单片机课程设计总结范文

时间:2023-03-21 03:56:59

单片机课程设计总结

单片机课程设计总结范文第1篇

关键词:单片机课程设计;软件仿真;硬件电路联调

在开发单片机嵌入式系统时,使用最多的软件就是Keilc51软件,此软件是由Keil公司研发出来的,软件以uVision2为开发平台,具有的功能包括项目管理、编码、程序生成器等。Keilc51的优点在于:其界面的友好性较高、操作便捷,支持对汇编语言、C语言及混合语言的编程、编译和调试工作,可以在很大程度上缩短设计周期,在对程序进行修改时也是很方便的。与此同时,Keilc51还能够加载Proteus软件的VSM仿真器,加载之后就可以和Proteus软件进行联机调试。

一、课程设计流程

1.编写相关指导文件

在对课程设计着手之前,需要对课程设计的流程进行文档编写,为扎实掌握单片机技术打下基础。相关指导文件包括:单片机项目开发的相关教程和例程材料,Keilc51和Proteus软件的教程和例程材料,单片机课程设计完成程度的标准,课程设计大纲等。

2.选择题目

在制作课程计划时,需要根据每个章节内容的不同和课程进展程度对学生的实际学习情况进行考量,通过对学生掌握情况的判断再对课程设计进行拟题。课程设计的题目包括针对各章内容的,也包括针对综合应用的:关于MSC-51与A/D转换方面的课程设计题目,关于MCS-51串口方面的课程设计题目,关于定时器与中断方面的课程设计题目,关于I/O接口方面的课程设计题目,关于MCS-51的综合使用方面的题目等。除此之外,还要列出详细的元件表,供学生选择和参考,并对课程设计题目的实现提出相应的具体要求。

3.使用仿真软件和实现电路功能

在课程设计实现中,教师可指导学生分组进行,根据学生所选题目对学生如何在软件和硬件等方面进行设计给予指导,以完成设计的初步内容。在对学生进行指导时,可按照以下步骤进行:

(1)绘制程序流程图,可以使用Visio或Word进行绘制。学生在绘制程序流程图时,不但要依据所选题目的设计要求,还要结合教师的指导内容进行绘制,为接下来的程序设计做铺垫。

(2)设计硬件电路,可以使用Proteus软件进行设计。在这一步骤中,首先要对Proteus软件进行学习,在掌握基本应用原理和方法的基础上,再依据设计要求设计电路。在学习Proteus软件的基础上,由教师组织学生先进行软件的实际操作学习,需要学生掌握的内容有:建立工程文件、选取和使用元件、连接电路和进行调试运行等。

(3)编写程序和编译调试,根据上一步骤得到的硬件电路使用汇编语言编写源程序,再在Keilc51软件中进行编译和调试。教师要指导学生,让他们依据课程设计要求把编写好的汇编代码导入到Keilc51软件中,进行编译调试。

(4)联合调试,对Proteus软件和Keilc51软件进行联合调试。将在Proteus中画好的原理图在ISIS上打开,在Proteus软件里的DEBUG菜单中选择use remote debug monitor选项,并对联机仿真参数进行设置。将在第三步中编译好的Keilc51工程文件打开,并设置相关参数:在Keilc51的project菜单中点击进入option for target“工程名”,在DEBUG选项的右上方下拉菜单中选择Proteus VSM Monitor-51 Driver,并设置联机仿真参数。

4.面包机设计和电路功能的实现

在这一阶段,教师要先组织学生对集成芯片的用途和管脚功能进行学习,之后再在面包板上建电路,电路连接无误后,使用编程器将程序烧写到单片机的CPU上,最终使电路功能得以实现。

5.实行课程设计考核答辩制

教师采用答辩制的形式对学生的课程设计进行考核,在答辩中真正判断出学生对课程设计的体悟到底有多深。

二、成果总结

本课程设计将软件和硬件的使用集合了起来,完成了对单片机的开发设计,在实践过程中取得了良好的结果,让学生对软件电路、硬件电路以及软硬件联调设计和面包板设计都有了更加深入的了解。

1.理论与实践结合

在教学中,不仅要将学生的实际情况与学习内容结合起来,还要单片机学习中各个章节的内容和实际动手操作结合起来。在本课程设计中,拟定了MSC-51与A/D转换、MCS-51串口、定时器与中断、I/O接口、MCS-51的综合使用等方面的数十个设计题目,并对课程设计提出了具体要求。

2.让学生告别“眼高手低”

仿真联调的结果虽然不能完全代表在实际情况中的结果,但是在很大程度上已经实现了电路设计的功能在虚拟情景中的实现,为判断抉择提供依据。根据仿真联调的结果,我们可以在硬件操作中实际运行,通过这种方式,可以对仿真结果的正确性和准确程度进行校正。在学生进行实践之前,要让学生对集成芯片的芯片用途和管脚功能有所了解,之后在面包板上建电路,然后将程序通过编程器烧写到单片机的CPU上,这样就可以完成对电路功能的实现了。在课程设计的一系列环节中,学生既可以学习到各环节所需工具的相关知识,又可以提高学生的动手能力,增强学生的学习积极性。

3.对能力的培养

在实践课程设计的过程中,通过绘制流程图、画电路图和编程等,可以锻炼学生有步骤地实现目标的能力;通过要求学生对程序进行标注,可以有效锻炼和提高学生的编程能力,增强他们独立思考的能力。

先进和完善的软件能够使硬件的运行达到更好的效果。在单片机课程设计中引入软件,可以使学生在了解和掌握单片机的设计流程的基础上,熟悉联调的技巧与方法。与一般的单片机仿真软件不同,在课程设计中所使用的仿真软件除了能仿真单片机CPU的实际情形,还能仿真单片机周边电力和未参加工作的电路情况。此仿真实验能够很好地将实验和工程衔接起来,仿真结果的无误将为电路的实际实现提供重要依据。同时这样的课程实训也是工程师的最基本实践内容,这也为学生今后的学习和工作奠定了基础。

参考文献:

[1]乔建华.李临生.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].电气电子教学学报,2009,2(6):24-25.

[2]陈淑芳.基于51单片机的教学实验系统的设计与开发[D]青岛:中国海洋大学,2011.

[3]吴慧芳,陆茵.“单片机原理及应用”课程设计引入Proteus软件的实践[J].中国电力教育,2010,5(9):123-124.

[4]彭小峰.雷李.基于Proteus和Keil的整合建构单片机虚拟实验室[J].重庆工学院学报(自然科学版),2009,4(11):67-68.

单片机课程设计总结范文第2篇

【关键词】单片机 接口设计 考试 实践

【基金项目】2012年河北省高等教育教学改革研究项目(2012GJJG084);2012年河北省高等教育教学改革研究项目(2012GJJG149)。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)01-0242-01

一、考试方法改革内容

按照石家庄铁道大学电气与电子工程学院的培养计划,与单片机相关的课程有《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》,三门课单独上单独考。

通过整合《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》课程,找到一种更为科学、更为合理的综合考试方法。进而提高学生的学习兴趣,让学生学会学习,提高学生的实践能力、创新精神,提升学生的综合素质,提高毕业生的就业竞争力。通过整合课程体系,提高教师的综合素质。

二、改革方法

将《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》三门课程综合考核。在开始学习《单片机原理及应用》课程时,学生2~3人一组,选择课程设计题目,整个学期每组做不同的课程设计,学生根据自己所选课程设计的情况,自主设计实验内容,在《单片机原理及应用》课程的理论内容讲授完毕后,学生根据自己课程设计情况,设计系统原理图,利用protel软件绘制系统的原理图,板图,然后交于厂家进行加工,学生根据所设计的原理图,购买元器件,然后进行焊接,编写软件程序,最后进行系统调试。

三、改革与实践的重点

(1)调整教学内容。针对单片机原理及应用,强化学以致用的教学指导思想。

(2)灵活设置实验项目。根据课程设计内容,自主设计实验内容。指导教师也可根据自己的科研实际,给学生设计一些典型应用案例。

(3)实施过程中进行阶段性检查。为了监管进度情况,每组学生需提交阶段性报告,对这一阶段的成果进行总结,在实施过程中遇到的问题,以及解决的方法。

(4)注重引入和应用典型新技术。在教学过程中,教师应注重给学生介绍实现同一系统目标可以采用传统方案,也可以采用新方案。给学生讲解不同的技术方案,不同的系统构建方式及其优缺点,根据自己的系统实现的功能不同采用最优的技术方案。

