单片机项目范文

单片机项目篇1

关键词：单片机系统项目式教学应用能力

一、引言

单片机应用系统的学习过程就是应用系统的开发过程，是一个基于实用的认知过程。为了使高等职业类院校的学生在学完单片机技术这门课程的同时，也能进行单片机实用产品的开发和研究，课程教学应该在单片机应用系统的学习过程中贯穿实用产品的开发与研究，在开发中熟悉、掌握单片机的基本知识和应用方法。

一般课程采用的是任务型教学方法，整个过程大致可以总结为：确定任务目标、进行任务分析、讲授相关知识、任务实施并完成等几个步骤。这种方法可以适合于各种课程的知识与技能教学。单片机系统教学如果也采用这样的教学方法就不能体现其实用性，不能把单片机应用系统的学习过程贯穿于实用产品的开发与研究中，达不到理论联系实际的教学效果。单片机应用技术课程的最大特点是实用性，这就从理论上决定了本课程的学习可以不同于其他理论课或理论基础课，它可以和实践紧密联系起来进行学习。但是在实际教学实践中，能够实现理论和实际的紧密联系并不是一件轻松的事情。

怎样才能实现上述目的，提高高职院校单片机系统的教学质量呢？首先应该构建项目式教学平台，进行项目式教学是实现上述目的的最好途径。基于项目的单片机系统教学过程大致可分为：项目引入、相关知识学习、项目实施、知识拓展等几个环节，其教学体系以培养学生应用能力为核心，以项目为驱动，以教师教材为基础，以实验为手段，以考核和课程设计为保证，整个教学体系如图1所示。

基于项目进行单片机应用技术理论学习和操作的方法，也可以应用在其他嵌入式系统课程的教学中。

二、建立适合项目式教学的师资队伍，选择合适教材

良好的教师队伍和恰当的教材是保证项目式教学正常运行的基本条件。

1.建立适合项目式教学的师资队伍

单片机应用系统教学过程是一个以教师为主导的学习过程。讲授单片机应用技术课的应该是具有一定项目开发和实践经验的教师，而不是刚毕业参加工作没有开发经验的研究生或者大学生。单片机系统教师应当定期进行培训、调研、学习，到公司和企业去进行项目和产品开发，学校要加强与企业的联系，以保证教师知识的先进性和提高教师的业务水平，还可以聘用企业、行业、科研单位人员到高校兼职，担任任课教师。

2.选择适合项目式教学的教材

在组织单片机系统教学中，教师选用的教材要和项目式的教学方法配套，切忌选择经典式的任务式教学所用的教材。因为二种教材在教材定位、编写原则、书籍特色等方面有所不同。以项目式为基础的教材一般以项目、模块或者课题为单元划分整书结构，而任务型教学以理论知识的系统性学习为基础按章节形式划分整书结构，虽然二者内容相同，并且都可以由浅入深的组织教学，但侧重点不同，前者突出实用、实验、科研，后者侧重理论、连贯、系统。从培养学生应用能力的目标来看，前者突出实际运用，更易达到学以致用的目的。

三、实验室建设是项目单片机教学体系得以实施的平台

单片机应用系统的学习离不开实验。项目式教学的内容以最新的研究成果和企业的实际案例为学习单元，培养的是学生的实际操作能力，用理论指导操作，在操作中强化理论，最终将理论最大限度地运用于实践是单片机应用技术课程教学的目的，而这一切都是以实验为基础的。

单片机应用技术的学习过程可能要在实验室花费大半的时间。传统的单片机实验室由实验箱构成，应用的软件种类少，硬件改动难，只能做一些基本的实验，已经不能满足现代单片机的学习需求。

新型的实验室以软件和硬件相结合的方式，突出软件的调试、仿真功能，培养学生的动手能力。将Keil、Wave、Proteus、Protel等软件、仿真器和编程器贯穿用于教学中。使用的一般过程是用Keil、Wave、MPLAB-IDE等软件（根据芯片种类选一种）进行程序设计、软件调试和仿真，用Proteus对硬件电路进行设计和仿真，最后用Protel绘制电路原理图和印制版。由于单片机软件种类较多，比如PCB设计主流软件有Protel、PADs、Cadence Allegro、Mentor WG等，学习时可根据实验室现有装备情况、市场需求、学生就业趋向等进行选择。

四、课内课外相结合，鼓励学生主动学习

单片机应用系统授课时间大约32～40学时，在这么短的时间里实现产品的开发与研究几乎是不可能的，这就需要扩展教学时间，使教与学由课堂内延伸到课堂外。项目式教学以实践为入口，注重实用，利用人的好奇心，有利于激发学生的学习兴趣，反过来，对单片机应用技术的兴趣又激励着学生能主动利用课余时间学习，使二者之间形成良性循环，为基于项目式单片机系统的教学目标的实现提供可靠的保证。

为了能更好地引导和帮助学生的课内、外学习，教师和实验员有必要采取一些辅助手段。比如：一是开放实验室。教师可以安排责任心强的学生负责课余时间实验室的管理，基本做到宿舍不熄灯，实验室不关门，给好学的学生提供实验条件。二是对学生进行分组。教师以项目为基础进行教学非常有利于学生分组学习，因为可以以项目本身作为分组的标准，当然也可以选择其他的分组方法。主要分组方法有：

一是以项目为标准划分：同一项目分组、不同项目分组。

二是从学生层次上划分：可分为强弱互助型小组、 强强联合型小组、弱弱共济型小组等。例如强弱互助型小组是把基础较好、学习能力较强的学生和基础较弱、各方面表现欠佳的学生组成一个学习小组。这种小组实行“一对一”互帮互学办法，促进后进学生更快地进步。这种学习小组非常适合于日常教学的各个环节，教师做好引导工作，制定合适的激励措施，真正达到全组同学共同努力、共同提高的目的。

三是按学生兴趣划分小组。教师在平时多观察学生的个性，把兴趣相近的学生组成一个小组。这种分组方法特别适合建立各种课外兴趣小组时使用，因为小组成员志趣相同，更容易凝聚成一个充满合作精神的团体。

五、改革考核形式，实行项目特色考核

改革期末评分方法，实现教考分离是项目式教学特有的一种评分方法。由于单片机应用技术课程是以培养学生实践能力和应用能力为目的，因此考核也应针对几方面的能力进行考核，考核的方式方法和考核的内容将直接影响教学过程的实施，关系到教师如何教和学生如何学。在期末考核时，教师应结合学生平时的表现，进行综合评定。例如：

