单片机课程设计总结范例6篇

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单片机课程设计总结

单片机课程设计总结范文1

本文作者:焦咏梅高艳玲徐红作者单位:石家庄铁道大学四方学院

课程设计内容的改革

首先,探索全系专业课程体系框架,将内容紧密联系,增强内在逻辑性。把同一个培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群,形成目标明确的课程群层次,把围绕一个技能培养目标的、含有若干课程的知识点抽象出来,在更高层次上连贯起来,使该技能的培养随课程设计的推进而不断递进、加深和拓展。如自动化专业的课程群层次结构。在课程群的建设基础上,我们的课程设计题目既要考虑前后课程纵向的贯通与衔接,又要充分考虑课程横向间的相互融合,实现整体优化。如把模拟电子、单片机、传感器课程设计内容纵向联系,递进升级,模拟电子课程设计题目应做到熟练掌握器件特性及参数计算,理解电路原理,并仿真出结果,使学生通过课程设计过“三关”,即“器件关”、“分析关”和“动手关”,此阶段培养了学生具备一定的硬件设计能力。在此阶段基础上进入下梯级,即单片机课程设计阶段。让学生在具备一定硬件设计能力的基础上学习系统软件设计,并且为了激发学生的学习兴趣,把电子电路和单片机课程设计进行横向优化组合。单片机题目要求学生应用电子电路的手段,即Protel原理图设计PCB设计并制版,做出实物,完成程序烧录,最终完成系统调试。结束时,学生亲身经历了硬件、软件的每一阶段,锻炼了学生工程应用能力。此阶段学生已具备了软、硬结合的能力,为进入下一个梯级做了充足的准备。课程设计的最高梯级传感器课程设计,即题目应综合模电、电子电路、单片机、传感器四类课程的理论知识,在具备软、硬件结合的能力的基础上,应用各类传感器采集数据,应用单片机、电路模块等手段完成一个应用系统的综合设计并做出实物,例如红外报警系统、温度检测系统设计、光敏元件控制系统等。培养学生结合实际应用的综合设计能力,做到环环相扣,相辅相成,为毕业设计打下良好的基础。

成绩评定体系改革

建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键,在注重结论正确的同时,应强调整个设计方案实施的全过程。1.撰写总结报告。总结报告是学生对课程设计全过程的总结,不能等同于平时的实验报告,因此内容要完善,格式要规范。此环节占总成绩的30%。2.实验动手能力。包括器件选择、仿真设计制版焊接、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神。此环节占总成绩的30%。3.学生实行全员答辩制。为避免学生互相抄袭或找人代做,我系自2009年开始施行课程设计全员答辩制度,每生5分钟自述,10分钟答辩,通过答辩情况给出答辩成绩。此环节占总成绩的40%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待,提高了学生的积极性和主动性,从而保证了课程设计的质量。

单片机课程设计总结范文2

关键词:微机原理;施教对象;讲授艺术

中图分类号:G64文献标识码:B

文章编号:1672-5913(2007)04-0016-03

1 引言

“微机原理与接口”课程(以下简称“微机原理”)一直作为高等院校电类各专业、计算机专业、机械设计制造及自动化、机电一体化、过程装备与控制、化工仪器仪表等工科专业必修的课程之一(电类为专业基础课)。近年,随着计算机技术、微电子技术的飞速发展,微机及其相关的技术以超常的速度跟进,新技术新设备层出不穷,使得微机原理课程的内容越来越多;另外,计算机及其相关产品越来越多地冲击着人们的工作方式和生活方式,高等院校中越来越多的理工科专业要求开设微机原理(计算机硬件基础)课程。然而,正是微机原理课程教学内容量大, 教学对象面广,各类专业的学生基础差别较大,使得非计算机、非电专业的学生感到抽象难学;另外,部分学校课程名称及授课内容较混乱,如同是微机原理课程,有的班级上80X86,有的班上8051(多为机械专业等非电专业,建议课程名称应统一为“微机原理及接口技术”和“单片机原理及应用”);第三,在教学时数上课时差别教大,多为:计算机专业: 60―80学时;电类专业:60―75学时;机械类专业:40―50学时;第四,基础知识差别大:计算机专业有先导课“计算机系统结构”、“计算机组成原理”,还有平行开设的“汇编语言程序设计”;电类专业有模电/数电等先导课程;其他理工类专业(如机械类专业)却只有仅仅是把电路分析、模拟电路、数字电路、电机学、变流技术等整合为一门课的电工学,以及“计算机应用基础”。可见有限学时下微机原理课程要在不同施教对象中按照“厚基础、宽口径、重应用”的宗旨,因材施教并非一件易事。

此外,由于计算机硬软件技术发展很快,而且硬件新技术、汇编语言新版本大多和原有的基础技术一脉相承,所以有些老师觉得讲授最新的更好,而有些老师则认为还是讲授基础性知识好,两者难于统一。

本课题研究小组经过大量的研究实践,在本校教学中大胆进行改革,把“微机原理与接口”课程(“计算机硬件基础”)分成3~4个授课层次(如A、B、C、D类)分别制定出不同的教学大纲来执行,因材施教,各取所需。