(5)采用综合考核方法。根据学生在不同阶段对课程设计的不同内容进行考核,可分为单独实验,综合实验,系统设计,原理图及板图绘制,系统功能实现等等环节的完成情况对学生进行考核打分,最终成绩由报告、作品、答辩情况而定。把学生的课程设计放到课程网站上,形成独具特色的考核方式。

四、改革的步骤

(1)组织调查研究讨论,制定符合单片机原理及相关实践课程体系的考核方式、方法。

(2)选择有普遍性的试点班,做“单片机原理及应用课程体系考试方式改革实验班”。

(3)贯彻落实单片机原理及相关实践课程体系考核方式方法实施计划。

(4)总结讨论单片机原理及相关实践课程体系课程考核方式方法实施过程。及时总结经验教训,好的方面要保留下来,以便在后续的学年实施时进行借鉴,对于实施过程中发现的问题,讨论解决的方法,以便提高教学效果。

五、改革成果

顺利完成了三门课的教学任务;学生在独立设计、绘图、选件、焊接、调试的过程中,发现了不足,也发现了乐趣,获得了成就感,大大提高了动手实践能力,激发了学习兴趣,提高了综合素质。

电1002-2班为实验班,电1002-1班为对照班,图1为《单片机接口设计》的成绩比较,图2为《计算机辅助制图技能训练》的成绩比较。通过成绩比较可以看出,实验班的成绩比对照班的成绩都有提高。

参考文献:

[1]张震宇,周克宁等.单片机与电子技术课程实践教学模式探索[J].浙江科技学院学报。Vol.24, No.4,Aug.2012,P338-342.

[2]吴必瑞.从大学生电子设计竞赛谈单片机课程教学改革[J].中国现代教育装备,2011年第7期P107-109.

单片机课程设计总结范文第3篇

【关键词】单片机;实验;课程设计

单片机课程是高校电子信息类专业的一门重要的专业基础课,单片机技术无论在现实生活中如仪器仪表、信号处理、家用电器等领域,还是在大学生电子设计竞赛,以及电子信息类的课程设计和毕业设计中,均得到大量的应用。针对单片机原理及应用课程实践性强的特点, 寻求一种能较好地培养学生实践动手能力的教学模式,是任课教师应认真关注和思考的问题。

一、单片机教学的现状与存在的问题

从我校电子信息类专业的毕业生情况看,该专业学生毕业设计课题有不少是单片机应用类的,如单片机电机调速控制、单片机温度控制、单片机数据采集系统等等。虽然多数学生在毕业设计过程中,能通过查找资料,最终也能完成一篇不错的毕业设计说明书,可很少有人完成实物的。或者说多数人仍停留在纯理论的“开发”上,而把一门应用性很强的课程与工程实践完全脱离了。工科院校在单片机课程上重理论教学、轻实践指导是普遍存在的问题。分析其问题根源,主要存在以下几个方面原因:首先,教学理念上的误区,常规教学模式是老师在课堂上完成理论讲授,实验室完成规定的实验,而该课程在许多应用方面的特点无法在实验仪器上体现出来;其次,设备条件的束缚,缺少必要的开发应用装置,没有完善的条件让学生动手去独立设计和开发产品;另外,部分单片机教师自己从未开发过任何相关产品,缺少指导学生开发单片机产品的实践和经验。这些问题促使我们应认真思考单片机教学方式的改进,重点在于提高学生实践应用能力。

二、实验教学方式的改进

1.注重基本实验内容,提高实验要求

通过课程实验,学生将课堂上所学的理论知识用于实践当中,用理论知识去分析、解决实际的工程问题,加深学生对所学知识的认识。要搞好实验教学就离不开基本的实验内容,因为基本实验可以加深对单片机基本模块的理解、掌握及运用。如I/O口控制、定时器、串口等模块的实验,使学生熟练掌握其使用和编程。

2.增加设计性仿真试验

为了培养学生自己分析、设计单片机电路的能力,可以利用单片机电路仿真软件(如PROTEUS等),让学生自己在计算机上设计电路,编写程序,然后进行仿真调试、分析、修改,实现电路功能等。单片机软件仿真能完全用软件实现对单片机的软、硬件工作环境及工作过程的动态模拟,可以实现硬件仿真器的大多功能并克服硬件仿真器存在的诸多缺陷(如价格高、易损坏等) ,虽也存在硬件诊断、实时仿真等方面不足,但在教学研究中或实时性要求不太高的场合,应用软件仿真器进行单片机教学与开发是一种行之有效的方案。

通过这些仿真工具,学生能够非常简便地选择元器件,快速设计电路原理图,进行系统仿真。在这些实验平台上,可以采用验证型、综合型、设计型和创新型等不同训练形式,能够有效提高学生分析、设计和应用能力。

三、课程设计的有序组织

单片机的实验通常是在实验系统(如实验箱)上完成的,实验系统除单片机芯片外还有许多支撑的芯片,学生通过实验可以深化理论,对巩固课堂所学理论知识有极大的帮助,但实验系统与单片机开发应用的产品之间存在差别。为了使学生真正理解单片机系统的开发流程,需要在单片机教学中环节中引入课程设计项目。

单片机课程设计的指导思想是改革传统的课程设计模式。变上大课为上小课,变统一课题为多样课题,变教师指导为主为学生动手为主,变指导性实践为探索性实践。通常把学生分成几人一组,指导教师向学生推荐若干个单片机应用课题,学生根据自己的能力选择其中一个课题,或者自己查找资料和指导老师一起确定实用课题。在实践中由学生自己设计硬件电路、软件框图和程序清单,自己进行电路焊接、调试,软硬件仿真和程序固化,最终每人独立完成一件作品(产品) ,如交通灯控制器、步进电机控制器、电子钟、音乐控制器、温度检测显示等等。指导老师的作用是让学生明确每一步骤的任务,检查工作进度,帮助分析解决在设计中存在的问题。

单片机课程设计是理论与实践紧密结合的教学环节,在学生学过电工、电子技术、单片机原理及应用等理论课后,基本掌握了单片机原理及应用的简单程序编制方法,熟悉单片机控制的开发流程,能利用实验开发环境进行软、硬件的调试。

课程设计的选题是一个重要环节,课程设计主要是围绕单片机这门课程内容所做的综合练习,题目应出自实际电路但比较简单、定性,选题的着眼点让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际应用方面来。题目选择是否合适,直接关系到它的教学效果,必须认真而慎重:

1.题目首先要符合教学要求,使学生能够运用本课程所学的基本知识,进行基本技能方面的训练。

2.题目的主要内容应当是学生在单片机原理及应用和电子技术等课程中学过知识的综合。如果有些知识需要深化和扩展,应在设计过程中补充讲解。

3.题目不宜过大。课题指标可从学生实际出发,做到难易适中,或因人而异,让不同程度的学生经过努力都能完成任务,有所收获。

4.题目内容应当尽可能反映单片机在机电控制方面的应用,且具有一定的实用价值。

课程设计题目选好后,指导教师应做好以下工作:

1.教师向学生下发课程设计任务书。任务书写明题目、主要技术指标和要求、给定条件和原始数据、所用仪器设备和元器件、应完成的具体任务,说明书的格式和内容,参考文献等。

2.教师讲解必要的电路原理和程序设计思路,明确设计任务,必要时可进行参观和调研,增强学生的感性认识, 帮助学生尽快选择设计方案。

3.方案确定后,就可查阅资料,确定设计方案,经指导教师检查后,学生就可以到实验室进行硬件的连接和软件调试。

4.布置论文的编写和图纸整理工作。在完成了课程设计的实验后,学生对设计的全过程做出总结报告,按照统一格式写出说明书和电路原理图等。

在做好以上准备工作后,在指导教师的指点下,由学生独立完成,从课程设计的基本要求出发,通过课程设计的各个环节,应使学生达到巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解;培养学生根据课题需要选学参考书籍,查阅手册和文献资料的能力;学会方案论证的比较方法,拓宽知识初步掌握工程设计的基本方法;掌握常用仪器仪表的正确使用方法,学会软、硬件的设计和调试方法;了解与课题有关的硬件元器件的工程规范,能按课程任务书的要求编写课程设计说明书,能正确反映设计和实验成果,能用计算机绘制电路图和流程图等。

同时,指导教师应随时掌握学生的设计情况,可以通过答辩或经验交流等形式,了解学生的设计水平,最后由指导教师根据学生的全面表现评定学生的课程设计成绩,如基本知识掌握的程度、选定方案是否合理先进,程序设计是否最佳,电路设计和搭接是否规范,实践动手能力强弱程度、独立分析和解决问题的能力和创新精神、说明书编写的水平、答辩情况,及学习态度和科学作风思想表现等,对每个学生的课程设计写出评语,成绩可按优、良、中、及格、不及格分为五等。

四、总结

本文提出了单片机实践教学模式改革的一些思路。随着单片机技术的迅速发展, 教师应经常研究社会对人才的需求特点,根据学生的实际情况,不断调整教学内容,采用切实可行的教学方法,丰富教学手段,调动学生学习的积极性,培养学生的创新能力,提高实际教学效果。这样,才能使培养出来的人才更符合社会的要求,才能使我们的教学更充满活力。

参考文献

[1]任为民.电子技术基础课程设计指导[M].北京:中央广播电视大学出版社,2005.

