導(dǎo)語：如何才能寫好一篇單片機原理與接口技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞:單片機?搖教學方法?搖實踐

在1970年微型計算機研制成功后,單片微型計算機就隨之出現(xiàn)了。單片機具有集成度高、處理功能強、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、易于使用等優(yōu)點,作為典型的嵌入式系統(tǒng),以單片機為核心構(gòu)成的智能化產(chǎn)品,成功應(yīng)用于各行各業(yè),如:工業(yè)自動化、智能儀器儀表、家電產(chǎn)品、通信、航空航天、軍事等。單片機技術(shù)無疑是21世紀最為活躍的電子應(yīng)用技術(shù)之一。

《單片機原理與接口技術(shù)》課程是測控專業(yè)的一門專業(yè)必修課,又是課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等教學環(huán)節(jié)中的重要手段。該課程的特點是概念多、名詞多、邏輯性強、內(nèi)容抽象,對于初學者來說入門難,一個知識點掌握不好就影響到學習的效果和興趣。針對以上這些特點,總結(jié)教學過程中遇到的一些問題,進行了深入的思考,得到了一些看法。

一、從感性入手,培養(yǎng)學員的學習興趣

《單片機原理與接口技術(shù)》課程入門較難,如何提高學員的學習興趣在教學過程中顯得尤為重要。“興趣是最好的老師”!只要學員們有了對課程學習的興趣,那么雖然課程較抽象,但是也能深入進去,把它學好!筆者在開課時,將單片機控制實驗系統(tǒng)帶到教室,給學員們演示實驗系統(tǒng)的一些實驗項目,邊做邊講解其中的結(jié)構(gòu)組成,并結(jié)合實物芯片來解釋其功能,然后介紹本課程的內(nèi)容、特點以及學習方法等。通過實物演示實驗的方式,學員們表現(xiàn)出了極大的學習興趣,使學員們在感性上對單片機系統(tǒng)有一個深刻的認識,這樣一來,既提高了學員的學習興趣,又為學好本門課程奠定了堅實的基礎(chǔ)。

指令系統(tǒng)以及匯編語言程序設(shè)計是軟件方面的知識,需要上機調(diào)試驗證。在講解本部分內(nèi)容時,將課堂轉(zhuǎn)移到實驗室,講解完指令,然后就可以通過編寫小程序去驗證。幾個人一個小組,通過配合合作,既學到了知識,又鍛煉了團隊合作的能力。學員們一致反映,本來枯燥的程序設(shè)計,通過上機編程實驗,變得有趣起來,引發(fā)學員們求知探索的強烈欲望。

二、夯實基礎(chǔ),軟硬件有機結(jié)合

考慮到測控專業(yè)的士官學員基礎(chǔ)薄弱,參差不齊。雖然在開課之前開設(shè)了計算機文化基礎(chǔ)、電工基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、脈沖與數(shù)字電路等課程,但對譯碼器、寄存器、存儲器、定時/計數(shù)器等器件不是很了解。所以對于一些基礎(chǔ)的知識還得進行補充復(fù)習,這樣當用到這些基礎(chǔ)知識時,就不會茫然了。此外,對于單片機的一些基礎(chǔ)性的知識,例如51系列單片機的結(jié)構(gòu)、工作原理、基本指令等進行詳細的闡釋說明。只有夯實了基礎(chǔ),才能對后續(xù)內(nèi)容更深入的學習。

單片機系統(tǒng)是軟硬件結(jié)合的統(tǒng)一整體。硬件的工作離不開軟件,軟件沒有硬件也發(fā)揮不了作用。但是學員的興趣不一樣,就決定了他們有的喜歡硬件,有的偏愛軟件。在講課的過程中,注重軟硬結(jié)合,強調(diào)二者之間的相互關(guān)系,糾正某些學員的錯誤觀念。例如在講到串行口通信時,讓學員們自己編寫程序,為了驗證程序的有效性,再組織他們上機調(diào)試。這樣一來,軟硬兼施,達到了很好的學習效果。

三、強調(diào)實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)動手操作能力

單片機原理與接口技術(shù)的工程實踐性較強,必須在重視理論教學的同時,重視實踐教學,培養(yǎng)學員們的動手操作能力。使學員們通過搭接電路、調(diào)試程序、檢查電路等操作,更好的掌握單片機的理論知識和應(yīng)用技能。

實驗分為基本實驗、綜合實驗、課程設(shè)計三個層次,一般在相應(yīng)的理論課后安排實驗,做到實驗與理論教學相輔相成。此外,以學?？萍紕?chuàng)新大賽和全國大學生電子設(shè)計競賽為契機,鼓勵學員們積極參加此類競賽活動,在參賽過程中去學習,充分調(diào)動學生學習的積極性。在實踐過程中,不斷啟發(fā)學員尋找解決問題的辦法,培養(yǎng)提出問題、分析問題和解決問題的能力,使實踐教學更具實用性。

四、利用多媒體手段,改革創(chuàng)新教學環(huán)節(jié)

單片機原理與接口技術(shù)課程是一門理論與實踐緊密結(jié)合,實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程,既涉及硬件,又涉及軟件;既涉及電子技術(shù),又涉及計算機技術(shù)等相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識。在傳統(tǒng)的“黑板―粉筆”的教學方法上,學生難學,老師難教,很難達到很好的教學效果。多媒體技術(shù)的出現(xiàn),給現(xiàn)在的教學方式提出了全新的思路。單片機教學中涉及到很多電路圖、邏輯圖、時序圖,如果將這些電路圖、時序圖等做成課件的形式,就能夠在圖上用不同的顏色標出哪些屬于運算器,哪些屬于控制器,還可以輔助以文字和聲音等形式介紹其功能,同時動態(tài)地顯示各功能部件與CPU之間的數(shù)據(jù)流動方向等。這種方法能使學生在學習過程中的注意力保持良好狀態(tài),有效地激發(fā)學生學習興趣,提高課堂教學效率。

利用多媒體手段,不用去實驗室,就可以通過仿真軟件來模擬硬件的實驗,這無疑是課堂教學的跨越式發(fā)展。在講解C51語言程序設(shè)計時,利用KeilC51單片機系統(tǒng)開發(fā)仿真軟件,可以進行單片機最小系統(tǒng)的仿真調(diào)試。將預(yù)先寫好的程序在KeilC51上運行,學員們可以在編譯窗口中看到每一條指令的地址、機器碼和源代碼,從而了解各條指令占用的空間大小。通過單步執(zhí)行,還可以了解特殊寄存器內(nèi)容的變化以及中斷、程序指針等的響應(yīng)。從而可以更加直觀的解釋各種抽象概念。

制作CAI課件,提高教案和教輔材料的質(zhì)量和水平。目前,計算機的普及和網(wǎng)絡(luò)的滲透使計算機輔助教學(CAI)成為一種先進的教學手段。為此,本課程組成立了CAI課件研發(fā)組,CAI課件運用多媒體創(chuàng)設(shè)問題的情境,讓學生更易理解,利于激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維,提高教學效率,擴大信息量和受益面。同時,CAI課件的制作,促進了教員們之間的交流,促進了本課程的教學改革。

利用好校園網(wǎng)絡(luò),豐富網(wǎng)上資源。通過豐富網(wǎng)上軟件資源,彌補了課堂教學時間的不足,推動了師生的互動交流,提高了教學效率和教學質(zhì)量。學員和教員可以通過留言板、BBS、E-mail等形式展開第二課堂的交流,形成了課堂的有效補充。

五、結(jié)束語

《單片機原理及接口技術(shù)》是一門內(nèi)容豐富、理論抽象、實踐性強、發(fā)展較快的課程,是測控類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程學習的好壞,直接關(guān)系到其他專業(yè)課程的學習。在近幾年教學過程中我們體會到:不斷地改革教學方法,了解前沿動態(tài),實時更新教學內(nèi)容,采用先進的教學手段,合理安排教學過程中的每一個環(huán)節(jié),把握全局邏輯,突出重點,才能提高教學質(zhì)量。通過2007、2008級測控專業(yè)學生的教學實踐表明,《單片機原理與接口技術(shù)》課程的教學教法極大地提高了學生對單片機的學習興趣,普遍反映單片機容易上手,課堂的發(fā)言和提問明顯較以前踴躍。有不少學生通過該課程的學習后,畢業(yè)設(shè)計選取了與單片機相關(guān)的課題。

單片機的教與學對于老師和學生都有一定的難度,但只要注意激發(fā)學生的學習興趣,注意教學方法,積極運用現(xiàn)代教育手段,適當調(diào)整教學方案,以單片機最新發(fā)展為導(dǎo)向,注意實際開發(fā)工具應(yīng)用能力的培養(yǎng),必定能使單片機的教與學躍上一個新臺階。

參考文獻

[1]牛昱光等.單片機原理與接口技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[2]遲耀丹,王蓉暉等.單片機原理及應(yīng)用.課程教學改革探討.吉林師范大學學報(自然科學版),2007(3).

[3]丁留貫.單片機原理與應(yīng)用.課程教學方法的探討.氣象教育與科技,2006(3).

[4]孫育才.MCS―51系列單片微型計算機原理及其應(yīng)用.南京:東南大學出版社,2004.

篇2

關(guān)鍵詞 二學位；單片機；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）14-0096-02

Teaching Reform and Exploration on Principle and Interface Technology of Single Chip Microcomputer for Second Degree Undergraduates//Li Zhanfang， Tong Junling

Abstracts According to different learning Backgrounds of the Second Degree Undergraduates， the author focuses on improving the teaching method， aiming to make the Second Undergraduates learning this course from their hearts. And this teaching reform has achieved good teaching effect， at the same time， there is valuable reference to teaching reform of other more abstract course.

