单片机原理与应用范文

单片机原理与应用范文第1篇

【关键词】单片机；教学；改革

当今世界，单片机在工业过程控制、智能仪表、计算机集成控制、人工智能、通信设备的智能化方面应用非常广泛，而且随着电子和计算机技术的发展，以单片机和各种微处理器为核心必然是实现智能化技术的主流方向。同时，《单片机原理与应用》是高职院校电子、电气等相关专业最重要的核心课程之一，是一门实践性、应用性很强的学科，该方向对学生进行毕业设计和就业都起着重要的作用。

《单片机原理与应用》传统教学一般包括理论课和实践课。理论课学生普通反应知识抽象、难学、难懂，学了后面又忘了前面，学生学得吃力，老师教得辛苦。实践课主要采用验证性实验，学生只要连线正确、程序输入无误就能看到结果，这样往往造成学生只关注实验结果，而忽略了思考过程。学生无法从中提高分析问题、思考问题、解决问题能力，甚至到最后还是无法独立设计一个简单的单片机系统，实践动手能力非常差。这样的教学方法不能体现单片机实践性和应用性强的特点，也与社会发展脱轨，因此，《单片机原理与运用》教学改革迫在眉睫。我们总结了以往教学过程中的一些经验和教训，提出以下几点《单片机原理与运用》教学改革的思路和方法。

1.教学内容选取

以培养学生具备从事单片机系统设计岗位能力和相关职业群为目标，增强学生实践动手能力和工程实际运用能力为导向，来选取教学内容。在本课程的开始的时候，介绍单片机的发展现状，例举日常生活中单片机控制的设备，把科研项目或往届毕业设计中的一些应用板带进课堂，通过图片、实物展示使学生对单片机有一定的感性认识，激发他们的学习兴趣和热情。

选取以单片机C语言贯穿各章节，并且是项目化教学形式的教材。C语言可读性、可维护性和可移植性都比汇编语言好，在实际单片机设计中，基本上都采用C语言。项目教学改变了传统教材内容安排强调只是系统性为主的思路；把课程教学内容划分为若干个项目形式来完成，项目又以任务的方式出现，突出体现高职生理论知识“必需、够用”的原则。

多增加日常生活常见案例为项目，每个项目又包括几个任务，通过每个任务的完成过程，使学生学习相应的理论知识。通过常见案例的剖析，引起学生的注意，激发他们的兴趣，每个任务完成后，教师进行知识点得总结，这样学生在实践动手中不知不觉就掌握的理论知识。比如交通灯控制系统，这一项目可以分成单片机控制单灯亮灭、流水灯控制、定时器控制流水灯、带时间显示系统等，其中通过单片机控制单灯亮灭这一任务的设计，学生可以学习单片机结构、I/O口、单片机最小系统等基本知识。通过流水灯控制这一任务，学生可以学习单片机C语言的各种语句等。

2.教学方法使用

我们以项目为教学单元，以任务驱动进行教学。我们的教学是在一体化教室实施，只要在一体化教室中通过仿企业的工作环境进行项目化教学，教学过程才能实现真正的教、学、做融为一体，并充分调用学生学习的主动性和创造性。

每个任务包括任务目标要求、学生知识与能力准备、计划、实施过程、评估。教师先布置任务，说明这个任务要到达的功能及要求。教师可根据教学内容，制作多媒体课件，将理论知识通过多媒体手段以声音、图像、文字等方面表现出来，使枯燥抽象的理论知识变得生动直观，学生更容易理解。也可以通过Flas演示或Proteus仿真软件展示任务的运行结果，使学生对任务要求更加清楚。学生分组后，每个小组进行任务设计的讨论，并确定设计方案。学生任务实施过程中，教师对学生操作过程中存在的问题进行实时点评，实施后，教师对每组的实施结果进行验收和评估，最后总结任务实现过程中碰到的普遍问题、知识运用的难点关键点。这样的教学方法能提高学生分析问题、思考问题、解决问题能力，而且通过每个任务的制作，学生积极性提高、自主学习能力和动手能力增强。

另外，教师可以把多媒体课件、仪器设备电路图、设备的使用方法、任务要求、本课程相关的学习资料等挂在网上，进行资源共享，供学生查阅学习，通过网络来提高学生的学习兴趣。

3.加强实践环节

实践环节是《单片机原理与运用》课程的重要环节，通过实践环节，可以提高学生动手操作能力。我们把实践环节分成基础性实践、开放性实践、综合设计实践三个部分。

基础性实践主要是实现指令练习、基本程序结构编写，或是一些验证理论知识准确性的实验，通过这一环节，学生所学的理论知识得以巩固。开发性实践要求学生具有扎实的理论基础，具有分析问题解决问题的能力，培养学生对常见接口的硬件设计、软件编程及仿真器下载调试的能力。在综合设计实践过程中，教师只提出实验目的和要求，学生要自主确定设计方案，并设计硬件电路图、制作电路PCB图，并在自己做的PCB板上焊接元器件。硬件调试成功后，再把编写好的程序利用仿真器下载到电路板上，进行调试。这样，学生熟悉了单片机系统设计的整个过程，他们的实践动手能力也得到很好的提高。

除了上面三个实践环节外，我们还要鼓励学生参加全国电子设计大赛和大学生创新科技项目，使学生在实践过程中不断的学习新知识，提高设计创新能力。

4.考核方式确定

传统的教学模式中，课程考核是由期末闭卷考核占70%，平时表现占30%组成，这样的考核方式只能一定程度上反应学生理论知识的掌握情况，很难体现学生的分析能力和实践动手能力，也与单片机课程实践性强的特点不相符合。

一个好的考核方法对于学习一门课程至关重要。考核不仅是对教师教学效果的检验和学生水平的测试，同时也是学生学习习惯和学习方法的导向。笔者提出的考核方式包括期末考核30%、项目考核50%、平时表现20%。其中平时表现包括出勤表现、作业完成情况。期末考核是对课程基础知识进行闭卷测试。项目考核是每个项目成绩的平均分，每完成一个项目，教师根据学生的工作态度、完成情况、回答问题情况进行评分。每个项目完成后，学生都能看到自己的成果，这样也调动了学生的学习兴趣和学习热情。这样的课程考核方式不仅包括基础知识掌握程度考核，还包括学生的分析、学习、动手、应用等方面能力的考核，能比较客观的反应学生的学习情况。

5.总结

教学改革实施后，课堂气氛变的更加活跃，学生学习兴趣更加浓厚。实践表明，我们的教学改革方案不仅提高了学生学习积极性、应用能力和动手能力，而且对学生的独立思考和分析问题、解决问题的能力的提高也起到了很好效果。当然，教学改革是一个无止境的过程，我们还要不断更新教学观念，不断的探索和实践，来提高教学质量和效果。

参考文献

[1]莫莉，赵悦等.“单片机原理”课程教改探析[J].教育与教学研究，2010（1）.

[2]张培仁，孙占辉等.基于C语言编程MCS-51单片机及应用[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3]欧阳慧平，王茜等.系统化的“单片机应用技术”课程建设与改革[J].教育与职业，2011（2）.

[4]牛分中，宋风娟.高校单片机课程实践教学的改革与探讨[J].教育与职业，2008（21）.

本文属“台州职业技术学院青年课题”资助（项目编号：2012YB04）。

单片机原理与应用范文第2篇

关键词：单片机；嵌入式系统；检测电路

一、紧紧围绕教学目标修订教学大纲

根据单片机课程的教学目标，本着以学生为本、淡化理论、突出实用、加强实践、力求知识的系统和完整为原则，重新修订了教学大纲。

第一，对教学内容进行了合理的取舍。

第二，重新确定了教学重点内容。既然确定“能够开发简单的开关量”产品并确保理论知识的系统性为本门课程的教学目标，那么理论教学重点就放在开发“开关量控制”所必需具备的基础知识上面，即：单片机的内部结构、指令功能、应用程序的编写、中断系统、定时、计数器等。这些内容融会贯通就必须“精讲多练”，所以我们把删除的知识所占用得课时按照一定比例分配给这些内容的理论课和实验课，突出其重要地位。

二、改革教学方法，提高教学效果

单片机系统有着强烈的现实性，对教学方式不应是单一的固定模式。可以采用：

（一）在课堂上可以将多种教学方式熔融一体，灵活应用

可以采用多媒体、实物教学，从智能控制系统的一个样板实物外型到该电路的原理图，采取部部展开，层层推进，让学生看见实物产生感性认识，联系到原理产生理性认识，由实践上升为理论，又由理论去指导实践，全面向学生传递智能系统中单片机的使用。在课堂的教学中采用讲授式、启发式、讨论式、测验等多种教学方法，根据学生的能力及教学内容的需要灵活使用。在教学中多与学生沟通，了解学生对教材、讲课、实验等的要求，根据教学大纲及时加以调整教学内容及模式，达到教学的目的。

