在平时的学习、工作中，大家都经常接触到论文吧，论文是指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。怎么写论文才能避免踩雷呢？读书之法，在循序而渐进，熟读而精思，下面是敬业的小编给大家收集整理的14篇单片机原理论文，欢迎借鉴，希望大家能够喜欢。
关键词：高等职业教育项目化教学工作任务单片机
中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)02(c)-0000-00
“高等职业教育的培养目标是在生产服务第一线工作的高层实用人才。这类人才的主要作用是将已经成熟的技术和管理规范变成现实的生产和服务，在第一线从事管理和运用工。”因此培养学生的技术能力成为高等职业教育的核心。为实现高职教育的使命和人才培养目标，在课程教学中要改变重理论，轻实践的现象，实行“项目化教学”，在一个个项目教学的内容中讲授理论，提高学生的学习积极性和主动性，激发学生的创造性和创新性。
1、《单片机技术应用》课程实行项目化教学的必要性
《单片机技术应用》课程是电类专业的一门专业核心课程，具有十分突出的实践性。大部分学生在学习单片机时都是第一次接触到这种器件，对其没有任何感性的认识，因此在学习中存在非常大的困难。传统的教学方式是在教室内由教师按照书本传授系统的理论知识，然后通过若干验证性的实验进行知识的巩固加强。这种方式易造成理论与实践的分割，许多学生学完单片机后仍然不能掌握它的基本使用方式，所以必须对单片机的教学方式进行改革，必须引入“项目化教学”方式。
2、《单片机技术应用》课程项目化教学方案设计
2.1 课程设计的理念与思路
1．开展企业行业调研，分析与《单片机技术应用》课程相关的职业岗位
2．归纳总结，整合为《单片机技术应用》的典型工作任务
3．以《单片机技术应用》岗位为载体，序化工作任务，转化设计为学习情境
4．以学生为主体，以能力�
2.2 《单片机技术应用》项目化课程内容设计
本课程教学内容的选取以能力为最终目标，“项目化教学”全部以单片机在实际工程应用中的典型技术为背景，以单片机典型控制电路为载体，具体内容如下表所示：
2.2.1 单片机总体认知
了解单片机名称由来、特点、应用、分类及选择；了解单片机引脚、工作条件、工作原理、数据存储器、程序存储器。
2.2.2 单片机开发环境建立
学习开发环境建立、集成开发软件下载和安装；学习汇编程序文件和项目建立、软件编译调试；学习C程序文件和项目建立、软件编译调试。
2.2.3 单片机指令系统
了解指令格式及清零、拆字序、拼字、数据传送、数据排序、查找相同数个数等程序的编写。
2.2.4 电脑时钟
熟悉编程方法及程序的设计与调试技巧。
2.2.5 彩灯控制器
（1）P1口亮灯控制与仿真
P1口输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮，学会使用 Proteus软件进行模拟仿真。
（2）P1口转弯灯控制与仿真
P1.0接开关上拨为5V即高电平时，左转弯灯闪亮，P1.1为高电平时右转弯灯闪亮，P1.0，P1.1开关同时接高电平或低电平时，转弯灯均不闪亮。学会使用 Proteus软件进行模拟仿真。
（3）抢答器。
利用74LS244作为输入口，读取开关状态，并将此状态，通过74LS273再驱动发光二极管显示出来，构成四到八人的抢答器。
2.2.6. 计数器
把定时器0外部输入的脉冲进行计数，并显示。
2.3 项目化课程内容教学实施
实际教学中，实现理论教学和实践教学真正地融合。上课地点就在实验室，实验室装有多媒体设备教学设备，可以很方便地使用教学课件。在教学过程中，需要教师演示程序运行的时候，可以方便的使用仿真设备与环境，并把过程和结果展示在屏幕上。将原来抽象的教学内容用生动的课件表现出来，使学生可以更直观地理解教学内容，激发学生学习兴趣，提高学生的学习效率。通过课件演示，通过教师运用仿真软件演示，帮助学生理解复杂的程序代码教学内容；在产品开发制做教学环节，在教师的指导下，学生亲自动手进行项目制做，达到“教、学、做”一体化。
2.4 选用与项目化教学相适应的考核方式
本课程采取过程性考核 + 终结性考核，过程性考核是制订出以各单元模块训练项目、课程设计项目的完成情况为依据，注重基本知识、基本技能掌握情况的阶段性考核及综合应用能力的考核，终结性考核是期末对全部课程知识与能力的综合测试，采用“教考分离”考核方式，授课教师不参与出题，学生独立完成理论与能力的综合测试。
3、单片机技术应用项目化教学关键点
3.1 设计的学习项目必须具有很强的针对性和实用性
在课程开发和教学内容的确定过程中，必须有行业、企业专家技术人员共同参与课程建设的全过程，尤其是在岗位工作任务调研与典型工作任务归纳、行动领域确定、课程内容设置等方面，必须要征求行业企业专家意见并进行论证，才能确保课程体系及课程内容的针对性与适用性。
3.2 真正做到以任务为中心开展教学
教师在设计项目化课程时，要注意对工作任务本身做详细阐述，为理论学习提供坚实载体。要让学生理解工作任务，并提醒学生将注意力放在工作任务上，而不仅仅是知识上，教学的最终目的是完成工作任务，并且最好是未来学生职业岗位上的任务，这就要求教师熟悉课程所面相的职业岗位及各岗位职责和具体的工作任务的同时，还应具备把工作任务转化成具体的学习任务的能力，能够真正的以任务为引领展开教学。
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
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
关键词：切削力，测量，单片机
前言
切削力的测量不仅可以研究切削机理、计算功率消耗、优化切削用量和刀具几何参数、校核切削力和切削温度理论计算的准确性，更重要的是，可以通过切削力的变化来监控切削过程，反映刀具磨损或破损、切削用量合理性、机床故障、颤振等切削状态。
1 计算机向单片机传输命令和数据
通过对单片机的编程来控制USB接口芯片，接收和响应主机对设备发出的命令。在测力系统中，单片机的编程设计程序通常由三部分组成：
第一、初始化单片机和所有的电路。
第二、主循环部分，其任务是可以中断的。
第三、中断服务程序，其任务是对时间敏感的，必须马上执行。
当应用程序中的“数据采集”按钮按下后，USB进入主循环函数，将从端点缓冲区中提取命令，并按照命令的要求，调用相应的函数，如采集数据，桥路调零，设置频率等。关键的几个函数如下：
(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite)；//启动一个线程，调用传输命令函数
(2) open_ file(threadParam->pipe-name)；//创建文件句柄
(3) open_dev()；//创建设备句柄
(4) DeviceIoControl(hDevice，IOCTL_ WRITE_REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL);
//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输出的功能。论文格式。
(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer，threadParam->uiLength,&nBytes，NULL)；
//写文件函数将数据传送到单片机的缓冲区中。论文格式。
2 单片机向计算机传输数据其流程
单片机向计算机传输流程
经过模数转换后的数据首先保存在单片机的数据缓冲区中，当单片机接收到主机发来的IN命令时，调用如下函数将数据传送到计算机的内存中。论文格式。
1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead)；//启动一个线程，调用读取数据函数
2) open_ file(threadParm一>pipe name);； //创建文件句柄，准备读取数据
3) open dev ()；//创建设备句柄