Key words second degree； single chip microcomputer； teaching reform

1 引言

近年來，為適應(yīng)煤礦企業(yè)發(fā)展對人才的需要，許多原專業(yè)不對口的應(yīng)屆或往屆本科畢業(yè)生來中國礦業(yè)大學攻讀第二學位，進行為期兩年的與煤礦產(chǎn)業(yè)有關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識的學習。他們大都是“半路出家”，且大部分都來自與所學專業(yè)無關(guān)的非理工類專業(yè)如英語、美術(shù)、體育等，基礎(chǔ)知識較薄弱。單片微機課程又是電氣專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，長期以來，由于本課程存在概念多、專業(yè)名詞多、邏輯性強、系統(tǒng)性強、內(nèi)容抽象等特點，導(dǎo)致這些缺乏電氣專業(yè)基礎(chǔ)知識的學生學習起來非常吃力，教學效果一直不很理想。然而單片機課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課，還必須被學生掌握，因此，如何讓文史出身的二學位學生系統(tǒng)掌握本課程的知識是值得每位教師認真思考的問題。

2 教學方法探討

教學過程中穿插人文素質(zhì)的教育 先生說：“教育是成就人格的事業(yè)?！苯處煹穆氊熓恰皞鞯?，授業(yè)，解惑”，從中可以看出，教師在教授學生各種技術(shù)、理論知識的同時也要教授人文知識的重要性。而當代大學生要想成為適應(yīng)社會發(fā)展的高素質(zhì)人才，因此，人文素養(yǎng)的不斷提高應(yīng)該滲透在學生學習、生活的各個環(huán)節(jié)中?，F(xiàn)今，我國高校在理工科學生的培養(yǎng)上過多地強調(diào)專業(yè)知識的傳授和動手能力的培養(yǎng)，而人文素質(zhì)的培養(yǎng)則相對薄弱。雖然二學位學生中有文科生，但人文素質(zhì)教育不是單憑某幾門文科課程或理科課程能完成的。

人文素養(yǎng)在一個人的成長中起著非常重要的作用，能夠啟迪人的智慧、開發(fā)人的潛能、調(diào)動人的精神、激揚人的意志、規(guī)范人的行為以及維護人的健康等。如果在教授專業(yè)知識的同時貫穿一些人文素養(yǎng)方面的知識，將會對學生學習的主動性和積極性有巨大的促進作用。而且這種主動性和積極性將會逐漸固化成個人做事的習慣，不但有利于專業(yè)課程的學習，還有利于他們今后工作的順利開展。

在每次課前復(fù)習上次課所講內(nèi)容時，經(jīng)常會把之前講過的和本知識點有關(guān)的都串起來，比如可以把RAM作為主線，把講過的片內(nèi)工作寄存器組、可位尋址區(qū)以及特殊功能寄存器串起來等。在講的過程中說明各個知識點之間的聯(lián)系，進而強調(diào)在學習過程中一定要細心，注意歸納總結(jié)掌握不同課程知識的規(guī)律，這樣才能真正學到很多通用的“道”，而不是只學到“術(shù)”。只有掌握了很多道理，才能會“舉一反三，觸類旁通”。

當前正處在一個資訊相當發(fā)達的時代，可以接收到各種各樣的訊息，同時也代表將受到更多的攪擾，產(chǎn)生更多的欲念。信息都是有能量的，因此當這些信息天天出現(xiàn)在人們眼前的時候，意味著它也耗著人們的神，揪著人們的心。從而也導(dǎo)致了現(xiàn)在大學生普遍都比較浮躁，靜不下心去學習。因此，在課堂上實時地傳達一些讓內(nèi)心安定的信息，可能比教授知識更重要。比如課堂上做一些選擇題時，筆者會實時地給大家講解：當面臨選擇比較多的時候，我們的心更容易迷惑，正如現(xiàn)今我們的生活需要做的選擇多而使我們的心很迷惑一樣。只有大家明確每一個階段應(yīng)該做什么，如何能做好，而且果斷地腳踏實地一步一個腳印去完成，才有可能成功，而且在通向成功之路的過程中是幸福和快樂的。只有大家的內(nèi)心是安定的，以自己的既定目標激勵自己，才能學好大學期間的每門課程。

教學過程中注意讓學生轉(zhuǎn)換思維方式 很多理工科專業(yè)的一些基礎(chǔ)課程，比如工程制圖、機械設(shè)計等，在學習過程中大部分知識是以“所見即所得”的方式被學生直觀地接受。比如說，當學生學習齒輪的相關(guān)知識時，那在多媒體課件上可以展示一個齒輪，學生，即使是文科生也能夠馬上學會什么是齒輪，同時齒輪的齒根、齒頂?shù)认嚓P(guān)知識都可以從中學會。

而單片機的學習和上述課程不同，它不是“所見即所得”的形式。比如講到單片機的復(fù)位電路，在多媒體上看到復(fù)位電路時，大家是不是就知道單片機是如何復(fù)位了呢？當然不是，教師必須要講解其中電流及電壓的情況，而這些都是看不到的。再比如講到指令“MOV A， R0”時，同樣必須要知道是寄存器內(nèi)部數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，而這些從表面上是看不到的。經(jīng)過幾次課的強調(diào)之后，學生的思維有所轉(zhuǎn)變，不再像以前一樣被動地聽教師講，而是會主動動腦筋思考，因為比較抽象，“所見并非所得”。

教學過程中注意讓專業(yè)知識貼近生活 單片機課程概念多，專業(yè)名詞多而且都很抽象，如果生硬地講解，學生不僅接受效果不好，而且會失去學習的興趣。教師在講解晦澀難懂的概念時可以時常用身邊的例子做比較，使學生在輕松的氛圍中學會理解并能使用單片機。比如在講解單片機的位數(shù)時，就可以和現(xiàn)在應(yīng)用比較多的電腦的位數(shù)進行比較，而且可以把位寬比作馬路的寬度，馬路寬則車流量大，表明馬路處理車流量的能力強，而單片機位數(shù)寬則表明了它處理數(shù)據(jù)的能力。再比如還可以把單片機內(nèi)部RAM的每個地址比作教室中每排座位的編號，而每個字節(jié)中的位比作一拍座位中的一個位子，這樣會使得學生更形象理解單片機的存儲空間。再比如可以把麻袋裝東西和取出東西的過程類比為堆棧，而棧指針SP正好比作麻袋上封口的繩子。

總之，用身邊熟悉的東西做類比，學生更能深刻理解單片機的一些概念和原理。

教學過程中注意形式的靈活多樣 單片機知識偏重于應(yīng)用，而教科書中的內(nèi)容則偏重于理論介紹，學生學習會感到枯燥乏味。若在課堂上使用靈活多樣的教學手段，將會大大促進課堂效果。比如在講“流水燈”控制程序時，若只對著課本或幻燈片講程序，學生尤其是文科生很難想象到流水燈的亮滅情況；如果在課堂上用虛擬單片機運行軟件Proteus進行演示，此時流水燈亮滅的動態(tài)效果將一覽無余。通過此工具還可讓學生自己修改程序完成其他的演示效果。這種方法不僅可以使程序“動”起來，而且通過學生自己動手改程序，使得學生有一種成就感，從而更加激發(fā)學生學習的興趣。

俗話說：沒有規(guī)矩不成方圓。因此，在課堂上不僅要活躍氣氛，更要嚴格課堂紀律，比如上課提問后排學生、上課禁止看手機等要求，使得被動型的學生也能“被迫”變?yōu)橹鲃有?，從而有利于知識的學習。

教學過程中注意引用實例 學校二學位學生畢業(yè)之后都要到煤礦上工作，因此，在講解單片機的應(yīng)用時應(yīng)圍繞煤礦現(xiàn)場單片機的應(yīng)用系統(tǒng)來講，這樣更貼近實際。比如煤礦井下瓦斯?jié)舛?、風速、溫度等的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，煤的稱重系統(tǒng)、運輸皮帶跑偏的監(jiān)控、井上提升機的閘瓦間隙監(jiān)控等，將這些案例進行收集整理，篩選出適合教學的單片機應(yīng)用系統(tǒng)。每個應(yīng)用系統(tǒng)可以分解為硬件部分和軟件部分，硬件部分又分為電源管理模塊、顯示電路模塊、按鍵電路模塊等，對應(yīng)不同的硬件都要編寫相應(yīng)的處理程序。因此，在設(shè)計過程中讓學生也參與到每個模塊的設(shè)計和程序的編制過程中，這樣的項目式教學內(nèi)容更能激發(fā)學生的學習興趣。

3 總結(jié)

內(nèi)因通過外因起作用，因此，在教學過程中貫穿一些人文知識，能夠使得學生從內(nèi)心里主動吸收知識。同時結(jié)合上述一些教學方法，使得教學效果明顯改善。這種學知識的同時也學做人的道理的方法不僅能夠使得學生成為技術(shù)人才，更能成長為對社會有用的高素質(zhì)人才。

參考文獻

[1]程穎，馬績偉.國內(nèi)外理工科大學生人文素質(zhì)教育的比較研究[J].長春工業(yè)大學學報：高教研究版，2009（1）：212-213.

篇3

Abstract: "Microcomputer Principle and Interface Technology" is an important foundation courses of electrical engineering major undergraduate, which is very important to cultivate students computer application ability. With the rapid development of computer technology, the system and the structure of microprocessors and computer systems have great changes, which need a new objective recognition about this course. This article describes the main ideas and specific measures of Microcomputer Principle and Interface Technology teaching in detail from curriculum, teaching content, experimental teaching and hours arrangement under the current curriculum reform background.

關(guān)鍵詞: 微機原理與接口技術(shù);課程設(shè)置;教學改革;實驗教學

Key words: microcomputer principle and interface technology;curriculum;teaching reform;experimental teaching

中圖分類號:G40文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)23-0210-02

0引言

《微機原理與接口技術(shù)》是工科電類專業(yè)本科生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,也是一門主干和必修課程。但是由于當前計算機技術(shù)尤其是單片機及嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)微機原理課程的地位受到了較大挑戰(zhàn)。部分教師和學生將微機原理與接口技術(shù)課程與單片機或嵌入式系統(tǒng)等的課程混為一談,對微機原理課程的地位和作用產(chǎn)生了質(zhì)疑。本文將結(jié)合筆者多年從事微機原理與接口技術(shù)課程教學的經(jīng)驗和體會,從多個角度闡述在新時期課程改革背景下本課程所應(yīng)擔負的作用,并詳細說明課程內(nèi)容、實驗教學及學時安排等方面的主要思路和具體措施。

1對微機原理與接口技術(shù)課程定位的再認識

從目前國內(nèi)各工科高校的人才培養(yǎng)方案和課程規(guī)劃來看,微機原理與接口技術(shù)課程被看作是電氣、電子、自動化等電類專業(yè)的一門專業(yè)平臺課程,其主要任務(wù)是使學生從理論和實踐的層面掌握現(xiàn)代微型計算機的基本組成、工作原理及典型接口技術(shù),建立微機系統(tǒng)的整體概念,使學生具有運用現(xiàn)代微機技術(shù)進行軟、硬件開發(fā)的初步能力。

為適應(yīng)計算機技術(shù)飛速發(fā)展的時代需要,各高校微機原理與接口技術(shù)課程的課程設(shè)置和教學內(nèi)容也做了相應(yīng)調(diào)整。主要可以分為以下四種情況:①將長學時(90-100學時)的微機原理與接口技術(shù)課程拆分為系列課程,如依次分為短學時的《計算機組成原理》、《匯編語言程序設(shè)計》和《接口技術(shù)》課程;②先開設(shè)一門微機原理課程,主要講授微機的基本組成、工作原理和匯編語言程序設(shè)計,其后再開設(shè)一門《單片機接口技術(shù)》或《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)》,主要從開發(fā)設(shè)計的角度講授接口技術(shù)的應(yīng)用;③同時開設(shè)《微機原理與接口技術(shù)》和《單片機原理與接口技術(shù)》課程,分別從80x86系統(tǒng)和單片機應(yīng)用的角度講授系統(tǒng)的工作原理、程序設(shè)計和接口技術(shù);④近幾年隨著嵌入式系統(tǒng)在各應(yīng)用領(lǐng)域大放異彩,部分高校有將單片機類或嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用課程取代傳統(tǒng)微機原理課程的趨勢,個別高校甚至直接取消了傳統(tǒng)的微機原理課程。以上的第三種情況中,兩門課程中有一些重復(fù)的教學內(nèi)容可以合并;而第四種情況則有些偏頗和激進了。因此,有必要重新思考和明確微機原理與接口技術(shù)課程在當前工科電類專業(yè)人才培養(yǎng)和課程架構(gòu)中的作用和定位。

