单片机技术论文范例6篇

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单片机技术论文

单片机技术论文范文1

机车在运行过程中产生的记录数据必须全部下载下来并转存到地面运行数据库中,在这一过程中运行数据一般采用大容量数据存储设备或者其他数据传输方式来传输,这种数据传输方式不仅需要借助大容量的数据存储设备,同时也必须经历数据传输的人工送存阶段,不仅增加了数据信息的传输复杂性,而且让数据的传输存储活动面临着一定的操作风险,不利于数据信息的规范化管理,在数据信息传输的这种形势下,采用无线通信技术能够实现机车与地面信息管理中心之间的无线通信,可以简化数据管理的工作过程,并提高数据通信的稳定性和可靠性。

二、硬件配置

1、数转电台。

RF-418数转电台是无线通信领域的一种新型产品,其在提高了自身通信技术水平和通信质量的前提下,实现了与单片机之间的无线通信,在运行中可以提供RF测试、双向通信测试、一般数据传送、自动调频数据传送等四种工作模式。这四种模式之间的切换简单方便,在保证其自身高可操作性的同时也提供了多样化的数据传输形式,最大限度的满足了机车和地面数据中心之间的通信需求。

2、数转电台与车载微机的接口。

无线通信技术在单片机通信系统中的应用,存在的最大问题就是数转电台与车载微机的对接问题,在单片机通信系统运行过程中,要保证数转电台与车载微机之间对接的准确性和数据传输的稳定性。车载微机系统采用的处理器是DALLAS公司研发的DS80C320处理器,其在运行中能够提供两个全双工串行口,两个数据指针、13个中断源。通过处理器自身强大的数据处理能力,可以结合数转电台和车载微机所处的不同的实际运行状况,对其对接的方式进行选择,保证数转电台车载微机系统在对接活动中最大限度的接口连接安全和数据传输安全,减轻了单片机控制接口的负担,同时提高了单片机通信系统运行的可靠性。

三、通信软件设计

1、通信格式。

车载微机向地面通信系统发送请求信号主形式为ABBAIDSUMNFF、其中数据帧一共包含有6个字节,前两个字节(ABBA)表示起始位置,第三个字(ID)表示该趟列车的车载微机的编码号,第四字节(SUM)为通信活动中的标注字节,第五字节(N)表示在本次通信活动中从起始字节到结束字节的字节数,是为了防止在通信中信息丢失而设置的,第六字节(FF)表示通信内容结束。无线通信技术在单片机通信系统中的应用,对通信模式最大的创新就是实现了信息通信的数字化。单片机通信系统在我国的应用广泛的存在着运行中一对多的运行模式,一般大型机务段都拥有数百台机车。因为铁路运输自身的特性,大量的机车回段的时间都不确定,机车在完成运输任务返回机务段时,应该首先与地面信息系统取得联系,这种联系由机车首先发出通信请求,在得到地面信息系统的回应后,与地面信息系统建立通信连接并完成数据信息的转发。当车载微机连续三次申请通信都得不到回复或者回复信息不正确的时候,车辆管理人员应该保留该车次的数据信息,并与维护人员联系进行车载微机的修理。

2、程序流程。

单片机技术论文范文2

【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:

单片机技术论文范文3

【关键词】单片机,原理与应用,实践教学

中图分类号:G622文献标识码: A 文章编号:

一.前言

在当今教学环节中,如何充分利用多种单片机开发工具,掌握综合运用单片机的软硬件实用技术,为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用开发,培养具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才,单片机课程教学面临的新挑战。目前国内多数中职或技工学校电子专业的单片机课程存在理论与实践严重脱节的现象,本文针对目前国内单片机原理与应用课程的实践教学法中普遍存在的问题和不足进行深入探讨。

二.单片机原理与应用技术

1.原理

单片机原理与应用课程的特点和教学中存在的问题。结合技工学校人才培养目标,从理论教学和实践教学两方面进行改革探索。提出一种注重理论联系实践,在应用中掌握知识的方法。结果表明改革能提高学生的学习积极性和创新能力。改革经验为提高该课程的教学质量提供了新途径。

