单片机原理范文第1篇

关键词：高职；单片机；教学方法

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）21-4897-02

高职院校单片机原理课程教学的目的是培养学生综合应用单片机设计电子线路的能力，涉及单片机软硬件设计，以及单片机的整个开发流程。掌握运用单片机知识以及应用汇编语言编程来解决实际电路设计的方法和步骤，为后续嵌入式课程的学习以及职业能力的培养打下坚实基础[1-3]。单片机原理是高职高专电子信息大类各专业重要的专业基础课和必修课，在整个课程教学体系中起到非常重要的作用。

《单片机原理》课程所包含的理论基础知识多，涉及软件、硬件知识，是实践性很强的科目。同时单片机原理这门课也是电子类专业中《自动检测》、《嵌入式设计》等相关专业课的前导课程。因此，在很多高职院校及本科院校均开设单片机原理课程，重视其教学效果[4]。

1 单片机原理教学现状

在实际的教学过程中，多数学生认为单片机难学、理论知识枯燥且较复杂、汇编语言指令比C语言繁琐、指令颇多、容易出错。刚开始学生学习的积极性还高，时间一长，学生的畏学、厌学情绪严重。在一定程度上，不但影响了单片机课程的教学效果，也影响了整个课程体系中后续课程的教学效果。结合近几年来，单片机原理课程的实际教学经验，总结分析以下几点单片机教学质量难以提高的原因：

1.1 教学时间安排稍晚

作为电子信息类必修的专业课，单片机原理课程在专业教学中具有承前启后的作用。高职教育实际的理论教学时间只有2年半，最后半年是顶岗实习，有些院校把单片机原理课程安排在大二下学期，而将需要在学习单片机课程后再学习的课程往前排。这样会导致学生学习混乱，对知识交叉的课程难以灵活的连接起来应用，单片机课程的基础作用不明显，同时课程体系违背循序渐进的学习认知过程，学生学习效果大打折扣，比如自动检测技术，学习了单片机知识，再学习自动检测技术课程，学生可能会明白的更透彻。另外由于大部分学生计算机基础知识薄弱，单片机原理中的汇编语言与C语言差异比较大，汇编语言指令部分是独立的，不容易理解并记忆指令的用途，并且该课程中又包含了较多的理论知识，比如中断、定时、串行等复杂内容，再加上专业教学计划制定的教学学时比较少，理论课时与实验课时分配难以合理，因此这种 “内容多、课时少、没基础” 的情况，自然使学生学习起来有一定的难度，同时也大大消减了他们学习的热情。

1.2 课程模块知识点散

与本科教材相比，高职高专单片机原理教材删去了繁琐的，保留简单的，使用过程中也降低了要求。但是高职教育的特色是应用技能的培养，这跟本科教学完全不同。学习单片机原理目的在于应用单片机设计内容，比如定时器的设计，强调的是应用部分。但是就单片机教材的内容安排上来说，都是过多的理论知识，而且每一部分都是独立的，通常第一章讲单片机的内部结构，接着讲汇编语言，后面就是独立的中断系统，定时器等。但是，要针对使用单片机进行一个实际问题设计的话，比如用单片机做一个电子显示时钟，一般要涉及很多的知识点，需要把很多模块的应用连接起来，但都必须等到把教材的内容讲完才行，所以很多学生在学习过程中感觉学了大半本书的单片机原理，还是不知道了学了些什么，没有一个整体的概念，针对具体问题还不知道怎么用单片机才实现，很难讲离散的知识点联系起来，想要独立设计完成一个结合更多的模电、数电知识的偏硬件电路或者结合嵌入式知识设计偏软件的课题，基本上是很困难的。

1.3 学生理论知识基础差

高职院校学生自身基础知识比较薄弱，我们学院也不例外。很多学生数学、英语基础较差，在学习一些汇编语言语句时，不明白语句英语单词的意思，加大了理解语句的难度，更谈不上如何有效的记忆英文单词的指令；在读汇编程序例子时，也会纠缠于语句中的一些提示性的英语语句；在编程设计程序时对算法、流程等逻辑不容易理解和接受；另外在程序调试时，对于用英语显示的出错提示信息看不懂，调试程序困难，找不出错误，从而不能有效快速的找出程序语句中的关键问题所在，长期来看，对使用汇编语言进行编程产生了畏惧思想并最终放弃学习。