[2]周绍平.单片机教学改革的实践与思考[J].扬州职业大学学报,2004,6(2).

[3]张霓.关于“单片机原理及应用”课程教学改革的几点思考[J].电气电子教学学报:2004,10(5).

单片机课程设计总结范文第4篇

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第5篇

关键词:MSP430;教学改革;课程设计

0引言

随着时代的进步和微电子技术的发展,以及目前物联网产业的应用,单片机技术作为物联网产业的关键技术之一,得到了更广阔的发展机会和应用前景。为适应这个市场对人才的需要,高校单片机课程的教学内容也逐步由MCS-51系列过渡到相对复杂但功耗更低的MSP430系列。首先,在MSP430单片机的教学内容上,目前的教材基本是以单片机生产商提供的技术手册为主,大体上延续了以往传统MCS-51系列的教学思路,即以单片机的知识点为主线进行单元技术教学。这对短时间集中实践环节课程设计类的教学明显不太适用。所以在教学内容的组织上需要根据学生理论课知识掌握的具体情况和实践课程的特点,重新组织教学内容。其次,在教学方法上,由于学生在前期已经完成了MSP430单片机的理论学习,如何在短时间内把学过的知识应用到实践当中去,把理论学习中分散的各个知识点通过一个个由浅入深的设计题目系统有机地组合在一起,使得学到的知识在系统上和深度上有质的提高。这也是课程设计不同于理论教学而需要重新设计整合的地方。最后,在学生成绩评定方法上,为了调动学生主动学习的积极性,发掘每个学生的潜力,在成绩的评定上做了一定的探索和尝试。

1教改实施的主要内容

1.1教学内容与教学方法的改革

相比于MCS-51系列单片机,MSP430系列单片机不仅在理论上有一定的难度和深度,而且在设计的灵活性和创新性上有更大的可操作空间。课程设计环节在实践教学中起着承上启下的关键性作用,一方面是将所学的基础知识(模拟电路、数字电路、C语言等)融会贯通综合运用的过程,另一方面也是为以后的毕业设计以及电子设计类竞赛打下良好的实践基础。有鉴于此,在教学内容的编排设计上,既要体现对MSP430单片机重点知识的理解把握,又要结合设计题目对所涉及的知识点更进一步深化学习。所以在本次教改中,对教学内容和方法做了一定的调整,主要在以下几个方面进行尝试和探索:(1)理论与实践教学环节的衔接整合。由于学生对MSP430单片机理论在学习和理解与实践上有一定的距离,所以在课程设计的前期有必要对在设计过程中常用的模块做进一步的强化学习,快速解决理论上的难点和疑惑。在教学方法上,也不同于以往的理论教学,突出了以关键模块为主要掌握内容,通过对模块电路图逻辑关系的深入细致的讲解,加强了学生对MSP430单片机关键模块的功能理解。为此,在讲授每个模块时,都给学生发一张清晰放大的模块逻辑功能电路图,以逐个过关的考核方式,使学生能在很短的时间内迅速掌握MSP430单片机的主要内容。同时,也着重强调该模块在实际设计当中的一些具体的应用以及一些注意事项,在这点上,由于MCS-51单片机的内容和功能相对比较简单,所以在以往的理论教学中大都是简单介绍一下,其应用设计部分学生通过自学的方式来掌握。而MSP430单片机由于其结构更复杂、应用更广泛,虽然学生在理论教学过程中也学过相关的知识并做过一些验证性实验,但是对大多数学生来说知识的掌握还是停留在理论上,对基本知识理解深度不够,导致学生困惑的问题还有很多。致使学生综合性实验能力较弱,完成课程设计和实际应用设计的难度较大。因此要注重研究实际应用中典型问题背后的原因,深化和细化基本知识的讲授,这对实际应用和提高可起到至关重要的作用。因此需要强化理论与实践衔接环节的教学,不断挖掘基本知识内容的深度,特别是实际应用这一部分很有必要在老师的指导下完成。比如,在讲授最常用的也是最重要的定时器A捕获功能的时候,除了讲述定时器A的逻辑结构和使用规则外,对其输出端口的八种工作模式,还通过重点补充在每种工作模式下常用的设计实例的分析讲解加以介绍和总结。这种重点讲授和逐一考核相结合的教学方法在本次教改过程中取得了很好的教学效果,使学生能在此基础上更容易地进入到高级层次的应用设计当中。(2)实践开发平台的选择。目前各高校大都使用各种功能完备的实验箱或开发板,其明显的弊端就是由于实验箱上各接口的连接都是固定的,学生大多数不会主动去了解这种连接后形成的电路工作原理;没有经历过从设计、元器件连接、调试到完成全过程的锻炼;而且实验箱上资源有限,对一些能力比较强的学生来说不能进行更多种硬件方案的设计和创新。基于上述原因,本次教改没有使用以往MCS-51单片机那样各种功能和结构都固定的实验箱,而是选用了MSP430单片机核心板外加按键输入模块和数码管显示输出模块等构成的最小系统,这样的选择是因为MSP430单片机的引脚复用功能非常普遍,把MSP430单片机的所有外接引脚都空出来供学生选择使用一方面可以增强学生对端口的认识,也使学生更深刻的体验MSP430单片机强大的实现功能。而且也为以后外加温度模块、红外线模块、重力感应模块等更多模块的选择提供了坚实的基础。另一反面也使学生在课程设计过程中有更大的自由度和选择空间,创造了一个宽松的硬件实验环境和发挥创造性的空间,增大了课程设计的吸引力。通过应用这个开发平台促使学生主动去熟悉引脚的各项功能、自己设计电路的实验方案、自己选择应用的设计模块以及最终完成的功能,同时,这些实验手段的综合应用,促进了学生对理论教学的理解,使学生的实际动手能力得到了提高和锻炼,从学生最终的设计成果上看也确实达到了这种效果。(3)基于项目引领的实验模式。课程设计不同于一般的验证性实验课程,它是在理论教学的基础上,以实践和创新为主线,以提高学生综合能力为目标的教学环节。以往MCS-51单片机课程设计由于硬件结构相对简单、接口功能单一,留给学生自由设计的空间比较有限,所以教学模式采用传统“灌输式”的教学方法,给学生的设计任务大都是相对单一的题目。本次教改借着硬件开发平台更新换代的机会,有条件在教学模式上做了进一步的探索,采用了基于项目引领的实验教学模式。该教学模式旨在提高学生的综合素质,从宏观教学的角度考虑,是一种以学生为中心的教学模式,将整个课程设计的教学内容设计成一个基本涵盖了本课程重点教学内容的设计项目库,其中对每个重要知识点都有多个难度等级不同的设计项目,学生可以根据自己的能力和兴趣选择并完成基本涵盖每个知识点的多个设计题目。设计项目库中的题目难度系数的差异化、多样化既是因材施教教育理念的一种体现,也是以往课程设计教学经验的一种总结。通过这样的教学设计,加大了学生对课程的兴趣,逐渐地积累成就感,并最终能较快地进入设计者的角色,能较好地完成实际应用的设计。

1.2教改效果的评定

教改效果主要通过学生成绩的评定来考察。因此,对学生成绩的评定方法也进行了初步的探索。学生成绩评定是教师教学过程的重要环节,对教师的“教”与学生的“学”具有重要指导作用。传统的教学评价模式显然不能够体现学生在课程设计过程中的全部工作,因此,需要建立多元化评价体系,既要重视学生在设计过程中体现出来的创意、创新等能力水平的评价,又要考虑到每个学生的基础和能力的差别,保护学生的学习积极性,设立合理的考核分数比值,提高学生在设计过程中的分值。这种多元化的考核办法既能够充分调动学生的主观能动性,提高学生的创新意识以及竞争意识。同时也从不同角度动态地反映了学生在课程设计过程中的学习情况以及学习效果。在此次教改过程中也对此进行了初步探索,取得了一定的效果。

2总结

MSP430单片机课程设计是电子类专业一门重要的实践课程。尤其是在创新型人才培养方面具有很强的实践意义,通过本次的教学改革,分别在教学环节、开发平台的选择、实验模式、成绩评定方法等四个方面提出了的改革思路和具体的实施办法,并在随后的教学过程得以实施,这些改革的实施在教学实际中呈现了良好的教学效果。

参考文献:

[1]章安良.“MSP430电子系统设计”课程教学及实践探索[J].常州工学院学报,2014,27(4):93-96.