2 在计算机专业中把握好整体与个体、取与舍的辩证关系

微机技术的发展使得微机原理课程包罗了太多的内容:除了指导委员会确定的七个基本知识单元(微处理器、存储器、指令系统、输入和输出、I/O接口技术和微机应用系统)之外,32位、64位CPU内部结构及多级流水线工作原理、虚地址下的寻址过程、高档CPU新增指令及MASM32汇编语言语法规范(乃至WIN32编程等)、段页存贮管理及芯片组、总线标准(EISA、PCI、USB等)等新内容也不能不涉及。

如果仍然仅以8086CPU来讲授,对计算机软件、计算机应用专业学生来说,未免过于落后,因为8086CPU和现用的Pentium相比,至少已经淘汰了三代;另外,对计算机专业学生来说,他们已经学习了先导课“计算机系统结构”、“计算机组成原理”,“计算机”和“80X86微机”二者是整体与个体、一般与特殊的关系,并且一般还有与“微机原理”同步开设的“汇编语言程序设计”(一般开设顺序多为:汇编语言微机原理接口技术[单片机应用]),因此,在有限学时下,象数制、原码、补码加减原理、ALU原理、16位汇编语言等部分完全应从简处理,而应重点讲授80386/80486/Pentium内部结构及工作机理、存贮管理技术(包括段页式存贮管理、Cache原理与访问管理、虚拟存贮管理)、I/O接口及外设接口(硬、软盘驱动器接口、网络与通信接口、打印机接口等)、芯片组技术,总线标准与接口技术(ISA、PCI、USB等)等,尤其是8086/8088时代的接口芯片多数已淘汰,新的芯片组在结构和功能上已与早期芯片具有本质区别,所以将原来侧重芯片的内部结构改为侧重芯片应用是必由之路。这样才符合“厚基础、宽口径、重应用”的培养目标。当然,计算机专业的“微机原理”教学大纲的制订绝对不是孤立的,比如32位汇编语言和Win32编程如果在“汇编语言程序设计”大纲中要求掌握的话,“微机原理”大纲就可另辟重点。

3 在电类各专业中把握好一般到特殊、基础与应用的辩证关系

“微机原理与接口”是电类各专业处于核心地位的专业基础课,本专业的学生在此之前有些虽没有学过“组成原理”、“系统结构”等课,但诸如汇编语言、中断、定时与计数技术、存贮器扩展、串并口扩展、总线标准等都是后备课如“单片机原理与接口”、“计算机控制”、“可编程控制器PLC”、“DSP数字信号处理”等课(电类专业一般为:微机原理及接口技术 60―80学时单片机原理及应用40―60学时)以及日后从事科研所必需的,尤其是“单片机原理与接口”和“计算机控制技术”的学习必须以“微机原理及接口技术”奠基。

事实上,从“微机原理”到“单片机原理”是一般到特殊的关系,“单片机原理”是“微机原理”的后补课程,两门课都是实用性很强的课程,学好了微机原理,单片机原理是稍学即会。象微机原理中的地址、寄存器、锁存器、控制字、堆栈、中断、定时与计数技术等概念可在单片机原理课程学习中直接应用;但是,工业过程控制中用的更多的是单片机控制和PLC控制(即使象网络控制、现场总线控制其终端实现也一般用单片机或PLC控制),所以和单片机共有的汇编语言、CPU结构原理,存储器扩展、并/串行口扩展、总线、LED及键盘的接口等内容的讲述要不厌其烦,举一反三,而前述的计算机专业所侧重的高档CPU的段页式存贮管理、Pentium结构及芯片组、硬、软驱接口、MASM32及Win32编程技术等虽不能不提,但应适当从简,不要让学生感到既多又杂,抽象难学,甚至出现畏难情绪,要知道,基本原理部分如果不理解透彻,单片机应用及计算机控制系统的学习就无所适从,而且直接影响着毕业设计的质量。

4 在非电、非计算机理工类专业中把握好基本原理与一般原理、开与合的辩证关系

由于微机(单片机、PLC)作为智能化机电产品的大脑与心脏,在超精密加工、数控机床、机电一体化、机器人技术中有着日益广泛的应用,使得微机原理(有的学校开设微机原理课,但实际讲授内容为“单片机原理”)也成为机电一体化、过程装备等机类专业学生必修的一门课程,但是在授课过程中我们明显感到两点:第一,学生与微机相关的基础知识薄弱,因为他们仅仅是把电路、模电、数电、电机学、变流技术等整合成一门电工学去学的,触发器、译码器、计数器、存储器等知识中的部分,甚至全部内容都是蜻蜓点水、点到为止,没有深入学习;第二,在机械类专业中“微机原理”课程学时很有限,一般在40-50学时之间;基于上述原因,学过两周该课的大多数同学反映,该课抽象难懂,神秘莫测。所以一开始应把数制及典型单元电路的原理讲清楚以揭开CPU的神秘面纱;要有重点有选择地讲清其原理,如门控电路及控制字,一位ALU的结构、传统CPU取指令和执行指令的过程、步骤。另外,对机械类专业学生来讲,他们掌握单片机原理可能比8086原理更重要,所以在8086原理讲完后,最好花几个课时介绍8051等单片机,8051和80X86同为Intel公司的拳头产品,汇编语言助记符十分相象,有了80X86作基础,作比较,学8051很轻松;这也是开与合的关系。开是发散,由8086发散到8051单片机;合是聚集,机类学生计算机原理仅此一门,8051不能不聚到中去讲,但8086是基础,是主要讲授对象,8051单片机是应用,要讲究适度,开是放的开,聚是收得拢,百变不应离其宗。