平时：60%～80%――基于项目的成绩。

考试：20%～40%――基于测试和测验。

基于测试和测验的成绩主要在学期末进行评定。由专业教师根据教学大纲编制试题库，题库分应知和应会两方面内容。期末考核也分为应知和应会二部分内容。应知考试是对各知识点的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；应会是对学生的编程、制版、调试等进行操作考核，应会考试要求学生现场调试结果，教师根据学生完成的准确性和熟练程度按评分标准现场评分。

基于项目的成绩，主要是对学生在实验操作、课题开发与研究过程中的表现状况、进行状态、完成速度与完成质量等方面情况以分数形式体现的综合评价。整个考核主要是对编程能力、软硬件分析能力、软硬件调试能力，综合运用能力的考核，可以用直接参照、加权平均、综合评分等方法进行打分。这一成绩应该在整个分数中占较大比例。由于每一个项目除了教师讲授、演示外，许多工作由学生动手、教师指导来完成，每一个课题的成功都离不开学生的努力和创新，学生的发挥在项目开发中会表现的淋漓尽致，这种评分的价值甚至比考试更加重要，尤为客观和真实。

六、增加课程设计，进行项目自主开发或产品的开发

产品的开发过程实际上是把一个大的项目分解成若干个小的项目进行开发，一些小的项目是单片机项目，另一些小的项目不一定是单片机项目，而是产品相关的其他领域项目。基于项目的教学方法可以以课程设计的完成作为课程教学结束的标志，课程设计中要贯穿单片机相关的实用产品开发，最后要有经过调试的、完整的电路原理图、仿真电路图、源程序清单、参考印制版图。在设计和开发过程中，教师加强学生的能力培养，包括元器件应用、传感器应用、电子技术应用、电路设计、执行机构设计、编程控制设计等综合能力。课程开发的经验和过程也完全可以在毕业设计时采用。有实践经验的教师更容易组织此类教学，此类教学也更能培养学生的学习兴趣，提高单片机系统课程的教学效果，培养出实用型人才。

参考文献：

[1]史成芳,程荣龙.基于“案例驱动”的单片机教学方法研究[J].实验科学与技术,2010(12).

[2]冯毅，何建民，刘湘屏. 基于项目的单片机教学改革探索[J].黄山学院学报,2011(3).

[3]屠志恋.单片机教学改革的研究与实践[J].职业,2011(9).

[4]宋东亚.项目教学法在单片机教学中的应用[J].价值工程,2011(36).

[5]李志杰.新形势下嵌入式系统教学体系探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2010(12).

[6]宁爱民，兰如波.单片机应用技术[M].北京:北京理工大学出版社,2009.

单片机项目篇2

 

一、引言

 

单片机是把一个计算机系统集成到一个芯片上，广泛应用于家用电器、智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、军工等领域，在社会生活中具有极其重要的作用。单片机原理及应用是测控技术与仪器专业中一门重要的综合性很强的专业基础课程，并且与多门课程深度相关，如电工基础、电子技术基础、传感技术、微机原理及应用、控制工程基础、测控电路设计、智能仪器设计等。同时本门课程具有极强的综合性、实践性的特点，对于培养学生的实验能力具有重要作用。基于单片机教学的重要性，全国各校也一直在进行关于单片机的教育教学方式、方法改革，主要的改革方向均是增强单片机教学的实践能力，在课堂教学的基础上，加强实践教学，主要的方式包括：(1)加强实验环节;

 

(2)增加综合性实验;(3)加课程设计环节;(4)设计单独的实践环节。项目驱动型是近年来比较受到认可的一种教学方式。项目教学法是在教师的指导下，学生设计一个相对独立的项目，围绕着项目组织和开展教学，由学生提出设计目标，完成项目的调研，在教师的指导下，形成设计方案，完成项目的设计及调试，并完成项目报告。对于培养学生的专业能力、信息收集能力、团队合作及写书面报告的能力等均有很大的帮助。项目教学法可将相关学科中的知识内容通过单片机作为核心，转化为若干个教学项目，使得学生在完成项目的过程中可以从知识体系的角度对本专业有深刻的认识。

 

基于测控技术与仪器专业的特点，项目的设计要尽可能与本专业重要的知识内容相结合，可以综合学生所学的电路、数字电路、模拟电路、编程语言、仪器电路、光电检测技术、传感器等多门基础课和专业基础课的知识，培养学生进行智能化电子系统整体设计能力。为此，本文设计了单片机教学实践平台项目，尽可能适应多种类型的传感器，可以完成多种类型的测控系统，全面培养学生的设计、实践能力。

 

二、单片机实践教学系统组成

 

教学系统的设计既要满足学生学习单片机的需要，也为学生建立符合测控技术与仪器专业培养方向的测控系统提供了足够的空间;既为学生学习本专业的相关课程提供了一个平台，也为学有余力的学生提供了更多深入学习的条件;既保留了目前教学过程中经典的教学内容，也要对实际应用领域中广泛使用的新技术予以足够的重视。系统主要组成如图1所示。

 

教学实践平台以ADUC842单片机为核心，设计了存储器扩展、人机接口、模拟信号处理电路、数字量输入输出电路、无线通信、驱动电路等，同时可通过串口电路连接GPS、GPRS、485等在测控系统中广泛应用的技术，同时设计多种类型传感器供学生组成不同类型的测控系统。

 

三、单片机实践教学系统电路设计

 

1.CPU电路设计。CPU选择ADuC842作为主控CPU，ADuC842是ADI公司生产的具有8051内核的模拟单片机，集成了丰富的片上资源，它具有3个16位定时器/计数器、62KB片内电擦除程序存储器、4KB片内电擦除数据存储器、2304B片内数据RAM、8通道12位高精度ADC、2个12位DAC、12个中断源、看门狗定时器和电源监视器，同时还集成了UART、I2C和SPI串行接口，既可满足学生学习的需要，也是一种功能强大的可广泛应用的新型单片机。

 

2.模拟信号及数字信号输入输出电路设计。由于ADuC842单片机具有8通道12位A/D转换器及2路12位D/A转换器，可以满足大多数的系统应用，因此只需要利用运放设计放大电路，用于和传感器输入的信号进行匹配即可。数字量输入输出采用光藕TLP281-4进行光电隔离，一方面可以起到保护作用，同时也可以匹配外接电路和各种电平，为测控系统设计提供更多的灵活性。

 

3.人机接口电路。人机接口电路采用了单片机电路最常用的键盘、数码管管理器件HD7279作为核心电路，设计了3×4的小键盘及四位数码管，可以满足测控的基本需要，同时还设计了液晶接口，可设计出更丰富的界面。

 

