单片机原理及应用范文第1篇

关键词：单片机；C8051F；汇编语言；C51

中图分类号：G642 文献标识码：B

1引言

“单片机原理及应用”是计算机科学与技术、通信工程等专业的一门主要专业课程，因单片机在生产实践中应用广泛，各高校都将该课程定位在以培养学生动手能力和创新能力的目的上。但长期以来国内高校都以MCS-51为该课程的主讲内容，虽然该系列单片机在国内的应用经久不衰，但随着技术的发展，芯片的生产工艺、功能、运行速度、开发环竟、编程语言等都有了很大的变化，在实际的科研开发中更多选用与MCS-51兼容的高档单片机，而很少直接选用标准8051单片机，因此传统的教学内容和知识已经与实际应用脱节，不能满足需要。根据多年的教学经验和科研积累，我们对“单片机原理及应用”课程的教学内容、实验手段、实验内容、教学方法等进行了更新。两年多的教学实践表明，改革后的“单片机原理及应用”很受学生的欢迎，大大提高了学生学习单片机课程的兴趣，达到了该课程培养和锻炼学生动手能力、开发应用系统能力的目的。

2课程改革

2.1更新教学内容

MCS-51单片机及其衍生产品在我国乃至世界范围都获得了非常广泛的应用，尤其是在我国大部分大专院校都采用MCS-51单片机作为教学机型，单片机系统工程师大都熟悉 MCS-51单片机。但随着一些高集成度、高性能的8位和16位RISC单片机的推出，基于标准8051内核的单片机正面临着退出市场的境地。因此一些半导体公司开始对传统8051内核进行大的改造，主要是提高速度和增加片内模拟和数字外设，以期大幅提高单片机的整体性能。

近年来我们承担了较多企业委托的单片机应用开发项目，在实际的科研开发中我们也感觉到用标准8051单片机作微控制器不仅需要扩充大量资源，而且编程调试都比较困难，而随着技术的发展，新一代的单片机芯片已不仅包含微处理器，而且包含应用系统所需的各类外部接口设备，存储器也从光擦除变为电擦除、可在系统编程的FLASH存储器，编程语言从汇编语言为主变为以C51语言为主，以JTAG接口构成的JTAG调试器可以进行非侵入式全速在系统调试，比以前的专用在线仿真器(ICE)要方便得多。因此我们在几个单片机开发项目中都选择了原美国Cygnal集成产品公司(1999年3月成立的一家新兴的半导体公司，专门从事混合信号片上系统单片机的设计与制造，2003年并入Silicon Laboratories公司)推出的C8051F系列产品。C8051F系列单片机是集成混合信号的片上系统(SOC，System Of Chip),与MCS-51兼容的内核CIP-51采用流水线结构，峰值速度可达25MIPS。C8051F具备控制系统所需的模拟和数字外设，包括看门狗(Watchdog)、ADC、DAC、电压比较器、电压基准输出、定时器、PWM、定时器捕捉和方波输出等，并具备多种总线接口，包括UART、SPI、SMBUS(与I2C兼容)总线以及CAN总线等。C8051F系列单片机采用Flash ROM技术，集成JTAG接口，支持在线编程和调试。C8051F系列单片机的诸多特点和优越性，使其广受单片机系统设计工程师的青睐，成为很多测控系统设计的首选机型。

既然实际科研开发中多使用新一代高性能单片机，那么我们的教学内容就应该及时更新，以减少学生工作后的二次学习。为此，2004年课程组在参与编写机械工业出版社的教材《单片机原理及应用》时专门用一章的篇幅把C8051F写了进去。后来我们发现仅仅用一章内容讲C8051F，教学内容的改革还不彻底，因此2006年我们又对教学内容进行了彻底改革，编写了以C8051F为教学机型的教材《C8051F单片机原理及应用》，由中国电力出版社出版，教材除了更新了教学机型外，编程语言也从汇编语言改成以C51语言为主，兼顾汇编语言的形式。我们编写该教材的时候国内还基本上没有同类教材，目前已经有了一些，这说明国内高校已经在注重单片机课程教学内容的改革。在多届学生中的使用实践表明，内容更新后的教材很受学生的欢迎。