4) DeviceIoControl (hDevice，IOCTLesWRITE REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock，sizeof(IO_BLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL)；
//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输入的功能。
5) ReadFile(hFile，threadParam->pcIoBuffer， threadParam->uiLength,&nBytes, NULL)；
//读文件函数将数据从单片机的缓冲区读入到threadParam->pcIoBuffer内存中。
3结论
利用单片机实现切削力测量中USB数据传输功能，以达到对切削力的测量的监控。实现了生产过程中连续自动采样、实时显示、过载报警。
参考文献：
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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 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 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。
论文格式写作要求：
1.论文题目为三号黑体加粗居中
2.一级标题应该设置为黑体三号加粗居中（即每一章节的标题如第一章）
3.二级标题应该设置为黑体四号加粗，对齐方式为左对齐（即每一章节的下一级标题如：1.1）
4.三级标题应该设置为黑体小四加粗，对齐方式为左对齐（二级标题下的小标题如1.1.1）
5.中文“摘要”两个字应该是三号黑体加粗居中，应该设置为一级标题。
6.中文摘要内容字体应该为宋体小四，两端对齐，行间距为1.5倍或是20磅。
7.英文摘要（abstract）应该是罗马（TimesNewRoman）三号加粗居中，应该设置为一级标题
8.英文摘要内容字体应该是罗马（TimesNewRoman）字号为小四，两端对齐，行间距为1.5倍或是20磅。
9.“关键词”三个字应该是黑体小四，其后为关键词（宋体小四），关键词数量为4~6个，每一个关键词之间要用逗号分开，最后一个关键词后不打标点符号
10.“目录”两个字应该设置为黑体三号加粗居中
11.文章正文应该是宋体小四
12.文章正文段落行间距应该是1.5倍行间距或是20磅，首行要空两格。
13.文章正文段落格式应该设置为两端对齐
14.文章中出现的图片，其位置应该是居中，且图片下方要有中英文对照的说明文字。其中中文说明文字应该为楷体五号，英文说明文字应该是罗马（TimesNewRoman）五号字体，中英文说明文字位置均为居中。图片及其中英文说明文字应该位于同一页。
15.文章中出现的表格，其位置应该是居中，且表格上方要有中英文对照的说明文字。其中中文说明文字应该为楷体五号，英文说明文字应该是罗马（TimesNewRoman）五号字体，中英文说明文字位置均为居中。且文中表格的风格要保持一致，表格内容的字体，字号设置要统一。表格的宽度不应该超过正文的宽度。表格如果转页的话，在随后的页面上应表明如：表一（续）
小学教育教学论文范例欣赏：
【摘要】随着社会中各行各业的竞争力度不断增加，大学生就 特别是计算机行业，近年来的计算机领域快速发展，各高校向社会输送的计算机人才也日渐提升，同时也加大了就业竞争力度。所以，学生掌握一种制约芯片的电路设计，并且熟练使用一种编程语言，不仅能够提高竞争实力，也可以增强自身的技术水平。本文中通过面向技能抽考的单片机教学进行探讨。
【关键词】技能抽考单片机教学多元化单片机
单片机是一种微型计算机的分支，以体积小、功能全、性价比高等特点著称，被运用到工业制约、通信设备、信息处理、电器等诸多领域。单片机技术在整个课程中处于核心位置，是电子信息、机电、自动化等专业学科必备技术，也是工科学生就业的一个基本保障。
一、单片机教学目前状况
单片机教学中，教师以汇编语言版本和C语言版本为编程工具的单片机为学习对象，这种学习策略可以使学生更加深入的了解单片机指令系统的操作，也可以对单片机软、硬结合的特点做深一步的单片机原理理解[1]。
“单片机”是一门专业课程，基于电工学、电子学、计算机组成原理学、接口原理及汇编语言学基础上的一门课程。以上课程是单片机课程的基础，对单片机的学习能够起到推动作用，加强学生对相关课程的理解。对于学生而言，单独的学习单片机课程，没有专业背景和知识结构的因素影响，将会很难入门[2]。
二、单片机教学的理由
2.1单片机教学的实验设备单一
教学中使用的实验设备通常是学校为学生准备好的包含十几种实验内容的实验包，学生对实验包里的设备进行试验并加深对理论知识的理解。但是，通过这种实验包学习产生的理由是无法提供更高层次的动手实验，实验包里的实验项目硬件已经连接完毕，学生只需要通过简单的连线就可以使用，导致了学生动手和动脑的机会少，线路已经固定，学生不能根据自己的设计转变线路，在实验中产生一定的局限性。
2.2教学内容与实际应用不符
学校的教学策略中，基本以理论为主，造成设计效率低、学生学习的难度大、理论性过强、语句不易理解等理由，另外由于编程的代码结构复杂，学生对硬件结构的依赖性比较大，不能够完全在不同种类之间相互移植。
三、技能抽考在单片机教学中的作用
3.1技能抽考的理论
技能抽考是根据教育学的要求，依照专业特点对学生掌握的专业技能进行标准化的考核，需要通过理论和实践的双重考核。具体做法分为三种：制定统一的抽考标准；制作抽考标准的试题库；根据专业学习的人数，采取随机筹钱的方式进行学生的独立抽考。
这种技能上的抽考相当于一种技能竞赛，专业技能竞赛相比职业技能竞赛的方面更为广阔、参与的学生也比较多、比赛的内容全面，抵制了一直以来的“重技能轻综合”的不足[5]。
3.2技能抽考在单片机教学中的作用
技能抽考运用到教学模式中，能够重新建构教学模式，提高教师和学生的专业能力、增强教师的职业道德素质和心理素质等，使学习中实现车间与教室、教师与师傅、学生与学徒、作业与产品、理论与实践、教学与比赛相结合的一种教学改革，推动学校教育水平的发展。
3.3技能抽考重建教学模式
技能抽考是以学生的综合实力为评价标准，在学习范围的完成情况来进行对专业能力的衡量，对能力、策略等进行务实、高效的教学目标。因此，教育教学观念发生了转变。从原有的教学方式转向行动教学方式，让课堂从理论性教学转向实践性教学，以“教学工厂”为实训教学模式，使车间和教室结合、理论与实践结合。
四、结论
单片机原理和教学中的自主研发、开放性和创新性，比较容易符合新世纪人才的培养，符合高校的教育规律。在教学中加快改革步伐，加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为教学中心思想，以培养学生的科学实验素质和动手能里为教学目标，将教学层次加深，全面展开单片机教学的最新模式，为电子信息行业培养大批量专业知识强又掌握应用技术的应用型人才。
参考文献
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[3]张金果，宁亚媛，姜睐。基于Proteus和Keil的单片机教学改革的探讨[J].华章，2013，12(23)：263+366
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机设备、复印机、传真机等。
Abstract
