单片机原理范文1
【关键词】单片机 作用原理 接口技术
新时代背景下，社会的发展和科技的进步，使得各类先进的科学技术被应用于众多的生产与生活领域，作为电子信息工程中重要的组成部分，单片机也得到了广泛的应用与普及，可以说，在现阶段的众多领域中，都能够发现单片机应用的身影。而对于单片机而言，若想在更多的生产与生活领域中应用到单片机技术，则需要对单片机的作用原理及接口技术等做深入的探讨和分析，以此来掌握单片机所能够应用到的领域和范围。同时，通过对单片机的原理及接口技术的灵活掌握与运用，才能使单片机技术得到更深程度的技术发掘和运用。因此，对于“单片机的原理及接口技术”的研究，就具有极大的现实意义。
1 单片机的原理
对于单片机而言，是一类集成芯片的总称，也可将其理解为能够独立工作的微型计算机。在此单片机的芯片上，会涉及到CPU、ROM、RAM等通过I/O接口进行结合的独立运转系统。而针对不同的应用范畴和领域，还应在单片机上添加相应的部件，以此来确保单片机各种功能的应用于实现。而单片机的设计思路，应追溯到上个世纪的80年代，专家和学者们，希望通过一块较小的继承芯片，来容纳单片机中的处理系统及众多设备，这将使得此类集成系统的效果更佳的优良，并同时能够使单片机内的系统等得以相应的收缩。可以说，对于单片机来讲，其主要的功能，即是进行实时控制功能的实现，并能够做到在线操控。而单片机芯片内由于部件的收缩与削减，使得其并无较好的抗干扰能力，这便需要针对单片机所应用的领域与所实现的具体功能，来对其抗干扰能力进行必要的加强。此外，单片机能的程序也可通过不同的功能而做出相应的调整，并配以相应的辅助部件，以达到较为特殊功能的实现。有时在完成较为大型的功能及任务时，还可将单片机中用作不同处理与运行功能的芯片进行整合，这不仅加强了单片机的智能化程度，还在很大程度上提升了单片机的工作效率。
2 单片机的接口技术
现阶段，在投入应用的众多类型控制器中，均使其智能化水平得到较高的发展与提升。直至现阶段为止，众多新型的设备，已经逐步取代了以往较为落后的输入与输出设备。伴随着时代的发展和科技的进步，越来越多外形各异，且价格低廉的USB存储设备，受到人们的普遍关注与喜爱。并且，此种带有USB接口的存储设备随着技术的革新，变得愈加的符合人们的需求，不仅内部的存储空间增大，其体积也在随之减少。同时，此类USB接口的存储设备，逐渐发展成为能够随身携带的U盘或移动硬盘，在功能性上较之传统的软盘，从各个方面都体现出碾压性的优势。而且，由于其能够与计算机接口直接连接，进行数据信息的读写功能，使之应用范围愈加深入与广泛。其接口原理为：通过SL8HHS芯片及相应的USB协议，使其能够通过芯片所涵w的双任务端口，将由芯片读取的各类信息，写入U盘之中。因此，SL8HHS芯片能够达成单片机与多种USB之间的相互连接及数据传输功能。并且，依据单片机的功能，其能够操控所收集到的数据信息；USB控制其则能够操控U盘及其起到连接作用的接口，并进行数据的接收与传输；RAM则可进行数据信息的临时缓冲存储。通过此种接口技术，并配以其他配件芯片，实现了单片机的各类信息读取、传输、以及写入等功能。
3 单片机所应用到的领域