2.2更新实验手段

以MCS-51为主讲机型的单片机课程的实验模式多采用PC机+仿真器+目标实验台的方法，我校选用了台湾MICETEK公司Easyscope8052F单片机仿真器，这种仿真器专门仿真51系列单片机，采用Windows环境的仿真软件，价格低，性能好。综合实验板选用改造后的复旦大学教学仪器厂的产品，与PC机连接构成的单片机开发系统结构如图1所示。

传统采用仿真器的实验模式虽然能满足学生实验、课程设计之用，但SOC型单片机出现后，实验模式可以更加逼近实际开发应用的形式，根据原有单片机实验系统的使用经验，2003年我们提出了一个新的单片机实验系统方案，与新华龙电子有限公司合作，设计出NCD-CIP51F020系统实验设备，该系统由SOC单片机集成开发环境(IDE)、可用于以太网测控的NMC-20XX核心模块、系统实验板三部分组成，应用该设备可完成单片机系统的许多典型应用实验，并可做较复杂的应用系统实验，如高速数据采集、嵌入式Web实验等。片内JTAG调试电路允许对安装在最终应用系统上的产品进行全速、非侵入式(不占用系统资源)、在系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。使用JTAG调试时，所有模拟和数字外设都可以全功能运行。Silicon Laboratories提供的集成开发环境包括编辑器、宏汇编器、调试器与编程器，同时也支持第三方提供的汇编器和C51编译器(如Keil等)。采用SOC单片机JTAG接口的先进调试环境如图2所示。

2.3更新教学方法

我们除了注重教学内容的更新，使学生学到最新最实用的知识外，还注重教学手段和方法的改革与研究。

首先，课程组注重现代先进教育手段的应用。C8051F单片机的内部资源丰富、原理复杂，因此新课程的内容要远比传统的MCS-51多且增加了大量复杂的图、表，传统的板书式教学难以胜任，所以在课时量不可能增加的情况下，先进的多媒体教学方法成为必然。其实课程组早在2003年就开始用多媒体方式讲授该课程，教学内容更新后课程组重新制作了该课程的多媒体课件，课件结构清晰、层次分明、图文并茂，结合计算机动画把复杂的内容简单化、抽象的内容具体化，明显提高了课堂教学效率。课程组还开发了该课程的教学网站，与课程相关的课件、实验软件、参考资料等都放在网上供同学随时下载或浏览，网站也提供了师生交流的平台。

其次，课程组注重教学方法的研究与改革。在多年的计算机硬件课程教学中我们发现，由于内容枯燥、知识面广等原因，学生对计算机硬件课程的学习兴趣大大降低，甚至有些硬件选修课程因为选修的人数太少而开不出来。这种学习中喜软怕硬的现象必须引起重视，否则培养出来的学生很难满足用人单位的需要，这也是近年来嵌入式系统方向毕业生比较容易找工作原因的一个方面。教学中我们发现学生并非对所有硬件内容都不感兴趣，对有些内容兴趣还是比较高的，比如“数字逻辑电路设计”课程中“自动售货机设计”、“单片机”课程中“日历时钟的液晶显示模块的设计”等。因此我们设想可以在讲解具体内容前先把学生感兴趣的问题提出来，然后在解决问题的过程中把相关内容讲解清楚，这就是所谓的“案例”法教学。我们设计了部分“案例”在计算机硬件课程中试点，取得了满意的效果。我们提出的计算机硬件课程“案例”教学法得到江苏大学2007年校教改重点项目的立项资助，将对计算机硬件课程“案例”教学法进行更深入的研究。

3结束语

我校采用SOC型单片机C8051F作为“单片机原理及应用”课程的主讲机型，对该课程的教学内容进行了全面更新，已在多届学生中进行讲授，学生对该课程的学习兴趣大幅提高，实验和课程设计质量也比以前有较大改观。“单片机原理及应用”已经建设成江苏大学校级精品课程。对计算机硬件课程采用“案例”教学法进行了一些研究，单片机课程的部分内容采用“案例”教学法进行了试点，取得了较好的效果。“案例”教学法是我们近年来在计算机硬件课程上的试点，目前还不成熟，我们将在“案例”开发、课件制作等环节对“案例”教学法进行更深入的研究。