Thisarticlemainlyelaboratedhasbeenhangingthemovementcontrolsystemmerit,introducedwashangingthemovementcontrolsystemfunction,theprincipleandthedesignprocess.Ishangingthemovementcontrolsystemisoneofincontrolengineeringdomainimportantapplications,itsmaintargetistoiscontrolledtheobjectthemovementcondition,includingpath,speedandpositionimplementationcheck.Themovementcontrolsystemcompareswithothercontrolsystems,hasthesystemmodelsimply,thecheckalgorithmisunitary,alsonotcomplexcharacteristicandsoonnon-linearityandcouplingsituation.Alsoispreciselybecausethemovementcontrolsystemcanimplementtothepath,therunningrate,thepointingaccuracyaswellastherepetitionprecisionaccuracycontrolrequirement,hasthebroadapplicationforegroundineachcategoryofcontrolengineering,thereforethemovementcontrolsystemhasatpresentbecomeinthecheckstudyapplicationdomainverymuchsignificanttheresearchdirection.Throughthemonolithicintegratedcircuittosteppingmonitorcheck,implementedthemotor-driventocausetheobjectatontheboardwhichinclinedthemovement,ThecontrolsectionistheSST89E52monolithicmicrocomputerwhichSSTCorporationproducesprimarily,withwhenthe1602LCDliquidcrystalscreenandaccordingtoturnedhasimplementedwiththeuserinteractive,throughthekeyboardentrydifferentcontrolcommand,theliquid-crystaldisplaywasallowedtodisplaythesettingvalueandtherunthecoordinates.TheelectricalmachinerycontrolsectionusedLM324Nfourtotransportputsandisconnectedtheelectronicprimarydevicevoluntarilytodevelopthe42BYG205steppingmonitoractuationelectriccircuittoimplementtheelectricalmachineryaccuracycontrol.Thealgorithmpartiallyforwillsuitthemonolithicintegratedcircuitsystemtooperatecarriesonoptimizesmanytimes,willreducethemicroprocessortheoperand.Hascompletedtheobjectvoluntarilythemovementandaccordingtothedifferentsetuppathmovement.
KeywordsMagneto;1602LCD;LM324N;Drivecircuit
选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大[1]。
选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
基于单片机的悬挂运动控制系统，具有硬件电路结构简单，精确度高，抗干扰性强等优点。
1.2课题目的
培养综合运用四年大学所学知识去分析问题和解决实际问题的能力。在实践中检验所学知识，从而加强理论与实践的相结合。体验一个科研项目开发的全过程，学会单片机开发应用方法，锻炼应用能力，动手能力。本课题设计是具有一定难度的基于单片机的应用系统开发项目，培养学生创新精神和创新能力。通过这次毕业论文及设计，检验的综合素质和专业教育的培养效果，并且使学会阅读、利用英文文献资料，阅读并翻译外文资料的能力，学会设计报告和论文。
1.3课题意义
随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员[3]。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。
通过对“微机控制自动门系统”的研究和设计，精心撰写了微机控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，LED点阵显示芯片及步进电机为核心的系统。
本设计主要应用SST89E58作为控制核心，LED点阵显示芯片、步进电机、压力传感器、电位器相结合的系统。充分发挥了单片机的性能。其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。
1.4应解决的主要问题
在基于单片机的悬挂运动控制系统中，主要分三个部分设计，一个是输入和键盘显示模块；另一个是步进电机驱动模块；第三个是最小系统和输出模块设计。主要解决的问题是：
1.单片机最小系统硬件设计；
2.步进电机驱动模块设计；
3.输出部分的软硬件设计；
4.主程序设计；
5.绘图板的设计。
1.5技术要求
设计一电机控制系统，控制物体在倾斜（仰角≤100度）的板上运动。
在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为80cm×100cm。物体的形状不限，质量大于100克。物体上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。板上标有间距为1cm的浅色坐标线（不同于画笔颜色），左下角为直角坐标原点。
目录
第1章绪论1
1.1课题来源1
1.2课题目的1
1.3课题意义2
1.4应解决的主要问题2
1.5技术要求2
第2章方案论证4
2.1可行性研究4
2.1.1经济可行性研究4
2.1.2技术可行性研究4
2.1.3方案提出5
2.1.4方案分析5
2.1.3方案确定7
2.2需求分析7
第3章过程论述8
3.1概要设计8
3.1.1系统功能设计8
3.1.2系统结构设计8
3.2详细设计9
3.2.1硬件设计9
3.2.2软件设计19
第4章系统测试28
4.1硬件测试28
4.2软件测试28
4.2.1单元测试28
4.2.2集成测试30
4.2.3功能测试31
4.2.4测试结果32
结论33
后记34
关键词：AT89C51串行口无线数字电台串行通信
一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是样一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。
1系统组成
系统组成如图1、图2所示。
系统由测量站和主控站两部分组成。测量站主要完成对现场信号的采集、存储，接收遥控指令并发送数据。主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、进行数据处理和数据管理、随机显示打印等。
2AT89C51与数字电台的串行通信
Atmel公司的AT89C51单片机，是一种低功耗、高性能的、片内含有4KBFlashROM的8位CMOS单片机，工作电压范围为2.7～6V（实际使用+5V供电），8位数据总线。它有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和执着收。通过RXD引脚（串行数据接收端）和TXD引脚（串行数据发送端）与外界进行通信。
2.1通信协议与波特率
数字电台与单片机、终端主控机的通信协议为：