微機原理與接口技術(shù)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,筆者認為,開設(shè)該課程有三大主要目的:一是使學生系統(tǒng)學習微機系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)和工作原理;二是使學生掌握一門有用的低級語言;三是為微機應(yīng)用系統(tǒng)(包括單片機應(yīng)用系統(tǒng))的設(shè)計與開發(fā)打下一定基礎(chǔ)。與此相對應(yīng),該課程的教學內(nèi)容包括微機基本組成及工作原理、匯編語言程序設(shè)計和典型接口技術(shù),主要強調(diào)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和整體性;而單片機或嵌入式系統(tǒng)的課程往往是基于某一專用系統(tǒng),屬于專業(yè)技術(shù)課程范疇,更偏向于應(yīng)用,所涉及的接口技術(shù)方面的內(nèi)容較多,而課程所涵蓋的微機系統(tǒng)的范圍比較窄,對微機工作原理涉及較少。兩者在微機系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)中處于不同的層面,互不統(tǒng)屬。且前者是后者在知識結(jié)構(gòu)上的基礎(chǔ),后者是前者在應(yīng)用內(nèi)容上的進一步延伸?？梢?微機原理與接口技術(shù)課程與單片機或嵌入式課程并不是誰替代誰的問題,而是應(yīng)加強聯(lián)系和互相促進的關(guān)系。對于想在微機應(yīng)用控制方面進一步強化學生知識結(jié)構(gòu)和應(yīng)用能力的高校,可以在開設(shè)微機原理課程后,通過選修課或研究生課程的形式再開設(shè)一門單片機或嵌入式系統(tǒng)的課程。

2對微機原理與接口技術(shù)課程教學內(nèi)容編排和學時安排的幾點思考

雖然目前各高校對于微機原理與接口技術(shù)課程(以下簡稱本課程)的開設(shè)形式不盡相同,但從課程設(shè)置的角度來看,本課程均應(yīng)包括微機原理、匯編語言程序設(shè)計和典型接口技術(shù)的三大部分內(nèi)容,這也分別對應(yīng)著本課程的三個主要教學目的。對于非計算機類專業(yè)的本科生,本課程的內(nèi)容還是應(yīng)強調(diào)實用性,對不影響內(nèi)容完整性,且相對過時、學生今后工作也基本用不到的知識可以少講或不講。

2.1 微機原理部分可以將微機原理部分的內(nèi)容概括為三部分:①微處理器、微型計算機的發(fā)展和微型計算機的應(yīng)用;②微型計算機的組成和工作原理;③計算機中常用的數(shù)據(jù)類型和編碼,進制轉(zhuǎn)換及補碼運算。

其中第一部分主要為了解內(nèi)容,要求學生了解微處理器、微機及其應(yīng)用領(lǐng)域的主要發(fā)展情況和最新技術(shù)進展。其教學目的是擴展學生的知識面,豐富知識結(jié)構(gòu)及拓寬專業(yè)視野。

第二部分則要求學員理解8086微處理器內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)和存儲器組織等內(nèi)容,掌握8086微處理器寄存器結(jié)構(gòu)及常用寄存器,理解8086 CPU的工作模式和最小模式下信號引腳的功能、最小模式系統(tǒng)總線周期時序,掌握時鐘周期、總線周期、指令周期等基本概念。第二部分是微機原理部分的核心內(nèi)容,概念多,理解難度大。此部分內(nèi)容從微處理器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)、引腳功能及工作模式出發(fā),其教學目的是使學生深入理解和掌握微處理器內(nèi)部的工作機制和原理。

第三部分內(nèi)容要求學生理解計算機中常用的數(shù)據(jù)類型、計算機中的數(shù)和編碼的表示方法,掌握符號二進制數(shù)的表示、補碼運算及判斷溢出的規(guī)則。此部分內(nèi)容是微機系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識部分,也是學生必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)知識。

總的來說,微機原理部分的內(nèi)容重在理論和基礎(chǔ),強調(diào)體系和結(jié)構(gòu),以理論授課為主,其內(nèi)容既與計算機文化基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)等課程有聯(lián)系,又具有自身的深度和廣度,是本課程教學難度較大的部分?？梢詫⒋瞬糠值睦碚摻虒W時數(shù)安排在14-20學時。

2.2 匯編語言程序設(shè)計部分本部分的教學目的就是使學生能掌握一門低級語言――即匯編語言。學生有了這門低級語言的基礎(chǔ),在今后單片機知識的學習和科研工作中都能達到事半功倍的效果。

本部分的內(nèi)容又分為兩部分:即8086 CPU的指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計。前者的教學重點在于尋址方式和主要指令的功能、用法和技巧。后者則側(cè)重于匯編語言程序設(shè)計的步驟和方法,包括常用偽指令和程序結(jié)構(gòu)的介紹以及子程序設(shè)計、中斷服務(wù)程序設(shè)計和模塊化程序設(shè)計的方法,重在使學生能夠理解和掌握匯編語言程序設(shè)計的完整過程、主要方法技巧和應(yīng)用環(huán)境。本部分的理論加實驗教學不應(yīng)少于40學時。對于大部分單片機應(yīng)用系統(tǒng),8086 CPU的指令系統(tǒng)及其匯編語言程序設(shè)計的方法均具有很好的參考作用。對于基于MCS-51內(nèi)核的微控制器,8086 CPU的指令系統(tǒng)和程序設(shè)計方法兼容性很高,可以使開發(fā)者節(jié)省大部分的學習時間。這一點也正是工科學生學習本課程的一個現(xiàn)實意義,也是部分高校在本科階段不額外開設(shè)單片機類課程的重要原因。由于部分工科院校在開設(shè)本課程之前,學生往往已經(jīng)學習過一門高級語言的編程。因此,這些高校在本課程中分配給匯編語言程序設(shè)計部分的理論學時較少(有時甚至在10學時以內(nèi)),連系統(tǒng)講解8086指令系統(tǒng)、偽指令和程序設(shè)計方法的時間都不夠,更遑論講深講透了。在筆者的微機原理與接口技術(shù)課程教學實踐中,發(fā)現(xiàn)學生如果沒有掌握好匯編語言程序設(shè)計部分,其接口技術(shù)部分往往也很難學好,對接口部分的實驗更是難于動手,其弊端在學生的課外科研或畢業(yè)設(shè)計中也暴露得非常明顯。

2.3 典型接口技術(shù)部分接口技術(shù)部分是本課程中的應(yīng)用部分,可以采用精講多練的形式,以典型接口芯片的原理和使用方法為重點。本部分的理論加實驗教學可以安排在約30學時左右。

這里需要把握好一個度,即不要過多地羅列芯片,而應(yīng)有所選擇,要做到少而精,以掌握一個典型接口芯片來帶動學會這一類芯片的使用方法,達到“授人以漁”的目的。這樣做,一方面能使學生始終保持“新鮮感”和濃厚的學習興趣,達到提高學習效率和實驗效果的目的;另一方面,學習過多的接口芯片也沒有必要。筆者認為,接口技術(shù)部分的教學目的應(yīng)側(cè)重于使學生具備微機應(yīng)用系統(tǒng)的整體概念,熟悉設(shè)計簡單微機應(yīng)用系統(tǒng)(含單片機應(yīng)用系統(tǒng))的一般步驟、方法和過程。更新的接口芯片或更深更多的內(nèi)容應(yīng)該在相關(guān)選修課、課外科研或者今后的工作中由學生自行學習。

存儲器技術(shù)重點在于存儲器的連接和擴展,如數(shù)字電子技術(shù)課程中已涉及到,在本課程中可不講。微機的總線技術(shù)、人機交互設(shè)備及接口和微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)等內(nèi)容,可以根據(jù)課程教學的具體要求進行選擇,應(yīng)側(cè)重于相關(guān)新技術(shù)、微機應(yīng)用新領(lǐng)域的進展介紹,具體可以專題講座的形式展開。

3本課程實驗教學的設(shè)計

《微機原理與接口技術(shù)》是一門實踐性和應(yīng)用性都要求較高的課程,實驗教學在本課程中居于極為重要的地位。其擔負著三個主要作用:一是可以加深和提高對課程內(nèi)容的理解,為理論教學提供有力的支撐作用;二是能夠打牢學生匯編語言程序設(shè)計的基礎(chǔ);三是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和提高學生的微機綜合應(yīng)用能力。具體可以從以下三方面做好本課程的實驗教學。

3.1 加大實驗課學時比例,將理論課和實驗課穿行、緊密銜接在本課程的理論和實踐結(jié)合最緊密的匯編語言程序設(shè)計、接口技術(shù)等章節(jié)中加大實驗課的學時比例,使實驗課與理論課的學時比例達到1:1。同時相對集中實驗課的時間以保證每個實驗的需要,這樣就加強了實驗實訓環(huán)節(jié)的時間保證。

3.2 優(yōu)化實驗類型,開展任務(wù)驅(qū)動型的實驗?zāi)Ｊ綖橛行岣邔W生的實際動手能力,在本課程實驗教學中應(yīng)適當加大實驗的難度,避免學生在實驗中“淺嘗輒止”?？蓪⒈菊n程的實驗細化為基礎(chǔ)型、設(shè)計型和綜合型三大類,適當降低基礎(chǔ)型實驗的比例,加大設(shè)計型實驗的比例,并開設(shè)綜合型實驗?；A(chǔ)型實驗著重于教學內(nèi)容的驗證和基本技能的掌握;設(shè)計型實驗則是學生在充分理解課堂單元內(nèi)容的基礎(chǔ)上,著重考察其對單元內(nèi)容的掌握程度和獨立設(shè)計、應(yīng)用能力;綜合型實驗鼓勵學生主動研究探索,是檢驗學生在階段學習中知識掌握的全面程度以及其是否具備靈活運用所學知識進行獨立開發(fā)和設(shè)計的綜合能力。在實驗教學中要開展任務(wù)驅(qū)動型的實驗?zāi)Ｊ?即每次實驗對學生都是一個明確的任務(wù),要求他們必須完成,每一個實驗必須調(diào)試通過后由指導(dǎo)教師審核并計入平時實驗成績。每次實驗開始前,指導(dǎo)教師明確提出具體的實驗要求,不向?qū)W生提供實驗電路或程序方面的具體指導(dǎo),由學生自行設(shè)計實驗方案,獨立編寫實驗程序,并最終完成實驗報告。

3.3 實驗內(nèi)容要體現(xiàn)梯度和層次,注重打牢基礎(chǔ),側(cè)重應(yīng)用,兼顧分級教學精心設(shè)計實驗內(nèi)容,實驗內(nèi)容的安排要體現(xiàn)梯度和層次。要循序漸進,先基礎(chǔ)、簡單、局部,后擴展、復(fù)雜和整體。即在實驗內(nèi)容的組織上采用階段式結(jié)構(gòu),將實驗教學過程分為三個階段:基礎(chǔ)實驗階段、小型設(shè)計性實驗階段和綜合性實驗階段。實驗教學中還要注重打牢基礎(chǔ),側(cè)重應(yīng)用,兼顧分級教學。基礎(chǔ)型、設(shè)計型實驗均為必做實驗,計入平時實驗成績。綜合型實驗是為領(lǐng)悟力和學習能力出眾的學生開設(shè)的,是選做實驗。如匯編語言程序設(shè)計的6個實驗中,只有完成了前5個實驗的學生才可以選做第6個實驗,且實驗結(jié)果經(jīng)審核通過后由指導(dǎo)教師給予額外的實驗成績獎勵。這樣既可以保證大多數(shù)學生的正常實驗教學進度,又可以兼顧到少數(shù)學有余力的學生的學習興趣,做到因材施教,進一步提升了他們的應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。一些具體的實驗安排可以參見下表。

對于實驗課中還是“吃不飽”、鉆研勁頭足的學生可鼓勵其參加課外科研活動,通過參加教研室的科研實踐學習微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的全部過程和方法。也可以通過課余時間開放實驗室,由學生自己完成一些更復(fù)雜的PCI接口實驗或難度較大的Windows驅(qū)動程序的實驗。

4結(jié)語

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和課程教學改革的不斷深入,微機原理與接口技術(shù)課程的傳統(tǒng)地位受到了較大挑戰(zhàn),找準其在工科電類專業(yè)課程改革背景下的定位非常重要。同時,本著與時俱進的發(fā)展原則,應(yīng)對本課程的傳統(tǒng)教學內(nèi)容、實驗教學和學時安排進行改革,使其既能適應(yīng)新形勢的客觀需要,又能繼續(xù)發(fā)揮其專業(yè)平臺課程不可替代的作用,這也是每一個相關(guān)任課教師需要深入探索的問題。

參考文獻:

[1]王莉.微機原理與接口技術(shù)系列課程教學改革的探討與實踐.科技咨詢導(dǎo)報,2007,(4):245-246.