[2]肖忠.“电子系统设计课程”教学方法的探讨[J].科技信息,2011,(26):135.

[3]闫改珍,徐朝胜,权悦,张平娟,王岳.应用型人才培养模式中“电子系统设计”课程建设的探索[J].德州学院学报,2014,30(4):107-110.

[4]张红梅,唐明良.基于应用型人才培养的电子技术综合实验教学设计与探索[J].教育教学论坛,2014,(37):278-280.

[5]耿大勇,朱延枫,李洋洋.应用型人才培养模式下的电工电子技术实验教学改革[J].中国电力教育(中),2014,(11):115-116.

单片机课程设计总结范文第6篇

关键词:C+PROTEUS;科技创新;单片机综合设计

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)30-0094-02

《单片机应用技术》课程是一门理论与实践性均很强的学科,是工科电类专业一门很重要的专业基础课,它将数字电路和模拟电路的基础知识、汇编语言及C语言编程技术、通信原理和微处理器知识等综合在一起,属于技术性、工程性、实践性很强的一门课程。

《单片机原理及应用》课程的特点是涉及硬件结构复杂,涉及知识面较广,经常涉及到电子技术基础、电路原理及编程C语言等知识,因此,要想将课堂所学的单片机系统结构及应用技术与所学知识有机融合,能够在实践中游刃有余地应用,还需要反复的实际设计与实践。针对《单片机原理及应用》课程抽象难学,尤其难于应用于实践开发的现状,我们在教学中注意做到理论联系实际,将课堂教学与科研开发和科技创新紧密结合。

在课堂教学中,初期阶段,采用C+PROTEUS的教学模式,引导学生应用C语言编写应用驱动程序,然后在PROTEUS环境下仿真运行,逐步理解和领会单片机的设计思路。在综合应用阶段,通过引入实际工程应用实例,接触实际科研项目中设计开发产品,使学生了解所学知识的应用价值,激发学生的学习兴趣,深化学生对知识点的理解。

在实践环节,由专业课教师指导,学生设计为主,带动学生自己设计单片机课程的实验开发平台,并在所设计的开发系统基础上,增设大量综合性、设计性实验,启发学生的思维,以提高学生综合分析问题和解决问题的能力。同时,在大学生科技创新和各类电子设计竞赛活动中,积极引导学生应用所学单片机技术进行开发设计,进而培养学生实践能力、创新能力。

通过上述各个环节,分层次、分阶段,层层深入,真正在单片机课程教学中做到理论与实践紧密结合,真正实现提高学生应用单片机技术解决实际问题能力,进而探索一条在课程教学中如何提高大学生科技创新能力的可行之路。

一、改革教学环节

1.初期的课堂教学中,将C语言与PROTEUS软件有机结合,提高学生对单片机的实际应用能力。从目前单片机技术应用层面上看,对单片机系统的开发一般采用C语言完成,因此,在课堂教学中强化推广采用C语言进行编程设计的技术,并逐步取代原来采用汇编语言进行设计的模式。从而,提高学生对单片机技术的实际应用水平。PROTEUS软件是一种近年来逐渐流行的单片机系统设计的专业仿真软件,可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU,并提供周边设备的仿真,例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件库,有RAM、ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件,编译方面支持Keil和MPLAB等编译器。在单片机教学初期,采用C语言+PROTEUS仿真的教学模式,引导学生应用C语言编写应用驱动程序,然后在PROTEUS环境下,绘制原理图并仿真运行,观察设计效果是否正确,发现问题在修正编写的C语言程序,如此反复,逐步提高学生控制单片机和设计单片机系统的能力。

2.综合应用阶段,通过工程设计实例,深化学生对知识点的理解。作为多年从事单片机课程教学的教师,具备多年来单片机开发与实践的工作经验,在应用单片机技术进行智能仪器仪表开发上有许多成功的设计项目,如基于单片机系统设计的大庆油田的井地电位成像监测系统、开关磁阻电机设计、过套管电阻率测量仪开发设计等等,都是应用单片机处理器进行设计的,在课堂教学中,结合上述实际开发项目,讲述单片机的设计及应用技术,使学生直接接触实际科研项目中设计开发产品,深化学生对知识点的理解,认识到所学知识的应用价值,从而,激发学生的学习兴趣,启发学生思维。以单片机中应用IO端口控制数据采集芯片为例:模数转换器是实际工程应用中较为常用的一种数据采集芯片,目前,主流的控制数据采集芯片的技术是通过单片机IO引脚控制方式实现,通过单片机的引脚模拟数据采集芯片的工作时序,再通过C语言编程,完成对数据采集芯片的控制。在学习中,学生对于模数转换芯片的工作时序图始终感到很抽象,因此,在编程设计上往往不知从何入手。我们在教学中,结合横向科研项目“过套管数据采集”中数据采集,通过实物演示、数据读取实际设计案例讲解,从工程数据采集需求,到硬件电路设计原理,以及最终程序上的编程实现,在讲解中,学生不仅了解了数据采集芯片的工作时序逻辑,而且也能够独立应用单片机IO端口进行数据采集接口的设计。

二、改革实践环节

1.在单片机课程实验内容上更多增设综合性、设计性实验,提高系统设计能力。由专业课教师指导,学生设计为主,更多增设综合性、设计性实验,以提高学生的系统设计能力。预计增加设计性、综合性实验:8_8LED点阵扫描输出实验、直流电机正反转调速实验、基于I2C通信接口的数据采集显示实验和基于串行通信接口的智能远程数字钟实验等。通过大量综合性设计性实验,要求学生自行设计电路,编写驱动控制程序,不仅可以帮助学生加深对单片机知识结构的理解,而且可以提高基于单片机处理器的系统设计能力,培养学生的实际动手能力、学习兴趣和创新精神。

2.强化单片机综合课程设计环节,提高应用单片机综合设计能力。在完成单片机基本课程及实践基础上,对机电、自动化、仪器类专业应强化安排综合课程设计,以课题项目的形式要求学生组队共同完成,采取开放式管理的模式,在2~4周内,首先运用所学电子技术基础知识,查阅相关文献资料、电子线路参考设计手册、电子元器件手册,进行电路设计、程序编制,在设计过程中,锻炼自己熟练掌握和使用先进的计算机电路仿真软件工具,提高设计效率;其次进行电子市场调研、购买相应元器件,完成电路设计制作、功能调试、参数测定、写出设计总结报告;最后由教师组织全班进行设计交流、现场功能演示和提问答辩,同时教师完成每组的成绩评定和设计总结,为下次的课程设计提出合理化建议。在课程设计的选题上,发挥广大教师的积极参与,不断对课程设计的题目进行更新,修改课程设计的内容,增加设计性、综合性设计内容。目前,开设的新增加的课程设计题目包括:模拟交通信号灯控制系统;基于P89C51RD2单片机数据采集板卡设计实现;基于凌阳单片机的音乐播放器设计开发实例;公交语音报站播放器设计;简单计算器设计实现;通过大量新颖的具有高技术含量的综合设计,充分调动学生的热情,让学生从实验中既学到知识,由学会探索问题进而解决问题,发挥潜能,提高创造能力。

3.积极引导学生将所学单片机技术应用于大学生科技创新和各类电子设计竞赛活动。单片机技术是现代电子系统设计开发的主流技术,在科技创新和电子设计竞赛中应用这些技术,往往有事半功倍的效果。鼓励单片机课程学习好的同学积极参与科技创新和电子竞赛,应用单片机技术进行相关项目和题目的设计,以2013年为例,我校学生参加北京市电子设计竞赛,设计中采用单片机技术进行设计开发,获得二等奖2项、三等奖3项,为学校争光。通过学生间影响,激发学生学习单片机技术的热情,形成一个较好的学习氛围。

三、结束语

单片机原理及应用课程是一门应用性和实践性很强的专业课,把握课程特点,了解学生理解上的薄弱环节,通过课堂教学和实验环节的改革与创新,各个环节,分层次、分阶段,层层深入,真正在单片机课程教学中做到理论与实践紧密结合,激发学生学习的兴趣,启发学生的创造力,将单片机课程教学中所亟待解决的提高学生应用单片机技术解决实际问题能力落到实处,进而,使学生创新能力和综合实践能力得到提高。

参考文献:

[1]潘言全.单片机教学改革的思考[J].湖南师范学院学报:自然科学版,2007,(27).

