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第1篇：單片機原理范文

【關鍵詞】單片機；教學目標；教學方法

現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。復雜的工業控制系統上甚至可能有數百臺單片機在同時工作。單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數量還要多。由此可見，《單片機原理及接口技術》是電子類專業本、專科學生的一門核心課程。通過本門課程的學習，使學生具有單片機應用系統硬件設計及軟件編程的能力，為將來學習DSP、嵌入式系統、畢業設計及參加工作打下良好的基礎。因此做好該課程的教學，對提高教學質量和培養學生的創新能力具有重要的意義。因此，如何提高教學效果，激發學生們的學習興趣，培養學生們分析解決問題的能力，是教學過程中必須要解決的問題。下面結合作者多年的教學實踐，從幾個方面進行探討。

1.根據教學目標確定教學內容

《單片機原理及接口技術》的教學目的是使學生初步掌握單片機工作的基本原理和接口技術，熟悉匯編語言，能夠將軟硬件結合起來進行開發應用等，為后續課程的學習以及未來從事微機系統設計開發工作打下良好的基礎。因此，必須根據教學目標選擇教學內容。

早期的單片機都是8位或4位的。隨著工業控制領域要求的提高，開始出現了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產品大發展，單片機技術得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。按常理，我們應該講授最新最先進單片機，不僅速度快而且功能十分豐富強大，但在教學中我們仍選用的51系列的8位單片機為主，16位的單片機為輔。8位機始終是嵌入式低端應用主要機型，而且在未來相當長的時間里，仍會保持這個勢頭。16位機是電子設計競賽中經常出現的機型，所以也要根據課時安排，加以補充。

匯編語言最接近機器碼的一種語言，其主要優點是占用資源少，程序執行效率高，但是不同的CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。C語言是一種結構化的高級語言，其優點是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計算機語言，缺點是占用資源較多，執行效率沒有匯編高。在教學過程中，我們該選擇匯編語言還是C語言呢？匯編語言有利于我們理解單片機的工作原理，所以在介紹其工作原理部分，應該適當介紹。而在歷年的電子競賽中，學生采用匯編編程的很少，所以在接口與應用部分，要詳細講解C語言。

單片機教材中的原理圖，是反映出各個部件的組成，及其工作原理。在課堂教學中，經常被重視。還有一種時序圖，可能講解的并不細致。在單片機教材中出現過讀取內外部數據的時序圖，幫助學生理解數據讀取的整個過程。這些內容還應該做些擴展，要求學生掌握在該過程中，需要哪些引腳參與，什么時候這些引腳信號起作用。這樣做的目的在于學生掌握以后，在比賽中出現其他的時序圖，就可以理解。例如，今年四川省的電子設計大賽E題-激光槍自動射擊裝置，該題中需要使用攝像頭進行控制。很多學生對于攝像頭和FIFO芯片的工作時序理解不太清楚。如果這個環節不了解，后面的設計就很可能做不出來。

2.應用多種教學方法和手段

該課程內容多、知識點零散，很多學生在學習后，不知道如何掌握其主要內容。該課程理論性和實踐性很強，學生在理解和掌握時很困難。針對這些問題，只能在教學過程中采用多種教學方法和手段，才能激發學生的學習積極性，提高教學質量。

2.1 教學內容詳略得當

《單片機原理及接口技術》在全國高校開設相當普遍，大部分院校培養的學生主要以實際應用為主。在這樣的教學目標指導下，在安排教學內容上就應該以原理與應用為主來組織教學，根據學生專業情況適當增減教學內容。

本該課程內容多，在教學過程中需要把握重點難點。例如，在介紹單片機內部結構這章時，本章的重點應該是CPU的內部邏輯結構、總線結構、內外存儲器結構。對于它的外部結構，只需要了解它引腳的功能和作用就可以了。本章的難點在于存儲器的管理。

2.2 采用實例教學法

實例教學就是以真實的事件為基礎進行教學的過程。具體來說就是在講到某個知識點時，不拘泥于教材的內容，而用較為實際的例子進行說明，這樣往往比單純的說教更具說服力。在課堂上，教師借助于多媒體手段和單片機仿真軟件Proteus及Keil uVision2軟件對所講解的實例進行演示，讓程序單步運行，并察看每一步所產生的變化，有利于學生理解。仿真軟件操作簡單，仿真效果和實際硬件十分接近，非常適合課堂演示。