[2]梁絨香.整合環(huán)節(jié),加強能力―“微機原理與接口技術(shù)”教學改革與思考.科技信息,2007,(35):122,127.

篇4

【關(guān)鍵詞】單片機及接口技術(shù)；應(yīng)用型創(chuàng)新人才；學生主體；教學改革

1單片機及接口技術(shù)課程教學現(xiàn)狀

單片機及接口技術(shù)是高等學院計算機、通信等專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)課，是一門面向應(yīng)用、技術(shù)性和實踐性極強的專業(yè)課程。由于該門課程概念較多，內(nèi)容抽象，學生在學習過程中，既要理解抽象的單片機的硬件組成和工作原理，又要掌握匯編語言指令，還要應(yīng)用這些知識進行程序設(shè)計，才能完成一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)。以往的教學主要依靠理論課堂教學和有限的驗證性實驗，學生很少能夠有機會運用理論知識解決工程設(shè)計的實際問題，這種教學模式不利于培養(yǎng)學生獨立思考問題的能力和解決問題的能力，也不利于具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)。因此，盡管學生完成了該門課程理論與實驗學習任務(wù)，但在面對具體應(yīng)用時仍然存在知識運用能力較差的現(xiàn)象[1]，其原因主要有：（1）授課方式單一，難提興趣目前單片機及接口技術(shù)教學仍然采用理論講授為主，實驗為輔的傳統(tǒng)授課方式，形式單一，枯燥，學生覺得知識理解不到位，只能靠硬背，造成學習缺乏主動性，難以建立學習興趣[3]。（2）教材偏重理論，工程知識不足目前大部分單片機及接口課程教材，偏重于理論知識的講解，很少提到在實際工程中的具體應(yīng)用方法，學生很少有機會了解所學知識在實際中的作用，學習缺乏成就感，學生學習缺乏興趣。（3）實驗內(nèi)容陳舊，缺乏創(chuàng)新課程配置的實驗以驗證性實驗為主，缺乏設(shè)計性和綜合性實驗，缺乏生動實例，且實驗內(nèi)容陳舊、新意和趣味性不足，不利于學生動手能力和知識運用能力的培養(yǎng)。（4）學生個體意識強烈，缺乏團隊合作傳統(tǒng)教學過程中，學生都是以個體形式學習，教師很少組織學生開展團隊協(xié)作任務(wù)，導(dǎo)致學生缺乏團隊協(xié)作精神，難易建立良好的溝通交流能力。鑒于此，針對目前單片機及接口技術(shù)課程教學過程中存在的問題，在總結(jié)以往成功教學經(jīng)驗的同時，全方位對單片機及接口技術(shù)課程進行教學改革，從理論課的授課方式、內(nèi)容、手段到實驗課的設(shè)計，從自主學習網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建，到科學、合理的考核評價體系，讓學生從構(gòu)思、設(shè)計、實施，開展多種形式的學習活動，注重學生運用新知識、新技術(shù)的能力，強調(diào)學生創(chuàng)新能力、交流溝通能力以及團隊合作能力的培養(yǎng)。通過該課程一系列改革實施，為推動其他相關(guān)課程改革，培養(yǎng)具有應(yīng)用創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量計算機專業(yè)技術(shù)人才，將具有十分積極的意義和作用。

2單片機及接口技術(shù)課程教學改革措施

以培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才為出發(fā)點，改革該課程傳統(tǒng)教學模式，積極探索新的教學方法和教學模式，堅持以教師為主導(dǎo)，以學生為主體，以培養(yǎng)學生應(yīng)用創(chuàng)新能力和增強實踐能力為目標，以“夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、開拓思維、注重創(chuàng)新、面向應(yīng)用”為指導(dǎo)思想，強化理論教學與實踐教學相結(jié)合、實踐與科研相結(jié)合、科研與工程實際相結(jié)合，構(gòu)建全新的單片機及接口技術(shù)教學改革新體系，下面，就提出的具體改革舉措進行詳細探討。（1）注重創(chuàng)新引導(dǎo)，構(gòu)建一體化、靈活的教學新模式單片機及接口技術(shù)課程是一門應(yīng)用性非常強的課程，應(yīng)當重點突出對學生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，主要措施有：①建立以教師為主導(dǎo)、學生為主體的教學原則，增加學生課堂活躍時間，讓學生積極參與到課堂活動中，強烈的參與感能夠充分發(fā)揮學生學習主動性，建立學習興趣[2]。②引入靈活多樣的教學方法：引入先進的教學方法，如演示法、模仿法、對比法、項目驅(qū)動法、案例法、團隊協(xié)作法等，營造輕松和諧的課堂氣氛，激發(fā)學生學習興趣，從而增加教學效果。③優(yōu)化課堂授課內(nèi)容，通過引入實際工程項目，讓學生能夠了解如何運用所學的理論知識解決實際問題，注重學生實踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。（2）實驗教學改革①建立三級實驗教學體系：按著基礎(chǔ)訓練型綜合設(shè)計型研究創(chuàng)新型三級層次組織實驗教學，注重培養(yǎng)學生動手能力與創(chuàng)新能力[3]。②引進科研項目：盡可能地將科研成果引入到實驗教學中，通過讓學生不同程度地介入科研課題，了解科研過程和科研方法，適應(yīng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要[4]。③培養(yǎng)團隊合作精神:設(shè)計團隊合作題目，采取組內(nèi)合作模式完成題目，充分調(diào)動和發(fā)揮學生的主觀能動性，增強學生的參與感和自信心，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力與溝通能力。④實驗室全面開放：可以充分發(fā)揮實驗室的作用，調(diào)動學生通過實驗手段探索新知識的積極性。實驗室的開放應(yīng)包括時間和內(nèi)容的開放，不斷發(fā)揮學生學習的主動性、創(chuàng)造性。（3）搭建學生自主學習與課程管理網(wǎng)絡(luò)平臺該網(wǎng)絡(luò)平臺依托校園網(wǎng)，突破空間和時間的限制，不但可以實現(xiàn)學生自主學習以及教師對課程的信息化管理，更重要地是為師生之間、學生之間的實時討論和交流提供了一個互動平臺[5]。從理論知識的學習、課程安排、考勤、實驗過程控制、成績管理以及領(lǐng)域內(nèi)最新的技術(shù)、新應(yīng)用等前沿信息。（4）建立多元化的考核體系，突出綜合素質(zhì)將理論考核、實踐能力考核以及系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新能力評價等多種方式結(jié)合起來[6]，對學生掌握知識、運用知識和創(chuàng)新能力做出綜合、科學、合理的評價。并通過開放實驗、競賽、科研活動、科技發(fā)明、論文寫作等多種途徑為學生提供更多的獲得創(chuàng)新實踐的機會，突出綜合素質(zhì)培養(yǎng)[7]。

3結(jié)束語

通過基于應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下的《單片機及接口技術(shù)》課程教學改革與實踐，取得了顯著的成果。首先，通過新的教學模式在教學實踐中的實施，幫助學生建立學習興趣，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的專業(yè)素養(yǎng)。其次，通過單片機及接口技術(shù)自主學習與課程管理網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)，不但可以使學生強化基礎(chǔ)知識，而且可以學到更多的專業(yè)新知識，有利于學生自主學習；再次，利用該課程網(wǎng)絡(luò)平臺可以加強學生與教師之間的溝通和聯(lián)系。

【參考文獻】

［1］周欣欣,徐純森,雷宇凌,郭樹強,吳云.單片機及接口技術(shù)課程教學改革與實踐[J].無線互聯(lián)科技,2015,16:106-107.

［2］孫墨杰,劉海峰,鐘莉,岳云飛.提高大學生課堂學習質(zhì)量的方法與對策[J].東北電力大學學報,2013,33(03):84-86.

［3］丁保華,張有忠,陳軍,孟凡喜.單片機原理與接口技術(shù)實驗教學改革與實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2010,01:117-119.

［4］趙東輝,金長虹,靳建峰,朱勁松.基于工作過程的“單片機及接口技術(shù)”課程的教學改革[J].中國電力教育,2011,07:78-79.

［5］張?zhí)m河,徐恒鐸,郭靜波,徐小惠.污染控制微生物學教、學、研新型互動平臺的構(gòu)建[J].東北電力大學學報,2013,33(1/2):165-167.

［6］于濤,魯敏,石志標,金立忠.畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐[J].東北電力大學學報,2013,33,(04):85-87.

篇5

The Study on the Experimental Teaching Reform Necessity of "Microcomputer Principles and Interface Technology" Based on Proteus Simulation

DONG Xian-fen

（Department of Information Engineering， Shandong Yingcai University， Jinan 250104， China）

Abstract： This paper introduces the study on the experimental teaching reform necessity of this course， microcomputer principles and interface technology by Protues simulation software. This research aims to replace the experiment made by experimental box with Protues simulation one to improve experiment teaching efficiency. Protues simulation experiment teaching method has been applied in my teaching practice， and its effectiveness has been verified.

