发布日期:2024-01-23 01:05:43

单片机应用论文范例6篇

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本文导读目录:

1、单片机应用论文摘要模板范文

2、单片机应用论文十篇

3、单片机应用论文范例6篇

  本文来源:格业范文网

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论文摘要万能模板一: 基于单片机的太阳能热水器控制系统设计与仿真

跟着社会科技迅速的发展,人们的生活水平的快速提升。在热水器这方面从以前的锅炉成为现在的太阳能热水器仅仅只是用了几十年的时间。

本设计主要采用单片机系统针对太阳能热水器的控制系统展开研究工作。其功能主要是设计和实现太阳能与热能混合为热源提供的热水器控制,可在节能具有做出贡献。

本文设计的系统采用AT89C52单片机为控制中心,在温度控制与检测模块是采用DS18B20。DS18B20具有价格低廉,它的精度有0.5度,十分满足对此控制系统的要求。在水位检测与控制方面是用自制的三条导线,是利用水的导电性良好来决定的。能对水位有三档的检测,最低位、有水位、水满位,实现对水箱的水位检测。

论文摘要万能模板二: 基于单片机的智能环境监测系统

智能家居的概念在很早之前就已经被提出来了,但是一直以来也没有具体的设计实例出现。在现在这个时代,伴随着科技的不断发展和进步,越来越多的高科技产品开始出现在市面上,它们不仅体现了人类在科技上的创新,也为我们的日常生产和生活提供了很大的便利,在众多的智能产品中,智能家居作为一个新生代的产品开始在市场上崭露头角,智能家居环境监测这类的产品开始越来越多的吸引着人们的视线。在智能家居产品出现的同时,也伴随着物联网技术在其中的应用,主要是将家中的各种设备通过物联网技术(如火灾检测系统、门窗控制系统、安全防护系统、报警控制系统等)连接到一起,是一种可以用来对室内外遥控、防盗报警、照明、家电、智能温湿度调节以及对居住环境条件检测等多种多样的设备作用进行控制的手段。与普通家居进行比较,智能家居不单单具备普通家居的全套性能,而且在普通家居的基础上又做出了一些改进。它增加了全方位的信息交互功能,主要体现在保障家庭与外部的交流有一个通畅的信息交流渠道,对人们的生活方式进行优化。改善人们的生活方式,提高人们的生活质量,能够更加有效快捷的安排人们的时间,对家居生活的安全性有了很显著的提高,甚至可以在很大程度上节省各种能源上耗费的资金,为我们更加优质便捷的生活提供了保障。

论文摘要万能模板三: 基于51单片机的老人防跌倒GPS定位报警器

本产品设计了一种基于51单片机,利用ADXL345加速度传感器的跌倒实时检测系统,来实现来人摔倒后的报警。用以完成老人跌倒后可以被及时发现并救助;它运用基于SVM阈值法的三次判别算法;精准判断老人是否摔倒。设计还使用了GPS卫星定位模块;对老人摔倒后进行准确定位。大量实践数据表明,设计产品对大多数情况都能正确判断,误报率较低,可有效的区分日常生活行为和跌倒行为,对老人摔倒检查正确率达到90%,稳定性,识别率很高。

论文摘要万能模板四: 基于单片机的火灾报警系统

火灾自发报警系统在如今的智能建筑中有着非常非常重要的人命保护效果。目前传感器技术、无线通信技术、集成电路以及微电子技术向前发展越来越快,火灾自发报警系统拥抱着很好的发展机会、千载难逢的机会。本论文目的是弱化火灾自发报警系统的错误通报率和遗漏通报率,强化系统的智能化技能。第一地方介绍了火灾的优点、火灾探测原理和建筑火灾模型的架起方法。就有线网络有缺陷地方,安置了无线通信节点,组成了无线通信网络,起初就火警系统的需要,设计了火灾报警可控装置和火灾自动检测节点,这个节点是由两层架构做的。设计了一种架起在嵌入式系统的火灾报警控制系统之上,做成了火灾智能判断算法和查验节点的全方位的管控治理。以单片机为内核芯片,设计了复合检测节点电路,采取收集烟气量、温度和CO量数值信息,分析了智能建筑中的火灾特征数值信息值,和用了模糊神经网络对火灾着手初控制,检出查验乱序、非线的物理实体架构,着手初了处置,取得了非常好的结果。可全方位用行业人才经验的模糊控制、推理技能和神经网络学习技能、自适应技能等好的方面。就专家早就获得的知识和火灾实验查测出的数值信息,为训练以及测试样本集,完美网络模块,网络模型化有非常好的泛化技能。启动了附加动量项和自适应学习速率,极大提高了网络的收敛速度;第三,借助了以NRF905的通用无线通信节点为根本,通过无线网络,和利用现代建筑火灾报警系统,完成了火灾报警系统里面的无线信息互换。可控装置和检测节点的传送,完成了火灾报警系统的集成,改好了有线通信网络的不足,本论文弄好了火灾报警系统的全方位设计和一些关键技术的研发。最好的结果阐述了,模糊神经网络会强化火灾探测精度,弱化火警系统的错误通报率,强化了系统的智能化档次,填好了国内智能火灾探测算法里面的空白。无线网络的利用强化了系统的设计和集成的灵活技能,无线网络所以有广阔无垠的发展地方,有了极好的研发内涵。最后说了一下智能建筑火灾报警系统的前景方向,给出了几个需要进一步研发和探讨的东西。

论文摘要万能模板五:基于单片机的风扇温控仪设计

电风扇在我们日常生活和工作中是必不可少的工具,尤其是夏天更能给人带来凉爽。但是随着当今能源匮乏,环保节能意识加强,传统电风扇已不足以满足现在的需求。

基于单片机的智能控制,本文设计了一款新型智能风扇温控系统,可以自动控制风速。通过感知和检测周边现场的环境温度,风扇会适当的调节自身的转速和频率,根据环境温度也会做出启动,停止等动作,不需要人为操控,具备很强的便捷性。在本研究当中,主要的研究对象为智能电风扇的控制系统。在系统控制的核心方面,笔者在研究当中主要选择了STC89C52单片机;而在收集房间温度时具体的收集方法是发挥温度传感器DS18B20的作用。在本次设计中,以往很多风扇的缺点都得到有效解决,一方面在日常生活中运用智能温控技术,另一方面可以达到自动调控节省了自然资源。

以上就是单片机应用论文的摘要模板,如果有其他论文写作的问题以及写作素材的需求,欢迎随时在格业范文网查阅。  单片机应用论文篇1

摘要:本文设计一种智能电子解说系统,具有智能化、个性化、高音质、实用性强等特点。让游客按照设定的经典路线,选择景点或展位的讲解使每个观众不但得到每个展位、景点的完整信息,而且感受到高清晰、低噪声的音响效果,电子旅游解说系统的出现,使看起来简单的解说系统融入了科技的因素。

本文正是基于凌阳公司的SPCE061A单片机并采用A2000语音压缩算法对语音信号进行了压缩存储以及播放。由游客控制选择按键来播放语音,这样大大降低了外面的干扰,使每个观众不但得到每个展位、景点的完整信息,而且感受到高清晰、低噪声的音响效果。

关键词:旅游;电子解说;电子导游;凌阳单片机

随着改革开放和经济的发展,旅游业也获得了长足的发展,节假日外出旅游已成为人们的首选。对大多数零散游客来说,希望有一种不受制于人的辅助导游手段,迫切需要一种携带方便、操作简便的电子语音导游器。

本文设计一种智能电子解说系统,选用了凌阳公司的SPCE061A单片机并采用A2000语音压缩算法对语音信号进行了压缩存储,经过这样处理合成后的语音音质良好,放音时间持久,而且机体积很小。

2凌阳单片机简介

SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机。该芯片拥有8路10位精度的ADC,其中一路为音频转换通道,并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。

凌阳音频压缩算法处理的语音信号范围是200Hz-3.4KHz的电话语音。根据不同的压缩比分为以下几种:SACM_A2000、SACM_S480、SACM_S240。SACM-A2000音频压缩算法的压缩比较小,编码速率可选择16kbit/s、20kbit/s、24kbit/s三种之一,具有高质量、高码率的特点,适于高保真语音或音乐。

3硬件系统设计

本系统的硬件部分主要实现路线的显示和景点语音的播放。根据景区景点设计一条经典路线,将沿途主要景点用高亮三色LED显示。红色表示还没有听过解说的最近的景点,黄色表示正在听取解说词的景点,绿色表示最后播放过解说词的景点。语音播放按键分为景点相应放音、暂停、继续放音、结束等。音频信号存储在凌阳语音储存芯片中。语音信号放大由凌阳公司开发的专门用于语音信号放大的芯片SPY0030A完成。整个系统的控制由凌阳单片机SPCE061A实现。具体硬件系统框图如图1所示。

4软件系统设计

本设计选用了SACM-A2000语音压缩算法对语音信号进行了压缩存储。再利用中断进行键盘扫描程序循环扫描按键,获取按键信息后和内置的操作码比较,用来确定播放相应的语音和显示相应的LED灯。景点的解说词事先利用凌阳内置提供的工具进行压缩和存储。

系统的主程序流程图如图2所示,假设主要讲解景点共4处,分别由KEY1~KEY4控制播放,KEY5是暂停播放、KEY6是继续播放、KEY7停止播放。开机时对系统初始化,包含对显示景点的初始化、对语音播放模块初始化、对键盘初始化等。在键盘初始化中设置时基频率为128Hz的中断,并打开中断。这是为在中断中扫描键盘,利用延时法去抖动,延时时间是响应多少次128Hz中断过程。在KEY1~KEY4键控制下播放景点解说词实际是提取相应景点的语音信息的起始存储地址,然后执行相应的语音播放程序。由于语音播放中断服务子程序必须放在TMA-FIQ中断源上,进入中断服务程序必须先保护寄存器,接着判断是不是TMA-FIQ中断。若是,还要判断是哪一段语音要播放,也就是要获取播放语音的起始地址。在TMA-FIQ中断调用F_FIQ_Service_SACM_A2000函数译码播放。

录制的语音文件在播放前需转换为SACM_A2000格式的压缩文件。语音压缩可以使用凌阳语音压缩工具(CompressTool)完成。该压缩工具支持.wav格式的语音压缩,但要求压缩语音资源属性为8kHz,16位,单声道。

经过测试,电子语音导游器的性能达到了设计目标,具体如下:各景点语音解说资料、开机欢迎语音信息播放正常,声音清晰;各按键功能正常,各LED管显示正常。凌阳公司的SPCE061A的结构特点及其相关的开发平台,为我们开发带语音特色的产品方案带来了很大的方便,本系统仅是SPCE061A的一个基本应用,体现了SPCE061A多种资源对产品开发的极大支持,同时体现了其的语音特色。

参考文献

单片机应用论文篇2

1.1手机语音

目前,手机的语音功能越来越强大,其中语音功能中有一项非常重要的功能——语音识别,这种语音功能和单片机具有密切的联系。语音信息条目输入后,单片机系统就可以进行识别,并且进行相关的操作。单片机主要设置于音频入口处,主要功能是为了收集各种音频信息,然后一一分析、辨别,最后分别向各个部件下发指令,完成相关的操作。

1.2电话录音

电话不仅具有通话功能,同时还具备通话录音功能,单片机用于录音电话中不仅可以收集各种请求信号,也可以发出相应的控制信号。

1.3应用于仪器仪表领域

单片机具有体积小、高集成度、可靠性高等优点,将其应用于仪器仪表行业,可大大提高仪器仪表的智能化、数字化程度,也可以有效提高仪器仪表的控制功能、处理功能、测试功能。比如,目前将单片机技术应用于航天航空仪器仪表中,在很大程度上提高了仪器的集成性、可靠性以及准确性,事故发生率也大大降低,整个航天航空电子系统的智能化、自动化水平显著提高,信息传递效率和速度也有效提高。

1.4应用于家用电器领域

随着单片机技术的不断发展和普及应用,单片机技术不仅仅局限于一些高端的科研器械领域中,同时在人们的日常生活中也得到广泛应用。单片机的应用可以使整体家用电气得到智能化、一体化控制,也可提高电器的使用性能,有效识别相关的信息。比如,微波炉、洗衣机、电视机等一些常用的家用电器的显示系统、控制系统中会应用到单片机。将其应用于电视机上,可以使用户有效控制大型智能游戏,而且也可以选择更加方便的频道方式。将其应用于微波炉上,可以使食物的加热时间以及加热温度得以控制。将其应用于洗衣机中,可以按照衣服的脏度以及衣料的材质自动选择洗涤的强度、时间以及洗涤剂使用量。

1.5应用于医疗器械领域

现阶段我国医疗条件下,在检测手段、消毒条件、住院条件、检测手段等各方面都具有或多或少的问题,对患者就诊会有一定的影响。在医疗器械领域中应用单片机技术,可以在同一时间对多种疾病进行有效分析,不仅可以大大提高检测设备的检测准确性,也可在很大程度上提高诊断下药的科学性、可靠性,减少临床漏诊、误诊率。同时,在医疗器械中应用单片机技术,有利于提高医疗设备结构的智能化、合理化、自动化。目前,像分析仪器、超声波检测仪器、呼叫系统等医疗器械中都会应用到单片机。

1.6应用于工业控制领域

近年来随着工业的不断发展,工业生产的自动化程度不断提高,尤其是在电力高压行业、核工业、粉尘工业等一些特殊环境下,对于人体的危害较大,因此基本上都已经实现自动化操作。在这些高危作业的自动化操作中目前已经广泛应用到单片机技术。在工业化控制管理过程中应用单片机技术,通过数据采集以及过程控制手段实现了工业控制管理工作的有效性以及科学性。目前,在报警系统、自动喷漆系统、流水线作业系统等方面都广泛应用到单片机技术。