（二）加大学生编程的训练

一是编制有规模的、科学的、实用的学生练习题集与试卷库，定期让学生做书面编程，使得他们对指令的记忆加深，二是加大学生实验室的训练，培养他们的调试程序能力，为学生自主学习创造条件。

（三）推进“学研产”结合

让一部分学生利用各种时间投入到实际的项目工程开发中去，培养学生的工程意识，强化学生的工程训练，使他们了解自动控制系统工程中单片机系统的整个开发过程，保证学生所学的知识与实际社会接轨，让这些学生以点带面促进、带动其他学生的学习兴趣。

三、加强单片机实践教学，培养学生分析问题和解决问题的能力

单片机的实践性较强，对实践教学的改革显得尤为重要。通过改革达到使学生具备科学的思维方式和较强的动手能力，并能运用MCS-51系列芯片进行工程开发和应用的能力。在教学过程中可以用单片机仿真试验系统良好的人机界面，通过单步执行功能让学生在显示窗口上可以看见相关寄存器的变化，并能看到转移位置；碰到中断时程序如何转入中断入口去执行以及中断程序结束后程序如何返回。通过程序分析和观察执行过程，一目了然。

为了使学生具有独立分析、解决工程中遇到的实际问题的能力和独立开发单片机应用系统得能力，我们在理论教学结束后另外可以增加两周集中实训教学环节，以体现出实践教学的重要性。比如：我们在分析单片机应用技能基础上，设计了一个典型系统――单片机温度（压力）检测与监控系统。它由检测系统、信号放大系统、A/D转换器、控制系统及单片机系统等六个部分组成。

具体要求如下：检测系统能把0―100℃的温度转换为0-1V的信号。放大及波形变换电路把信号放大到0―5V的直流信号，经A/D后送入单片机系统，单片机系统对测量信号进行滤波，非线性校准，标度变换，通过人机界面显示出来。报警值可通过人机界面（键盘）设定。单片机系统还能完成对控制量的自动设置。本方案是集电工、模拟电子、数字电子、自动检测、单片机的嵌入式应用于一体的系统，为了提高单片机的应用能力，我们把这个综合项目进行分解，把总的要求分解到各相应课程的实践中完成。如温度检测与监控系统分解为以下几个子项目：1.电源变压器的设计与制作；2.稳压电源的设计与制作；3.放大器与波形变换电路设计与制作；4.非电量（温度）检测设计与制作；5.单片机系统设计与制作。根据各部分之间的接口要求提出相应的指标，把这些项目分配到相应的实训中。例如把电源变压器设计与制作在电工实习中完成；稳压电源、放大器及波形变换电路的设计与制作在电子技术实训时完成；检测系统设计与制作在自动检测实训阶段完成；单片机系统的软、硬件设计在单片机课程设计阶段完成；整个系统的组装及调试在单片机实训阶段完成。通过变压器的制作，学生了解了选用漆包线的方法，学会小型变压器的设计，掌握变压器的绕制工艺。放大器的制作，使学生学会了放大器的设计、制作、调试工艺和电子测量仪器的选择与使用。检测电路的设计，使学生学会了传感器的选择和使用，进一步理解传感器的主要技术对检测结果的影响，学会测量误差的分析方法。单片机系统的设计与制作，使学生能根据工程要求，配置单片机应用系统的硬件电路，完成显示、A/D、键盘、程控等子程序的编写调试，熟练软件编程环境和仿真器、编程器的使用方法。

四、结束语

单片机系统教学应突出教学的自主性、开放性和创新性，有利于新世纪创新人才的培养，符合高校的教育教学规律。在教学过程中，以加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为指导思想、以培养与提高学生的科学实验素质、动手能力和创新能力为目标，建立以学生为主体、教师为主导，以层次化、模块化、全面开放的新的教学模式运作。力争通过单片机系统教学的改革，使学生能理解、掌握实际的单片机应用系统的开发过程，学会掌握及使用新技术的方法，使学生掌握一个实际单片机应用系统的开发模拟过程。

参考文献：

[1]沈德金,陈奥初.MCS51系列单片机接口电路与应用程序实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,1990.

单片机原理与应用范文第3篇

关键词： 《单片机原理及应用》 课程改革 教学实践

《单片机原理及应用》课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程，在通信类专业整个课程体系中，单片机知识处于承上启下的核心地位，一般通信系统和智能仪器仪表的实现都离不开单片机。随着计算机相关技术的快速发展，以单片机为最小系统开发的产品层出不穷，为了适应新世纪对电子信息类人才的培养需要[1]，《单片机原理及应用》课程教学需不断更新。

本课程是一门综合性、实践性很强的课程，通常分为理论教学与实践教学两部分[2]。从理论教学来说，基本以教师课堂讲授为主，由于该课程接口芯片多、内容抽象、编程难度大，对初学者来说入门较难，学生无法深入理解芯片的原理和指令与程序的运行。从实践教学来说，实验内容多为验证性实验，学生只需要观察和分析实验结果，没有充分发挥自主学习能力，教学效果有限。

现依据多年来的教学实践过程，摸索出一套基于“理论讲授、实验练习、课程设计、电子实习”四阶段的教学新模式，现谈谈此模式下的改革措施。

一、改革课程内容

以知识为基础，以能力为核心，构建“基于应用对象的单片机硬件设计及编程”课堂教学新方法，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。打破传统的循序渐进式的教学方法，以典型项目实例分解模块，以各个模块构建知识，前后连贯，层层递进。最后，将前述内容以应用实例进行综合，达到以“应用”为主线连接所学知识内容的目的，加深学生对教学内容的理解和运用。

对教材内容进行选择与结构优化，体现新知识、新技术、新方法，力求“适用、通用、实用、易用”。在突破传统教材框架的方面进行了一些尝试与探索，考虑了教材内容编排的基础性、系统性，引入了反映最新科技发展的知识。内容选材上，选用了STC89C52RC系列单片机作为介绍微处理器的重点，加深对单片机组成与工作原理的理解；在内容上淡化芯片内部组成，从编程所需角度介绍功能，强化其接口连线、应用及总线连接技术，为应用单片机硬件开发奠定基础；从实用的角度着重介绍了串行A/D、TLC2543、SED1330系列大屏幕LCD、全双工单片MODEM、高速并行USB接口芯片与单片机接口电路的设计和使用方法。

编写“单片机应用案例”讲义，将整个单片机工程开发的过程以案例形式进行讲解，从硬件电路的设计到开发工具、环境的使用方法，再到具体的应用案例，同时运用汇编语言和C语言的编程方法，系统培养了学生的单片机产品开发工程应用能力。

二、注重实验环节，培养创新能力

为了建立面向21世纪的通信专业教学新体系[3]，必须重新认识课堂教学与实验教学的关系。我们认为，课堂教学和实验教学是相辅相成的，二者都是学生学习与掌握知识的重要手段，其先后顺序也不是固定的。在课程设置上，我们不求按部就班，而求高效率地向学生传输知识，充分调动学生的积极性和主动性，变被动学习为主动学习。以课程内容中的案例为基础，开发“单片机教学、实验、设计系统板”，将理论知识的讲述和硬件电路的现场调试相结合，使学生对单片机的整个开发有了直观的认识，加强了对理论知识的理解。

实验过程[4]从软件和硬件两方面入手，软件实验通过编写程序，上机调试并运行，提高学生编程的能力；硬件实验能够实现学生设计硬件，编写接口程序，完成控制任务的目的。以单片机实习项目的开发和调试代替理论考试，系统考查学生的应用能力和解决实际问题的能力。

实验内容既要满足基本教学实验的要求，又要为课程设计和实习实训所用，通过这3个环节从基础到简单再到复杂的实践过程，从验证性实验向设计性实验过渡，提高学生独立思考解决问题的能力。

三、教学与科研相结合

要求教师能力双向发展。《单片机原理及应用》是一门面向实际应用的课程，要突出学生的工程应用能力。因此，要求教师尽可能做到双向发展，充实理论知识、发展教学能力；多动手实践，提高工程应用能力。

鼓励学生参与电子竞赛。通过这个创新性平台，使学生灵活运用所学知识，并了解设计开发项目的过程，为以后的学习和工作奠定良好基础。

鼓励学生参与科研[5]。在培养学生基本技能的基础上，鼓励学生参与老师的科研项目，在承担力所能及的工作的基础上，积极尝试难度更大的工作，锻炼学生的学习能力和解决问题的能力。

参考文献：

[1]谢斌，沈慧芳，李民生.电子信息工程专业应用型人才培养的几点思考[J].科技广场，2011（7）：254-256.