5 在文、管、法等文科专业中把握好深入与浅出的辩证关系

学习的目的是为了应用,而计算机是一个工具,对这个工具的原理应该多少懂一些,这是这类学生的目的所在,正是由于汇编语言课深奥枯燥,大家才喜欢使用可视化的高级语言及其编程工具,所以这类专业的“微机原理与接口”一般更名为“计算机硬件技术基础”。对这类专业学生不要大讲特讲80X86宏汇编语言程序设计、CRT显示控制编程等较深内容,只有有的放矢,深浅适度,才能调动学生的积极性,激起学生的求知欲,从而收到相得益彰的效果。浅是表达,深是理解;浅是弄懂,深是探求;浅是深的必要前提,深是浅的必然深化。要按照“培养既精通本专业知识,又能应用计算机知识,解决实际问题的复合型人才”计划来培养,让缺乏基础知识的学生由浅入深,循序渐进地学习和学习计算机原理,掌握基本知识,更要掌握一些实用知识如芯片组技术、USB接口、PCI、AGP总线、EIDE、SCSI标准等,要配合实物与实验帮助学生从感性知识上升到理性认识。

6 在讲授艺术上要把握好雅与俗、庄与谐、形象与抽象的关系

(1)恰当的应用俗语是提高学生理解能力的必要手段,“雅”是指用专业语言,用词规范,语句缜密,“俗”是口语,具有通俗易懂,亲切自然,比如,微机原理中的“总线”就是计算机系统中的“信息高速公路”,CPU总线浮空,就是该段“高速公路”关闭。

(2)工科“微机原理”也要讲求“庄”与“谐”,“庄”是庄重、严肃,“谐”是诙谐、幽默,庄谐并用,寓庄于谐,让学生在轻松愉快的气氛中接受知识,但“庄”与“谐”的应用要适度。比如,“二级控制模块DMA请求总线使用权”是“中层领导向最高层领导申请”,因为“DMA控制器有总线控制权,所以不是处于最底端;又如 “伪指令和指令相比不产生机器代码,不占据存储单元、起管理作用”可说成“伪指令是指令的后勤管理员”。

(3)提高学生形象思维能力也是课堂教学中帮助学生理解的重要手段,形象的比喻及严密的逻辑性语言可以触类旁通,帮助理解。例如,“间接寻址”是寄存器中放的是存贮单元的有效地址,按该地址便能找到操作数,可以这样理解,“张三要找李四,但只有王五有李四住址”,所以张三找到王五也就找到了李四,这是间接找法。

7 结 语

总之,在有限学时下,对于包罗了太多的内容的“微机原理”课程,我们一定要针对不同的专业对象,把握好几个辨证关系,合理地制定适合于该专业的教学大纲,而不应把一个相同内容的大纲强加到所有的专业;另外,讲课是一门艺术,在语言艺术上,熟能生巧,这是笔者讲授“微机原理”多年的深刻体会。

参考文献:

[1] Intel公司.IA-32 Intel Architecture software Developer’s Manual,volume1:Basic Architecture[Z].

[2] 陆慎,等.事实求是地制定教学计划[J].广西工学院学报,1999(8).

[3] 富春岩,王皓杰,等.非计算机专业研究生计算机教学的研究[J].计算机教育,2006(3):8.

[4] 王克义.非计算机专业“微机原理”课程的改革实践与研究[J].计算机教育,2005(11).

[5] 仇玉章.32位微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2004.

[6] 郑学坚.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2002.

[7] 周明德.微型计算机系统原理及应用(第四版)[M].北京:清华大学出版社,2004.

投稿日期:2006-08-07

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单片机课程设计总结范文3

关键词:单片机;教学实践;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)26-0080-02

随着计算机技术的快速发展,“单片机原理与应用”以及相关课程已经成为了电子信息类以及控制类专业的基础课程,经过长期的探索,很多高校都形成了成熟的教学体系。但是,如何使自身的教学体系与时俱进,从而满足培养高素质应用型人才的需要是高校必须面对的问题。同时,单片机课程的应用性较强,与实际联系较为紧密,对动手能力的要求也相对较高。因此,如何将课程的理论与实践紧密结合起来,使得课程教授能够取得良好的效果,达到培养高质量应用型人才的要求,也是一个值得探讨的问题。

一、单片机实践教学中普遍存在的问题

由于单片机课程在电子类专业中的重要性,许多高校与教师都在探讨如何提高课程的教学质量。[1-4]而单片机课程的应用性较强,理论教学与实验教学结合紧密,因此教学中普遍存在一些问题,导致教学效果不佳。

1.教学内容与实际应用脱节

单片机课程与一般的理论课程不同,是一门实践性极强的课程。因此需要将理论课与实验实践课程紧密连接起来才能达到较好的教学效果,二者不能脱节。而在一些学校的教学活动中,普遍存在重课堂轻实验的状况。同时,担任理论课程的教师与实践课程的教师互相沟通不足,更易导致教学内容与实际应用脱节。

2.教学实验方法以及内容陈旧

高校实验内容单一、陈旧也是单片机教学中普遍存在的问题。大多数高校的单片机实验往往是学生根据实验指导书的内容,在实验箱上接插导线,按照书中的步骤完成实验,学生在实验中较为盲目。同时实验教学方法与内容都较为陈旧,比如实验中使用的8155、8255、74LS373等扩展芯片的实验教学内容在实际中大多已被PLD芯片取代。