4.通信电路设计。测控系统的通信主要分为有线和无线两种，对于有线系统设计了最常用的RS232接口及广泛应用于测控系统中的RS485总线。无线通信采用了基于无线数据传输模块的通信接口设计，工作于433MHz频段，具有工作频道的设置和发送、接收、待机状态等工作模式可短距离无线传输，具有抗干扰性能强、可靠性高、安全性好、受地理条件限制少、安装灵活等优点，在许多领域有着广泛的应用前景。同时为满足测控系统远程通信的需求，设计了基于GPRS通信模块的接口。GPRS网不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、支持TCP/IP协议，可以直接与Internet互通，具有广泛应用。

 

5.典型应用电路设计。串行总线是现代测控系统中应用最广泛的技术，为使学生学习到应用最广泛的单片机系统的串行片内互连技术，采用了三种总线设计了电路，分别是：DS18B20是基本于单总线的温度传感器、DS1302是基于SPI总线的日历时钟芯片、AT24C02是基于二线串行总线的EEPROM芯片。传感器是单片机测控系统中最重要的组成部分，为了与测控专业的其他课程相衔接，分别采用了多种原理设计的传感器，如电阻型、电感型、电容型、压电型等传感器，特别重视光电式传感器的应用。

 

四、单片机实践教学项目应用

 

本单片机实践教学系统可应用于单片机的教学实践中，让学生自己组队，根据自己的兴趣，调研并确定题目，尽可能利用教学系统所提供的资源，形成自己的设计方案，设计测控系统、调试电路、调试程序，完成一个可包含光、机、电的测控系统，在学习单片机的过程中，学习测控系统开发的整个过程，对本专业有更深刻的认识。

 

单片机项目篇3

关键词 项目化教学 单片机 任务实施

中图分类号：G64 文献标识码：A

1项目化教学的特点

单片机课程是软硬件知识结合的课程。传统教学法是将理论知识和实际应用割裂只按照相应的知识点来实施教学。虽然保留了知识的整体性，但缺少重点知识与实际应用之间的有效衔接，缺乏理论与实际紧密联系的效果。这样的教学导致教学内容抽象，学生难以掌握的实际情况。而项目教学法是一种全面的培养学生专业能力的教学方式。这里“项目”就是关键，教师先要研究教材，分析出教材的编写规律，首先将教材的内容进行必要的“分割”，提取所需要的项目任务，尽量做到难易适中，以适应学生的学习承受能力。其次，将这些“分割”的内容进行有机的组合突出教学内容的层次性和科学性，保证在实际教学过程中，有利于学生快速、准确地掌握新知识。另外，在项目的编排上，前面的项目为后面的项目做好铺垫工作，或者并列平行的项目做到先易后难。在单片机的实际教学的过程中，打破原有教材内容的讲授顺序把教材内容分为八个项目。设计流水灯项目、设计表决器项目、设计计算器项目、设计电子时钟项目、设计汽车转弯灯模拟实验项目、设计智能交通灯项目、设计电子琴模拟器项目以及设计直流电动机驱动实验项目。每个项目都涉及到单片机课程的相关软件和硬件知识。如设计电子时钟的项目，它包含单片机显示硬件电路与定时器软件编程方法。通过一个项目，将两个知识点有机结合。通过实验实现，使学生通过项目学到重要知识。在确定好“项目”这个基本点后，项目化教学中实践是根本。要求学生自己动手实践，在实践中体验。实践不仅指动手操作、社会调查、查阅资料等活动，而且指学生通过自己提出问题和研究问题体验知识的发生和发展过程，最后解决问题。具体来说，以小组合作讨论为主要活动形式，小组合作解决问题是项目化教学的一个重要特征。在教学中，学生围绕问题进行小组合作讨论。首先，可以激活学生先前的知识储备，在原有知识背景与当前问题之间生成更多的联系；全体成员按照分工相对独立地开展工作，同时又要与其他成员保持联系，通过交流和协商，共同完成小组的项目任务。这样，有利于培养学生的自主学习能力和交流协作能力。项目化教学表现在改变了传统的三个中心。由以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。所以，在运用项目教学法进行教学设计的时候，学生是认知的主体、是知识意义的主动建构者。

2项目化教学的要求和注意点

采用项目化教学方式，对授课教师的要求很高。教师既要了解实际工作所需要的知识和技能，又要以学生能接受的方式来组织教学，通常至少要有在企业中从事两年以上的工作经验，因此要加强双师型队伍建设，这就要求授课教师到用人单位的具体岗位上进行调研、锻炼，才能在教学中有的放矢，才能实现真实的模拟企业工作流程，让同学进入此环境进行岗位能力的培养和职业素质。实训环节中的项目化教学要求配备相应计算机等设备，使其具有―个缩微的模拟企业真实开发环境，保证学生在这个环境里能够充分的感受企业的开发氛围，立足自己的岗位和职责，全身心的投入工作，以能更快的适应将来的技术能力的要求和工作环境。

在频繁运用项目化教学的过程中应注意以下几个问题。（1）项目的选取必须针对当前就业市场对人才的规格要求。项目是决定项目化教学效果的关键因素，项目的选取不但要依据课程的教学内容、学生的知识结构和能力水平，更要针对就业市场对人才的规格要求。（2）要高度重视项目开发小组的组建工作。项目开发小组是教师实施项目化教学的平台，一个好的开发小组能让全体成员积极性和创造性得到最大程度的发挥同时能极大地减轻教师指导学生方面的负担。做好小组成员的搭配和项目经理人选的物色工作，使小组成员之间能融洽相处，互相帮助，合作学习，共同进步。（3）项目化教学中“任务实施”要求学生按照实施步骤动手实践，在完成任务后，教师和学生共同探索实施任务过程中普遍的问题，并对本次任务进行阶段性小结。

3小结

随着时代的发展，传统的教学方式越来越不能适应多变的生产生活实际，项目化课程教学模式越来越被广泛的运用，这种模式能够培养学生的动手能力，自主创新能力，独立解决问题能力，团队合作能力。在教学中根据单片机的生产实际，以社会现实生产工作场景的重现的形式进行对学生的培养，让学生自己发现问题，自己解决问题，自己参与合作，自己对自己，对同伴进行评价。项目化教学在教学实践中，如果能够争取到企业的配合，能够更好的提高课堂教学的质量。俗话说：“学有法，教无法”。只要我们始终坚持实事求是的科学态 度，在尊重科学知识，勇于实践的基础上，创新教法，改革教学模式，就能够有效地服务于学生，服务于教育，服务于社会。

参考文献

[1] 吕福松.“研究传统”：教育学理论之理性反思[J].江西社会科学，2002（z2）.

[2] 吴莉.应用统计中的相关分析在教育测量中的应用[J].阿坝师范高等专科学校学报，2008（51）.

[3] 吴言.项目教学法[J].中国职业教育，2007.