2 教学方法改革的思考

要想提高单片机原理课程的教学质量，提高学生学习的积极性，增强他们学习的热情，需要对单片机原理的教学方法，方式等教学手段方面进行教学改革。

2.1 明确课程教学目标

单片机原理是电子专业的专业基础技能课，是一门理论性、应用性较强的课程。其特点是概念多、指令多和涉及内容广，学习单片机原理之前必须具备模拟电子和数字电子技术等基础知识，另外，其整体实现思想和技术又往往难于理解。单片机原理最终的教学目标，就是让学生能够针对具体设计题目，综合应用模电、数电等专业知识，进行独立的分析、软硬件设计、调试以及仿真成功。根据高职院校培养人才的目标，重在技能和应用型，在制定单片机原理教学目标的时候，还应该增加各类实际应用型的项目，从而让学生能有更多的实践机会，不断的增强理论联系实际的能力和应用能力，以适应社会发展的需求。

2.2 根据实际情况制定教学内容

实际教学当中，必须根据具体的情况进行教学内容的调整。当然，第一步：教师首先应该熟知单片机教学内容，以及模拟电子技术与数字电子技术的内容，掌握他们之间的内在联系，结合学生的实际基础，对单片机原理课程的教学内容进行优化设计。第二步：在教学过程中，应该把单片机最简单的系统首先告知，多列出在日常生活中且经常接触到的，采用单片机芯片做成的实际实物，可看可触摸的，让学生在系统学习理论知识之前，明白单片机芯片能做什么？学习单片机在现实生活中的用处。接着开始学习单片机芯片的内部结构，40个引脚的作用，汇编语言，以及中断，定时器等内容，然后再在此基础上进行各种类型项目的实训练习，真正的练好编程技能，软硬件电路的设计，结合仿真软件和protel软件，独立完成一个采用单片机做成的电子实物。不需要一直学习新的知识，验证新的知识点，过多的离散的知识点，对于我们高职学生来说不是多就好，真正需要的是能将有限的知识联合起来，综合应用。同时在教学过程中必须对授课内容做出适当的整合，单片机原理教材中涉及过多复杂的数学例子，可以略去，难度太大了，也影响了学生学习的积极性。

2.3 适当增加实验课时量，制定合理的实验、实训计划

理论课时偏多，实验课时太少，单片机课程本身强调的就是实践操作，培养学生设计能力，那这些能力必须在实验课中得到锻炼。

在传统的单片机原理教学方法中，一般都是先讲理论知识再进行实训，但是讲理论时，理论知识过多，学生觉得枯燥，真正理解并记忆的知识实际并不多；实验课上，需要用到并验证理论知识的时候，又忘记了，这样的教学质量差；适当增加实验课时，多给学生留点自我练习的机会，可以在课堂安排上遵循“讲原理-举例子-练操作”的过程，生动了课堂，紧凑了教学内容。把理论与实践相结合，学生边学边练，课程内容当堂消化吸收。

在每个章节之后，制定实验内容时，充分考虑知识的连贯性，设置一些实际生活中的项目设计，不是仅单一知识点的练习，巩固并提高前面的知识，重在多个知识点的贯穿应用，真正做到学用结合，达到提高应用设计能力的目的。制定实训计划时，不要内容过于简单，太简单就起不到实训的目的，可以借鉴企业或者行业中的实际生产项目，让学生在学校也能真正实地的感受到项目设计的环境，从而提高他们完成实际项目的能力，为走上工作岗位打下坚实的基础。

2.5增强学生学习的积极性

让学生清楚明白我们高职教育重点是实际操作和动手能力的培养，我们不是去发明、创造什么高科技。我们需要做的是综合运用所学理论知识进行软硬件设计，完成某些实际项目，不需要花大量时间去进行理论研究，而是把这些时间和精力投入到实践动手能力中。必须明确学习目标，增强自学能力，要学会如何学习，在实践中强化理论知识，提高应用能力。平时课堂上理论教学时，要求学生认真听讲、随时记录下重点内容和要点；讲解程序时，要求学生不光听懂程序的分析，并且要记录下来，并附上注释；在实际操作中，鼓励学生多问，同学之间多讨论，互相进步，不断激发他们学习的热情。

3 结束语

单片机原理是高职高专电子信息类专业必修的专业基础课程，在整个教学环节中起着重要的作用。因此，改变现有的课程教学方式，有助于提高单片机课程教学质量，加深学生对单片机知识的理解程度，能够灵活的应用单片机进行软硬件设计，解决更多的实际项目问题；另一方面，也为后续课程的学习打下了坚实的基础，在一定程度上也提高了学生学习的热情和积极性。今后，在课程教学过程中，需要不断地努力分析和总结，根据实际教学环境及时发现问题并解决，积极探索和改进课程教学方法、方式，不断激发学生学习的热情，提高他们实际动手操作的能力，为以后走上工作岗位打下良好的基础。

参考文献：

[1] 陈露军，张娜，任磊. C语言教学方法探讨[J].大众科技，2011（4）.