[2]艾德才.大学计算机硬件教学内容改革势在必行[J].计算机教育，2005（3）.

[3]樊杨祖.高职通信服务类专业定位及建设路径探究[J].职业与教育，2009，5：120-121.

[4]邹逢兴.创新教学是提升教学质量的永恒动力[J].中国高等教育，2004（22）：34-36.

[5]施卫东.《微机原理》课程的改革与实践[J].武汉商业服务学院学报，2007（21）：62-64.

单片机原理与应用范文第4篇

关键词：教学改革；实验教学；实践教学

【中国分类法】：G420

0引言

传统的单片机教学采取先基础后应用的模式，即先讲授单片机的硬件结构，再讲指令、编程、系统扩展和各种器件的应用，最后讲一些实例，按照这种教学结构，往往使学员感觉枯燥无味，学习兴趣不浓，有的学员甚者认为单片机用处不大，体会不到单片机在实际应用中的重要作用。怎样才能激发学员对单片机课程的兴趣和积极性呢？我认为单片机理论知识教学中应紧密联系实际，使抽象知识形象化，同时在教学手段上也要进行改革，如在实践教学中采用在实验室上课的方式，通过课程设计和毕业设计的教学实施来提高学员对单片机的应用能力。

1 教学方法的改进

在课堂教学中，利用多媒体作为教学的辅助手段，与传统的教学手段相结合。对于需了解的内容，采用多媒体教学可以提供更多的教学内容，对于需要理解和掌握的内容，则采用传统教学和多媒体教学相结合的方式。因多媒体教学只能在形象上方便学员的认识与理解，不能代替课堂上理论和概念上的训练过程，所以教学中采用两种方法相结合的教学方式，通过发挥其各自的优势，是提高教学质量的好方法。

在理论知识教学中紧密联系实际，使抽象知识形象化。如可以这样介绍单片机中的“堆栈”：如在仓库里存放货物时，最先存放进去的货物总是最后才能取出，反之最后存进去的货物总是最先取出，这种存取货物的规则就是“先进后出，后进先出”，在单片机中把这种存放数据的操作为“堆栈”。为什么要这样存放数据呢？当存放一批数据时，通过堆栈定义可知用户只需知道第一个数据的地址单元即可，简化了数据存放操作。那么堆栈位于单片中的哪个区域？在单片机中采取用户根据需要自己确定堆栈区域，即通过设定堆栈指针sp的值来实现，如sp的值等于66H，即堆栈指针指向66H单元？在51单片机中，sp所指位置并非就是数据存放位置，而是数据存放的前一个位置，如指针指向66H单元，那么第一数据的位置是67H单元，而不是66H单元，为什么会这样？教员可在讲堆栈命令时再详细的将其原因。介绍单片机理论知识时引入生活中的实例，可使学员把难想象、难理解的内容变得易于理解。

2 在实验室现场教学

实验课是强化锻炼学员实际动手能力的重要手段，可巩固对理论知识的理解，让学员在实验中体会到单片机应用的重要性。如在讲解单片机的结构和应用时，可选择在实验室讲课，通过单片机实物和各种实际单片机系统，加深学员对单片机的内部结构、外部结构及其应用的感性认识；讲解繁多的指令时，可以利用多媒体讲述指令及相关的编程技巧，让学员熟悉指令的功能与基本用法；指令的执行情况和执行结果不好理解，到实验室可以熟悉编程软件，另一方面可以初步了解指令的运行方式且能够对自己编写的程序进行初步验证；可以激发学员的兴趣、增强感性认识、开阔学员的想象力，有利于对知识的理解。在实验教学中，教员的指导作用主要体现在工作方法和思维方法的引导上，通过实验使学员对单片机有较为深入的认识，让学员充分体会到单片机应用领域是十分广阔的，拓宽学员视野。

实验室现场教学法可以弥补多媒体教学的不足，两种方法相互结合，发挥各自的优势，能最大的提高教学效果。

3 增大实践教学环节

学员在教员的指导下进行课程设计，通过学员独立完成课题达到对学员的综合性训练。在设计中既涉及到许多设计原理与方法，还涉及到许多实际知识与技能，在设计中可以使学员对所学的内容的掌握逐层递进、逐渐深入，最终达到融会贯通，有利于培养学员运用课程中所学的理论知识独立分析、解决实际问题的能力。

在课程设计中，教员的指导作用也是主要体现在工作方法和思维方法的引导上，应以学员为主体，充分发挥其自主性和创造性，达到培养学员创新能力的目的。

4 结语

在教学中把一些典型的例子引入课堂，使学员更容易理解所学的知识，增强学员的学习兴趣，促进学员学习的自觉性和主动性，使学员能够感受到主体地位，就能更好的发挥学员的主观能动性并激发他们强烈的求知欲；此外加强实践环节的教学，比如实验、课程设计和毕业设计，这种将灵活的授课方式融于教学之中，有利于培养学员发现问题、分析问题和解决问题的能力和独立思考能力。

参考文献：

[1] 王维荣，王艳新．实验教学要向以学生为中心转变[J]．实验室研究与探索，2004，23（11）：54-55．

单片机原理与应用范文第5篇

关键词：单片机原理与应用 虚拟现实 Flex

与传统教学系统不同，建立在虚拟现实技术基础之上的教学系统通过刺激多种感官，使人沉浸于其中，同时与这个逼真的环境进行交互，从而达到快速学习、真实体验生活经验和提高能力的目的。通过网络技术、虚拟现实技术来实现教学，可以对单片机的硬件电路原理进行直观的演示和讲解。采用基于 Flex 的虚拟现实技术开发的教学系统，不但界面美观，用户交互体验感强，而且提高了学生的动手实践能力和教学质量。

一、《单片机原理与应用》虚拟教学系统设计

1、系统框架和功能模块设计

虚拟教学系统采用三层 B/S 结构，开发技术采用.NET，MXML+ Action Script，JavaScript 技术等，数据库采用 SQL Server2000，其中第一层为客户端层，该层主要表现为系统界面，在 Web 浏览器上外挂 Flay Player 播放器，该层用来实现用户与整个系统的交互，在该层中，部分页面可以采用 Flex 技术来建构RIA 应用程序，给用户以丰富的人机交互体验；第二层为业务层，该层主要负责整个系统的逻辑业务，以此来完成客户端层与信息资源层之间的数据交互；第三层为信息资源层，提供平台所需的场景信息与数据信息，这一层实现信息资源的集中统一管理，该层主要包括师生信息库、模型库、课件库、试题库等。系统功能模块主要包括管理模块、教学资源库模块、教学模块以及协作学习模块。

2、系统界面设计

界面设计主要包括界面布局、字体、页面色彩等环节。其设计原则在遵循艺术美的前提下更加注重个性化，强调教学系统所要表达的主题，淡化非主流信息对学习者的干扰。对于虚拟教学系统的界面而言，选用蓝色为主体背景色，并通过调整色彩的透明度和饱和度来产生文字和图标的色彩，对需要交互对象的按钮等工具采用三维立体的形状来凸显出虚拟系统的多感知性。采用 Flex 技术来优化网站界面有着很大的优势，它通过提供丰富的组件来增强网站界面的表现力，使得界面更为友好。可以采用图表控件，创建丰富的图表，达到数据可视化效果。同时，Flex 还提供了大量的用户交互组件，对于知识体系的呈现，利用【Combo Box】组件对所有知识点以列表的形式展现并与用户进行交互。

3、导航策略设计

虚拟教学系统的信息量巨大，内部信息之间的关系复杂，在学习过程中，学习者由于缺乏专业教师的指引，迷航现象时有发生，所以应当提供导航策略设计，引导学生进行有效学习，以提高学习效率。目前比较多的导航方式有检索导航、导航图导航、菜单导航、书签导航、提示导航、演示导航、触摸区导航等。

4、交互策略设计

交互性主要包含人机交互以及人与人的交互。所谓的人机交互，是指人与计算机之间使用某种对话手段，以一定的交互方式，为完成确定任务而进行的人机之间信息交流的过程，这种类型的交互是虚拟现实技术的一个重要特征，也是虚拟现实技术应用于虚拟教学系统中的一个主要优势，系统中的虚拟现实场景能否实现自然流畅的人机交互，将直接关系到系统设计的成败。从技术特点来看，基于 Flex 的虚拟现实技术为交互性提供了很多的交互机制，如视点、导航、事件的发送与接收等。主要体现在：视点是用户在人机交互的过程中通过改变摄像机的位置来改变观察点，从而在不同的位置场景显现出不同的形态及具有空间感的三维效果；导航是用户在虚拟场景中漫游的信息指示，通过导航，用户可以在虚拟环境中移动或检查某个对象；基于 Flex 的虚拟现实技术主要是采用 Action Script 脚本语言对虚拟环境中的对象产生作用，通过编程控制来发送及接收对象。