参考文献

单片机原理及应用范文第2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

单片机原理及应用范文第3篇

关键词：高职教育 传统教学 项目教学 单片机

1 传统单片机教学模式分析

“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作”[1]。《单片机原理及应用》课程具有十分突出的实践性。很多学生在学习单片机时都是初次接触到这种器件，尤其是高职院校的学生，本来基础就不够扎实，学习兴趣又不高，虽然使用过计算机却还没有接触过计算机的结构，直接讲单片机的结构，这无疑类似于在他们一开始出发就在前面横了一块巨石，这样会严重挫伤他们学习的积极性。

传统的单片机教学长期受普通教育的影响，注重课程本身的知识结构，过于讲究系统性和完整性以及前后的逻辑联系，而忽视了教学的对象和对象的接受能力[2]。因此，很多高职院校的学生，在学习过程中感到特别困难，特别枯燥乏味。追究其原因，主要有三个方面：首先，单片机课程本身难度较大。课程涉及到了其他很多学科的内容，且注重软件和硬件的结合。硬件电路结构本来非常复杂，加上接口芯片和元器件又较多，而软件光51单片机的指令系统就包括111条指令，且这些指令都只是统一形式，要写出具体形式那简直是数不胜数。这些诸多的因素都导致了学生对单片机课程望而止步。其次，现在市面上已有的很多教材都不适合高职院校的学生。导致传统单片机教学中重理论、轻实践，理论和实践严重脱节。

2 单片机教学的改革与创新

首先，抓住高职院校学生特点，撰写、优化教材。由于高职的培养目标是以“就业为导向”的，对于学生技能的提高是第一位的，因此教材应侧重单片机的应用，而不是建立完整理论体系[3]。目前，大部分高职院校使用的单片机教材都是参照本科教材或技术书籍编写的，教材以单片机原理及应用理论作为学习重点，缺少或者没有实践环节，形成了较严重的“重理论、轻实践”现象。另外，高职学生本身逻辑思维要弱于形象思维，理论讲解时学生始终处于被动学习状态，接受知识的效果自然就不佳。因此，单片机教材应结合高职院校学生的特点，由浅入深，寓理论于实践。在内容的编排上要求顺序合理，力求简明扼要，深入浅出，通俗易懂，选择的实例要典型且较简单，可读性强[4]。

其次，传统教学模式与项目教学方法结合，理论和实践相结合。项目教学法强调在教师的指导下，由学生以小组工作方式，按照实际工作的完整程序，共同制定计划，共同或分工完成整个项目[5]。因为高职学生基础薄弱，我们不能单纯按传统教学模式，先讲单片机的硬件结构，接着是指令和软件编程，然后是单片机系统的扩展和各种器件的应用，最后再讲一些实例，这样会打击他们的学习兴趣。经过多年的单片机教学，在此总结出了将传统教学与项目教学结合的教学方法。此方法将所学的理论知识放在相应的项目中，项目层次逐次递进，由易入难，且选用的项目都是生活中常见的项目，运行结果学生也都可以直接看到。让学生在这些项目的设计中充分挖掘和理解知识点，有机地将理论知识融入到实践当中。

在传统教学与项目教学结合的教学方法中，首先提出本次要实现的具体任务，接着对完成本次任务的方法进行分析，提出完成本次任务需用到的相关知识，然后对本次任务用到的知识进行讲解，最后讲解完成本次任务的过程和步骤[6]。

现以“跑马灯”为例，说明传统教学与项目教学结合的实施过程。

2.1 提出项目任务

利用单片机设计一个个性跑马灯，能够完成以下功

能：功能一：利用P2口，用单片机内部的定时器采用查询方式，使8个发光二极管呈跑马灯方式闪烁（亮1秒、灭2秒）。功能二：用计数器中断对按键按下的次数计数，作为跑马灯闪烁次数。功能三：用外部中断对正常显示和闪烁次数设定功能进行转换。