Key words： Proteus； simulation； experiment； reform

1 改革的意義和必要性

《微機原理與接口技術(shù)》課程是我院計算機科學與技術(shù)、電子信息工程等專業(yè)本?？频囊婚T專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程要求學生能夠掌握微機硬件的組成、原理及應(yīng)用，并且能夠應(yīng)用80x86指令系統(tǒng)進行匯編語言源程序的設(shè)計，掌握各種常用接口芯片的原理及其在接口技術(shù)中的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學生的軟硬件設(shè)計與應(yīng)用能力，提高學生的實踐動手和創(chuàng)新能力。

《微機原理與接口技術(shù)》課程中涉及的概念較抽象，涵蓋的知識點也較多，需要實踐操作的項目也很多，是一門理實相結(jié)合、軟硬相結(jié)合的課程。因此，在教學過程中除要重視理論教學外，還必須輔以高質(zhì)量的實踐教學。良好的實驗教學環(huán)節(jié)不僅可以增強學生學習的興趣，進而還可以加強學生對微機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、匯編語言等知識的理解，還幫助學生對計算機內(nèi)部工作原理和常用接口芯片的工作過程有了更清晰地認識[1]。實驗教學環(huán)節(jié)對提高學生的綜合實踐能力方面起著舉足輕重的作用。本文主要介紹利用Protues 仿真軟件實現(xiàn)微機接口實驗教學改革的研究與實踐。

目前，多數(shù)接口電路實驗主要是通過實驗箱完成，我院使用的是EL型微機教學實驗箱。實驗過程主要包括匯編語言程序設(shè)計和接口電路設(shè)計兩部分。主要的實驗有： 簡單的I/O口擴展實驗、存儲器讀寫實驗、8255A并行接口實驗、8251A串行接口實驗、8253A定時/計數(shù)器接口實驗、LCD顯示實驗、A/D和D/A轉(zhuǎn)換實驗等。

EL型微機教學實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

采用實驗箱完成實驗存在著一定的局限性：

1）實驗設(shè)備局限性。實驗箱價格較高，一經(jīng)購買幾年之內(nèi)很難再更換，不能緊跟專業(yè)的發(fā)展；相比較實驗箱而言，電腦的數(shù)量也更充裕，安排上課時間和地點更靈活；實驗箱的器件也容易損壞，維護較困難，且必須有專門的人員對實驗室進行維護管理。

2）實驗場所局限性。實驗箱需放在固定的實驗室，學生只能在上課時間或?qū)嶒炇议_放時間去做實驗，假期或?qū)W生外出實習期間不方便開展實驗。

3）實驗創(chuàng)新局限性。實驗箱的線路和芯片多數(shù)已固化，通過實驗箱開設(shè)的實驗多為驗證性實驗，學生只需按照實驗指導(dǎo)書既定的實驗步驟完成實驗，基本上沒有自己設(shè)計創(chuàng)造的部分，缺乏對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

Protues仿真軟件處理器模型支持80C51單片機、8086微處理器、MSP430超低功耗混合信號處理器、ARM處理器等一系列常用的單片機或微處理器，Protues也可用于模擬與數(shù)字電路教學實驗，單片機教學實驗【2】。另外，在學生的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中應(yīng)用也非常廣泛。采用Protues開展實驗，建立Protues仿真軟件實驗教學平臺是突破《微機原理與接口技術(shù)》實驗教學現(xiàn)狀中諸多限制的一種可行的教學改革方法。另外，還可借助網(wǎng)上實驗教學功能使該實驗平臺具有更高的推廣使用價值，發(fā)揮出最大的教學效益。基于Protues仿真軟件進行實驗，僅需一臺安裝了Protues軟件的電腦，這方便了學生在宿舍、教室、機房等地不受時間和空間的限制開展實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和電子設(shè)計競賽等環(huán)節(jié)。而且，通過Protues仿真軟件，可以開設(shè)的實驗數(shù)量多、內(nèi)容廣，實驗過程由簡單到復(fù)雜，即從較簡單的驗證性實驗到較復(fù)雜的設(shè)計性和綜合性實驗。目前使用實驗箱進行的實驗都能利用Protues仿真軟件開展，而反之則不行。

總之，基于Protues仿真的《微機原理與接口技術(shù)》實驗教學為本課程的實踐教學提供了教改思路，不僅有助于提高教學質(zhì)量，改善實踐教學效果，而且有助于改善學生的學習主動性和提高學生對本課程學習的積極性和趣味性。熟練掌握Protues仿真軟件的使用，對學生綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的提高有很大幫助。

2 改革研究的內(nèi)容、目標和擬解決的關(guān)鍵問題

2.1 研究內(nèi)容

1）《微機原理與接口技術(shù)》實驗室現(xiàn)狀分析；最大地發(fā)揮Protues仿真軟件應(yīng)用功能研究；（利用Protues仿真軟件進行《微機原理與接口技術(shù)》設(shè)計性、綜合性仿真電路編制策略研究；

2）修正仿真電路設(shè)計和實施教學過程中存在問題的策略研究；

3）研究如何將本方法推廣到電子、單片機等相關(guān)課程中去。

2.2 研究目標

本項目的主要研究目標是將驗證性實驗轉(zhuǎn)化成設(shè)計性、綜合性實驗。研究利用Protues 仿真技術(shù)進行《微機原理與接口技術(shù)》實驗教學的教改新方法，建立適合我院本?？茖W生的《微機原理與接口技術(shù)》課程所開設(shè)實驗的全部仿真電路和內(nèi)部使用的實驗指導(dǎo)書，克服實驗箱既看不到芯片也看不到內(nèi)部電路的缺點，發(fā)揮仿真實驗由電路編制者自己選擇芯片，自己設(shè)計電路，自己規(guī)劃地址的靈活功能。

2.3 擬解決的關(guān)鍵問題

1）提高學生設(shè)計電路的能力。通過利用Protues仿真軟件，提高學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)學生的綜合設(shè)計和創(chuàng)新能力。

2）克服學生用實驗箱完成實驗受時間和地點限制的問題。利用Protues仿真軟件進行實驗，學生可以不受時空限制開展實驗。

3）解決尚無適合我校本?？茖W生《微機原理與接口技術(shù)》實驗課教學仿真實驗指導(dǎo)書的問題。

3 改革的特色、創(chuàng)新點及推廣價值

3.1 改革的特色

通過本改革，將驗證性實驗轉(zhuǎn)化成了設(shè)計性和綜合性實驗。

3.2 改革的創(chuàng)新點

克服傳統(tǒng)實驗箱既看不到芯片也看不到內(nèi)部電路的缺點，發(fā)揮仿真實驗由電路設(shè)計者自己選擇芯片，自己設(shè)計電路、自己規(guī)劃地址的靈活功能。

3.3 推廣價值

基于Protues仿真軟件進行《微機原理與接口技術(shù)》實驗，方便經(jīng)濟。通過不斷完善和搜集資料，可以開展的實驗很豐富，實驗內(nèi)容由簡到繁、由淺人深、循序漸進，既可以進行驗證性實驗，也可以進行設(shè)計性實驗和綜合性實驗。

目前，雖然利用Protues仿真軟件進行實驗教學已在我院計算機科學與技術(shù)、電子信息工程本?？莆C接口課程實驗教學中良好運行，但能非常熟練使用這個軟件的教師人數(shù)還有待增加，通過本研究的開展，希望讓更多的教師重視仿真軟件在教學中的應(yīng)用，進一步提高自身的教學和科研能力。

4 小結(jié)

本方法中的每個仿真實驗都需要用到本課程任課教師提前設(shè)計好的主板電路和譯碼電路【3】，學生在此基礎(chǔ)之上再設(shè)計出每個實驗的其他電路部分，并針對電路設(shè)計程序。

篇6

關(guān)鍵詞：單片機；教學；工程能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）13-0149-02

一、目前單片機教學在工程能力培養(yǎng)上存在的問題

隨著單片機在社會中的應(yīng)用越來越廣，企業(yè)對單片機領(lǐng)域的人才有較大的需求[1]。但在高校人才培養(yǎng)計劃中，與單片機人才培養(yǎng)密切相關(guān)的是《單片機原理及接口技術(shù)》和《單片機原理與應(yīng)用》等相關(guān)課程，也逐步在探討與開展“理論教學+實踐教學”的單片機教學模式，并已有多個高校為單片機安排了專門的實驗教學學時，該教學方法從一定程度上改善了學生的動手能力，但實驗與工程應(yīng)用相對脫節(jié)，學生并未掌握單片機系統(tǒng)的設(shè)計方法[2]，同時在教學過程中缺乏對學生工程概念的培養(yǎng)以及企業(yè)項目開發(fā)流程的指導(dǎo)，培養(yǎng)出來的學生缺少綜合開發(fā)能力，與企業(yè)所需要的具有工程能力的人才有很大差距。因此，本文探討了一種基于工程能力培養(yǎng)的單片機課程教學方法，即在教學過程中有步驟有計劃地引入企業(yè)項目開發(fā)的基本流程，并指導(dǎo)學生如何根據(jù)流程來開展項目開發(fā)工作，培養(yǎng)學生的工程觀念以及工程能力，與企業(yè)的用人需求相一致。

二、單片機教學中工程能力的具體體現(xiàn)

工科學生的工程能力包括知識的學習與應(yīng)用能力，思維判斷與分析能力，工程設(shè)計與實踐能力，表達與交流能力以及創(chuàng)造與創(chuàng)新能力[3]。對于單片機課程而言，注重培養(yǎng)的工程能力主要體現(xiàn)在：一是對單片機理論知識的學習及將其應(yīng)用到單片機系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)中的能力；二是可根據(jù)單片機系統(tǒng)需求說明書，結(jié)合單片機理論知識，設(shè)計出符合工程需求的單片機系統(tǒng)的能力；三是在前期積累基礎(chǔ)上的升華，對專業(yè)知識的融會貫通，并可在系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)中，具有優(yōu)化系統(tǒng)的能力――創(chuàng)新能力。

三、單片機教學中培養(yǎng)工程能力的具體措施

我校電子信息專業(yè)在第五學期開設(shè)《單片機原理及接口技術(shù)》課程，該課程特點是硬件與軟件并重，理論與應(yīng)用相結(jié)合，同時還涉及多個學科，信息量大且課時少[4]。根據(jù)單片機課程的特點，結(jié)合我校電子信息專業(yè)學生從前期已學習課程而具有的知識儲備（前期學習儲備課程詳見表1），以及單片機的教學與實踐，同時從課堂理論教學環(huán)節(jié)、實驗室的實踐教學環(huán)節(jié)以及課后指導(dǎo)環(huán)節(jié)，采取相應(yīng)的措施來培養(yǎng)學生工程能力。

1.理論教學環(huán)節(jié)工程能力的培養(yǎng)。通過改變教學策略―將傳統(tǒng)的以教為主的理論教學模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榻台D學―做一體的教學模式，增強學生知識的學習與應(yīng)用能力，提升實際工程問題的分析與解決能力。在教學過程中，除了教師對理論知識的講解，并引入相關(guān)案例，使學生加深對知識的理解外，還引導(dǎo)學生如何自己著手來設(shè)計具有一定功能的單片機系統(tǒng)。促使學生有效融入本課程的學習，提升動手能力以及創(chuàng)新能力。具體實施步驟如下：首先，在課堂教學初始階段，可結(jié)合單片機系統(tǒng)在我們實際生活中的一些應(yīng)用實例，同時通過講解應(yīng)用實例中的單片機系統(tǒng)的開發(fā)步驟，并引入企業(yè)單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的流程。使學生對本課程有一個較為全面的認識，了解本課程的學習方向以及今后的就業(yè)方向，減少職業(yè)陌生感，提高學生學習興趣。另外，還鼓勵學生將之前在《電子系統(tǒng)仿真技術(shù)》中關(guān)于protues軟件平臺的使用知識，以及在《電子電路工程實踐》中學習的如何制作與調(diào)試PCB板的知識，與在本門課程中學習的單片機系統(tǒng)知識進行融會貫通，積極動手設(shè)計單片機硬件系統(tǒng)，并在protues上進行單片機系統(tǒng)的仿真，增強對單片機系統(tǒng)硬件的理解，特別是整個硬件系統(tǒng)的工作機制和如何根據(jù)所設(shè)計的硬件系統(tǒng)的需求，來設(shè)計符合系統(tǒng)硬件性能的單片機系統(tǒng)。其次，在課堂教學時，除了遵循教學大綱教學要求外，將企業(yè)單片機項目開發(fā)的實際使用的技術(shù)，與本課程所學知識進行對比討論，并對在企業(yè)工作所需的，但在教學大綱中未涉及或涉及較少的知識，進行有效補充。比如在講到指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計時，可補充如何使用keil軟件來開發(fā)單片機系統(tǒng)的軟件，以及如何在keil中驗證自己所寫的代碼是否正確，并可通過單片機內(nèi)部寄存器和單步執(zhí)行來查看一下執(zhí)行一些指令過程中，寄存器內(nèi)部信息的變化，使學生更為深入了解單片機指令系統(tǒng)，指令系統(tǒng)的工作過程以及匯編語言的程序設(shè)計與運行過程。另外由于匯編語言本身的局限性，目前企業(yè)在開發(fā)單片機系統(tǒng)時，普遍采用單片機c語言，為了學生知識可與企業(yè)需求同步，在教學中結(jié)合學生前期所學的《c語言程序設(shè)計》課程，指導(dǎo)學生如何將c語言與單片機系統(tǒng)軟件設(shè)計結(jié)合起來，引導(dǎo)學生采用單片機c語言來開展單片機系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并在實踐課上進行運行驗證，實現(xiàn)知識的融會貫通。