[2]张琪,李菲,柴新.构建高职院校开放式电子实验室的研究[J].科技信息,2009,(10):18-21.

[3]王英红.浅析开放式电工电子实验室的建设[J].电气电子教学学报,2012,(8):24-27.

[4]江锦花,大学生科技创新与开放实验室管理模式[J].实验室研究与探索,2009,(12):32-48.

[5]李丽宏.《单片机原理及应用》课程教学改革尝试[J].太原理工大学学报:社会科学版,2001,(02).

[6]覃金昌,王为庆.机械类单片机应用实践能力培养体系的构建[J].考试周刊,2010,(47).

[7]曹建树,薛龙,蒋力培,焦向东,俞建荣,黄爱峰.单片机创新实践教学改革与实验室建设[J].实验室研究与探索,2005,(09).

[8]陈德为,吴亦锋.《单片机原理与接口技术》课程教学的若干思考[J].高教论坛,2005,(04).

单片机课程设计总结范文第7篇

【关键词】单片机原理及应用;课程教学;教学质量

1.引言

单片机原理及应用以51单片机为蓝本,讲述了单片机的工作原理及如何在各行各业和现实生活中应用好单片机,讲原理是为了应用,关键点是在我们如何用好用活单片机这块芯片,掌握单片机与其功能芯片的协同工作原理。使单片机更好地为我们服务。

单片机原理及应用电子电气类专业重要的专业基础课程,必须有电子技术和C语言方面的基础。这些基础可以说并不是很重要,在你有某些概念原理不明白时再翻阅相关书籍也是可行的,单片机的学习不象数学有严密的相关性,但其教学有其独特性,是一门实践性很强的课程,只在课堂上听老师讲课掌握原理,然后考试是学不好单片机的,必须亲自动手实验或经过单片机实物的制作,有不明白的地方再翻书,这是一个反复的过程,只有经过这样多次的反复,每次都有新发现和收获,才能真正意义上掌握了单片机的开发应用。

下面从单片机的课堂教学、课程实验、课程设计、创新实验及计算机仿真等几个方面谈谈单片机原理及应用的教学工作。

2.单片机原理课堂教学

单片机原理及应用这门课所涉及的主要内容有单片机的内部结构、单片机汇编指令、单片机IO接口、定时/计数器、中断使用、I2C总线、AD及DA等,C语言编程,内容很多,若仅仅是老师在课堂上讲述会非常枯燥,锁碎难理解,不能激发大部分学生的学习兴趣。教学方法要做适当调整,比如可以用项目教学法,单片机教学着重点不是在讲原理,而是要应用,但不懂原理又难以应用,处于两难境地,学习单片机的精髓是知道如何配置内部寄存器使其具有一定的功能并发挥其特有的作用,最高境界是仅需单片机公司提供的技术文档就能完成单片机程序的编程,而不仅仅是只教会学生使用单一类型的单片机,而是触类旁通通过学习51单片机,同时别的类型的单片机也能灵活应用。因此在教学中我们可以用电子时钟作为一个项目主线贯穿于整个单片机教学中,因为电子时钟可简单可复杂,又贴近生活实用,比如,在讲单片机端口时,就可以结合电子时钟的调整按键,数码管的驱动来说明,讲中断和定时器时,就可以结合到数字电子时钟的时钟源的产生来说明,I2C总线可以结合串行时钟芯片DS1302来讲,环境温度的测量可以结合DS18B20串行芯片来说明,再复杂一些的,电子时钟显示可以用1602或12864液晶来完成,可以配上调频收音模块做电子闹钟,增加SD接口卡及MP3模块实现音乐播放功能。这样把单片机的知识串起来讲,既生动又联系实际,大大激发了学生们的学习兴趣,也有助于学生自主学习,探索单片机方面的奥秘所在。在学单片机过程中,汇编指令的学习是难点,需要学生花很大的精力去掌握它。需要学生充分利用课余时间多读汇编程序及指令,从而熟能生巧地掌握它。在课堂教学过程中,最好是能够结合单片机仿真软件PROTEUS来讲述,PROTEUS是一款非常好的单片机仿真软件,可以仿真多款单片机芯片,能够仿真实现单片机的绝大部分功能,学生们在没有单片机开发板的情况下能通过软件仿真方式实现单片机开发,这对调动学生学习积极性和学好单片机是很有帮助的。条件允许的情况下可以动员学生买一些单片机开发板以及相关的视频教程,开发板在学生学习单片机之初是非常有用的,每一块小的开发板其发挥的作用就象实验室的实验箱,而且能随时随地不受限制地学习和使用,同时认真观看视频教程,视频教程就象一名不厌其烦的家庭教师,指导学生一步步进入单片机世界的神奇领域。有着课上课下的这些手段,学生的单片机应用能力一定能够大大加强。

3.单片机原理课程实验

实验是培养学生理论联系实际、动手能力,严谨的科学态度和科学方法的重要手段,因此要精选典型的最具实用价值的实验项目,我们选择的实验项目有:(1)单片机I/O输出控制。(2)单片机I/O口输入控制。(3)外部中断。(4)定时器实验。(5)串口通信实验。(6)液晶驱动实验。(7)串行总线实验。(8)AD及DA实验。不同的实验项目,实验目的也不相同,通过这样基础实验,锻炼了学生的单片机应用编程能力,为以后的综合性实验打下基础。每次实验要求学生对实验项目做认真的预习,并完成预习报告,上实验课前老师检查。做实验时力争每人一个实验箱,每位学生都有亲自动手实践的机会,对于学得较好的学生还可以额外增加一些实验项目或自选一些自已感兴趣的实验项目,也可组织学得好的学生指导后进学生进行实验,提高学生实验的整体水平。在实验过程中,要求学生养成严谨科学细致的作风,认真完成实验项目,实验完成后,要求每位学生独立完成实验报告,深入分析实验中遇到的现象和问题,不留疑点,总结实验心得。

4.单片机原理课程设计

课程设计是实践教学的重组成部分,在课程结束前安排两周时间进行课程设计,目的是通过设计使学生掌握运用单片机知识进行实际综合应用的能力,初步建立正确的设计思想,掌握单片机电子电路和程序设计的基本方法与技能,培养分析问题解决问题和团队协作能力以及创新能力。

课程设计首先是任务书的下达,课程设计一般是在课程结束前两周进行,时间比较紧迫,我们选择在开课时就把任务书发下去,让学生有充分的时间了解自已所做项目的相关知识,查阅相关资料,为项目的顺利展开提供了充分的时间,同时也使学生在上单片机课程时关注知识点,激发学习兴趣。项目选择以贴近生活、贴近实际为原则,如洗衣机控制板、交通灯控制、语音电子时钟等等,对于比较复杂的大型项目,两周时间学生难以完成,我们可以把它拆分为一个个小项目分给不同的组也完成,这样既完成了项目,同时也培养了学生的团队协作精神,为将来毕业走上工作岗位融入社会做好了积极准备。

在两周的课程设计过程中教师要查看学生项目实施的进度,适当的时间安排时间进行综合讨论与答疑,指导学生会使用DXP2004电子绘图软件设计单片机线路板以及用PROTEUS仿真软件进行单片机的系统仿真,做好平时成绩的评定工作。

在项目实施后期要求学生完成实物的组装和调试以及课程设计报告的撰写,最后二天要对学生进行独立答辩。答辩环节是检查学生对单片机相关内容掌握情况的最有效的方法,答辩对教师也提出较高要求,只有教师对每个项目都有充分的了解才能提出有一定水准的问题,答辩内容才能真实反映学生对些项目用到的单片机知识情况,最后根据学生的平时情况,作品完成情况、答辩情况和报告的撰写情况对成绩进行综合的评定,对项目难度较大的,开发过程中有独特见解及创新的要适当加分,以鼓励学生在产品开发过程中充分发挥创新精神。

5.单片机原理计算机仿真

计算机仿真是使用计算机对已存在或正在设计的对象的模型进行研究,具有直观、易于观察、灵活可变、重复性好的特点,有利于激发学生的学习兴趣和对科学技能的掌握。通过单片机的计算机软件仿真,能让学生系统地掌握单片机开发的一整套技术,为将来走上工作岗位从事单片机方面的工作打下良好基础。

单片机的计算机仿真要贯穿于课堂教学、课外作业、课程实验、课程设计各个环节中,使学生们通过反复练习逐步到熟炼掌握单片机的开发,PROTEUS单片机仿真软件不仅仅是只能仿真51单片机,象AVR系列、PIC系列、ARM系列等等单片机均能进行仿真,扩大了学生的学习兴趣和视野。

6.单片机的创新实验

学院电子信息与控制工程系设置有创新实验室,是开放式的实验室,为全国挑战杯赛、全国或全区性的各种竞赛提供了实践基地。现在很多的电子竞赛项目都用到了单片机,参加比赛熟炼掌握单片机尤其重要,我们充分利用这个实践基地为广大学生服务,让广大学生充分参与到与单片机相关的电子制作,加强他们的实际动手操作能力,通过教师的指导及各年级各层次学生的传帮带,培养了一大批单片机应用能手,为各种比赛输送了大批种子队员,创新实验室深受学生欢迎。

7.结束语

单片机原理及应用对于电子相关类学生来说是一门重要的基础课程,单片机应用能力的高低直接影响着学生将来的就业,所以要非常重视单片机教学这方面的工作,我们不仅要抓好单片机的理论方面的教学工作,把基础打牢,同时实践教学也在加强,通过不同层次的实践教学,充分锻炼了学生的单片机应用能力,提高了单片机的知识水平,取得了较好的结果。

参考文献

[1]王东.单片机原理及应用教学改革初探[J].安顺学院学报,2008(3):95-96.