對于一些難于理解的教學內容，如數碼管的動態掃描工作過程、鍵盤的處理、中斷過程、A/D及D/A轉換過程等內容，可結合多媒體課件和Proteus仿真軟件的演示操作模擬實際的運行情況，提高學生的學習興趣，把原本枯燥的知識變得生動，加深對相關內容的理解。例如D/A轉換的內容，用單片機控制小電機正轉、停止、反轉，這個例子用傳統的教學方法學生很難理解，現在有了Proteus仿真軟件的演示，當單片機輸出一定數字量時，D/A轉換器的輸出電壓值通過電壓探頭一目了然，仿真電機的運轉情況與真實的系統一致。

2.3 采用類比教學法

由于概念多、內容抽象、不易理解，因此，深入淺出地講解課程內容可以減少學生對課程的畏難情緒。對于一些比較抽象的內容，若能將其與學生熟悉的生活實踐相聯系，就能收到事半功倍的效果，通過類比，往往能取得很好的教學效果。

例如，我們在講解內存地址的時候，我們可以以學生的宿舍做類比。每個學生宿舍它都有一個編號，對應的是內存單元應該也有編號，這個編號就是它的地址。

2.4 任務驅動教學法

任務驅動的教學的方式，能為學生提供體驗實踐的情境和感悟問題的情境，圍繞任務展開學習，以任務的完成結果檢驗和總結學習過程等，改變學生的學習狀態，使學生主動建構探究、實踐、思考、運用、解決、高智慧的學習體系。

學習單片機的主要目的是為了應用，為了提高學生的學習興趣，可以采用任務驅動教學法。例如，在學習了并行口之后，可以給學生布置一個任務，要求他們用并行口完成對LED燈的控制。這個任務完成后，可以讓他們實現流水燈和交通燈的控制。這樣，由淺入深，大大提高了學習的效率和興趣，培養他們獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。一個“任務”完成了，學生就會獲得滿足感、成就感，從而激發了他們的求知欲望，逐步形成一個感知心智活動的良性循環。

3.加強實踐環節教學

對于理論知識的學習，如果不將這些理論付諸實踐，那對于學生來說永遠只是霧里看花，無法深入。因此，加強實踐教學環節顯得尤其重要。重視實驗教學，精選實驗內容，根據教學進度，及時安排實驗，使學生能夠理論和實踐相結合。每次實驗，都安排驗證性實驗和設計性實驗，通過驗證性實驗使學生加深對所學內容的理解，通過設計性實驗培養學生分析解決問題能力。

在實驗設備的選擇上，可以采用以51單片機為主，并且提供MSP430芯片的實驗箱。

對于實踐環節，除了利用實驗設備以外，還應該鼓勵學生參加一些相關的比賽。比如，全國的電子設計大賽、工信部的電子設計大賽。通過參加這類比賽，增擴展加學生的知識面，鍛煉學生的實踐能力。

4.結束語

《單片機原理與接口技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程。本文中針對教學過程中，存在的一些問題，提出了自己的解決方法和策略。教學也是一個不斷學習和探索的過程。我們應該不斷完善教學體系，更新教學內容、探索新的教學方法，調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的綜合能力。

參考文獻

[1]高惠芳，張海峰，胡冀.單片機原理與應用技術[M].北京：科學出版社，2010.

[2]董普松，Proteus在單片機系統設計中的應用[J].現代電子技術，2008（14）.