2.實踐教學環(huán)節(jié)工程能力的培養(yǎng)。目前我校單片機實驗教學學時僅為12學時，在后續(xù)的實踐環(huán)節(jié)，考慮到各個學生對課程知識的掌握程度不同，在單片機實踐教學環(huán)節(jié)采取驗證實驗與自主設(shè)計相結(jié)合的方式來開展實踐課――實驗教學環(huán)節(jié)采用驗證性實驗和自主設(shè)計性實驗兩個部分來構(gòu)成，加強學生的工程設(shè)計與實踐能力。國內(nèi)大多數(shù)院校的單片機實驗環(huán)節(jié)都在實驗箱上進行，實驗箱的接線操作比較古板，無法給學生提供足夠的設(shè)計空間，學生只能單純地對實驗代碼進行運行，觀察實驗箱對應(yīng)的硬件。針對這一現(xiàn)狀，我校自行開發(fā)了一套實驗系統(tǒng)板可供安排各種綜合性實驗，學生還需要根據(jù)教師的要求，對代碼進行相應(yīng)的修改，并能清晰說明整個代碼的運行流程以及修改依據(jù)，有效鍛煉學生分析代碼的能力以及表達能力。自主設(shè)計實驗環(huán)節(jié)仍然是在實驗系統(tǒng)板上進行，但教師在上相應(yīng)的實踐課之前，需要對該次課所用的源碼進行有效梳理，刪減掉一些功能性代碼，同時對需要學生自行增加的代碼，提供必要的注釋，提前提供給學生，使學生能有較為充裕的時間來復(fù)習理論知識，并可充分思考如何解決實踐課的問題。這樣，學生不僅能更深領(lǐng)會該實踐課要實現(xiàn)的系統(tǒng)功能，并能在通讀已經(jīng)提供的代碼和結(jié)合系統(tǒng)功能，對缺少的代碼補充完整。而且在上實踐課時，學生是有備而來，可以盡快地投入到實驗中，如果有深思已久，卻仍然無法解決的問題，可與老師一起探討如何解決問題，直到問題解決，增加學生成就感的同時，還可以提高學生分析與解決問題的能力，促進師生的溝通與交流，提高學生的表達與交流能力。

3.課后指導(dǎo)環(huán)節(jié)中工程能力的培養(yǎng)。通過加強《單片機原理及接口技術(shù)》與電子信息專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)相結(jié)合，可有效彌補單片機課程本身信息量大但課時偏少的問題。本專業(yè)第2學期開始，陸續(xù)開設(shè)了認識實習（第二學期）、電子電路工程實踐（第三學期），對后續(xù)的單片機學習提供了相關(guān)的知識儲備，并與單片機課程開設(shè)的同一學期，開設(shè)了智能電子儀器設(shè)備設(shè)計與實踐，學生可參考單片機課堂上學習的單片機系統(tǒng)設(shè)計流程來開展實踐環(huán)節(jié)的智能電子儀器設(shè)備的需求分析與軟硬件的設(shè)計，同時，在該實踐中對于具體產(chǎn)片的硬件設(shè)計與制作，數(shù)據(jù)采集過程中的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，以及數(shù)據(jù)顯示等部分內(nèi)容，可幫助學生在單片機學習過程中，對單片機硬件系統(tǒng)，A/D、D/A轉(zhuǎn)換接口、顯示接口的理解，并通過該實踐，學生可根據(jù)產(chǎn)品的需求，對產(chǎn)品功能以及性能的實現(xiàn)方式有極大的自由，學生可根據(jù)自己的想法以及對當前產(chǎn)品資料的查閱，然后對需要設(shè)計的產(chǎn)品進行自主創(chuàng)新，提高學生的創(chuàng)新能力。同時第五學期學習的單片機課程知識以及工程能力，可很好地服務(wù)于第六、第七學期開設(shè)的電子系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)新與實踐、先進電子制造實踐與生產(chǎn)實習，乃至學生最終的本科畢業(yè)設(shè)計。

通過在《單片機原理及接口技術(shù)》理論教學、實驗教學以及課后指導(dǎo)三個環(huán)節(jié)加強學生工程能力的培養(yǎng)，學生不僅可以更好地掌握理論知識，還可以將理論知識有效地運用到具體的單片機系統(tǒng)的分析中，同時在設(shè)計具體的單片機系統(tǒng)時，不再忙亂無章，而是有意識地根據(jù)單片機系統(tǒng)開發(fā)的基本流程，來逐步開展系統(tǒng)的分析與設(shè)計。學生的工程觀念以及實際工程項目開發(fā)能力顯著提高，同時增強學生對未來就業(yè)的信心，為將來的就業(yè)打下一定基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]何新洲，肖學玲.任務(wù)驅(qū)動教學法在單片機教學中的應(yīng)用[J].湖北成人教育學院學報，2011，（11）.

[2]吳定會，紀志成.單片機原理與應(yīng)用課程教學的改革與實踐創(chuàng)新[J].江南大學學報（教學科學版），2008，6（28）.

篇7

（福建工程學院 信息科學與工程學院，福建 福州 350108）

摘 要：要真正提高《微機原理及接口技術(shù)》課程的教學效果，必須改變原來的課程教學和課程設(shè)計兩個體系.《微機原理及接口技術(shù)》課程“設(shè)計導(dǎo)向型”教學模式，即將理論課、實驗課和課程設(shè)計有機融合在一起，將課程教學內(nèi)容與實際應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計進行優(yōu)化和整合，引導(dǎo)學生從簡單的基礎(chǔ)知識逐步過渡到復(fù)雜接口設(shè)計及程序設(shè)計，學生在學習過程中，自然就逐步熟悉了單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程，不僅培養(yǎng)了學生的動手能力與鉆研精神，還可以積累一定的創(chuàng)新與實踐經(jīng)驗，這對于電子信息類專業(yè)本科學生，具有非常重要的意義.

關(guān)鍵詞 ：微機原理及接口技術(shù)；設(shè)計導(dǎo)向型；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）01-0215-02

1 設(shè)計導(dǎo)向型教學模式的意義

單片機主要應(yīng)用于測控領(lǐng)域，在工業(yè)自動檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、家電控制、智能儀器儀表等諸多領(lǐng)域都有廣泛的用途.《微機原理及接口技術(shù)》課程是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)課程.是一門軟硬件技術(shù)結(jié)合緊密，理論性和實踐性都很強的課程，本質(zhì)上是基礎(chǔ)一門應(yīng)用型的工程技術(shù)課程.該課程已在我院電子信息類專業(yè)開辦多年，積累了一定的教學和實踐經(jīng)驗，我們將理論課、實驗課和應(yīng)用設(shè)計統(tǒng)一起來，將單片機本身各功能模塊的原理性分析與實驗板電路的硬件設(shè)計及程序設(shè)計進行了較好的結(jié)合，從應(yīng)用的角度與實際的應(yīng)用系統(tǒng)很好地融合，顛覆傳統(tǒng)的教學方法.

2 設(shè)計導(dǎo)向型教學模式的實施過程

2.1 激發(fā)學習興趣的同時立下規(guī)矩

在第1次課中，我們會對單片機的有關(guān)概念以及它的用途做一個全面詳實的介紹，除了簡要列舉圖文并茂的應(yīng)用案例外，還把歷年學生的設(shè)計優(yōu)秀作品帶進教室，介紹它們的功能及操作使用，通過形象生動的演示介紹，讓學生真切地感受到單片機系統(tǒng)無所不在，與學習生活很貼近，第1次課就創(chuàng)建一個“單片機系統(tǒng)不僅有用而且有趣”的場景，激發(fā)學生的學習興趣.在培養(yǎng)學生興趣的同時，對這門課的學習方法和態(tài)度提出要求，在課堂，要求學生準時到堂、專注聽課、勤做筆記、積極互動、大膽提問；在課外，應(yīng)廣泛閱讀、扎實溫習、認真練習、多做實踐、討論請教.并且告知學生考核成績由期末考試，平時學習、作業(yè)、測驗、實驗及實驗考核構(gòu)成及每部分所占比例.這樣，在第1次課激發(fā)學習興趣的同時就立下規(guī)矩，對學生學習過程的評價有法可依，讓學生有一定的敬畏之心，自覺主動的投入到該課程的學習過程中.

2.2 理論課、實驗課和課程設(shè)計的有機統(tǒng)一

課程的學習是一個循序漸進的過程，我們在教學上是通過實驗電路板將各部分有機地串接起來，課程設(shè)計也是借助它的電路完成控制程序的設(shè)計.該實驗板是由本課題組成員自行開發(fā)制作的實驗設(shè)備，特點是：體積小，攜帶方便，在實驗、課程設(shè)計等各實踐環(huán)節(jié)中，學生人手一機，可以在課余時間完成擴展的實驗與系統(tǒng)設(shè)計，效果與開放性實驗是相同的.以該實驗板作為教學案例，我們編寫了實驗板測試程序，作為實驗板功能檢測與程序示例提供給學生閱讀使用，對每個模塊、每條指令功能都進行了注釋，極大的方便了學生的閱讀理解.在介紹有關(guān)章節(jié)的理論知識時，我們就會以實驗板相應(yīng)部分的接口電路作為例子進行硬件電路的分析并介紹測試程序的有關(guān)模塊，這樣學生就會對一個完整應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件如何設(shè)計有深刻的理解.實驗是設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)學習過程中必不可少的重要實踐環(huán)節(jié)，通過實驗，使學生掌握單片機開發(fā)工具的使用、程序設(shè)計與調(diào)試的方法；掌握常用接口電路與單片機的連接方法；培養(yǎng)學生的設(shè)計能力、操作等能力，從而為兩周的課程設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ).在第1次課我們就會把有關(guān)的學習資料，包括單片機開發(fā)工具、Keil軟件的使用、測試程序、實驗板原理圖等提供給學生，要求他們逐步的去理解并掌握如何使用.針對該課程，我們共安排了7次實驗，實驗內(nèi)容具有設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性的“三性”特征，內(nèi)容由易到難、循序漸進，每一次的實驗都包括三部分：首先是與知識點配合的基本實驗；其次是使用測試程序，在閱讀理解的基礎(chǔ)上編程運行以實現(xiàn)規(guī)定的功能或者通過修改參數(shù)運行程序以觀察現(xiàn)象并分析；再有是擴展性實驗部分，通過這樣的過程使學生在知識和能力等諸方面得到全面提高.要求學生每次實驗應(yīng)做好預(yù)習工作，在理解知識點、消化實例的基礎(chǔ)上去編寫程序，撰寫預(yù)習報告.實驗進行過程中對出現(xiàn)的問題及時有效地幫助學生分析、解決問題，保證了學生實驗的順利完成，并要求學生做詳實的記錄，在每個實驗子項預(yù)備內(nèi)容后預(yù)留的空檔位置記錄實驗現(xiàn)象、出現(xiàn)問題、解決辦法、實驗效果，本項實驗結(jié)論及分析，撰寫實驗總結(jié)，當堂上交實驗報告.兩節(jié)課實驗內(nèi)容是相當?shù)某鋵崳S多標準化的程序模塊就可以被課程設(shè)計直接利用或具有重要的參考價值.經(jīng)過一個學期有效的訓練，為應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)，兩周的課程設(shè)計就可以輕松應(yīng)對.