同样由于设备的局限性等诸多原因,导致验证性实验较多,设计性以及综合性实验偏少,学生缺乏兴趣,上完全部实验课程而不知一个简单的单片机系统究竟如何开发的学生比比皆是,丝毫达不到培养应用型人才的效果。

3.理论教学与实验教学不够系统

传统的单片机理论与实验教学往往就单片机中的某个部分内容进行教授或者训练。而对于单片机系统完整的开发方法、使用的设备以及应用讲授较少,学生面对实验箱也无法接触真正的开发工具与设备,导致学生学习了理论课程,会编写一些程序,却不能熟练地利用各种应用开发设备,更无法开发完整的单片机系统。

二、基于单片机教学的应用型人才培养方法探讨

在这种前提下,首先对任课教师提出了较高的要求。任课教师需要不断提高自身的理论与实际科研水平,在实践中不断提高自己的素质,才可能高质量完成课程的教学任务,不至于与实际应用脱节;其次,学校在制订单片机课程的培养大纲时,需要用发展的眼光看待单片机课程教学,由于信息技术的迅速发展,单片机教学也应根据实际应用适当微调,而不能由于已经具备了成熟的教学体系忽略了时代的发展,导致与实际应用脱节;更重要的是需要以高素质应用型人才培养为目标,合理设计单片机教学方法。

因此,在近年的单片机教学摸索中,总结出基于应用型人才培养的单片机教学方法,即四层次教学法:“理论打基础,实验帮融会,实践做贯通,认证促拔高”,而参加各类比赛,如电子设计大赛、飞思卡尔智能车比赛对高素质应用型人才的培养更可锦上添花。基于应用型人才培养的单片机教学实践体系如图1所示。

1.理论与实验教学

在上海电力学院电子信息系单片机教学的课程体系中,理论课程教学是单片机教学的基础。在学生没有任何基础的情况下,理论教学可以尽快使得学生了解、认知单片机的基本知识,掌握编程的基本指令以及内部资源的使用方法。同时,除单片机基本理论教学之外,还应涉及单片机高级接口技术等基本知识,如单片机Can总线接口技术、单总线接口技术、SPI总线接口技术及I2C总线接口技术等。掌握单片机接口技术可使得学生深入了解单片机应用方法及扩展方案,扩展课程覆盖面。

而实验课程多为基础性实验,附加提高性实验,主要以锻炼学生的编程能力为目标。实验课程可帮助学生在理论学习的基础上进一步掌握单片机的各个内部资源的使用方法,如中断系统、定时器系统、I/O口、一般接口技术等基本应用。同时实验还应包括单片机高级接口技术应用,以扩展学生知识面。这些实验可包括“I2C智能卡的读写实验”、“Can总线应用试验”及“数字温度传感器DS18B20应用实验”等。

2.实践教学

在学生对单片机理论知识以及编程技术熟练掌握的基础上,利用期末两周时间进行实践课程的教学。实践课程教学以学生自主开发一个完整的单片机系统为主要内容,设计不同的单片机系统开发项目,可供学生选择。选择合适的设计题目是提高单片机设计性实验教学效果的关键。题目太大、太难会使学生完成不了,题目太小、太易就达不到设计的目的和要求。设计的内容要考虑它的先进性、实践性和实用性。不同的实践课程项目提供学生各种相关电子元器件,从图纸的设计开始,到整个系统调试完成,教师仅仅辅助学生解决问题,检查学生搭建的电路以及流程图等,所有的硬件设计以及软件设计的内容需要学生独立完成。整个项目的完成实施过程如图2所示。由图2可知,学生完成项目可分为根据元器件清单及课题要求设计电路图、根据电路图搭建实际电路、设计电路驱动软件、分块调试系统、系统联调等几个部分。

具体实践项目可包括基于微处理器的函数信号发生器的设计、多功能计算器的设计、定时器的设计及简易电子琴的设计等。以函数信号发生器为例,课题要求其应输出多种标准波形信号,如方波、锯齿波、三角波和正弦波等,输出信号的波形频率、幅度应可调,用示波器观察时波形应光滑,周期应与设计的频率相一致。由课题要求可以看出,项目难度适中,具备实用性。为了提高课题的可实现性,项目实施的过程中教师将任务分解细化,即每日任务指标化,并在次日上课时首先检查前日任务的完成情况。如多功能计算器课题电路板调试可分解为“单片机最小系统模块”“蜂鸣器驱动模块”“液晶显示模块”及“键盘识别模块”等,明确每日任务要求并根据学生调试结果调整及时指导方法及指导内容。

实践课程的教学将单片机系统硬件设计、软件设计到整个系统的调试完全融合在一起,教会学生如何开发一个完整的单片机系统,将单片机整个学习内容融会贯通。

3.电子设计工程师认证

电子设计工程师认证是中国电子学会电子信息技术资格认证工作之一,也是中国工程师职称改革、申请国际互认的试点工作之一,是国家正式批准并认可的认证体系,也是目前国内电子设计专业技术资格唯一的权威认证。上海电力学院电子信息工程系建立了中国电子学会电子设计工程师认证考试中心,学生可报名参加电子设计工程师认证考试。由于认证考试分为理论与实操两个部分。理论考核包括数字电路设计及单片机基本原理,实操考核需要学生在较短时间内设计一个完整的电子产品,因此考试难度较大,而参加这类认证考试将会大大锻炼学生的实践能力,促进学生进一步提高自身的应用能力,对应用型人才的培养有很大的推动作用。