2.关于单片机的开发技术

出现新的CPU后,以往的8位机慢慢增加到了16位机、32位机、64位机甚至更高的级别。现阶段,基本上单片机都应用了EET技术,增加该项技术后可以有效避免外界的干扰,确保系统的时钟信号不受影响,整个系统的可靠性得以提升。在单片机中应用布线和驱动技术,可以减少噪声,减轻噪声对于电路信号的干扰,提高电路信号的传输质量。其次,在单片机中还应用了OPT技术、裸片技术、表面贴技术等,OPT技术相对于掩膜技术而言,具有生产周期短、风险小等特点;而裸片技术以及表面贴技术可避免OPT芯片出现接触不良现象。开发单片机技术的过程中,应该综合考虑成本、性能、适用环境等多方面因素,尽可能开发出和企业相适应的自动化系统。在选择编程语言时,由于C语言程序具有良好的可继承性,而且也便于进行模块化设计以及管理工作,因此一般都会选择C语言。在选择型号时,有AVR、8501、MS430、PIC等多种选择,因为不同的型号并不会存在较大的差异,因此在选择其中的一种型号后能举一反三。另外,在设计、开发单片机的过程中,还需要考虑接口设计、系统干扰、驱动电路设计、软件设计、平台建设、接口设计、抗干扰设计等诸多方面。

3.总结

单片机应用论文篇3

【关键词】单片机;项目式;课程改革

单片机应用技术是高职院校电子信息类、自动控制类等专业的核心课程,这门课程学习的好坏直接影响了学生对专业研究的进一步深入的能力及电子信息类人才培养的基本要求。据调研高职院校单片机技术应用课程教学方式,部分院校按照知识体系讲授,讲授内容顺序为单片机技术概论、单片机体系结构、汇编语言程序设计等[1]。按照知识体系讲解,教师和学生普遍感觉内容枯燥无味,学生对知识点难以理解,更不用说具备利用单片机设计应用系统的能力。部分院校目前利用项目驱动式教学,经过实践教学测试,教学效果良好。

一、教学模式的改革

教学模式由知识体系讲授转变为项目驱动方式。这两种方式各有优缺点,知识体系讲授对于高职阶段的同学说来说,能够系统的了解单片机的内部体系结构,对指令执行的内部过程更加清晰,知识点介绍完后再通过一个大的课程实训项目完成课程的实践教学。项目驱动式教学方法是通过多个项目的学习完成单片机课程的教学,即介绍某个项目时,先介绍理论知识,紧跟着完成实践教学,即设计项目硬件电路、软件程序,然后调试系统等环节。每个项目能完成具体的某种功能,学生学习兴趣会增加,对课程的理解更加深入。两种讲授方式存在的弊端有:知识讲授体系缺乏兴趣性、理论较难理解、缺乏实践能力的锻炼;项目驱动式对单片机的内部原理分析不够深入,但提高了单片机应用项目的实际开发能力。

实际教学过程中可采用模拟仿真及实物焊接两个环节。硬件仿真电路使用Proteus硬件仿真软件,该软件内部集成了多种常用的单片机芯片、电阻、电容、晶体管、LED、LCD液晶屏等,电路搭建方便,仿真效果良好,目前广泛的应用在单片机课程的教学中。软件采用KEIL软件,该软件使用方便,通过建立工程文件到生产HEX文件整个流程清晰易懂,代码编译质量高。Proteus和KEIL两个集成开发环境具有联调功能,提高了学习效率,使得系统开发流程更加直观,容易被学生接受。

二、教学内容的选择

教学内容的选择需符合人才培养方案的定位。学生通过本门课程的学习,能够掌握单片机实际项目的开发流程;能够独立设计常用的单片机控制系统;具备检修单片机应用系统故障的能力;能够熟练使用仿真软件进行系统仿真测试;提高学生手工焊接技能等要求。

通过多个项目的设计,使得单片机技术中的知识点全部介绍,能够达到上述要求。教学项目需从简到难,然后综合设计多个项目,最终达到理论和实践教学效果。教学内容详细介绍如下:(1)单片机最小系统的介绍。可选用项目点亮一个发光二极管。分析单片机与PC机的区别,介绍单片机的基本知识等,理论分析后,在Proteus中搭建硬件电路,在KEIL中设计软件程序,然后调试程序,观察系统是否正常工作,需重点介绍集成开发环境Proteus、KEIL软件的使用。(2)单片机IO端口的学习。如可选用流水灯系统展开介绍,详细分析单片机内部IO端口的特点,分析其应用场合,通过软硬件设计提高学生实践能力。(3)单片机定时/计数器的学习。可选用秒表设计项目展开教学,通过对秒表延时时间的准确设计,采用定时器查询方式完成延时,能够较好的掌握定时/计数器的工作原理及实际应用程序设计。(4)单片机中断系统的学习。在秒表设计中延时程序可用中断方式完成,通过与查询方式的比较,能够让学生更容易理解单片机定时与中断之间的关系。(5)单片机键盘电路的学习。需掌握独立按键和矩阵键盘两种方式的应用,可采用万年历系统的设计,在此项目中介绍数码管动态驱动方式及常用的LCD1602、12864等液晶屏的使用,此项目进一步综合运用了定时、中断资源,提升了学生综合运用单片机内部资源的能力。(6)最后通过多个综合项目的设计,达到教学目的。如单片机温度控制系统设计、单片机测距系统设计、单片机密码锁系统设计、单片机语言报警系统设计等。[2-3]

在项目设计过程中,为了达到更好的教学效果,可以网购单片机学习套件,学生动手从单片机最小系统焊起,然后焊接接口电路及串口下载电路等。通过实物的焊接能够加深学生对单片机应用系统的理解,且每个项目HEX文件能够在此套件上验证,包含了仿真与实物测试。也可以让学生在万能板上焊接每个项目电路,进而提高焊接能力及实物查错能力等。

三、考核方式的改革

单片机课程的考核采用平时成绩和期末成绩按比例相加得到课程成绩。平时成绩应占主要部分。平时成绩的重要性提高,学生的积极性会增加,能让学生认真的完成项目的设计。

高职院校的学生主要是培养实践能力的提升,在理论够用的基础上,强化其动手能力的锻炼。如何对每个项目进行考核呢?可考核硬件电路设计的正确性、软件程序设计的合理性、功能的完整性等。为了进一步提高学生的实际动手能力,可让学生在万能板上焊接单片机应用系统,考核学生的手工焊接能力、实际电路板查错能力、团队配合能力等。考核内容可包含有其他内容,如学习态度、出勤情况等方面。

四、项目举例

以电子钟设计为例。项目目的是掌握单片机定时器、中断系统、键盘电路、液晶屏的综合应用。硬件电路设计方面,需搭建单片机最小系统、时钟控制按键、显示电路,通过硬件电路的模拟仿真及实际电路板的焊接,进一步强化了最小系统及扩展电路的设计要点,掌握了液晶LCD1602的内部电路结构原理及引脚的接线方法[4]。

软件设计方面,软件流程图如图1所示。主函数需先初始化液晶屏1602、定时器、中断系统。初始化结束后进入无限循环,无限循环包括有时、分、秒的显示程序、按键扫描程序。当定时1S到后进入中断服务程序,秒加1,当秒到60时,分加1,当分加到60时,时加1,当时为24自动返回到0。按键扫描程序需设计时钟启动、暂停、复位按键检测程序,使得时钟为可控时钟,该程序需在循环程序中不停的被执行,即为按键扫描达到控制效果,为了达到更好的控制效果,可采用按键中断方式去完成软硬件的设计。

五、总结

单片机技术是一门实践性很强的课程,教学内容、教学方式、考核方式等需在实践教学中不断改进。论文简要的介绍了项目驱动式教学法在单片机技术课程教学中的应用,通过实际教学效果的考核,达到了预期的教学目的,教学效果良好。

参考文献

[1]汪万维.单片机课程教学改革探讨[J].武汉大学学报(理学版),2012(10):95-97.

[2]张涛,韩春贤,等.单片机课程教学改革之我见[J].天津职业院校联合学报,2012(8):101-102.

[3]王静霞.单片机应用技术(C语言版)[M].北京:电子工业出版社,2009.

[4]杨利亚,潘海燕,等.《单片机原理与应用》教学改革与探索[J].电子世界,2012(11):167-168.

本文系2011年安徽商贸职业技术学院院级质量工程项目“特色专业--应用电子技术专业”阶段性研究成果。

作者简介:

单片机应用论文篇4

关键词:应用型;单片机;理论教学;新思路

中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 14-0166-01

单片机理论部分知识点零碎、内容抽象难懂、章节与章节之间没有因果联系。如果仅仅采用以“板书”为主的传统教学模式,按照教材的编写顺序:先讲单片机的结构与工作原理,然后是指令系统等,最后才是单片机应用系统开发技术。除了板书教学之外,目前也有很多老师在课堂中引入了多媒体、实物演示等,尽管这些方法在节省时间和课堂信息量方面比板书教学在一定程度上有了较大改进,但是仍然是以抽象的理论为主,实物演示特别少,实物演示也只是在学生面前一晃而过,具体如何做学生仍然觉得遥望不可及。通过实际调研发现,本课程的理论教学主要存在以下两点不足:第一,选材不当。选用的教材都是以汇编语言讲解为主,而实际应用时大多数采用C语言编程实现;第二,理论教学与实际应用相脱节。授课模式单调、内容抽象难懂。为了弥补以上不足,培养出大量社会所需要的应用型人才,我们从选用教材和课堂教学模式两个环节进行了改革与实践。

一、应用驱动型地选用教材

高校教材不仅是教学内容和教学方法的知识载体,也是高校实行教与学的基本工具,同时还是培养创新人才的重要保证。因此,如何科学地、合理地选用高校教材直接关系着其教学效果的好坏。众所周知,单片机原理与应用是一门专业技术性很强的课程,对于应用型高校来说,其教材的选用也应当以“应用”为前提条件。

学习单片机这门课关键是学会如何使用单片机,而单片机的使用主要包括硬件电路和软件编程两方面。牵涉单片机的软件编程常采用的语言有两种:即汇编语言和C语言。目前,不论是研究型高校还是应用型高校,选用的单片机原理与应用教材几乎都是采用汇编语言讲解和设计程序实例的。而汇编语言是一种采用助记符表示的面向机器的低级语言,尽管采用该语言编写的程序概念清晰、对硬件资源操作很方便、编写的程序代码短,但是,汇编语言难理解,使用起来比较繁琐费时,可读性和可移植性都很差,而且汇编语言程序在编写时应用系统设计周期长,调试和排错也比较难。高级语言与自然语言更接近,而与硬件功能相分离,便于广大用户掌握和使用;C语言不仅具有高级语言使用方便的特点,也具有汇编语言直接对硬件进行操作的特点,且对系统的功能描述与实现简单,程序的阅读、修改和移植都比较方便,特别适合于编写复杂一些的程序。

针对应用型高校培养应用型人才的目标,综合以上汇编语言和C语言的优势和不足,选用兼顾汇编语言和C语言两种语言讲解的教材比较好,比如《单片机原理与应用及C51程序设计》。这样,在课堂上讲解单片机原理的同时介绍单片机C语言程序设计,通过用汇编语言和C语言编程对比,使学生能够快速掌握并使用C语言,同时理解汇编语言是如何操作硬件的。

二、应用驱动型的理论教学模式

如何彻底地面向应用型展开理论部分的教学,本文提出了主要从以下两方面入手:一方面拓展教学内容,打破教材的章节顺序;另一方面根据授课内容需要,采用合适的教学手段。具体做法如下:

(一)拓展教学内容,打破教材的章节顺序

众所周知,作为一名教师要想上好每一堂课,仅仅参考选用的教材是远远不够的,教材也只是用来参考,教材上的内容也不一定全讲,教材以外的知识也不一定不讲。而且教材编排的章节顺序也不一定全部适合授课。尤其是单片机这门课,在理论部分的授课过程中要想突出其实用性很强的特点,就必须拓展教学内容,打破教材的章节顺序。如介绍P0、P1、P2、P3四个并行口时,可以通过Proteus硬件仿真和keil软件编程实现并行口控制发光二极管;然后,讲单片机常用接口,如单片机与键盘、LED显示器、继电器等的接口;最后,要讲几个完整的单片机系统开发的实例,如电子时钟、数字显示温度计等的开发。这样,每讲一个实例,学生都会边学边做,在做的过程中还会提一些问题,有的还会来个小创新,为今后独立动手开发系统迈开了重要一步。

(二)采用合适的教学手段

为了突出单片机原理与应用实用性强的特点,采用多媒体技术、proteus硬件仿真和keil软件编程以及实物演示等多种手段相结合。根据授课内容的需要,能结合图片、动画展示讲解的内容不用纯文字叙述,比如单片机的品种与应用、堆栈操作过程以及中断系统等;能用proteus硬件仿真和keil软件编程演示的内容尽量避免用图片和文字叙述讲解,比如并行输入/输出接口的应用与编程、串行口的应用与编程、LED数码管动态显示方式等;能用实物简单演示的,可以先通过proteus和keil仿真,然后再实物演示,比如并行输入/输出接口的应用(跑马灯)、外部中断、键盘功能等。采用多种教学手段不仅可以把抽象的知识准确、生动地阐述清楚,还能使学生由被动的听变为主动的做,让学生从感性认识上升到理性认识,同时,还锻炼了学生的动手实践能力,激发学生有更高的学习兴趣。

三、结束语

在面向应用型选用教材和面向应用型理论教学模式两个环节紧密结合的基础上,“应用”贯穿于理论教学的全过程,不但让学生由“被动”的听变为“主动”的做,还让学生彻底掌握了单片机应用系统开发的全过程,同时锻炼了学生查资料解决问题的能力,为今后毕业设计和工作奠定了坚实的基础。

参考文献:

[1]楼然苗,王世来.单片机实践教学改革与应用型人才培养[J].中国大学教学,2009,3:80-81.

[2]乔吉新.浅谈单片机的教学方法与教学手段[J].中国校外教育,2011,4:79-80.