[2]曾智星.关于单片机虚拟教学课开发的控索[J].黑龙江科技信息,2006:148.

[3]郑德龙.仿真教学在“单片机原理及应用”课程中的应用[J].武汉电力职业技术学院学报,2007(3):40-42.

单片机课程设计总结范文第8篇

关键词:单片机 实操 Proteus 仿真 课程设计 C语言 改革

一、问题的提出

单片机作为电气专业高技层次的专业主干课程,对全面培养在校生的专业能力起着十分重要的作用。但现行的适用教材几乎都是一样的组织架构,即按硬件结构―指令系统―汇编语言程序―接口技术的顺序展开教学。教师如果按照教材内容展开教学,往往只能介绍基本硬件结构、指令系统和汇编语言程序设计等内容,最后再草草编一个“流水灯”就结束课程。这种形式的教学,势必难以取得令人满意的教学效果。作为非计算机专业的技校生,他们缺乏基本的计算机基础知识,往往坚持听讲几次课后,就会因为听不懂而放弃课程学习,转为睡觉、玩手机。哪怕坚持到最后的那部分学生,课程结束后,还在困惑:到底什么是单片机?它有什么用途?我能用它做什么?

笔者在几年的单片机课程教学反思后,认为该课程必须改革,经过几个学期的尝试、实践,逐步形成了基于Proteus仿真与实操的单片机教学改革思路,并在高技班试点。

二、改革思路与实践

1.以实操为主,仿真为辅

技校学生引以为傲的是具备过硬的实操技能,而非扎实的理论知识。技校必须注重对学生实操技能的培养,一方面动手做比听讲“更有意思”,另一方面实操也是学习单片机的捷径。在实际操作中,有两种方法,一是使用现成的学习板,二是使用万能板进行焊接电路板。考虑到学生在先修课程和实训中,已掌握了一定的焊接技能,因此笔者认为,使用万能板让学生自己进行焊接电路,学习一个模块,焊接一个相应电路,并实际操作、验证,能帮助学生理解并掌握单片机系统的设计,并能从“电子技术”课程平稳过渡到“单片机”课程。

在每个模块教学过程中,教师充分利用当前十分流行的单片机仿真软件Proteus开展仿真教学。利用Proteus软件,可以虚拟真实的设计过程(软件名称:From Concept To Completion),完成从基本的原理图绘制―程序设计―仿真调试等全过程。通过软件仿真,可以产生直观的现象,学生可以获取直观的认识,并逐步熟悉单片机系统的设计流程。

2.以C语言作为编程语言

单片机程序设计语言有机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言计算机能直接识别和使用,但对人类而言,则难以理解,因为它全为0、1代码。汇编语言能够直接对底层寄存器进行操作,对深刻认识和学习单片机原理很有帮助,但其实质上是机器语言的“符号化”,依然显得“深不可测”。以此编写简单的小程序还行,若是进行项目设计,会使很多学生头疼,且开发周期长,维护困难。因此,采用高级语言进行单片机开发,自然成为大多数单片机工程师的首选。

C语言是一种结构化语言,按模块化组织程序,具备丰富的运算符和数据类型,可以直接访问内存地址,进行位(bit)操作,实现对硬件的编程操作,既有高级语言的功能,也有低级语言的优势。采用C语言进行程序设计,用户只要大致了解单片机的基本结构、相关部件的结构和特殊功能寄存器即可进行开发,用户如果有需要还可以通过反汇编等手段学习汇编语言,因此C语言获得了广泛的使用。

本着学以致用的原则,笔者坚定认为技工院校的单片机课程必须采用C语言,而非汇编语言。实践证明,由于C语言的简单、易学,学生虽然没学过《C语言程序设计》,但结合项目的案例讲解分析,不断总结,大多数学生均能较好地掌握C语言的基本内容,并进行单片机程序设计。

3.以模块化整合教学内容

传统的单片机教材脱离实际操作,侧重对单片机内部结构的讲解,未能突出实际应用。而且教材中有不少内容,陈旧过时、技术上还沿用几十年前的思路。因此,笔者大胆对教材进行改革,结合学生理解、接收实际,整合出以下单片机教学模块(见表1)。

通过上述模块的学习,大多数学生可以掌握单片机的基本操作、简单的程序设计,并能够形成单片机系统的认识,熟悉单片机系统开发的基本流程。如此,单片机教学目标也就实现了。

4.以课程设计全方位考核

通过各个模块的学习,学生理解并掌握了单片机的基本知识和操作技能,可以自行搭建最小系统,诸如发光二极管、按键灯的简单外设。但这只是相对独立的各个模块,无法真正形成应用系统。因此,在教学安排上,笔者建议安排1~2周时间开展微机控制课程设计。这也是对教师、学生综合、全方位技能的考验。

在设计课程设计题目时,笔者充分考虑到学生的实际情况,力求避免过于复杂、难度大的题目,而偏向于总体难度不大,但具备一定综合性的题目。以笔者的实际经验看,经过1~2周的设计、调试,当学生完成相关任务形成“作品”后,大多数学生的表现是自豪的。下面是笔者给出的几个课程设计题目,每个课题给出相应的控制要求、设计指导,学生可根据自身的学习情况,自行选择设计课题(见表2)。

三、小结

技工院校以“技”立身。笔者结合教学经验、项目经验、技校学生特点,提出一种单片机教学改革思路,并积极探索实践。通过教学实践表明,这种教学改革是可行的,能很好地提升学生的学习积极性、培养学生动手能力、资料检索能力和一定的分析问题、解决问题的能力。

参考文献:

[1]徐爱钧.单片机原理实用教程――基于Proteus虚拟仿真[M].北京:电子工业出版社,2011.

[2]凌明.嵌入式系统高级C语言编程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011.

单片机课程设计总结范文第9篇

[关键词]单片机实践教学课程改革

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2014)06-0068-02

前言

为了有效提高学生的应用开发能力、实践动手能力、设计创新能力、就业创业能力,对实践教学进行全面改革迫在眉睫。烟台大学文经学院从2010年开始对单片机课程的实践教学进行改革,在提高学生动手能力,提高学生的综合素质和专业创新能力等方面已经初见成效。

一、单片机教学的现状

受传统教学观念和教学模式的影响,大多数高校的单片机教学都是采用课堂的纯理论教学和验证性实验教学相结合的方法。课堂教学以知识的灌输为主。实验内容多是验证理论,缺乏与生产实际、生活实际的联系,学生只需照搬教师的讲解就可完成。

此外,受“应试教育”思想的影响,教师普遍重视理论教学,将实践教学看成理论教学的补充,对实验、实习实训重视不够。另外,实践教学既需要场地,又需要设备,投资太多,设备维护起来比较麻烦,尤其对于电子行业,淘汰更新的速度很快,所以多数学校的投资跟不上,教师的配套培训跟不上,对学生实践能力的训练程度可想而知。很多学校的实验、实习、课程设计完全是走过场,以参观的形式完成,学生以草草数言写一篇论文了事。这样的实践训练对学生来说意义不大,无任何创新性、实践性可言。

二、实践教学改革措施

(一) 调整开课时间

目前,大多高校将单片机课程安排在第五学期时开设,之前安排有数字电路、模拟电路、高级语言程序设计等基础课程,之后安排嵌入式系统、数字信号处理等课程。我们认为,该课程的教学时间应该提前到第四学期比较合适。第一学期开设高级语言程序设计课程,打好软件基础。模拟电路、数字电路课程分别在第二学期和第三学期开设,作为工科的硬件基础课。