第2篇：單片機原理范文

（長春理工大學機電工程學院，吉林長春130022）

摘要：“單片機原理及應用”課程理論與實踐聯系緊密，學生通過實踐才能打下堅實的基礎。本文對目前本課程教學現狀及影響大學生學習主觀能動性的因素進行了闡述，并探討了加強本課程實踐教學的可行方法。

關鍵詞 ：單片機原理；應用；主觀能動性；實踐教學

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1671—1580（2014）08—0055—02

收稿日期：2014—04—16

作者簡介：王紅平（1976— ），女，內蒙古包頭人。長春理工大學機電工程學院，副教授，博士，研究方向：機械電子工程。

高藝（1968— ），女，吉林長春人。長春理工大學機電工程學院，副教授，博士，研究方向：機械電子工程。

于正林（1971— ），男，吉林省吉林市人。長春理工大學機電工程學院，教授，博士，研究方向：機械電子工程。

“單片機原理及應用”課程是工科本科生的一門專業技術基礎課，其最大特點是理論與實踐聯系緊密，突出應用。通過很強的實踐動手能力的培養，為今后從事生產第一線的技術和管理工作以及進一步提高科學技術水平打下堅實的基礎。［1］

作者結合本學院學生學習“單片機原理及應用”課程的實際情況，探討學生在“單片機原理及應用”課程中如何發揮主觀能動性，系統深入地研究提高學生參與課程的主觀能動性的教學方法，尤其是在實驗及課程設計中提高學生主觀能動性的教學方法。［2］

一、學校課程教學的現狀

目前，老師教授該門課程采取板書輔助多媒體的授課方式。由于本課程具有抽象性，使許多學生對這門課程存在恐懼心理。對單片機課程抽象知識點的講解僅僅通過教師的嘴和筆無法達到準確和生動描述的效果；而實驗內容多年一成不變，且實驗以驗證性實驗居多，自主性實驗很少，導致學生實驗課程的學習變成走馬觀花的狀態。［3］

在單片機課程的學生能力評估方面，基本仍然采用常規的課程評價方式，即課堂出勤方式、作業以及閉卷考試綜合評定。這種評定體系并沒有考慮該門課程實踐環節的重要性，使學生掌握知識時偏向于理論的死記硬背之中，而忽略了真正的動手實踐能力，使本來就懼怕這門課程的學生無的放矢，更加不愿意去接觸真正有意義的實踐學習，這樣就培養出一批批手高眼低的工科學生。

二、影響大學生學習主觀能動性的因素

（一）缺乏學習的主動性

“單片機原理及應用”這門課程不像其他課程具有細致且清晰的思路以及邏輯推理, 其抽象的軟硬件內部結構、超強的實用性要求時刻考驗著學生。這就要求學生有知難而進的進取精神，表現積極的學習態度。但大多數學生沒有掌握該門課程的學習方法，不懂得利用充分實踐的方法去理解和掌握，結果產生了恐懼心理和畏難情緒。

（二）教師及教學資源的質和量

課程教授包括教師和教學內容兩個方面。教師要有很強的責任心，教授的內容要保證滿足大綱要求，使學生在有限的學時中最大限度地獲取知識。

就目前而言，本校單片機理論課時僅有32學時，實踐課時為16學時，這就產生了課程信息量大與課時少的矛盾。因此，課堂教學信息量的增加是一個必然趨勢。“單片機原理及應用”這門課程如若采用板書為主的傳統授課方式固然能使學生在接收知識點時隨著教師的板書有更多的思考時間，但也不可避免地使授課信息量減少；如果采用多媒體方式，知識量增加了，但學生程度不同，又不能保證所有學生能及時理解所學知識。［4］

（三）實驗教學環節薄弱

對于實踐性很強的單片機課程，實驗環節尤為重要。實驗環節的教學質量受到多方面因素的影響。首先，實驗設備能否滿足實驗教學內容。本校單片機課程實驗經歷多年的更新換代，目前采用較為適用的教學實驗設備，能夠實現仿真與實際相結合。除了實驗設備之外，還有諸多細節方面的問題,如實驗教師的引導是否負責、到位？實驗課前的預習是否能夠完成？實驗內容的安排是否合理？如果實驗前的準備學習被忽略,學生便難以順利完成實驗，而教師安排的實驗難度、具體教授方法不當，學生也難以順利地進入實踐學習之中。這樣，學生就會對實驗產生厭煩心理，難以獲得良好的學習效果。

三、實踐教學的改革探索

（一）將學習興趣的激發貫穿于實踐教學始終

學習興趣是學習課程的最好動力。激發學生對本門課程的學習興趣是學好課程的首要前提。由于課程中抽象的知識時刻考驗著學生, 使學生產生畏難情緒，這就要求教師不斷地借鑒和學習更好的教學方法，同時，結合自身教學特點，加強教學與實踐環節的結合，從而將學生學習興趣的激發貫穿于實踐教學始終。