2.2 方法分析与相关知识讲解

此项目中涉及到了单片机的I/O口、定时/计数器以

及中断系统，因此，教师可以先引导学生构思实现方法。比如用定时/计数器的定时功能实现跑马灯亮1秒，灭2秒的要求，再用定时/计数器的计数功能实现对跑马灯闪烁次数的统计功能，然后用外部中断实现正常显示和闪烁次数功能转换。最后，教师可以详细讲解单片机I/O口、定时/计数器以及中断系统的特点、结构和应用方法。

2.3 实施过程和步骤

①硬件电路的设计与调试。硬件电路设计是将项目中所有的硬件部分全部用连线连接起来实现设计要求，这是项目的一个难点。在教学的过程中，教师可用传统教学的方法先讲解各硬件部分的结构和功能，然后让学生设计出电路原理图。设计好了之后，教师给予评析，学生可根据教师的启发改进电路。最后，学生由原理图列出所需元器件清单，根据电路原理图实现硬件电路的搭接与调试。

②软件设计。教师引导学生将任务分解成几个相对独立的子任务，由不同的项目组成员分担完成，这是整个项目的另一重点和难点。在软件设计的过程中需注重学生分析问题、解决问题能力以及创新思维的培养。

③软硬件结合。软件设计完成后，对之前搭接好的硬件电路在软件环境下进行调试。在调试的过程中，如果出现问题，教师应及时引导学生分析问题、解决问题，这样可提高学生的学习兴趣。

3 结束语

鉴于《单片机原理及应用》课程工程实践性较强的特点，在单片机的教学中恰当将传统教学与项目教学法结合，不仅可以使学生理解和掌握课程要求的知识和技能，而且还能培养学生分析问题和解决问题的能力，充分发掘学生的创造潜能，对后续专业课程的学习将起到较大的促进作用。

参考文献：

[1]米秀杰.高职《单片机技术应用》课程项目化教学改革探索与实践[J].科技资讯，2012（7）：219.

[2]刘晓莉，张燕玲.高职教育单片机技术课程教学改革与实践[J].教育与职业，2012（27）：134-135.

[3]王义和.新加坡理工学院“项目教学法”对高职单片机课程教学改革的启示[J].科技信息，2011（33）：416-418.

[4]秦国栋，吴湘莲.高职院校单片机的教学改革[J].科技信息，2012（10）：200.

单片机原理及应用范文第4篇

 

随着国家对技术人才的大量需求，本科单一的教学模式已经不能满足用人单位的实际需要，聚焦世界各国，都在努力地推进产学研合作，尤其是发达国家，他们采用各种措施推动大学和工商业发展之间的关系，把培养应用型工程技术人才作为主要培养目标。

 

我国应汲取其他国家的优点，重视工程技术人才的培养，不再墨守成规，应把本科教育站在其应有的高度上，按照技术发展的长远规划来培养合格的人才。本文以《单片机原理及应用》这门课为例，讨论如何将该门专业课的教育教学方法应用到实处，让学生自身的潜能得到充分发挥，重点阐述阶梯教学的理念和意义。

 

一、《单片机原理及应用》的重要性

 

1.单片机技术概况。单片机是一种微型计算机，通过电路的搭建和程序设计，完成多种控制功能。同时，单片机的应用，已经广泛地渗透到生活的各个领域，大到军事导弹跟踪系统、飞机上的各种仪表的智能控制、工业自动化的实施数据控制和处理系统，小到家庭生活中的各种智能家电、儿童玩具等。因此，单片机的学习、开发与应用，将造就出一批电子、计算机与智能控制方面的科学家与工程师。

 

2.《单片机原理及应用》的教学应用现状。在中国高校教育中，如果是工科类专业，《单片机原理及应用》这门课都是必须开设的一门专业课，由各大院校根据教学大纲制订教学方案。课堂上，教师一般以单片机的结构和原理及程序化模式进行讲解，理论深度可以达到要求。

