā)的軟件仿真流程，也可以配合硬件實(shí)驗(yàn)箱，完成硬件仿真。
由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時的限制，師生在實(shí)驗(yàn)課中只能做一些驗(yàn)證性和熟悉所學(xué)知識的實(shí)驗(yàn)，大型的綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)只有在課程設(shè)計中完成，因此課程設(shè)計就是實(shí)踐教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，一般在兩到三周的時間內(nèi)由學(xué)生完成從硬件設(shè)計到軟件設(shè)計、仿真、做出實(shí)物的全過程。在課程設(shè)計過程中，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生利用學(xué)校圖書館的資源，查閱電子或紙質(zhì)資料，獨(dú)立設(shè)計系統(tǒng)方案，利用實(shí)驗(yàn)室開放時間，進(jìn)行硬件環(huán)境的構(gòu)建和軟件的調(diào)試。在調(diào)試過程中，教師可采用啟發(fā)式的方法，引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題?？傊n程設(shè)計的教學(xué)目的是加深學(xué)生對單片機(jī)系統(tǒng)的理解，補(bǔ)充理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中的不足，既有助于學(xué)生單片機(jī)系統(tǒng)概念的建立，又培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立開發(fā)與應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)的能力。
三、考核方面
對于單片機(jī)這種實(shí)踐性強(qiáng)的課程，不應(yīng)該僅僅使用一張試卷考試的這種形式，而應(yīng)該使用理論考核與實(shí)踐考核兩方面相結(jié)合的方式。理論考試可以通過試卷的形式進(jìn)行考核，實(shí)踐考核應(yīng)結(jié)合學(xué)生平時的實(shí)驗(yàn)成績，課程設(shè)計的作品，以及口試的形式來完成。口試主要體現(xiàn)學(xué)生的表達(dá)能力，了解學(xué)生對知識的掌握程度。最后將學(xué)生兩部分的成績進(jìn)行綜合。通過這種考核方式可以全面了解學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。
四、結(jié)語
單片機(jī)課程作為一門重要的專業(yè)課，對于大多數(shù)學(xué)生來說是有難度的，但是只要我們根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況以及學(xué)校的教學(xué)資源合理地安排教學(xué)計劃，應(yīng)用更好的教學(xué)模式，相信一定會取得較好的教學(xué)效果，既可以讓學(xué)生很好地掌握課程內(nèi)容，又可以使單片機(jī)課程成為學(xué)生最感興趣的專業(yè)課。
參考文獻(xiàn)：
［1］李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.
（長春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，吉林長春130022）
摘要：“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密，學(xué)生通過實(shí)踐才能打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。本文對目前本課程教學(xué)現(xiàn)狀及影響大學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性的因素進(jìn)行了闡述，并探討了加強(qiáng)本課程實(shí)踐教學(xué)的可行方法。
關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)原理；應(yīng)用；主觀能動性；實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671—1580（2014）08—0055—02
收稿日期：2014—04—16
作者簡介：王紅平（1976— ），女，內(nèi)蒙古包頭人。長春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，副教授，博士，研究方向：機(jī)械電子工程。
高藝（1968— ），女，吉林長春人。長春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，副教授，博士，研究方向：機(jī)械電子工程。
于正林（1971— ），男，吉林省吉林市人。長春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，教授，博士，研究方向：機(jī)械電子工程。
“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程是工科本科生的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其最大特點(diǎn)是理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密，突出應(yīng)用。通過很強(qiáng)的實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)，為今后從事生產(chǎn)第一線的技術(shù)和管理工作以及進(jìn)一步提高科學(xué)技術(shù)水平打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。［1］
作者結(jié)合本學(xué)院學(xué)生學(xué)習(xí)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程的實(shí)際情況，探討學(xué)生在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程中如何發(fā)揮主觀能動性，系統(tǒng)深入地研究提高學(xué)生參與課程的主觀能動性的教學(xué)方法，尤其是在實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計中提高學(xué)生主觀能動性的教學(xué)方法。［2］
一、學(xué)校課程教學(xué)的現(xiàn)狀
目前，老師教授該門課程采取板書輔助多媒體的授課方式。由于本課程具有抽象性，使許多學(xué)生對這門課程存在恐懼心理。對單片機(jī)課程抽象知識點(diǎn)的講解僅僅通過教師的嘴和筆無法達(dá)到準(zhǔn)確和生動描述的效果；而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多年一成不變，且實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，自主性實(shí)驗(yàn)很少，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)變成走馬觀花的狀態(tài)。［3］
在單片機(jī)課程的學(xué)生能力評估方面，基本仍然采用常規(guī)的課程評價方式，即課堂出勤方式、作業(yè)以及閉卷考試綜合評定。這種評定體系并沒有考慮該門課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性，使學(xué)生掌握知識時偏向于理論的死記硬背之中，而忽略了真正的動手實(shí)踐能力，使本來就懼怕這門課程的學(xué)生無的放矢，更加不愿意去接觸真正有意義的實(shí)踐學(xué)習(xí)，這樣就培養(yǎng)出一批批手高眼低的工科學(xué)生。
二、影響大學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性的因素
（一）缺乏學(xué)習(xí)的主動性
“單片機(jī)原理及應(yīng)用”這門課程不像其他課程具有細(xì)致且清晰的思路以及邏輯推理, 其抽象的軟硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、超強(qiáng)的實(shí)用性要求時刻考驗(yàn)著學(xué)生。這就要求學(xué)生有知難而進(jìn)的進(jìn)取精神，表現(xiàn)積極的學(xué)習(xí)態(tài)度。但大多數(shù)學(xué)生沒有掌握該門課程的學(xué)習(xí)方法，不懂得利用充分實(shí)踐的方法去理解和掌握，結(jié)果產(chǎn)生了恐懼心理和畏難情緒。
（二）教師及教學(xué)資源的質(zhì)和量
課程教授包括教師和教學(xué)內(nèi)容兩個方面。教師要有很強(qiáng)的責(zé)任心，教授的內(nèi)容要保證滿足大綱要求，使學(xué)生在有限的學(xué)時中最大限度地獲取知識。
就目前而言，本校單片機(jī)理論課時僅有32學(xué)時，實(shí)踐課時為16學(xué)時，這就產(chǎn)生了課程信息量大與課時少的矛盾。因此，課堂教學(xué)信息量的增加是一個必然趨勢。“單片機(jī)原理及應(yīng)用”這門課程如若采用板書為主的傳統(tǒng)授課方式固然能使學(xué)生在接收知識點(diǎn)時隨著教師的板書有更多的思考時間，但也不可避免地使授課信息量減少；如果采用多媒體方式，知識量增加了，但學(xué)生程度不同，又不能保證所有學(xué)生能及時理解所學(xué)知識。［4］
（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱
對于實(shí)踐性很強(qiáng)的單片機(jī)課程，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)尤為重要。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量受到多方面因素的影響。首先，實(shí)驗(yàn)設(shè)備能否滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。本校單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷多年的更新?lián)Q代，目前采用較為適用的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)仿真與實(shí)際相結(jié)合。除了實(shí)驗(yàn)設(shè)備之外，還有諸多細(xì)節(jié)方面的問題,如實(shí)驗(yàn)教師的引導(dǎo)是否負(fù)責(zé)、到位？實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)是否能夠完成？實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排是否合理？如果實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備學(xué)習(xí)被忽略,學(xué)生便難以順利完成實(shí)驗(yàn)，而教師安排的實(shí)驗(yàn)難度、具體教授方法不當(dāng)，學(xué)生也難以順利地進(jìn)入實(shí)踐學(xué)習(xí)之中。這樣，學(xué)生就會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生厭煩心理，難以獲得良好的學(xué)習(xí)效果。
三、實(shí)踐教學(xué)的改革探索
（一）將學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)貫穿于實(shí)踐教學(xué)始終
學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)課程的最好動力。激發(fā)學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好課程的首要前提。由于課程中抽象的知識時刻考驗(yàn)著學(xué)生, 使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，這就要求教師不斷地借鑒和學(xué)習(xí)更好的教學(xué)方法，同時，結(jié)合自身教學(xué)特點(diǎn)，加強(qiáng)教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的結(jié)合，從而將學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)貫穿于實(shí)踐教學(xué)始終。
例如，對于抽象知識點(diǎn)的講解, 在多媒體形式的表達(dá)和演繹中，穿插易于理解的分解動畫視頻，模仿單片機(jī)軟件執(zhí)行中的運(yùn)行過程，能夠幫助學(xué)生很好地理解；同時，可以將難以理解的知識點(diǎn)進(jìn)行拆分，要求學(xué)生在課后通過查資料進(jìn)行總結(jié)，并利用每堂課10分鐘的時間讓學(xué)生輪流討論，驗(yàn)證自身實(shí)踐學(xué)習(xí)的情況，并作為一種考核機(jī)制；同時，對與之相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提前提供給學(xué)生相關(guān)的仿真軟件，通過降低難度，讓學(xué)生在個人電腦上進(jìn)行程序的初步設(shè)計和模擬仿真，先從自身的探索實(shí)踐中找到樂趣，增強(qiáng)信心，再在真正的實(shí)驗(yàn)中結(jié)合硬件系統(tǒng)加大難度。通過這樣的知識點(diǎn)分解方式學(xué)習(xí)，學(xué)生會更有信心學(xué)好這門課程。
（二）改變實(shí)踐教學(xué)策略
在實(shí)踐教學(xué)中要體現(xiàn)學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的特點(diǎn)，教師可依據(jù)教學(xué)大綱設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提前提出若干不同的實(shí)驗(yàn)主題，讓學(xué)生自發(fā)提出若干相關(guān)主題的各種任務(wù)，然后師生互相交流信息，再由教師最終布置與之相關(guān)的若干接近實(shí)際生活的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生依據(jù)自己提出的待解決任務(wù)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，這樣就充分發(fā)揮了學(xué)生的自主性。而且通過采集任務(wù)的方式，學(xué)生也能夠從中了解單片機(jī)知識點(diǎn)的應(yīng)用，進(jìn)一步構(gòu)建和豐富自己的知識體系。同時也避免了由于同一個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容面對班級內(nèi)的所有同學(xué)而對部分學(xué)生探究知識的主動性的限制，也避免了某些學(xué)生可能的“渾水摸魚”。［5］