[2] 颜廷秦.单片机教学方法探讨[J].职业技术，2008（8）.

单片机原理范文第2篇

关键词：理论教学 实验演示 考核方式

1.引言

《单片机原理与应用》课程是一门工科专业学生必修的实践性强的技术课程，有几个主要的任务：首先，让学生掌握单片机的基本原理与应用，了解单片机的内部结构、硬件部分的工作原理及使用方法和单片机应用系统的组成原理，其次是掌握单片机的编程语言和编程方法以及软件开发技术和单片机系统常用接口、扩展电路及其C语言应用程序设计，最后使学生较为熟练地掌握一种类型单片机产品的应用开发技术，从而有能力进一步对其它单片机产品的应用系统从事研制和开发工作。现行的单片机教学模式主要采用理论和实验分开的教学模式，这种教学模式体现出以下几个特点：第一，理论课时所占总课时的比例非常大，通常情况下，实验课时与理论课时的比例低于1:3, 而且以验证性实验居多，造成设计性、综合性试验更少，学生要在这么短的时间内完成单片机的实验课程和提高他们的动手能力，是一项非常艰巨的任务；第二，理论教学和实验教学分开授课，实验课单独设置。教师一般先进行理论教学，实验课一般被安排在理论课结束一段时间后才进行，这种传统的教学方式，学生一般处于被动的学习状态，学生在教师的指导下，按实验书上的统一的步骤进行，最后得到大致相同的实验结论，而很少能达到通过做试验加深对抽象理论知识深入、透彻理解的目的，因此这种教学模式在一定程度上制约了实验课程的作用；第三，理论教学内容和实验室的设备陈旧，对学生以后从事的电子研发工作作用有限。很多高校的单片机教师还是采用十几年前出版的教材，实验室的设备也是现在市场上很难再找到的单片机型号和一些设备，目前电子产品每几年就会更新换代一次，过于陈旧的实验设备不利于学生的学习；第四，实验评价程序不完善，没有起到提升学生综合实践能力（包括设计思维、操作能力、处理方法、技能应用等）的目的[1]。

2.教学改革思路

随着《单片机原理与应用》课程教学改革的不断发展和完善，努力提高学生的动手能力是现在教学改革的重要任务。探讨如何使理论教学更加贴近、更加面向实践应用，找出“理论与实践交融的教学方法和手段，合理、有机、有序地安排理论教学和实践教学内容，用最少的教学时数达到最佳的教学效果，实现理论教学和实践教学相互补充、相互促进、共同提高的教学目的[2]已成广大高校教师的共识。

笔者通过几年的单片机教学实践积累，发现教师如能在教学过程中处理好理论教学和实验环节，尝试在理论教学的过程中，通过一边讲解理论知识，同时通过课堂实验演示理论知识，这种打破理论教学和实验教学分离的方式，将两者有机结合，可有效激发学生的学习兴趣和提高学生的学习热情，能够有效的提高教学效果。同时对单片机实验教学的内容和考核方法也提出了一系列改革的思路和意见。

⑴要实现理论与实践合理、有机的交融的教学方法和手段，需要在理论课程讲授的同时，配合相应的现场实验演示

对于《单片机原理与应用》这门课程，将理论课程讲授和现场实验演示相配合是完全可以实现的。首先，现在高校的教室，基本都配备了多媒体，只要配备了电脑，就可以进行现场编程，单片机的现场实验演示就可以实现；其次，现在的单片机实验板便于携带，不管是教师自己制作的单片机实验板和仿真板，还是在市场上购买的单片机实验板和仿真板，体积和重量都很小，便于教师上课时携带。基于上面提到的两点，要实现理论课程讲授和现场实验演示相配合这种教学模式完全可以在我们广大高校的教学中实现的。