根据上述单片机的作用原理，可将其应用于众多电子信息设备与仪器之中。例如：单片机在工业操控技术中的应用、在各类仪器与仪表上的应用、服务设施中的应用、以及众多为人们生产与生活提供便利的领域等等。由于单片机自身所具备的特点为体积小、能耗低，但功能性与可操控性方面则较为强大，这使得将其应用于智能化的操控设备与仪器中，将会发挥其极为明显的功用。若将其应用于智能化的仪器或仪表之中，则能够对仪器设备中所涉及到的各类数据：温度、湿度、运转速率、额定功率、以及最大功率等数据信息，进行准确的测算及控制。同时，由于将单片机应用于此类具有智能化的仪器或仪表之中，也能够使此类仪器仪表的自动化水平得以进一步提升，从而真正实现其自动化水平增强。若将单片机应用于工业化的机械或设备操控上，则能够促使工业化机械及设备在操控效率和便捷程度上得以提升。现阶段，由于科学技术的改良与完善，使得单片机技术逐步进入人们生活的视野，为人们的日常生活提供多样化的服务与便利。例如：我们在日常生活中应用到的电视、冰箱、洗衣机、热水器、空调、以及其他家用电器设备，都含有单片机作用的功劳。而随着互联网+时代的进入，使得单片机在接口技术上有了全新的发展与突破，即能够通过所增加的通信接口来逐步满足计算机及网络通信间的数据传输功能。此外，在航天、医疗、国防、以及科研等领域里，单片机都在不同程度的发挥着其巨大的作用。
4 单片机研发的主要方面
首先，是将单片机的抗干扰能力通过研发得以加强。现阶段，单片机进行干扰排除的方式主要为外部操作，即将干扰源或干扰路径切断。虽然也能够起到防止干扰的作用和效果，但却无法做到真正意义上的抗干扰。对此，应从单片机的硬件方面入手，逐渐将其抗干扰能力加强。其次，是要将单片机编程效率提升。在对单片机进行编程的过程中，所应用到的语言类型大多为C语言，若要提升单片机编程效率，则应在不断加强C语言编程效率的同时，还要尽量找寻出效率更高的编程语言类型，以此来提升单片机编程过程中的实际效率。
5 结语
综上所述，文中通过对单片机的作用原理及接口技术的分析与研究，总结出单片机所能应用到的领域。并通过分析得出，若要将单片机进行深入的应用，则应当从提升单片机的抗干扰性、以及加强编程语言的效率等方面入手，唯有如此，才能使单片机技术在更多的领域内得以应用，并对社会的生产和人们的生活，产生更为多样的效用。
参考文献
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单片机原理范文2
关键词：单片机；教学；理论；实验
职业技术学校是专门培养掌握一门专业技术为目的的全面发展的技术型人才的摇篮。在专业课程中开设单片机应用这一学科，无疑给学生接触电子技术或机械制造及控制打下了良好的基础。所以，单片机在中职学校的电子专业中是一门既基础又重要的学科。因此，笔者就结合在教学过程中的实际问题，浅谈几点关于单片机的教学思想。
一、让学生扎实掌握单片机的理论知识
单片机是一门综合性很强的学科，它要求学生必须具备数字电子技术、计算机组成原理以及模拟电子技术等方面的基础知识。根据这一情况，开设单片机之前应先开设数字电子技术、计算机组成原理和模拟电子技术等相关课程。让学生有了相关的专业知识作为铺垫，以后学习单片机原理这门学科时就会很快掌握简单的计算和原理问题。
因为学生的知识结构原因，他们对电子专业是相当的陌生，但是又特别地渴望能真正地掌握一门实用的专业技术。因此，作为一名传授单片机的专业课老师，根据这一情况就不能只按照课本进行教学，而是要寻求教学中的突破点，灵活地进行教学。