（三）結(jié)合實(shí)際確定課程設(shè)計內(nèi)容
若讓學(xué)生真正掌握實(shí)踐性強(qiáng)的課程，就需要與實(shí)際生產(chǎn)生活相聯(lián)系，因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)僅僅通過實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐是不夠的，還需要學(xué)生進(jìn)行親身實(shí)踐，也就是必須經(jīng)過硬件電路及其電路板的繪制、焊接元器件、程序編制、仿真調(diào)試等實(shí)踐過程，才能真正掌握單片機(jī)的理論知識和應(yīng)用技能。
目前，大部分單片機(jī)的課程設(shè)計是教師設(shè)置與實(shí)際接近的難度適宜的課題，學(xué)生根據(jù)自己的能力和愛好選取其一，但完成內(nèi)容仍局限于電路原理圖的繪制，進(jìn)展較好的也不過是采用仿真軟件進(jìn)行模擬調(diào)試，距離真正的設(shè)計還有一定距離。為提高單片機(jī)課程設(shè)計質(zhì)量，并測試學(xué)生在有限的課程設(shè)計時間內(nèi)的接受能力，本校單片機(jī)課程設(shè)計以大珩班為對象，分成3~5人的設(shè)計小組，進(jìn)行了難度適宜的課題設(shè)計。最后，學(xué)生均完成了設(shè)計內(nèi)容，并上交了實(shí)物成品，感到受益匪淺?？梢?，單片機(jī)課程設(shè)計在教師指導(dǎo)下，完成從資料收集到軟硬件設(shè)計與調(diào)試、PCB 電路板設(shè)計、仿真調(diào)試等過程是切實(shí)可行的。
（四）新型考核機(jī)制——“實(shí)驗(yàn)—課程設(shè)計—成果比賽”一體化
傳統(tǒng)課程的考核方式并沒有過多地體現(xiàn)實(shí)踐的重要性，仍以理論考核為主，這與本課程的特點(diǎn)不符。為加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核，可以加大實(shí)驗(yàn)成績在總成績中的比重，使課程總成績包括平時成績、實(shí)驗(yàn)成績、期末成績。目前，本校平時成績占總成績的20%，實(shí)驗(yàn)成績占總成績的10%，期末成績占總成績的70%。這種考核已經(jīng)加入了實(shí)踐環(huán)節(jié)，但比重仍然過低。今后將進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重，并對各個部分的考核分布進(jìn)一步細(xì)化。
［
參考文獻(xiàn)］
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關(guān)鍵詞 單片機(jī) 教學(xué)模式 實(shí)踐教學(xué) 理論教學(xué)
中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
“單片機(jī)原理”課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生把單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心部件，具備硬件設(shè)計的能力，能根據(jù)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，進(jìn)行程序的設(shè)計。單片機(jī)的教學(xué)改革，根據(jù)目前單片機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀以及存在的問題進(jìn)行分析，根據(jù)本學(xué)校的專業(yè)需要，緊緊圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，對教學(xué)模式的改革進(jìn)行探索。所以，在教學(xué)過程中，總結(jié)教學(xué)特點(diǎn)、教學(xué)方法和教學(xué)規(guī)律，找到更適合本學(xué)院學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。
1 單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.1 理論教學(xué)較枯燥，教學(xué)模式較落后
現(xiàn)在，單片機(jī)的教學(xué)方法，主要是教師通過課堂進(jìn)行理論講授，但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，理論課堂教學(xué)的主要內(nèi)容包括單片機(jī)的硬件原理電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計、匯編指令系統(tǒng)以及匯編語言程序設(shè)計、單片機(jī)功能部件的電路擴(kuò)展及軟件編程等內(nèi)容。以上課堂上講授的內(nèi)容，基本概念非常抽象，特別是龐大的指令系統(tǒng)、枯燥難以理解和記憶，而且，控制電路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，令學(xué)生難以掌握。僅僅依靠課堂上的講授，是很難調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。結(jié)果，導(dǎo)致學(xué)生逃離課堂，期末考試伺機(jī)作弊等現(xiàn)象。因此，單片機(jī)的教學(xué)，缺少了一個理論聯(lián)系實(shí)際的平臺，無法鍛煉學(xué)生的動手和實(shí)際操作能力。目前，通常采用以教師為中心的填鴨式理論教學(xué)模式：“老師講，學(xué)生聽”的教學(xué)方法，這樣，不僅降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)熱情，同時也降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，導(dǎo)致大部分學(xué)生的厭學(xué)現(xiàn)象。
1.2 缺乏實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
目前，大多數(shù)大中院校側(cè)重于傳授理論知識，但忽視了學(xué)生的動手能力和實(shí)踐技能。而且，單片機(jī)的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，缺少有學(xué)生自己獨(dú)自完成的設(shè)計性綜合實(shí)驗(yàn)。雖然，一些院校單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備比較先進(jìn)，其系統(tǒng)的操作說明也比以前更詳細(xì)。但是，這些設(shè)備的先進(jìn)性，往往使學(xué)生缺乏獨(dú)立思考的能力，再加上固定的硬件電路，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的單一，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐和思考的深度和廣度，無形中被限制在一個很小的范圍內(nèi)。實(shí)踐教學(xué)不能使學(xué)生體會到自己的成就感，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，更不用說能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
1.3 單片機(jī)綜合性實(shí)驗(yàn)難以開展
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通常是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要內(nèi)容是匯編指令的使用和簡單的編程，單片機(jī)外部擴(kuò)展電路很少涉及。因而對于包含硬件開發(fā)及擴(kuò)展接口電路的編程設(shè)計實(shí)驗(yàn)很難開展，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)知識的綜合能力比較差，即使安排了課程設(shè)計教學(xué)過程，學(xué)生的自主設(shè)計和創(chuàng)造能力也存在著很大的問題。在單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)用最廣泛的是硬件的開發(fā)，接口電路的軟件編程。缺少積極開展綜合性的實(shí)驗(yàn)，不利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和解決實(shí)際問題的綜合能力。
2 單片機(jī)教學(xué)改革措施
2.1 利用多媒體技術(shù)，從感性上升到理性認(rèn)識
單片機(jī)課堂教學(xué)，多舉出一些實(shí)際生活中密切相關(guān)例應(yīng)用實(shí)例，比如洗衣機(jī)、家用電器，鍋爐等控制電路以及控制程序，這樣，教學(xué)效果就會在無形中大大提高。在授課的過程中，應(yīng)采用電子課件和動畫，這樣，一些抽象的基本概念和很難理解的知識點(diǎn)就能生動形象地表達(dá)出來，既豐富了課堂教學(xué)，提高了授課效率，又調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。與此同時，在課堂上，利用Proteus仿真軟件，演示控制電路和程序，使學(xué)生真正掌握理論和實(shí)踐相結(jié)合的單片機(jī)開發(fā)的基本方法和技巧。
2.2 淘汰實(shí)驗(yàn)箱，開發(fā)單片機(jī)學(xué)習(xí)版
我校單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，配備了THKSCM-1型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，具有很多硬和軟件實(shí)驗(yàn)，如存儲器清零、（下轉(zhuǎn)第131頁）（上接第90頁）P1口的輸入和輸出、串行數(shù)轉(zhuǎn)換并行數(shù)、定時器實(shí)驗(yàn)及步進(jìn)電機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容。但在操作過程中，學(xué)生只能按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上硬件電路進(jìn)行接線，對硬件電路圖缺乏足夠的認(rèn)識，而且實(shí)驗(yàn)開發(fā)板無法攜帶。由于學(xué)生人數(shù)較多，實(shí)際操作中不可能讓每個學(xué)生都擁有一臺實(shí)驗(yàn)開發(fā)板。目前，市場上有很多類型的單片機(jī)學(xué)習(xí)開發(fā)板，成本低且體積小、功能齊全，現(xiàn)在大多學(xué)生有筆記本電腦，給每個學(xué)生配一塊學(xué)習(xí)板就可以實(shí)現(xiàn)隨時隨地做實(shí)驗(yàn)。
2.3 開發(fā)以C語言為主，匯編語言為輔轉(zhuǎn)變
C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，兼顧了很多高級語言的特點(diǎn)和匯編語言的一些功能，具有自己的書寫格式和完善的模塊化的程序結(jié)構(gòu)。而且，C語言中具有豐富的庫函數(shù)，其運(yùn)輸速度較快、編譯效率較高，具有很好的可移植性等優(yōu)點(diǎn)。更重要的，對硬件系統(tǒng)可進(jìn)行直接控制。匯編語言也有其自身的優(yōu)點(diǎn)，代碼緊湊。運(yùn)行速度快。但是匯編語言語句抽象，程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜，編程效率較低。這樣，容易造成學(xué)生對單條指令明白，但理解整個匯編程序，非常困難。等到自己動手進(jìn)行硬件編程時，更不知道該如何下手。這樣，這種不良現(xiàn)象，長期積累下來，導(dǎo)致大部分學(xué)生有這樣一種認(rèn)識：“單片機(jī)太難學(xué)了”。根據(jù)以上現(xiàn)象，要使學(xué)生更好地掌握單片機(jī)編程，適應(yīng)企業(yè)單片機(jī)開發(fā)的需求，單片機(jī)教學(xué)應(yīng)該以C語言為主，匯編語言為輔，兩種語言可以混合編程。
2.4 重視和強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計
單片機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)最重要的一個組成部分是課程設(shè)計，通過課程設(shè)計的實(shí)踐訓(xùn)練，可以使學(xué)生進(jìn)一步鞏固理論知識，更深入了解單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計；培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，是單片機(jī)理論學(xué)習(xí)邁入到實(shí)踐學(xué)習(xí)的關(guān)鍵一步。
2.5 考核方式的改革
改變以前紙卷的考試方式，更注重實(shí)際能力的考核。考核方式改變之后，單片機(jī)課程的考核方式分為三個方面：第一方面包括課堂的出勤率、學(xué)習(xí)態(tài)度和積極參與討論問題的情況，占總成績的20%；第二方面是實(shí)踐能力和設(shè)計能力的考核，注重學(xué)生的實(shí)踐技能的考核，占總成績的40%；第三方面是基本理論的考核，占總成績的40%。根據(jù)考核方式的改革效果，使學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，提高了教學(xué)效率，同時也增強(qiáng)了學(xué)生與教師的互動性。
3 結(jié)論
單片機(jī)是實(shí)踐性較強(qiáng)的一門課程，根據(jù)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，采用案例、模擬與演示相結(jié)合的教學(xué)模式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。總結(jié)近年來教學(xué)過程中的經(jīng)驗(yàn)，只有在教學(xué)方法上不斷地改進(jìn)，及時了解單片機(jī)控制領(lǐng)域發(fā)展的動態(tài)，不斷更新理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，采用先進(jìn)有效的教學(xué)方法和手段，合理安排教學(xué)內(nèi)容，才能提高單片機(jī)教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 向紅，李建軍.單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的探討與研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007（7）：120-122.