单片机的实践性就决定了它是学科竞赛的主角。与单片机课程密切相关的是“大学生电子设计竞赛”,国赛和省赛交替在每年9月份举办。该竞赛能够磨炼、检验学生单片机学习、实践水平。将单片机课程安排在第四学期,三年级的电子爱好者就能有机会、有能力参加竞赛,并在准备竞赛的过程中得到进一步锻炼。

此外,如果学生想毕业后在电子设计方面有所发展,还有两年的在校时间学习和研究,做一些项目,为踏上工作岗位做好准备、找工作的时候就可以目标明确,并且有一定工作经验。

(二) 仿真和实践相结合

高校单片机教学中使用最多的软件是Proteus,该软件是目前世界上最先进、最完整的单片机系统设计与仿真平台。它真正实现了在计算机上完成从原理图设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB完整的电子设计、研发过程。将Proteus应用于课堂,引入实例很方便,有利于采用项目驱动法开展教学。课堂上引导学生构思如何设计电路,如何写程序,并且能够看得到设计的结果,通过案例进一步学习理论知识,概念就相对比较容易理解。整个教学过程中,教师已经成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。

实验要在实验箱上完成,选取的多数是验证性题目,目的是使学生掌握课堂上学习过的知识点。硬件电路已经基本搭好,学生只需根据题目要求选取不同器件的引脚后连线,并且编写部分核心程序。毕竟初学者在知识不能融会贯通之前,编写稍微复杂的程序还是比较困难的,所以将一个完整的程序扔给学生来编,难度较大,容易挫伤学生的学习积极性。我们采用了循序渐进的方法。一共16学时的实验,布置8个题目。初期的三个实验通常给出程序的大体框架,在框架中给出要编写的语句注释,让学生用填空的方法补充完整程序。借此可以了解程序的架构、如何编程、如何下载程序等基础内容,并对C语言的知识进一步回顾。之后的三个实验只给出程序结构,核心程序段让学生自己设计。最后的两个实验只需向学生交代清楚要做什么即可。

仿真的方法比较灵活,不必局限于实验箱的设计,项目可实现的范围比较广,可以在课堂上引导学生思考时使用,也可以在课后练习中使用,省去了硬件的开销,缓解了实验室硬件资源的不足;实物实验真实,更加锻炼动手能力,二者结合应用于课程,可以互相弥补,合理配合。能够培养学生的独立设计、创新能力,使用项目驱动法将枯燥的知识融入项目,更加容易理解。

(三)课程设计严格考核

课程设计是单片机课程中最能锻炼综合能力、动手能力的一个环节。应尽量以学生自发设计为中心,教师从旁辅助、引导,严格要求,不能敷衍了事。实验课中的内容多数是验证性的,而课程设计才是最能真正发挥自己思想的。我们的课程设计分为如下几个步骤:公布设计题目、3人一组自由搭配和选题、查资料、设计、验收、答辩、总结、评分。

首先,命题的好坏将直接决定学生在设计中收获的大小。命题时尽量留有一定的余地,只需提出大概要求即可,更多地留给学生自己发挥设计。例如设计16*16点阵的LED显示,这个题目主要可以考查学生以下两个知识点:点阵字模的生成原理和方法,点阵LED显示的原理和驱动的方法等。至于显示什么、显示多少、如何显示这些全部交给学生去发挥即可。点阵显示在多数单片机课本里都没有涉及到,但是属于常用而且不难的模块,学生入手做一个汉字的显示还是比较容易的,实现这个功能后再加以发挥,学生通常会比较有信心进行下去,从而扩展稍微复杂的功能。题目的基础要求一定不能太高,毕竟没有经过专门训练的学生要单独完成一个题目还是比较难的,要让学生有信心、有兴趣去做就必须设计一些踮起脚尖够得着的题目,出来部分结果后再发挥想象,加以扩展,也是对学生创新能力的训练。

设计验收必须严格要求,防止有些同学不努力、抄袭。学习本来就应该是个艰苦的过程,但是很多学生会避重就轻,选择蒙混过关,这是对自己的不负责任,而这些同学的状态也会影响到其他同学,所以验收的时候不仅要看结果、还要听学生讲原理、讲程序,并且根据学生的程序提出一些有漏洞的地方或者假设情景让学生回答或进一步优化,这才能看得出来学生对题目理解的是否深刻。

分数的评定要综合考虑这些方面:题目的难度级别、出勤、基本要求完成情况、扩展功能得分、答辩成绩等。其中每个方面占总分的比例分别为20%、15%、30%、30%、5%。根据难度给出基础分数,鼓励能力较强的学生做稍微复杂、有创新性的题目。通过答辩可以锻炼学生的表达能力,答辩者向全班同学介绍题目的进展和中间遇到的问题,互相探讨和学习,激励大家都做得更好。

整个设计过程中,教师不妨“懒”一点,指导要适度。课程设计要求24学时,我们分6天完成,每天只要在实验室做半天即可,剩下的半天就让学生自己去查资料,锻炼学生查找文献的能力。因为有后面严格的验收和答辩,所以学生会有紧迫感,从而主动去查找资料,争分夺秒地完成设计题目。这个对于单片机的学习也是重要的一环。毕竟我们只是学习51系列单片机的基本部件,有太多的功能都涉及不到,学生如果从事单片机开发,就必须去进一步学习,新技术层出不穷,学会查资料才能进一步学习。

学生的应用开发能力的提高不仅是教出来的,更主要的是练出来的,在实践中悟出来的。

三、总结

单片机实践教学改革已经进行了3年的时间,上述方法的使用初见成效。学院电子设计竞赛的参赛人数逐年增多,获奖人数也不断增加,在山东省独立学院中处于绝对领先地位。学生在对该课程的总结中都反映实践教学的效果非常好,学生感兴趣,有挑战性,收获很大,学的内容比课堂理论学习更加丰富。

当然,教学方法的改进不能一蹴而就,需要时间,更需要坚持不懈的努力。学生完成设计时的喜悦、找到工作时的兴奋都是我们不断前进的动力,虽然改革的成效已经摆在面前,但是还有很多的瑕疵需要进一步完善,我们将不断向兄弟院校学习,不断学习先进的科技,了解技术的进步,从而提高教师的实践能力,进一步提高学生的实践能力。

[参考文献]

[1]周向红,李建军.单片机实践教学的探讨与研究[J].实验技术与管理,2007,(7).

单片机课程设计总结范文第10篇

【单片机课程设计心得体会一】

这次这个单片机的课程设计我们完成的不太理想,我们小组两个人都是交流生,并且不是在物理学院学习,同时选课时没有认真全面的了解这门课程的安排导致没有选上和课程配套的实验课,一个学期也就没有做过一次实验,在后来的制作过程中遇到了很多困难,所以这次这个课程设计的作品完全是在没有任何单片机制作经验甚至是没有做过任何相关电路的基础上开始的。选题的时候其实只上了几个星期的课,对单片机能做什么或者说以我们的水平能让单片机做什么根本没有一个清晰的认识,很担心自己的选题最后做不出来,所以当时选题时的原则是尽量的简单可行,因为毕竟我们没有实验课,一学期下来必定会比物理系的同学在具体的实验方面落后不少,同时平时我们都在南新校区,与老师和同学的交流都很困难,在后来的具体制作过程中遇到什么困难几乎不可能跑到实验室去向老师请教,同时现在社会上都在大力提倡节能,于是我们打算从这点出发在我们的身边发现问题,当时我们听周围的同学说起济南的夏天白天相当的炎热,可是晚上退凉很快特别是深夜的时候温度其实已经不高了,但是同学们一般晚上睡觉都比较早,都会叫风扇一直开着最大档,可是到了深夜后已经没有必要这么强的风速了,这样一夜下来将会浪费很多电能,同时还容易把同学们吹感冒。于是我们想能不能做一个单片机系统来解决这个问题,基于以上原因我们确定了这个方案,在最初的计划中我们还准备加入对风扇转向的控制,使之能实现人体追踪功能,不过在后来的具体设计中发现现在风扇的风扇转向控制基本都是纯机械装置,要用单片机控制比较的困难,而电子控制装置一般都出现在高端的风扇之中且价格比较昂贵,而且机械部分方面我们也无法解决。所以最后决定放弃对转向的控制,等以后对机械方面的只是有所学习之后再做。

通过这次的课程设计作品的制作让我对单片机的理论有了更加深入的了解,同时在具体的制作过程中我们发现现在书本上的知识与实际的应用存在着不小的差距,书本上的知识很多都是理想化后的结论,忽略了很多实际的因素,或者涉及的不全面,可在实际的应用时这些是不能被忽略的,我们不得不考虑这方的问题,这让我们无法根据书上的理论就轻易得到预想中的结果,有时结果甚至很差别很大。通过这次实践使我更深刻的体会到了理论联系实际的重要性,我们在今后的学习工作中会更加的注重实际,避免称为只会纸上谈兵的赵括。