单片机应用论文篇5

(重庆三峡学院 重庆 404000)

摘要:针对单片机实训体系存在的理论与实践脱节、缺乏工程应用能力培养等问题,本文介绍了相关的改革情况。采用项目化模式组织理论教学和工程开发模式组织实践教学,将理论教学与实践教学紧密结合起来;改革单片机课程设计模式,增加课题宣讲、系统验收答辩等环节,促进学生动手能力及自主学习能力的培养;组建单片机兴趣小组及与大学生创新性实验的结合,促进课内外单片机学习的良性互动。实践证明,单片机实训体系的多层次多模块改革,提高了学生的应用能力及综合素质,改革经验具有一定的推广价值。

关键词 :单片机实训课程;教学改革;应用型人才

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2015)02-0060-04

作者简介:谢辉(1969—),女,硕士,重庆三峡学院教授,研究方向为工业测控系统的教学和研究。

基金项目:重庆市教委教改项目“单片机课程‘项目导向型’教学模式的研究与实践”(项目编号:113013);重庆三峡学院教改项目“应用本科单片机课程实训体系的教学改革”(项目编号:JG120668)

一、现代工程对应用型人才的要求及现行教学模式的不足

现代工程对应用型人才的工程素质与实践能力的要求不断提高。工程素质是一个技术人员创新意识、团队意识及知识技能等的内化表现,实践能力则体现为一个技术人员分析问题、解决问题的外在执行力,二者相辅相成,是应用型人才培养的重要指标。高等院校工程教育是培养造就合格工程师的主渠道,需要每门专业课程理论与实践的有机联动,特别是实训课程的系统化培养。

单片机是现代测控的核心。“单片机原理及应用”是电子、机电等专业的一门重要的专业基础课,同时也是一门软硬件技术结合紧密、理论性与实践性强的课程。特别是单片机实训课程,是对学生进行专业的技能训练,巩固和加强所学理论知识,培养学生动手能力和工程素质的重要环节,与单片机理论课程具有同样重要的地位。

“单片机原理及应用”课程在我院开设多年,虽实践教学经验较丰富,但单片机实训课程体系还存在着很多问题,主要体现在以下几个方面:

第一,单片机实训课程与理论教学结合不够紧密。目前的单片机课程教学仍主要注重理论知识的传授,课堂教学以单元章节划分知识体系,课内实训以验证性实验为主,学生无法将理论知识与实训有机地结合起来。到了课程设计阶段,学生很难对实训课题有一个整体性的认识,不知道软硬件如何分工,如何开展模块化程序的编写。许多时候课程设计变成了教师做课题,学生只能做简单的电路焊接、程序录入等工作,没有达到培养学生应用能力的效果。

第二,实训课题与生产实际结合不够紧密。课程设计是学习单片机系统设计与开发的综合过程的重要环节,实训项目应该与生产实际紧密联系。但目前绝大多数的实训项目都主要停留在理论分析、绘制原理图、编写程序及电路板焊接等方面,对单片机系统在生产实际中可能遇到的重要问题如故障排查、系统优化、抗干扰、性价比等很少涉及。

第三,对学生实践能力与创新精神的培养不足。工科的学生最重要的专业素质就是实践能力与创新精神。单片机课程实训涉及电子、传感、程序设计及系统集成等多方面的知识,是培养学生专业素质优质的载体。但由于现行课程体系的条块分割,课程实训没有与课外实践及相关课程知识进行有机衔接。为保证课程设计在规定的学时内完成,实训项目往往省略了文献资料查阅、设计方案论证、任务分解及答辩等诸多步骤,直接给出一个可以完成的任务。这样,学生的实践能力很难有实质性的提高。

总体来说,现行单片机实训课程任务较单一、考核不够全面,对学生应用能力的培养还停留在较低的层面上。为促进学生实践动手能力的培养及工程素质的提高,单片机实训课程改革十分必要。

二、单片机实训课程体系的改革

单片机课程实训体系的改革,最重要的是通过理论课程学习及实践项目训练,使学生能站在工程应用的角度,更深入地理解单片机的理论知识,掌握单片机系统的开发流程,提高分析问题解决问题的能力,最根本的目的是培养良好的职业应用能力。为此,实训课程的改革主要做了如下几个方面的工作。

(一)项目化教学模式的构建

打破传统的理论教学与实践教学相分离的教学模式,将单片机课程规划为基础知识、单元技能及综合能力三个层次,采用项目化教学模式组织理论与实践教学。

根据电子信息应用本科的人才培养定位将课程内容进行优化重组,精心编选了6个非常贴近实际的工程项目,编写出版了相应的单片机项目化教材。每个项目就是一个相对独立的单片机应用系统,包含单片机的一个或若干个知识模块,从实现实用性、能力化的教学目标;每个模块又由一个或多个任务组成,将单片机应用技术的知识点、能力点加以整合和重组,贯穿在以职业能力培养为核心的工程项目中。

课程教学按照工程项目开发的模式,即“项目提出模块分解任务完成项目总结”的流程进行。如“单片机最小系统”项目是让学生理解单片机内部结构和最小系统的的简单应用,又将其划分为“51单片机初步认识”、“最小系统构成”、“流水灯控制器“、“简单程序设计”等几个主要任务,每一个任务就是一个或几个项目知能体系指标的具体体现。通过实物演示、多媒体授课及实验室任务程序的调试运行,将单片机理论教学与实验教学紧密结合。在每个任务的完成过程中,还有意识地通过实验思考题的形式引导学生进一步探索。如“彩灯控制器”,除常见的流水、追逐、跳跃等基本控制效果外,还引导学生思考多重跳跃、旋转及不规则闪亮效果,进一步思考更多LED组成点阵的控制方法,更深一层地思考I/O口不够用时的接口扩展问题及延时时间的控制问题;鼓励学生通过钻研教材及课余查阅资料提出想法,并将想法变成可行的系统设计框图;对一些技术难点留到课程设计阶段进行论证与解决。

(二)工程实践型课程设计的开展

课程设计是工科专业培养应用型人才的重要手段,也是单片机实训体系改革的重要环节,其主旨就是加强实训课题与工程实践的紧密联系,真正培养学生具备单片机系统设计开发的基础能力。课程设计改革主要做了课题论证宣讲、过程指导改革、规范设计报告及答辩验收等几个方面的工作。

1.实训课题论证与方案宣讲

课题论证是工程项目开发的一个重要环节,方案的优劣直接关系到后续开发难度、售后维护及产品性价比。在前期项目化教学的同时就有意识地引导学生开展横向与纵向的知识扩展,为课程设计做准备。如“数字电压表设计”横向的知识扩展包括不同种类A/D转换器的选择、显示器及键盘设计方案的比较,纵向的知识扩展包扩电压表量程的切换、电压表到万用表的转换,其他非电量,如温度、流量、湿度、压力的检测,从单机仪表到组网仪表的扩展等。在学生具备一定理论知识水平与实践能力的基础上,教师提出课程设计的要求,并给出相应的实训指导书,鼓励学生开始项目化小组筹备,寻找感兴趣的课题。教师指导学生到专业网站查阅资料、下载模块。必要的时候,还可以思考题的形式让学生写一份相应的文献综述。

课程设计阶段的第一个任务就是实训课题方案论证,要求以小组为单位充分讨论,进行一次公开的课题论证宣讲。宣讲内容主要包括设计方案选择、设计框图、系统原理说明、拟达到的技术指标及及拟解决的关键问题等。教师会在此过程中检查学生的前期准备工作,包括相应芯片数据手册、设计参考范例等,指出设计方案的优点及不足,对可能遇到的设计问题给出参考意见,要求针对方案宣讲中发现的问题再修改整理。如常做的“温度控制系统设计”,要求每个课题组明确控制背景、控制精度,进而选择合适的温度传感器与A/D转换器,鼓励学生选择性价比高的芯片,如内置A/D转换器的单片机,串行总线传输的小尺寸贴片封装的芯片,或一体化的数字温度传感器等,提示学生注意温度是大惯性控制量,需要一定的算法处理以提高控制精度。通过课题论证宣讲过程的训练,可让学生切实感受到工程项目开发的严肃性及系统性,意识到前期准备及系统规划的重要性,从而更全面深入地思考与解决问题。

2.项目化小组的开发过程训练

课程设计以贴近实际的项目化小组的方式开展。根据课题工作量的大小及各自的兴趣爱好,3~4人组成一个项目小组进行系统设计,包括硬件原理图设计、控制程序编写及调试、系统仿真验证及实物制作等。项目小组的形式既能发挥不同学生的能力优势,又有利于锻炼学生的团结协作及产品竞争意识。课程设计强调系统的整合及实践能力的培养,如管理程序编写、系统调试、故障排查、性能优化等,使其更贴近工程实践的开发过程。整个课程设计过程给予学生充分的自主学习与实践探索的机会,从而最大限度地调动学生的学习积极性,教师主要起到启发、把关和解决一些棘手问题的作用。对学生解决不了的难题,教师提出自己的观点和看法,必要时指导学生进行软硬件调试,观察实验现象,从而引导学生向正确的方向发展。如所做的“16×64点阵控制屏”,最先驱动方式是采用串行移位寄存器控制。当做16×16点阵实验时,一切正常,但扩展到16×64点阵,进行字幕左右移动时,会出现重影,通过教师指导及实验验证,确定是串行驱动方式带来的问题,改为并行驱动方式后,很好地解决了该问题。

3.规范设计报告及验收答辩

课程设计后期主要完成设计报告写作及实物验收和答辩。通过这些手段促进学生更全面深入地掌握项目开发各方面的技能。

(1)设计报告写作。进行设计报告写作培训,指导学生从课题任务、设计方案论证、设计内容、硬件及软件工作原理、系统调试、仿真及实物展示等几个方面进行阐述,并要求做实训总结,最后的附录按照规范格式附上完整的硬件原理图、元器件清单表、程序清单及实物照片,成为一份有价值的技术文档。通过培训,学生课程设计报告整体质量较好,报告言之有物、条理清晰、结构合理、描述完整,杜绝了原来抄袭芯片手册,缺乏实质内容的假大空形式。

(2)验收和答辩。原来的课程设计没有验收答辩这个环节,不利于学生总结反思项目经验。程设计引入验收答辩机制,检查学生是否认真完成课程设计及对专业知识的掌握和运用能力,也是确保考核评价真实公平的重要依据。验收主要从系统设计、功能演示、硬件质量及软件功能等几个方面进行考核,并进行作品之间难度的对比与竞争。答辩以小组为单位进行,要求以PPT形式展示课题所做主要工作,每个组员都要回答指导教师的1至2个问题。验收答辩促进学生对系统设计相关原理进行更深入地理解并总结反思项目经验,从而从考核层面督促学生更好地学习。课程设计的改革实现了从以前重结论重报告到重过程重能力的转变。

(三)实训过程的考核改革

考核方式改革是实训体系改革的重要方面。以往的实训课程考核形式相对单一,主要以实训产品及设计报告为考核对象,没有细致地考核实训过程及团队成员知识水平的真实情况。改革的重要理念是重视创新思维与实践能力的培养,采用形成性考核与终结性考核相结合,以能力考核为主的方式进行实训成绩的评定。考核内容主要由“综合能力考核”(30%)、“实训过程考核”(40%)及“总结与答辩”(30%)三部分组成。“综合能力考核”主要包括文献查阅、设计方案论证及课程设计报告等部分,重点考核学生对单片机理论知识及应用能力。“实训过程考核”主要考察学生实训过程的软硬件设计、编程及仿真、实验仪器设备的使用熟练程度、系统的查错与纠正等多方面的实践能力。“总结与答辩”也是实训考核的重要环节。通过课题总结,让学生明白系统设计性价比的重要性,实验室方案与工程实用方案的区别,课题存在的不足与可能的改进措施;验收答辩可以让学生对课题做全面的总结反思,端正学习态度、重视实践过程,重视知识点的细节学习。单片机课程考核方式的改革可以从根本上杜绝“高分低能”现象的发生,是促进学生创新思维和应用能力提高的重要手段。

(四)课外科技实践活动的有机结合

一些综合性的项目开发仅靠课内实验实训环节的训练是远远不够的,将课内实训与大学生课外科技实践活动及电子竞赛等环节有机结合,是培养专业技能、提高综合素质的一个重要途径。

组织成立单片机兴趣小组,建立QQ交流群,将一些优秀的单片机教程、设计范例、芯片手册及常用的单片机开发网址等资料上传到群里共享。每个同学的电脑上都安装了Keil和Proteus软件,相当于建立了一个虚拟实验室。学生可以选择感兴趣的课题进行开发验证,对课程实训过程中的一些技术问题在群里相互讨论并进行进一步的完善,教师也会针对一些难点问题在线答疑。对一些基础较好、能力较强的学生,推荐他们进入创新实验室进行更进一步的学习。

创新实验室是学生进行课余科技实践活动的平台,配备了完善的电子仪器、单片机开发装置及刻版机等设备。学生可以选择实训过程中一些难点课题或综合性较强的课题再进行研究,也可以结合大学生创新实验课题及大学生电子竞赛课题进行研究,甚至可以承担教师主持的研究课题中的一部分内容开展工作。学生在教师指导和高年级学长带领下,独立进行系统设计、编程调试、仿真验证、电路刻版直至实物完成,最后写出课题报告。实验室还要经常召开讲座,介绍一些新型单片机及先进设计方法,并进行设计作品的讲评。通过这些多模块、多层次的课外科研训练与实践训练,学生能够将单片机及其他相关学科知识融会贯通,具有一定的单片机系统综合开发经验,为今后从事相关工作打下了良好基础。

参考文献:

[1]谢辉,陈立万,陈强.以“工程素质”与“创新能力”为导向的电子信息应用本科人才培养模式的构建[J].教育与职业,2012(273):109-110.

[2]嵇萍,徐香梅.面向创新能力培养的单片机课程教学改革探索[J].苏州市职业大学学报,2014(1):88-89.

[3]谢辉,陈立万,王悦善.“理实一体化”单片机课程项目导向型教学法的探索与实践——以重庆三峡学院为例[J].职教通讯,2011(16):46-47.

[4]谢辉,李洪兵,李焱.单片机应用技术[M].北京:清华大学出版社,2013.

[5]葛浩,林其斌.单片机课程设计教学改革与实践[J].实验技术与管理,2011,28(10):138-140.

[6]郑梁,胡冀,徐平原,高惠芳,秦会斌.单片机课程设计的创新教育模式研究与实践[J].电子电气教学学报,2009,31(9):99-101.

[7]王敏杰.以职业能力为本位的实训教学考评模式探讨[J].中国职业技术教育,2009(11):33-34.

单片机应用论文篇6

关键词:单片机;项目教学;Proteus;仿真

中图分类号:TP368.1文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 14-0000-02

SCM Curriculum Reform in College

Ma Dongxia

(Heilongjiang College of Construction,Harbin150000,China)

Abstract:This article features from the vocational college students,single chip characteristics and teaching technical courses to analyze the situation,which made the project of curriculum reform program,namely the use of simulation software and Keil uVision3 Proteus combines the hardware design,programming,commissioning and simulation.