要实现理论课程讲授和现场实验演示相配合的教学模式，除了上面提到的硬件条件，还需要做到以下两点：首先，我们对传统的教学内容要进行一些改变，像复杂难懂的单片机的汇编语言和相应的指令集，不应花大量课时介绍，这些汇编语言和指令集在现在的工程编程中，越来越少用到，而相对而言，C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言，由于C语言功能强大、便于模块化开发、所带库函数非常丰富、编写的程序易于移植，因此，它成为单片机应用系统开发最快速高效的程序设计语言。仅具有C语言基础知识但不熟悉单片机指令系统的读者也能很快掌握单片机C语言程序设计技术，C语言再在单片机应用系统设计上的效率优势已经远远高于汇编、BASIC等开发语言[3]。C语言已成为专业化单片机上的实用高级语言，用C语言编写的软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完善的系统。要改变传统的单片机教学，就需要联系工程实际中的发展，作出相应的改革，把单片机的教学重点放在具体的每个实验中，让学生从实验中理解理论知识。其次，在讲授某些理论性、概念性很强的内容时，可以同步通过实验演示来加强学生对其知识的体会和理解，这样就能收到事半功倍的效果。比如教师在讲授数码管动态显示和静态显示的内容时，教师可以先给学生讲解数码管能显示不同字符的原理，然后通过同学们共同讨论如何编程实现单片机数码管动态显示和静态显示，然后通过课堂编程，现场把程序下载到单片机中演示，然后再根据数码管的现象对程序做出相应的修改，直到数码管能够正确动态和静态显示我们要显示的字符为止，教师跟学生共同讨论每一次根据数码管显示的效果修改程序的原理，通过在这种讨论式的学习方法中，让学生参与到实际的单片机编程和应用中，从而激发学生的学习热情和兴趣，最终达到提高教学效率的目的。

笔者在课堂理论教学过程中就做过这样的教学尝试，获得了比较满意的教学效果。图1就是数码管动态显示图。图2就是数码管静态显示图。

通过现场编程和实验演示，可以消除学生的很多疑问，这对学生深入的、透彻的掌握单片机如何控制数码管动、静态显示是非常有用的。至此，理论课程和现场实验演示相结合的优点也就显露出来，首先，它能够很好的帮助学生理解理论知识，使理论和实验能够有机的联系起来，能够更深入的理解理论知识，其次它更能提高学生动手能力和程序分析能力，这对学生后续的科研和工作都很有利。

⑵单片机实验教学内容的改革

在《单片机原理与应用》实验课程的讲授过程中，改变以往过多的传统过时的验证性实验，建立一个递进系统的实验教学模式，它包括基础实验、设计实验、综合设计性实验、设计研究性实验[1]。在此基础上，加入现在工程经常用到的应用模块实验，鼓励学生自己动手制作相应的电路模块，鼓励同学以每年的电子大赛为平台，提高学生的电路制作和分析的综合实践能力。

（3）完善考核方法

对传统的闭卷考核方式，进行配套改革。如结合实际实行闭卷和自己制作单片机应用系统相结合的形式。闭卷考试注重理论知识、基本概念、基本定理的考核；自拟制作的单片机应用系统则是规定学生在一定时间内，设计完成一个单片机应用系统，能够完成特定的功能，最后学生提交作品，并作出相应的演示，老师根据学生的作品进行提问，最后根据学生的回答和作品的完成程度和难度打分，这样就能比较全面的衡量学生所掌握的单片机理论知识和实际的动手能力。

3.结语

对于《单片机原理与应用》这门课程的特点，教师需要把理论讲授和实验演示有机相结合起来，从而解决理论课程枯燥乏味的难题，让学生参与课堂的讨论和学习，从而提高学生学习的热情和兴趣，最终达到提高教学效果的目的。同时，对《单片机原理与应用》实验课程的内容和考核方法，也作了一些探讨，尝试建立一个递进式的实验教学系统模式，鼓励学生多动手，以自拟制作的单片机应用系统作为考核的一个方面，督促学生提高自身的综合实践动手能力。

参考文献：

[1]徐莹隽.基于开放教学模式的数字逻辑电路实验教学改革[J].电气电子教学学报，2006（6）.

单片机原理范文第3篇

关键词:单片机?摇教学方法?摇实践

在1970年微型计算机研制成功后,单片微型计算机就随之出现了。单片机具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点,作为典型的嵌入式系统,以单片机为核心构成的智能化产品,成功应用于各行各业,如:工业自动化、智能仪器仪表、家电产品、通信、航空航天、军事等。单片机技术无疑是21世纪最为活跃的电子应用技术之一。

《单片机原理与接口技术》课程是测控专业的一门专业必修课,又是课程设计和毕业设计等教学环节中的重要手段。该课程的特点是概念多、名词多、逻辑性强、内容抽象,对于初学者来说入门难,一个知识点掌握不好就影响到学习的效果和兴趣。针对以上这些特点,总结教学过程中遇到的一些问题,进行了深入的思考,得到了一些看法。