例如，對于抽象知識點的講解, 在多媒體形式的表達和演繹中，穿插易于理解的分解動畫視頻，模仿單片機軟件執行中的運行過程，能夠幫助學生很好地理解；同時，可以將難以理解的知識點進行拆分，要求學生在課后通過查資料進行總結，并利用每堂課10分鐘的時間讓學生輪流討論，驗證自身實踐學習的情況，并作為一種考核機制；同時，對與之相關的實驗內容，提前提供給學生相關的仿真軟件，通過降低難度，讓學生在個人電腦上進行程序的初步設計和模擬仿真，先從自身的探索實踐中找到樂趣，增強信心，再在真正的實驗中結合硬件系統加大難度。通過這樣的知識點分解方式學習，學生會更有信心學好這門課程。

（二）改變實踐教學策略

在實踐教學中要體現學生為主體，教師為主導的特點，教師可依據教學大綱設計實驗教學內容，提前提出若干不同的實驗主題，讓學生自發提出若干相關主題的各種任務，然后師生互相交流信息，再由教師最終布置與之相關的若干接近實際生活的實驗任務，讓學生依據自己提出的待解決任務完成相關實驗，這樣就充分發揮了學生的自主性。而且通過采集任務的方式，學生也能夠從中了解單片機知識點的應用，進一步構建和豐富自己的知識體系。同時也避免了由于同一個實驗內容面對班級內的所有同學而對部分學生探究知識的主動性的限制，也避免了某些學生可能的“渾水摸魚”。［5］

（三）結合實際確定課程設計內容

若讓學生真正掌握實踐性強的課程，就需要與實際生產生活相聯系，因此，單片機的學習僅僅通過實驗的實踐是不夠的，還需要學生進行親身實踐，也就是必須經過硬件電路及其電路板的繪制、焊接元器件、程序編制、仿真調試等實踐過程，才能真正掌握單片機的理論知識和應用技能。

目前，大部分單片機的課程設計是教師設置與實際接近的難度適宜的課題，學生根據自己的能力和愛好選取其一，但完成內容仍局限于電路原理圖的繪制，進展較好的也不過是采用仿真軟件進行模擬調試，距離真正的設計還有一定距離。為提高單片機課程設計質量，并測試學生在有限的課程設計時間內的接受能力，本校單片機課程設計以大珩班為對象，分成3~5人的設計小組，進行了難度適宜的課題設計。最后，學生均完成了設計內容，并上交了實物成品，感到受益匪淺。可見，單片機課程設計在教師指導下，完成從資料收集到軟硬件設計與調試、PCB 電路板設計、仿真調試等過程是切實可行的。

（四）新型考核機制——“實驗—課程設計—成果比賽”一體化

傳統課程的考核方式并沒有過多地體現實踐的重要性，仍以理論考核為主，這與本課程的特點不符。為加強實踐環節的考核，可以加大實驗成績在總成績中的比重，使課程總成績包括平時成績、實驗成績、期末成績。目前，本校平時成績占總成績的20%，實驗成績占總成績的10%，期末成績占總成績的70%。這種考核已經加入了實踐環節，但比重仍然過低。今后將進一步加強實踐環節的比重，并對各個部分的考核分布進一步細化。

［

參考文獻］

［1］楊杰，王曉初，王曉紅.單片機課程教學的實踐與探討［J］.廣東工業大學學報，2009（9）.

［2］ 邵留，江敏，李娟英.淺談高等教育中學生學習的“主觀能動性”［J］.中國校外教育，2011（2）.

［3］徐德勇.探討通過單片機實驗培養學生的能力［J］.電腦知識與技術，2009（5）.