[2] 龍志強(qiáng).單片機(jī)課程任務(wù)驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)方法探討[J].上海：實(shí)驗(yàn)室研究與索，2008（3）.
【關(guān)鍵詞】單片機(jī) CDIO 教學(xué)改革 教學(xué)理念
【基金項(xiàng)目】電子科技大學(xué)中山學(xué)院質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：ZLGC2011JXTD08）。
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）10-0231-02
一、引言
單片機(jī)廣泛應(yīng)用于家用電器、儀器儀表、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、汽車電子等專用設(shè)備的智能化管理及過程控制領(lǐng)域。為適應(yīng)市場需求和生產(chǎn)實(shí)際需要，單片機(jī)已成為機(jī)電工程、自動化、電子信息工程等專業(yè)的主干課程。單片機(jī)課程集微控制器理論知識與控制系統(tǒng)開發(fā)實(shí)踐技能培養(yǎng)于一體，對學(xué)生工程思維能力和解決問題能力的培養(yǎng)具有重要作用。目前，該課程在理工科學(xué)校的重要地位已經(jīng)受到廣大教育工作者和學(xué)生的重視。對于工科學(xué)生來說，很好地掌握單片機(jī)技術(shù)，不僅有助于對專業(yè)知識技能的深入、對整體專業(yè)素養(yǎng)的提高、動手能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，更重要的是能夠獲得實(shí)用的職業(yè)技能，增強(qiáng)就業(yè)競爭力[1]。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果[2]。CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）4個英文單詞的縮寫。CDIO 模式的大工程理念、強(qiáng)調(diào)對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng) 、密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)等特點(diǎn)，都對我國工程教育有較好的啟示和借鑒作用，并在我國工程教育界產(chǎn)生了很大的反響，汕頭大學(xué)、清華大學(xué)等率先進(jìn)行了 CDIO 工程教育改革，并取得了較好的成效。目前國內(nèi)許多高校都在研究CDIO模式，并根據(jù)學(xué)校各自的實(shí)際情況，探索工程教育理念的教學(xué)改革之路。
單片機(jī)作為一門實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)課，近年來也有許多高校借鑒CDIO工程教育模式進(jìn)行了改革。文獻(xiàn)3～6均提出擯棄傳統(tǒng)教學(xué)方法，完全按照CDIO模式采取項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)。筆者認(rèn)為，在學(xué)習(xí)借鑒 CDIO 工程教育改革模式中，我們可以在實(shí)踐中參照 CDIO 模式，但又要切合學(xué)生的特點(diǎn)和學(xué)生的接受程度，CDIO 模式既是一種工程教育實(shí)施方案，更是一種工程教育理念，如果完全的項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)在無法被學(xué)生所理解和接受的情況下，我們依然可以借鑒這種工程教育理念?；诖耍P者采用CDIO工程教育理念，在單片機(jī)教學(xué)中，進(jìn)行了一些改革探索和實(shí)踐，取得了良好的效果。
二、改革背景
傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)采用“滿堂灌”的方式，根據(jù)教學(xué)大綱要求，教師每節(jié)課完成教材上的若干知識點(diǎn)的講解。這種教學(xué)方式很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生剛開始抱著極大的興趣來學(xué)習(xí)，可是如果教師只是照本宣科講解，久而久之，則讓學(xué)生感到枯燥和倦怠。特別是傳統(tǒng)的期末考試方式，只是進(jìn)行了單片機(jī)原理的表面知識考核，單片機(jī)應(yīng)用的精髓則未能體現(xiàn)。在以往教學(xué)過程中，曾經(jīng)出現(xiàn)考試成績非常高，但畢業(yè)設(shè)計動起手來卻一塌糊涂的學(xué)生?？梢?，單片機(jī)教學(xué)與其他理論科目教學(xué)方式不完全相同，這門課程強(qiáng)調(diào)的是知識的應(yīng)用，因此，它的教學(xué)方法就有必要進(jìn)行改革。
三、考核方式改革
傳統(tǒng)的期末定考已經(jīng)不再適合于CDIO模式下單片機(jī)的教學(xué)，事實(shí)上，單片機(jī)知識的真正掌握也無法簡單用期末成績?nèi)ズ饬浚虼?，本次改革，單片機(jī)的成績主要以項(xiàng)目的形式對學(xué)生能力進(jìn)行綜合考核，采取教師評價、他人評價和學(xué)生自我評價等各種方式。在具體實(shí)施中，為了避免個別同學(xué)長期打醬油，所有同學(xué)的成績由個人成績和團(tuán)隊(duì)成績兩部分組成，個人成績包括平時課堂表現(xiàn)和課堂測試，團(tuán)隊(duì)成績包括團(tuán)隊(duì)作業(yè)和課程設(shè)計。如果以CDIO模式表達(dá)的話，課程設(shè)計作品是單片機(jī)學(xué)習(xí)要達(dá)到的終極目標(biāo)，稱為一級項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)作業(yè)則是二級項(xiàng)目，也就是子課題，根據(jù)各個階段的學(xué)習(xí)要求而設(shè)定。在一開始的教學(xué)過程中，讓每個同學(xué)都清楚學(xué)習(xí)的的最終目標(biāo)以及為了實(shí)現(xiàn)終極目標(biāo)所設(shè)定的所有二級項(xiàng)目。
四、課堂教學(xué)模式改革
（一）以項(xiàng)目為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神
CDIO工程教育模式強(qiáng)調(diào)以項(xiàng)目為導(dǎo)向開展教學(xué)。所有項(xiàng)目的開展我們都以團(tuán)隊(duì)為單位， 3人為一組。由于單片機(jī)課程總成績的絕大部分來自于團(tuán)隊(duì)成績，每個團(tuán)隊(duì)成員必須要竭盡所能，才能在每個項(xiàng)目中拿到高分。每個團(tuán)隊(duì)的一級項(xiàng)目實(shí)際就是課程設(shè)計，從開題到結(jié)束，課程設(shè)計過程貫穿整個學(xué)期，課程設(shè)計開題前要撰寫設(shè)計報告，通過教師論證才能確定是否繼續(xù)開展研究，學(xué)生于期末結(jié)束前完成設(shè)計和實(shí)物制作并撰寫設(shè)計報告，教師結(jié)合學(xué)生在驗(yàn)收答辯過程中的表現(xiàn)、對作品的理解程度、對作品的貢獻(xiàn)大小和報告的撰寫水平等，給每位學(xué)生一個綜合評價。二級項(xiàng)目則由老師根據(jù)教學(xué)需要確定，主要包括中斷、定時器、串行口、單片機(jī)擴(kuò)展等幾個子課題，二級項(xiàng)目可以通過PROTEUS仿真實(shí)現(xiàn)，二級項(xiàng)目的考核也是通過課堂答辯，由其他組的學(xué)生和老師共同評價打分。通過這些項(xiàng)目的開展，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識普遍提高，表達(dá)與交流的能力得到提升，參與積極性加強(qiáng)，學(xué)習(xí)熱情大幅提升。
（二）以引導(dǎo)教學(xué)為主，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力
傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，與主動學(xué)習(xí)相比，在學(xué)習(xí)效率上要大打折扣。單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，根據(jù)多年來的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，講的多不如讓他們做的多，CDIO模式提出“學(xué)中做，做中學(xué)”，這一理念也是非常適合于單片機(jī)的教學(xué)。在課堂教學(xué)時，要抓主要，放次要，一些細(xì)枝末節(jié)的知識點(diǎn)沒必要花太多時間闡述，在具體開展教學(xué)過程中，可以通過設(shè)定課堂練習(xí)和課堂思考題，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。例如單片機(jī)的指令系統(tǒng)，如果是以C51語言為主進(jìn)行教學(xué)的，那些指令點(diǎn)到即止，沒有必要太過深入，否則很可能適得其反，主次不分。除了課堂的引導(dǎo)，最重要的還是通過項(xiàng)目在實(shí)戰(zhàn)中學(xué)，邊學(xué)邊做，邊做邊學(xué)，單片機(jī)只有用了才能真正學(xué)會，看10遍書不如做一個項(xiàng)目提升得快。
（三）采用案例驅(qū)動教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識
案例驅(qū)動法是一種基于探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的一種教學(xué)模式，起源于“哈佛大學(xué)”的情景案例教學(xué)課。案例驅(qū)動法要求師生改變傳統(tǒng)的觀念和角色，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用和教師在教學(xué)中的組織、引導(dǎo)、促進(jìn)、控制作用，將學(xué)生認(rèn)為枯燥的知識轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦拥膶W(xué)習(xí)內(nèi)容，有利于真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自學(xué)能力、實(shí)踐能力、增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立意識和協(xié)作精神[7]。單片機(jī)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，有大量的實(shí)踐案例，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，選取合適案例，在課前提出，讓學(xué)生提前查找資料、整合知識、充分思考，教師則以案例為線索，介紹背景，提出問題，引導(dǎo)討論，組織課堂教學(xué)活動。在本次教學(xué)改革中，我們還采用了分組課堂答辯等方式，對一些案例進(jìn)行了詳細(xì)分析，在教師的引導(dǎo)下，邀請每組同學(xué)上講臺給其他同學(xué)講解不同的案例進(jìn)行仿真演示，并回答臺下同學(xué)的提問，這種方式不僅鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，利用實(shí)例推動了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，同時也讓學(xué)生理解了單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用方法，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力和工程實(shí)踐意識。
五、一級項(xiàng)目的開展
在整個CDIO教學(xué)模式下，一級項(xiàng)目設(shè)計是否合理至關(guān)重要。一級項(xiàng)目首先由教師提出總體需求，本次改革，要求完成一個有一定創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用價值的單片機(jī)作品，作品以單片機(jī)為核心，內(nèi)容包括硬件設(shè)計、軟件編程和程序仿真、實(shí)物制作、軟硬件調(diào)試，通過一級項(xiàng)目的完成，使學(xué)生初步掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法。一級項(xiàng)目不能太大，也不能過于簡單，太大太難學(xué)生做不出來會打擊學(xué)習(xí)熱情，太簡單則沒有達(dá)到目的。至于具體設(shè)計什么樣的系統(tǒng)，可以由學(xué)生根據(jù)以下幾個方面自行創(chuàng)新，經(jīng)過調(diào)研后，寫出設(shè)計報告，再由教師確定項(xiàng)目是否可行。
（一）以學(xué)科競賽為平臺