单片机项目篇4

学生学习一定要有兴趣来引导，一旦一门学科激起了学生的学习兴趣，就能轻松地把他们领入知识的大门。单片机是一门理论性很强的学科，基本知识较多，如单片机最小系统外部结构、单片机内部结构、单片机指令系统、程序设计方法、单片机接口技术等，都需要学生熟知，传统教学中也是循序渐进地讲授给学生。在学生学习这些知识的时候，这些结构、指令太抽象，学生就逐渐失去了学习单片机的兴趣，停留在单片机的大门外，以后提到单片机也是觉得枯燥无味，不愿再深入学习。单片机也是一门实践性强的课程，学生理论基础没打好就会导致后面的实操毫无意义可谈，造成恶性循环。

二、基于项目驱动法的单片机课程一体化教学设计

项目驱动法是教师根据学生的实际情况以及教学大纲的知识点要求，选择合适的学习项目，在各个项目中穿插学生需要掌握的相关理论知识，循序渐进，重新整合教学内容，从而激发学生学习兴趣，引导学生学习相关理论知识，并主动完成项目中的每个任务，最终完成项目，达到学习目标。这是采取项目驱动法的意义所在。

根据笔者学校学生学习情况，笔者结合技校单片机专业课程教学大纲，单片机课程进行项目设计如下表。

三、单片机课程项目教学实例

现在以项目1中的任务二――单向流水灯设计为例，讲述项目教学的实施过程。

第一，发放任务书。首先让学生了解本次任务目标是完成单向流水效果显示，即灯从P1.0口的灯到P1.7口的灯逐个点亮。

第二，学习单片机硬件结构。教师讲授单片机以本课程的教学中常用的AT89C51为例，包括功能、引脚排列及其相关应用、最小系统是哪些、包含哪些部件、最小系统的工作原理以及用途。

第三，教师讲授C程序的基本结构、C51的数据类型以及C语言的基础语句。

第四，学生用Proteus仿真软件绘制流水灯电路，注意不要错漏元器件，并且不要重名。

第五，按照步骤一中流水灯的花样要求，在Keil仿真软件中编写程序并编译，编译无误并生成以学号为名的HEX文件，下载到Proteus仿真软件中进行仿真（在ISIS软件中双击AT89C51、载入HEX文件、仿真、正确的现象应该会出现八个流水灯流水的效果）演示效果，并进行程序调试，直到效果达到任务书要求即完成调试。

第六，软件调试达到任务要求的流水效果后，分组协作研究电路布局―按照电路领取元器件―插件焊接，制作单向流水灯电路。

第七，学习烧录器的应用，并利用烧录器烧录程序至电路板，接通电源验证电路与程序的正确性，验证是否符合本次任务中程序设计的要求效果。如果不符合，小组协作利用万用表检查电路焊接是否出错，同时检查程序是否存在问题，改错后再烧录验证，直至排错达到任务预期效果，完成任务。

第八，项目结尾。每小组讲解本组项目完成情况，展示成果，分析项目过程中的难点与问题，分享其中的收获体会，提出下次项目应注意的事宜，交流经验提升自己。同时教师和其他小组对演讲的小组进行评价。最后每组完成项目任务书，并上交任务书和完成的电路设计。

四、效果分析

每个项目从单片机硬件系统的学习入手，以对话和问答等方式逐步对项目设计内容进行分析讲解，学习单片机C语言语法和程序结构，引导学生进行项目分析、硬件设计、软件设计和调试，从而提高学生的动手能力。项目设计是逐步深入的，学生的知识逐渐完善、能力逐渐提高，除了掌握单片机的基本应用方法之外，还能针对不同项目需求设计解决方案，达到举一反三的效果，使学生从中获得学习乐趣，继续在单片机的知识天空里翱翔。

单片机项目篇5

单片机以其体积小、价格低、功能齐全、抗干扰性高、可靠性好、易于开发扩展等独特特点，被广泛应用于工业自动化及智能仪器仪表、通信设备、家用电器等各种设备仪器中。[1]近年来，随着各种机械设备自动化程度的不断提高，用单片机来实现对各种机械电子设备的控制显得越来越重要。因此掌握单片机技术，了解其工作原理，特别是具备单片机的基本操作技能，成为当工科专业大学生的重要任务。

到目前为止，单片机原理及应用是多数理工科院校电子信息科学与技术、通信工程、电气工程及其自动化等电气信息类专业的主干课程。该门课程以C语言程序设计、数字电路、模拟电路为前续基础课程，同时对嵌入式系统和DSP技术等后续课程的学习有重要影响。

一、教学背景

传统的单片机课程，在教学内容的选择和教学顺序的设置上，通常采用的是理论与实践相互结合、先理论后实践的模式，程序设计语言通常采用汇编语言。从实际效果看，理论课程大多围绕单片机的结构及原理、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统、定时/计数器、串行通信、单片机系统扩展等相关知识展开，学生处于被动接受状态，在整个教学活动中参与度不高，容易感到枯燥和倦怠；实际的拓展性应用知识讲解较少，无法体现当今社会对应用型人才培养的需求，对学生真正掌握单片机控制系统没有实质性的帮助。

相对于理论教学，实验教学学时非常有限。以笔者所在院校电气工程及其自动化专业为例，单片机原理及应用理论学时为48学时，实验学时仅为16学时。实验教学一般在理论教学中后期才展开，受课时限制，实验重点也大多局限于对单片机的简单操作和自身功能验证之上，而很少拓展到单片机的具体应用领域。又由于缺乏后续相关课程的支撑，没有能够将单片机教学与相关课程有机结合，将所学知识有机系统的串联起来，对单片机“软硬件结合的系统设计方法”强调不够，使得学生在设计实际的应用系统时缺少系统化的思想。[2]

此外，多数院校单片机课程成绩的评定多是以期末理论考试为主，考核方式欠缺多样性，对学生实践能力的考核欠缺有效的考评机制，导致学生在学习过程中重理论而轻实验，忽略了单片机作为一门应用性极强的课程的本质。

二、项目驱动教学法在单片机教学中的实践

1.项目驱动教学法

所谓项目驱动教学法，是一种基于探究性学习和协作学习的教学方式，是指教师把教学内容和教学重点提炼出来，巧妙地蕴含在一个个具体的项目中，把相关的知识点融入到项目的各个环节中，层层推进，从而激发学生学习的兴趣、发展学生动手能力的教学方式。项目驱动教学法把教师的作用更多的定位在促进学生学习、引导学生成功上，教与学都是围绕着所设计的项目来展开。