第3篇：單片機原理范文

關鍵詞：單片機；教學；理論；實驗

職業技術學校是專門培養掌握一門專業技術為目的的全面發展的技術型人才的搖籃。在專業課程中開設單片機應用這一學科，無疑給學生接觸電子技術或機械制造及控制打下了良好的基礎。所以，單片機在中職學校的電子專業中是一門既基礎又重要的學科。因此，筆者就結合在教學過程中的實際問題，淺談幾點關于單片機的教學思想。

一、讓學生扎實掌握單片機的理論知識

單片機是一門綜合性很強的學科，它要求學生必須具備數字電子技術、計算機組成原理以及模擬電子技術等方面的基礎知識。根據這一情況，開設單片機之前應先開設數字電子技術、計算機組成原理和模擬電子技術等相關課程。讓學生有了相關的專業知識作為鋪墊，以后學習單片機原理這門學科時就會很快掌握簡單的計算和原理問題。

因為學生的知識結構原因，他們對電子專業是相當的陌生，但是又特別地渴望能真正地掌握一門實用的專業技術。因此，作為一名傳授單片機的專業課老師，根據這一情況就不能只按照課本進行教學，而是要尋求教學中的突破點，靈活地進行教學。

“單片機原理”這門課程一學期可以開設80個學時，針對不同的章節會靈活地分配不同的學時。在介紹微型計算機基礎和單片機的結構特點的這一模塊時，一定要求做到慢、細、活這三個字的原則。“慢”，是指學生才接觸一個新的、陌生的學科，而且在目前也算是一個高科技的學科。專業教師一定要講得比較慢才行。在講課的過程中將學生的積極性調動起來，讓他們渴望去掌握這門實用的專業技術。“細”，是指將單片機的發展階段及單片機的結構特點，給學生講授得更為細致，讓學生掌握單片機每一個結構的作用。以我國常用的MCS-51系列的單片機作為背景，進行具體的說明。“活”，是指光在課堂上講授單片機的結構及基礎，是很容易讓學生產生厭煩的心理。于是，將單片機的應用這個環節用多媒體及其具體實例的方式作為另一種傳授知識的方法。這樣更為靈活地應用了多種教學手段，使學生在接受理論知識的同時，又獲得了單片機的應用模式。更大程度地提高了學生的學習能動性。

在單片機指令系統與程序設計這個模塊，它的教學方法就和上面講的方法有所不同了。在這個模塊中所涉及的知識增多，而且這個模塊包含了5種類型的指令，定義了7種尋址方式，是一個具有255種操作代碼的集合，并用42種助記符表示這些代碼，一共有111條指令。對于初學者來說，是一個相當大的工程。在處理這個問題上，專業教師一定要告誡學生既要輕視這個問題又要重視這個問題。輕視是指不要被這個數據嚇到，我們是有能力去解決這個困難的。重視是指，MCS-51的指令系統具有功能強、尋址方式多、執行速度快的特點，為以后程序的設計提供了有利的工具。面對111條指令，不能一次就全部傳授給學生，那樣會讓學生只是機械似的學習，到了最后還是沒有任何的成效。而是將這111條指令進行分類。根據指令的實用性及其特點，將111條指令分為5類：（1）數據傳送類（29條）；（2）算術操作類（24條）；（3）邏輯操作類（24條）；（4）控制程序轉移類（17條）；（5）布爾變量操作類（17條）。將指令分類后，學生記憶起來就會方便很多。而且學生也比較容易接受由少到多的記憶方式，再通過舉一些簡單的小程序，將學生記憶的指令系統加以鞏固，這樣還讓學生間接地接觸到程序，為以后介紹程序設計打下了基礎。當指令系統一學習完后，馬上就引入程序設計這個模塊。在教學中，從最基本和最基礎的程序先用講解的方式傳授給學生，讓他們有一個程序設計的意識。畢竟，職高的學生在學習的過程中很容易出現懈怠和厭學的情緒，當他們有一點點成績時，教師就該抓住機會給予學生鼓勵，讓他們感到程序設計的奇妙的地方，也讓他們增強信心。然后，采取評分的方式，讓學生之間產生相互競爭的學習風氣，這著重提高學生的能動性和學習積極性。