一、从感性入手,培养学员的学习兴趣

《单片机原理与接口技术》课程入门较难,如何提高学员的学习兴趣在教学过程中显得尤为重要。“兴趣是最好的老师”!只要学员们有了对课程学习的兴趣,那么虽然课程较抽象,但是也能深入进去,把它学好!笔者在开课时,将单片机控制实验系统带到教室,给学员们演示实验系统的一些实验项目,边做边讲解其中的结构组成,并结合实物芯片来解释其功能,然后介绍本课程的内容、特点以及学习方法等。通过实物演示实验的方式,学员们表现出了极大的学习兴趣,使学员们在感性上对单片机系统有一个深刻的认识,这样一来,既提高了学员的学习兴趣,又为学好本门课程奠定了坚实的基础。

指令系统以及汇编语言程序设计是软件方面的知识,需要上机调试验证。在讲解本部分内容时,将课堂转移到实验室,讲解完指令,然后就可以通过编写小程序去验证。几个人一个小组,通过配合合作,既学到了知识,又锻炼了团队合作的能力。学员们一致反映,本来枯燥的程序设计,通过上机编程实验,变得有趣起来,引发学员们求知探索的强烈欲望。

二、夯实基础,软硬件有机结合

考虑到测控专业的士官学员基础薄弱,参差不齐。虽然在开课之前开设了计算机文化基础、电工基础、模拟电子技术、脉冲与数字电路等课程,但对译码器、寄存器、存储器、定时/计数器等器件不是很了解。所以对于一些基础的知识还得进行补充复习,这样当用到这些基础知识时,就不会茫然了。此外,对于单片机的一些基础性的知识,例如51系列单片机的结构、工作原理、基本指令等进行详细的阐释说明。只有夯实了基础,才能对后续内容更深入的学习。

单片机系统是软硬件结合的统一整体。硬件的工作离不开软件,软件没有硬件也发挥不了作用。但是学员的兴趣不一样,就决定了他们有的喜欢硬件,有的偏爱软件。在讲课的过程中,注重软硬结合,强调二者之间的相互关系,纠正某些学员的错误观念。例如在讲到串行口通信时,让学员们自己编写程序,为了验证程序的有效性,再组织他们上机调试。这样一来,软硬兼施,达到了很好的学习效果。

三、强调实践环节,培养动手操作能力

单片机原理与接口技术的工程实践性较强,必须在重视理论教学的同时,重视实践教学,培养学员们的动手操作能力。使学员们通过搭接电路、调试程序、检查电路等操作,更好的掌握单片机的理论知识和应用技能。

实验分为基本实验、综合实验、课程设计三个层次,一般在相应的理论课后安排实验,做到实验与理论教学相辅相成。此外,以学校科技创新大赛和全国大学生电子设计竞赛为契机,鼓励学员们积极参加此类竞赛活动,在参赛过程中去学习,充分调动学生学习的积极性。在实践过程中,不断启发学员寻找解决问题的办法,培养提出问题、分析问题和解决问题的能力,使实践教学更具实用性。

四、利用多媒体手段,改革创新教学环节

单片机原理与接口技术课程是一门理论与实践紧密结合,实践性很强的专业基础课程,既涉及硬件,又涉及软件;既涉及电子技术,又涉及计算机技术等相关应用领域的专业知识。在传统的“黑板―粉笔”的教学方法上,学生难学,老师难教,很难达到很好的教学效果。多媒体技术的出现,给现在的教学方式提出了全新的思路。单片机教学中涉及到很多电路图、逻辑图、时序图,如果将这些电路图、时序图等做成课件的形式,就能够在图上用不同的颜色标出哪些属于运算器,哪些属于控制器,还可以辅助以文字和声音等形式介绍其功能,同时动态地显示各功能部件与CPU之间的数据流动方向等。这种方法能使学生在学习过程中的注意力保持良好状态,有效地激发学生学习兴趣,提高课堂教学效率。

利用多媒体手段,不用去实验室,就可以通过仿真软件来模拟硬件的实验,这无疑是课堂教学的跨越式发展。在讲解C51语言程序设计时,利用KeilC51单片机系统开发仿真软件,可以进行单片机最小系统的仿真调试。将预先写好的程序在KeilC51上运行,学员们可以在编译窗口中看到每一条指令的地址、机器码和源代码,从而了解各条指令占用的空间大小。通过单步执行,还可以了解特殊寄存器内容的变化以及中断、程序指针等的响应。从而可以更加直观的解释各种抽象概念。