2.3 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計貫穿課程的始終

2.3.1 課程設(shè)計題目的擬定

課程設(shè)計的目標是通過小型微機應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計與調(diào)試過程，運用《微機原理及接口技術(shù)》課程所學的基本知識，在設(shè)計中加以應(yīng)用，進而得到理解、鞏固和提高，學習掌握分析與解決實際問題的方法與手段，提高設(shè)計、編程與調(diào)試的實際動手能力，作為工程技術(shù)工作的一次基本訓練.針對課程設(shè)計的目標，在課程開始之初，依據(jù)學生認知特點，以能力培養(yǎng)為出發(fā)點，充分分析電子信息類專業(yè)應(yīng)用技術(shù)能力的具體要求，科學合理地進行設(shè)計課題的規(guī)劃，擬定切實可行的設(shè)計課題.課題既要將教學內(nèi)容與實踐結(jié)合在一起，又要能夠激發(fā)學生的學習興趣，符合學生能力水平及實驗室設(shè)計條件的課題，典型課題如多路溫度巡檢儀、簡易音樂播放器、可編程控制器、小區(qū)樓道開門控制系統(tǒng)、解題鬧鐘等等，課題在每個學期都會進行更新，課題新穎有趣，融合了微機接口技術(shù)的各部分的內(nèi)容，包括中斷系統(tǒng)、定時計數(shù)器、鍵盤接口、顯示器接口、A/D接口等等.過往的課題的設(shè)計資料可以提供給學生閱讀，讓他們領(lǐng)悟應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的思想和方法.兩周的設(shè)計是對學生掌握這門課程綜合知識的考量，更是對他們應(yīng)用知識駕馭設(shè)計系統(tǒng)的能力的檢驗.在課程學習的早期就告知學生課程設(shè)計的題目及內(nèi)容，讓學生學習有個目標，可以提高學生的學習興趣和積極性.由于學生的水平能力各不相同，我們對所要設(shè)計的內(nèi)容進行分解，分為基本的設(shè)計要求和功能選做擴展兩部分，那么在兩周的設(shè)計中我們要求學生應(yīng)先完成基本要求，對大部分學生而言都能做到，增強了學生的學習熱情和信心.在完成基本設(shè)計的基礎(chǔ)上，有能力的學生再去選做功能擴展部分，給學生較大的發(fā)揮空間，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)造力和成就感.這樣讓各個層次的學生從設(shè)計中都能夠得到鍛煉，學到設(shè)計、編程、調(diào)試的方法并在原有的基礎(chǔ)上都能夠得到提高.

2.3.2 設(shè)計過程的掌控

設(shè)計任務(wù)是貫穿了課程學習的始終，學生從學期初就要了解單片機應(yīng)用系統(tǒng)的研制步驟和方法，從分析系統(tǒng)入手，需經(jīng)過總體設(shè)計－硬件系統(tǒng)－軟件系統(tǒng)－仿真調(diào)試－固化程序等整個流程，在一個學期的學習過程的同時學生有充足的時間去了解該設(shè)計的內(nèi)容與功能，查閱資料，并在每個學習階段去思考有關(guān)的功能如何實現(xiàn).如硬件電路的設(shè)計在平時就可以逐步進行的，在期初介紹完片內(nèi)硬件結(jié)構(gòu)就可以讓學生先設(shè)計最小系統(tǒng)、指示燈電路、報警電路，輸入輸出外設(shè)接口電路講授后就可以設(shè)計顯示接口電路和鍵盤接口接口電路等，最終焊接電路板并調(diào)試完成.兩周的設(shè)計開始時我們會對課題進行更為具體詳實的布置，目的是讓學生在老師的引導(dǎo)下掌握規(guī)范化、標準化、可擴展化的設(shè)計思想與方法，尤其是軟件系統(tǒng)的設(shè)計，讓學生再次明確任務(wù)并介紹總體方案設(shè)計，引入分模塊設(shè)計和進程碼的概念，引導(dǎo)學生對任務(wù)進行分解，從易到難，并通過進程碼把各個功能模塊有機地串接在一起，最后才是程序綜合聯(lián)調(diào)和軟、硬件的綜合調(diào)試及功能完善、擴展.同時，在學生設(shè)計的過程中，要不斷地給予指導(dǎo).要充分肯定每一位學生的努力和取得的成績，學生在剛開始設(shè)計的時候必然會很茫然，這時，教師一定要做好指導(dǎo)工作，避免學生在一開始工作時受到挫折，不利于項目的順利進展.在兩周的設(shè)計中，鼓勵學生進行討論，交換對某個功能實現(xiàn)的想法，以強幫弱，多鼓勵基礎(chǔ)薄弱的學生，給他們設(shè)計的信心，一點一滴讓他們了解設(shè)計的思想，逐個模塊地去理解掌握，最后大多數(shù)也都通過了驗收和答辯，較好的完成了課程設(shè)計的任務(wù).答辯也是課程設(shè)計不可或缺的重要環(huán)節(jié)，答辯時，要求學生能夠流暢的敘述系統(tǒng)的功能、操作使用、設(shè)計思想等，并對老師提出的問題解釋說明，通過答辯可以對學生的能力層次、設(shè)計狀況了如指掌，同時還能夠提高學生的表達能力、鍛煉心理素質(zhì).

3 設(shè)計導(dǎo)向型教學模式的效果

設(shè)計導(dǎo)向型教學模式的重要思想就是將單片機理論課、實驗課和應(yīng)用設(shè)計有機融合在一起，理論知識與應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計、調(diào)試緊密結(jié)合起來，以模塊化的方式組織課堂教學.這種將理論和實踐融合在一起，增強學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習潛能，真正實現(xiàn)應(yīng)用類課程“學以致用”的教學理念.

3.1 提高學習效率

項目導(dǎo)向型教學模式實施時，教師在課程教學之初便告知學生將要完成的設(shè)計任務(wù)，因而學習的目的性強、效率高.而傳統(tǒng)教學中，教師在課堂上講，學生被動學習，是一種典型的“填鴨式”教學.相比之下，項目導(dǎo)向型教學極大地提高了學生學習的效率，具有無可比擬的優(yōu)越性.

3.2 培養(yǎng)創(chuàng)新精神

為完成設(shè)計，需要從各種途徑獲得與項目有關(guān)的信息和資源，尋找解決問題的方法并最終制定項目實施方案.在這個過程中，學生積極主動學習，不受傳統(tǒng)課堂框架的束縛，相互討論，集思廣益，新思想，新觀念，新方法不斷涌現(xiàn)，學生創(chuàng)新能力不斷增強，

篇8

關(guān)鍵詞：獨立學院嵌入式課程設(shè)置課程改革優(yōu)化

中圖分類號：G423.04

引言

以我校（武漢長江工商學院）為例，電子信息工程專業(yè)主要培養(yǎng)能在信息通信、電子技術(shù)、智能控制、計算機與網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域和行政部門從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的科學研究、產(chǎn)品設(shè)計、工藝制造、應(yīng)用開發(fā)和技術(shù)管理的應(yīng)用型工程技術(shù)人才，因此，我們以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標制定了培養(yǎng)方案。

課程設(shè)置現(xiàn)狀

在我們的培養(yǎng)方案中，除了專業(yè)基礎(chǔ)課程（C語言程序設(shè)計、電路分析、電工基礎(chǔ)、數(shù)字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號處理方向。其它方向如微電子、射頻、無線電等方向，考慮到我們學生的基礎(chǔ)以及培養(yǎng)方案總課時的要求，最終選擇了嵌入式與信號處理兩個方向，當然，隨著社會的不斷發(fā)展，以后的培養(yǎng)方案可能會考慮微電子等較新的方向。

之所以選擇嵌入式硬件方向為我們的一條主線是因為嵌入式系統(tǒng)是當前很熱門而且很有發(fā)展前景并且對于學生而言也是比較好就業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)在智能化家居、家電，汽車電子、醫(yī)療、交通等各個方面都有應(yīng)用，我們的生活已經(jīng)離不開嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的技術(shù)，我們以硬件設(shè)計為主設(shè)置了我們的課程如下：

表1：嵌入式方向的課程設(shè)置

圍繞ARM嵌入式技術(shù)這門課，還有微機原理、單片機、EDA、DSP等課程及相關(guān)實驗。

學習了微機原理和單片機這兩門課后再學習嵌入式，學生更容易入門，因為嵌入式本身是從單片機發(fā)展而來，并且在微機原理與單片機這兩門課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統(tǒng)除了了解ARM處理器工作原理和接口技術(shù)還要了解ARM的匯編指令系統(tǒng)。

考慮到嵌入式開發(fā)的發(fā)展方向與相關(guān)領(lǐng)域，我們還設(shè)置了EDA技術(shù)與DSP技術(shù)兩門課。數(shù)字圖像壓縮技術(shù)是嵌入式的應(yīng)用領(lǐng)域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術(shù)和DSP技術(shù)，另外，為追求更高速的信號處理速度，現(xiàn)在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來實現(xiàn)，這就涉及到HDL數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)及其FPGA/IP核實現(xiàn)技術(shù)。這也是我們將EDA技術(shù)與DSP技術(shù)這兩門課作為這個方向的專業(yè)課程的原因。

課程改革思路

首先是微機原理與單片機這兩門課，目前我們開設(shè)《微機原理與接口技術(shù)》理論課54課時，實驗課18課時，《單片機原理及其應(yīng)用》理論課54課時，實驗課18課時，課程設(shè)計36課時。微機原理課程主要是幫助學生理解一款微型計算機的工作原理、結(jié)構(gòu)、匯編語言編程及其接口電路，為以后的進一步學習不同的CPU以及計算機應(yīng)用打下基礎(chǔ)。目前我們的教學還是以8086/8088作為微機原理主講芯片，其難度較大，與實驗教學和學生在課外的實際應(yīng)用（如參加電子設(shè)計系列競賽、制作小作品、畢業(yè)論文、課程設(shè)計等）脫節(jié)，教學效果不理想。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，處理器從單核時代進步到了多核時代，并且將來處理核的數(shù)目將會越來越多。隨著多核技術(shù)的發(fā)展，可能不久的將來大多數(shù)的軟件開發(fā)都將以多核芯片為基礎(chǔ)硬件平臺，隨之而來的是編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現(xiàn)而進行修訂，對我們專業(yè)而言，要考慮的主要是計算機硬件方向的課程設(shè)置要進行調(diào)整以適應(yīng)多核時代的到來。經(jīng)過調(diào)研與研討，我們決定將上述兩門課整合優(yōu)化為《單片機原理與接口技術(shù)》54課時及《多核架構(gòu)與編程技術(shù)》54課時。前瞻性的將多核架構(gòu)及編程技術(shù)引入到獨立學院電子信息工程本科培養(yǎng)方案中，將培養(yǎng)方案中的專業(yè)基礎(chǔ)知識進行綜合與升華，幫助學生，順應(yīng)市場格局變化，接受新技術(shù)新理念，建立系統(tǒng)、完整的專業(yè)基礎(chǔ)理論體系，培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新型思維，提高動手實踐能力，開拓學生的專業(yè)學術(shù)視野。使我們的學生能順應(yīng)時代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術(shù)，以適應(yīng)高新技術(shù)的飛速發(fā)展的需要。