课程设计贡献排序:这次课程设计从最初的规划到后来的理论设计到最后的具体制作都是我们两共同完成的,实在无法区分贡献排序。各取50%吧。

课程改革建议:我们强烈建议将这门课程的理论学习和实验部分合并成一门,以避免想我们这种情况的再次发生。

【单片机课程设计心得体会二】

作为一名自动化专业的大学生,我觉得做单片机课程设计是十分有意义的,而且是十分必要的。在已度过的大学时间里,我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识,如何去锻炼我们的实践能力?如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢?我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。

在做本次课程设计的过程中,我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善,查阅这方面的设计资料是十分必要的,同时也是必不可少的。我们是在做单片机课程设计,但我们不是艺术家,他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔,而我们一切都要有据可依,有理可寻,不切实际的构想永远只能是构想,永远无法升级为设计。

接下来的4月,我意外的接到系学生工作处主管陈老师来电,说我系承办了院校园文化艺术节的南方擂台知识抢答竞赛,而学校又没有抢答器,要我组织几个学生做一个抢答器。我当时想,那好啊,做抢答器不难。以前有用与非门做过,于是我便爽快的答应了陈老师,并保证没有问题,保质保量完成。当是可能是我想得太简单了,抢答器不就八个按键一个数码管显示不就完了么,把最先抢到的组别显示出来。可是到主任给我们提要求的时候才发现抢答器要实现我功能远不只这么多,倒计时、蜂鸣提示、范规报警、电子计分器,这些我都没有考虑进来。主任也说了,这是一次院级的比赛,电子系做的东西要拿的出手,要做就做点样子出来。我想也好,虽有点难度,但符合我喜欢挑战难度的性格。我说行!这个活我做了!

接到任务开始布属,我把计分电路分了出去由其它几个同学做,我专攻抢答部分。由于没有独立设计电路的经验,刚开始得一步步慢慢深入,正好我会PROTEUS。软硬件的调度都靠它完成,这样可以省很多的时间。做抢答器,我们花了一个月的时间,没日没夜的调试程序(当时单片机课程还没学到定时器中断,还得一边自学。)做PCB板,采购元器件,安装,调试,运行。那时,他们的计分电路也做好了,用了16个数码管做显示。我们将计分和抢答电路板及数码管安装在了事先木制的外壳上,进行整体调试。记得那时正赶上五一放假,而五月8号就是比赛了。我们都没有休息,将工作间从实验室搬到了寝室。那段时间虽然辛苦,但很充实,每个人收获都特别大。

为了让自己的编程水平能进一步提高,我将自己编写的程序发到了论坛里与大家共享,并下载网友们的程序进行分析。电子钟程序、液晶密码锁程序、跑马灯程序、大屏幕点阵屏程序、上下位机通信程序等等,这些我都能熟练的掌握。我认为,学编程读别人的程序非常重要,每个人都有不同的思维,相同的任务却有很多不同的方法,在每个程序里都能找到些经典的段子,让人回味。从中可以学到很多的方法,并且有些可以直接的引用。一个出色的程序员在编程时,并不是从零开始,而应该是先找出类似的例子进行分析,参考,看看有没有值得引用和借鉴的地方,加以修改,为自己所用。实践证明,这样做是对的。从当初不知如何着手到现在随手就能写个几百行,短短几个月,我进步还是蛮快的。

做单片机课设那会,我帮助了班上不少的同学,帮他们调试过硬件,修改过程序,并为他们解答了一系列的疑惑。当同学们投来羡慕的目光时,我很自豪,这些都是我努力的结果。当然,努力归努力,方法也很重要。在这里,我总结一下,与大家共勉:

1、基本功要杂实,要有一定的数模电基础。学单片机首先要搞清楚它的基本结构和存储单元的分配。

2、在学单片机的过程中,最好自己动手做一个单片机系统。先找现成的程序,现成的电路图,做成实物,并以这个例子为开端,带着疑问学习,往往更有目的,更主动。

3、有条件的话先个好的开发板,便实验时之用。没开发板,PROTEUS软件仿真也行。

4、多读有代表性的程序,读得多了自然就会学到很多的好方法。可买本单片机子程序集看看,也可网上下载程序分析。

5、多泡泡单片机相关的论坛,与大家多交流交流,单片机完全可以自学的。

我觉得以上几点相当重要,因为它对我帮助很大,算是将我领进了单片机的大门,以至于我学起来不那么吃力,没有感觉到像大家说的那样的难。我看过很多的程序,也调试过很多的程序,每一次收获都不小。我的实验室就是KEIL和PROTEUS。这使我做实验很方便。虽是虚拟的,但调试程序还是可以的,省去了很多的时间提高了效率。最近我在学CX51,因为学单片机掌握C语言是非常重要的,C语言的通用性对学习其它类型的单片机有很大的帮助。今后,我想做嵌入式系统工程师,想学ARM,想搞操作系统。所以我现在必须打好基础,这样才能进步。

我学单片机的一些经历。其实我并不是很厉害,我懂的也只是一点皮毛,只是晓得单片机是怎么回事,能编几个小程序罢了。写这些我只是想记录一下我初学单片机的经历。同时对于那些想开始学习单片机的朋友们,还是可以有一些值得借鉴的地方。希望大家都能学好单片机,那些觉得难的学得吃力的同学要对自己有信心,要多做多练,这样才能培养学习兴趣。只要坚持就能如愿,同志们,加油!

【单片机课程设计心得体会三】

做了两周的课程设计,有很多的心得体会,有关于单片机方面的,更多的是关于人与人之间关系方面的。

我们组一共有三个人,但其他两个人是真的神龙见首不见尾,除了在最后答辩的时候他们一起坐在了我旁边,冠冕堂皇的指着我画了几遍的图说了几嘴,我想可能他们自己都不知道自己在说怎么,虽然有的东西他们也答出来了。我佩服他们的勇气,羡慕他们的运气(我见到的很多做了10天的人最后的成绩都有不如他们的),但是鄙视他们的做法。

所幸的是,我得到了很多同学的帮助。我想没有他们我可能都要放弃了,因为我本人对单片机也并不是很熟悉,学的东西好像它是它,我是我似的,理论联系不了实际。以前的汇编语言没学好,一开始的程序这块儿就要令我抓狂了。后来请教我们班的一个男生,每次跟他一起到试验室调试程序(他们组也只有他一个人动手),看他边做边给我讲解。最后在开发机上做出来的时候,虽然不是我自己写的,但看他那么高兴,我也有一种分享到的成就感。后来我们组就用了他写的程序,他自己又抽空做了些拓展。

接下来就是做硬件方面的焊接工作了。没想到这项看起来不需要多少技术的工作却是非常的劳心劳力。很多次是早上起来带瓶水带些吃的到实训中心,一泡就是一天。我看到有很多人跟我一样,不同的是他们是三三两两,而我大部分时间都是一个人做。在这个时候也有很多人帮助我,或是热心的帮我带饭,或是在我打盹儿的时候帮我做点焊接。大家都鼓励我,即使最后出不来东西,但是一定要坚持把它做完。当我想放弃的时候,我也这么对自己说,即使你做出来的是次品甚至不合格品,但是你一定要拿出来一件成品。

在要验收前,终于做了一件成品出来,不幸的是它真的是一件不合格品。帮我的那个男生做的已经出来了,所以最后应该还是我的焊接方面的问题。有一点灰心,想再重做来不及了,单是检查线路却也查不出来什么问题。那么就准备答辩吧。我对着电路图再看课本,发现以前很多觉得很难记的东西现在记起来容易多了,因为整天都在同它们打交道。51的引脚及其功能,A/D转换器的,驱动器的,所有我用到的我都一再的看书了解,同时请教同学我看书过程当中的疑惑。在这个过程中又发现了以前焊接当中出的一些问题,能改的就改,不能改的,咳,要是时间再多一些,或者我能早点做好,要是不只是我一个人动手算了吧,不要想那些如果,还是准备我自己的,做好我现在能做的吧。

还好,验收还算成功,得了3分,不是很高,但是我觉得对我来说已经很好,代表了我真实的水平,我觉得我对单片机的一些知识在这个动手的过程中真的是从无到有增长的。同时我也尽量不去想别人得了多少分,没有什么不平衡的,有些人付出的是努力,有些人付出的是风险代价,其实这也没有什么不一样,这一点我早就了解。

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