同时,院系积极鼓励一些单片机学习成绩较为突出的学生参加电子设计大赛与飞思卡尔智能车比赛,通过更高水平的竞赛以及竞赛前的辅导使得一部分学生的应用能力得以更大幅度的提高,对于应用型人才的培养作用也较为明显。

三、结语

通过教学、实验、实践、认证考核以及参加大赛等一系列的教学培养过程,使得大多数学生都经过了完整的单片机学习训练,并提高了自身的水平,又对学习突出的同学有提升的作用。如一些同学参加了飞思卡尔智能车大赛,获得了全国二等奖的好成绩。各个培养方法之间结合紧密,层层推进,学生普遍反映学到了“真”东西,对应用型人才的培养起到了较为明显的作用,并为后续课程的学习打下了坚实的基础。

参考文献:

[1]史英侃.单片机实验教学三步曲[J].实验室研究与探索,2009,

28(5):57-59.

[2]朱卫华,龚学余,黄智伟,等.提高“单片机原理及应用”实践课程教学效果的方法和途径[J].自动化与仪器仪表,2008,(6):90-92.

[3]廖平.单片机实验教学的改革[J].实验室研究与探索,2004,

单片机课程设计总结范文4

【关键词】单片机 教学改革

单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件,它把中央处理器、随机存储器、只读存储器、I/O口以及定时器/计数器、中断系统等功能集成在一块电路芯片上,构成一个小而完善的计算机系统。

单片机最早被应用于工业控制领域,由于其功能强、可靠性高、功耗低、价格便宜以及开发简单等特点而在国际上得到迅猛的发展,现如今,其产品种类繁多,应用不断深入,新技术也层出不穷。目前,在我们生活中的各个领域都能够找到单片机的踪迹,从家用的全自动洗衣机、微波炉、录像机到飞机上的各种仪表的控制、工业自动化过程的实时控制和数据处理以及自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械等等都有单片机在里面扮演重要角色,因此,单片机成为众多工科专业必须掌握的专业技术之一。

为使教学面向国民经济主战场,我院为机电一体化、应用电子、机电设备维修与管理、检测技术及应用等专业相应地开设了单片机课程。

一、单片机教学存在的问题

单片机原理课程是一门理论性和实践性都很强的学科,学生在学习这门学科的时候,不仅要掌握单片机的基本理论知识,更重要的是要掌握它的应用技能。但是,目前大多数高职院校在实际教学过程中,依然沿用传统的教学理念——先基础后应用的教学模式:单片机系统结构——指令系统——单片机的模块——汇编语言程序设计——单片机系统扩展技术——单片机应用系统的研制。实验课往往放在学习完汇编语言程序设计内容之后开展,课时远远小于理论教学的课时,实验教学不但成了理论教学的附属品,而且实验教学的方式单一。这种先理论后实践,把教、学、做分开的教学模式不但使学生在设计实际应用系统时缺乏系统化的思想,而且不能真正培养学生的动手能力。

二、单片机课程教改探索

(一)教材建设

MCS-51系列单片机的模块结构比较典型、应用灵活,为许多大公司所采纳,在国内外的单片机应用中占有重要地位。为此,当前本科院校及大中专院校均使用MCS-51系列单片机为主体的教材展开学习。然而,这些教材造成了单片机教学工作中的传统的教学理念。

根据高职院校着重加强学生动手能力、培养高级实用人才的培养目的,结合我院学生的特点,通过广泛教材调研,选用 “十一五”高职高专规划教材《单片机项目教程》。

(二)教学内容

该教材以构建主义教学理论为指导,主要采用了“以任务为中心”的教学模式来编排。以任务为核心,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,学生在学完这些知识以后完成这一任务。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,使学生从一开始就能体会到成功的喜悦,有利于学习的顺利进行;在安排其他部分内容时,也打破学科体系的束缚,以学生的实际需求为目标。同时,该教材提供了作者所设计的实验仿真板、实验电路板的原理图和印刷线路板图等,为学生提供了一个完整的学习环境。

(三)教学方法

单片机原理课程是一门理论与实践并重的课程,培养学生解决实际问题的能力和创新能力。按照以往传统的教与学分开的教学模式,不利于学生学习,所以必须改变教学方式。

1. 建立网站

建立单片机原理课程的网站,网站包含老师上课时候用的课件、课后习题、自测题等丰富的课程资源。老师可以通过这个平台在网上布置学生作业,学生也可以同样在网站上提交作业。同时,在网站上建立师生互动、讨论区、答疑区等模块,方便课后学生能够及时地通过网络和老师沟通,积极与同学一起解决学习中的问题。

2. 创新理论教学

在以往传统的理论教学的基础上,加入多媒体教学技术,通过视频课件和FLASH演示等教学手段,把抽象的单片机原理、指令系统等内容具体化、形象化,使得学生能够更好地理解。学习硬件原理的过程中,注重单片机应用系统和接口原理的设计;在单片机设计过程中,需要注重实际电路的子程序设计和系统程序结构的结合,同时注重系统硬件与软件的结合、转换与协调。