大學(xué)生學(xué)科競賽是整合課內(nèi)外實(shí)踐教育教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和動手能力的有效載體，對培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、解決實(shí)際問題和實(shí)踐動手能力具有極為重要的作用。目前，在以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主的高校，學(xué)科競賽得到了各方面的重視，開展的越來越好。如全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯課外學(xué)術(shù)科技作品、全國機(jī)器人大賽、中國物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、機(jī)械創(chuàng)新大賽等，分析各種競賽，很多控制類、數(shù)據(jù)采集類和信號發(fā)生類的題目都會涉及到單片機(jī)技術(shù)。將學(xué)科競賽與課程體系和教學(xué)改革緊密結(jié)合，使學(xué)科競賽成為日常教學(xué)的有益補(bǔ)充，在單片機(jī)教學(xué)過程中，可以用這些學(xué)科競賽為平臺，給有興趣參賽的同學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)，以競賽作品的高度來完成一級項(xiàng)目。
（二）以學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為目標(biāo)
目前，很多高校為了鼓勵學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新，培養(yǎng)其動手能力，特別設(shè)立了“學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”，有興趣的學(xué)生皆可報名申請，學(xué)校經(jīng)過答辯后對可行的項(xiàng)目進(jìn)行資助。一級項(xiàng)目也可以此為目標(biāo)，對單片機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行研究，確定設(shè)計作品。
（三）以教師科研項(xiàng)目為依托
教師經(jīng)常參加科研活動，視野開闊，熟悉專業(yè)發(fā)展和企業(yè)需求，在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)將科研成果和技術(shù)應(yīng)用帶入教材、帶入課堂，用生動實(shí)例激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同樣的，學(xué)生也應(yīng)當(dāng)積極參與教師的科研工作，主動與教師交流，尋找鍛煉自己的機(jī)會。一級項(xiàng)目也可以來源于教師科研項(xiàng)目中的子課題。
（四）來源于對生活的思考
工科學(xué)生應(yīng)當(dāng)有意識的關(guān)注科技發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用，仔細(xì)觀察，善于發(fā)現(xiàn)，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，利用所學(xué)知識去解決。一級項(xiàng)目可以來源于對生活的思考，自行創(chuàng)新，可完全根據(jù)自己的興趣和愛好，設(shè)計自己想要的作品。
六、教學(xué)改革實(shí)際效果
（一）激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
CDIO工程教育方式極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生按工程項(xiàng)目的任務(wù)要求有針對性地學(xué)習(xí)知識，學(xué)習(xí)目的明確，學(xué)習(xí)積極性高漲，從過去的“厭學(xué)”變成了現(xiàn)在的“自主學(xué)”。
（二）鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神
在單片機(jī)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生被分為3人一組形成一個團(tuán)隊(duì)，分別完成多個二級項(xiàng)目和一級項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)成員之間必須團(tuán)結(jié)協(xié)作，彼此配合，相互交流，有效鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
（三）動手能力和創(chuàng)新能力大大提高
從完成作品情況來看，此次改革有效提高了學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，以競賽為目標(biāo)的有一組同學(xué)設(shè)計了一種環(huán)境監(jiān)測魔力樹，設(shè)計了一種傘狀的樹葉結(jié)構(gòu)，將當(dāng)前的環(huán)境氣體情況通過樹葉的收和來表現(xiàn)，該作品需要完成機(jī)械結(jié)構(gòu)和電路方面的設(shè)計和制作，利用氣敏傳感器和LCD實(shí)現(xiàn)檢測和顯示；以實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新為目標(biāo)的做了一個新型馬桶刷，用單片機(jī)作控制器利用超聲波實(shí)現(xiàn)馬桶清潔；以教師科研為目標(biāo)的，參與了教師的科研項(xiàng)目，進(jìn)行工業(yè)機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)的開發(fā)；還有一些同學(xué)根據(jù)自己的興趣，用LED點(diǎn)陣制作了一個貪吃蛇游戲機(jī)。從提交作品和答辯的情況來看，大部分同學(xué)都初步掌握了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法。
七、總結(jié)
實(shí)踐證明，以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO工程教育理念，應(yīng)用在單片機(jī)教學(xué)實(shí)踐中，極大提高了學(xué)生單片機(jī)的應(yīng)用能力，學(xué)習(xí)熱情高漲，學(xué)習(xí)效率大大提高。教學(xué)過程不再是枯燥無味的說教，而是在邊學(xué)邊做當(dāng)中獲取到滲透在每個項(xiàng)目中的知識點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)而難忘。
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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.
關(guān)鍵詞： 應(yīng)用型大學(xué)；單片機(jī)；教學(xué)方法；嵌入式系統(tǒng)
Key words： application-oriented university；MCU；teaching method；embedded systems
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）11-0252-03
0 引言
我國的大學(xué)教育大致可以分為三種類型，第一種是以科學(xué)研究或科學(xué)研究與教學(xué)并重為自身定位的研究型大學(xué)，是國家建設(shè)世界一流或高水平大學(xué)的主體，另一類是以職業(yè)技術(shù)教育為主的高職高專類院校，以培養(yǎng)鮮明特色的技能型人才為己任，第三種大學(xué)是介于前兩種類型之間的高等學(xué)校[1-4]。與前兩種類型不同的是，前兩種類型的高校在國家高等教育的發(fā)展過程中很早就有了清晰的定位，而第三種大學(xué)的發(fā)展一直沒有一個準(zhǔn)確清晰的定位，直到《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》出臺，第三種大學(xué)的發(fā)展才有了自己發(fā)展定位，即以建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)為目標(biāo)，并在教育部的指導(dǎo)下，一批以應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)為辦學(xué)定位的高校于2013年在天津建立了應(yīng)用技術(shù)大學(xué)聯(lián)盟，安徽科技學(xué)院為該聯(lián)盟的理事單位之一，開啟了安徽科技學(xué)院高等教育的新篇章。
應(yīng)用型大學(xué)的首要職能是服務(wù)社會，為社會培養(yǎng)品格良好、理論功底扎實(shí)、具有較強(qiáng)應(yīng)用實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才，因此，應(yīng)用型大學(xué)應(yīng)更注重應(yīng)用性教學(xué)和應(yīng)用性研究工作。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)行業(yè)發(fā)展迅猛，就業(yè)待遇高，社會需求旺盛，嵌入式系統(tǒng)是電子、通信、自動化、光電、計算機(jī)、機(jī)電等專業(yè)的核心專業(yè)課，是一門典型應(yīng)用性課程。本文以嵌入式系統(tǒng)課程的一個分支――單片機(jī)為例，結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐和企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，對應(yīng)用型大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)方法做一些探討。
1 注重基礎(chǔ)和興趣培養(yǎng)
單片機(jī)是一門綜合性非常強(qiáng)的課程，涉及的知識面廣，其先修課程有《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《電路分析》、《C語言》等專業(yè)基礎(chǔ)課程，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程中還要用到《電子工程制圖》、《傳感器技術(shù)》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》、《電機(jī)拖動》、《嵌入式操作系統(tǒng)》等專業(yè)課程的知識。因此，學(xué)生打好專業(yè)基礎(chǔ)功底是學(xué)好單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)課程的前提，這就需要我們重視基礎(chǔ)課程的教學(xué)、科學(xué)設(shè)置人才培養(yǎng)方案中的課程及其開課學(xué)期，做到基礎(chǔ)專業(yè)一環(huán)扣一環(huán)。
單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)課程的理論部分的學(xué)習(xí)，特別是前期還不能做實(shí)驗(yàn)的理論部分，如硬件架構(gòu)及原理、芯片匯編指令和偽指令系統(tǒng)等，學(xué)起來枯燥無味，甚至給學(xué)生一種“云里霧里”似懂非懂的感覺，這些知識在學(xué)生心里不能準(zhǔn)確落地，容易使學(xué)生從心理上放棄這門課程的學(xué)習(xí)，這就需要我們調(diào)整教學(xué)思路，上好第一堂課：一是要讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的。許多教師自始至終不會告訴學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)單片機(jī)，它有什么用途，只講課本知識，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)無目的，甚至課程結(jié)束，都不知道自己學(xué)的是什么東西。因此，為學(xué)生明確單片機(jī)用途在正式上課之前非常重要，可以為學(xué)生多舉一些貼近其生活的開發(fā)案例，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的的同時，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。二是讓學(xué)生了解開發(fā)流程。學(xué)生正式學(xué)習(xí)單片機(jī)前，可以給他們舉一個簡單實(shí)例，從電路設(shè)計，軟件設(shè)計、仿真、調(diào)試、下載直至系統(tǒng)集成，給他們做個示范，讓學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)有個全面的把握和清晰的認(rèn)識。三是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。學(xué)生如果對某門課產(chǎn)生了濃厚的興趣，學(xué)生就會積極主動地把這門課學(xué)好，在這方面，單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)課程，有其獨(dú)特的優(yōu)勢，是一門與日常生活十分貼近且就業(yè)前景廣闊、待遇優(yōu)厚的專業(yè)課，鼓勵的同時也要讓學(xué)生清楚眼前的困難，冷靜面對困難，最后問一句“英雄們，你們準(zhǔn)備好了嗎”，讓學(xué)生知難而上，信心滿滿地去挑戰(zhàn)自我，開始課程的學(xué)習(xí)。
2 深化教學(xué)改革
隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容、方法、模式、體系等難免暴露其不足，甚至跟不上現(xiàn)實(shí)需要[5-7]，這就需要我們對現(xiàn)有不合理的人才培養(yǎng)體系的各個層面進(jìn)行革新和完善。
2.1 課程內(nèi)容及教學(xué)方法與時俱進(jìn)
嵌入式系統(tǒng)近些年發(fā)展迅猛，傳統(tǒng)授課內(nèi)容有些已經(jīng)被實(shí)際淘汰，因此，授課內(nèi)容也要在經(jīng)典內(nèi)容的基礎(chǔ)上穿插新知識、新技術(shù)，做到所授知識既穩(wěn)固又能跟得上時展。當(dāng)今是信息化的社會，尤其是年輕大學(xué)生時刻受到信息化的熏陶，他們利用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)工具得心應(yīng)手，可以引導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索引擎的強(qiáng)大功能學(xué)習(xí)專業(yè)知識，進(jìn)行下載或收看教學(xué)視頻，解答疑難問題，了解行業(yè)發(fā)展趨勢，查找相關(guān)資料，在線知識交流等，資源用之不竭，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)拓寬了渠道，且能量巨大。
2.2 更新教學(xué)模式
單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法一般是理論和實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)立，先上理論課程，待到一定課時后再開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，這種模式導(dǎo)致理論和實(shí)驗(yàn)往往較為脫節(jié)，且學(xué)生的吸收效率普遍不高。
近年來，社會上涌現(xiàn)了許多的嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)班，主要以MCU和ARM的應(yīng)用為主要培訓(xùn)內(nèi)容，開設(shè)了C語言基礎(chǔ)、簡單電路基礎(chǔ)、開發(fā)環(huán)境搭建、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式驅(qū)動程序開發(fā)等課程，吸引了大量學(xué)生參與校外培訓(xùn)，這從側(cè)面反映了高校目前的嵌入式系統(tǒng)教育已經(jīng)跟不上社會對嵌入式人才的需求形勢，培訓(xùn)學(xué)校教學(xué)模式采用教、學(xué)、做一體模式，具有課堂吸收率高，使學(xué)生能夠快速掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法的優(yōu)點(diǎn)，但也存在不足，具有“短期速成”特點(diǎn)，學(xué)生就業(yè)后會出現(xiàn)“后勁不足”現(xiàn)象，且收費(fèi)高昂，使學(xué)生在大學(xué)教育花費(fèi)的基礎(chǔ)上增加了額外支出。
吸收社會培訓(xùn)班的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合高校教育優(yōu)勢及企業(yè)對高校應(yīng)用型人才需求，我們提出具有高校特色的教、學(xué)、做一體化嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)模式。將具有明顯應(yīng)用性課程的理論和實(shí)踐放在實(shí)驗(yàn)室來上，教師采用現(xiàn)代化的多媒體手段教學(xué)，講到且需要實(shí)踐的知識，學(xué)生隨學(xué)隨做，且根據(jù)老師布置的課堂實(shí)踐題目完成設(shè)計和調(diào)試。與培訓(xùn)班不同的是，高校教育更具有系統(tǒng)性、學(xué)生基礎(chǔ)知識牢固、課時充足，使學(xué)生真正成為后勁十足的應(yīng)用型高級人才，而不是短期速成，具有明顯操作技能培訓(xùn)特點(diǎn)的職業(yè)教育型人才。
2.3 加大實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)力度
課程設(shè)計是單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)[8]。教、學(xué)、做一體化培養(yǎng)模式能夠讓學(xué)生對課程的各個知識點(diǎn)有個微觀的把握，但不能從整體上掌握知識的綜合應(yīng)用，課程設(shè)計以讓學(xué)生完成一個小的項(xiàng)目為目標(biāo)，從查找資料開始，在分析問題的基礎(chǔ)上，運(yùn)用各章節(jié)所學(xué)知識完成課程設(shè)計要求，并撰寫課程設(shè)計報告，綜合鍛煉學(xué)生解決問題的能力。課程設(shè)計題目的擬定要合理，不能太難使學(xué)生很難完成或完成不了，打擊學(xué)生的自信心，也不能太簡單，達(dá)不到綜合鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識的目的?？梢越Y(jié)合全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目的出題方法，設(shè)基本任務(wù)和附加任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣、能力和特長進(jìn)行選作。
鼓勵學(xué)生參加飛思卡爾智能車大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、機(jī)器人競賽等不同級別的專業(yè)類競賽，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。本科畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生畢業(yè)之前的最后一個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是對他們在校期間學(xué)習(xí)的綜合檢驗(yàn)，也是對大學(xué)教學(xué)質(zhì)量的一次總結(jié)，與課程設(shè)計不同是畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容的難易程度與知識面都要高于課程設(shè)計。
校企合作探索多年，困難重重，企業(yè)和高校目標(biāo)不能匹配，導(dǎo)致校企合作的層次較低，學(xué)生不能真正得到高水平的實(shí)踐鍛煉，因此，建設(shè)高水平應(yīng)用型大學(xué)必須從高校自身出發(fā)來提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)力度，升級傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計方案，引進(jìn)企業(yè)管理方式和理念，建設(shè)高校自己真正的研發(fā)中心（實(shí)訓(xùn)中心），而不是簡單的實(shí)驗(yàn)室，對于選擇嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方向的學(xué)生要經(jīng)過學(xué)校研發(fā)中心的鍛造才能輸入社會。
2.4 提高師資隊(duì)伍技術(shù)水平
多數(shù)高校教師具有較為深厚的理論知識和熟練的課堂駕馭能力，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對缺乏，為培養(yǎng)出合格的、適合企業(yè)需求的應(yīng)用型大學(xué)生，必須提高相關(guān)專業(yè)課老師的專業(yè)技術(shù)水平?？梢酝ㄟ^如下途徑來提高師資隊(duì)伍水平：一、鼓勵教師參加相關(guān)產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目，承擔(dān)各種橫向課題研究，積極充當(dāng)各種專業(yè)技能大賽的指導(dǎo)教師等。二、倡導(dǎo)專業(yè)教師參加企業(yè)實(shí)踐。從學(xué)生角度實(shí)踐校企合作遇到的困難和阻力較多，但具有較厚理論專業(yè)知識背景的教師作為校企合作的主體，所遇到的阻力將會小的多，因此，提高教師技術(shù)水平，可以從現(xiàn)有用人模式入手，打破專業(yè)教師不能到企業(yè)兼職模式，鼓勵嵌入式系統(tǒng)教師參與企業(yè)的技術(shù)開發(fā)或技術(shù)管理工作。三、聘請企業(yè)一線工程師兼職高校實(shí)踐課程教學(xué)。企業(yè)一線工程師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，他們直接參與應(yīng)用型大學(xué)學(xué)生的教學(xué)工作，將利于學(xué)生和專業(yè)教師整體質(zhì)量的提高。
3 科學(xué)設(shè)置評價體系
高校傳統(tǒng)教學(xué)多采用重理論輕實(shí)踐的考核評價方式，一張試卷定終身，實(shí)踐考試只是微不足道的補(bǔ)充。對于以建設(shè)應(yīng)用型高水平大學(xué)、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高校來說，這種模式顯然已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，需重構(gòu)新的考核評價體系。對于專業(yè)基礎(chǔ)性科目可以采取重理論弱實(shí)踐的方式，對于應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)課程應(yīng)采用重實(shí)踐弱理論的考試方式，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)區(qū)分對待，不搞一刀切。
4 結(jié)語
本文詳細(xì)介紹了當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)教育工作中存在的問題和不足，以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，結(jié)合自身多年教學(xué)實(shí)踐和企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，從專業(yè)基礎(chǔ)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系等方面，對單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)方法做了細(xì)致的探討，多年教學(xué)實(shí)踐表明，按照新的教學(xué)方法去培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用型人才，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，課程內(nèi)容更容易理解和接受，學(xué)習(xí)起來趣味性更強(qiáng)，教學(xué)質(zhì)量得到顯著提高。
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單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)（三級項(xiàng)目）
設(shè)計說明書
（2014/2015學(xué)年第二學(xué)期）
題
目
：
開機(jī)次數(shù)記憶器設(shè)計及實(shí)現(xiàn)
專業(yè)班級
：
電子信息工程班
學(xué)生學(xué)號
：
學(xué)生姓名
：
指導(dǎo)教師
：
設(shè)計周數(shù)
：
2周
設(shè)計成績
：
2015年X月X日
1、項(xiàng)目設(shè)計
1.1
設(shè)計要求
（1）以單片機(jī)AT89C52為核心，使用24C02串行EEPROM進(jìn)行存儲開機(jī)次數(shù)；
（2）用LCD1602顯示存儲的開機(jī)次數(shù)；
（3）單片機(jī)復(fù)位一次，從24C02中讀取數(shù)據(jù)，然后加1；
（4）在此基礎(chǔ)上可以拓展對一組密碼數(shù)據(jù)存儲對比后，才能進(jìn)入正常界面。
1.2
設(shè)計目的
（1）培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。
（2）鍛煉學(xué)生自學(xué)軟件的能力及分析問題、解決問題的能力。
（3）通過課程設(shè)計，使學(xué)生在理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程繪圖、查閱設(shè)計資料、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的運(yùn)用和計算機(jī)應(yīng)用方面的能力得到訓(xùn)練和提高。
（4）鞏固、深化和擴(kuò)展學(xué)生的單片機(jī)理論知識。
（5）培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。
2、項(xiàng)目設(shè)計正文
2.1方案設(shè)計
2.1.1設(shè)計思路