二、《单片机原理与应用》虚拟教学系统中应用实现

1、虚拟实验室构建

在 Flex Builder 3 开发环境中，借助 Papervision3D开源的 3D 引擎，建立一个 Sphere 形体，然后对形体进行贴图，最后固定 Camera 的坐标，通过舞台上鼠标移动的距离来控制 Camera 旋转的角度，从而实现 360°全方位的展示。

2、单片机及相关硬件的三维虚拟模型展示

Papervision3D 中也自带一些基本的形体（球体、立方体、平面、圆锥等），但无图形界面，不能像专业的建模工具那样通过点击、拖拽等操作来创建几何体，要实现一些复杂的模型，就需要借助 3DS MAX、MAYA 等工具。在 3DS MAX 中可以通过 Polygon多边形建模、特殊建模、修改建模、Patch 面片建模、NURBS 建模等方式来建构出虚拟场景及仪器模型，然后通过材质为模型表面加入色彩、光泽和纹理等来达到与真实事物相似的特性。建模的过程中，在不影响模型整体效果的情况下尽量减少多边形的个数以达到减小输出文件的体积。

3、MXML+ Action Script 编程控制

MXML 是一种描述 Flex 应用程序界面的 XML 语言，它通过一组标签集来定义用户界面，同时提供一些不可见类库的调用，在开发虚拟实验时，可以在 Flex 工程文件中利用 MXML 语言来设计界面元素，优化界面美观，增强人机交互体验。Action Script是一种面向对象的脚本语言，在 Flex 中，用户可以采用< m x:Script> 的标签来嵌入 Action Script 代码，也可以从独立的外部文件来导入相关代码。在开发虚拟实验的过程中，Papervision3D 作为外部的类库导入到 Flex Builder 开发工具中，放置在 Flex工程文件目录下 src 文件中来进行调用。

三、总结

作为虚拟现实技术之一的桌面虚拟现实技术具有开发成本低、不需要昂贵的虚拟现实设备、只需在客户端安装相应插件即可，应用价值较高，更适合应用于教学之中。同时，虚拟协同工作、仪器的远程虚拟仿真操作技术等方面有待更深入的探索与创新，这些也将是作者进一步研究的方向。

参考文献

[1]黄怀荣．信息技术与教育[M].北京：北京师范大学出版社，2002：131,105-106

[2]张琳琳．基于 Web3D 的虚拟物理实验研究[D] ．长春：东北师范大学，2008

[3]恽如伟.虚拟现实的教学应用及简易虚拟学习环境设计[D].南京：南京师范大学，2005 年 4 月

[5]何建．关于 Web3D 在学科教学中的应用研究[D].成都：四川师范大学，2005

单片机原理与应用范文第6篇

关键词：单片机类课程 实践教学 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0127-01

随着人民生活水平的提高和相关技术的发展，单片机技术在工业控制领域和消费电子领域等方面得到了广泛的应用。作为高校相关学科的专业基础课，“单片机原理应用”课程也得到了越来越多的重视，本课程的理论性和实践性都很强[1-2]。要使学生真正学好本课程，不仅要让学生深刻理解单片机的相关理论知识，重点在于要让学生学会怎么用好单片机，因此在高校的教学中，必须做到理论教学与实践教学并重，通过实践教学带动和促进理论教学，不断提高学生的动手能力和创新能力[3]。

1 当前实践教学现状

当前的实践教学中存在的问题可以从以下三方面分析。

1.1 试验课时和试验设备不足

以我校电气工程及其自动化专业本科生的培养方案为例，单片机原理与应用理论教学共76课时，其中含有60个理论学时和16个实验学时，另外设有一周单片机原理与应用课程设计。从学时分配上，实验课时占总课时的21.05%，比例偏低。为了在有限的实验学时内完成教学任务，试验指导教师只能安排一些基础性或验证性实验，学生缺乏足够的锻炼，达不到实验教学的最终目的。另外，受实验室中设备数量限制，实践教学中出现“抱大腿”现象，即一部分同学认真做，一部分同学玩的现象。

1.2 实践教学内容缺乏创新性

传统的单片机实验教学内容中基础性、验证性内容多，综合性、设计性实验少。课程设计中选题限于试验箱和试验台资源，题目内容很难跟踪当前技术发展的热点。为了达到实物设计的目的，课程设计中题目偏重于实验台（箱）上能进行的实验项目，限于资源，题目难度总体来说偏低，实践教学过程演变成了对实验课内容的简单综合。且选题陈旧，一题多届，多人一题现象普遍，缺乏综合性、新颖性，难以激发学生学习的兴趣，更无法培养学生的创新能力。

1.3 实践教学考核体系

传统的实践教学的成绩考核包含：课程设计报告，设计过程考核和作品设计考核。由于实践教学内容缺乏创新，容易出现投机取巧的现象，使得考核过程流于形式，难以区分学生在实践教学过程中取得的成果，也就调动学生在实践教学过程中的积极性。

2 实践教学改革内容

传统的单片机原理与应用的实践教学无法达到培养学生创新能力和综合应用能力的要求，需要进行改革。针对这些问题，实践教学改革在以下几个方面展开。

2.1 实验室建设

良好的实验室条件是能够开展实践教学的基础条件。在实验室建设中不再选用试验台或试验箱这些昂贵的试验设备，而是以单片机开发板作为实践教学的平台。单片机开发板价格较低，但资源却非常丰富，可以最大程度上满足实践教学的需要。而且可以随着技术的发展不断更新教学资源，甚至部分学生会自行购买。

2.2 项目驱动式实践教学

实践教学中不再由指导教师给定题目，而是由同学们自选题目，指导教师审查题目。项目的设计既要完全包含本课程的知识点和技能要求，还要与实际相联系。所选项目可以源自日常生活中遇到的问题，也可以是自己感兴趣的课题。所选题目由指导教师审查题目难度及可行性，并给出建议后形成一个小项目。这种选题方法可以最大程度上避免选题陈旧等问题。变抽象为具体，激发学生的学习兴趣。

2.3 实践教学组织

试验资源增加后，在组织实施实践教学中，鼓励单人单组，最多两人一组。利用兴趣引导学习，激发学习的主动性，从而可以最大程度上避免“抱大腿”现象。而且因为试验资源不再局限于实验室，可以更充分的利用利用课余时间。在开设课程设计的学期内完成，参加学期末的课程设计答辩。从思想上不再把单片机课程设计当做某一段时间内需要完成的任务。通过长时间的锻炼可以取得更好的实践锻炼效果。

2.4 开发工具多样化

实践教学中坚持开放工具的多样化，不限定使用仿真器调试。实践教学前期可以使用仿真器调试，锻炼学生的编程与调试能力。到实践教学后期，因为大部分程序已经调试完成，此时引导学生脱离仿真器调试程序，锻炼学生的分析问题和解决此类问题的逻辑思维。

2.5 以知识竞赛引领创新

鼓励以实践教学的作品参加部级或者省级电子设计类比赛。参加这类比赛以增强动手能力为主要目的，同时也会保证作品的实用性、新颖性和知识的综合性。激发学生之间的竞争意识，促进实践锻炼的教学效果。

2.6 实践教学的考核体系建设

学期末组织课程设计答辩，根据所选题目难度、任务工作量、完成情况、答辩表现、课程设计报告给出最终实践教学的基本成绩。根据参加各类大赛的获奖情况给出创新成绩，这两个成绩按一定比例确定最终成绩，在我校目前实施的考核体系中，竞赛成绩所占比例为30%。增加的答辩环节，既可以鉴别该同学是否真正完成了相应的实践教学锻炼，避免抄袭现象和“抱大腿”现象，还可以锻炼学生相应的逻辑思维能力。

3 实践教学改革的成效

从2012年开始在电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程三个专业进行实践教学内容及方法的试点改革，约有1000名学生接受了新的实践教学内容和方法。通过实践教学改革，激发了学生学习的主动性与积极性，培养了学生的创新意识和综合运用知识的能力，提高了学生的动手能力。学生参加电子类大赛的人数和获奖人数以及获奖等级逐年提高，2012年，在山东省大学生电子设计大赛中参赛的8只代表队全部获得山东省一等奖，2013年，在全国大学生电子设计大赛中有两个不同的题目获得全国一等奖，还有2个队伍获得全国二等奖，剩下的9只代表队获得了山东省一等奖。这些数据充分说明学生学习的积极性得到了激发，实践动手能力得到了明显的进步。

参考文献

[1] 李洁，李卫兵.《单片机原理及应用》实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2012（4）：92-94.