通信接口——标准串行RS232接口，9线制半双工方式；
通信帧格式——1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位；
波特率——1200baud。
数字电台选用Motorola公司的GM系列车载电台，工作于VHF/UHF频段，可进行无线数传（9线制标准串行RS232接口），也可进行话音通信；采用二进制移频键控（2FSK）调制解调方式，符合国际电报电话咨询委员会CCITT.23标准。在话带内进行数字传输时，推荐在不高于1200b/s数据率时使用。实际使用时，电台工作于220～240MHz频率范围，采用半双工方式（执行收、发操作，但不能同时进行）即可满足系统要求。
2.2AT89C51串行口工作方式
AT89C51串行口可设置四种工作方式，可有8位、10位和11位帧格式。本系统中，AT89C51串行口工作于方式3，即鳘帧11位的异步通信格式：1位起始位，8位数据位（低位在前），1位可编程数据位，1位停止位。
发送前，由软件设置第9位数据（TB8）作奇偶校验位，将要发送的数据写入SBUF，启动发送过程。串行口能自动把TB8取出，装入到第9位数据的位置，再逐一发送出去。发送完毕，使TI=1。
接收时，置SCON中的REN为1，允许接收。当检测到RXD（P3.0端有“1”到“0”的跳变（起始位）时，开始接收9位数据，送入移位寄存器（9位）。当满足RI=0且SM2=0或接收到的9位数据为1时，前8位数据送入SBUF，第9位数据送入SCON中的RB8，置RI为1；否则，这次接收无效，不置位RI。
串口方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定：
方式3波特率=T1溢出率/n
当SMOD=0时，n=32；SMOD=1时，n=16。T1溢出率取决于T1的计数速率（计数速率=fosc/12）和TI预置的初值。
定时器T1用作波特率发生器，工作于模式2（自动重装初值）。设TH1和TL1定时计数初值为X，则每过“28-X”个机器周期，T1就会发生一次溢出。初值X确定如下：
X=256-fosc×(SMOD+1)/384×BTL
本系统中，SMOD=0，波行率BTL=1200，晶振fosc=6MHz，所以初值X=F3H。
2.3AT89C51与数字电台的硬件连接
AT89C51与数字电台的硬件连接如图3所示。
系统采用异步串行通信方式传输测量数据。利用单片机串口与数字电台RS232数据口相连。电台常态为收状态（PPT=0，收状态；PPT=1，发状态），单片机P3.5脚输出高电平。单片机使用TTL电平，电台使用RS232电平，由MAX232完成TTL电平与RS232电平之间的转换。3片光电耦合器6N137实现单片机与电台之间的电源隔离，增强系统抗干扰性能。
单片机通过带控制端的三态缓冲门74HC125、非门74HC14控制电台的收发转换，以及指令的接收和数据发送。接收时，P3.5=1,c2=1，74HC125B截止；P3.5经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为低电平，将其置为接收状态；同时c1=0，74HC125A导通，接收的指令由电台的RXD端输入，经MAX232电平变换、光电隔离、74HC125A缓冲门，送入单片机RXD脚。发射时，P3.5=0，经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为高电平，将其置为发射状态；同时c1=1，74HC125A截止，c2=0，74HC125B导通，数据由单片机TXD脚输出，经74HC125B缓冲门、光电隔离、MAX232电平变换，通过电台TXD端口将数据发送出去。
3通信软件设计
通信软件至关重要，一旦出现问题，整个系统就会瘫痪。采取差错控制与容错技术是非常重要的。
*主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证，验证通过后正式接收指令字节；如未通过，则测量站发一信号让主控站重发，三次验证不过则停发该命令。测量站发/主控站收时，验证方式与此相同。验证通过后，测量站开始发送数据。
*一个指令由3字节构成，第二字节等于第一字节加上35H，第3字节等于第二字节加上36H。如果收到的指令不符合此规则，则重发该命令，连续三次错误时停发。
*主控站每发一个指令，测量站都回送一个应答信号。该应答信号中包含原指令样本。
下面给出单片机串行口与电台的基本通信程序。
初始化程序：
BTLEQU2FH；波特率放在内部RAM的2FH单元
MOVTMOD，#21H；T0方式1，16位计数器，T1方式2，串口用
SETBTR0；启动T0
MOVBTL，#0F3H；波特率设定为1200
MOVSCON，#0C0H；串口方式3，9位数据，禁止接收
接收及验证程序：
NUMEQU2BH；同步符个数值存放在内部RAM的2BH单元
TEMPEQU2CH
ROM-CH：DB55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H
DB55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H；20字节同步符
MIMDB''''WSC''''：3字节密码“WSC”
SETBP3.5；置电台收状态
SETBREN；允许串口接收
A1：MOVNUM，#0；记录连续到同步符55H的个数
A2：JBRI，A2；串口有数据转A3
A3：CLRRI；清接收中断标志
MOVA，SBUF；读串口数据
CJNEA，#55H，A1；不是同步符转A1
INcomUM；收到的同步符个数加1
MOVA，NUM；取收到的同步符个数
CJNEA，#5，A2；未收够连续5个55H转A2
A4:MOVNUM,#0;密码验证，记录收到密码字节数
A5：MOVDPTR，#MIM；密码字符首址
MOVA，NUM
MOVCA，@A+DPTR；查表取密码
MOVTEMP，A；保存密码
JBRI，A6；串口收完一个字节转A6
…
A6：CLRRI；清接收中断标志
MOVA，SBUF；读串口数据
CJNEA，TEMP，A4；与密码不符转A4
INcomUM；收到的密码个数加1
MOVA，NUM；取已收到的密码字节数
CJNEA，#3，A5；密码未收完转A5
发送程序：
CLRP3.5；置电台发状态
MOVB，#23
MOVDPTR，#ROM-CH
B1：CLRA
MOVCA，@A+DPTR；查表发送同步符和密码共24字节
INCDPTR
LCALLSEND-CH；调发送单字节子程序
DJNZB，B1
…
CLRA
MOVDPTR，#7000H；外部RAM数据首址，发送外部RAM中的数据到电台
B2：CJNER4，#0，B3
CJNER3，#0，B3；R4R3=发送字节数
B3：MOVXA，@DPTR；取数据
INCDPTR
LCALLSEND-CH
CJNER3，#0，B4
CJNER4，#0，B5
B4：DECR3
LJMPB2
DECR3
DECR4
LJMPB2
…
SEND-CH：SETBTB8
MOVSBUF，A
DB0，0，0，0，0，0，0，0
JNBTI，$；延时4μs
CLRTI
RET
关键词： 《单片机应用技术》课程教学 课程改革 具体思路
1.引言
《单片机应用技术》是电气工程及自动化类专业的核心专业课程，也是一门硬件与软件相结合的实践应用性极强的综合性课程。这门课程涉及数字电路、微机原理、汇编语言程序设计等相关知识，逻辑严谨、内容抽象，不容易理解。教好《单片机应用技术》这门课程，是对教师在学识、能力、技巧诸方面的一种严峻考验。目前，我校电专业《单片机应用技术》课程教学普遍存在的问题是，大部分学生在掌握基本理论的基础上，只能看懂教师写的程序，自己动手编写程序普遍比较困难。因此，课程教学改革的目标是让学生能积极动手，将所学的知识运用到单片机产品的设计开发上，能独立设计制作一般的单片机控制电子产品，使这门课程成为学生所感兴趣的课程。笔者以“培养学生分析问题、解决问题的能力，提高实践动手能力”为目标，在《单片机应用技术》教学中从课程教学内容、教学方法、考核方法三个方面作了一些探讨。