“单片机原理”这门课程一学期可以开设80个学时，针对不同的章节会灵活地分配不同的学时。在介绍微型计算机基础和单片机的结构特点的这一模块时，一定要求做到慢、细、活这三个字的原则。“慢”，是指学生才接触一个新的、陌生的学科，而且在目前也算是一个高科技的学科。专业教师一定要讲得比较慢才行。在讲课的过程中将学生的积极性调动起来，让他们渴望去掌握这门实用的专业技术。“细”，是指将单片机的发展阶段及单片机的结构特点，给学生讲授得更为细致，让学生掌握单片机每一个结构的作用。以我国常用的MCS-51系列的单片机作为背景，进行具体的说明。“活”，是指光在课堂上讲授单片机的结构及基础，是很容易让学生产生厌烦的心理。于是，将单片机的应用这个环节用多媒体及其具体实例的方式作为另一种传授知识的方法。这样更为灵活地应用了多种教学手段，使学生在接受理论知识的同时，又获得了单片机的应用模式。更大程度地提高了学生的学习能动性。
在单片机指令系统与程序设计这个模块，它的教学方法就和上面讲的方法有所不同了。在这个模块中所涉及的知识增多，而且这个模块包含了5种类型的指令，定义了7种寻址方式，是一个具有255种操作代码的集合，并用42种助记符表示这些代码，一共有111条指令。对于初学者来说，是一个相当大的工程。在处理这个问题上，专业教师一定要告诫学生既要轻视这个问题又要重视这个问题。轻视是指不要被这个数据吓到，我们是有能力去解决这个困难的。重视是指，MCS-51的指令系统具有功能强、寻址方式多、执行速度快的特点，为以后程序的设计提供了有利的工具。面对111条指令，不能一次就全部传授给学生，那样会让学生只是机械似的学习，到了最后还是没有任何的成效。而是将这111条指令进行分类。根据指令的实用性及其特点，将111条指令分为5类：（1）数据传送类（29条）；（2）算术操作类（24条）；（3）逻辑操作类（24条）；（4）控制程序转移类（17条）；（5）布尔变量操作类（17条）。将指令分类后，学生记忆起来就会方便很多。而且学生也比较容易接受由少到多的记忆方式，再通过举一些简单的小程序，将学生记忆的指令系统加以巩固，这样还让学生间接地接触到程序，为以后介绍程序设计打下了基础。当指令系统一学习完后，马上就引入程序设计这个模块。在教学中，从最基本和最基础的程序先用讲解的方式传授给学生，让他们有一个程序设计的意识。毕竟，职高的学生在学习的过程中很容易出现懈怠和厌学的情绪，当他们有一点点成绩时，教师就该抓住机会给予学生鼓励，让他们感到程序设计的奇妙的地方，也让他们增强信心。然后，采取评分的方式，让学生之间产生相互竞争的学习风气，这着重提高学生的能动性和学习积极性。
二、单片机理论知识和实验动手相结合
掌握了一定理论知识后，在实验周内就是重点提高学生的动手能力。根据学校的具体情况，以MCS-51的单片机作为学生的实验仪器。职业学校的特点就是以动手和理论相结合培养技术型人才为目标。因此，上机操作是十分的重要。上机的程序是以最简单的程序入手。比如：进行数据运算；进行数制转换；进行数据排序等。给出简单的程序让学生先进行编程，然后上机进行调试。这样，学生能够更为深刻地理解指令的含义，并能记录运行的结果，及其验证程序的正确性，对程序进行调整，直至程序正确。
在进行上机调试的过程中要着重传授新的理论知识给学生，将理论和实做相结合。这一点我在教学的过程中有很深的体会。在介绍一个闪灯的程序中就结合了延时这个理论知识点。学生通过自我学习和反复思考就应该很清楚延时程序的作用。这就是将新的理论知识和上机实验紧密地结合在一起了。学生更直接地明白了知识点，而且让教学收到了不一样的效果。将理论知识点和实验动手结合在一起能更深刻，更清晰地让学生在动手中真正将知识得到升华。
三、结语
以上就是笔者在以往的教学中对单片机教学的思考。随着科技的发展，教学方法也会随之改变。但是单片机在职业技术学校中的重要地位是不可动摇的。
参考文献：
1.刘力群.单片机原理及应用[M].北京：机械出版社，2002.2.
2.朱家建.单片机原理及应用.北京：高度教育出版社，2002.4.