2. 单片机应用技术

单片机应用技术课程是电子专业的主干课程,也是多年来公认的“问题课程”,学生普遍感到难学。主要表现在课程内容抽象、逻辑性强、与其他课程的关联度大。教学过程极易陷入难教、难学的境地并形成恶性循环。随着计算机网络与通信技术、集成电路技术和计算机软、硬件软件技术的飞速发展,单片机应用技术的内容与教学手段和方法都发生了很大的变化。如何充分利用多种单片机开发工具,掌握综合运用单片机的软硬件实用技术,为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用开发,培养具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才,是技工学校单片机课程教学面临的新挑战。目前国内多数技工学校单片机课程存在理论与实践严重脱节的现象,本文针对目前国内技工学校电子专业单片机应用技术课程教学中普遍存在的问题和不足进行深入探讨,结合多年的教学经验,提出基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学的新思路,以期为单片机课程教学的改革提供参考。

三.单片机课程特点

单片机原理与应用是一门理论性和实践性都很强的课程,概括起来有四大特点:首先,课程涉及面广,课程综合了程序设计、电子技术、微机原理、自动控制等技术,学生先修的基础课没学好将直接影响本课程的学习;第二,单片机课程概念多,内部结构、工作原理复杂而抽象,容易出现教师难教、学生难学的状况;第三,单片机应用系统电路复杂、各种芯片元器件功能各异,学生若分不清各部分的作用,易造成学习困难;第四,单片机技术实践性强,如果缺乏实践操作经验,学生很难真正理解学习内容,更无法实现知识的灵活应用。 

四.单片机教学中存在的主要问题 

1.教材结构未考虑学生的接受能力。教材内容主要依照单片机硬件结构指令系统汇编语言设计系统扩展接口技术应用系统设计的顺序编写的,注重课程的学科性与系统性,而未考虑学生的认知特点;教学过程也是以单片机的结构为主线,先介绍单片机的硬件结构,接着是指令和软件编程,然后是单片机系统的扩展和器件的应用,最后是应用实例。按此教学结构,单片机课程就演绎为以单片机知识为蓝本的微机原理课程,高职学生理解力和逻辑思维能力较薄弱,对复杂的电路和抽象的指令往往不知所云,学习过程枯燥乏味,学生大多产生厌学情绪。

2.普遍存在理论与实践严重脱节的现象。在教学形式上,单片机课程多以课堂理论教学与少量硬件仿真实验相结合,实验教学也多为验证性实验。先理论后实践教学,或理论与实践教学分阶段交叉进行,造成长期以来单片机教学理论与实践的严重脱节。加之许多学校单片机实践教学资源相对比较匮乏,多以单片机实训平台为主,实践教学环节也仅仅体现在为数不多的几个验证性实验上。许多情况下,学生只是依照老师给出的实验电路进行简单连线,有些同学直接将实验系统中的源程序调出来运行一下就算完成任务了。整个课程结束后,许多学生也未能真正了解清楚单片机应用系统开发的全过程,不会使用仿真软件调试程序的同学也不在少数,甚至连单片机开发工具如硬件仿真器、编程器的用途都不知道,更不用说掌握单片机应用系统设计的一般性方法。

五.单片机原理与应用课程的实践教学法

1.教学做合一。教学过程不是教师的个人表演过程,而是教师完成一个单片机工程的开发全过程,教学过程是做单片机项目的真实过程,有电路分析、有单片机基础分析,有汇编语言(或C语言)语法、语句、算法等分析。并且把所有过程,一步一步呈现给学生,让学生有现场感、真实感,让学生最后看到我们的最终成果——单片机实验电路板上呈现的现象。整个过程是教师开发了一个单片机工程项目,对事说是做、对教师说是教、对学生说是学,此之谓陶行知先生所说“教学做合一”。 

2.尝试教学实践与创新实践的紧密结合

采取部分开放的实践教学模式的试点,在时间、内容、仪器设备、教学形式等方面给学生空间。在学习的过程中,学生在开放实验室中进行了指令学习和巩固。也逐步学会单步、断点、全速运行的调试方法和排除故障能力,并能使用寄存器窗口、存储器窗口等仿真器的功能,分析各种实验现象。在教学实践的基础上,开展形式灵活、面向不同年级学生、连续不间断地创新实践,如组织电子协会进行课外科技创新活动,以多层面学生为对象与专业技术相结合的创新项目活动、组织培训学生海南省中职学生单片机装配与调试技能竞赛等。