Keywords:Microcontroller;Project teaching;Proteus;Simulation

随着电子技术和超大规模集成电路技术的发展,单片机以其体积小、性价比高、集成度高、控制能力强、功耗低、易扩展等特点,在智能家用电器、工业控制、通信技术、智能仪器仪表、家用电器、办公自动化等领域中得到了广泛的应用,几乎在我们生活中的各个领域都可以找到单片机的踪迹。因此单片机课程是高职院校电子信息、计算机、电气、自动化等专业必开的课程。由于单片机是一门即抽象而且实践性又非常强的课程,所以一直以来都是教师难教、学生难学的课程,显然传统的以教师为主的讲授教学模式对于这样一门课程,就存在着很多问题。

一、目前单片机课程教学现状分析

(一)教材知识结构固定、理论知识枯燥

目前的大多数单片机课程教材都是以单片机的结构和各模块的使用为核心进行编写的。这样的教材对单片机的结构进行了详细的讲解,但学生对于这样的知识结构很难接受,几堂课下来就兴趣尽失,所以学完单片机课以后,虽然是对单片机结构有了一定的了解,但还是不知道单片机究竟是什么东东,也编不出一个什么像样的程序,更不用说利用单片机进行产品开发了。然而高职院校主要是培养学生的实训动手能力。所以这样的教材对于高职学生来讲是不适合的。

(二)教学方法一成不变,不能调动学生的积极性

一直以来单片机教学都是以教师为主体的传统讲授教学模式。不管是单片机的发展还是应用以及单片机的控制功能等都是老师通过黑板讲授的方式传授给学生。学生只能凭想象力来想什么是流水灯,什么是数码管等,单片机是怎么样控制流水灯,怎样控制喇叭发声的等等,这样学生学起来非常累,久而久之就对失去了兴趣,教学效果当然就不会好。

(三)实验设备及内容固定,不能培养学生的创新能力

单片机课程是一门实践性极强的课程,所以实验是不可缺少的。目前多数学校都有相应的单片机实验室,差不多都是由几台综合实验箱及几台电脑组。学生上实验课时,都是按照课程的进度和老师的要求,将实验指导书上的已经编写好的程序输入到计算机的相应软件里,然后下载到实验箱上的单片机上,最后观看相应的实验结果。学生看到书上写的实验的结果后,实验课就基本结束。这样的实验课程只能培养学生的惰性却无法培养学生的创造性。学生的单片机开发与设计能力得不到提高,也无法适应于工作岗位的需求。

二、基于以上原因,现提出单片机课程改革方案

(一)教材改革

传统的教材都是按照单片机的结构、指令系统、程序设计、中断定时、串口以及相关接口模块编写的,理论知识看起来很连贯,但偏重理论。就拿指令系统来说,五大类指令共一百多条,既难学又难记,甚至这节课学时都忘了上节课讲的是什么了。而且书中的一些例子也只是对所讲指令的理论性应用,对于具体的实践应用实例比较缺乏。这样选择一本适合的教材很重要,

(二)教法改革

传统的教学中主要是以教师讲授为主,按照教教材的知识结构顺序的把理论知识讲授给学生,再根据内容的需要适当的做些实验。结课以后学生普遍反映单片机系统结构抽象、指令功能多、程序编写困难,使学生入门学习望而生畏,严重挫伤了学习兴趣和热情。尤其不利于学生动手能力及创新能力的培养。为了解决这些问题,引入了项目、案例等教学方法。课程围绕着选好的项目进行,可以把整门课程分解为若干个项目,每个项目就能完成一个单片机控制功能。让学生积极的参与到制作过程中,这样既调动了学生的积极性,又提高了他们的实践动手能力,一个项目做完以后相关的知识点也就掌握了。这样学生学习起来会感到很轻松,也切切实实的知道了单片机的功能。所以项目化课程教学能够增强学生就业的适应能力,实际应用能力,提高职业技能,是行之有效的新型教学模式。

(三)Protues软件仿真

项目教学法的引入把学生变成了教学过程中的主体,也就是学生动手去完成整个项目的制作。但对于单片机这门实践性和应用性较强的课来说,如果想让学生切实地了解要做的项目,既包括实体硬件连接又包括软件编程。但这需要很大的资金投入,而且一旦有错误就会造成原材料的浪费,所以仿真软件是一个不错的选择。其中Protues是目前最好的模拟单片机器件的工具,它可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及电路。因此在课堂教学中引入Proteus仿真软件,利用Proteus仿真软件和现有的多媒体教学设备,便能在课堂中完成项目中软件、硬件和系统集成等内容的制作。在进行多媒体演示时,可以引入大量的单片机应用实例,用Proteus软件演示从单片机硬件设计到软件调试的全过程。既节省了时间又减少了硬件资源。同时我们可以将Keil uVision3相结合,在keil软件里完成程序代码的编写与编译,然后加载到proteus的硬件设计中,这样就可以让学生看到单片机控制及项目的整个完成效果。如常用的流水灯实例在proetus中的硬件图。

在kKeil中的程序代码:

ORG 0040H

MOVA,#0FEH

MAIN:MOV P0,A

LCALLDELAY

AJMPMAIN

DELAY:MOVR7,#10

DE1:MOVR6,#200

DE2:MOVR5,#248

DJNZ R5,$

DJNZ R6,DE2

DJNZ R7,DE1

这样既可以自己设计硬件电路又能够编程控制,生动、直观、思路清晰,使抽象的理论概念和结构直观化、具体化易于学生理解和掌握,既提高了学生的学习兴趣又能够培养学生的创新精神,达到知识的扩展。

(四)成绩考核

传统教学注重知识和理论的学习,考核以期末闭卷理论考核为主。这种考核方式,不适于高职学生,高职学生应以职业技能训练为主,所以考核的内容方式应以考核实践动手能力为目的。因此我们主要以项目进行考核,设计几个单片机控制项目,让学生按组完成硬件电路设计到软件编程,最后检查仿真结果。这样既提高了学生的分析解决问题的能力又提高了他们单片机开发的能力。

三、结束语

高职单片机课的改革势在必行。应把培养学生的实际动手能力放在首位,加强实践能力的培养,注重理论联系实际,激发学生的学习兴趣,从而有效提高单片机教学的质。这同时也要求教师不仅有扎实的理论知识,还要有实践能力,这样才能培养出适应市场需要的高职生。

参考文献:

[1]李刚.新概念单片机教程.天津大学出版社

单片机应用论文篇7

【关键词】任务驱动 单片机教学 探索精神

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)05-0060-02

一 前言

当前我国社会逐渐实现信息科技化,单片机已在各行业获得普遍使用,面对急需技术人才的市场,高职院校在培养单片机技术人才时应面向市场、顺应市场经济发展。近年来,我国高职院校中设立了多门课程,如:电子、计算机应用、机械等理论与操作相结合的单片机技术教学。这些教学均属于实践性和理论性较强的课程,部分学生刚接触此类教学时会觉得异常难学,很难理解和不易操作,降低了高职教学质量。所以,老师在进行教学时需要更努力,多参考成功教学案例,寻找适合当前学生的教学方式。本文根据高职单片机教学的现状进行了探讨,并分析任务驱动法在单片机教学中的应用。

二 目前高职单片机教学的状况

从前的教学方式都是根据原有教材进行教学,方法过于陈旧、传统。从单片机体构造进行了解,然后对设备指令进行说明,并操作设计,把系统设备进行扩展与其他部件共同使用,最后对理论知识进行举例说明。而且传统的单片机操作课程是安排在理论知识后才整体进行操作,没有做到理论与实际操作相结合。这样的教学方式已不符合现代教育发展潮流,导致教学问题不断出现:实验方法过于封闭,封闭性的实验教学使学生缺少积极性,让理论知识无法与实验操作相结合,学生不能全面了解单片机实验课程的重点,也无法培养高职学生的操作能力和思维能力。教师的教学方式过于陈旧,在传授理论知识时没有与实践课程相结合,而是把知识与实践内容相分离,陈旧的教学方式导致学生失去对单片机学习的兴趣。

目前在高职单片机教学中出现的问题较为严重,如:教学案例较少,过于重视理论教学;高职单片机教学内容比较难理解,而且学校安排课程较少,同学们学习了解时间较少,刚接触这门课程理论知识时学生都难以理解,部分学生开始出现厌学、烦躁的情绪,对课程提不起兴趣。没有根据学生实际情况做到针对性教学,并把硬件、软件内容相分离,导致学生对单片机软件进行设计时缺少综合的设计概念。

三 任务驱动法在教学中的应用

1.教学运用说明

老师把任务驱动法应教学的内容转换为一个和两个以上的事项,全面做到根据任务内容作为驱动,从而抛出问题指导学生探索思考问题,使学生根据问题进行思考并结合原有的知识掌握任务驱动法教学的理论知识,从而提高课堂教学质量,有利于提高学生的思维能力和分析问题能力。任务驱动法在高职单片机教学中,如只采用理论说明实施教学指导,只能培养学生对学习的兴趣,多数同学可以从老师分配给自己的任务去掌握、理解基本知识和提高自身实践能力,本身学习条件不错的学生,有时会存在“能力不足、知识量不大”的情况,可以针对这部分学生原有的基础去提高教学要求。如果只进行任务驱动法讲解,让学生去解决毫无头绪的问题,由查找内容、制订方案到完成总结全由学生独立解决,而老师只在旁边进行指导、教导,那么学生会主导整个方案的选定和实施。所以,把两种教学方式共同结合应用到高职单片机教学指导中,可运用先简单后复杂的方式去教导,首先让学生了解如何运用驱动法,然后引导学生进行实践操作,逐步掌握新知识,最后再进行针对性教学,使学生全面了解任务驱动法在单片机教学中的应用。

2.具体应用过程

如以“道路灯具系统”作为设计例子,来了解任务驱动法在高职单片机教学中的应用。

第一,任务简介:对道路灯具系统进行设计,须运用单片机进行设计,道路系统灯具分为四个方向东、西、南、北,开始应让道路口的红色灯完全亮起,南、北两组绿灯亮起,东、西两组红灯亮起,然后车辆可向南北方向驶去,行驶一段时间后南北绿灯转换为黄灯,黄色灯光开始运行,运行一段时间后,红灯开始闪动,同时东西方向等绿灯开始亮起,东西方向的车辆行驶。在系统设置的时间过后,车辆停止行驶,黄灯闪动,过后再转换到南北方向通车,以此类推。

第二,提升任务要求:应用过程的第二个环节,学生清楚项目后,老师要引导学生创新,培养学生的创新能力,并结合教学内容引导学生。主要方式可以在原有的基础上去发掘问题,也可以列举较为成功的项目进行分析。例如:可以提高道路交通系统设计要求,对公路人流量、车辆进行控制,合理掌握道路上红、黄、绿灯的切换。学生可以通过上网查找资料或向经验丰富的老师了解设计方案,然后对项目进行资料整理、设计方案、软件系统和硬件系统设计,最后实施方案并进行总结。在任务操作期间,老师不但要引导学生还应为学生提供更多有效资料,做好学生的任务导师和资料员,帮助同学完成任务并在完成任务期间探索任务驱动法在单片机教学中的奥秘,让学生掌握新的学习内容。

第三,项目分析:(1)分配任务时要考虑任务的“两面性”,一是老师应根据课本实际内容确定任务;二是学生要从课本内容出发,解决问题,确保学生既可以完成任务同时还学到知识。这属于单片机教学的开端,也属于主要环节之一,这一环节主要注重项目设计,要学生根据案例,接近实际生活。(2)突出重点,分析项目操作过程,老师在分析时运用自身经验讲解项目技巧,把理论讲解提升到实际操作,说明完成项目的目的,详细的项目分析见下表。

.总结经验

在系统设计完成后,老师召集学生开班会,让学生交流在任务中的体会,并分享解决困难的经验,通过交流、探讨完善自身学习能力。

四 结束语

将任务驱动法应用在高职单片机教学中的好处有很多,在实施应用教学时要把学生作为教育的主体,把理论知识与实际操作相结合;老师在单片机教学中应灵活运用理论,时刻引导学生、提点学生。使整个教学充分凸显出老师的引导地位和学生的主置,因此任务驱动法在高职单片机教学中的应用值得推广。

单片机应用论文篇8

关键词:单片机教学改革;Proteus仿真教学;项目教学法

“单片机原理与应用”是一门实践性非常强的课程。在教学中,学生普遍认为单片机的结构复杂、概念抽象、指令难记,学习时缺乏兴趣,学习效果不理想。[1]为了让学生真正掌握单片机原理,并能够进行单片机的系统设计,笔者在教学中采取了一些做法,收到了良好的教学效果。

一、激发学生对单片机学习的兴趣

兴趣是最好的老师,单片机的教学同样也要激发学生的学习热情,只有学生感兴趣,才能学得好。在教学过程中,教师要避免照本宣科,并通过实物的制作让学生享受成功的喜悦,从而激发学生的学习兴趣。

1.上好绪论课

在“单片机原理与应用”的绪论阶段,教师可以用大量的应用实例将学生带入单片机的世界。如日常生活中学生熟悉的家用电器:洗衣机、电视机、微波炉等;火车、汽车、船舶、飞机等交通工具的测控系统。其次,教师可以介绍一下目前行业对单片机人才的需求,告诉他们掌握单片机技术对他们将来的就业大有好处。最后,教师首次上课就可以将开发的单片机电路板带到课堂上,如:数字钟、循环彩灯、温度测控系统等[2]。演示其功能,让学生看看、摸摸电路板和单片机。

2.注意入门教学的方式和难度

传统教科书一般首先讲解单片机的硬件结构(引脚功能、存储器结构、寄存器、工作条件等),这些讲解完毕将用掉近一个月的课时时间,学生此时已经感到枯燥乏味,如果接着进行一个月课时的指令系统学习,那么学生就会完全失去学习的兴趣。最后,他们只能得出一个结论:单片机太难学了,我学不下去。

因此,把握入门教学的方式和难度是相当关键的。教师不要一开始就进行理论知识的学习,可以把单片机的系统开发流程提到前面来讲。用万能板搭建一些简单的电路(如彩灯控制器),给出源程序,让学生自己利用调试软件进行编译,将目标程序下载到单片机中,调试并观察运行效果。使学生正式学习之前就能对单片机的整个开发流程有所了解,并体会到学习的乐趣,激发学生对单片机的学习兴趣。