单片机原理范文3
关键词： 《单片机原理及应用》 课程改革 教学实践
《单片机原理及应用》课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程，在通信类专业整个课程体系中，单片机知识处于承上启下的核心地位，一般通信系统和智能仪器仪表的实现都离不开单片机。随着计算机相关技术的快速发展，以单片机为最小系统开发的产品层出不穷，为了适应新世纪对电子信息类人才的培养需要[1]，《单片机原理及应用》课程教学需不断更新。
本课程是一门综合性、实践性很强的课程，通常分为理论教学与实践教学两部分[2]。从理论教学来说，基本以教师课堂讲授为主，由于该课程接口芯片多、内容抽象、编程难度大，对初学者来说入门较难，学生无法深入理解芯片的原理和指令与程序的运行。从实践教学来说，实验内容多为验证性实验，学生只需要观察和分析实验结果，没有充分发挥自主学习能力，教学效果有限。
现依据多年来的教学实践过程，摸索出一套基于“理论讲授、实验练习、课程设计、电子实习”四阶段的教学新模式，现谈谈此模式下的改革措施。
一、改革课程内容
以知识为基础，以能力为核心，构建“基于应用对象的单片机硬件设计及编程”课堂教学新方法，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。打破传统的循序渐进式的教学方法，以典型项目实例分解模块，以各个模块构建知识，前后连贯，层层递进。最后，将前述内容以应用实例进行综合，达到以“应用”为主线连接所学知识内容的目的，加深学生对教学内容的理解和运用。
对教材内容进行选择与结构优化，体现新知识、新技术、新方法，力求“适用、通用、实用、易用”。在突破传统教材框架的方面进行了一些尝试与探索，考虑了教材内容编排的基础性、系统性，引入了反映最新科技发展的知识。内容选材上，选用了STC89C52RC系列单片机作为介绍微处理器的重点，加深对单片机组成与工作原理的理解；在内容上淡化芯片内部组成，从编程所需角度介绍功能，强化其接口连线、应用及总线连接技术，为应用单片机硬件开发奠定基础；从实用的角度着重介绍了串行A/D、TLC2543、SED1330系列大屏幕LCD、全双工单片MODEM、高速并行USB接口芯片与单片机接口电路的设计和使用方法。
编写“单片机应用案例”讲义，将整个单片机工程开发的过程以案例形式进行讲解，从硬件电路的设计到开发工具、环境的使用方法，再到具体的应用案例，同时运用汇编语言和C语言的编程方法，系统培养了学生的单片机产品开发工程应用能力。
二、注重实验环节，培养创新能力
为了建立面向21世纪的通信专业教学新体系[3]，必须重新认识课堂教学与实验教学的关系。我们认为，课堂教学和实验教学是相辅相成的，二者都是学生学习与掌握知识的重要手段，其先后顺序也不是固定的。在课程设置上，我们不求按部就班，而求高效率地向学生传输知识，充分调动学生的积极性和主动性，变被动学习为主动学习。以课程内容中的案例为基础，开发“单片机教学、实验、设计系统板”，将理论知识的讲述和硬件电路的现场调试相结合，使学生对单片机的整个开发有了直观的认识，加强了对理论知识的理解。
实验过程[4]从软件和硬件两方面入手，软件实验通过编写程序，上机调试并运行，提高学生编程的能力；硬件实验能够实现学生设计硬件，编写接口程序，完成控制任务的目的。以单片机实习项目的开发和调试代替理论考试，系统考查学生的应用能力和解决实际问题的能力。
实验内容既要满足基本教学实验的要求，又要为课程设计和实习实训所用，通过这3个环节从基础到简单再到复杂的实践过程，从验证性实验向设计性实验过渡，提高学生独立思考解决问题的能力。
三、教学与科研相结合
要求教师能力双向发展。《单片机原理及应用》是一门面向实际应用的课程，要突出学生的工程应用能力。因此，要求教师尽可能做到双向发展，充实理论知识、发展教学能力；多动手实践，提高工程应用能力。
鼓励学生参与电子竞赛。通过这个创新性平台，使学生灵活运用所学知识，并了解设计开发项目的过程，为以后的学习和工作奠定良好基础。
鼓励学生参与科研[5]。在培养学生基本技能的基础上，鼓励学生参与老师的科研项目，在承担力所能及的工作的基础上，积极尝试难度更大的工作，锻炼学生的学习能力和解决问题的能力。
参考文献：
[1]谢斌，沈慧芳，李民生.电子信息工程专业应用型人才培养的几点思考[J].科技广场，2011（7）：254-256.