3.讲练结合教学法。学生单靠教师在多媒体教室的“教学做合一”的教学过程是根本学不会单片机的,单片机是理论与实践结合的一门学问,必须经过大量的实践活动才能学会单片机,没有经过实际的演练不可能掌握单片机的精髓。我采用一节教学一节机房加实验板的实训方法进行教学安排,让学生把学到的东西马上进行实际练习,使理论与实践结合。今年的单片机教学我又在原来的基础上进行了改革,全部在机房利用实验板进行教学,采用边教学、边练习的方法,让教师的教与学生的学真正做到无缝对接。 

3.项目驱动教学法。在完成基础模块的教学后,学生的单片机学习就进入到另一个阶段,进行综合实训——做实际的工程。前面的教学与实践都是在单片机实验扳上完成的,这对学生来说仍然不真实,不实在,为了使学生能学生出校门就能搞项目,学生在学校必须经历实际工程的锻炼。让学生做电子表、数字温度计、数字电压表等项目。从画原理图、PCB图、制作电路板、硬件连接。软件程序编制、下载、调试与修改等所有过程都亲自参与。学生不再是学习过程的旁观者,而是整个过程的亲历者,让学生体会到创造的快乐,学习就象玩一样。 

六.结束语

单片机自从问世以来,经历了多次更新换代,其应用也从最初的工业控制领域扩展到人们日常生活的各个领域。学习这门课程对于学生将知识综合应用能力转化为工程实践能力,顺利地迈向今后的工作岗位,起着举足轻重地作用。因此,如何在教学过程中确保教学目标的实现,一直是大家所关注的焦点。所以做好单片机原理与应用课程的实践教学法是有着十分重要的意义的。

参考文献:

[1]吴飞青,李林功,丁晓.“单片机原理与应用"课程教学改革探讨[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2010,24(1):96-98 

单片机技术论文范文4

关键词:单片机;教学改革;教学手段

单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术,是当前社会较为流行和热门的技术之一,其发展极大地推动了电子工业的发展,无论在教育界还是在产业界,单片机技术的推广仍然是一个热点。社会对单片机技术硬件设计工程师的需求增长相当迅速,该课程的重要性也越来越明显。

在多年的教学中,学生普遍反映单片机太抽象、概念多、入门难、指令不易记等等。学生感到枯燥乏味,学习难度很大,教师的课堂教学效果也不够理想。为了改变目前教学现状,需要对单片机的教学进行改革,下面笔者结合多年的教学实践,就单片机教学谈几点看法和体会。

一、培养学生学习兴趣

在单片机课堂教学过程中,教师应注重理论与实际应用结合,运用案例教学,激发学生的学习兴趣。比如,在教学过程中,以一个完整的项目开发为案例,做一个红绿灯控制系统,一方面其趣味性增强了,另一方面又容易被学生接受,学生可以根据所学到的知识进行分析、反思、体验和感悟。当发现相通点时,就会很自然地模仿,进而起到举一反三的效果。给学生展示单片机广阔的应用前景,比如,多媒体教室使用的投影仪,甚至是学生最常用的pc机的键盘,里面也有一枚小小的单片机芯片在控制。抽象的教学内容与这些活生生的现实应用实例相结合,给学生一个看得到、听得见、摸得着的学习目标,大大提高了学生学习单片机的兴趣。

二、改革教学方式方法

1.优化教学内容。单片机课程信息量大,传统的教材一般是以单片机的结构和各模块的使用为核心进行编写的。这样的教材详细地解析了单片机的结构和各种功能,有利于学生全面掌握单片机的理论知识,但这样的教材对中职学生是不适合的。中职院校教材应当采用“模块化”教材,将教学内容改成一个个项目和模块,将整个理论体系进行有机的、覆盖性的分解后融入项目和模块的实现过程中;同时要向学生提出基本要求和提高要求,使得学生在完成基本的教学任务的同时拥有自主学习、自主创新的空间,方便学有余力的学生进一步提高自己。

2.采用诱导式教学。在教学过程中积极对学生进行引导,最大限度地调动和发挥学生在实验中的主体作用。对学生提出的问题不做正面的回答,而是围绕问题引导学生发现问题的关键,并自己动手独立解决问题。将传统的以教师和课堂教学为主的教学模式,逐步演变成基础实验以教师为主导,综合实验教师与学生并重,创新实验以学生为主的多种形式,使学生从“要我学”转变成“我要学”。鼓励学生结合实际自己立项,独立完成项目。