制作CAI课件,提高教案和教辅材料的质量和水平。目前,计算机的普及和网络的渗透使计算机辅助教学(CAI)成为一种先进的教学手段。为此,本课程组成立了CAI课件研发组,CAI课件运用多媒体创设问题的情境,让学生更易理解,利于激发学生的创造性思维,提高教学效率,扩大信息量和受益面。同时,CAI课件的制作,促进了教员们之间的交流,促进了本课程的教学改革。

利用好校园网络,丰富网上资源。通过丰富网上软件资源,弥补了课堂教学时间的不足,推动了师生的互动交流,提高了教学效率和教学质量。学员和教员可以通过留言板、BBS、E-mail等形式展开第二课堂的交流,形成了课堂的有效补充。

五、结束语

《单片机原理及接口技术》是一门内容丰富、理论抽象、实践性强、发展较快的课程,是测控类专业的一门重要的专业基础课,该课程学习的好坏,直接关系到其他专业课程的学习。在近几年教学过程中我们体会到:不断地改革教学方法,了解前沿动态,实时更新教学内容,采用先进的教学手段,合理安排教学过程中的每一个环节,把握全局逻辑,突出重点,才能提高教学质量。通过2007、2008级测控专业学生的教学实践表明,《单片机原理与接口技术》课程的教学教法极大地提高了学生对单片机的学习兴趣,普遍反映单片机容易上手,课堂的发言和提问明显较以前踊跃。有不少学生通过该课程的学习后,毕业设计选取了与单片机相关的课题。

单片机的教与学对于老师和学生都有一定的难度,但只要注意激发学生的学习兴趣,注意教学方法,积极运用现代教育手段,适当调整教学方案,以单片机最新发展为导向,注意实际开发工具应用能力的培养,必定能使单片机的教与学跃上一个新台阶。

参考文献

[1]牛昱光等.单片机原理与接口技术.北京:电子工业出版社,2008.

[2]迟耀丹,王蓉晖等.单片机原理及应用.课程教学改革探讨.吉林师范大学学报(自然科学版),2007(3).

[3]丁留贯.单片机原理与应用.课程教学方法的探讨.气象教育与科技,2006(3).

[4]孙育才.MCS―51系列单片微型计算机原理及其应用.南京:东南大学出版社,2004.

单片机原理范文第4篇

关键词：单片机；教学改革；课程体系

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1672-5913(2007)18-0125-02

在嵌入式系统中单片机仍然占有重要的地位，各高校的相关专业大都开设有单片机原理及应用的课程。笔者在长期教学过程中感觉到，要想培养的学生适应、满足社会需要的能力，有必要对教学的内容和方法进行一些改革，在本文中对此进行了一些思考和探索。

1问题提出

目前社会对于嵌入式系统的开发人才需求量大，涉及面广，但学生在校期间虽然学习了相关的课程，却难以胜任开发工作。究其原因是缺乏实际运用知识的能力。

嵌入式系统中使用的MCU种类繁多，有8位、16位的，也有32位的。有普通的单片机，也有DSP和ARM。仅就8位的单片机来讲，也有众多的系列。显然，学校的教学不可能也不必要对这些全部进行讲授，更何况新的MCU还会不断的出现。我们认为，不管MCU的类型、字长和其他功能如何，只要使学生通过某一种MCU的学习，掌握了核心知识点，那么他们就能够在今后的工作中举一反三、融会贯通，很快适应工作的需要。这个核心知识点就是――MCU内部的各功能部件是怎样为应用服务、怎样为系统服务的。同时，学生在学习单片机原理及应用课程时已进入高年级。他们这时已有了相当的基础知识和自学能力。因此，在教学中简单的“就事论事”，泛泛地介绍MCU的结构、功能，往往不能使学生获得深刻的印象，更谈不上熟练地运用了。因此，培养学生的系统设计能力及创新能力，应是我们教学的关键所在。

2单片机应用系统设计的知识结构与教学内容安排

首先，教学内容的安排应使学生通过本课程的学习后，能够具备完善、合理的知识结构，能够胜任单片机应用系统的设计与研制工作。我们认为应具备的知识结构如图1所示。

图中有的内容，如传感器技术、信号调理技术、程序设计技术及与应用相关的知识在其它的课程中解决。其次，随着微电子技术的发展，集成电路的集成度越来越高。各种型号的单片机中不仅包含了大容量的存储器器和各种接口电路；而且还包含了AD转换器、程控放大器等模拟电路。对应用系统的体积、成本、功耗等也提出了越来越高的要求。因此，在单片机应用系统中不必要进行外部电路的扩展，而应当强调“单片应用”。