[2]艾德才.大学计算机硬件教学内容改革势在必行[J].计算机教育，2005（3）.
[3]樊杨祖.高职通信服务类专业定位及建设路径探究[J].职业与教育，2009，5：120-121.
[4]邹逢兴.创新教学是提升教学质量的永恒动力[J].中国高等教育，2004（22）：34-36.
单片机原理范文4
实验教学课题组的建立,正好弥补因此而产生的缺口,课题组实行组长负责制,成员由2~4名实践经验丰富的指导教师组成,课题组统一制定实验大纲、设计实验内容、编写实验指导书和设定评价机制。为保证开放式实验的顺利进行,课题组在单片机原理实验课开始之前统一对全部学生进行实验室管理规则、实验网络预约系统使用、实验装置使用细则和实验评价机制等问题进行说明。课题组根据学生实验预约情况和指导教师工作安排合理规划教师值班表,确保学生在实验室期间指导教师能够指导其实验和验收实验。此举为学生利用实验室资源、亲自动手验证实验、设计实验提供了时间、空间和技术上的保证,大大提升了实验教学的效果。
依据多种实验平台量身打造模块化实验内容。单片机技术发展日新月异,建立在“51”平台的传统单片机实验装置越来越多的受到了由AVR、PIC和STM32等微控制器构建的实验开发学习板的冲击,据统计有多达数十种的单片机实验开发学习板在“淘宝”网站上出售,价格在100~200元,资料齐全且功能丰富,一些动手能力强的学生在这些实验板上自学单片机技术,成效显着。课题组不要求学生完全拘泥于实验室的实验装置,而是鼓励学生放开手脚,在不同的单片机实验平台完成实验任务,并根据单片机原理实验教学大纲,以内容连贯、层次分明为原则,将18个实验题目分为基础层、应用层、提高层和创新层这4个模块化环节。各个层次实验的设置内容相互衔接,难度依次递增,学生可以在任意平台上完成实验任务,形成了时间离散、形式多样而内容丰富的“大实验室”局面。借助网络平台的实时互动。实验教学的开展不能被传统的“一对一”或“一对多”等模式所束缚,应顺应实验教育发展的新趋势而积极求变。随着校园无线局域网的普及和学生手机用户的增多,QQ群、微博和讨论组等一大批移动互联新技术将为实验效果的提升带来质的飞跃,师生之间授课或讨论的地点不再局限于实验室,时间也不再局限在宝贵的45分钟内。课题组按年级和兴趣分类而组建的QQ群和微博账号负责及时实验信息和进行实验讨论,大范围、长时间的讨论使实验教学在网络中实现良性互动。据统计,我校2009级和2010级电子专业学生加入单片机实验QQ群的人数达95%,月人均技术类提问数达5.6个,69.5%的技术类问题都是由学生自己解决;课题组设立的微博账户平均每天实用性、前沿性技术信息20条,学生覆盖面达75%。这些新技术、新手段在实验教学过程中的应用,为学生在课堂和实验室之外开创了自由沟通和交流的新平台。
多元化评价机制培育创新之花。学生实验课程的评价机制对学生开展实验的认真性和积极性有着重要影响。对于单片机原理这种强调过程、强调理解、重在应用的实验课程,不能通过简单的实验现象或是实验报告来认定实验的成绩。课题组在设定的4个实验层次的基础上,遵循导向性、独立性、发展性和可操作性等原则,以“诊断、改善、激励”为目的确立了自我评价、同伴评价和教师评价三个评价主体,综合考察学生的实验准备能力、实验操作能力、实验设计能力和实验报告撰写能力,并加大分析实验和设计实验能力的考核权重。课题组在实验课程后期安排固定的实验讨论活动,师生在共同探讨实验过程中发现的问题或提出新的实验设计方案,在师生平等而和谐的学习互动环境中让学生成为真正的实验主体。2009级学生康德会和申仁玉总结单片机实验装置存在的资源占用率高、软件平台封闭等问题,自己设计并制作了STC和AVR多功能单片机开发学习板,因便于操作,资源开放等优点现已应用在我院电子工艺实习、单片机原理实验和课程设计等环节,深受各级同学的喜爱。