2.教学内容的探讨
在单片机课程教学过程中，将单片机应用系统作为教学主线贯穿始终。在讲授第一堂课时，首先向学生展示并演示单片机应用系统在日常生活中的典型应用实例，如电子时钟系统、音乐电子琴系统等。通过演示学生建立了单片机应用系统的初步概念，直观地感受到了单片机应用系统的实际应用，从而明确了本课程学习的目标。
改革教学内容，最重要的是对教学内容进行精选，突出实践性环节。在教学中，教师应力求做到纵观全书，抓住关键，突出重点，解决难点；把主要时间花在讲解重要概念、基本原理和基本方法上，注重讲清难点，分析并引导学生掌握课程内容的内在关联性，而不是把一本书一堂课从头讲到尾。
《单片机应用技术》课程体系包括理论知识讲授、实验和课程设计三大部分，理论知识64课时，实验12课时，课程设计2周。在理论课教学中，按照“理论教学以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，精选教学内容。单片机理论讲授涵盖的内容包括以下几个方面的内容：
（1）单片机概念、发展概况、以51为核心的MCS-51系列及其广泛应用。
（2）MCS-51单片机的逻辑结构，信号引脚，以及内部存储器；单片机的I/O口的功能，以及时钟电路与时序、复位方式和复位电路。
（3）单片机的寻址方式、指令系统和伪指令。
（4）程序设计的基本方法，要求学生能独立编写一些简单的程序。
（5）中断的基本概念、中断源、中断控制、中断响应过程；定时/计数器的功能、控制寄存器及工作方式的应用。
（6）串行通信的基础知识；MCS-51单片机串行口的UART结构及串行通信控制、MCS-51单片机串行口通信工作方式及其应用。
（7）I/O口的直接使用，I/O编址技术和I/O控制方式、简单I/O扩展及用8155可编程接口芯片实现I/O扩展。
（8）键盘的接口设计和程序设计、LED显示器的接口设计和程序设计。
（9）存储器扩展机构及其实现、程序存储器和数据存储器的扩展及其地址映像范围。
（10）单片机与A/D、D/A转换器的接口及其应用。
在设计实验教学时，针对教学要点设计实验内容，引导学生用不同的方法实现同一个任务，让枯燥的理论知识融会贯通到实践中去。具体实验安排为：单片机实验箱、仿真系统的认识；广告灯实验；定时/计数器实验；中断系统实验；数码管显示实验；串并口实验六个实验。
两周的课程设计是学生进行单片机应用能力的综合训练，是建立在学生已学完理论课程及实验教学和相关课程之后所进行的综合实训。可给出若干题目，学生按照长处、性格，采取自愿的原则，组织若干个小组。在实施过程中，要求严格按照软件工程的要求，完成实物的制作。要求给出具体的阶段计划、人员分工、设计说明书、原理图、PCB图、程序、测试计划、测试方案、测试结果等。学生通过设计初步了解项目立项、方案论证、电子元器件的选型和焊接、硬件设计、软件设计、系统调试等全过程，充分发掘学生的潜能和创新意识。另外，组织学生到实习基地实习，通过多种形式的实践环节，着重培养学生对于单片机系统的综合分析能力和实际应用能力。
3.教学方法的探讨
在教学方法上，教师不仅要向学生传授知识，更要教会学生学习的方法，培养学生的知识处理及知识转换能力和分析问题、解决问题能力及创新能力。
（1）在讲解一个新的理论时，强调以实际应用引入理论体系。以一个具体的项目实例为主线，理论教学和实践教学均围绕如何实现这个项目进行。
比如在讲MCS－5l单片机汇编语言程序设计时，通过具体的课题提出问题，比如“广告灯如何控制？”“十字路通灯如何控制？”在讲定时计数器时，给学生提出“电子钟如何实现”的课题。每一章节围绕“提出问题，思考问题，解决问题”的思路，使学生达到理解和灵活应用知识的目的，引导学生在不同的设计方案中寻求设计程序的最佳方案，激发学生的学习兴趣和成就感。学生在学习单片机知识的同时学会解决实际工程应用问题的思路和手段，通过采用“教”“学”“做”合一的方法，笔者不仅向学生传授了知识，而且教会了学生学习的方法，锻炼了学生动手能力。
（2）在教学手段上，多媒体教学和板书教学相结合，教学内容中涉及逻辑图、原理图、结构图等图、表之类的知识时，采用多媒体教学更加直观，比如单片机内部逻辑结构、中断控制系统等内容采用多媒体教学。另外，用MCS-51仿真软件直接在课堂上对程序进行运行调试、与理论配套的相关器件的演示等。基本的重要的概念反复强调，贯穿整个教学活动。
（3）硬件和软件结合紧密是《单片机应用技术》课程的特点之一。在教学上笔者采取了一些教学方法，比如直观教学法。在介绍“什么是单片机”时，将单片机芯片实物展示给学生，使学生了解到在这样一个小小的集成电路芯片中集成了微型计算机的主要部件，用这种方法给学生建立起单片机的感性认识。在硬件知识的讲解上，力求教学内容的条理性。比如，在讲授“单片机中断系统”时，画出中断过程结构图，将中断系统所有的知识点全部标识在结构图中，按照“中断源―中断控制寄存器―中断响应―中断处理―中断返回”的思路讲解中断系统，使学生有一个明确的学习思路。
在讲解“程序设计”这一章时笔者作了这样的处理：在顺序、分支、循环三种结构的程序中各举一个例子，重点放在讲述解题思路上面，而将其它各种类型的程序设计的内容放在习题课中进行讲解。这样使得学生能够及时将所学的理论应用于实践，使前面提到的教学规划得以实施。
（4）在组织课堂教学时，注意调动学生的主观能动性，启发学生，多用提问的方式，让学生自己动脑筋解决问题。在每一章节中为几个知识点设计提问和讨论，使学生不是完全被动地听课，而是边学边想、边学边问。另外，交互式教学方法在实践中也是切实可行的。以学生为中心，进行分组教学，这样既可以提高学生的自主性学好知识，又可以因材施教，更可以提高学生的团结与协作能力，而这种能力在产品开发过程中更是不可缺少的。
4.考核方法的探讨
目前的考试形式尚存在诸多问题：
（1）考试内容不合理。考试内容局限于教材，每到期末复习时给学生划范围、定重点，这样助长了一部分学生的惰性，有些学生
（2）考试方式单一。考试闭卷多，开卷少；笔试多，口试、答辩方式少，理论考试多，技能、操作、实践能力考查少；一次考试定结论多，数次考试综合评价少。
（3）考试题型不合理。客观性试题比例大，而综合性题少，这很不利于学生思维、分析、综合能力的培养和创新精神的形成。
针对以上几点问题，笔者对《单片机应用技术》课程的考核方法的改革提出以下几点思考：
（1）丰富考试方法。根据《单片机原理及应用》课程的特点，我们可以采用笔试、口试、做设计、写论文、进行实际操作，以及开卷、闭卷等多种方式。考试如果能够强调能力，必然会引导教学走上“打好基础、培养能力、发展智力”的正确轨道。
（2）改革考试成绩评定分布。考前不划重点，严肃考场纪律。坚持集体阅卷，阅卷后对试卷进行分析。平时成绩占40%，包括出勤、作业、课堂回答问题的能力；实验占30%，包括实验报告成绩及实验考试成绩。这些在课程开始即告之学生。由于平时成绩占比例较高，学生从一开始就会注意避免重理论、轻实际，重考试、轻能力的倾向。另外，教学结束后，教师根据学生的专业，以及学习情况让学生按要求完成一个综合设计实验，作为学生本门课程总成绩的加分项。
（3）合理分配考试题型。针对大纲的要求，教师应合理分配客观题目和主观题目的比例，注重考核学生熟悉运用知识的能力。
（4）建立考试结果分析制度，不断总结教学经验。当发现问题时，教师应及时纠正，拓宽、疏通教学质量的有效反馈渠道，建立健全沟通机制。
5.结语
《单片机应用技术》是高职电专业学生一门重要的技术课程，学好该课程不但要掌握硬件知识，还要掌握软件知识，是学生感到最难学的一门技术课之一。笔者本着激发学生的学习兴趣，扩大学生的知识面，培养学生的创新精神的原则，提出了《单片机应用技术》课程改革的具体思路，所探讨的教学的内容、方式和考核方法已经部分在实际教学过程中得到贯彻，有了一些初步的成果。《单片机应用技术》发展极快，要讲好该门课程，教师要具有相当的实践经验和科研能力，并且要不断地学习充实自己。教学是一门艺术，教学过程是一项复杂的系统工程，要建立一个完善的、更加合理的单片机课程教学体系，我们还需要不断地进行探索和实践。
参考文献：
［1］谢敏。单片机应用技术［M］.北京：机械工业出版社，2008.