基于上述考虑，我们认为教学内容应围绕着四个方面安排。一是单片机的体系结构，包括其编程模型、指令系统、存储器系统等；二是各种片内各种功能部件的原理及应用，包括中断系统、I/O接口、定时/计数器、AD转换器、PWM功能等；三是通过常见的串行接口实现单片机功能的扩展。在万一需要对单片机的功能进行扩展时也尽量使用串行接口实现扩展。四是应用系统设计实例、分析。

用作教学的实际型号，应选用功能相对完善，结构简单、易学的型号。综合各种情况，我们在实际的教学中以常见的MCS-51系列为例。具体内容安排如下：

1) 单片机体系结构(6学时)。

基本存储器结构及空间分布、扩展的片内存储器；

编程模型；

中断系统结构；

指令系统简介。

2) 单片机片上I/O接口及应用 (6学时) 。

并行I/O端口；

定时/计数器；

串行通信接口。

3) 程序设计技术 (理论课6学时，实验8学时) 。

汇编语言程序设计；

C51程序设计技术；

集成开发环境IDE使用简介；

程序设计方法概述。

4) 利用串行接口实现功能扩展(理论课6学时，实验8学时) 。

同步串行接口；

IIC接口及常见芯片；

SPI接口。

5) 新一代51单片机的片上外设接口(2学时)。

计数器阵列 (PCA) 及应用；

AD转换器及程控放大器；

PWM及应用；

6) 应用系统中的接口(理论课4学时，实验8学时)。

显示接口 (LED、LCD) ；

键盘接口；

开关量的输入与输出接口。

7) 单片机应用系统的抗干扰技术(2学时)。

硬件设计中的抗干扰；

软件抗干扰技术。

8) 单片机应用系统设计概要 (理论课4学时，实验12学时) 。

单片机应用系统设计方法；

应用系统软、硬件协同设计；

系统调试方法；

应用系统设计举例。

按上述安排，理论课和实验课各36学时。通过这些内容的学习和时间训练，学生能掌握应用系统设计的核心知识，大大提高动手能力与创新能力，从而满足实际工作需要。当然，上述教学内容安排对教师提出了较高的要求，要求任课教师有丰富的实践经验，关注单片机技术应用的最新发展，并随时调整教学内容，保证将最新的知识传授给学生。

3教学过程的实现

为实现上述教学目标，应将课堂教学与实验紧密结合起来，并有意识地将单元电路的实验与某一具体的应用系统结合。这样当基本内容和全部单元实验完成后，即可将其组合成一个具体的应用系统，学生可以借此领会到单片机各功能部件在系统中的应用及其方法，在这个基础上再进一步学习应用系统的设计方法就水到渠成，得到事半功倍的效果。

参考文献

[1] 邵贝贝. 关于嵌入式系统教学的思考[A]. 第三届高等院校嵌入式系统教学研讨会论文集[C]. 2005.

[2] 何立民. 单片机高级教程―应用与设计[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2000.

单片机原理范文第5篇

1完善实验环境,提高实验质量

1.1软件环境实验软环境由过去的汇编语言逐步向C语言过渡[3]。以往高校的“单片机原理与应用”课程选用的程序设计工具是汇编语言。汇编语言针对不同的操作系统、不同的CPU，指令完全不相同，汇编语言就有所不同，所以不易移植。另外，汇编语言的程序，必须要借助于微控制器的指令手册及各寄存器的说明，或者给程序写注释，否则很难读懂。而C语言是一种应用广泛的高级程序设计语言，它既有高级语言的特点，也具备汇编语言的功能。C语言有功能丰富的库函数、程序易读易懂、编译效率高、运算速度快，具有良好的移植性，现在C语言被广泛使用到嵌入式系统软件设计中。目前8051单片机的C语言编译器编写目标系统软件，既可以增加软件的可读性，又便于改进和扩充，十分适用于单片机控制系统的开发。综上所述，用C语言程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。

1.2虚拟仿真环境随着计算机技术的发展，单片机仿真也有了长足的进步。单片机仿真实验是利用程序模拟实现电路的设计，在程序中将所需的虚拟的元器件安装设计要求放到虚拟的电路板上，然后将ROM模拟烧写。可以观察所设计模拟电路是否符合设计要求，不符合则可以实时修改。利用仿真系统，用户能够在可控的条件下观察系统运行过程中的状况和结果，实验起来具有很大的灵活性和可扩展性，使开发过程节约了时间，减少了成本，提高了应用系统开发的效率。