3. 考核方式

单片机原理课程的考核采用多元化的考核方法,即把课程考核贯穿到整个学期的教学过程当中。课程成绩由理论考核、平时成绩、项目考核和课程设计四个部分构成。其中,理论考试采取闭卷笔试的方式出现,占总成绩的30%。平时成成绩由上课出勤和课后作业两项构成,占总成绩的15%。项目考核根据课程任务来进行,项目实施过程的规范和结果是否符合要求作为评分的标准,每个项目满分5分,具体的考核标准见表1。课程设计主要是考核学生对单片机的综合应用能力,占总成绩的15%

(四)实践教学改革

在单片机的学习过程中,为了让学生掌握具体的实际应用能力,我们学院的老师在原有的综合实验室的基础上,建设了一个创新实验室。在实验室固有的实验设备的基础上,还开发了基于MCS-51芯片的单片机多功能实验板,上面集成了LCD、LED、交通灯、A/D转换器、继电器控制、温度传感器、日历时钟以及部分扩展口。

结合电子设计竞赛以及大学生创新科技的项目,把综合实验室和创新实验室作为开放式实验室,开展开放式学习,供对单片机感兴趣的同学使用。同时,我们还支持学生参加各种相关的科技活动和比赛,并在各类设计大赛中获得了优异的成绩。

单片机课程设计总结范文5

关键词:单片机教学 教学方法改革 创新培养模式 兴趣小组

中图分类号:G642.7

文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2015)06-231-02

单片机自从问世以来,就由于其小的体积,大的性能特征而越来越多地应用于人类生活的各个领域,单片机的发展和技术进步的速度也是快到应接不暇。涉及工业控制,信号处理与控制,信息检测与识别的各个行业,单片机都是不可或缺的。近20年来,随着计算机的普及以及电子控制技术的迅速发展,单片机课程从最初的计算机专业和电子信息专业进行开设,到相关的大专院校的工科专业都在开设,单片机应用技术或单片机接口技术的相关课程作为必修专业课列入了大学培养计划。单片机的相关课程的内容是随着电子技术的进步而不断的进行更新的。因此,对于课程的教材的更新,对于教师的知识的更新,对于教学方法和模式的改革都是与时俱进地发展变化的。这种状况决定了对高校的单片机课程的任课教师,实验指导教师而言都提出了更高的要求。如何教好单片机课,如何开展单片机实验,学生又如何学好单片机,用好单片机,锻炼自己的实践能力都成为了课程改革的关键。

一、原有教学方法的发展与弊端

10年前的教学中,单片机的语言统一为汇编语言,而汇编语言的局限性明显,因此,高级语言取代汇编语言的趋势是不可逆的。10年前,多媒体教学尚未普及,教师的教学局限于书本和黑板,大大地限制了课堂的教学容量,例如讲解到存储器扩展时,教师就需要把涉及到的设备框图绘制到黑板上进行讲解,费时费力而又晦涩难懂。而计算机网络的落后使得学生借助网络资源学习和进行知识的拓展也是可望不可及的。最初的实验设备是单片机开发板,而开发板能够实现的功能又少之有少;开发板的键盘按钮是非通用的,如果开发板的配套说明书丢失的情况下,除了实验教师,其他人是难以正常操作的。当时的MCS-51系列单片机的存储器是紫外线可擦写式的,单片机内部程序的烧录是异常繁琐。

对于计算机专业和电子工程专业的学生而言,单片机的学习会贯穿大学的整个过程中,涵盖单片机控制的课程设计和毕业设计环节可以更好地锻炼学生的实践动手能力。而学生的不重视和学不好的为难消极情绪,也使非计算机专业和电子工程专业的单片机的教学实践环节的设置难以顺利开展。对于非计算机专业而言,还存在实验设备匮乏,让学生进行实际的动手操作并进行产品开发是不现实的问题。单片机课程的学时设置为30多个理论课时加4到6学时的实验,总学时在30到40之间。这种课程设置对于单片机课程的教学明显不足。因此,10年前的单片机课程只能看作是知识普及课程,难以实现学生学好知识,进行产品开发的目标。

二、单片机教学方法的改革现状研究

现代单片机的教学革新是在多媒体技术的发展,网络资源普及的前提下得以实现的。随着电子技术的发展,单片机的总线结构和CPU的处理能力,单片机的集成程度也都大大地得以提升,程序存储器已经经历了电可擦除、加密处理、Flash技术的存储器几代的发展,单片机也实现了高级语言C语言的编程控制。因此,对于单片机的教学知识的更新要求更快,教师从对于教材选择、课件更新、实验设置等方面要做到与时俱进地调整。这样才能跟进单片机技术的发展,学生才能学到最新的专业知识。