项目驱动教学法比较适合实践性较强的理工科课程教学，它要求师生改变传统的观念和角色，充分发挥学生在学习中的主体地位和教师在教学中的组织、引导、促进、控制作用，把学生认为枯燥的知识转变为生动的学习内容，有利于真正培养学生的创新能力、自学能力、实践能力、增强学生独立意识和协作精神。[3]

2.项目驱动教学法在单片机教学中的实践

把项目驱动教学法应用于单片机课程教学过程中，首先要解决的是编程语言的选择问题。现今大多数的单片机教材的编程语言都是以汇编语言为主，使用汇编语言编程的优点在于其所编写程序的代码紧凑、执行时间短、便于控制。然而其缺点也是明显的――由于其缺乏通用性，需要程序编写人员对单片机硬件系统有相当深入的理解，且程序不易移植，所以不利于单片机教学。C语言由于其运算速度快、有良好的可移植性、且编译效率高，可以直接实现对单片机硬件系统的控制，因此笔者所在院校从2010级电气信息类本科专业开始，在单片机教学中采用了C语言编程。

其次，把项目驱动教学法应用于单片机课程教学实践中，项目内容的设计与提炼极其重要和关键。项目内容的设计要打破原有教学框架，遵循学生的认知规律，以学生为中心，由简单开始，将单片机课程的核心技术提炼为若干知识点，并通过一个个具体案例来体现。引导学生边做边学，在实践中学习。一个项目的设计需要由不同的知识点去组合和搭建，如“基于单片机的交通灯控制系统设计”，不但要求学生熟练单片机的I/O口操作，还要熟悉数码管的显示知识；同样“简易抢答器设计”，不但要熟练单片机的I/O口操作、数码管的显示知识，还要熟悉按键等的操作，因此，每个项目又可被分解为若干任务。

笔者依据本校电气信息类专业对“单片机原理及应用”课程教学内容的要求，结合自身实际教学经验，把单片机教学内容大致分解为三大模块，详见表1。

表1 项目内容及任务

在这三大模块中，基础训练模块教学内容由单片机最小系统、I/O接口、数码管显示技术等组成；技能模块教学内容由单片机的中断系统、定时器/计数器、串口通信、电机控制等组成；综合训练教学内容由模拟交通灯控制系统设计和简易抢答器设计等组成。在基础模块教学阶段，教师通过讲解和演示的形式以提起学生的学习兴趣，让学生熟悉常用的编程软件和实验平台的使用方法。技能模块教学设置与基础模块一致，教师先讲解后演示，综合训练模块不再设置讲解环节，教师布置题目后，学生自行完成，教师点评项目报告。每个项目结束后，教师都要求学生撰写项目报告并据此进行教学评估。

此外，在单片机教学过程中，对部分教学项目，在实验板不能满足教学需要的情况下，还引入了Proteus单片机系统虚拟仿真软件结合Keil C软件编程，用虚拟单片机系统来替代实际硬件电路，把程序运行于虚拟的MCU上，使软件调试不再依赖于实际的硬件电路，当仿真结果达到系统预期目的后，还可以进行实际硬件电路的制作。仿真软件的使用让学生不再受限于现有的实验课时和实验设备，使其能够更加灵活、深入地学习单片机知识。

对单片机实验课时相对不足的现状，将部分理论课时移到实验室进行，构建理论与实践一体化的教学模式。教师每讲授完一个项目，立刻要求学生进行实践，同时充分利用开放实验和课程设计的有限学时，作为实践学时的有效补充，通过充分的实践使学生掌握单片机的软硬件资源及工作原理。

三、教学体会

实践表明，在对本校2010-2012级电气信息类本科专业单片机教学中引入项目驱动通过对教学内容的精简的教学法的尝试，，达到了优化教学内容的目的。项目驱动教学法中项目的设计应遵循循序渐进、从易到难的原则，以符合学生认知规律。项目驱动教学法将部分理论课时移到实验室进行，把课堂还给了学生，实现了理实一体化教学，突出了学生在学习过程中的主体地位，尤其适用于应用性较强的理工科课程教学。

单片机项目篇6

关键词：单片机；项目教学；理实结合

伴随着社会经济和计算机技术的迅速发展，单片机作为一种微控制器，因其具有功能强、良好的可靠性、体积小、价格合理、应用灵活等优点，已经被广泛应用于家用电器、智能仪器仪表、工业设备过程控制、航空航天等诸多领域。单片机课程也因此成为各理工科院校的专业必修课之一，但对于该门课程的教学效果一直被视为高职教育的瓶颈，在学生普遍认为入门难、理解难、学习难的同时，作为该课程的教师也感到教学难，理论和实践脱节，教学效果不理想，从而造成了教和学两难的尴尬境地。解决这种教和学的“双难”问题，提高学生学习的积极性、主动性，培养实践技术能力，成为单片机教学关注的重点问题。

1 传统教学问题分析

单片机课程是一门将理论和实践融为一体的应用性课程，掌握单片机技术的标准不只在于考试卷子上的高分，也不在于做实验时对实验结果的验证，而是通过对该课程的学习，使学生能从应用的角度出发，对单片机的硬件结构、各部件的功能、单片机应用系统的硬件设计以及相关的程序设计等方面有较好的掌握。

传统的单片机教学将教学过程分为理论和实验两个部分进行，教学都是从理论知识开始的，首先讲解单片机的硬件结构，然后依次是指令系统、程序设计方法和单片机扩展，单片机的理论知识不但非常枯燥、抽象而且内容繁多，想要记住这些知识已经非常困难，更何况熟练的应用。

实验课是在大部分理论知识讲解完毕后进行的，一方面实验和理论出现脱节现象，进行实验时，学习的理论知识已经忘记很多；另一方面在有限的单片机实验课上，大多数实验为验证性实验，学生往往只是利用实验箱进行简单的电路连线，调用老师已经设计好的源程序看实验现象。这就造成了学生很少有实际参与软件编程和硬件设计的机会。这不仅不能使学生理解和掌握单片机这门课程，还会影响对学生动手能力和创新思维的培养。学习完这门课程后，学生虽然对单片机原理有简单的了解，但对单片机应用，即单片机应用系统的设计与调试技术并没有很好的掌握。

由此可见，单纯的理论讲解及验证性实验不但不能调动学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，而且影响学生对知识的掌握情况和动手能力、实践技能的提高。

2 项目教学法在单片机课程中的应用

项目教学法是教师根据专业培养目标及课程标准设计相应的项目，在教学过程中学生在教师的指导下完成项目的全过程。与传统教学方法以考试成绩作为最终的评价结果不同，项目教学法更注重的是学生完成项目过程中对学生的能力的培养以及良好职业道德的养成。