此次項(xiàng)目設(shè)計的目的是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)開機(jī)次數(shù)的記憶及顯示功能，即其復(fù)位斷電關(guān)機(jī)都能準(zhǔn)確的將開機(jī)次數(shù)顯示在LCD1602顯示屏上。根據(jù)對項(xiàng)目設(shè)計要求和實(shí)際應(yīng)用的分析，選用以單片機(jī)AT89C52為核心，使用24C02串行EEPROM進(jìn)行存儲開機(jī)次數(shù)的方法，使C52單片機(jī)的P2.0口和P2.1口分別控制24C02的數(shù)據(jù)線SDA和時鐘信號線SCK來完成數(shù)據(jù)的讀寫功能，然后用LCD1602顯示屏將24C02中存儲的數(shù)據(jù)顯示出來。
具體設(shè)計實(shí)現(xiàn)的邏輯流程圖如圖1所示：
圖1
邏輯實(shí)現(xiàn)流程圖
2.1.2主要元器件
（1）
處理器AT89C52，引腳圖如圖2所示：
圖2
AT89C52單片機(jī)引腳圖
AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS
8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k
bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256
bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2
個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的
Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。
（2）
外部存儲器24C02
串行E2PROM是基于I2C-BUS
的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應(yīng)用。具有以下幾大特點(diǎn)：
1.寬范圍的工作電壓1.8v~5.5v
2.低電壓技術(shù)：
1mA典型工作電流
1uA典型待機(jī)電流
3.儲存器組織結(jié)構(gòu)
4.2線串行接口，完全兼容I2C總線
5.施密特觸發(fā)輸入噪聲抑制
6.硬件數(shù)據(jù)寫保護(hù)
7.內(nèi)部與周期（最大5ms）
8.自動遞增地址
9.可按照字節(jié)寫
10.esd保護(hù)大于2.5kV
11.高可靠性：擦寫壽命：100萬次
數(shù)據(jù)保持時間：100年
12.無鉛工藝，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)
2.2單元電路設(shè)計
2.2.1處理器AT89C52引腳的選擇
本次項(xiàng)目設(shè)計選擇的引腳分別為P0口、P2口、RES端口。
P0
口是一組8
位漏極開路型雙向I/O
口，
也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8
個TTL邏輯門電路，對端口P0
寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8
位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0
口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時，要求外接上拉電阻。
P2口
是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8
位雙向I/O
口，P2
的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4
個TTL
邏輯門電路。對端口P2
寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。訪問外部程序存儲器或16
位地數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX
@DPTR
指令）時，P2
口送出高8
位地址數(shù)據(jù)。在訪問8
位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX@RI
指令）時，P2
口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。P2.0口和P2.1口分別控制24C02的數(shù)據(jù)線SDA和時鐘信號線SCK來完成數(shù)據(jù)的讀寫功能。
RST為復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。
單片機(jī)引腳圖連接選擇如圖3所示：
圖3
單片機(jī)的引腳連接圖
2.2.2
RC復(fù)位電路
復(fù)位電路圖如圖4所示：
圖4
復(fù)位電路圖
系統(tǒng)復(fù)位的工作過程是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著VCC對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。在圖4的復(fù)位電路中，當(dāng)VCC掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個負(fù)電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“1”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復(fù)位，則程序計數(shù)器PC將得不到一個合適的初值，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。
2.2.3
LCD1602顯示屏的連接
LCD1602各引腳的功能如下：
第1腳：VSS為電源地
第2腳：VDD接5V電源正極
第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。
第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。
第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。
第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。
單片機(jī)的P2.5，P2.6，P2.7分別接LCD1602的RS、RW、E端口，如圖5所示：
圖5
LCD1602顯示屏的連接
2.2.4
24C02的連接
C52單片機(jī)的P2.0口和P2.1口分別控制24C02的數(shù)據(jù)線SDA和時鐘信號線SCK來完成數(shù)據(jù)的讀寫功能，具體電路圖如圖6所示：
圖6
24C02
的連接
2.2.5
整體電路
系統(tǒng)整體仿真電路和實(shí)物操作電路如圖7和圖8所示：
圖7
整體仿真電路圖
圖8
仿真實(shí)物圖
2.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程序
#include
#include
sbit
SDA
=
P2^0;
//AT24C01串行數(shù)據(jù)
5腳
sbit
SCL
=
P2^1;
//AT24C01串行時鐘
6腳
int
time=0;
int
time2=0;
typedef
unsigned
char
uint8;
/*
defined
for
unsigned
8-bits
integer
variable
無符號8位整型變量
*/
typedef
signed
char
int8;
/*
defined
for
signed
8-bits
integer
variable
有符號8位整型變量
*/
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)
{
//
延時子程序
BYTE
i;
while(ms--)
{
for(i
=
0;
i
250;
i++)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
}
BOOL
lcd_bz()
{
//
測試LCD忙碌狀態(tài)
BOOL
result;
rs
=
0;
rw
=
1;
ep
=
1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
result
=
(BOOL)(P0
&
0x80);
ep
=
0;
return
result;
}
lcd_wcmd(BYTE
cmd)
{
//
寫入指令數(shù)據(jù)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)
{
//設(shè)定顯示位置
lcd_wcmd(pos
|
0x80);
}
lcd_wdat(BYTE
dat)
{
//寫入字符顯示數(shù)據(jù)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初始化設(shè)定
lcd_wcmd(0x38);
delay(1);
lcd_wcmd(0x0c);
delay(1);
lcd_wcmd(0x06);
delay(1);
lcd_wcmd(0x01);
//清除LCD的顯示內(nèi)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()//啟動信號
{
SDA=1;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
SDA=0;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Stop()//停止信號
{
SDA=0;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
SDA=1;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Respons()//響應(yīng)
{
uint8
i;
SCL=1;
AT2401_Delay();
while((SDA==1)&&(i
i++;
SCL=0;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Init()//初始化函數(shù)
{
SDA=1;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_WByte(uint8
date)//寫一個字節(jié)
{
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()//讀一個字節(jié)
{
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)//指定地址寫一個數(shù)據(jù)
{
AT2401_Start();
AT2401_WByte(0xa0);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(address);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(date);
AT2401_Respons();
AT2401_Stop();
}
uint8
AT2401_RAddr(uint8
address)//指定地址讀取一個字節(jié)
{
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);
//
設(shè)置顯示位置為第一行的第5個字符
i
=
0;
while(dis1[i]
!=
＇＼0＇)
{
//
顯示字符“TIME“
lcd_wdat(dis1[i]);
i++;
}
lcd_pos(0x49);
//
設(shè)置顯示位置為第二行第一位字符
dis2[time];
lcd_wdat(dis2[time]);
//
顯示字符
delay(1);
lcd_pos(0x48);
//
設(shè)置顯示位置為第二行第二位字符
dis2[time2];
lcd_wdat(dis3[time2]);
//
顯示字符
while(1);
}
3、項(xiàng)目設(shè)計總結(jié)
通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。
課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設(shè)計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計，我掌握了AT89C52、24C02和LCD1602的基本知識和連接測試，也通過查資料熟悉了外部存儲24C02的工作原理。了解了C語言程序在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用，掌握了系統(tǒng)電路的調(diào)試方法。
在此次的課程設(shè)計過程中，也對團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，我們小組三個人分工合作，查資料、電路設(shè)計、程序設(shè)計、硬件實(shí)物仿真都做得有條不紊，我們配合越來越默契，有問題一起解決，在成功后一起體會喜悅。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。我認(rèn)為，此次課設(shè)不僅培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，我們學(xué)會了很多自主學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。
4、參考文獻(xiàn)
[1]
張毅剛，彭喜元，董繼成.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2003.
[2]
史良.LCD12864顯示模塊與微處理器的接口設(shè)計
[J].
礦業(yè)安全與環(huán)保,
1999.