 

同时，配套的各种部级电子设计类竞赛，如雨后春笋般地涌现出来，如全国大学生电子设计大赛、飞思卡尔智能车竞赛等，都为大学生提供很好的单片机应用和学习的平台。但从教师、学生和他人的三维角度看，对《单片机原理及应用》这门课来说，教学方法永远存在缺憾，那就是在不同的认知和主体评判下，教学的理想性需要和实际教学效果有时是一场博弈，教师的教学能力、教学方法及师生默契程度，是值得认真研究和探讨的问题。那么，如何把学生在这门课中的潜能挖掘出来，让他们成为应用型、技术型和卓越型人才，需要高校和高校教师付出很多的努力和辛苦。

 

3.传统教学模式下存在的弊端。《单片机原理及应用》是电子信息发展过程中更新速度极快的一门理论学科。从传统意义来说，教师在授课过程中会把单片机的原理和结构及指令程序讲解得十分透彻，可对学生来说，由于没有亲自动手编程，很难对这门理论课进行消化和分解。与此同时，芯片种类繁多，更新速度快，各种电路的搭建层出不穷，在实际控制任务的设计过程中，由于人具有主观能动性，不同的人具有不同的分析和判断理解能力，对程序和电路的设计是不同的。那么，在理论课堂中教育出来的学生，一般仅仅具有阅读的功能，而不具备思考的过程。如何把思考变成主观能动性?就需要增加实践教学环节。

 

但是目前高校普遍存在重视理论教学而轻视实践教学的现象，在这种情况下，学生大多只会考试，实践动手能力很差，与此同时，大学生的实际能力与社会需求不成正比，长此以往，出现恶性循环。单片机技术是当前社会的主流，企业需要有设计思想和设计能力的高精尖人才，不是只会空谈而无实际动手能力的人。因此，高校应重新审视专业课的教学方式。

 

二、阶梯式培养的实施方案

 

1.项目驱动的教学模式。以实际工程项目为内驱动力的教学模式，要打破墨守成规的教学模式。目前，大部分高校重视理论教学，轻视实践教学环节，培养出来的大学生大多对单片机只有单一认知，无法完成单片机的设计和应用工作，这是教育的弊端，也是高校培养方案的失败。如何把学生打造成卓越工程技术人才，要高校对专业课教学进行一次重大改革。《单片机原理及应用》的授课教师，必须是有实际工程经验的教师。同时，在授课过程中，采用“贯穿案例、教师引导、模拟团队”，将学生分组，以团队的模式，按照具体项目的设计要求和标准进行教学，这样学生在学习中能够主动获取知识，积累经验，提高团队协作能力和个人职业素养。

 

2.教学方法多样性的采用。教师授课形式应该多样化，不能仅仅按照教材照本宣科，而应采用多样化的教学模式。例如，讲汇编语言时配合实例，教师携带单片机开发板，边讲授边给学生演示程序下载后单片机的运行效果。这种授课模式，可以培养学生学习兴趣，建立对《单片机原理与应用》的基础认知。

 

教师应具有最起码的职业道德，把学生当成自己的孩子，有感情，有交流，对课堂情况及时掌控，及时了解学生的学习情况，这是情感教育法。

 

3.阶梯教学分层培养方案的建立。由于学生的理解能力、认知能力和学习能力不同，不能把一个专业的所有学生按照同一培养方案来培养，应在把握大部分学生基础工程技能和综合工程技能培养的同时，突出卓越工程技能培养，因此在教学环节中，应建立阶梯式人才培养方案，分层分系列进行阶段性培养。可以把这种培养方案分为3层，分别为基础工程技能培养、综合工程技能培养和卓越工程技能培养。具体如下：(1)基础工程技能培养系列：主要培养学生的基础能力。

 

在基础工程技能的培养环节中，学生要具备基本的技能，如电路板制作、芯片选择和调试、电路焊接等，因此，学生要有良好的动手能力，具备识图能力和对单片机程序的编写能力。同时，要掌握一些基本的软件如KEIL软件、PROTEL软件、编程仿真软件等的操作。