[2] 肖静，马临.单片机实验教学的改革与探索[J].南昌高专学报，2007（4）：101-105.

单片机原理与应用范文第7篇

【关键词】单片机；类比；实验

1.引言

单片机又称为嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller），它是将CPU、存储器、定时/计数器以及I/O接口等主要部件集成在一块芯片上的微型计算机。随着电子技术的快速发展，嵌入式微控制器的类型越来越多，功能也越来越强，应用的领域也越来越广，几乎涵盖了现代生活的方方面面，包括移动通信、GPS全球定位系统、汽车、金融等领域。社会对嵌入式人才的需求猛增，80%的相关企业都急缺嵌入式开发人才[1]。掌握嵌入式微控制器的应用与开发，显然可以使学生的就业前景一片光明。而单片机是最早的嵌入式微处理器，相对于后来出现的DSP和ARM，一方面它价格低廉、结构简单、开发应用已臻熟，另一方面它提供了研究和开发其它高级微处理器的基本方法，因此各大、专院校均开设了与单片机有关的课程，如单片机原理与应用，单片机C程序设计等。

2.传统的单片机教学模式与弊端

目前，单片机教学课程一般安排在大二下学期，要求同学们具备C语言、电路和数字电路的基本知识。传统的单片机教学，均是以单片机的内部资源为主线，先讲单片机的内部有什么，结构如何，然后是用汇编语言和C51语言实现对单片机内部资源的使用。如果学时允许的话，还要学习单片机系统扩展资源的应用，最后再讲一些综合实例。虽然这种课程安排和学习过程符合人的认知规律，也是大部分课程所采取的教学模式，但是对于这门应用和实践要求很高的课程，这种教学模式存在很大的弊端。具体表现为：

1）教、学主次矛盾颠倒，学生学习缺乏主动性，导致学生的学习状态是“要我学”，而不是“我要学”。学生一方面对专业认识肤浅，找不到专业的核心，另一方面学生对就业压力又认识不足，就业目标不确定，总觉得距离毕业还早。尽管老师苦口婆心的教导同学该课程就是专业的核心，他们仍然无动于衷，仍然拨一拨转一转，不拨不动弹。整体来看学生学习缺乏主动性，而且积极性和热情也都不高。

2）单片机理论知识较为抽象，难于理解[2]，比如总线、寻址和中断等概念。单片机从直观上看就是一个‘黑片子’，而它的内部结构却是相当的复杂，工作过程是在时序的控制下，一步一步完成的。可以说单片机完全像是一个‘黑匣子’，就算是一条简单的设置寄存器的值，其内部的数据传输也相当的复杂。因其工作过程的不可见性，同学们对该课程的学习普遍感到难度较大。

3）学生学习过程中由“学”到“用”的转变较难，更不用说综合应用了。由于课上讲的理论知识不能及时用实验来理解和应用造出了理论知识和实际应用的严重脱节[3]。一部分同学的学习感受是，理论我都懂了，但是一到实验，编程调试时又无从下手，感觉一头雾水。

4）实验学时有限，而且课下又缺乏实践的机会，导致同学失去学习的兴趣。

针对以上问题，作者认为该课程教学模式的改革应该从两方面入手，一是如何改变现阶段教、学主次矛盾颠倒的教学态度问题，二是如何从实际的教学各环节（包括理论、实验以及二者的结合）入手，激发学生的学习兴趣，让同学轻松掌握这一专业技能。下面就从这两个方面具体阐述作者的教改理念。

3.改变单片机教学中的主次矛盾

教学，顾名思义包括两个过程教、学。具体来说，教学活动中包含老师和学生两大主体，包含教和学两类活动。而教学改革的目标是提高教学质量，目的是让同学学到知识，学会学习的方法。显然，从矛盾论来说，在教学活动中，学（学生）是主要矛盾，而教（老师）是次要矛盾，所以要抓住主要矛盾，增加学生压力，激发学生学习兴趣，不是老师要学生去学、逼学生去学，而是让学生感受到压力，体会到不学不行，让同学发自肺腑的说我要学，我想学，我必须学，而且我一定要学好，这就是本文作者提出的第一个教改理念。如何才能做到这样呢？

俗话说，兴趣是最好的老师。不论做什么事，只要是喜欢，你就很有可能做的很好。比如喜欢打篮球的同学，他们会习惯性的、不由自主的主动去玩，而不是依赖老师的督促和监督。如何激发学生的学习兴趣呢？可以从以下几个环节入手：

1）任课老师在课堂上演示自己亲自制作的开发板和部分程序的调试结果，一来可以激发学生的学习兴趣，二来也可以建立老师的威信。比如本文作者制作的开发板名称为FX-51 V1.1，其中F和X分别取自本文作者最后一个拼音Fen和Xiang，也寓意共同分享之意。当然如果是班上的同学有自己的作品拿出来展示，会更有说服力。

2）紧跟时展，给同学提供现有或者未来高科技产品的视频。比如“苹果眼中未来的世界”，“麻省理工大学天才学生的惊世发明”等。从直观的视频中体验科技发展的魅力，五花八门的科技产品必然会吸引同学们的眼球，进而激发学生的学习兴趣，甚至有同学也想创造出以自己名字命名的产品。

有兴趣固然最好，但是就怕学生三分钟热度，一开始热情挺高，可是没过多长时间，就会感觉到枯燥、无味，兴趣就会逐渐变少了，甚至没有了，这时任课老师还要给同学施加必要的压力。

目前，大学生的思想教育工作主要是由辅导员老师完成的，而专业课的教学由各个专业老师分别完成。辅导员老师对专业课的认识不深入，而专业课老师对同学的思想动态又了解甚少，所以会出现思想和行动脱节的现象。现在大学生的忧患意识差，目标茫然，不能把握专业的核心，更不用说掌握专业技能了。而本文作者是有四年辅导员经历的专业课教师，对学生的心理活动较为熟悉，与学生沟通也有一套独特的办法，能够想他们所想，急他们所急。学生最关心的就是我毕业后能找什么样的工作，怎样才能找到一份好工作，怎样才能在社会上立足。任课教师要从学生的这些心理活动入手，告诉他们只有掌握一两门专业技能，找工作时才不犯愁，而且也有资本与用人单位洽谈薪水的问题。而单片机课程就是通信、电子等信息处理类专业的核心课程，掌握了单片机，就相当于掌握了自己的专业未来。然而事实胜于雄辩，列举一些大四毕业生找工作的经历和已经从事单片机开发设计的校友工作的经历，让同学感到现代化生活的竞争压力，让同学领悟到掌握专业技能的必要性。只有掌握了专业技能，社会才给你工作的机会，你才有可能实现自己的梦想。俗话说千里之行，始于足下，空想没有任何的意义，我们只能从最基础的做起，一步一个脚印的创造自己美好的明天。通过这些实例化的教学，不但能够让那些一直找不到目标的同学有了学习的方向，激发了他们的斗志和兴趣，而且最主要是实现了“老师要我学到我要为我自己学”的转变。

4.改善单片机教学的各个环节

学生的思想端正了，那么教学过程中的主要矛盾就解决了，接下来就要解决次要矛盾，也就是如何教，才能使同学更好、更快的掌握单片机这一专业技能。用生动例子作比讲解理论知识，用便携式学习开发板进行实践，实现理论和实践的有机结合，这就是本文作者提出的第二个教改理念.