3.利用多媒体实验教学,建立虚拟实验室。充分运用现代信息技术手段辅助实验教学,结合实验项目的内容和教学大纲的要求,在教学过程中教师备课时可以精心设计讲解内容,制作生动形象的多媒体课件,将相应的实验原理、实验步骤、实验设备和仪器、实验所用到的芯片工作原理和外形通过多媒体技术设计制作出将文字、图形、图像、声音、视频、动画等集于一体的多媒体虚拟实验软件。将传统课堂教学中抽象难懂的概念具体化、形象化,单调枯燥的理论多样化、生动化,将重、难点知识内容形象逼真地展现在学生面前,产生动静结合的画面和智能性启发诱导功能,使学生身临其境,直接去感受、体验,便于学生进一步巩固课堂上所学的基础理论。

4.加强实践环节教学,培养学生工程素质和实践能力。单片机是一门实践性很强的课程,只有理论联系实际,加强实验教学和课程设计这两个实践环节,才可能真正地掌握单片机技术。为了提高学生的设计能力和创新能力,引入课程设计环节。通过课程设计的实战演练,学生学会了综合运用所学知识进行单片机应用系统开发的方法,既充分锻炼了学生的实践能力,又培养了学生的工程素质和创新意识。

总之,单片机技术教学是灵活多样的,教学方法也是非常之多,但是必须突出“三重”原则:重基础、重能力、重应用。只有不断改进教学方法,丰富教学手段,加强实践能力的培养,注重理论联系实际,才能激发学生的学习兴趣,取得较好的教学效果。我们应该不断加大教学探索和改革力度,努力为社会培养出大批具有工程素质和创新能力的单片机应用型人才。

参考文献:

[1]姜大源.单片机技术[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]宋彩利,孙友仓,吴宏岐.单片机原理与C51编程[M].西安:西安交通大

单片机技术论文范文5

关键词:单片机 以学生能力为本位 项目化教学

中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(b)-0-01

随着电子信息技术和通信技术的高速发展,单片机技术在家用电器、智能仪表等领域得到越来越广泛的应用。对于职业学校的学生,很好的掌握单片机技术不仅可以提高自身的专业知识技能、动手能力,提升自身的开发能力,更重要得是能够获得实用的职业技能,从而增强自己就业的竞争力。单片机作为一门中职学校电子专业的新学科,在教学过程中存在不少问题和困难,以下是笔者作为教学一线教师的几点体会:教材内容方面,单片机课程综合性较强,包含有模拟电子、数字电子、计算机等知识;教学方法方面,理论与实践的严重割裂,课堂教学抽象深奥,专业实践时理论教学内容遗忘,专业技能的提高受到制约,综合能力得不到锻炼和发展;授课对象方面,中等职业学校学生的基础知识较差,接受能力偏低。

1 选择合适的教材、编写校本教材

单片机的教材可以说五花八门,但以前大部分教材都是针对大学计算机及自动化专业编写的,这些教材有一个显著特点就是系统性、理论性过强,对中职学生来说显然不合适、难以接受。不过随着职业教育课程改革的深入,大量以能力为本位、努力反映电子技术发展、突出职业技术教育特色的教材相继出版。选择适合我校电子专业教学的单片机教材是课程改革的基础,根据教材的具体教学内容、教学内容的难易度以及中职学生的特点等方面,我校选择了中国劳动和社会出版社出版的《单片机基础及应用》[1]作为单片机教学所用教材。本教材主要采用了“以任务为中心”的教学模式来编排,它注重时效、创新体系,特别适合现阶段的中等职业学校的学生。然而,教材在论述单片机原理及应用技术的基本知识的深度和广度方面,是针对大多数学校单片机教学的目标任务编写的,而每个学校安排学习的课时可能不一样,并且所选教材不能完全适合我校的培养目标和教学要求,为此我校组织广大教师编写了单片机课程的校本教材,以培养技能为主线,将整个理论体系进行有机的分解后融入项目的实现过程中,本着“管用、通用、适用”的原则,确定了校本教材的具体教学内容的四个典型