 

(2)综合工程技能培养系列：主要培养学生是否能灵活地运用所学知识，进行系统的阶段性开发的综合工程能力。在综合工程技能培养环节，学生要提高动手能力，具备单片机电路搭建和设计能力和程序设计能力，可以根据控制项目完成设计。深入培养工程能力和工程素质，学会团结协作，做到任务分解和平衡团队。(3)卓越工程技能培养系列：主要培养学生通过团队合作进行系统工程项目研发的能力。

 

在卓越工程技能的培养环节，应强化学生专业技能，引入工程背景和工程项目作为学习支撑系统，让学生在参观实际产品中具备工程技能。同时，在这一阶梯式培养中，第一层的培养环节是每个学生必须掌握的，经过第二层的学习和提高后，有一些理解能力和动手能力突出的学生脱颖而出，选拔进入第三层学习。在这一阶梯式培养模式的教育下，每一层都有一些优秀学生脱颖而出，成功进入下一层次的学习。而没有完成任务的学生，继续保留学习任务留在该层学习和实践。等完成第三层次的学习后，仅有少部分的学生会在这种教育模式下获得质的飞跃。这批学生被选拔参加电子竞赛，有机会和教师共同完成科研项目。这既呈现出阶梯的人才培养模式，同时成绩评定也呈现出公平、公正、公开的原则，符合成绩正态分布。

 

三、校企导向的优势

 

1.对于本科教育，政府应加大管理和投资力度，让省内高校相互间共享优质资源，联合共建。同时，建立学校、企业的产学研一体化的综合性、专业化基地。

 

2.建立“双师型”队伍。对同一项目，企业工程师和学校教师的视角是不同的，学生借助“双师型”教师模式，会得到不一样的学习视角，激发创新灵感。

 

3.国家应多举办科技竞赛活动，激发学生产生兴趣，让他们的各种能力在竞赛中得到充分发挥。同时，大赛应旨在提高学生的工程素质和工程能力，把当今社会信息技术发展的主流技术和实际应用价值体现出来，让学生收益，让国家收益。

 

4.开展工程技术讲座。学校和企业应多开展一些科技类的工程技术讲座，让学生从中学到最前沿的关于单片机的知识和技术。如电路板制作、激光成型、快速加工、智能汽车、无线充电技术等。通过大量的视频和动画，让学生的工程素质得到全面提高。

 

四、结束语

 

《单片机原理及应用》是工科院校的一门非常重要的专业课。学好该门专业课，对学生自身及其未来有着深远的意义。同时，讲好该门课对教育工作者，也是一种挑战。让我们所有的教育工作者在教育价值观和思想上做到有职业道德，多学习，为了增强本科生的创新能力、实践能力、应用能力和就业实力，贡献力量。

单片机原理及应用范文第5篇

关键词：应用型本科院校 单片机原理及应用 教学方法

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0148-01

单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元（Center Processing Unit，也即常称的CPU）和RAM、ROM及其他I/O接口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断、定时及A/D等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。因此单片机教学在电气信息类相关专业中越来越重要，“单片机原理及应用”课程必须理论结合实践，才能取得较好的教学效果。根据本课程的特点，结合应用型本科院校以培养应用性人才的宗旨，课题组对该课程的教学内容、教学模式和实践训练三个方面进行了探索与研究。

1 单片机原理及应用教学现状

目前大多数高校的理论教学过程都是采用先基础后应用的模式，即单片机硬件结构、指令系统、汇编语言设计、外部系统扩展、接口技术和应用系统设计，这种方法虽然思路清晰，但是存在着过于机械性的弊端，缺乏生动、直观的实物等辅助教学手段，这样便使学生觉得学习单片机枯燥乏味，没有现实意义，缺乏兴趣，严重影响了教学效果。主要体现有以下两个方面的问题。

（1）理论教学中主要讲述51单片机的硬件结构和相关组成部分的工作原理及接口设计，软件编程多是以汇编语言为主。汇编语言语句不直观，为完成一个非常简单的操作，汇编语言需要写许多条命令，理解起来很有难度，很容易让学生失去学习单片机的兴趣。