項(xiàng)目設(shè)計
評
語
項(xiàng)目設(shè)計
成
績
指導(dǎo)教師
（簽字）
年
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；實(shí)驗(yàn)板；汽車電子
1.引言
本設(shè)計由天津科技大學(xué)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金資助，旨在開發(fā)一款能夠滿足本科汽車專業(yè)汽車電子技術(shù)課程使用的單片機(jī)控制實(shí)驗(yàn)板。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過對學(xué)生的情況了解，本設(shè)計重點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)板上完成四個汽車電子控制實(shí)驗(yàn)，分別是汽車轉(zhuǎn)向燈控制、直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制、汽車車輪測速、車內(nèi)溫度檢測。
2.實(shí)驗(yàn)板的設(shè)計思路
本設(shè)計根據(jù)教學(xué)需要主要完成以下功能：
（1）汽車轉(zhuǎn)向燈的控制實(shí)驗(yàn)：用兩個按鍵模擬左右轉(zhuǎn)向燈的開關(guān)，用兩個LED模擬對應(yīng)的左右轉(zhuǎn)向燈，通過按鍵操作實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈控制。
（2）汽車直流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)：直流電機(jī)的兩個引腳與兩個繼電器相連，通過正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、關(guān)閉按鍵來控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)工作。
（3）汽車車輪轉(zhuǎn)速檢測實(shí)驗(yàn)：通過一對紅外發(fā)射接收管作為轉(zhuǎn)速傳感器，當(dāng)旋轉(zhuǎn)物體在接收和發(fā)射管之間轉(zhuǎn)動時，通過遮擋與否來測定轉(zhuǎn)速，并顯示在數(shù)碼管中。
（4）車內(nèi)溫度傳感器的實(shí)驗(yàn)：采用一個DS18B20溫度傳感器，模擬車內(nèi)溫度傳感器的應(yīng)用。
3.實(shí)驗(yàn)板的硬件設(shè)計
3.1 單片機(jī)
本實(shí)驗(yàn)板單片機(jī)采用STC89系列，為了方便驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)效果，采用在線程序下載的設(shè)計，通過通用的下載模塊連接到單片機(jī)P3.0和P3.1腳，可直接將編寫的程序下載到單片機(jī)。單片機(jī)的晶振選用12M，電源電路由5V電源供電，通過一個開關(guān)S4控制整個實(shí)驗(yàn)板的啟動和關(guān)閉。如圖1所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計。
3.2 按鍵與顯示模塊
本實(shí)驗(yàn)板使用三個按鍵以滿足設(shè)計要求，三個按鍵可用于直流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)與關(guān)閉控制，同時其中兩個按鍵還可用于轉(zhuǎn)向燈控制實(shí)驗(yàn)，分別接在單片機(jī)的P1.2-1.4口，具體定義可由編程完成。顯示模塊有兩個，分別為兩個LED和四個數(shù)碼管來實(shí)現(xiàn)其功能，LED用以模擬轉(zhuǎn)向燈，接在單片機(jī)P1.0和P1.1口；數(shù)碼管顯示車輪轉(zhuǎn)速和溫度檢測的結(jié)果，其位選和段選通過兩個74LS573連接到單片機(jī)的P0口。如圖2為顯示與按鍵模塊。
3.3 繼電器與紅外模塊
實(shí)驗(yàn)板通過兩個繼電器控制電機(jī)的正反旋轉(zhuǎn)。工作時，由按鍵控制繼電器的接通和斷開，當(dāng)一個開關(guān)按下后，其中一個繼電器接通電源，另一個繼電器接地，電機(jī)向一個方向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)另一個開關(guān)按下后，則之前接電源的繼電器接地，而之前接地的繼電器接電源，電機(jī)向另一個方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)按下關(guān)閉按鍵時，兩個繼電器都閉合到接地，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。電機(jī)的旋轉(zhuǎn)接一個有間隙的圓盤，圓盤置于紅外發(fā)射和接收管之間，當(dāng)圓盤中的間隙經(jīng)過紅外發(fā)射端時，紅外傳感器有信號接收，否則則無，依次來進(jìn)行直流電機(jī)的測速。紅外模塊設(shè)計有四個引腳，分別為電源、接地和數(shù)據(jù)輸出口DO，AO口不使用。下圖3為繼電器和紅外模塊。
x3.4 溫度傳感器模塊
為了模擬汽車內(nèi)的溫度檢測功能，本實(shí)驗(yàn)板采用DS18B20來模擬車內(nèi)的溫度傳感器，通過對其進(jìn)行單片機(jī)控制，以檢測出外界的溫度，并將溫度數(shù)值顯示在數(shù)碼管當(dāng)中。圖4為溫度傳感器的接線圖，其數(shù)據(jù)輸出口與單片機(jī)的P1.5口相連。
4 總結(jié)
汽車單片機(jī)技術(shù)是一門應(yīng)用型很強(qiáng)的課程，本實(shí)驗(yàn)板根據(jù)教學(xué)中的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計，滿足課程中的教學(xué)需要。同時也能鍛煉學(xué)生的自我開發(fā)和設(shè)計的能力，為今后的課程設(shè)計和汽車電子設(shè)計等活動提供了支持。
參考文獻(xiàn)
論文關(guān)鍵詞：單片機(jī)；實(shí)踐教學(xué)；全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽；項(xiàng)目教學(xué)
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是由原國家教委和電子工業(yè)部組織的面向全國高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生的競賽項(xiàng)目，是我國高校中舉辦時間長、實(shí)施范圍廣、參與學(xué)生最多的競賽之一，已成為考核大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的一個重要標(biāo)尺，得到了高等教育界和社會的廣泛認(rèn)可。大學(xué)生電子設(shè)計競賽對高校電子專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面的改革起到了積極的促進(jìn)作用，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力搭建了良好的平臺。在沈陽工程學(xué)院，經(jīng)過多年實(shí)踐，在電子設(shè)計競賽平臺上對單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，并取得了一定的效果。
一、單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問題
目前各高校由于觀念、資金、師資和環(huán)境等方面的原因，單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)存在以下幾方面問題：
第一，實(shí)踐教學(xué)觀念仍存在偏差。由于受傳統(tǒng)文化教育觀念的影響，部分師生重理論、輕實(shí)踐的觀念仍客觀存在，實(shí)踐教學(xué)缺乏整體性、關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，仍處于理論課程的從屬部分，甚至部分實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)流于形式。
第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端仍然存在。實(shí)踐教學(xué)課程的設(shè)置較為零散，順序和內(nèi)容仍需優(yōu)化；在開設(shè)的實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證型的內(nèi)容多，開放性、設(shè)計性、創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少，同時實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在單一性，而多知識點(diǎn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)少，并且在所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程中缺少與工程實(shí)際相結(jié)合的綜合性、研究性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不利于學(xué)生個性的發(fā)展和綜合能力的提高。
第三，實(shí)踐教學(xué)師資力量有待提高。教師中能夠滿足實(shí)踐實(shí)訓(xùn)技能要求的人數(shù)比例不高，一部分年輕教師從高校畢業(yè)后進(jìn)入學(xué)校從事教學(xué)工作，缺乏實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的專門訓(xùn)練，自身尚不能成為行家，難以勝任相關(guān)的實(shí)踐指導(dǎo)工作。
第四，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投資有限，校內(nèi)外實(shí)踐基地的建設(shè)不盡完善，不能滿足教學(xué)實(shí)踐的需要。
第五，實(shí)踐教學(xué)缺乏科學(xué)的評價與考核方法?，F(xiàn)行的教學(xué)評價機(jī)制不能起到強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和鼓勵實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革創(chuàng)新的積極性，相反存在著制約傾向。
二、電子設(shè)計競賽促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革
大學(xué)生電子設(shè)計競賽的目的在于推動電子信息類課程建設(shè)，引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐素質(zhì)、提高學(xué)生針對實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計制作的能力；吸引、鼓勵廣大青年學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。本文從師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)模式等方面探討實(shí)踐教學(xué)改革。
1.師資隊(duì)伍建設(shè)
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容往往落后實(shí)際幾年甚至更多，這就要求教師能適應(yīng)和趕上這種發(fā)展、變化，要有更寬更新的知識面和更豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不斷地將新內(nèi)容、新技術(shù)、新方法充實(shí)到教學(xué)中去。我們研究制定了教學(xué)隊(duì)伍知識、技術(shù)不斷更新的科學(xué)有效的培養(yǎng)培訓(xùn)制度。鼓勵教師到國內(nèi)知名高校和高新技術(shù)企業(yè)學(xué)習(xí)深造，同時積極邀請高水平的技術(shù)人才給教師作報告。
2.依托電子設(shè)計競賽豐富單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
（1）優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。制訂實(shí)踐教學(xué)大綱時應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整學(xué)時，以順應(yīng)單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，對現(xiàn)有的教材進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p，刪除一些課本中的老化的、無關(guān)緊要的、過于理論化或抽象化的內(nèi)容，增加一些在生產(chǎn)生活中可能運(yùn)用到的真實(shí)案例和最新的單片機(jī)理論知識，通過實(shí)際案例將抽象的理論具體化。在教學(xué)中，適當(dāng)加強(qiáng)C語言的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生既能看懂匯編語言也能夠運(yùn)用C語言將復(fù)雜的程序簡單化。
（2）推廣應(yīng)用proteus仿真軟件及keil編譯軟件。Proteus仿真軟件上有國際通用的虛擬儀器及電子元器件庫，學(xué)生可以更加方便地進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計和仿真測試，觀察電路的工作狀態(tài)及軟件運(yùn)行后的變化情況。同時通過網(wǎng)絡(luò)課件等形式引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用keil軟件。在單片機(jī)中，所有硬件電路設(shè)計、對應(yīng)軟件都可以在proteus和keil平臺上進(jìn)行。Keil完成單片機(jī)軟件設(shè)計調(diào)試，proteus完成硬件設(shè)計及系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果查看。這些軟件極大地開拓了單片機(jī)的學(xué)習(xí)空間，降低了單片機(jī)的學(xué)習(xí)成本，提高了學(xué)習(xí)效果。轉(zhuǎn)貼于
3.結(jié)合電子設(shè)計競賽，改進(jìn)單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)模式
（1）項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用。建立以任務(wù)或項(xiàng)目為教學(xué)主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的實(shí)踐教學(xué)模式。在學(xué)生最初接觸單片機(jī)課程時，將單片機(jī)在實(shí)踐生產(chǎn)的應(yīng)用介紹給學(xué)生，并將科研項(xiàng)目或往屆電子設(shè)計競賽的作品（如多功能函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字存儲示波器等）帶進(jìn)課堂，激發(fā)學(xué)生對單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)興趣。通過實(shí)踐的操作，帶領(lǐng)學(xué)生在動手實(shí)踐中深化理論知識的學(xué)習(xí)，并在動手實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計的能力。課程設(shè)計和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生具有獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，更加對學(xué)生的創(chuàng)新能力提出一定要求。在教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)電子競賽方向設(shè)計具有實(shí)際意義的電路，這不僅是對學(xué)生綜合能力的提升，更是為學(xué)生將來走向社會成為應(yīng)用型人才打下良好基礎(chǔ)。