项目,如表1所示。

表1

项目名称 任务名称

项目一

认识单片机 1.1 基本概念

1.2 AT89S51单片机简介

1.3 最小系统组成的电路

1.4 基本扩展应用电路

项目二

点亮彩灯 2.1 一只LED闪烁

2.2 流水灯

2.3 任意变化的彩灯控制

项目三

单片机指令学习 3.1 程序设计基础

3.2 延时程序

3.3 算术运算程序

3.4 输入输出程序

项目四

简易数字钟的制作 4.1 LED数码管的静态控制显示方式

4.2 LED数码管的动态控制显示方式

4.3 从0到9的加1计数显示

4.4 简易数字钟

2 项目化教学为主体、proteus仿真教学为补充

众所周知,“教学有法、但无定法、贵在得法”,好的教学方法在教学过程中能够起到事半功倍的效果。通过总结长期的教学经验和借鉴国内外一些先进成功教学案例,笔者发现在教学中围绕“以能力为目标、以任务为驱动、以学生为主体”项目教学法[2]能很好的解决单片机教学中遇到的困难。单片机是和我们生活息息相关的一门很有趣的课程,但单片机的基础知识又很抽象,单凭教师口头说和列举生活中的例子很难使学生完成学习目标。中职学生热爱生活,对各种事情充满兴趣和好奇,生动直观的电子产品能有效激发学生的学习兴趣、激发他们的联想。校本教材中项目四数字钟就是学生现实生活中比较熟悉的电子产品,而且学生很容易就能看懂任务要求。该项目以“简易数字钟的制作”为载体,将教学内容分为四个任务:(1)LED数码管的静态控制显示方式;(2)LED数码管的动态控制显示方式;(3)从0到9的加1计数显示;(4)简易数字钟的制作。在教学中,以上述任务为核心,配置为完成该任务而必须掌握的指令、硬件结构知识、软件操作知识等,学完这些知识以后完成相应的任务,然后较为系统地学习一些硬件结构知识,通过这种方式将学生普遍感到比较困难的该部分知识分解,把一个高的台阶变成若干低的台阶,使得学习者从一开始就能体会到成功的喜悦,有利于学习的顺利进行。

3 依托技能大赛、推进课程改革

自2008年开展单片机技能大赛以来,我校连续几年来垄断学生组和教师组市里技能大赛一等奖,在省技能大赛中也取得较好成绩。09年到12年国家级技能大赛都是以典型项目为载体,试题分别为:模拟生产流水线、热水供水系统、废料处理收集系统、地铁售票系统。12年选择的我们生活中出行时最常见的地铁自动售票系统为参考,设计了地铁售票系统的制作任务,学生对这方面比较熟悉,学习兴趣也比较高,也方便学生理解任务。通过技能学生不仅可以学到单片机控制装置安装与调试,还可以掌握单片机软件编程方法等技术,学到电子产品工艺要求等知识与技能。在教学改革中,我校大力借助技能大赛东风,加快推进课程改革。

4 结语

综上所述,针对于单片机这种侧重实践应用的课程,如果采用传统的集中式理论授课方式,无法将理论与实践紧密相系在一起,不利于提高学生设计开发的技术能力。采用项目化教学可以在项目的实现过程中进行模块化的理论教学,使得理论教学与实践教学有机地结合在一起,调动学生学习的主观能动性,培养创新意识,有利于培养理论扎实、动手能力强的学生。且在我校单片机教学中初见成效,值得推广。

参考文献

[1] 陈石胜.单片机基础及应用[J].北京:中国劳动社会保障出版社,2012.

[2] 左现刚.浅谈高校单片机课程的教学改革[J].农村经济与科技,2010,21(3).

单片机技术论文范文6

关键词:民族地区;高职院校;单片机;课程教学;改革探析

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)24-0161-02

Abstract: Through the field research of the current teaching situation of the Microcontroller Unit course (MCU) of higher vocational colleges in Qiannan, Qianxi’nan and Qiandongnan minority area in Guizhou province, this article analyze and discuss proper teaching methods and evaluation mechanism of MCU course suitable for the practical situation of minority area from the perspectives of novel creation of teaching environment, arrangement of curriculum, training mode and evaluation mechanism.

Key words: Minority areas; Higher vocational colleges; Microcontroller Unit; teaching of curriculum; reform analysis and discuss

单片机是电子信息类专业十分重要的课程,也是高职院校完成高素质技能技术型人才培养必不可少的专业课程。贵州少数民族地区高职院校虽地处欠发达山区,自身发展受到诸多因素的制约,但对人才培养质量的要求从未降低,紧密围绕地区经济发展需要开设电子信息及相关专业。