3.组建单片机兴趣小组

对于学有余力的学生而言,仅凭课堂上的教学是远远不够的。我们可以组建单片机兴趣小组,开放单片机实验室,让学生自己设计、动手搭接电路,编程、调试电路。电路可选自电子期刊,也可以是教师开发项目的一些子项目,还可来源于学生的创新设计。

二、教学过程改革

由于“单片机的原理与应用”这门课程具有较强的综合性、理论性和实践性特点,传统的教学内容安排、教学方法和评价方法已经不能胜任当前的单片机教学任务。所以,单片机的教学改革势在必行。下面,笔者重点从教学内容、教学方法和教学评价方法三个方面来谈谈单片机的教学改革:

1.教学内容改革

传统的单片机教学内容强调理论知识体系的完整性、严密性, 注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系。内容安排的一般顺序是先讲单片机的硬件结构,再讲单片机的指令系统和编程方法,然后讲单片机系统的存储器、I/O口扩展及常用器件的应用,最后讲应用实例。学生学完后很难掌握单片机的应用,仅仅记住了一些枯燥的指令。

所以,教师应尽可能地选择项目式编写的教材。这种教材的内容由多个项目模块构成,每一个项目下包含多个子任务,将理论知识融于实际的电路中,让学生在做中学,在学中做。这样,学生不仅能够掌握单片机的典型应用,而且将枯燥的理论融于实践中,学生更加容易接受,印象更加深刻。同时,也增强了学生的动手能力和工程实践经验。

2.教学方法改革

传统的教学以教师讲授知识为主,学生被动地接受知识,实验多数属于验证性实验。大量的时间用在输入程序和校对程序上了,缺少了自己思考的空间,不利于学生分析设计能力的提高和创造性思维的培养。[3]

根据本课程的特点,在实际教学中,教师应该尽量采用理论实践一体化教学、项目教学法、任务驱动法等符合现代职业教育特点的教学方法。结合多媒体演示、仿真技术等现代教育技术手段,以学生为主体,突出实践性、合作性、探究性的学习方式,将枯燥的理论贯穿于项目任务中,提高学习的效率。

3.教学评价方法改革

“单片机原理与应用”是一门实践性很强的课程,所以,教师不能仅凭一张试卷来考查评价学生学习的情况,应该采取多元化的评价方法。在实际教学中,除了最后的试卷考核外,教师还应该注重平时的过程性评价和实践考核。另外,可以结合学生参加兴趣小组以及创新大赛的情况来进行多元评价。

三、利用Proteus仿真软件开展教学

Proteus仿真软件是由英国Labcenter electronics公司开发的一款EDA工具软件,它不仅可以仿真模拟电路、数字电路及模数混合式电路,还可以对单片机及器件进行仿真,是目前最好的单片机系统仿真软件之一。

“单片机原理及应用”是一门应用性很强的学科,必须通过大量的实践才能领会知识,从而达到应用的层次。然而有限的实验室资源很难满足学生的实践需要,而且每次搭建硬件电路需要耗费大量的时间。这样,仿真软件就给我们带来了很大的方便。设计一个单片机系统,我们首先要求学生在仿真软件中搭建电路,利用编译软件产生HEX文件,在仿真软件环境中实现软件、硬件的联合调试,最后再将目标程序下载到实验板中,观察硬件的运行结果。这样可以大大提高学习的效率,省去了反复修改硬件的麻烦,更主要的是,使得单片机的学习不仅仅局限于课堂。

四、积极开展校企合作,努力培养“双师型”师资

单片机应用论文篇9

[关键词] 单片机 C51 教学模式

一、引言

当代,随着电子技术突飞猛进的发展,传统的由分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统正以飞快的速度被嵌入式智能控制系统所取代。作为嵌入式技术基础的单片机,具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,已经逐渐普及到了各行各业,无论是机械、通信行业还是能源类行业,都有它的身影。面对如此巨大的市场,也迫切需要一大批懂得单片机技术的人才。

其实,早在上世纪末期,许多高等院校相继开设了单片机课程并开展了单片机研究。其教学内容主要包括单片机结构、工作原理和汇编语言等方面。基本上是理论教学,没有相应的实验设备。由于其结构的抽象性和汇编语言本身的难度,使得学生很难彻底地理解单片机的相关知识。

二、C51单片机的优点及教学现况

现今的一些大专、中职类的学校也开设了单片机课程。教学大多采用讲解硬件和软件知识为主,软件编程选用汇编语言。学习时学生需要记住很多条指令的助记符和使用格式,多数学生觉得没有挑战性,学习兴致不高。教师的教学效果不明显。

C语言是一种编译型程序设计语言,它具有多种高级语言的特点,并且可以调用汇编语言的子程序。它与8051单片相结合得到的C51单片机使用范围广,可移植性强;且C语言与生俱来的模块化特性使开发出来的程序模块可不经过修改,直接被其它项目所应用,从而最大程度的实现资源共享;C语言开发的代码便于开发小组计划项目,灵活管理,分工合作以及后期维护。C语言还比较好入门,只需掌握一些基本的语句就能编写简单的程序;初学者不熟悉单片机的指令集,也能够编写完美的单片机程序;不理解单片机的具体硬件,也能够编出符合硬件实际的专业水平的程序。

随着企业对C51单片机的推广和应用,一些高校也开始相应地调整了单片机的教学内容和教学方法。教师在进行理论教学时除了要讲解单片机的结构外,还要讲解C语言,还有一些学校添加了相应的仿真模拟设备。但是学生对单片机的学习兴趣提高不明显。

三、从培养学生竞赛的角度出发,进行C51单片机理实一体化教学

省市级的单片机竞赛题都是给出一个工程具体的项目让学生在短时间内去解决。学生需要进行需求分析、模块选择、线路连接和程序调试。比如,在需求分析里要求学生明白人机界面采用何种方式实现,即键盘、显示、按钮怎么连接以及他们之间是如何来切换的(可以用定时器来实现)。这些模块是固定的,学生所要做的就是如何来搭建这些内容。再比如,检测的对象是温度、电压等模拟量时该怎么实现,学生需要明白用A/D转换来实现。整个竞赛项目考核的内容实际上是由单片机I/O口的应用、键盘设计(独立键盘和矩阵键盘)、显示接口、内部定时和中断的使用等模块组成。这些模块比较简单,内容单一,各部分之间比较独立,各自可单独的成为一个课题。教师可以围绕这些小课题讲解该部分的硬件知识和软件编程,并让学生运用编译器Keil与仿真软件Proteus实现仿真。或将编译器生成的hex文件烧制进开发板里进行仿真。这样学生既动手又动脑,循序渐进自然对此产生兴趣。为此,本人从培养学生竞赛的角度出发,提出了C51单片机理实一体化教学模式的新思路如下:

1.教学方法

教学时,主要采用讲授法与问答法、演示法等教学方法。但要注意多留给学生一点时间让他们自己去编程。

2.教学设备

所需要的教学设备主要有电脑、开发板等。开发板的功能不需要太全面只需具有流水灯、数码管、独立键盘、矩阵键盘、AD或DA、液晶、蜂鸣器即可。

3.教学内容

教学时将C51的知识分为六个部分来讲解。每一部分教师既要讲解C51单片机相应的硬件结构,又要讲解软件编程,并让学生进行仿真,建议采用理实一体化教学模式。这六部分如下:

(1)C51的编程软件Keil和仿真软件Proteus

该部分主要是让学生熟悉软件编程的工作环境、操作界面,学会设置与编程有关的一些参数以及如何将两者结合起来进行仿真。比如,在编号程序后,要将做好的程序烧制进开发板,我们就需要在编程后生成一个hex文档。Keil的工作环境是全英文的,老师教会学生如何来安装软件,和初始化各种设置即可,先让学生能够用起来,再让他们自己去摸索和研究,老师教的太多学生反而记不住,有些学生甚至会觉得有难度而产生抵触情绪。

(2)51单片机I/O口的应用、数据的串并行传输和C语言基本语句

C语言中的基本语句if、while、switch/case等运用很广泛,学生掌握了这些语句就可以编程。51单片机I/O口的应用、数据的串并行传输是重点,讲授时可以先让学生掌握这些理论的知识再进行编程,或者先选出一个端口来进行软件编程,再讲解他们的硬件结构让学生自己去编程。

(3)LED和数码管的显示

简单的单片机多用于控制一些LED和数码管,而程序是否正确也要通过数码管来体现。比如,我们要用4个数码管来计数。

(4)内部定时器与中断

中断在单片机中非常重要,例如,我们要更新显示的数据值,从键盘取得输入数据等都可以用中断方式进行,而间隔多长时间进行中断处理,就需要定时器的配合。

(5)键盘

这一部分内容包括键盘的结构原理、软硬件去抖动等相关的知识。比如,用软件去除抖动时可以先搜键看看有无键按下,若有键按下则先把键存在一个变量中,等下一次中断来临时,先看上次有没键按下,有键按下则再进行读键等相关处理,否则进行扫描。

(6)A/D,D/A转换

在键盘的基础上,若要显示时间,但时间不太准确,就需通过键盘来调节,我们可以先设置键盘上的键的作用。比如,设置时、分、秒的加减10,或加减1等。若输入输出的量是电压、电流也可以采用上面的方式来调节,但因为是模拟量因此属于A/D,D/A转换的范畴。

以上这些内容基本涵盖了单片机的软、硬件最关键的内容,其他一些比较复杂的控制系统都以此为基础,学生在做其他课题时,可以先搭建这些框架,在再进行其它功能的添加和修改。

四、总结

随着C51单片机越来越广泛地应用,C51单片机的教学也逐步受到更多关注。本文从培养学生竞赛的角度出发,提出C51单片机理实一体化教学模式的新思路。这种教学模式的好处在于它避免了单片机和C语言理论知识的枯燥,让学生多动手并从中得到学习的乐趣。不仅可以让学生真正地学习到单片机的知识,也提前让学生熟悉单片机竞赛的解题方法。

参考文献:

[1]王兰英等.单片机C51与汇编语言混合调用的实现[J].四川理工学院学报(自然科学版),2008,21(3).

[2]邱玉娟.C51单片机在教学中的应用探讨[J].安阳工学院学报.

单片机应用论文篇10

关键词:中职;单片机教学;教学改革;实践操作

中图分类号:G718 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2015)05-0479-01

随着社会的不断发展、科技的不断进步,单片机在社会中的应用领域不断的扩展,这也在一定的程度上说明了单片机在社会中的重要性。一般来说,我们常见的有关单片机控制的电器有洗衣机、电冰箱、电视机、微波炉和空调以及音响设备等,和计算机相连的打印机、传真机、复印机甚至扫描仪等办公自动化的设备都用单片机,自动化控制的电梯、机床等,我们通常见到的交通信号灯、荧光彩灯以及广告屏幕上的色彩的变化,甚至小孩子所玩的玩具中都含有单片机。所有的这些无不在透露着一个信息,那就是单片机的应用渗透到了生活中的方方面面。同时,正是由于单片机技术在生活中的广泛应用,使得单片机这一课程在各个职业类的学校中的位置越来越突出,越来越受到重视。所以,本文对中职单片机的教学研究还是有必要的。但是单片机的学习并不是一个简单的课程,素以,接下来,本文将单片机的教学课程入手,然后对中职单片机的教学课堂的实践操作办法进行详细的分析。

1.单片机的课堂教学

1.1 对于单片机的课堂教学这一话题的分析要先从其教学的内容和模式入手,这是由社会教育改革的背景决定的。

从单片机的教学主要线路来讲,要以单片机的应用为主。在以往的单片机教学的过程中,教师注重的往往是知识界搜的理论性,而相对于单片机的实际操作教学显得单薄的多。一般来说,从学生的学习课本《单片机应用技术》中的内容上来讲,大多都是从单片机端口控制开始的,紧接着就是有关单片机的一些组装结构,而且这样的理论课程几乎占用了学生的大半个学期,对于学生来说,枯燥的理论很难激起他们的学习兴趣,这就会在一定的程度上导致学生对单片机课程的厌学心理的产生,甚至有的学生会认为没有信心学好这门课程。若是教师在教学的过程中,将单片机的实际应用操作在课堂上给学生展示出来,或者可以举一些贴近学生生活的实例,这样最起码可以是学生在那还中建立一个简单的概念,可以在某种程度上增强对单片机的理解,凑个人逐步的提高学生的学习兴趣。

1.2 从教师的教学方法上面来讲,教学方法的应用也是影响学生学习积极性的一大原因之一。所以,为了提高学生对单片机的实际操作能力,只有用对方法才是关键。通常来说,对于像单片机课程理论性较强的学科,对于学生要进行循序渐进的引导,即从简单到复杂、在有复杂到实际操作的过程,这样一个渐进的过程可以使学生的学习由被动转化为主动,提高学生的学习兴趣,从而在根本上提高课堂的学习效率。具体来说,对于教材前面的基础理论,教师最好对学生进行实验的展示,只有在基础上给学生一个清晰的分析,学生在后期的学习中才能毫不费力的投入状态,从而,在固有的基础上提高学生的动手能力和实践能力。

2.中职单片机的实践操作方法

2.1 从学校的层面上来将,要加强学生的实际动手能力,就要对学生进行大量的实际动手训练,那么就有必要建立一个单片机实验室。因为单片机实验室的建立在一定的程度上为学生搭建了一个实际操作的平台,在一定的基础上可以提高学生的实际操作的能力。除此之外,学生可以从实际的操作中加深自己对单片机的认识,以及发现自己对单片机操作的问题所在,进而可以在平时的学习过程中有所加强。但这里,值得我们注意的是,教师在进行单片机的挑选的时候,要注意简繁的顺序,一般来说,有简单到复杂是比较符合学生学习的心理的。

2.2 从教师的角度来说,随着教育的不断改革,那么对于单片机的教学就要改变传统枯燥的教学方式,即对抽象理论知识的学习。从实践的操作入手,是激发学生学习兴趣的关键因素之一。一般来说,中职学生对于单片机的学习的前提是,必须具备基本的视图的能力以及一些其他相关的基本技能,因为只有具备这样的基础,才能够为以后的学习打好基础。那么,在开始对单片机进行实际操作的时候,学生就需要动手操作,不管是用万能板搭建实际的电路还是下载元器,编辑程序等,学生进行实际的操作在学习的过程中会有更多的或等,同时也会在很大的程度上激发学生的学习兴趣,从而在一定的程度上增强学生的实际应用能力。