[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� 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.
关键词：单片机应用技术 课程教学改革与建设 项目任务化教学
中图分类号：G710 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.120
1 引言
《单片机应用技术》是一门综合性比较强的课程，在实用性、工程性、技术性方面具有较强专业化的特点。该课程是计算机、自动化、电子类等专业中很重要的专业基础课或专业课，它综合了模拟电路，数字电路，微机原理、通信技术、程序设计等多方面的知识。作为一门核心课程，它既是自动检测、机电控制和信号处理等专业的基础，又可在运用在物联网技术等新兴行业中，具有相当重要的地位。
对于《单片机应用技术》课程而言，当前许多院校的教师在教学中，通常把理论教学与实践教学分开进行，学生无法把理论和实践结合在一起。同时许多学校的单片机实训室设备不能适应单片机技术发展潮流，实训项目过于单一，无法将理论知识和实际项目应用有机结合起来，因此对单片机课程进行改革是非常必要的。
2 课程教学改革建设目标
单片机应用技术课程将教学内容归纳为四个模块，为学生的可持续发展奠定良好的基础；将实训分为五个项目，每个项目依据工作过程分成若干个任务完成，每个任务又是与实际应用紧密相连的实用案例。教学方法采用“教学做一体化”，即“理论与实训一体，实训任务与工作过程一体，工程项目与知识、能力、素质提高一体”。
根据如上所述，我们对《单片机应用技术》课程的教学改革建设目标进行如下改革方案。
2.1 课程内容体系结构的改革
对初学者而言，单片机的理论知识部分较为抽象，对学生的逻辑思维能力要求很高，不同专业的学生对单片机课程的学习深度需求也不一样。所以一定要按实际开发项目来整合课程体系内容，方便于作项目课程开发。
2.2 教学内容组织方式的改革
如何激发学生的学习兴趣，提高学生的自学能力，是单片机学习的重中之重。在教学中我们建议采用以C语言程序设计为主，按“项目-任务”的方式组织，符合工程开发的要求。
2.3 改革实践性教学设计方式
学生以课堂教学任务为实训项目，首先使用Proteus软件来绘制实训项目的仿真电路图；然后用Keil uVision3软件编写和编译程序，得到hex文件；最后在仿真电路上加载hex二进制文件进行调试。不但如此，教师还应该要求学生在基本实训任务的基础上，进行适当更改优化和进阶学习，让学生掌握更为复杂的电子产品设计基础。在课余时间还要求学生对实训任务，进行实际制作，实现任务功能，加强动手能力。在实训过程中老师要对学生实际遇到的操作问题，以及理论知识的关键部分，进行引导和点评。通过以具体的产品开发应用项目作为教学基础的教学模式和训练方法，学生才能更好地跟企业的实际生产岗位进行接轨。
2.4 考核形式的改革
当前，很多院校的教师在对该课程进行考核时，更多的是侧重于理论知识，多以记忆为主。有的学生单片机考试成绩很高，但却不会实际应用。而这门课程的特点应该是通过电路设计，软件编程，在线调试等环节，反映出学生的实际掌握单片机的应用能力。所以该课程考核也应以职业过程能力为主，包括综合能力的考核；实训过程的考核；平时提问、作业和素质表现的考核。
通过以上的课程教学改革，可以充分调动了学生的积极性，提高学习兴趣，活跃课堂气氛，在教学效果上得到了很大的提高。
3 《单片机应用技术》课程改革项目的实施
《单片机应用技术》课程教学改革建设项目具体方法及实施步骤如下。
①根据前期职业调查，对课程体系结构设计按项目规划重组；
②按照项目任务教学要求严格制定教学计划；
③以项目任务一体化教学方式进行教学过程实施。
本期《单片机应用技术》课程教学完全按照教改建设项目具体要求执行，教师布置任务、学生仿真设计、最后进行讲评。从初步情况来看，课程内容体系结构新颖，教学做过程组织容易，学生的学习积极性自然充分调动，使得团队精神和动手能力大为提高。教改初步取得了以下的明显效果：
①项目任务是具体的产品开发，适应职业能力培养的要求；
②使知识、能力、素质同时得到提高；
③易教易学，教学效率和学生的学习主动性、创造力得到提高。
4 结语
通过上述的教学改革实施，学生不管在产品开发的实际应用中，还是在学习兴趣和学习主观能动性上，实现了知识、能力、素质的提高。使学生快速掌握新型单片机的项目开发方法和开发技巧，提高同学们的实际项目操作能力和综合运用能力，为社会培养更多创新性和开拓性计算机及电子应用人才。
参考文献：
[1]王静霞。单片机应用技术（C语言版）[M].电子工业出版社，2011.
[2]李秀忠。单片机应用技术[M].人民邮电出版社，2007.
[3]何克抗。当代教育技术的研究内容与发展趋势[J].开放教育研究，1996，（1）.