从辩证法角度讲，理论和实践是相辅相成的，但是理论知识是基础，只有在掌握必要的理论知识的基础上，才能够加以应用，进而进行开发和创新。反过来，实践操作可以加深对理论知识的理解和掌握，进而提出新的理论观点。所以只有很好的把理论和实践进行有效、恰当的结合才能达到事半功倍的效果。这里包含了三方面问题：一是如何把理论知识形象化、简单化以便同学们理解；二是寻找适合教学内容和难度的学习开发板，为同学提供实验、调试的机会；三是如何设置实验让同学们从实验的调试过程中进一步理解理论知识，并进行复杂功能和系统的开发。下面就从这三个方面结合自己的教学实例来具体说明。

1）用生活中鲜活的例子做比，讲解单片机有关的理论知识，加深同学们对理论知识的理解、记忆和掌握。

认识和理解新事物的过程总是枯燥和无味的，但是如果由熟悉的旧事物通过类比或者比喻来认识和理解新事物，就会增加人的认知兴趣和热情，也会使人更加容易接受和理解新事物。单片机的教学也是如此。下面就具体描述一下作者教学过程中的实例。

实例1：将单片机和大家已经很熟悉的电脑作类比，来理解单片机软件和硬件相结合的开发应用模式。电脑中，看地见摸地着的就是硬件，比如机箱、显示器、键盘和鼠标等，而与之对应的是软件，比如office、protel、keil等。有了硬件还要装载相应的软件，电脑才能为我们工作。单片机的开发也是类似的，必须软硬结合才能够实现想要的功能。所以单片机开发和应用必须有硬件设计以及与之对应的软件设计共同完成。

实例2：观察实验结果或者判断结果正确与否，最直观有效的方式就是看，就像电脑的显示器一样，以此来类比单片机的显示系统。单片机就是一个“黑片子”，形状像手指。相对于熟悉的电脑，很明显它没有输入（键盘和鼠标）也没有输出（显示器），所以单片机的系统开发中，至少应该要增加显示系统，以便确定结果的正确性。常见的显示有LED灯，数码管、点阵和液晶显示屏等。

实例3：将单片机比作人，来讲解单片机的引脚和内部结构。在讲单片机的结构时，可以将单片机比作人，其引脚比作人的四肢，而内部的CPU、定时器以及各个特殊功能寄存器等比作人的五脏六腑。单片机工作的时钟脉冲就类似与人的心脏有节奏的跳动。

实例4：用讲课时突然来的电话，来理解单片机的中断，来理解中断函数的触发是由硬件完成的。中断是单片机的特色，关键词是interrupt，同学们一般很难理解中断函数与一般函数的区别，不知什么时候去执行中断函数。在讲解中断时，可以用讲课时的突然来电话来作类比。理解中断的启动是外部触发的，是随机的，是不受主函数（老师）来控制的。将电话模式分别设置为静音、铃声和关机来分别比喻查询模式、中断模式和禁止中断模式。

以上只是课程教学过程中的几个典型例子，自然界的事物存在相似性，只要善于思考，总能发现与单片机理论相似的我们熟悉的事物，通过旧事物学习新理论，既能增加同学们的学习兴趣又可以把问题的难度降低，何乐而不为呢！

2）为了满足实验需求，自制便携式实验开发板。

理论知识固然重要，但是学习的最终目的还是用。对于这门实践要求很强的单片机课程来说，为同学提供充分的实验平台和时间，用实验结果激发学生学习兴趣和热情，做到真正意义上的学以致用才是学习的最终目标。对于课程中的重点知识点，作者主张在初步理解理论知识的基础上，通过简单实用的例子来进一步领悟和应用的学习方法，而不是把知识点反反复复、面面俱到的讲解。这就是所说的授人以渔而不是授人以鱼，其中的道理是显然的。

现在高校的单片机实验平台基本以实验箱和实验台为主，体积较大，价格昂贵，携带不便，而且一般都不允许带出实验室，因此学生课下实践的机会就非常少了[4]。为了配合教学，本文作者研制开发了单片机教学开发板，该开发板既有该课程所要求的基本实验硬件环境，也扩展了很多功能，包括电机、键盘、点阵、液晶显示屏、蜂鸣器、遥控、温度传感器、数字时钟和A/D转换等，以便学有余力的同学进一步开发。

3）设置难度适中，循序渐进的实验内容。

循序渐进的实验内容，就是让学生从易到难，从简单到复杂一步一步的将理论知识用于实验的调试，并通过实验调试来进一步理解理论知识。比如“模拟交通灯的实验”可以按照以下四种难度来完成，第一，用软件实现延时。第二，用定时器查询方式实现延时。第三，用定时器中断方式实现延时。第四，增加外部中断表示救护车的到来。通过设置这样的实验要求可以满足不同层次同学的需求，既能让同学体会到结果正确的喜悦，又能亲身感受调试过程的乐趣。

5.总结

单片机是理论结合实际的应用型课程，是通信电子专业的核心课程，掌握其学习的方法，就相当于掌握了专业，掌握了未来。所以只要师生共同努力，掌握这一专业技能是不困难的。俗话说严师出高徒，只要我们在教学过程中严格要求学生，再配以耐心、细致的学习指导，定能使同学学好该课程，为后续的嵌入式开发系统的学习和应用打下良好的基础。教学是一门艺术，单片机教学更是一项复杂的系统工程，要建立更完善、更合理、更引人入胜的教学体系，还需要更多的努力、更多的学习、更多的探索和更多的创新！

参考文献

[1]李宁，宋薇，库少平.项目化嵌入式教学方法研究[J].单片机与嵌入式系统应用，2010，2：5-7.

[2]廖伟强，郑崇林.单片机与嵌入式开发系统课程的教改与探索[J].大众科技，2013，15（4）：159-160.

[3]杨利亚，潘海燕，郑雨芳，孙凌杰.《单片机原理与应用》教学改革与探索[J].电子世界，2012，11：167-168.

[4]倪晓军，章韵.基于模块化实验系统的单片机教学改革[J].计算机教育，2009，18：136-139.

单片机原理与应用范文第8篇

【关键词】单片机，原理与应用，实践教学

中图分类号：G622文献标识码： A 文章编号：

一.前言

在当今教学环节中，如何充分利用多种单片机开发工具,掌握综合运用单片机的软硬件实用技术,为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用开发,培养具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才,单片机课程教学面临的新挑战。目前国内多数中职或技工学校电子专业的单片机课程存在理论与实践严重脱节的现象,本文针对目前国内单片机原理与应用课程的实践教学法中普遍存在的问题和不足进行深入探讨。

二.单片机原理与应用技术

1.原理

单片机原理与应用课程的特点和教学中存在的问题。结合技工学校人才培养目标，从理论教学和实践教学两方面进行改革探索。提出一种注重理论联系实践，在应用中掌握知识的方法。结果表明改革能提高学生的学习积极性和创新能力。改革经验为提高该课程的教学质量提供了新途径。

2. 单片机应用技术

单片机应用技术课程是电子专业的主干课程,也是多年来公认的“问题课程”,学生普遍感到难学。主要表现在课程内容抽象、逻辑性强、与其他课程的关联度大。教学过程极易陷入难教、难学的境地并形成恶性循环。随着计算机网络与通信技术、集成电路技术和计算机软、硬件软件技术的飞速发展,单片机应用技术的内容与教学手段和方法都发生了很大的变化。如何充分利用多种单片机开发工具,掌握综合运用单片机的软硬件实用技术,为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用开发,培养具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才,是技工学校单片机课程教学面临的新挑战。目前国内多数技工学校单片机课程存在理论与实践严重脱节的现象,本文针对目前国内技工学校电子专业单片机应用技术课程教学中普遍存在的问题和不足进行深入探讨,结合多年的教学经验,提出基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学的新思路,以期为单片机课程教学的改革提供参考。

三.单片机课程特点

单片机原理与应用是一门理论性和实践性都很强的课程，概括起来有四大特点：首先，课程涉及面广，课程综合了程序设计、电子技术、微机原理、自动控制等技术，学生先修的基础课没学好将直接影响本课程的学习；第二，单片机课程概念多，内部结构、工作原理复杂而抽象，容易出现教师难教、学生难学的状况；第三，单片机应用系统电路复杂、各种芯片元器件功能各异，学生若分不清各部分的作用，易造成学习困难；第四，单片机技术实践性强，如果缺乏实践操作经验，学生很难真正理解学习内容，更无法实现知识的灵活应用。 

四.单片机教学中存在的主要问题 

1.教材结构未考虑学生的接受能力。教材内容主要依照单片机硬件结构指令系统汇编语言设计系统扩展接口技术应用系统设计的顺序编写的,注重课程的学科性与系统性,而未考虑学生的认知特点;教学过程也是以单片机的结构为主线,先介绍单片机的硬件结构,接着是指令和软件编程,然后是单片机系统的扩展和器件的应用,最后是应用实例。按此教学结构,单片机课程就演绎为以单片机知识为蓝本的微机原理课程,高职学生理解力和逻辑思维能力较薄弱,对复杂的电路和抽象的指令往往不知所云,学习过程枯燥乏味,学生大多产生厌学情绪。