二、單片機理論知識和實驗動手相結合

掌握了一定理論知識后，在實驗周內就是重點提高學生的動手能力。根據學校的具體情況，以MCS-51的單片機作為學生的實驗儀器。職業學校的特點就是以動手和理論相結合培養技術型人才為目標。因此，上機操作是十分的重要。上機的程序是以最簡單的程序入手。比如：進行數據運算；進行數制轉換；進行數據排序等。給出簡單的程序讓學生先進行編程，然后上機進行調試。這樣，學生能夠更為深刻地理解指令的含義，并能記錄運行的結果，及其驗證程序的正確性，對程序進行調整，直至程序正確。

在進行上機調試的過程中要著重傳授新的理論知識給學生，將理論和實做相結合。這一點我在教學的過程中有很深的體會。在介紹一個閃燈的程序中就結合了延時這個理論知識點。學生通過自我學習和反復思考就應該很清楚延時程序的作用。這就是將新的理論知識和上機實驗緊密地結合在一起了。學生更直接地明白了知識點，而且讓教學收到了不一樣的效果。將理論知識點和實驗動手結合在一起能更深刻，更清晰地讓學生在動手中真正將知識得到升華。

三、結語

以上就是筆者在以往的教學中對單片機教學的思考。隨著科技的發展，教學方法也會隨之改變。但是單片機在職業技術學校中的重要地位是不可動搖的。

參考文獻：

1.劉力群.單片機原理及應用[M].北京：機械出版社，2002.2.

2.朱家建.單片機原理及應用.北京：高度教育出版社，2002.4.

第4篇：單片機原理范文

關鍵詞：單片機原理；考試改革；Proteus軟件

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0133-02

一、前言

單片機又稱為單片微型計算機，是計算機體系的一個重要分支，也是現今較為流行的嵌入式系統的一部分。由于其體積小、控制功能強、成本低等特點可方便地組裝成各種智能控制設備和儀器，做到機電一體化，因此廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，可以說單片機已經滲透到我們生活的方方面面。單片機原理及應用課程也是目前高校計算機、電子、電氣、自動化等專業均開設的一門專業課。由于該課程是一門理論性、實踐性都很強的課程，因此該課程對實驗教學有很高的要求，實驗教學在學生學習的過程中占了很重要的地位。但是，目前很多高校的單片機課程實踐教學環節及考核方式都存在著一些問題。學生在傳統的以理論考核為主的學習方式下很難激發學生的學習興趣，很難提高動手能力。通過考試改革，使學生在重視基礎知識學習的同時，更加注重實踐能力和動手能力的境況，促進創新精神的形成。

二、目前的教學考核形式及存在的問題

《單片機原理及應用》課程是一門專業課，其前續課程主要有《電路》、《數字電子技術》、《微機原理》等，課程理論教學的主要內容包括以下幾方面：（1）單片機的硬件系統結構。包括單片機的基本組成，CPU結構及時序，RAM、ROM的組織結構及擴展，并行I/O接口的基本原理等。（2）單片機指令系統。包括單片機尋址方式及指令，匯編語言程序設計等。（3）單片機接口技術及應用。包括單片機系統開發的基本方法和步驟，單片機系統擴展及外部的接口，單片機的綜合應用等內容。考核主要以閉卷的考試為主，學生的總評成績這樣劃分：平時作業、實驗成績和考勤各占10%，期末考試成績70%。這樣的教學及考核形式尚存在諸多問題。

1.教學方面問題。實驗課時少。根據學院制定的教學計劃，《單片機原理及應用》的總學時為32學時，其中實驗課程8學時。實驗課程的學時數太少，也是影響學生動手能力的一個方面。在實驗課程的分配中，軟件實驗、驗證性實驗至少占了6學時，所以綜合性設計性實驗開設率不高，學生對所學課程缺乏整體性了解和綜合運用的能力。實驗設備缺乏。由于學校擴大招生規模，實驗室現有的實驗設備臺套數太少，為滿足學生實驗，不得不增加每組實驗的學生人數。我國目前的文化教育，重視理論輕視實踐，這造成了學生們從小就重視理論知識的學習而輕視動手實踐。另外，在考核方式上，實驗課一般作為理論課考試分值的一部分，往往也只占很少的學分，并且只要寫過實驗報告就基本可以通過。久而久之，大部分學生也滋生了重視理論課程輕視實驗的思想。