关键词： 单片机课程 项目化教学 教学模式改革
一、背景
单片机技术是一门综合学科。对于中职学生而言，尤其是机电类专业学生，掌握单片机的软硬件技术，不但赢得就业市场的竞争力，还将受益终生，因此，中职电类相关专业普遍开设单片机的原理与实训课程。单片机虽好，但是本门课程要求非常高，既要有数字电路、模拟电路的基础知识，还要掌握单片机开发技术，更要有一定的逻辑思维能力，许多学生学习本门课程感觉难度很大，这对单片机相关课程的教学改革提出要求。
二、教学现状
传统的单片机教学，先讲单片机的发展历史，然后讲单片机内部架构等理论知识，最后才是实验学习。学生从一开始就进入复杂的原理、理论学习，在没有单片机实践经验的情况下，所学知识难于理解。很多学生对单片机理论知识的学习如同空中楼阁，很多学生根本听不懂，这样使学生还没有真正接触单片机就已经感觉学不下去，大多半途而废。
三、项目教学法介绍
项目化教学即项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。它具有以下特点：
1.实践性：项目的主题与生产实际密切联系，学生的学习更有针对性和实用性。
2.自主性：提供学生根据自己的兴趣选择内容和展示形式的决策机会，学生自主、自由地学习，从而有效地促进学生创新能力的发展。
3.发展性：长期项目与阶段项目相结合，成为实现教育目标的认知过程。
4.综合性：具有学科交叉性和综合能力的运用的特点。
评价特点：项目型教学的评价注重学生在项目活动中能力发展的过程，测评内容包括学生参与活动各环节的表现及项目完成质量。
四、解决对策
1.降低理论知识难度。目前中职学生基础知识水平不高，理论知识如果牵扯太多专业概念，就会使中职学生把握不了学习重点。以“必须、够用”为原则，在理论教学中应通过实际项目需求，把相关的理论知识分解在各个项目实验中，再依据不同的项目，把理论知识串起来讲解。这样既降低了单片机课程理论知识的起点，又把单片机课程中理论知识的难点分散，激发学生对单片机后续课程学习的兴趣。
2.针对课程特点，实施项目教学。首先要设计好项目内容，先做简单项目，例如设计一个单片机能“跑“起来的最小应用系统，完成第一个项目――流水灯，让中职学生对单片机系统有一个感性的认识。然后设计单片机I/O口的控制的项目，例如数码管的显示；电机运转等这些项目。因为单片机的输入检测，输出控制是通过对其I/O的控制实现的。学生掌握了这些控制方法，为后续项目的顺利实施奠定了基础。
3.理论知识与项目实验衔接。在项目实验环节中，让学生“做中学”，若项目实施环节出现问题，再进行理论知识的讲解，此理论知识讲授要“讲精，讲透”。要求学生在项目实验的基础上进一步深化，将几个简单项目综合在一起设计制作更复杂、具有较完备功能的实际系统。学生在项目任务的完成过程中，遇到难点，教师可以适当引导，可采用启发问答形式，让学生自己思考，鼓励学生动手实践，仔细观察每一次实验的结果，总结解决问题的经验，提高学生发现问题、解决问题的能力。
4.验证性实验与设计性项目衔接。验证性实验是指为验证已经学习过的理论知识所设置的实验；设计性项目是以实际设计项目目的要求和项目条件，由学生自行设计项目方案并加以完成的项目。传统的教学方法是验证性实验，在现在的实验教学中还有一定的作用，可为设计性项目的实施提供必要的基础。通过开设几个验证性实验可让学生了解单片机的基本构成和基本工作原理，所以在开设设计性项目前开设验证性实验是非常必要的。同时，一些设计性项目的实施是对验证性实验进行改造而成，特别是对于开始的简单的设计性项目更是如此。采用这么一种由验证性实验作为基础并进行改造的方法对于以基本原理的掌握为目标的简单的设计性项目具有很强的可操作性，有利于从验证性实验到设计性实项目的自然衔接，进一步提高学生利用现有知识解决实际问题的综合能力。
五、项目实施中需要注意的问题
1.教师自身方面。教师应保证有足够的经历投入项目教学，对项目的设计、实施方法等方面有针对性，对项目实施环节出现的各种问题及时解决，对每个项目都非常熟悉，最好自己亲自实践过。项目教学在实施中教师对学生的指导要注意把握度，给学生适当的引导和提示，鼓励学生采用各种方法自行解决问题，包括小组内讨论、小组间的讨论、查阅相关技术手册和参考资料等，提高学生的自主学习能力。
2.多元化的评价体系。学校应当改变传统以分数考核学生学习情况的评价模式。单片机课程如果只是掌握一些理论知识而没有实战能力，分数再高都不能算是学好、学会。作为对学生的评价，应确立以项目实践能力为主体的多元性评价体系，“形成性评价”和“总结性评价”相结合及时反应学生的学习情况。通过对学生做的项目难易程度、项目完成的效果、质量等验收情况给出合适的评价，保证人人在项目实施中都有所收获。中职学校应支持、鼓励并完善以项目化教学改革，以保证单片机项目化教学改革的顺利实施。可
现在在国家大力发展职业教育的大背景下，教学改革非常重要，开展单片机课程项目化的教学改革势在必行。单片机课程需要相适应的教学方法才能达到教学效果，单片机项目化的教学模式改革符合认知规律，体现“学以致用”、“以学生为中心”的教学理念，实施好单片机项目化教学模式改革为中职学校单片机课程教学提供光明的道路，为社会培养出使用人才提供方法。
参考文献：
[1]孔超。从繁为简51单片机应该这样学。北京：科学技术出版社，2013.5.
【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�
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）
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.
关键词：单片机基础及应用；课程实践；任务驱动法；智能小车
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）06-0123-02
随着计算机网络与通信技术、集成电路技术和计算机软、硬件技术的飞速发展，单片机技术在智能仪器仪表、智能传感器、数据采集与处理、家电、计算机控制系统等领域被越来越广泛的应用。职业教育的培养目标是在生产服务第一线工作的高层次实用人才。培养掌握综合运用单片机的软硬件实用技术，具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才，为工业生产、科学研究和实验设备等领域服务，是单片机课程教学面临的新挑战。
《单片机基础及应用》是五年制高职自动化、电子、计算机等专业的一门专业课程，也是多年来公认的“问题课程”。大部分学生在学习单片机时都是第一次接触到这种器件，对其没有任何感性的认识。因此，在学习过程中，对于许多新的概念无法产生相应的实物映像，学习中存在非常大的困难。传统的教学方式是在教室内由教师按照书本传授系统的理论知识，然后通过若干验证性的实验进行知识的巩固加强。这种方式易造成理论与实践的分割，不利于学生接受新的概念。在学习理论时，由于没有实物概念，要接受许多抽象的概念是不容易的。在实验过程中，由于验证性试验的软件和硬件都是现成的，学生不用进行硬件设计，主观能动性得不到充分的发挥。许多学生学完单片机课程后仍然不能掌握其基本应用。笔者结合多年的教学科研经验，提出基于“任务驱动法”的单片机课程实践模式，为单片机课程改革提供参考。