2.普遍存在理论与实践严重脱节的现象。在教学形式上,单片机课程多以课堂理论教学与少量硬件仿真实验相结合,实验教学也多为验证性实验。先理论后实践教学,或理论与实践教学分阶段交叉进行,造成长期以来单片机教学理论与实践的严重脱节。加之许多学校单片机实践教学资源相对比较匮乏,多以单片机实训平台为主,实践教学环节也仅仅体现在为数不多的几个验证性实验上。许多情况下,学生只是依照老师给出的实验电路进行简单连线,有些同学直接将实验系统中的源程序调出来运行一下就算完成任务了。整个课程结束后,许多学生也未能真正了解清楚单片机应用系统开发的全过程,不会使用仿真软件调试程序的同学也不在少数,甚至连单片机开发工具如硬件仿真器、编程器的用途都不知道,更不用说掌握单片机应用系统设计的一般性方法。

五.单片机原理与应用课程的实践教学法

1.教学做合一。教学过程不是教师的个人表演过程，而是教师完成一个单片机工程的开发全过程，教学过程是做单片机项目的真实过程，有电路分析、有单片机基础分析，有汇编语言（或C语言）语法、语句、算法等分析。并且把所有过程，一步一步呈现给学生，让学生有现场感、真实感，让学生最后看到我们的最终成果——单片机实验电路板上呈现的现象。整个过程是教师开发了一个单片机工程项目，对事说是做、对教师说是教、对学生说是学，此之谓陶行知先生所说“教学做合一”。 

2.尝试教学实践与创新实践的紧密结合

采取部分开放的实践教学模式的试点,在时间、内容、仪器设备、教学形式等方面给学生空间。在学习的过程中,学生在开放实验室中进行了指令学习和巩固。也逐步学会单步、断点、全速运行的调试方法和排除故障能力,并能使用寄存器窗口、存储器窗口等仿真器的功能,分析各种实验现象。在教学实践的基础上,开展形式灵活、面向不同年级学生、连续不间断地创新实践,如组织电子协会进行课外科技创新活动,以多层面学生为对象与专业技术相结合的创新项目活动、组织培训学生海南省中职学生单片机装配与调试技能竞赛等。

3.讲练结合教学法。学生单靠教师在多媒体教室的“教学做合一”的教学过程是根本学不会单片机的，单片机是理论与实践结合的一门学问，必须经过大量的实践活动才能学会单片机，没有经过实际的演练不可能掌握单片机的精髓。我采用一节教学一节机房加实验板的实训方法进行教学安排，让学生把学到的东西马上进行实际练习，使理论与实践结合。今年的单片机教学我又在原来的基础上进行了改革，全部在机房利用实验板进行教学，采用边教学、边练习的方法，让教师的教与学生的学真正做到无缝对接。 

3.项目驱动教学法。在完成基础模块的教学后，学生的单片机学习就进入到另一个阶段，进行综合实训——做实际的工程。前面的教学与实践都是在单片机实验扳上完成的，这对学生来说仍然不真实，不实在，为了使学生能学生出校门就能搞项目，学生在学校必须经历实际工程的锻炼。让学生做电子表、数字温度计、数字电压表等项目。从画原理图、PCB图、制作电路板、硬件连接。软件程序编制、下载、调试与修改等所有过程都亲自参与。学生不再是学习过程的旁观者，而是整个过程的亲历者，让学生体会到创造的快乐，学习就象玩一样。 

六.结束语

单片机自从问世以来,经历了多次更新换代,其应用也从最初的工业控制领域扩展到人们日常生活的各个领域。学习这门课程对于学生将知识综合应用能力转化为工程实践能力,顺利地迈向今后的工作岗位,起着举足轻重地作用。因此,如何在教学过程中确保教学目标的实现,一直是大家所关注的焦点。所以做好单片机原理与应用课程的实践教学法是有着十分重要的意义的。

参考文献：

[1]吴飞青,李林功,丁晓.“单片机原理与应用"课程教学改革探讨[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2010,24(1):96-98 

[2]刘艳昌,张佳．“数字电子技术基础”课程教学改革的研究与实践[J].中国电力教育,2010(21)．

单片机原理与应用范文第9篇

关键词： 《单片机原理与应用》 实验教学改革 创新性实验

《单片机原理与应用》课程是一门理论和实验结合非常紧密、突出动手能力的课程。实验教学是其中一个重要环节，既是联系理论教学的桥梁，又是培养学生实践、创新能力的重要手段[1-3]。但是在实验教学中会出现学生理论与实验脱节、实验课效果不理想、学生实验课积极性不高等问题，因此《单片机原理与应用》课程实验教学改革就成为许多学校非常重视的一项教改课题。

1.《单片机原理与应用》课程实验教学现状分析

1.1课程自身特点

1.1.1跨越性。《单片机原理与应用》课程是一门软硬件相结合、强调实践性和应用性的课程。学习这门课程的学生需要经历从电子技术基础、电路原理、C语言编程等基础知识向以微处理器为核心、通过软件编程来实现系统功能的思想转变过程，这种思想跨越转变过程对初次接触该课程的学生来讲具有一定难度。

1.1.2桥梁性。《单片机原理与应用》课程是后续嵌入式系统课程、DSP课程、EDA课程及毕业设计等的基础，具有课程桥梁的重要作用。

1.1.3综合性及抽象性。《单片机原理与应用》课程涉及的内容较广泛，包括单片机的硬件组成和功能、软件编程思想、汇编语言的语句及结构等。并且软件编程涉及的汇编语言需要和硬件的配置情况有关，内容抽象，不易理解。

由于该课程具有自身特性，因此需要教师在实验教学中进行改革尝试，帮助学生更好地适应学习这一类课程的方法，增强学生对该课程的理解性，从而提高他们的实际操作及应用能力。

1.2学生对课程的切身感受及认识

通过调研得知，相当一部分学生渴望将这门课程更好地融于自己的专业发展中，牢固掌握课程基本理论和实践知识。调研结果表明，问题主要集中在两个方面：（1）在学习该课程之初，学生在没有大量实验操作机会的情况下，表现出的是对程序的编写问题及对整个课程的困惑，大部分学生对该课程主要应用在哪里没有概念。（2）对于给予大量实验操作机会的学生，他们表现出对单片机的极大兴趣，他们的问题主要集中为：如何设计具有较好功能的源程序，源程序结构的优化，硬件搭建的合理性等。

因此，良好的实验教学可以帮助学生理解课程内容，掌握核心知识，从而提高学生的学习积极性和学习效率。

1.3实验教学中出现的待解决问题

1.3.1实验项目内容设置不够完善，不利于调动学生的实验积极性。各个实验项目独立性强，几乎没有考虑知识的前后贯穿和最后应用系统的设计，这容易使学生学了后面的忘了前面的，自己设计简单的应用系统更是无从下手，非常不利于培养学生的实验积极性。

1.3.2教学模式单一，传统的实验教学偏重于验证性与演示性实验[4-6]。学生在实验过程中按实验讲义逐步进行，分析思考问题的机会比较少，只是机械化地验证实验内容。学生的注意力主要集中在编程及调试上，忽略了实验电路原理的重要性。不清楚系统设计流程，当需要自行设计系统时，学生就会感觉困难无从下手。实验教学没能起到真正推动学生对单片机原理、模拟电路、数字电路等理论知识理解的作用。单一的实验教学模式制约对学生创新能力及分析解决实际问题能力的培养，降低学生的学习兴趣，影响教学效果。

1.3.3学生实验中实际发挥空间有限。在实践教学中，教师经常把主要的实验步骤、程序代码都提供给学生，造成实验教学中学生动手机会少、思考不全面、发挥空间有限的缺点。

2.《单片机原理与应用》课程实验教学改革研究

针对《单片机原理与应用》课程实验教学现状，对该课程实验教学方法进行探讨，在实验项目、实验教学模式、实验教学环境及实验考核方式上进行改革研究，以提高该课程的实验教学质量，为学生的课程实验、课程实训、毕业设计及相关实践提供优质的基础。该课程实验教学改革方法的研究对提高实验课堂教学质量、促进人才培养和就业都有着深远的影响。

2.1实验项目改革研究

《单片机原理与应用》课程比较侧重于学生动手能力的培养，所以针对该课程的实验项目很多，那么如何根据本学校的学生层次及特点进行实验项目的分类是改革中需要研究和分析的问题。笔者以温州医科大学实际授课实例为例进行阐述。温州医科大学针对生物医学工程专业和电子信息工程专业学生开设该课程。针对学生的专业特点及实验学时的安排，将实验项目教学内容分成四部分，可以根据各专业学生层次特点选择合适的实验项目。具体实施方法为：