伴随贵州大数据、大健康产业的蓬勃发展,早期“三线建设”驻黔电子企业及本土民营企业对其人才需求的增多,电子信息类专业已逐步成为贵州少数民族地区高职院校重点建设专业。但在专业课程教学,尤其是难度较大,实践性较强的单片机课程教学方面还存在诸多有待提高和改善之处,需结合贵州少数民族地区高职院校自身实际,进行单片机课程的教学改革,探索符合当地人才培养及职业岗位能力需要的教学思路和方法。

1贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学现状

基于对贵州黔东南州、黔南州、黔西南州三地少数民族地区高职院校的走访调研及师生的深入座谈交流,发现贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学存在如下的现状。

1.1 课程教学环境

1.1.1 学生素质现状

贵州少数民族地区高职院校电子信息类专业所录取学生少数民族较多,高考分数偏低,专业选择盲目被动;基础知识薄弱,理论学习困难,专业实践技能训练积极性与主动性不高;自我控制能力差,未来职业发展无规划;团队合作意识薄弱,自信心与创新精神欠佳等。

1.1.2 师资现状

贵州少数民族地区高职院校能够承担单片机课程教学的师资严重不足,引进困难,尤其是具有单片机技术开发经验的专业技术人员及学术带头人甚少。现行单片机任课教师存在理论知识扎实,但项目开发经验缺乏;教学经验丰富,但课程实践教学欠缺;专业网络学习获取较多,但融入行业企业进行实际开发较少;外派学习较多,但真正与单片机技术相关的学习较少等。

1.1.3 实训条件现状

贵州少数民族地区高职院校受地方财政困难,教育经费注入不足的影响使单片机课程教学实训设备陈旧、配置不足;专项资金投入不够,实训条件简陋;实训室缺乏专人负责,管理不规范;实训教师对实训重视程度有待加强,学生对实训开展积极性有待提高等。

1.2 课程教学内容与考核

在单片机课程教学内容安排方面,贵州少数民族地区高职院校普遍仍以单片机理论教学为主,注重培养学生程序编写能力,尤其是汇编程序的编写能力,缺乏基于实际项目开发的创新性教学方式。部分院校甚至没有开展实训教学,仅完成基于汇编语言的单片机最小系统理论教学,对单片机的通信功能、传感器技术及C语言在单片机中的应用等重要内容并为涉及。同时,在单片机课程与专业基础课程开设的先后、课时分配、任课教师安排等方面也存在诸多不足。

在课程考核评价方面,大多数院校仅考核学生的理论学习内容,而对课程的学习过程,实训项目及课程设计完成情况等核心内容并未进行考核,考核评价过于单一,不能较好地进行学生课程掌握情况的客观综合评价。

2 贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学改革思考

贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学应结合自身特点,培养符合区域经济发展需要的高素质技能技术型人才。

2.1 现行课程教学环境改变探索

在学生素质提升方面,贵州少数民族地区高职院校很难在招生录取阶段来提高进入电子信息类专业的学生文化素质,但可从学生进校后对专业兴趣的培养方面着手,改善学生综合素质。如在专业基础课中增加动手能力训练环节(仿真实训也可),为后续难度更大的单片机学习兴趣的培养打下基础;成立单片机学习兴趣小组,通过兴趣小组的积极主动性来带动整个大环境的改变;积极组队参加校、州、省及国家的单片机技术应用及相关技能大赛,以大赛营造学习环境;通过专升本考试中对专业课程的要求和学生对进入本科院校继续深造的渴望,引导学生主动学习等。

在师资水平优化方面,贵州少数民族地区高职院校应结合当地经济发展及院校需要,积极争取电子信息类紧缺人才,尤其是高层次人才的引进政策,解决单片机骨干教师及学术带头人缺乏现状;积极从行业企业或校企合作单位寻求师资及师资培养,让行业专家融入教学,让一线教学人员融入行业,进行交互式学习交流,实现自我培养,进而提高教学质量;现行单片机教学人员应通过网络,积极寻找单片机学习途径,争取单片机技术学术交流会议及培训;积极以大学生电子设计大赛、区域行业单片机应用设计竞赛等为引领,主动找项目、做项目、总结项目,从而来提高教师自身的单片机应用技术水平。