其次是EDA技術(shù)與數(shù)字電路的整合。目前我們開設(shè)《EDA技術(shù)》理論課34課時，實驗課18課時，課程設(shè)計18課時，《數(shù)字電路》理論課54課時，實驗課18課時，課程設(shè)計36課時。這兩門課在實驗和課程設(shè)計的內(nèi)容上有一定的重復(fù)。我們可以將這兩門課整合成一門課《數(shù)字電路與VHDL》，理論課72，實驗課18，課程設(shè)計36課時，改變原有的教學模式和教學內(nèi)容，建立新的實驗體系，讓學生感受2種不同的設(shè)計方法，擺脫傳統(tǒng)的人工設(shè)計方法與思維模式，提高學生的創(chuàng)新意識與競爭能力，適應(yīng)市場的需要。

最后是ARM嵌入式技術(shù)，目前我們以ARM7進行理論教學，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境進行實驗，理論課36學時，實驗課18學時，只能滿足低端教學任務(wù)。在最初制定教學計劃，大部分ARM系統(tǒng)都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中的實現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計向著更高級、更復(fù)雜的方向發(fā)展，現(xiàn)在基于ARM9處理器的產(chǎn)品越來越多，我們的教學要與時俱進，教學內(nèi)容也要進行升級為以ARM9進行教學。從ARM體系結(jié)構(gòu)的教學內(nèi)容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學上沒有任何區(qū)別。并且學生們面對的編程模型和架構(gòu)基礎(chǔ)也保持一致。

總結(jié)

本校電子信息工程專業(yè)實行3+1培養(yǎng)模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學生全部參加實習，現(xiàn)有培養(yǎng)方案中，專業(yè)基礎(chǔ)課排在第三、四學期，專業(yè)課基本壓縮在第五、六學期，比如上面提到的微機原理安排在第五學期，單片機、EDA技術(shù)、ARM嵌入式技術(shù)安排在第六學期。通常在第六學期，一部分學生忙于考研，一部分學生忙于找工作，精力沒有全部用于學習專業(yè)知識上，但是，經(jīng)過上面的整合后，我們可以將單片機以及ARM嵌入式技術(shù)提前一個學期，再將EDA技術(shù)提前兩學期，讓學生們在整個大學的學習過程中，盡早的接觸到專業(yè)課程，提高學生們的學習興趣，這不僅可以讓一部分想?yún)⒓与娮釉O(shè)計系列競賽的同學可以盡早的進行系統(tǒng)學習，也可以讓準備考研和找工作的同學投入更多精力學習專業(yè)知識。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：單片機 發(fā)光二極管 閃爍

0 引言

單片機由于體積小、價格低廉、功能強、可靠性高、面向控制和價格低廉等優(yōu)點，不僅成為工業(yè)測控領(lǐng)域使用的智能化控制工具，而且已滲入到人們工作和生活的各個角落。在工科學校中基本都開設(shè)有《單片機原理及應(yīng)用》這門課，而對所有學習單片機的人來說最入門的就是對發(fā)光二級管LED的控制。

1 發(fā)光二級管的工作原理

發(fā)光二極管Light-Emitting Diode簡稱為LED，由鎵（Ga）與砷（As）、磷（P）的化合物制成的二極管。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。

LED只能往一個方向?qū)?，發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流來控制LED的亮度。限流電阻R可用下式計算：

R=（E-UF）/IF

式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流。

2 LED的編程方法

假設(shè)LED的連接電路圖如圖1所示，八個紅色發(fā)光二極管通過限流電阻分別接到單片機P1端口的8個引腳上，單片機選用AT89C51。

2.1 單個發(fā)光二極管的控制

在圖1中，如圖所示，如果要使發(fā)光二極管D1點亮，由于D1的正極通過電阻R1接到電源VCC上，那么D1要正向?qū)ū仨毷笵1的陰極為低電平，也就是P1.0引腳為低電平，這個可以通過軟件可以控制，完整的C51程序如下：

同樣的，如果要使發(fā)光二極管D1一亮一滅不停地閃爍，則工作原理是讓D1點亮并延時一段時間，接著使D1熄滅并延時一段時間并不斷的循環(huán)，這樣就可以觀察到D1一亮一滅不停地閃爍。延時可以采用軟件延時或者定時計數(shù)器定時延時兩種方式，本文采用軟件延時，其工作原理是利用每條指令運行都需要一定的時鐘周期，運行一定數(shù)量的時鐘周期可以實現(xiàn)延時的功能，本圖中晶振為12MHz，那么12個振蕩周期為1us，延時1ms的延時程序如下：

2.2 多個發(fā)光二極管的控制 多個多個發(fā)光二極管的控制原理與單個發(fā)光二級管的控制原理一樣，在圖1中，如果要控制8個發(fā)光二極管同時一亮一滅的閃爍，那么只需要同時使8個發(fā)光二級管點亮延時一段時間，再同時使8個發(fā)光二級管熄滅并延時一段時間，周而復(fù)始不斷循環(huán)就可以實現(xiàn)8個LED不停地閃爍，完整的C51程序如

下：

2.3 花樣流水燈的控制 對于花樣流水燈，工作原理和前面多個發(fā)光二極管的控制原理一樣，只需要把不同狀態(tài)下燈所對應(yīng)端口的值送到相應(yīng)的控制端口并延時一定的時間就可以實現(xiàn)，編程時可以把所以對應(yīng)狀態(tài)的端口值放在一個數(shù)組里存放，不停循環(huán)地取數(shù)組的值，每取一個值延時一段時間，即可以實現(xiàn)，程序略。

3 總結(jié)

單片機在各行各業(yè)中使用越來越多，文中對單片機中發(fā)光二極管的使用和編程方法進行總結(jié)，并給出各種方法的工作原理和完整的程序。

參考文獻：

[1]戴仙金.51單片機及其C語言程序開發(fā)實例.北京：清華大學出版社，2007.

[2]李朝青.單片機原理與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學出版社，2005.

[3]李廣軍等.實用接口技術(shù).成都：電子科技大學出版社，1997.

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【關(guān)鍵詞】STC89C51；直流電機；無線遙控；光敏傳感器

1.引言

隨著社會經(jīng)濟的高速增長，人民生活水平的不斷提高，人們對家庭生活舒適性的需求越來越強烈。遙控電動窗簾在最近幾年得到迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于智能大廈、高級公寓和別墅等領(lǐng)域，只要遙控器輕按一下，窗簾就自動開合（百葉窗可以自動旋轉(zhuǎn)），非常方便。在本次設(shè)計中，主要研究的是利用STC單片機的無線遙控窗簾電路的設(shè)計。

2.系統(tǒng)方案設(shè)計原理

本設(shè)計主要由單片機最小系統(tǒng)、無線發(fā)射、接收模塊、按鍵部分、電機控制執(zhí)行部分和限位開關(guān)組成，采用8位的STC89C51單片機做控制器，程序采用C語言編程。利用直流電機正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)控制窗簾的開關(guān)。無線遙控是由SC2262/SC2272 編碼解碼芯片組成的無線發(fā)送接收模塊，通過SC2272接收輸出端D0、D1、D2、D3輸出信號控制單片機，再利用單片機控制L298N來控制直流電機。利用限位開關(guān)來控制窗簾停止，防止過卷。系統(tǒng)框圖如圖1所示：

3.硬件電路設(shè)計

3.1 光敏智能識別模塊

在可見光范圍內(nèi)，該器件的輸出電流與外界光照強度有良好的線性關(guān)系，這樣我們就可以方便地通過一個三極管將其轉(zhuǎn)換成電壓信號，具有良好的靈敏度。

3.2 按鍵設(shè)計

常用的按鍵有三種：機械觸點式按鍵、導(dǎo)電橡膠式和柔性按鍵（又稱觸摸式鍵盤）。機械觸點式按鍵是利用機械彈性使鍵復(fù)位，手感明顯，連線清晰，工藝簡單，適合單件制造。但是觸點處易侵入灰塵而導(dǎo)致接觸不良，體積相對較大。

但是由于客觀條件與經(jīng)濟能力有限，本系統(tǒng)采用機械觸點式按鍵。

3.3 無線發(fā)送、接收設(shè)計

SC2272是一款用以解碼的芯片，編碼芯片SC2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片SC2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，SC2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，SC2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于SC2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。無線接收模塊R02A與單片機的接線圖如圖3所示。

3.4 正反轉(zhuǎn)狀態(tài)指示

本功能采用在直流電動機兩側(cè)并接發(fā)管二極管實現(xiàn)，正轉(zhuǎn)時綠燈亮，反轉(zhuǎn)時紅燈亮。

顯示模塊接線電路圖如圖4所示。

3.5 系統(tǒng)總原理圖（如圖5所示）

4.軟件設(shè)計

本系統(tǒng)按鍵采用高電平有效模式。當有按鍵按下時，無線發(fā)射模塊發(fā)出信號，接收模塊解碼后響應(yīng)相應(yīng)功能，當限位開關(guān)閉合時，說明窗簾已經(jīng)到達指定位置，停止轉(zhuǎn)動。

本設(shè)計的程序采用的是“狀態(tài)機”的思想，它分為四個狀態(tài)：電機正轉(zhuǎn)狀態(tài)，電機反轉(zhuǎn)狀態(tài)，窗簾打開狀態(tài)，窗簾關(guān)閉狀態(tài)（程序的默認狀態(tài)）。如果光照強度高于參考值，同時窗簾處于關(guān)閉狀態(tài)，電機正轉(zhuǎn)，從而打開窗簾；如果光照強度高于參考值，但是窗簾已經(jīng)處于打開狀態(tài)，則電機不轉(zhuǎn)。如果光照強度低于參考值，同時窗簾處于打開狀態(tài)，電機反轉(zhuǎn)，從而關(guān)閉窗簾；如果光照強度低于參考值，但是窗簾已經(jīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，則電機不轉(zhuǎn)。

參考文獻

[1]余發(fā)山，王福忠.單片機原理及應(yīng)用技術(shù)（第1版）[M].中國礦業(yè)大學出版社，2008，6.

[2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）（第五版）[M].高等教育出版社.

[3]李朝青.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京航天航空大學出版社，2001.

[4]胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)[M].清華大學出版社，2004.

[5]鄒書文，黃光桂.無線電遙控單片機[J].電腦與信息技術(shù)，1995.