任务驱动法是以工作任务为中心，组织、选择、学习、应用知识的一种课程模式。即在教学过程中，以客观的、贴近实际应用的工作任务为中心，在任务完成的过程中，将相关理论知识的传授与实践动手能力的提高有机地结合在一起，寓理论于实践中。任务驱动法课程实践的实施主要包括：任务导入任务剖析任务分解知识点导学知识点应用模块搭建模块组合任务完成。具体地讲，任务导入即是发挥教师的主导作用，引导学生明确本次工作任务。教师要努力创设当前所学内容与真实应用环境相接近的工作任务，充分发挥学生的主体作用，采用启发式教学对任务功能进行剖析，并分解成为一个个相对独立的模块。学生在教师指导下进入当前任务所需知识点的学习，在学习中逐步养成独立思考、自行理解和消化知识点、学会查找和收集各类与任务有关的资料信息，应用知识点将工作任务分解成的模块搭建好，再将各模块按照逻辑关系组合起来，形成工作任务完整的解决方案，最终实施完成工作任务。
为了改变传统教学中照本宣科，教师教得费力、学生学得辛苦的现象，我们在《单片机基础及应用》课程中引入任务驱动法的课程实践模式。在课程实践中，学生围绕工作任务分成若干组，边学习、边思考、边动手，通过教师的理论传授和实践示范，完成与工作任务相关的理论知识学习和提高动手能力的课程实践活动，使学生了解、熟悉、掌握单片机技术的现状、发展方向和实际应用。
智能车辆是一个集中地运用计算机技术、单片机技术、传感器技术、自动控制技术、机电一体化技术、通讯导航技术、人工智能及机器人学等高新技术的综合体，我们设计的工作任务——制作一辆智能小车，就是这种综合体的一种尝试。它主要包括系统的核心控制器（MCU）——单片机，运动方式——机械传动结构，检测方式——传感器技术，控制方式——电机、舵机，通讯方式——串口通讯、无线通讯等方面的技术。下面以智能小车为平台，探索《单片机基础及应用》课程实践模式，起到抛砖引玉的作用。
首先提出任务要求：焊接、装配、调试一辆由单片机控制的智能小车。按照功能要求对智能小车进行总体方案、小车模型的硬件方框图、程序流程图、控制策略的设计。要求利用传感器，在中断管理、定时管理、时序管理的复合控制方式下，将软件与硬件相结合，实现智能小车的自动识别路线（寻迹）、判断并躲避障碍（避障）、显示运行的路程、转速等功能。
完成以上任务所需的理论基础是掌握STC89C52单片机的结构、单片机的I/O口设置、单片机的中断/ 定时功能、红外线传感器知识、液晶显示技术、光电码盘技术、直流电机驱动电路与PWM调速原理。其中单片机的结构、I/O口设置和单片机的中断/ 定时功能的知识已经在前面的教学中传授给学生，并且进行了相关内容的应用与设计。智能小车工作任务中需用到的理论知识是要重点剖析采用两轮差分驱动直流电机的驱动电路与PWM调速原理。难点在于利用红外线传感器反射接收原理，检测智能小车车轮的偏转情况，然后输出高低电平传送给单片机，控制小车能够寻找具有一定黑白对比度的黑线，进行沿直线或沿弧线快速行驶；当小车探测到前方有障碍物时，要能自动调整，躲避障碍物，从无障碍区通过；为了使智能小车具有良好的人机界面，采用LCD1602液晶屏作为显示器，显示当前时间和小车行驶的路程及转速。
需要配置的硬件平台是：SX-108B可编程器件产品设计与制作实训考核设备、THDPT-1型单片机开发综合实验系统、RF-X1单片机开发板、带串口转接卡、内存为1GB的PC机等。
软件平台为：Keil-uvision3仿真软件、Protel99SE、Rhinoceros4.0绘图软件、51单片机汇编语言程序设计、51单片机C语言程序设计等。
如果有的学生能够轻松完成以上任务，还可以进行以下能力扩展：无线遥控/按键控制小车的启动/停止、能够在光源（前方200W灯泡）的引导下行驶，进入指定位置（寻找光源）、检测路面所放置的铁片个数并声光提示、通过计算机终端远程遥控小车的运行和小车上的无线摄像头，将小车运行的状态数据和拍摄的视频、照片回传到计算机终端。
为了顺利地进行课程实践，建议采取以下步骤来实施：
第1步：在课程实践期间，学校提供每个学生一套智能小车零件（基本配置为150元/套）。
控制核心MCU选用国内教学使用最多的51系列单片机中的改进型STC89C52，有8K FalshROM，512字节RAM，集成ISP（在系统可编程）/IPA（在应用可编程），无需专用的编程器/仿真器，可通过串行口直接下载用户程序。配置一个经济、小巧的底盘，使得小车比较精致，方便学生携带，降低场地大小的要求，更适合在教室、宿舍等狭小空间使用，不必费时、费钱地准备场地。硬件设计便于扩充结构，方便学生因为增加功能而添加传感器，添加无线通讯芯片等，甚至可以替换MCU。提供相关资料，让学生了解智能小车的各类技术信息，安排一定的课时普及智能小车的知识以及软件设计中所需的编程基础和技巧。
第2步：要求学生安装小车，然后将编制好的程序写入单片机芯片，进行调试，实现最基本的寻迹、避障与显示功能。
第3步：完成第2步后，提出一些难度恰当的挑战项目，鼓励有能力的学生在教师的指导下充分发挥潜力。
第4步：课程实践结束时，每个学生对自己设计制作的小车现状进行总结，写出书面的智能小车技术报告，要求有功能分析、详细的硬件设计、严格按照汇编语言或C语言编写规范的源程序、调试步骤、测试报告等文档，包括所需的图片和视频文件。
第5步：课程实践结束后，每个学生继续持有自己的智能小车作品（见图1），并根据自己的设想，提出小车的升级功能，与教师一起进行可行性分析之后，在业余学习中逐步去实施完成，为今后出色完成毕业设计奠定良好的基础。
如果能在多个班级实施智能小车课程实践教学，那么当智能小车拥有量超过一定数量时，就可以开展校内的“智能小车竞赛”。竞赛优胜者还可以选送参加市、省乃至全国性的电子设计竞赛。如果校内的“智能小车竞赛”设计合理，就可以办成常规性的赛事，如同校内各种球类比赛那样普及。当有这类有益的比赛填充学生的业余生活时，就会将部分学生的精力从电脑游戏中吸引过来，通过制作智能小车找到自己学习的目标，把被动学习变成积极主动的学习。
另外，还可以不断组织展示活动，让那些小车升级做得好的学生得以表现。教师辅导他们完善相关资料，最后以此作为向用人单位自荐的作品。当用人单位对那些成绩单、简历将信将疑时，如果学生能够交出一份凝结着自己知识结晶的智能小车作品，或许真能帮助其找到如意的工作。
通过《单片机基础及应用》课程实践的探索，我们期待学生初步学会解决单片机应用实际问题的思维方式、工作方法，具备基本的工艺意识，了解实际工作中的常用仪器设备、软硬件平台，知道现实中有许多约束条件，学会独立思考，学会查阅资料，学会合理利用资源，学会求助、合作、交流，学会书写技术文档，养成良好的工作素质，为今后就业能很快适应工作岗位奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]蔡朝洋。单片机控制实习与专题制作[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.
[2]王宜怀，刘晓升。嵌入式应用技术基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005.
[3]邵贝贝，等。单片机认识与实践[M].北京：航空航天大学出版社，2006.
[4]周坚。单片机C语言轻松入门[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.
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