将项目教学法应用于单片机课程中，注重对学生实践技术能力的培养，把教学内容设计在一个个的项目任务中，将项目作为教学内容的载体，有助于提高学生学习兴趣和学习动力，突出体现学生的主导地位。下面以单个数码管显示字形为例，通过教学情境的设计，说明项目教学法应用于单片机教学中的优势所在。

2.1 教学情境的设置要以教学目标为基础

虽然项目教学法是对传统教学方法的改革，但是不能脱离教学大纲的根本要求，因此根据教学大纲对知识传授、能力培养、情感教育三方面的要求设立教学目标。

1）知识目标：在进一步巩固学习数码管的基本知识、单片机的指令功能以及程序设计的基本方法的基础上；掌握I/O口的综合应用；掌握延时子程序的编写与使用。

2）能力目标：从数码管显示原理中学习数字到字形码的转换方法，为以后编写数码管显示程序做准备；并具备单片机系统仿真的能力。

3）情感目标：培养学生严谨治学的工作态度，主动探究的求知精神，认真观察的学习态度；培养学生的团队合作精神。

2.2 基于问题和讨论的教学过程

单个数码管的显示要求P2口接一个数码管，输出字形0～F，不断循环显示。首次接触数码管实验，如何让学生完成理论学习到实践操作的转变是需要解决的问题。在课程开始时，首先复习数码管的相关知识，如8个LED排列顺序，共阴极和共阳极等。让学生根据复习的内容和前面实验中总结的经验，先根据要求绘制原理图，完成硬件电路的设计。再复习程序的设计的基本方法，注意主程序到子程序的参数传递方法，完成软件的设计。硬件和软件都设计完成后，接下来进行仿真部分及实际电路的连接，在实际操作过程中遇到问题及时解决并详细记录。最后各小组将实验整个过程形成完整、详细的书面报告。在整个教学过程中，每组设定不同的延时时间，让学生思考如何修改程序使延时时间更准确？共阴极和共阳极的数码管的连接方式有什么不同？由此将一个个具体的问题引入到项目教学中来，在解决问题的过程中，学生不仅掌握了所学的知识而且激发学生的学习兴趣。

项目教学法是以小组为单位进行的，首先是每个小组内部给出相应问题的答案，接下来以小组为单位进行全班的讨论，每个小组将本组讨论的结果对全班同学进行汇报，各组对其他组的答案做分析和判断，并将讨论的结果做归纳和总结。学生讨论的过程实际上是一个将问题进行分解化处理的过程，也就是将一个复杂的问题通过讨论的方式化简成为若干个彼此相关联的简单的问题，把简单的问题逐一解决，最后使复杂的问题得到解决的过程。根据学生讨论的情况，教师做出适当的补充和说明。

采用项目教学法的突出优点是将知识和技能融入到具体的项目中，让学生边学习边实践，通过实践促进知识的理解、消化和吸收，在提高学生学习效果的基础上，激发了学生的学习、探索兴趣。

3 项目教学法在教学时需注意的方面

3.1 加强教学情境设计

项目教学法的难点是教学情境的设计，学生的学习行为是以教学情境做指导的，教学情景设计的恰当可以引起学生积极的情感反应，最终产生良好的学习效果。结合单片机的课程特点，教学情景易选择既具有典型性，又不能太复杂的，这样有助于将教学过程分解为从简单到复杂、从基础到高级的阶段性设计任务，并分别加以解决。使学生通过这种学习过程，既能模仿着完成案例系统的硬件和程序设计，又能在实验课准备好的案例硬件环境上完成程序的设计与测试。要使学生理解和掌握知识变得更加容易，恰当的教学情境是不可缺少的，它不但能将以项目为载体的教学内容以适合的方式表现出来，营造出良好的学习氛围，而且有利于学生求知心理的形成，让学生充分参与到整个教学的过程中，提高学生学习的积极性和主动性。

3.2 以实践操作促进理论学习

单片机对于高职学生是一门比较难学习的课程，既要理解单片机的硬件组成、工作原理，又要掌握一百多条指令，还要利用这些指令进行程序设计。单片机理论学习所需的逻辑思维能力和学习能力恰好是高职学生的薄弱之处，但他们的优势在于擅长形象思维、实践学习效率高、动手能力较强。因此，在教学过程中宜采用理论分析和实践操作同步进行的方法，以理论知识指导实践操作，以实践操作促进理论知识的学习，讲解和操作交替进行，抽象和直观交错出现，使二者紧密结合，相互验证，突出学生的动手能力和专业技能的培养。

3.3 充分发挥学生的主体作用

在项目教学法中，真正登台演出的是学生，学生是课堂上的主角；教师充当的只是导演的角色，由教师编写项目，并介绍背景知识，提出问题，引导讨论，组织课堂教学活动。这正好符合现代教学提倡以学生为主体，教师只起着引导者作用的理念，在教学的过程当中，应处处体现学生的主体性和主观能动性。在充分体现“以学生为中心”的教学理念的同时，转变的不仅是教师的教学方法和手段，学生的学习态度和求知欲望也在很大程度的得到改善。

4 结束语

本文在分析传统单片机课程教学不足之处的基础上，将项目教学法应用于单片机课程教学当中，不但符合学生对于知识的认知规律和技能的形成规律，而且从实际项目出发，以任务带实验，每一项任务都要通过实际操作才能得以实现，具有实际操作性，增强了学生的实操能力；同时，学生发现问题、解决问题的能力和创新能力以及团队合作精神等综合素质都得到了不同程度的提高。因此，该方法的引入不仅继承了传统教学模式的优点使学生打下了良好的理论基础，而且以项目任务作为驱动，培养学生的综合能力。在整个教学过程中，以项目任务为主线，充分体现了学生在学习中的主体地位和教师的主导作用，很大程度提高了教学质量和教学效果。

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[4] 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（1）：96-98.