在单片机原理实验课引入“开放式”模块化实验教学模式后,课题组统计了近2年学生在该实验课程的表现,每年学生自主设计实验20余项,其中创新性实验占40%,55%的学生利用实验室开放时间完成了预习和练习工作,29%的学生在自有实验开发板上完成实验内容,实验成绩优秀率达42%,实验教学效果有了较大的飞跃。新的教学模式在“以人为本、因材施教”的原则下优化了教学资源、丰富了实验内容、完善了评价机制、顺应了实验教学改革发展的方向,具有很好的推广和借鉴价值。
单片机原理范文5
关键词：自动化设备，单片机，灌溉设施
前言
我国目前使用率最广的是AT89C5类型的单片机灌溉设备，设备主要是由湿度传感器、数据电路处理系统、动态显示设备以及预警电路组成的。单片机灌溉设备在进行灌溉的工作过程中通过湿度检测设备将土壤的湿度转化为模拟信号同时以数字的形式显示在显示器上，以此进行灌溉水量的调节达到节约用水的目的。这种工作系统比较容易操作且具有非常强的灵活性，使用性能十分可靠，具有非常广的市场前景。
1.节水灌溉系统概述
随着我国社会经济的不断发展，水资源的严重缺乏在很大程度上制约了社会经济和农业的发展，这种严重的制约会随着社会和农业的发展逐渐恶化。水资源的使用危机已经成为了威胁全球农业和经济发展的严重问题，使用各种科学技术提高水资源的利用率是缓解水资源危机的重要途径。农业是人类社会的非常重要的组成部分，也是整个社会发展的基础，农业从发展角度来看主要是由两个部分组成的，一部分是水资源的使用，另一部分是科学技术的合理运用。因此农业用水问题的根本解决措施应该在科学技术的应用方面。我国的农业正由传统的粗放式农业向现代化的集约式精细农业转变，这是农业发展中的一个重大变革。
我国的现代化职能灌溉用水控制在我国农业中的使用并不多，和其他国家的机械化农业相比仍然具有较大的差距，基本停留在人工灌溉的基本水平上，虽然在一些地方进行了自动化的灌溉控制，但是没有实现根据实际情况进行自动化灌溉，只是通过传统的经验将灌溉两进行量化，这种灌溉可能会导致灌溉次数和灌溉量不合理而导致影响农作物的正常生长或者水土流失，同时这种灌溉方式还需要相关的农业专家进行全过程的指导和观察，劳动生产率较低，无法真正实现农业的智能化和集约化发展。
2.单片机自动节水灌溉系统主要硬件电路设计
2.1.单片机控制系统原理
我国目前的单片机节水灌溉控制系统工作原理如下图所示，首先通过传感器将土壤的湿度传送到系统中，通过转换器将土壤湿度转换为可以显示的数值，通过单片机同时通过电磁阀和放大器做灌溉驱动，如果土壤湿度低于或者高于警戒值会及时发出警报，其具体的工作原理如下图所示：
2.2.单片机主机系统电路
单片机灌溉排水系统的时钟信号控制将单片内部进行微操作来实现时间上的对时和精准度控制，这种电路形式一般由内部振荡和外部振荡来实现的，新型的单片机内部会设置一个高频的反向放大器来实现对震动的扩大以便进行传输，引脚为放大电器的暑促端口和输入端口，这种内部控制的方式电路比较简单，得到的这种控制信号相对比较稳定，所以在进行日常节水灌溉时通常使用这这种方式。而外部震荡通过外接晶体振荡器或者陶瓷谐振器对震动进行传输，再通过石英晶体形成一个新的自激振荡器产生外部时钟震荡脉冲。