2.3 对单片机的教学方法要创新,不能够完全的拘泥于教材。根据调查发现,项目教学法在单片机教学中的应用得到了很好的效果,这是因为项目教学法的中心是实践,即所谓的"任务引领理论知识,理论知识服务于实践"。除此之外,学生对于单片机的学习需要的不仅仅是有关单片机的理论知识,他们需要更多更广的理论来辅助实践,但是学生的水平又是良莠不齐的,这就需要教师在进行单片机的教学中不能够拘泥于教材,要根据学生的实际情况出发,根据实验的设施进行制定实验的计划,只有在学生的能力范围内进行强化训练,才能够夯实学生的基础。

2.4 教师在教学的过程中应当适当的运用仿真软件。对于仿真软件在课堂的应用,直观来说,可以增强学生对单片机的认识和了解。但是就单片机而言,在课堂上演示的可能性几乎为零,所以,为了增强学生对单片机的理解和认识,在课堂上适当的演示仿真软件也是一种可行的办法。而Proteus的仿真软件是最适合单片机学习的软件,原因有二:其一,运用Proteus软件可以在很大的程度上为学校节约成本;其二就是,就Proteus软件而言,它本身就是一种辅助单片机教学的软件,在教学的过程中可以提高学生在计算机上的动手能力。除了Proteus软件之外,Keilc软件也是单片机教学中不可缺少的软件,从它自身来说,它属于编译性的软件,在课堂上对此软件的熟练运用,可以在一定的程度上提升学生的实际操作水平,同时也在一定的程度上锻炼了教师的水平。

总结:随着社会的发展,对单片机的运用越来越广,其中砸我们的生活中就有去多随处可见的单片机机械。所以,总的来说,不管是对单片机的学习还是对单片机的教学,都应该给予重视。而在对中职单片机的教学课堂的导入上,教师要改变以往的教学模式,这主要是由教育的改革决定的。在以往的教学过程中,任课教师往往就单片机的理论知识给予了太多的关注,在实际的操作上就出现了一定的缺失,这对于学生的学习来所,枯燥的理论知识会使学生感到疲乏,从而逐渐的失去学习的兴趣。而在课堂上对学生进行实际操作的演示,不仅可以提高学生的学习兴趣,还可以提高学生对单片机的认识和理解。所以,在实际的操作应用中,教师也要针对学校给予的硬件设施和学生具备的知识为基础,这样才能够在一定的基础上夯实学生的知识实践,从而给予学生信心,提高学生的学习积极性,进而在一定的程度上提高教学的课堂效果。

参考文献:

[1] 李娟.中职单片机教学的探讨[J].科技资讯,2010,21:184.  单片机应用论文范文1

[论文摘要]以单片机为基础,分别以轿车温控系统和贮液容器温控系统为例,阐述单片机在温控系统中的应用原理。

一、单片机在贮液容器温控系统中的应用

该系统中以贮液容器温度为被控参数,蒸汽流量为控制参数,输入贮液容器冷物料的初温为前馈控制,构成前馈一反馈控制系统。发挥前馈控制和反馈控制的各自优势,将可测而不可控的干扰由前馈控制克服,其他干扰由反馈控制克服,从而达到控制贮液容器温度。满足工艺要求的目的。

(一)硬件设计。选单片机AT89C51为主机,配以两路传感变送器、多路开关、A/D转换器、D/A转换器、V/I转换器、调节阀等实现对贮液容器温度的自动控制,同时还设有报警电路、键盘和显示电路。系统在稳态时,贮液容器的温度恒定在工艺要求的数值不变。当冷物料的初始温度与其设定值相比发生变化时,如果变化很小,将完全由前馈控制来克服这一变化给系统带来的影响;如果变化大,前馈控制不能完全克服这一变化给系统带来的影响,反馈控制则开始动作。当冷物料的初始温度不变,而由其他干扰引起贮液容器的温度发生变化时,只有反馈控制动作,最终使系统重新达到稳态。

1.前向通道的设计

采用JUMU90系列的温度传感变送器,其输入范围为:0℃~500℃,输出为4mA~20mA(DC),测量精度为0.5%.选用10位逐次逼近式A/D转换芯片AD571[2],接收到有效的CONVERT命令后,内部的逐次逼近寄存器从最高位开始顺次经电流输出的DAC在比较器上与模拟量经5k8电阻所产生的电流相比较。检测完所有位后,SAP中包含转换后的10位二进制码。转换完成后,SAP发出DR信号(低电平有效),单片机查询到DR=0时,便使其打开三态缓冲器输出数据。

2.后向通道的设计

(1)D/A转换器的设计。为了满足系统的精度要求,选用10位的D/A转换器DAC1020。由于其内部不带有锁存器,所以必须通过I/O口才能与AT89C51单片机连接,又由于AT89C51的字长是8位的,一次操作只能传输8位数据.因此AT89C51必须进行两次操作才能把一个完整的10位数据送到AC1020。为了使10位数据能够同时送人DAC1020,避免输出电压波形出现毛刺现象,故必须采用双缓冲器方式。AT89C51先把高2位数据输出到74LS74(1),接着把低8位数据输出到74LS377,与此同时74LS377的片选信号也作为74LS74(2)的时钟脉冲,把74IS74(1)的内容打人74LS74(2)中,从而使一个完整的数据同时到达DAC1020的数据输入端.这样就消除了DAC输出端的毛刺现象。

(2)执行器及调理电路的设计。系统中选用的是ZMAN16BG,ZGICr18Ni9Ti型号的对数流量特性的调节阀。阀的输入信号为气信号,而D/A转换器的输出为Ov~5V的电压信号.所以在D/A转换器和调节阀之间要加一个V/I转换器和一个电气阀门定位器,将0v~5v的电压信号先转换成4mA~20mA的电流信号后,再将4mA~20mA的电流信号转换成0.02MPa~0.1MPa的气信号。使调节阀接收气信号而工作。

(二)软件设计。经分析,系统软件可采用结构化模块程序设计,主要有系统主程序、看门狗中断服务程序、键盘扫描子程序、显示子程序、报警子程序、A/D转换子程序、D/A转换子程序、PID数据处理子程序、BCD码转换子程序。

主程序开始后,先对单片机AT89C51和8155芯片进行初始化,接下来是开中断,调用键盘扫描子程序,选通多路模拟开关的1号通道,将采集的数据送人A/D转换器转换后传入单片机。若温度越限就报警处理,否则直接处理后送显示,再选通多路模拟开关的2号通道,将采集的数据送人A/D转换器转换后送人单片机进行总的运算处理,输出给D/A转换器变成模拟信号去改变调节阀的开度。

二、单片机在汽车空调温控系统中的应用

(一)硬件系统。本系统选用ATMEL公司的AT89系列单片机中的AT89C52,AT89C52单片机是一种新型的低功耗、高性能且内含8K字节闪电存储器的8位CMOS微控制器,与工业标准MCS一51指令系列和引脚完全兼容。有超强的加密功能,其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现,数据不易挥发,编程/擦除速度快。AT89C52芯片内部有6个中断源:两个外部中断INTO和INT1.三个定时器中断(定时器0,1,2)和一个串行口中断。在本系统中涉及到AT89C52芯片的中断源有五个:分别是外部中断INT1,定时/计数器T0,T1和T2以及串行口中断。本测控系统采用电平激活方式,也即是INT1=0;一旦INT1引脚的采样值为低电平,则TCON寄对于定时器TO和Tl,通过寄存器TMOD,TCON来控制和选择定时/计数器的功能和操作模式。这些寄存器的内容靠软件设置,系统复位时,寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠对T2CON寄存器进行软件设置而定义的。本系统采用定时TO来计算车厢温度采集的时间间隔,设置为工作方式1,即l6位计数定时方式:定时Tl作波特率发生器使用,选择在工作方式2,即8位自动加载方式;定时器T2用于确定混合风门步进电机输入脉冲的频率,设置位l6位常数自动重装人的工作方式。

当采用12MHz的晶振时,计数速率为lMHz.微机串口通常采用RS232电平,而单片机串口是1TrL电平,二者不兼容。所以,接口必须做电平转换处理。采用MAXIM公司的MAX232电平转换芯片。单片机串行口的TXD,RXD和GND经电平转换分别与微机的RXD,TXD和SG相连,MAX232电平转换芯片的第9,10引脚分别接单片机的l0和11引脚。DB9串口的第2,3引脚分别接MAX232电平转换芯片的7,8引脚。通过MAX232的TTL电平和RS232的输入/输出端口,自动地调节了单片机串口的TTL电平信号和RS232的串行通信信号的电平匹配。数据发送是由一条写发送寄存器(SBUF)的指令开始,随后在串行口由硬件自动加人起位和停止位,构成一个完整的帧格式,然后在移位脉冲的作用下,由TXD端串行输出。一个字符帧发送完后。使TXD输出线维持在“1”状态下,并将串行控制寄存器SCON的TI位置“1”,通知CPU可以接着发送下一个字符。

(二)软件系统。轿车空调智能温控系统的工作模式分为“正常运行模式”、“软关机模式”、“手动控制模式”和“自动控制模式”。系统上电时,软件进人上电自检状态,这时系统会首先从监控芯片x25045读入上次断电前存人EEPROM的系统状态信息,初始化各个中断并恢复空调控制器到上次关机前状态。经过上电初始化,智能温控系统会恢复到上次关机前的“正常运行模式”。此时,通过温度调节按键可以设定需要的温度值,温度传感器定时检测车厢温度,显示器显示温度设定值和温度测量值,混合风门的开度会根据温差和温差变化自动调节,温控系统能够与PC机通过串口通讯交换数据。按一下“ON/OFF”键,可使温控系统进入“软关机模式”。此时,系统不能再进行温度检测、温度设定和串行通讯,显示器熄灭,混合风门步进电机停止运转。

参考文献:

[1]李华,MCS一51系列单片机实用接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社.1993.306405.

单片机应用论文范文2

[关键词]单片机、建筑设备、项目教学、实践考核

中图分类号:G421 文献标识码:A

[中图分类号] TU855[文献标识码]A

近年来,单片机以其控制能力强、可靠性高、通用性好、扩展灵活、体积小、价格便宜等优点,在工业控制、家用电器、建筑设备等大多数行业都有广泛的应用[1]。在智能建筑中,电梯控制系统、空调温控系统、安防系统、消防系统、照明控制系统中均可见到单片机的踪影[2]。因此,对于需要熟知建筑设备原理的建筑设备类高职学生掌握单片机应用技术显得相当重要。在我校建筑设备、建筑电气、楼宇智能化专业中均开设有单片机课程,但传统的单片机教学存在重理论轻实践、考核方式单一等诸多弊端,造成学生单片机应用能力不足,与企业要求的高技能型人才培养存在较大差距[3,4]。基于上述情况,本文从案例教学的角度以及基于自主研发的单片机实践教学平台对这门课程的教学模式进行探讨。

一、单片机教学的现状

高职高专单片机教材众多,但从内容编排看大多是叙述单片机内部硬件结构、单片机指令系统、汇编程序设计、单片机定时/中断、单片机的扩展应用以及电路接口相关理论知识,与实际工程应用联系较少,使得学生学完之后仍无法应用于实际工程。现行的教材中虽配有实验,但也多为验证性实验,内容较为陈旧、模式单一,缺少创新性的训练和锻炼,一般都是老师按照大纲要求操作几个实验,学生跟着模仿完成规定的实验等这样的教学模式,而学生就缺乏在实验中积累解决工程实践中问题的经验,无法进一步提高其能力。

我校建筑设备类专业学生生源包括普通高中生、中职升高职对口生等学生,在学习自主性、知识接受能力方面都存在一定的差异,面对枯燥的理论知识传统的教学方法难以提起学生的学习兴趣。因此应该因材施教,注重教学实验讲解及着重培养高职学生的动手能力,理论结合实践,以实验带动理论学习,以实验加深理论理解,方才能够取得良好的教学效果。

目前单片机课程的考核通常是平时成绩与期终成绩三七开,实验成绩计入平时成绩,期终测验重点考核理论知识,采用闭卷笔试形式进行考核。而闭卷考试形式只能在一定程度上考查出学生对知识点的理解与记忆,很难灵活地考查出学生的分析与解决问题的能力。这种考核形式容易使学生误以为学习单片机只要死记硬背知识原理即可,实验技能的培养并不重要,从而树立错误的学习导向。

二、单片机教学的改进

(一) 课程的引入

单片机的第一课,首先要让学生对单片机的应用有一个感性认识。利用自主开发的单片机控制系统给学生演示最基础的流水灯控制,使学生能联想到街道上的霓虹灯、交通灯、广告牌等,并通过改动极少的参数实现他们所想的功能。直观的演示以及告知学生在学习单片机的过程中每个人都可以实现这样的系统,容易激发学生学习单片机的积极性,树立学生学习单片机的自信心。

(二) 调动学生学习的积极性

高职学生的特点是一般抽象思维能力不足,若直接教授编程语法知识则难以引起他们的兴趣。因此应多注重形象思维方面的教学,在实际教学过程中先做后学,在做中学习理论知识,最终完成教学任务。目前市场有很多单片机实验箱或实验模块供学生学习,运用实验模块的确可以快捷方便地进行操作,但实验模块最大的缺点是不能进行硬件设计,也不能使学习了解整个单片机系统开发的过程。因此我们在教学时并不直接把成品的实验箱提供给学生,而是仅提供原理图和PCB板图,打印出图、转印做板、元器件焊接等全部由学生自己完成,当学生亲手完成了项目的设计与制作,看到实际效果时会充满了喜悦和成就感,这会激发学生学习单片机的积极性与创造性。

(三) 合理设计实验项目教学内容

为能达到教学大纲的要求,并结合建筑设备类专业学生就业后的工作性质特点,在教学过程设计了七个基础项目(模拟交通灯、计数器、电子时钟、液晶显示广告牌、简易数字电压表、温度测试、电机驱动)和一个综合项目(智能电梯控制系统),在每个项目均给予学生详细的实验方法、程序流程图、范例程序及程序解析,让学生通过输入范例程序理解程序中各指令的作用和程序的结构;根据电路原理,重新编制程序完成各基础项目所规定的任务,以达到学生能够独立编程的目的;最后通过综合项目智能电梯控制系统的设计和调试,让学生全面掌握硬件和软件这一有机的整体,形成单片机应用“系统”的概念,培养开发单片机应用系统的综合能力。另外,在每个项目完成之后,均配有和工程实践联系紧密的扩展项目,在相同或经少许的改动的硬件基础上,改写相应的程序即可完成各种不同的功能,这样会让学生觉得单片机系统就在他们生活中,也会大大提高学生的学习热情。

(四) 实践考核与理论考核相结合

考核的目的在于检查教学效果,以便改进教学工作,提高教学质量,督促学生积极努力地学习。对于单片机这种应用性极强的课程,考核方式应以实践考核为主,考查学生是否真正能学以致用。为此,在考核方式上做了以下尝试。理论考试采用开卷的形式,主要考查学生对知识的掌握和应用能力,题型采用分析和程序设计题为主,答案不唯一,可以引导学生开动脑筋编写最佳程序,培养学生严密的逻辑思维和推理能力。实践考核类似于综合实验项目,目的是检查学生对单片机系统的掌握程度和综合应用能力。理论考试和实操考试都及格时,本课程才能获得学分。这样做可以避免有些学生因实操薄弱而用理论成绩弥补的现象,引导学生强化实践能力方面的锻炼。

三、结束语

在高职院校教学过程中,单片机应用技术课程是一门理论性和实践性都很强的综合课程,需要多个方面的有机结合。本文根据开发的建筑设备类专业单片机的实践教学平台,采用实践先行、理论并重的教学模式进行教学,经实践证明该教学方式效果良好,大大提高了学生对单片机学习的积极性与实践动手能力,得到了学生与学院的认可。

【参考文献】

[1] 王静霞. 单片机应用技术-C语言版[M]. 北京:电子工业出版社,2009.5

[2] 张世冬. 单片机在楼宇照明中的应用[J].科技致富向导,2011(11):122.