单片机项目篇7

关键词：单片机应用技术 课程改革 项目化教学

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（a）-0158-02

传统的单片机课程教学方法注重理论知识的系统性，而在学生的应用开发能力培养方面欠佳。不能满足高职或应用技术类高校的教学需要。因此，很多高职院校在单片机应用技术的项目化教学改革中做了大量尝试。

此次课程改革以培养与市场“零距离”对接的高技能技术型人才为目标，在注重理论够用的原则下弱化了学科教学内容，而在注重实践应用的原则下加大了工程综合应用的教学难度。在教学过程中，要求教师全面掌握单片机工程应用技术，严格按照“理实一体”教学模式进行教学，并切实执行“过程量化”考核体系。此外，还为学生提供了“开放性第二课堂”实训教学环境，便于学生完成大量的课后实践练习。

1 设计理念

以服务经济和社会发展为立足点，以就业为导向，以增强学生的职业能力为目标，通过校企合作共同完成教学内容的选取。

项目导向、任务驱动组织教学。知识点带入项目中，通过任务的完成实现由感性到理性掌握相关知识点，同时注意知识点的系统化及完整性。

工学结合，“教、学、做”一体化施教，过程量化考核，重点培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。

2 培养目标

通过对智能电子产品生产企业进行走访调查，其岗位需求如图1所示。根据学生的实际情况，在注重学生的职业素养、自主学习能力和创新能力培养的基础上，将专业技能定位在培养合格的产品装调工、产品质检员、生产工艺管理员、产品销售工程师、售后服务工程师、PCB设计工程师及软硬件设计助理工程师等。

3 项目选取

在教学项目的选取上充分体现了项目的趣味性、活动性、生活性、实用性和悬疑性，尽可能发挥项目载体对学生的吸引效果。

教学项目包括流水灯控制系统设计、简易数字时钟设计、数字电压表设计、数据存储及回放系统设计和窗帘智能控制系统设计等6个项目。

其中流水灯控制系统设计项目采用汇编与C51两种编程语言分别实现，重点讲述单片机内部资源，包括I/O端口操作、定时器、中断系统和串口等功能模块的使用；汇编部分侧重讲解单片机的基本结构及工作原理，基于“理论够用、注重实践”的原则进行内容的编排；C51语言编程部分侧重对C51的基本语法及结构化编程思路的讲解。其他5个项目则利用C51语言编程实现，重点讲解常用外部模块的使用和综合应用系统设计思路，知识点涉及数码管、键盘、蜂鸣器、液晶显示器、DA转换器、AD转换器、步进电机、无线遥控器和光敏电阻等器件的应用编程。

另外，在遵循“由浅入深、循序渐进”认知原则的基础上，按照“自成体系、模块化”的设计思路将每个学习项目又细分为2～4个设计任务进行编排。任务分解如图2所示。

4 教学设计

课程教学由课堂教学及课外教学两部分构成。课堂教学以自编教材为主线，以模块化实验电路板及软硬件开发软件为载体，利用多媒体机房，采用“项目导向、任务驱动、理实一体”的模式组织教学，具体完成知识点讲解、任务设计演示及课堂实践练习等教学内容。课外教学以电子信息协会、电子产品创新基地、网络课堂等教学资源为依托，采用老帮新、观看视频、远程答疑等方式，完成课后巩固练习和拓展训练等教学内容的学习。

5 课堂教学

按照给出任务分析任务硬件设计软件设计系统仿真分组练习教学评价的顺序进行施教。在整个教学过程中，以学生为主体，充分调动学生的学习主动性，老师起任务引导、知识点讲解、演示讲解和任务实施答疑的作用。

6 课外教学

课外教学由同学自主进行，主要完成知识点巩固、实践操作和拓展训练等部分学习内容。学院为同学提供丰富的课后自学资源包括：网上资源、电子信息协会、开放性创新实验室等。

网上资源包括：电子教案、电子课件、电子教材、电子任务单、器件资源库、应用实例、教学视频、实训项目制作视频、考核系统、网上答疑系统等。

电子信息协会是一个面向全院开放的电子设计与制作学生社团，在专业老师的指导下开展一系列针对性较强的专业理论培训、电子综合系统设计、电子趣味制作、电器维修等活动。同学可利用协会资源，在指导教师或师兄、师姐的帮助下完成课后实操练习。

开放性创新实验室提供单片机及嵌入式系统高级开发套件：常用电子元器件、系统装调工具、51单片机、DSP、ARM开发设备等，对单片机应用技术深入学习机研究提供24小时开发环境。

7 教学考核

教学考核基于“兼顾职业素养、理实结合、注重实践”的原则进行，设计了以日常考核、实操考核及期末考核相结合的过程性量化考核体系。日常考核主要考核同学职业素养及阶段知识的掌握情况，通常以平时表现、课后作业及任务的完成情况来衡量；实操成绩通过实验课的实验过程及实验报告进行评价；期末考核一般以闭卷的形式进行考核，侧重考查同学理论知识的掌握及综合应用能力。

8 改革成效

此次教学改革打破了传统学科型教学的模式，采用项目化教学体系进行教学。在注重理论够用的原则下弱化了学科教学内容，在注重实践应用的原则下加大了工程综合应用的教学难度。在教学过程中，要求教师全面掌握单片机工程应用技术，严格按照“理实一体教”学模式进行教学，并严格执行“过程量化”考核体系。此外，还为学生提供了“开放性第二课堂”自主学习环境，为学生创造了广阔的学习空间。

自2008年开始实施教学改革以来，在近几届的电子设计竞赛和信息技术专业人才大赛等部级和省级技能大赛中也取得了较好成绩，其中，部级二等奖3项，部级三等奖5项，四川省一等奖6项，四川省二等奖15项。

9 结语

总结此次教学改革有以下创新点。

（1）用项目式教学形式变枯燥为生动。

（2）知识点融入项目中，努力做到做中学。

（3）精心安排项目实施过程变繁为简。

（4）让学生亲手制作项目活跃学习氛围。

（5）用成功激发学生的学习兴趣。

（6）过程考核体系考核学生的综合学习效果。

适合在中等职业教育、高等职业教育、应用本科教育等职业教育领域进行推广。

参考文献

[1] 乔之勇.单片机应用系统设计项目化教程[M].北京：电子工业出版社，2014.

[2] 应立恒.基于工作过程的课程项目化教学改革[J].中国职业技术教育，2008（22）：36-38.

单片机项目篇8

【关键词】Altium designer；单片机最小系统；原理图；PCB；项目教学

《电子线路CAD》是职业院校电子类专业的必修课程，该课程一般通过学习Protel这款电子业界流行的线路设计软件的操作方法和步骤，对学生进行电子线路计算机辅助设计的知识学习和技能培养。

传统上该门课程所使用的软件版本为99SE，近一些年Protel软件在持续更新，陆陆续续有DXP、Altium designer（改变了软件名称，但仍被认作是Protel的后续）等重要的版本出现。新版本的软件集成了世界领先的EDA特性和技术，主要包括原理图设计、PCB设计、Spice仿真、VHDL仿真与综合、信号完整性分析等功能。在一定程度上，打破了传统的设计工具模式，提供了以项目为中心的设计环境，包括强大的导航功能、源代码控制、对象管理、设计变量和多通道设计等高级设计方法。该系列软件开发者Altium公司强力推荐新的版本，业界也慢慢减少99SE的使用，逐渐采用新版本的软件。例如2012年教育部举办的全国职业院校技能大赛--电子产品设计及制作（基于FPGA技术）项目所使用的配套软件为Altium designer软件，第七届全国信息技术应用水平大赛—PCB设计项目要求使用Altium Designer软件（以下简称AD）。