ADC0809是一种8位逐次逼近式A/D转换器，这种转换器的内部系统有可以进行8路模拟的工作开关，这种模拟系统的输入端可以同时对8个电路输入的模拟电压信号进行分流和集体转换，而本系统只讨论关于INO和INL两路的电路模拟信号的输入。ADC0809转换器的分辨率为8位，最大不可调误差小于士1LSB，采用单一+5V供电，功耗为15mW，这种转换器在进行工作过程中不必进行零点和满度调整。因为ADC0809转换器的输出数据寄存器具有可控的多态输出功能，输出具有多种形态的锁存缓冲系统，所以8位数据在进行输出时直接和数据总线项链。转换器需要外部控制启动转换信号才能进行电路信号的转换，这种转换信号是根据CPU控制的，根据不同型号的转换器确定不同的信号转换要求，基本分为脉冲启动和电平启动两种方式，本工作系统一般采用脉冲型启动转换只需要在数据输入引脚的过程中输入正脉冲信号就可以进行转换器转换，当转换器开始工作后输出端的信号开始逐渐降低，转换工作结束之后EOC会实现高电平复位，同时将转换结果的数值传输到工作主机。
3.结束语
在世界范围内共有百分之四十的国家和地区的农业发展处于长期的缺水状态，有二十六个国家和地区处于严重缺水的情况。我国虽然拥有较大的储水总量，但是人均对水资源的占有量在世界百名之外，是世界上人均水资源最缺乏的国家之一，我国的农业用水缺乏的问题尤为突出，我国农业用水占我国的总用水量的百分之七十以上，其中灌溉的用水量占农业用水总量的百分之九十左右。所以提高农业用水水平和节水水平是缓解我国用水紧张的主要途径。所以只有通过不断提高单片机灌溉系统的工作效率和节水水平才能从根本上提高我国农业用水的综合水平，缓解我国的用水紧张，协调我国农业的地域发展平衡。
参考文献：
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单片机原理范文6
关键词：单片机教学难点 可视化 主体实践 学习积极性
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0042-02
高职《单片机原理与应用》的教学，由于单片机实验板的普及，已有许多基于学生动手实验的教学模式探索与实践，如“教师主导―学生主体、教学做一体化”、理实一体化教学模式的等等。提出的如“基于工作过程的学习领域课程建设的设计理念、工学结合”理念，将教学内容转化为系列项目的形式来展开教学，追求在实际产品开发设计的行为过程中感受与体验，激发、提高学生综合思维能力，提升职业素质。
但入门难度仍然是单片机教与学需要克服的关键问题。在实际教学中，学生学期初的对于《单片机》课程神秘向往兴奋的感觉，随着英文指令、抽象的结构组织、各种程序流程纷至沓来而逐渐消失；对于软、硬件概念及其对应关系“看不见、摸不着、没感觉”，没有具体感性有效的反馈，而在逐日被动接受的晕头转向中，这门课程最终被学生慢慢地放弃了。
1 基于Keil软件的“可视化”教学设计
为了突破入门难点，有效落实学的主体性，说明KEIL软件作为“可视化”教学手段的有效性及其切实性，下面进行微观教学设计。
集成软件Keil C51已经是一个普遍流行而又基础的单片机集成开发平台，适用众多型号的单片机，调试功能齐全，界面直观，可进行软件模拟、硬件仿真等操作。另外本校已有的ZY15MCU12BC2型自带仿真器实验箱，只需通过串口线将仿真串口与电脑串口相连，即可搭建起进行功能齐全的软件模拟调试及硬件实时仿真调试环境。
首先选择教学范例项目：流水灯的仿真、调试与改进（以LED模拟广告灯）；培养学生的程序调试、硬件电路组建、综合思维能力。
从该项目出发，将教学任务分解，把分析、验证、调整、理解、提高的操作学习过程，落实到具体对应的Keil调试操作，以便让学生自主地与单片机互动，使之获得实验效果的即时可视反馈。从而实现一个完整的学生主体动手而又动脑的学习过程、兴趣与日俱增的过程，做到符合认知规律、又能切实有效地降低教学难度。
（1）给出汇编程序。
ORG 0000H
START：MOV R0，#8
MOV A，#0FEH； 闪烁的花样，如单灯或多灯
SETB C；
LOOP：MOV P1，A；
LCALL DELAY
RLC A
DJNZ R0， LOOP；