2改革实验教学方法及实验考核模式

单片机原理系统结构抽象，指令功能繁多，编写调试程序比较困难，严重影响了学生的学习积极性。通过改革单片机实验的教学方法及实验考核模式，激发学生对该门课程学习的兴趣，有效提高实验教学的质量水平。

2.1改革单片机实验的传统教学方法

2.1.1改革实验手段传统的实践教学环节中，以老师为主体，学生处于被动地位，缺乏独立思考，不利于学生动手能力的发展。进行改革以后，基础实验、综合实验过程中，教学模式从以教师主讲的模式，转变成以教师为主导，以学生为主体的新型模式。实验前，教师给学生引导，开展实验；实验中，对学生在实验中发现的问题，教师鼓励学生自己寻找解决方法，引导学生发挥主观能动性，独立思考，提高解决问题的能力。比如：当学生遇到电路设计问题，指导学生解决此类问题的方法，应该遵循首先检查硬件电路，然后再修改程序，最后得以解决；在综合实验以及创新型实践中，比如单片机整个系统的设计，编程，调试与运行，都由学生自主开发，给学生充分的空间，进行独立思考，培养学生解决工程问题的能力。

2.1.2实验室开放单片机实践相关实验室，实行全天开放，有专门老师负责，鼓励学生在正常的理论学习与实验课程之外，自主选择相关单片机方面的实验项目，进行设计、编程、调试与运行。让学生大胆地去实践、创新，通过不断的硬件和软件程序调试，完成初步产品到复杂产品的开发设计，提高学生的综合知识运用能力和主观能动性。这样不仅极大地调动了实验室资源，更是解决了该门课程学时少、内容多，时间固定等这些矛盾问题的重要手段。

2.1.3校企结合单片机原理是一门与市场发展、社会需求紧密结合的课程，校企结合打破了传统封闭式的教学模式，使单片机实践教学立足于社会人才需要面向市场、服务社会，对学生的培养目标更具有实用性和针对性。校企结合的方式是将企业做过的一些实际的成功案例，作为教学内容对学生进行教授或实训，让学生真正了解开发单片机应用系统的全过程，比如如何在市场上选取性价比高的器件，在整个系统中单片机是什么作用？如何根据系统的硬件要求写出适用程序代码，以及发现和解决开发过程中出现的各种问题。由于企业的成功案例具有规范性、严肃性和完整性，学生通过完成一个实际项目领悟了开发产品的目的性、严谨性、规范性，可以让学生快速有重点地掌握单片机技术，并且能将所学知识融会贯通于生产技术中。通过单片机校企结合实践教学，学生自主解决发现的各种问题，从中体验解决问题的成就感，从而提高了学生对该门课程的学习兴趣。

2.2改革单片机实验的考核模式

实验的考核方法也是保证实验质量的重要手段。实验考核成绩从基础实验的动手能力、实验结果和实验报告等几个方面，考查学生对相关内容掌握和应用的效果。等所有实验项目完成后，实验教师给每个学生布置不同的实验题目，让学生在规定的时间完成，作为实验考试内容，教师通过检查学生的硬件设计以及程序代码的编写与调试情况，给出相应的实验成绩。通过这样的考核方式，有利于学生独立自主进行软硬件调试，更好地调动了学生学习的兴趣和积极性，也体现了成绩评定的公正性和客观性，有效促进了单片机实验教学质量的提高。

3注重实验教学团队的培养，不断提高教师的业务素质

实验教学由专职实验教师负责，单片机实验跟其他门类的硬件实验不同，有时学生的实验题目相同，但每人的电路和程序的解决方法不尽相同，实验教师应该加强业务知识积累，对各种不同解决方案有深刻理解。所以必须加强对实验人员的业务培训，造就一支工程实践丰富、稳定以及高素质的实验专职教师队伍。为此，我们要充实完善实践教学队伍，不断吸取知识层次高以及具有工程经验的人才参加实验室工作，逐步建立实验教师教学团队，保证实验教学质量的提高。另外实验专职教师应该积极从事实验项目的开发以及单片机基金项目的积极申报。多年来，我校实验教师积累了丰富的教学经验，为单片机实践改革做出了巨大的贡献，近年编写并出版了《单片机原理及应用实践教程》，在实验过程中起到了很好的指导作用，并取得了良好的效果。

4结束语