（2）以競賽為契機(jī)，推進(jìn)單片機(jī)課外教學(xué)。作為一門知識更新速度較快的課程，單片機(jī)教學(xué)的實(shí)戰(zhàn)性得到重視。在全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的推進(jìn)下，學(xué)生逐漸走出課堂，不僅僅滿足于平時課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而是自動自發(fā)地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，將單片機(jī)的學(xué)習(xí)當(dāng)做課余生活的重要組成部分。我校為學(xué)生成立了開放性實(shí)驗(yàn)室，并為學(xué)生購置了AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)開發(fā)板、51系列單片機(jī)試驗(yàn)箱等最新實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)操作中使用到的各類元器件。同時教研室機(jī)房的每臺計算機(jī)均配備了keil編譯軟件和proteus仿真軟件，使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中可先通過仿真軟件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)思路、電路和程序的正確性，并在仿真成功后利用開發(fā)板或?qū)嶒?yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)操作。以大賽為契機(jī)，讓學(xué)生在以“取得名次為目標(biāo)，提高能力為目的”思想指導(dǎo)下，主動思考，勤于鉆研，通過大量電路板的繪制、編程仿真、調(diào)試等練習(xí)將動手操作能力不斷地提到新的高度。
在整個競賽的準(zhǔn)備過程中，學(xué)生表現(xiàn)出單片機(jī)學(xué)習(xí)的極大熱情，每次項(xiàng)目完成后教會學(xué)生做好總結(jié)和鞏固工作并鼓勵他們探索新的任務(wù)，通過親身實(shí)踐獲得實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，掌握基本的科學(xué)方法，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。
（3）加深校企交流，為學(xué)生就業(yè)創(chuàng)造良好平臺。填鴨式的教學(xué)模式使得許多大學(xué)畢業(yè)生在就業(yè)后只會“紙上談兵”。為填補(bǔ)工程技術(shù)人才的空缺，真正讓學(xué)生帶著技術(shù)走向工作崗位，我校不斷通過與企業(yè)的交流進(jìn)行課程改革。近年來，我校與東軟集團(tuán)、中科院微電子所、中科院自動化所、中科院計算所等多個企業(yè)均有合作，安排學(xué)生到生產(chǎn)線及公司研發(fā)部門參觀學(xué)習(xí)，到相應(yīng)崗位短期實(shí)習(xí)，許多在電子競賽中涌現(xiàn)的優(yōu)秀人才更是被各企業(yè)錄用。
我校還建立了完整的網(wǎng)絡(luò)平臺。在平臺上，學(xué)生不僅可以獲取最新的單片機(jī)技術(shù)知識和科技資訊，還可以與往屆畢業(yè)生進(jìn)行在線交流，對目前的就業(yè)形勢、就業(yè)方向有更好的把握。促使學(xué)生提高自身水平，為順利就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。
4.單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)考核方式的改革
單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)考核重點(diǎn)考核和評價學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的掌握程度。改革過去主要以平時成績?yōu)橹骺己四Ｊ剑扇「酉到y(tǒng)、合理并與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法相適應(yīng)的多樣化考核方式，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的發(fā)展與提高。具體做法如下：平時出勤成績占20%，平時各章課題實(shí)驗(yàn)成績占40%，期終實(shí)踐技能考核成績占40%（其中，考核內(nèi)容完成情況占20%，課題報告答辯成績占20%）。
期終實(shí)踐技能考核內(nèi)容為完成一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)。為了有效、合理地組織考核，安排2～3人一組，每組內(nèi)容不同、難度相當(dāng)，完成時間為3～4天。評分（包括系統(tǒng)測試、審閱課題報告和答辯）時間為1～2天。
[關(guān)鍵詞]單片機(jī)；Proteus；項(xiàng)目化；教學(xué)改革
單片機(jī)是一種最典型、最簡單的沒有操作系統(tǒng)的嵌入式微處理器。它以體積小、成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。正因?yàn)樗膹V泛應(yīng)用，各院校相繼開設(shè)了《單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用》這門課程。但該課程實(shí)踐性非常強(qiáng)，又非常抽象，多數(shù)學(xué)生反映難以理解。我系基于傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境和教學(xué)方法落后、教學(xué)理念陳舊、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在著許多問題的現(xiàn)狀，對課程教學(xué)作了大膽改革與探索。
1.單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.1教學(xué)結(jié)構(gòu)安排不合理。許多教師課程教學(xué)以單片機(jī)的知識結(jié)構(gòu)為主線，把單片機(jī)知識系統(tǒng)分成若干模塊進(jìn)行理論講解，最后講解一些實(shí)例，這種結(jié)構(gòu)教法使學(xué)生普遍感到難學(xué)。
1.2傳統(tǒng)教學(xué)方法難以達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)往往以理論教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)多是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，輔以課程設(shè)計或校內(nèi)實(shí)習(xí)。而單片機(jī)是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，教學(xué)中需要很多硬件設(shè)備。課堂中即便有多媒體或現(xiàn)場演示都難以輔助硬件教學(xué)，而一般的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱也只是起驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的作用。況且高職學(xué)生普遍理論基礎(chǔ)偏差，動手實(shí)踐能力較強(qiáng)，這樣傳統(tǒng)的教學(xué)方法必然導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，難以達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)。
1.3雖然很多學(xué)校引入了多種新式教學(xué)手段及方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體化。但原有實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)成本較高，由于技術(shù)更新，設(shè)備老化，大部分為成品，實(shí)驗(yàn)儀器會很快落后，學(xué)生很難參與到其中的細(xì)節(jié)設(shè)計中去，學(xué)生動手能力很難得到訓(xùn)練與提高。
2.教學(xué)改革思路分析
通過以上分析，當(dāng)前的單片機(jī)教學(xué)需要深化改革，需要教師在教學(xué)中將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐結(jié)合起來。這就需要打破傳統(tǒng)的教學(xué)知識體系結(jié)構(gòu)，按照企業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用任務(wù)來組織知識點(diǎn)，使每一單元課程以一個具體的項(xiàng)目來體現(xiàn)，學(xué)生在做項(xiàng)目的過程中掌握各知識點(diǎn)，這可以在一定程度上提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也使學(xué)生在校學(xué)習(xí)的內(nèi)容更接近于企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，縮短學(xué)業(yè)與就業(yè)的差距。
在教學(xué)中引入Proteus仿真軟件，利用Proteus仿真軟件和現(xiàn)有的多媒體教學(xué)設(shè)備，便能完成軟件、硬件和系統(tǒng)集成等內(nèi)容的教學(xué)。還配合虛擬工具與進(jìn)行仿真，在實(shí)時仿真的同時觀測電路參數(shù)，整個過程與真實(shí)的硬件調(diào)試相當(dāng)。這使教學(xué)內(nèi)容生動、直觀、思路清晰，使抽象的理論概念和結(jié)構(gòu)直觀化、具體化，學(xué)生易于理解和掌握，能起到事半功倍的效果。
程序上，在C語言教學(xué)基礎(chǔ)上，采用C51作為編程語言。由于c語言結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，功能強(qiáng)大，適用范圍廣，易學(xué)易用。因而在此基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)單片機(jī)C51更簡便、實(shí)用，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中應(yīng)用自如。
3.項(xiàng)目化教學(xué)在課程教學(xué)中的實(shí)踐
3.1項(xiàng)目的選取
項(xiàng)目選取直接關(guān)系到課程教學(xué)效果，有趣味性、應(yīng)用性、知識的獲取和技能的培養(yǎng)循序漸進(jìn)的項(xiàng)目讓學(xué)生完成項(xiàng)目之后有成就感并可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在單片機(jī)課程中，項(xiàng)目的選取應(yīng)遵循：（1）按專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)目標(biāo)選??；（2）結(jié)合學(xué)生實(shí)際知識、能力選??；（3）結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生通過項(xiàng)目的完成獲取新知識、感受到所學(xué)知識的實(shí)用價值。
3.2項(xiàng)目的實(shí)施
教學(xué)過程中，項(xiàng)目的實(shí)施需盡可能模擬真實(shí)的工作情境，教師先通過項(xiàng)目演示，使學(xué)生直觀地明確項(xiàng)目任務(wù)。首先將項(xiàng)目分解成幾個小模塊，指出完成這個項(xiàng)目所需的知識和技能，然后對項(xiàng)目中涉及的新知識點(diǎn)和技巧進(jìn)行詳細(xì)的講解和指導(dǎo)。下面以“數(shù)字式溫度計的設(shè)計與制作”為例，說明教學(xué)的實(shí)施過程：
（1）項(xiàng)目要求：以51單片機(jī)為核心，設(shè)計一個數(shù)字式溫度計，要求采用數(shù)字溫度傳感器DSl8820實(shí)現(xiàn)溫度采集，用LED數(shù)碼管顯示采集到的溫度。
（2）教學(xué)目標(biāo)：掌握數(shù)字溫度傳感器DSl8820的功能、特點(diǎn)以及與單片機(jī)的接口電路，掌握LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示原理，掌握DSl8820的編程控制以及實(shí)時采集溫度的顯示操作。
（3）項(xiàng)目拓展：為此系統(tǒng)增加溫度報警功能，當(dāng)溫度高于某一溫度或低于某一溫度時，利用蜂鳴器進(jìn)行報警。
（4）項(xiàng)目實(shí)施步驟：①硬件設(shè)計，可利用仿真軟件Proteus進(jìn)行硬件電路的設(shè)計，這個過程可以使學(xué)生掌握單片機(jī)系統(tǒng)器件的接口技術(shù)；②軟件設(shè)計，利用Kei lC51的編譯環(huán)境為硬件電路編寫C51程序，軟件的設(shè)計要注重培養(yǎng)學(xué)生模塊化程序設(shè)計的思維，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的邏輯思維能力；⑨軟硬件聯(lián)合調(diào)試，將通過調(diào)試的程序加載到Proteus軟件中的電路，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，直到滿足要求；④實(shí)物呈現(xiàn)，仿真調(diào)試通過以后，利用實(shí)際器件搭接系統(tǒng)真實(shí)硬件電路。學(xué)生在這里更能深刻體會到硬件電路設(shè)計、實(shí)現(xiàn)的過程。實(shí)際硬件電路的調(diào)試，鍛煉了學(xué)生對常用儀器儀表的使用方法和技能。教師要注意引導(dǎo)學(xué)生探索電子電路及器件的測試方法和技巧。
（5）項(xiàng)目驗(yàn)收：學(xué)生在完成項(xiàng)目之后，要完成項(xiàng)目報告，內(nèi)容包括項(xiàng)目硬件電路原理圖、軟件設(shè)計流程圖，對于項(xiàng)目實(shí)施的過程分析，并附帶項(xiàng)目的程序代碼。
（6）項(xiàng)目考核：教師根據(jù)學(xué)生完成項(xiàng)目的難易程度、正確性、創(chuàng)新性以及項(xiàng)目報告等，對學(xué)生的成績給出評定。
4.單片機(jī)項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施效果
單片機(jī)課程實(shí)行項(xiàng)目教學(xué)方法，其教學(xué)效果從學(xué)生角度來看：（1）激發(fā)了學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)興趣：學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的需要去尋找知識，學(xué)生是主動學(xué)習(xí)。通過項(xiàng)目的完成學(xué)到的知識比以前更扎實(shí)，學(xué)習(xí)目的明確，學(xué)習(xí)積極性高；（2）提高了自學(xué)能力：學(xué)生的自學(xué)能力、鉆研能力得到很大提高，在相對較短教學(xué)時間里開闊了視野，鍛煉了實(shí)際工作能力，并適應(yīng)企業(yè)的要求。從教師的角度來看：通過對學(xué)生的指導(dǎo)，轉(zhuǎn)變教育觀念和教學(xué)方式，從單純的知識傳遞者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、組織者和指導(dǎo)者。