2.考核方面問題。考核方式不合理。學生的考核以閉卷的考試占主要部分，實驗環節所占成績比例低。這樣的考試形式使得大部分同學以理論學習及考試成績為主導，對于課程學習過程中的實踐動手環節只是消極地參與，并沒有真正起到動手動腦的作用。考試內容不合理。由于考試形式以閉卷考試為主，考試內容只能局限于教材，加上期末考試前劃范圍、勾重點等，使得一部分同學以考前重點突擊復習為主，造成了這些同學在平時學習及實踐環節的松懈。考試題型不合理。考試中客觀性題型較多，分值比例較大，綜合設計性題型、論述性題型較少。這對于學生的思考能力及綜合分析問題能力的考查不全面，也不利于激發學生的學習興趣和主觀能動性。能過以上分析，目前《單片機原理及應用課程》的考核方法已經不能滿足學校提出的“培養創新性人才”的要求，不利于培養學生動手能力、創新能力，也不能激發學生的學習主動性。

三、教學考試改革的方式及具體措施

針對單片機教學考試存在的問題，可以從以下幾個方面進行改革。

1.為考試改革而進行的教學改革。首先，教學改革要進行教學方法的改革。采用從完成實際問題出發，激發學生的學習興趣和主觀能動性的目標教學方法。在課程的開始階段，設置一個簡單的綜合性實例，利用仿真軟件或實驗箱將實際工程問題解決方案演示給學生看，并要求學生下來查找一些與此相關的實際生活中的應用。以此提高學生的學習興趣。在接下來的教學過程中教師以教學目標為導向，整個教學過程圍繞教學目標展開。在教學目標的刺激下，學生為實現目標而努力學習。在完成目標的過程中，教師積極引導，并將教學內容滲透其中。這種教學方法不僅可以使學生清楚地認識到單片機的原理、概念在實際生活中的意義，而且對于激發學習熱情，培養理論聯系實際的能力極其有益。其次，教學內容的改革。注重接口技術和應用技術的學習，適當減少體系結構的理論學習。在目標教學法中，學生以實際目標引導其學習^程，那么在教學內容上就應增加能夠達成實際目標的應用技術的學習內容，理論體系結構的教學可以把框架性的知識傳授給學生，學生在應用中遇到的理論問題，他們會在框架的知識基礎上自己進一步細化豐富內容；從匯編語言轉向C語言的編程方式。傳統教學模式中，教師喜歡使用匯編語言編程，匯編語言雖然具有高效控制精確的優點，但其結構性差，語句復雜，調試難度大，學生接受也比較困難。C51高級語言具有程序結構清晰、可讀性好、易于維護等優點，一條C語言相當于幾條匯編指令，學生在有C語言的基礎上入門很快，這樣也提高了學生的學習興趣；使用Proteus仿真軟件。通過使用仿真軟件，學生只需要一臺電腦就可以完成實驗室里的基本實驗，方便學生自己動手，提高其動手能力。再次，實驗的改革。把實驗軟件實驗、驗證實驗、設計性實驗及綜合性實驗四個部分，通過驗證性實驗，學生們可以進一步了解單片機及芯片的作用，提高學生的學習興趣。設計性實驗，可以培養學生實踐動手能力及創新能力。綜合性實驗，可以提高學生綜合運用所學知識的能力，提高學生的實驗技能和和培養學生的創新能力。在原有的實驗課時的基礎上增加實驗課時，同時提高設計性及綜合性實驗的比例，真正讓學生把理論與實踐結合起來。

2.考試方法改革。根據《單片機原理及應用》課程的特點，考試可以采用筆試、做設計、寫論文、進行實際操作以及開卷、閉卷等多種方式相結合。我們不能因為筆試的一些缺點就否定筆試在成績評定中的作用，在筆試的過程中還可以增加開卷、閉卷等多種形式。在出卷時增加試卷的靈活性，適當增加設計、分析和綜合思考題型。題目的設計應能使每一位學生在解每道題時都有對知識的理解、分析、比較、融會貫通的過程，從而鍛煉學生的思維，多給學生提供探索的機會和可能性，鼓勵學生獨立思考、標新立異、強調智力開發、避免考試中的偶然性。同時在筆試的基礎上還應該增加反映學生平時學習情況的評價內容，比如平時作業，實驗報告成績等。還可以增加實際操作環節的評定，比如對每次實驗課程都ρ生的操作進行評分，增加實踐環節的考評，把學生綜合設計性實驗的操作調試及結果作為總評成績的一部分進行考核。或將實踐環節改為操作考試，由學生現場操作，教師根據操作內容正確性進行評分。最后在課程結束后，還可以鼓勵學生通過學習的知識內容進行創新設計，將其所做的設計或者通過網絡、圖書查閱到的資料通過分析總結后寫成論文的形式提交，以附加分的形式納入總評成績中。這種方法鍛煉了學生的分析、設計和對信息的處理能力。