在实训条件改善方面,贵州少数民族地区高职院校应积极寻求资金注入,建立校内单片机技术应用实训室;或寻求校企合作单位、行业企业、院校共建等方式建立实训室。针对实训设备,没有必要购买昂贵的实验箱或实验平台等,通过电子商务,购买设计合理、功能模块齐全、支持在线调试、便于携带、支持C语言、具有配套教程及完整的程序实例等的单片机开发板即可。同时,要为开发板配套逻辑分析仪、万用表、示波器等常用电子仪器仪表及工具。在实训室建设经费充足的情况下,可考虑配备台式电脑,若经费不足,鉴于当代大学生笔记本电脑覆盖率较高的条件下,可两人配套一台自带笔记本电脑,即可满足实训条件要求,又为学生课余自学、课程设计及毕业设计等后续环节服务。

2.2课程合理安排

2.2.1 微控制器选择

当下,单片机种类及型号较多,合理选择一款单片机种类及型号是初学单片机技术的关键,是引导学生学习单片机技术的重中之重。单片机种类及型号的选择一定要结合实训室所配套的开发板或校企合作单位等所使用的机型,但主要还是以便于教学和学生学习单片机技术为主。因51单片机市场份额占有量大、使用年限长,网络资源和学习参考资料丰富且获取容易,考虑到初学者对硬件资源的应用能力,建议以宏晶科技生产的STC89C52RC单片机作为主控芯片进行教学。

2.2.2 课程及内容安排

单片机课程应安排在电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、C语言等专业基础课程完成之后,可与电子元器件识别与检测、电子线路绘图与制板、传感器技术应用等专业课程同时进行。在开设上述专业基础课程的基础之上,建议单片机课程总学时为108(即每周6学时),其中理论占20%左右,实践占80%左右。单片机技术是在实践中学习,教学内容应以实践为主导,理论融入实践过程且够用为原则,边做边学,不能只强调理论而轻实践。

鉴于贵州少数民族地区高职院校授课对象特点,课程主要内容应包括微型计算机基础知识简介、单片机概述、所选单片机结构及内部资源介绍、单片机时序及工作方式、汇编指令及时序简介、中断系统、定时器/计数器、并行I/O接口、单片机串行通信(主要有UART、I2C、SPI、485通信等)、A/D和D/A转换等。在教学过程中,所应包括的硬件主要有LED、LED点阵、数码管、LCD、矩阵按键、步进电机、蜂鸣器、传感器(如温度、红外、压力等传感器)、A/D和D/A转换芯片、时钟芯片、存储芯片等。

2.3 实训教学开展

单片机课程教学应以实训教学为主并综合考虑学生特点,实训开展应包含单个实训项目、综合实训项目和课程设计三个环节。实训环节中注重“做中学,学中做,边学边做”。任课教师在单个实训项目中应在讲解硬件原理和程序设计的基础上,对实训内容进行操作演示的同时指导学生操作,直至完成实训效果。效果出来后,任课教师针对实训过程中出现的问题进行总结,同时对所做的实训内容进行再一次的总结性讲解,以达到学生掌握所布置实训内容的目的。综合实训项目应预先布置任务和学生分组(2人一组为宜),课堂由任课教师对任务中所涉及的硬件和软件及前期所学本实训所需用的知识进行讲解。学生结合老师的讲解和所提供的硬软件参考资料,以组为单位,开展实训项目,完成实训任务。课程后期,应专门安排1到2周,以3人为一组,进行课程设计环节。选用适合高职院校学生及难度适中的课题作为单片机课程设计的题目,引进全国大学生电子设计大赛流程及相关规则融入课程设计,体验项目开发过程,培养学生项目开发能力。同时鉴于对学生仿真能力培养的必要性,建议在课程设计环节中融入Keil和Protues仿真教学。

实训教学中应制作实训项目任务书或课程设计任务书及考核评价表,教学过程采用项目化教学,任务驱动,融入“资讯、计划、决策、实施、检查及评价”的教学组织形式并做好学时分配。

2.4 课程考核评价创新

鉴于课程实践性较强,考核不能单一的出套纸质试题进行考核,尤其不能只进行理论而忽略实践的考核,应以过程考核,综合评价学生课程学习效果。

3 总结

综上所述,现行贵州少数民族地区高职院校单片机课程教学还存在诸多不足和有待改进之处。身处该地区的单片机课程任课教师应在课程教学条件、课程内容安排、实训教学方式、课程考核评价等方面结合自身院校实际,探索符合授课对象及课程特点的教学方法,提高贵州少数民族地区高职院校人才培养质量,进而为地区经济的发展服务。

参考文献:

[1]宋雪松,李冬明,崔长胜.手把手教你学51单片机(C语言版)[M].北京:清华大学出版社,2014.

[2]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,2010.