一般来说《电子线路CAD》课程的教学重注对知识的归类、分层、细化，对Protel软件的基本命令和操作方法按照知识的层次学科性而由易到难、从浅入深、逐次推进、面面俱到地罗列，整个内容类似软件的说明书般。这样子教授下去缺乏对学生主动学习与实践能力的关注。学生们只能被动学习，难以真正动手实践，不能掌握职业技能。

高职教育的理念强调教学过程与工作过程相一致，强调培养高端技能型人才。计算机辅助电子线路设计应针对岗位职业行动能力设计教学内容，利用新版本的软件从设计一个原理图文件到加工制作成电子线路板，形成一个完整的工作过程。《电子线路CAD》课程应以培养学生电子线路板设计的能力为核心将项目案例作为载体引入到教学过程中，基于工作过程构建教学过程。

但是项目化教学不仅仅是一种理念，还需要专业教学的老师去认真分析该项目化教学中的某个具体项目在社会实际工作中的实用性、广泛性以及普通学生水平的接受程度。最终项目才能经过专业的论证而进行推广试用。而市面上所见一般该课程的教材所采用的项目既有单管放大电路，信号发生电路；也有U盘、鼠标等内容。对于编写一本书而言任何项目都是可以采用的，但是老师在教学中必须要有所取舍。

笔者担任本院《电子线路CAD》的教学项目已经5年，我院的《电子线路CAD》在第三学期开设，开设的时间同《单片机原理及应用》、《电子产品工艺》等课程同步。在实践中发现，经过第一学年基础课程的学习，学生们知道一些专业基础知识，进入到一个专业发展的瓶颈区域。大家普遍存在着“知道自己不知道”或者“不知道自己知道”这样一种迷惘的状态。为了改变这样子的状态，需要老师结合与社会生产中实际相关或者课程相关的项目给学生一个实际演练的机会。通过接近真实产品的生产过程训练，学生们可以说一下子豁然开朗，明白本专业到底是干什么的了，我到底可以做些什么。

单片机最小系统是一个很好的实训项目。本学期同学们做单片机的实习经常接触到单片机的实验箱和扩展开发板，成绩好的学生不免会发生这样子的疑问：这一些东西是怎么做出来的？老师在《电子线路CAD》课时，应当及时的讲解相关PCB的知识，回答疑问，同时可以视条件带领学生把PCB给做出来，同样在《电子产品工艺》课程上也应带领学生把产品焊接出来，这样子由原理图到设计PCB到实际生产，与实际相连一条龙进行真正落实高职培养的内涵。

该项目可以在讲解完简单的PCB制作后进行，这时学生不但对软件AD而且对单片机的知识也应有相当的理解。

一、确定项目任务

首先是确立项目任务分解及考核标准，如表1所示。

接着是工作流程分解，如图1所示。一般印制电路板按照以下流程进行设计。

二、项目实施

1.原理图设计

原理图设计是完成整个项目的基础。课程目标是要训练学生使用AD软件的技能，培养学生的标准意识、规范意识、质量意识、协作意识等职业素养。单片机最小系统原理图设计，学生需要达到项目任务分解的“能力目标”。学生操作过程中，强调建立工程项目概念，如图2所示，强调导线Wire的电气特性及相同网络标号（NetLable）表示电气性能相互连接。

如果感觉某学生的水平层次还行，可以进一步要求在最小系统图的基础上增加电路，如在不同的P口处加入电机、喇叭、LED等等。

不同的学校采用的单片机芯片可能不同，需要新建一个对应相关的芯片的集成库，集成库的后缀名为.Intlib，集成库所需要的源文件包括：原理图元器件库文件、PCB封装库文件以及仿真模块和完整性分析模块等。生成新的集成库文件的操作是先新建.LibPkg文件，再添加.Schlib和.Pcblib文件。一般单片机芯片都采用51类型的，大部分封装为DIP40，一般在现有的封装上进行修改这样操作就比较方便。原理图绘制完成后需要进行电气检查，生成网络表，整个原理设计工作才算完成。

2.PCB设计

对于单片机最小系统PCB设计，学生需要达到按照项目任务分解的能力目标。

首先是规划PCB的尺寸，实际上就是定义PCB的机械轮廓和电气轮廓。机械轮廓定义在机械层上，指的是PCB板的物理外形和尺寸。电气轮廓定义在禁止布线层上，指的是PCB板上放置元件和布线的范围。具体操作就不再赘述。

接着就是载入网络表，只要原理图绘制正确，封装成功，一般没有什么问题。

对于PCB设计，布局和布线是最为关键的一步。对于同一功能块的元件应该尽量放置在一起。体积大、重量重的元件宜根据板子的承受能力确定摆放位置。发热元件应远离关键芯片等，时钟电路应远离输入信号等敏感电路。

实际布局过程中，可指导学生按照信号的流程各个安排不同功能电路单元，以功能电路的核心元件为中心进行布局，尽量减小和缩短元件之间的引线和连接。元件的布局应遵照信号的流通，使信号尽可能保持一致的方向。多数情况下，信号的流向安排为从左到右或从上到下，与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的附近。

布线一般采用自动布线方法，线宽一般设置在10Mil，电源和较大电路的地线位20Mil。布线在元器件多的情况下偶尔不能成功，或者布线弯绕很远，明显有问题。这个时候需要老师对学生进行走线拓扑方面的指导，对于布线交叉的位置多采用“钻”、“绕”的方法，特别是在大体积元件的引脚之间摆放元件，往往有奇效。

补泪滴、覆铜等方面知识也是需要了解的。最后绘制的PCB图如图3所示。

3.PCB板的制作

PCB板的制作一般采用人工腐蚀的方法，用的最多的是热转印法。将绘制好的电路板用热转印纸打印出来，然后经过热转印至PCB板、FeCl3溶液腐蚀电路板、电路板钻孔、焊接和调试等几个步骤，就可以制作一个完整的模拟叫声电路板。制作时FeCl3溶液腐蚀性很大，需小心注意安全。

如果要进行装配，老师可以弄好元器件清单并指导学生先检查所有元器件质量，对照电路原理图，在PCB板上根据丝印层标号进行焊接。装配完毕后分段对各部分电路进行通电检测然后进行总的测试。

三、结论

在本课程中采用项目教学法打破知识体系的局限，利用业界流行的AD软件，采用理实一体化的教学模式。使学生在完成完整的典型工作任务的过程中，形成对整体课程的认识体验，实现与岗位零距离接触，利于学生系统掌握课程的知识和技能，取得更好的教学效果。

参考文献

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