（2）实验教学中多以验证性实验为主，学生编程后进行编译，将程序下载到单片机实验箱上演示。实验指导书上已经写好了连线方式和程序资料，学生很少独立分析程序及其编写代码。大多数学生只追求实验结果，对于整个硬件系统设计和软件调试过程模糊。

2 单片机原理及应用教学改革初探

针对单片机教学和实验中存在的问题，以培养应用型本科学生为目标，结合工程与应用实际需求，从教学内容、教学模式和实践训练3个教学环节进行改革。

2.1 教学内容的改革

在单片机原理及应用课程第一次授课时，给学生展示单片机行业的发展情况、单片机产品以及单片机开发公司的招聘信息。让学生真正体会到单片机技术的实用性，激发他们学习的兴趣和求知欲。学生在看到企业招聘信息后，能够明确本门课程的学习目标。

随着时间的推移和科学技术的进步，51单片机已经有了很大的发展和变化，已经派生出来很多51系列产品，其内部资源也变得非常丰富，如看门狗、PWM、SPI、A/D等。因此，更新单片机教学内容势在必行。在教学中增加新产品、新技术的知识，使得学生能够满足企业人才的技术需求。如可以增加I2C总线、SPI总线、CAN总线等内容。

为了让学生与企业开发接轨，在讲授完汇编语言程序设计之后，加入C51语言的相关知识。由于学生已经在大一时期学习过C语言程序设计的课程，只需要在课堂上加以引导，如：C51库函数、C51的存储结构、C51扩展关键字等强调介绍。同时，在介绍过程中采用汇编语言与C51语言对照的方式讲授，学生就能够很快掌握单片机编程。

2.2 教学模式的改革

采用项目驱动教学法，先简单后复杂，将各个知识点的学习融入到各个实际工程模块中，让学生在每一个项目中学会各个模块的使用。如：单片机的并行接口技术可以通过舞台灯光系统、国际交通灯、抢答器项目来介绍；定时器和中断系统可以通过电子琴、音乐盒、万年历项目来介绍；串行通信接口可以通过GPRS通信来介绍；单片机与A/D、D/A转换器接口可以通过农业大棚温湿度采集系统，电子压力秤来介绍。这种教学将“老师讲，学生听”的被动教学模式转变为“学生主动参与，教师指导”的主动教学模式。教师的教学和学生的学习都围绕这些项目来完成，强调学生“学中做、做中学”的新型学习过程，极大地激发了学生的学习兴趣，创新了教学模式。

2.3 实践训练的改革

通过课内实验教学、课程设计、大学生电子设计竞赛等多种渠道实现真正的创新型实践教学。课堂上引入Proteus和keil软件的使用，使学生在课堂上可以对相关的软硬件有一个直观的了解，课内实验要求学生将理论授课中的项目通过Proteus设计出仿真的电路图、用keil软件编写实验程序、最终能实际仿真到效果图。

课程设计周期为2周，在课程设计中，学生选择教师所给的题目，根据题目目的和要求查阅相关资料，学生从元器件选择、电路设计、PCB板绘制、电路焊接、程序编写到调试都需要独立完成。对于学生在实验中出现的问题教师给予指导，在解决问题的过程中加深了学生对单片机应用系统软硬件设计的理解。

鼓励学生参加大学生电子设计竞赛、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、“毕杯”全国电子创新设计及物联网应用系统设计竞赛等面向大学生的群众性科技活动，提高学生创新能力、协作精神、理论联系实际、动手能力和工程素质的培养。

3 结论

对于应用型本科院校而言，学生除了要掌握扎实的理论基础知识，更需要培养较强的实践能力、独立学习能力和独立工作能力。培养学生单片机实践能力是一个长期而复杂的过程，我们只有立足单片机原理及应用教学的实际，逐步深入，取长补短，推陈出新，新的教学方法才能日趋完善，也才能更好地适应时展的需要。

参考文献

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