[3] 王新刚,余洁. 浅谈单片机课程教学质量的提高[J]. 教育与职业 ,2010(32):139-140.

单片机应用论文范文3

关键词:单片机;仿真;案例教学;教学改革;电子竞赛

单片机是一门综合性、实践性极强的课程。单片机的概念多、专有名词多、内容抽象、指令丰富,且软、硬件发展很快,新器件不断,故相当多的学生在学习单片机时感到郁闷,实际使用不知如何下手,不能真正掌握单片机技术。因此,如何安排教学内容,使学生既能了解新技术又能对单片机的应用技术融会贯通;如何设计教学方法,激发学生的学习兴趣,真正理解和掌握单片机技术,是在单片机教学中需要解决的问题。针对教学对象的特点和课程特点,我们提出了“案例教学”的教学理念,以达到创新人才的培养效果[1]。

一、单片机教学的现状和存在的问题

(一)传统的理论教学环节

教师上理论课时,先讲述单片机的理论知识,如讲述单片机的概述与发展,单片机的内部结构,指令系统及I/O接口电路,而讲述单片机实例的课时比较少,达不到理想的效果,并且学生在学理论知识时,只是处于被动接受知识的一方,调动不了学生的主观能动性,学生对单片机知识的学习会感到很盲目,从而对这门课程产生不了很大的兴趣。

(二)传统的教学实践环节

教学实践环节分为实验教学环节和课程设计环节两部分。实验教学环节一般采取单片机实验箱,学生做实验时根据实验连线步骤连接好硬件电路,下载现有的实验程序,得出实验结果,一般只能起一个验证过程的作用,学生缺乏对整体电路的设计,也缺乏修改硬件电路和软件程序的机会,从而不能真正锻炼学生的动手实践能力。课程设计环节,对于设计一个单片机应用系统,要涉及到很多的单片机的专业知识,很多同学只是在网上下载一些实例,按照资料设计硬件电路图,复制其程序生成HEX文件,然后联调就基本仿真通过。如果要求他们改变或增加一些功能设计,很多同学基本完成不好,主要原因是他们还没有基本没有搞懂对应的知识。

二、单片机课程仿真案例教学的实施

(一)单片机案例教学简介

单片机案例教学就是将单片机课程所要求掌握的基本知识点、基本原理和方法都溶入到包含这些原理的实际项目例子的讨论与讲解之中,基于项目开发的过程来组织教学内容[2]。

(二)单片机案例确定

经过教研室教师对单片机案例进行设计,将单片机的基本知识点都包含到以下几个案例中。单片机案例从难易程度暂分为三个阶段,分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段。第一阶段为初级阶段,基本掌握单片机的I/O口的使用,学生比较容易掌握,而且容易提高学生的兴趣。第二阶段为中等难度阶段,需要掌握单片机与各常用接口电路的应用。第三阶段比较难,涉及到的传感器驱动程序比较复杂。

(三)单片机课程仿真案例具体实施

1.教师进行具体案例任务的确定,并确定相应的单片机知识点,针对各个具体的案例,老师进行设问。同时,课前将下一堂课的案例材料发给学生,要求学生熟悉每一个案例的材料,针对设计的问题进行分小组思考和探讨。

2.在课堂教学组织方式上,每次教学过程均围绕一个案例进行各教学环节的组织,以任务目标为主线,结合相应案例对各相关知识点和技能点进行讲解,引导学生思考并提出相应的解决方案,激发学生的主观能动性和创新能力,学生在学习过程中以小组为单位,每组针对任务和要求进行分析,并对实现的方案、硬件电路和软件功能设计。最后,由老师进行总结和评价,指出案例所涉及的理论知识及其应用方法,就学生提出的问题进行解答[3,4]。

3.将实践教学环节溶入课堂教学,学生实践环节以课堂教学任务为对象,利用PROTEUS仿真软件绘制硬件电路图,用KeilC软件进行软件程序的编写,然后进行联合仿真调试。教师对学生调试过程中的重点、难点以及学生操作过程存在的问题进行实时点评,并要求学生在已经实现的硬件电路和程序的基础上,进行适当修改。

4.具体仿真案例教学的举例———交通灯案例分析。

第一,确定具体任务和要求:设置东南西北四个方向红、绿、黄共12个(或者6个,其中东西一组,南北一组)LED信号指示灯,南北方向的绿灯亮27秒,黄灯闪烁3秒,东西方向的红灯亮30秒,然后南北方向红灯亮30秒,东西方向绿灯亮27秒,黄灯闪烁3秒,依次循环,数码管倒计时显示,当出现紧急情况时,四个方向交通灯全部为红灯。要求利用并行接口芯片8255扩展设计相应的硬件电路、软件流程图和程序。

第二,确定交通灯案例的相关单片机知识点为:并行I/O接口芯片与单片机的接口电路设计,以及其相应的8255的驱动程序,定时器和中断程序,数码显示电路和按键电路驱动程序等。

第三,针对交通灯案例老师准备的问题:问题1:为什么设计黄灯和黄灯闪烁如何实现?问题2:倒计时1秒应该如何实现?问题3:紧急情况用什么来实现?单片机交通灯仿真图如图1所示。图1中南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮。P1口提供南北方向的段码,P2口提供东西方向的段码,P3.0-P3.3分别提供南北方向和东西方向数码管的位码,P0.0-P0.5分别提供6组交通指示灯。

三、单片机课程仿真案例教学的考核

单片机案例教学考核方法是课程教学的最后环节,它直接检验单片机教学的效果。随着教育教学改革的不断深入,变应试教育为素质教育,《单片机原理及应用》的考核应注重考核学生的实践和创新能力,该课程的考核一般采取开卷考试、实验成绩和平时成绩相结合的方式进行考核。其中平时成绩占20%,主要包括学生的考勤、作业、随堂测试以及课堂表现和回答老师的提问情况等。实验成绩占30%,主要考查学生的硬件电路的设计和软件编程能力,在完成基本的实验任务时,然后根据思考部分的提问进行相应硬件电路和软件程序的修改。开卷成绩考试占50%,主要考查学生单片机理论知识、单片机接口电路设计和软件编程。

四、结束语

文章针对传统单片机教学过程中存在的不足提出了单片机案例教学方法,将单片机的理论知识融入到实际的案例中去,在讲述案例的同时插入理论知识的讲解,这样充分调动了学生的学习兴趣,增强了学生对单片机的综合应用能力。基于单片机案例教学已取得了较好的效果,对学生参加各类电子设计竞赛和毕业论文设计具有较大帮助。

参考文献

[1]孙军业.案例教学[M].天津:天津教育出版社,2004.

[2]陈锟.单片机课程案例教学的思考与探讨[J].中南民族大学学报,2008(27):10-12.

[3]李冰.单片机课程的项目化教学改革与实践[J].实验室科学,2014(17):101-103.

单片机应用论文范文4

摘 要:本文阐述了理论与实践一体化教学模式在单片机原理与应用课程中的应用,介绍了以万能板为载体设计硬件电路的理论与实践一体化项目教学以及项目实施具体步骤、项目教学过程中的关键点。

关键词 :单片机原理与应用 理实一体化教学模式 项目教学

一、实施以万能板为载体设计单片机硬件电路理实一体化项目教学

传统的理论教学和实践教学是在不同的时间和不同的地点由不同的教师分别进行的。由于教学目标和教学任务不同,教学组织形式分离,因此容易造成理论教学内容和实践教学内容脱节,降低学生学习兴趣,增加教学难度,直接影响到人才培养的质量。

单片机原理与应用是一门实践性很强的应用性课程,在电子产品开发设计中应用非常广泛,并需要硬件电路开发与软件程序设计同时进行。如果只进行理论教学而不进行实践教学,则教学效果不理想;如果只进行实践教学而不进行理论教学,教学效果也不明显,因此学好单片机技术必须是理论、实践“两条腿走路”,缺一不可。理论知识的学习可以通过听课、看书、看视频教程等方式进行,实践技能就必须亲自动手操作。

为了能更好地培养现代生产企业需求的单片机技术人才,根据笔者学院多年来对用人单位的跟踪反馈,以及多种教学模式的比较、实践,笔者主张在单片机原理与应用课程中实施理论与实践一体化教学模式,即把理论与实践结合起来,理论融入到实践中,学一个知识点、做一次产品、编一次程序、总结一次学习成果,真正做到“边学边做”。

在项目教学环节采用万能板设计与制作单片机产品,这种项目教学方法,不仅能锻炼学生的焊接技术,同时还能提高学生识读单片机硬件电路图的能力,更重要的是能让学生掌握单片机开发的基本步骤,提高软硬件的编程与设计能力,为日后开发设计电子产品打下坚实的基础。

二、实施单片机理实一体化教学的项目设计

为了实现统筹单片机原理与应用课程的知识目标和能力目标,笔者将整个课程重新整合为由易到难的具有连贯性的教学项目。每个教学项目包含了必需的理论知识和岗位能力需要的实践技能,以任务驱动教学,把理论知识和实践技能渗透到教学项目的每个环节中。按照这个教学思路,设计了三个教学项目,项目中包含了三个硬件电路和100个程序范例。

1.项目一:单片机最小系统硬件电路设计与制作

单片机最小系统,是指满足单片机的工作条件,可以正常工作的单片机系统。

该项目的学习目的是掌握单片机入门基础知识和单片机的引脚功能,掌握单片机延时程序的多种编写方法,掌握单片机开发的基本步骤和关键环节,掌握单片机简单程序编辑、编译、在线下载等基本步骤。掌握单片机开发软件Keil uVision4和ISP在线编程软件progisp的使用方法。

2.项目二:基于单片机控制的十六路LED霓虹灯设计与制作

霓虹灯广泛应用于商店广告牌、城市美化等场所,采用单片机控制的霓虹灯,显示花样随程序的改变而改变,样式千变万化,深受商家和居民的喜爱。

该项目的学习目的是掌握单片机P0、P1、P2、P3口作为输入输出口的使用方法,掌握单片机键盘的工作原理及使用方法,掌握单片机C语言源程序的结构特点、标志符与关键子、数据类型与运算符、C语言的语句、数组、指针、函数等用法。

3.项目三:基于单片机控制的红外二极管感应计数报警器

红外二极管感应计数报警器可以实现当用手经过红外发射管和红外接收管时,蜂鸣器发声、二位数码管数字加1的功能,其灵敏度非常高。该电路设计思路来源于企业商品自动计数器的应用实例,当有商品从传送带上经过感应器前,计数器加1,并发出提示声。该电路在现实生活中应用广泛,可以作为单片机设计人员的基本电路模块。

该项目的学习目的是掌握单片机的定时器、计数器、中断及接口技术,掌握LED数码管的工作原理和接口电路,能综合运用模拟电路、数字电路、传感器等基础知识设计与制作比较复杂的作品。

三、组织实施单片机理实一体化教学的关键点

1.前期准备是组织教学的起点

在教学准备阶段,推荐购买单片机制作常用工具和用万能板设计的单片机学习套件。

2.课堂管理是组织教学的难点

由于学生的学习动力、接受能力差异较大,教师要有针对性地将学习动力、接受能力较强的学生与学习动力、接受能力较弱的学生组成一个小组,同时指定一个小组长,协助教师进行课堂管理。

3.教师现场技术指导是组织教学的重点

当学生进行实践操作的时候,教师一定要巡视,及时解决学生遇到的困难,批评教育个别不遵守纪律的学生,要求其加强组织性和纪律性。

4.项目报告是组织教学的落脚点

单片机应用论文范文5

【关键词】单片机原理与应用课程

教学改革 实践

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)02C-

0118-02

单片机原理与应用课程是高职电气类专业一门十分重要的核心课程。但是,由于该课程内容抽象,相关课程繁多,学生普遍反映难以学习和掌握。笔者结合自己多年教改的体会,分析了单片机课程教学目前存在的一些问题,并提出了改革其理论教学和实践教学的一些措施。

一、目前高职单片机教学存在的问题及原因

(一)教学内容及教学安排与高职单片机课程的教学目标不一致

1.理论教学内容方面。传统的单片机教材一般分为理论与实验两部分。理论教材的内容一般是以单片机的结构为主线,先是论述单片机的基本结构,接着是单片机的指令系统和汇编语言程序设计,然后是单片机的内部资源及编程、单片机的各种接口及应用,最后是各种元器件的应用。这样的教材详细讲解了单片机的结构和功能,为学生全面掌握单片机的理论知识提供了便利。但是,对于高职院校的学生来说,这样的教材不是很适宜。因为,第一,高职院校的学生基础较差,学习能力不强,对于抽象的理论知识难以理解,也不很感兴趣;第二,传统教材的内容陈旧,理论性强,实用性差,未能突出高职院校培养应用型、技能型人才的特点;第三,传统教材的内容与实际应用相脱节,缺少单片机开发应用的最新成果。