目前单片机教学的改革方法更是层出不尽,单片机教学改革中涉及到了“proteus仿真的单片机教学改革{1}”,“基于案例/项目驱动的改革方法{2}{3}”,“教―学―做一体化的教学模式{3}”等。这些方法都能够在某些层面上跟踪单片机技术的发展并满足教学要求,在某些程度上是把握了单片机教学的发展趋势,但是在某些层面上仍然是片面和局限的。比如,“proteus仿真的单片机教学改革”方法中基于的proteus仿真软件只是在虚拟环境下使学生学习掌握单片机的功能和使用特点,距离实际产品的设计还有很大的区别。又如“基于项目驱动的改革方法”是在力图把知识点与单片机开发板能够实现的功能结合在一起进行讲解,在某些程度上是可以通过具体问题的解决来调动学生的积极性和兴趣的,但是完全依赖这种教学方式,会使学生对理论知识的掌握不足,对于单片机的认知不全,对于今后的产品设计环节的顺利开展不利。“教―学―做一体化的教学模式”的教学方式的提法较为全面,但是在具体的执行上还是缺乏具体的实施方法的细化研究的。

三、新的教学改革方法的提出

本文提出的是除了课堂教学以外,建立导师制下以团队为培养对象的兴趣小组的创新学习培养模式。这种模式并不是脱离单片机教学环节而提出的,而是以单片机教学的良好的推进方法。其中,教师(导师)作为核心人物,不仅在课堂上完成理论授课内容,调动学生的学习积极性,而且,掌握用单片机开发技能。导师对于团队成员进行跟踪指导,掌握进展,及时答疑解困,把握产品设计的整体方向,给学生以全局的指导。兴趣小组的培养模式并非是集体喂养大帮哄的模式,因为团队成员的选择是以学生的兴趣爱好为出发点的,以成型产品的设计开发为学习的目标,最终以创新,实用性的产品为成果形式,通过成果展示学生的单片机应用能力。在这一目标的驱动下,对于单片机的学习要全面系统,做到懂理论,自主学习,动手DIY。具体的教学建议和学习建议如下:

1.理论学习。老师对于课本知识或对经验的讲授,对知识的关联性,全面性地把握,对于学生的入门和学习起到事半功倍的作用。而学生是学习的主体,学生只有感兴趣,真正在单片机学习中下功夫,才可能完成单片机理论知识的理解和串联。其中硬件学习中,书本与网络资源、实验板的结合使用,对于知识有直观的认识。学生不能只是接受填鸭式的教育,要对学到的知识进行及时的复习,对于编程实例进行实际的操作,才能跟得上老师的步伐,跟教学互动,与前续知识前后呼应,真正弄懂并掌握硬件的功能。软件学习中,传统上应用汇编语言进行编程操作,而又只是局限于汇编语言才能进行单片机的软件控制;但是,随着高级语言通用技术的发展,我们现在可以应用C语言对于单片机进行编程操作了。因此,前续课程对于高级语言的掌握会对单片机的软件学习起到事半功倍的效果。软件的学习要结合设计实例。有的放矢,学习中,模仿别人的产品设计与实践中,发现问题,熟练操作,掌握技巧,扎实理论,提高实践能力。需要强调的是正确的程序编写,唯独编程思想是软件编程要掌握的核心。

2.产品设计开发。产品设计,是针对某一专业的实际问题而设置,比如,汽车专业的学生会开发设计一些汽车附加产品,电子窗帘、电子除霜器等。这些产品是为某一功能而设计,实现实体部分设计(机械装置和机构)来完成。产品设计包括功能硬件部分、扩展连接部分、动力源、滤波降噪软件、控制指令编程、功能实现与性能测试等各个环节的设计。注重理论与实践的结合,注重成果转化,更早地使学生具有创新的产品设计理念,锻炼学生的设计思维、动手能力和整体化、全局化思维。在毕业设计题目与创新项目的选题与立项中,单片机对产品的控制作用的比例加大,才能实现产品的智能化设计。因此,加大这类实际产品的设计课题,对于学生与工作岗位的快速接轨有利。学生在大学时就参与实际项目的开展,进行产品设计,对于个人能力提高有利;同时,可以更好地在就业竞争中获得好的机会。

3.成果展示与总结。对于每一届的学生,在每一届的单片机课程结业后,开展成果演示主题报告,对学习体会和设计思路进行总结、研讨。这一环节邀请同年级和低年级同学参加,对于经过单片机学习与产品开发的学生而言,可以锻炼学生的整体思维与综合表达素质。而尤为重要的是使未接触单片机学习的学生了解单片机,了解产品设计流程、培养兴趣,进行学习方法研讨,引入导师与学长的指导形式,带动更多的学生加入、更多的团队学习,从而形成良性循环。

四、结论

笔者认为学习知识的能力培养是大学时期应该获得的基本能力。而单片机课程的开设和学习,要经历单片机课程学习知识运用产品开发的环节,这一连贯的学以致用的环节有利于促进学生学习体系的培养。因此,本文提出的是除了课堂教学以外,建立导师制下以团队为培养对象的兴趣小组的创新学习培养模式,这种方法并不与其他的教学方法相矛盾,而是建立在借鉴其他的教学方法的优势,强调经历产品的开发设计环节是对知识合理检验与对学生能力提升的有效途径,因此是值得推荐的单片机教学改革方法。

[基金项目:黑龙江省高等学校教改工程项目“基于与就业接轨的工科专业毕业设计环节的改革研究”(JG2013010521),佳木斯大学教学研究专项项目(JYLA2012-018)和佳木斯大学科技创新团队建设项目(Cxtd-2013-01)。]

注释:

{1}贾萍,丁向荣,胡美兰.教学做一体化单片机教学实验平台的设计与应用[J].职业技术教育,2012(6):139-142

{2}李绍静,基于案例驱动的单片机教学模式研究[J].信息技术,2013(4):59-62

{3}王京港,张翠平.基于项目驱动及Proteus仿真的单片机教学改革探索[J].中国电力教育,2013(22):138-140

单片机课程设计总结范文6

关键词:单片机;课程实践;答辩;KEIL C

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)36-8369-02

单片机课程实践是高校自动化专业集中实践环节的必修课,是学生学习《单片机原理》课程后,进行的一次全面的综合实践,其目的旨在加深对单片机基础理论和基本知识的理解,培养学生具有单片机系统应用软件设计和开发的能力,在具体实现过程中强化学生的实践意识,提高应用能力、创新意识和合作精神。在项目的实践中,使得学生掌握一定的理论与技术知识,而且应该树立管理理念,建立项目工程思维观念,而这一点正是高级语言编程思维的一种体现。

通过将单片机课程实践和高级语言程序设计实验相结合,使学生在理解单片机理论和高级语言编程思想的基础上,实际动手开发一个实际的应用系统,来提高综合运用所学理论知识的能力。

1 研究内容或对象

引导学生运用已学的单片机理论知识、单片机程序设计方法和高级语言编程思想,具体设计一个实用的小型单片机应用系统,开发设计过程按以下顺序进行――选定课题、调查用户需求、总结归纳数据流程、分析性能、书写需求分析及总体设计报告(包括组成原理图、硬件连接、程序流程、系统功能模块)、完成应用系统的开发、撰写课程实践报告、系统验收、组织课程实践答辩。让学生在这一系列工作中综合运用单片机系统原理以及编程语言等相关课程知识,培养学生的综合素质。

根据单片机课程实践和专业课程实践两个实践教学环节各有4~5周但分散的实际情况,考虑将其进行整合。并在实践教学环节中安排相应的指导老师对学生进行必要的指导和帮助,为学生提供分析思路,解决学生项目完成中碰到的实际问题。

2 研究拟达到目标

通过在单片机课程实践中结合高级语言编程思想,使学生在掌握单片机理论基础知识的同时,通过参与项目的分析、设计与实现,建立软件工程理念,具备一定的理论与单片机实物实践相结合、解决实际应用问题的能力。同时在完成项目的过程中,锻炼科研开发能力和科研论文写作能力,为大四的毕业设计和毕业论文的顺利完成奠定基础,并为以后工作中的理论与实践相结合奠定良好的基础。

使学生在单片机课程实践和高级语言程序编程实践相结合的实践教学环节中,利用所学的单片机系统原理和C语言程序设计基础知识设计单片机应用系统,解决单片机系统应用中的实际问题,掌握高级语言编程思想,借助相关编程工具,完成一个小型项目的自主分析、设计与实现。

3 主要研究方法

教师提供部分项目供学生选择,学生亦可自拟项目,但课题的选择要由教师审查核准。项目尽量选择实际需求的题目,让学生走出校园,通过调查走访,了解国内单片机应用发展的状况,开阔眼界,而且在开发一个真实项目的过程中,带来求知的源动力,激发学生自主学习的渴望以及创造力;对于虚拟项目,要求学生做到切合实际需求,能解决一定的应用问题,有一定的应用价值。

编程开发工具原则上推荐学生使用KEIL C,如果学生认为其它开发工具更适合可由学生自主选择。由于实际可用的编程开发工具与日俱增且不断更新,为此在课程实践中,对学生开发工具的选择不做过多限制,使得学生可以选择自己感兴趣的程序设计工具进行项目开发,既锻炼了学生自学的能力,又能让学生成为项目开发的决策者,这种主人翁意识使得学生变被动学习为主动学习,从而激发学生自主学习的积极性。

为了防止学生对课程实践任务敷衍了事,对课程实践的考核方式由原来的提交程序和文档改变为答辩的方式。且在集中教学环节之前就让学生明确单片机课程实践的任务,同时考虑在集中教学环节结束后适当放宽学生上交可运行的项目程序和课程实践报告以及组织答辩的时间,让学生能更好的延续自主学习的积极性并进一步完善项目的开发。

4 特色、创新及推广应用价值

通过将单片机课程实践和高级语言程序设计基础实验相结合,让学生在项目的分析、设计、与实现的过程中掌握单片机理论知识、单片机系统应用的设计方法和高级语言程序编程思想 ,提高自动化专业学生理论与实践相结合的能力,激发学生的学习积极性和主观能动性,提高学生解决实际应用问题的能力。

《单片机原理》课程实践教学,将单片机课程实践和高级语言程序设计实验两个教学环节有机整合,让学生能在该实践教学环节中综合运用单片机系统原理和高级语言程序设计基础以及相关编程思想等多种知识,培养初步的科研能力和科研论文写作能力以及团队合作精神。并通过组织课程实践答辩使学生进行类似毕业答辩的演习。

在自动化专业学生的单片机课程实践教学环节中,通过团队合作的方式,以共同完成项目为目标,让学生在单片机课程实践中综合运用所学的单片机系统原理和高级语言程序设计基础的理论知识来完成项目的分析与设计,并借助相关的编程语言来完成项目的编程实现。将原本独立但有高度关联的两个实践教学环节进行有机整合,可以让学生有更多的时间来系统而连续的综合运用所学的相关知识,进而更好的将理论与实践进行有机结合,激发学生的学习热情,提高学生的学习积极性。