MOV R0，#8
LOOP1：MOV P1，A
LCALL DELAY
RRC A
DJNZ R0，LOOP1
LJMP START；
DELAY：MOV R5，#20
D1：MOV R6，#20； 闪烁的速度改变
D2：MOV R7，#248； 可减小循环次数以便很快观察到返回的位置
DJNZ R7， $；
DJNZ R6，D2
DJNZ R5，D1
RET； 注意观察返回的位置
END
（2）本教学设计要点。
①熟悉基于Keil软件的工程开发步骤。进行工程文件的建立、设置与目标文件的获得。对应各步操作所生成的系列文件，可在同时打开的工程文件夹中即时观察；依据编译时出现的语法错误的提示而进行的更改直到编译正确完成等步骤，学生均为自主操作“可视”。
②运用窗口进行观察分析。Keil还提供了多种窗口如输出窗口、存储器窗口、反汇编窗口、串行窗口等，可方便即时观察了解程序运行过程的软硬状态对应关系，了解对单片机软硬件结构特点，切实实现重、难点的教学突破。
程序的逐条执行及其流程与片内对应寄存器状态变化有何关系？与外部硬件及功能有何对应关系？学生可自主操作、观察反馈，感性、直观“可视”。
一些指令的功能作用是什么？可进行硬件仿真与调试、程序单步执行来观察LED显示，从而推敲出。如MOV R6，#20句对应闪烁的速度。还可检查出非语法错误的其它功能性的错误等等。
顺序、循环、子程序等典型程序模块的执行流程特点如何？可通过及软件仿真调试来观察了解。分支流程也可以此程序为基础进行功能拓展设计来验证学习，如左移三次后再执行右移等等。
机器周期、延时程序等抽象的时间概念其作用及效果如何？怎样调整运用？可通过循环程序的单步执行、全速执行的效果来比较感受。若循环次数较多，可修改程序减小循环次数，从而较快地操作以便观察。
如何做到片内存储单元的中间结果由片外LED来直接指示？刻意添加的MOV P1，R0；LCALL DELAY句，可做到！这些“可视”的调试操作与技巧使整个学习过程变得生动、具体而高效，学生在操作中推算分析、验证反馈，深化了理解又提高了调试技巧，学习的主体性特点自然不必说。
③项目实现流程及效果比较。如流水灯转换速度变更、闪烁的花样变换、程序前后次序颠倒的效果比较等。还可变更输出线路连接关系（如LED的接线次序等），来改变同一程序的表现效果。
④项目实现方案更为实用的拓展改进。如汉字显示的实现。讨论拟定方案，对程序进一步修改、观察执行过程，进一步调试来验证思路、深化理解。
⑤给出课后兴趣任务。思考并查询可基于此程序思路的相关应用项目，以备下节课调试实现，如学校打铃系统的实现。
可见，由于Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，故实际教学可按Keil调试、开发步骤展开。可针对单片机系列基本概念来选择项目情境；针对学生基本应用能力提高来设计关键问题/操作任务；以“可视”方式进行具体调试操作。从而在主体行为与反馈过程中，让学生感受体验、分析、验证、调整，有效进行自主综合、发散、迁移，实现教学的理论-实验、分析-综合一体。
2 结论
总之，基于Keil的“可视化”单片机课程教学切实可行，有一个流行的Keil软件、一个低廉的单片机最小系统开发板即可；教学实施具体可操作，并构成一个完整、具体、感性、综合的学习过程；尤其是该过程因“可视化”而变得直观感性寓乐，利于保护学生学习主动性、积极性，符合学习规律，从而学生主体性学习得以实质实现，有效克服了入门难度；该教学法继承“教师主导―学生主体、教学做一体化”教学成果，培养学生单片机应用能力，提高教学效果。
参考文献
[1] 王华英，刘静.单片机实验教学改革与探索[J].实验科学与技术，2013（4）： 254-256.