2.实验教学内容方面。传统的实验教材一般是根据实验室所配备的单片机实验箱来编写的验证性实验或一些简单的设计性实验。做实验时学生只需按给定的实验步骤进行简单的硬件连接、程序录入和编译下载;无须了解整个系统的开发、调试及工作的过程。这样的实验教材与理论教材的关联是很少的,各自独立成书,理论课与实验课各自为政,相互脱节,其结果必然是使理论教学和实验教学难以相辅相成、相互促进。

3.教学内容的安排上,理论教学与实践教学相分离。单片机课程传统的教学模式一般是:理论教学在教室讲解,实验教学在实验室操作,二者实施的时间、空间完全各自独立,其中又以教室的理论教学为主。这种教学安排将理论教学和实验教学相分离,既无法充分发挥理论对实践的指导作用,也无法及时地通过实践来加深对理论的理解。

(二)传统实验的方式单一、效率和效果差,无法达到培养学生实际动手能力的目的

传统的实验教学大多采用实验箱实验的方式,在实验室中进行,它往往会受到诸如硬件资源、实验时间和实验场地的限制。学生在做实验时,一般是在实验教材的指导下,按已给出的程序(有的甚至是已调试编译好的可执行代码)和已给定的实验连接简图进行,学生无须了解整个系统的电气原理。因而即便学生已按要求正确无误地完成了整个实验,得到了相关的实验结果,但他们对整个系统的工作还是一知半解,没有一个整体的概念,最终还是不会设计电路,有的甚至连基本的电路图都看不懂。这种实验的实验方式单一,实验的效率和效果都很差,根本达不到培养学生实际动手能力的目的。

(三)教学的方式、方法及手段有待提高

单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术,不仅其芯片型号及功能日新月异,而且开发其应用系统的技术手段和方式方法也层出不穷,各种各样的仿真软件大量涌现,单纯依靠板书教学(或“板书式”的多媒体教学)以及实验室内的有限实验,已越来越跟不上技术的发展,越来越适应不了高职院校培养学生实际动手能力的需要。

二、理论与实践方面的改革

(一)理论教学的改革

1.重构教学内容以适应单片机技术的快速发展。结合职业院校单片机教学的目标及学生学习的特点,我们根据单片机应用系统的实际开发过程,基于项目导向的原则,对单片机课程的教材进行了重构,开发出新的单片机教材。新教材摈弃原来的章节概念,打破了原有的知识体系,不再以单片机的结构为主线,而是依据任务驱动、项目导向的教学思路,以项目实践为单位来组织教学内容,将单片机应用系统的设计与开发过程与单片机的相关知识点有机地结合在一起,使学生在学习各个单片机应用系统(即项目实践)的设计与开发的过程中,认识单片机,掌握单片机,应用单片机。对各个项目的编写,一般是先提出项目要求,然后给出能仿真实现的系统电路原理图及程序,接着再陈述本项目所涉及的理论知识及本项目的设计思想、工作原理和过程,最后是相关的理论拓展及相应的技能拓展项目,以便学有余力的学生进行更深入的学习,使之拥有广阔的自主学习和自主创新的空间。所有的项目安排我们都遵照由浅入深的原则,通过渐进的学习逐步提高学生的知识和技能。教学改革的基本思想是强调“做中学”,每一个项目均能通过仿真实验来展示系统运行的结果,既直观生动又费时不多,大大加强了理论与实践的联系。

2.引入C51语言的教学,降低单片机指令的学习要求及难度。传统单片机的教学及其应用系统的开发,一般都是以汇编语言作为开发工具,因为汇编语言具有代码紧凑、执行时间短、控制及时等优点。但是随着单片机技术的发展,其编程繁琐、可读性差、可移植性弱等缺点越来越难以接受;相反,C语言在功能上、结构上、可读性和可维护性上有明显的优势。因此,目前单片机C语言已非常流行,绝大部分的应用系统均可直接用C51来编写,而且在企业的实际应用中已很少有人使用汇编语言来编写程序。有鉴于此,我们将C51语言引入单片机的教学,这样就可以将汇编语言及单片机的汇编指令等传统中极为重要的教学内容作为稍有了解即可的知识,使学生无须花费大量的时间和精力去学习汇编语言及有关指令,从而大大降低单片机理论教学的难度。

3.引入Keil及Proteus的教学,充分发挥单片机仿真软件在理论教学上的辅助作用。Keil编译软件可以对汇编语言、C语言进行编译与调试,Proteus仿真软件可以对数字电路、模拟电路、单片机及其电路进行仿真。将Keil编译软件与Proteus仿真软件相结合,可以在计算机上调试和仿真单片机应用系统的运行情况及结果。过去,我们通常都只是将这两个软件应用于实验教学,而忽视了它们在理论教学上强大的辅助作用。实际上,在理论教学时,通过Proteus仿真,我们可以直观地观察到教学案例的实际运行效果, 这样对理论教学有很大的辅助作用,这主要体现在:(1)能够直观形象地显示案例的运行结果,加深学生的印象和感性的认识,并提高学生学习的兴趣和积极性;(2)可检验案例设计的正确性;(3)直观地见证程序的执行过程及结果,方便理解案例程序;(4)学生课后可随时对课本的所有案例进行仿真验证和学习,以帮助学生理解课本的相关知识,使仿真实验成为可指导学生学习的、可靠的“老师”;(5)通过仿真实验,学生可以从严重依赖于实验室实验的状况中彻底解脱,只要有电脑,在宿舍就可以进行单片机仿真实验。

(二)实践教学改革

1.实践内容层次化,实验形式多样化。将单片机的实验,按内容深浅的不同划分为三个层次,即验证型实验、综合型实验和课程设计型实验;按实验形式的不同划分为四种,即仿真实验、实验箱实验、实验板实验、实际工程应用实验。实验时不管是什么层次的实验均要求先进行仿真实验,而且对于仿真实验除了刚开始学习Keil和Proteus软件时,在实验课堂上统一完成外,其他的仿真实验均要求学生利用课外时间在实验室外独立完成。

验证型实验一般只进行仿真实验,其内容均选自理论教学的案例(目的是加强理论与实验的关系),均作为课外作业的形式布置给学生完成。当然,上课时老师可以将仿真结果演示给学生看,学生在课外只需按照案例给出的程序和电路图即可进行相应的仿真实验。做这种实验的效率很高,不用占用上课时间,而且其仿真效果也很好。通过这些实验,一方面可加深学生对理论教学内容的理解,另一方面可让学生逐步熟悉Keil软件和Proteus软件的使用。

综合型实验是对单片机某一项目内容进行较深入的实验研究,其内容可以是理论教学中所讲到的某一较大的案例,也可以是实验箱或实验板所配送的某一专题的实验案例;我们可以根据实验的时间及实验内容的难易来确定是否给出电路和程序,是否只要求做仿真实验或是还要做实验箱、实验板实验等。通过这种实验一方面可进一步提高学生进行仿真实验的技能,另一方面也让学生逐步熟悉实验箱或实验板等单片机应用系统的开发工具,为学生进行下一步的实际工程应用打下坚实的基础。

课程设计型实验是在单片机课程学习完成后,针对单片机在实际生产、生活中的具体应用而开发的一个单片机应用系统,如数字多用仪表的设计、红外遥控系统设计、简易电子琴设计、带农历的万年历设计,等等。对于课程设计型实验,学生不再单独进行,而是按小组进行,而且要求同学们按照单片机实际工程应用的开发程序完成整个过程,这包括软硬件的设计、仿真实验的实现、电路板的设计与制作、元器件的购买与安装、程序的下载与运行等。通过这种实验可以让学生掌握单片机应用系统的整个开发过程,为今后的实际工作打下坚实的基础。为了保证实验的成功率,增强学生的信心,开始可以先选择一个极其简单的验证型实验来进行,以便让学生熟悉整个单片机应用系统的开发过程,然后再真正从事复杂的课程设计型实验。

2.通过引入仿真实验,大大提高实验的效率和效果,从而可增加实验的内容和难度。如前所述,我们在理论教学和实验教学中均已引入Proteus仿真软件与Keil编译软件,通过仿真实验,可以将很多实验(尤其是验证型实验)作为作业的形式布置给学生,要求他们在课外仿真实现。对于需要用实验箱或实验板进行的实验,我们也要求学生先在仿真软件中实现,然后再进行实验箱(或实验板)的实验,观察硬件运行的结果与软件仿真的结的差别。这样做的目的是将整个实验一分为二,仿真部分学生利用课外时间在自己的电脑上完成,实际硬件实验的部分在实验室完成,从而大大提高实验的效率和效果,为增加实验的内容和难度提供可能。

【参考文献】

[1]陈龙,张亚君.Proteus仿真软件在单片机实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2009(8)

[2]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索,2010(5)

[3]王新刚,余洁.浅谈单片机课程教学质量的提高[J].教育与职业,2010(11)

[4]陈宜建.虚拟实验在单片机教学中的应用[J].中国职业技术教育,2010(2)

[5]熊春如,彭小娟,刘世安.项目驱动在高职单片机C语言教学中的实践[J].职教论坛,2010(5)

[6]丁保华等.单片机原理与接口技术实验教学改革与实践[J].实验技术与理管,2010(1)

单片机应用论文范文6

Photoshop是由Adobe Systems开发和发行一款功能强大的图片处理计算机软件,目前其已广泛应用于户外平面广告设计、影楼摄影后期处理和多媒体课件制作等领域,其功能强大且操作便捷,目前已成为应用最为广泛的图片处理软件。本文就该软件在医学论文图片整合中的一些应用技巧做一简要介绍,旨在为医学工作者在论文撰写图片整合方面提供针对性的实践参考。

【关键词】Photoshop 医学论文 图片整合

1 医学论文图片整合过程中常见的问题

医学工作者在论文撰写过程中常常遇到图片的调色、图片格式的转换、像素的设置、多个单幅图片向一副图片的整合等诸多问题,由于图片处理技巧的缺失,往往造成图片处理不符合期刊的要求,延误论文撰写和发表的进度,笔者就医学期刊论文图片处理要求,就多个单幅图片向一副图片的整合(包含序号和标尺的添加)处理技巧做一针对性的介绍。

2 Photoshop在医学论文图片整合中的应用

2.1 Photoshop版本的选择

本文软件选择Photoshop cs2.0简体中文版,cs2.0版虽然是Photoshop较为早期的版本,但具有该软件最基本和最常用的功能,cs2.0中文版的优势是软件本身只有数百兆,占用内存小,删减了不常用的功能,对计算机配置要求较低,且已被汉化便于操作使用,完全能满足对医学论文图片处理的要求。

2.2 多个单幅图片向一副图片的整合

本文以四副单个图片整合为一副图片为例,在软件中依次将四副单个图片打开,任选一幅图片点击菜单栏图像-图像大小,并记录图片的宽度、高度及分辨率;空白背景图层构建:点击菜单栏文件-新建,参数设置:高度和宽度设置约为单幅图片的二倍多一些(空白图片上放置四幅图片),像素设置与单幅图像素一致(图1);四幅图片移动至空白图层:选择工具栏移动工具,依次拖动四幅图片至空白图层,形成一个多图层图片,同时关闭原四副图片,在活动图层面板分别点击“图层1-4”文字给每张图片针对性命名;图片的排版:以四副图片平排各两张为例,使用工具栏移动工具分别移动各张图片至大置,在软件上、下刻度线上拖动形成交叉参照线用于精确定位(参照线不会被保存至图片),图片与图片间的距离根据期刊要求参照刻度线确定,操作同时可使用放大镜功能放大图层,使用键盘上下左右进行微量精准调节(图2)。

2.3 图片序号和标尺的添加

序号的添加:点击图层面板下部“创建新图层”,选择新图层,点击“排版文字工具”并选择字体和字体大小,在空白图层上依次键入ABCD,并分别拖动文字至图片右下角,可使用参照线进行准确定位;标尺的添加:标尺是医学论文表示图中显微结构大小的参照线,新建空白图层并双击文字重新命名“标尺”,选择“标尺”图层,点击选择“矩形选框工具”,在标尺图层中建立矩形空白选取,然后点击菜单栏编辑-填充,颜色使用黑色(可根据需要变换颜色),Ctrl+D取消选区,快捷键Ctrl+T可通过控制滑块调节标尺的长度和宽度。

2.4 图片的保存

图片保存常用格式有三种:JPEG、TIFF和PSD,三种格式各有特点。JPEG格式压缩量较大,图片数据容量较小,为常用格式,TIFF格式压缩量小,图片数据容量较大,但图片显示细节较好。PSD格式是多个图层并存能够被Phtoshop识别的一种图片格式,严格来说并不是图片,但它能保存图片的图层原始状态,其优势是为图片的修改做了备份储备。

3 结语

Photoshop软件功能强大使用方便,在各个领域应用十分广泛,医学领域尤其是医学形态学领域使用最为常见,熟练掌握该软件的操作技巧在医学工作者图片处理过程中能起到事半功倍的效果。本文除了以文字形式介绍外还制作了相关操作屏幕录像视频供交流学习(https:///cknZu4Xy9Dk9w 访问密码 d954),旨在为医学工作者论文图片处理提供一些基础性操作帮助。

(通讯作者:李明)

参考文献

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[2]蒋斌.Photoshop实用教程[M].电子工业出版社,2004:15-18.

[3]马月进.Photoshop图像处理课程案例教学实践[J].计计算机教育,2010(02):87-89.

[4]张昌林,陈 素,李 彬,陈健美.多媒体技术及其医学应用[M].北京:人民卫生出版社,2009:111-161.

[5]张屹,黄欣,谢浩泉,等.交互式微视频教学资源的研发与应用――以“教育技术学研究方法”为例[J].电化教育研究,2013(05):48-54.

作者简介

高欣(1977-),女,山西省吕梁市人。现为长治医学院讲师,主要从事计算机基础教育。研究方向为计算机技术在医学教育中的应用研究。


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