第一部分为软件模拟实验，主要目的是熟悉Keil软件、Proteus软件等的操作及汇编语言指令的熟练应用，让学生对整个操作软件的使用及汇编语言的使用有一个全面了解，为以后的实验打下坚实的基础。针对软件模拟实验，主要开设的实验项目包括两类：基础类实验及综合应用类实验。基础类实验主要包括数据传送实验、拆字和拼字实验、数据加法实验、查表实验等；综合应用类实验主要包括模拟交通灯、投篮计分及病房呼叫模拟实验等。

第二部分为基本端口实验，主要目的是让学生认识纹机系统的基本硬件。实验项目主要有端口输出实验、定时计数器实验、按键中断实验、A/D转换实验、多位数码管显示实验、串口通信实验等。

第三部分为综合设计性实验，目的是帮助学生全面掌握所学内容，提高学生综合运用知识的能力。主要有用定时器设计时钟实验、键盘结合LCD液晶显示实验、利用外部中断设计流水灯实验、温度检测实验等。

第四部分为创新性实验，主要针对那些对单片机有兴趣的学生，锻炼学生的创新能力、动手能力和解决实际问题的能力等，该部分实验在课下进行，可结合教师的科研项目和各类大学生电子设计大赛，如教师科研课题中的控制系统及大学生电子设计竞赛、智能车设计大赛、机电产品创新设计大赛等。

2.2实验教学模式改革研究

《单片机原理与应用》课程实验教学模式改革中将PBL教学法与TBL教学法相结合，针对该门课程授课学生专业不同，将实验分成三个层次：基本实验、综合实验和自选实验。针对不同层次实验各自特点和难易程度进行教学方法的选择和综合应用。

2.2.1基本实验主要考核学生基础知识的掌握，内容较为简单，可以只采用PBL教学法。教师只需要给出实验设计的问题，由学生独立完成，不需要进行分组，培养学生的自主动手能力。

2.2.2综合实验不再是单一的知识点、单一的学科，考核的知识可能是跨学科多个知识点，教师只需给出实验的要求和技术指标，学生自主选择决定学习哪些知识解决问题，体现典型的PBL教学法的应用优势。具体实验过程中主要采用分组讨论，单人完成或按组汇报两种方式。

2.2.3自选实验在三个实验层次是难度最高的，学生几乎不可能单独完成，同时教师要给予一定的指导，给出明确的学习目标及知识点，适合采用TBL教学法分组讨论，按组汇报。设计性实验往往都是给出一个需要解决的实际问题，实施方法不是唯一的，这是PBL教学法应用最适合的情况。因此，对于设计性实验最好采用两种方法综合应用。

2.3实验教学环境的改革研究

根据学生的实际情况和要求，为学生创造宽松的实验环境。

2.3.1对学生实验中用到的硬件实验仿真平台可以根据学生的特点及基础进行针对性选择及操作。对于大多数学生，可以选用基础开发板与仿真器的硬件仿真平台在实验课堂中完成相应的实验项目设计，对于能力较强的学生，可以鼓励学生自己做单片机最小系统板或者选用高级开发板与仿真器结合的硬件仿真平台，对于积极性较高的学生，可以建议大家在实验课业余时间选用开发板自己烧写程序在实验课堂之外对实验感兴趣的内容进行仿真学习，为学生创造宽松的实验环境，使学生可以不拘束于课上时间进行实验。

2.3.2对于软件仿真平台，学生可以用汇编语言完成简单程序的设计，能够用C51语言完成简单和复杂程序的设计，学生的前序课程中学过C语言，这样大大降低学生学习的难度，同时学生从对比中加深对汇编语言和C51语言的理解。

2.4实验考核方式改革研究

传统的单片机实验课程不单独考核，评价方式主要以实验报告为依据。这种评价方式使学生对实验教学环节不重视，很难调动起学生在实验教学环节中的积极性。本次改革项目将实验考核方式分为四个部分：把学生每次实验课堂的态度及积极操作的自我关注程度作为实验平时成绩的考核依据，占实验成绩的20%；平时实验报告占实验成绩的20%；综合实验项目考核占实验成绩的50%；自选实验项目占实验成绩的10%。

3.结语

为了提高《单片机原理与应用》课程的实验教学质量，给学生的课程实验、课程实训、毕业设计及相关实践提供优质的基础，提高学生的实际应用和创新能力，本课题结合学校各专业学生实验教学的实际情况，对该课程实验教学方面的教学方法进行探讨与改革。经在实际实验教学中的改革实践表明，通过对实验项目的合理设计，可以培养学生的实验积极性和主观能动性。通过对实验教学模式的改革，激发学生的实验兴趣。通过对实验教学环境的改造及考核方式的改变，可以引导学生重视自身实验技能的培养。从本校学生毕业设计过程及实习过程中可以看出，学生在实际工程应用项目的开发数量和质量都有较大程度的提高。随着实验教学改革的不断深入和完善，该课程会取得更良好的实验教学效果，使学生的综合设计能力及创新能力有明显的提高。

参考文献：

[1]李有光，闻新，南英.本科生AVR单片机实验教学探索与研究[J].实验室研究与探索，2015，34（9）：216-218.

[2]祖一康，徐妙婧.单片机教学改革实践研究[J].湖北理工学院学报，2015，31（5）：67-70.

[3]金国华，滕君华，马宝山，张大力.单片机课程设计中应用能力的分层培养[J].中国现代教育装备，2015，11：81-83.

[4]刘喜双，姚健.单片机课程实践教学改革探索[J].教育探索，2013，8：31-32.

[5]王娜.基于翻D课堂的单片机教学改革研究[J].通化师范学院学报，2015，36（6）：90-93.

单片机原理与应用范文第10篇

传统的单片机原理与应用课程教学的课堂上，大多单纯依靠老师的讲解。老师为了把一些抽象的概念，难懂的知识点讲解清楚，往往需要花费大量时间。并且，即使花费了大量的时间，有时因为硬件设计、系统开发等内容，也不容易在简单的平面教学中清楚地讲解，不能使学生产生感性认识。运用多媒体课件与传统教学相结合，把传统教学中难讲难理解的知识做成多媒体课件，不仅可以节省大量教学中板书的时间，还可以提高教学的质量和效率。同时老师在课堂上使用的多媒体课件一定要经过精心的准备，内容要选择难讲难理解的典型事例，通过仿真把结果动态演示出来，即能加深学生对问题的理解，又能激发学生的学习兴趣，灵活应用现代教学手段，突出解决该课程中实践性强的知识点，与传统教学相结合，对重点和难点内容进行透彻、清楚的讲解，使表现形式更加形象化，更容易理解，从而提高学生的学习兴趣。除了课堂教学，还可利用网络资源来最大限度的丰富课堂外学习，建立大范围的教学资源平台—教学网站，尽量实现优质教学资源共享，避免不必要的人力物力的浪费。利用教学网站，给学生提供学习与应用单片机技术的网络平台，开成良好地互动，真正实现教与学的有效整合[2]。

2选择合适的多媒体课件以满足教学需求

把多媒体课件应用到单片机课程的教学过程中，使得单片机教学不再枯燥，不仅可以使学生提高对理论知识的认识，而且通过仿真实例可以使学生熟悉单片机系统的开发方法，进而培养学生的动手和实践的能力。但是多媒体课件良莠不齐，必须选择合适的多媒体课件否则事得其反。首先，电子课件的开发工具有很多种，每种工具软件有各自的特点，要合理选择。在单片机多媒体课件的开发过程中，笔者所在教学团队，结合了电子课件开发工具PowerPoint和单片机仿真软件PROTUES，使用PROTUES针对具体实例开发出仿真程序，同时把仿真结果动态的插入到PowerPoint制作的电子课件中，使得多媒体课件能够演示单片机工作的动态及结果，感性且直观，同时又增加了课件的趣味性。其次，要及时更新多媒体课件以适应单片机技术的发展速度。《单片机原理与应用》是一门内容多且杂、实践能力要求高、发展迅速的课程，为了适应数字系统的不断发展，多媒体课件中动态仿真实例要尽可能的选择新事例，一方面能增加知识量，使课程和发展形势紧密结合，另一方面也能调动学生的学习兴趣，从而提高教学效果。

3结束语

在《单片机原理与应用》课程中使用多媒体课件可以有效地提高教学水平、提高教学质量。多媒体课件是老师根据多年教学经验，精选能代表问题的事例而编制的。因此需要教师要有极高的能力，同时投入较多的精力，选择合适的事例进行课件编制，这就对教师提出了新要求，既要熟练掌握单片机知识，又要具备多媒体课件开发的能力，制作适合于《单片机原理与应用》的多媒体课件，才能发挥多媒体课件在教学中的作用，从而真正提高教学质量。