3.考試效果的評估和對教學方法的反饋。淡化考試分數之間的微小差異，增大平時考試成績的比例，實行百分制、等級制及與評語相結合的綜合評分方法，對有獨立見解或創新的學生加分鼓勵。應獎勵有個性者，獎勵有主見、有獨立思維能力的學生。同時，建立考試結果分析制度，不斷總結教學經驗。發現問題及時糾正，拓寬、疏通教學質量的有效反饋渠道，建立健全溝通機制。改革后的總體效果還有待長時間的檢驗。在教學過程中可以明顯的發現，提問題的同學明顯增多，同學之間相互討論的次數明顯增加。希望此次考試改革能給《單片機原理及應用》課程的學習帶來新的氣象，增強學生學習的積極性、主動性，培養學生的創新精神和創新意識，實現人才的全面發展。

參考文獻：

[1]何宏.單片機原理與應用[M].北京：清華大學出版社，2012.

[2]李康林.單片機課程考試方法改革的實踐和探索[J].長沙大學學報，2007，（5）：107-109.

[3]周曉雁.單片機實驗教學改革的嘗試[J].山東工業大學學報，1995，（2）：63-65.

Single Chip Microcomputer Principle and Application of Examination Reform Exploration and Research

YANG Yan-xin，HUANG Zhao-bo，ZOU Huan，ZHANG Xue-ping，LI Yu

（Faculty of Mechanical & Electrical Engineering，Yunnan Agricultural University，Kunming，Yunnan 650201，China）

第5篇：單片機原理范文

關鍵詞：單片機原理；實驗教學；教學改革

“單片機原理及應用”課程側重于單片機在汽車領域的應用，其理論性和實踐性都很強。要使學生真正掌握好本課程，必須做到理論教學與實驗教學并重，用實驗教學帶動理論教學。[1，2]在實驗教學過程中，要強調學生的主體地位，提高學生的動手能力與創新能力。

一、實驗教學現狀

1.實驗學時少

以前的“單片機原理及應用”課程總學時為64學時，實驗學時只有8學時，占總學時的12.5%，實驗學時不足。為了在有限的實驗學時內讓學生盡可能多的完成實驗內容，教師只能安排一些簡單的驗證性實驗。在實驗教學過程中基本上是“學生看教師做實驗”，學生處于被動地位，達不到實驗教學的最終目的。

2.實驗教學內容陳舊、模式單一

傳統的單片機實驗教學內容中基礎性、驗證性實驗多，綜合性、設計性實驗少，培養學生操作能力的實驗多，培養學生創新能力的實驗少。實驗教學要求學生在規定的時間內按照步驟完成相同的實驗，實驗過程中教師教接線、給程序，學生在實驗板上調試。在這種實驗教學模式下，學生簡單模仿，只用動手不用動腦，很難培養學生的創新能力和綜合能力。

3.實驗教學考核體系不完善

傳統的單片機實驗課程不單獨考核，評價方式主要以實驗報告為依據，而且實驗成績占總成績的比例低。這種評價方式使學生對實驗教學環節也不重視，很難調動起學生在實驗教學環節中的積極性。

二、單片機原理實驗教學改革內容

傳統的實驗教學無法達到培養學生創新能力和綜合應用能力的要求，需要進行改革。“汽車單片機原理與應用”課程實驗教學改革主要從以下幾個方面入手：

1.實驗室建設

目前NEC單片機在汽車電子領域市場份額較大，[2]而山東理工大學交通與車輛工程學院開設的“單片機原理與應用”課程卻側重于單片機在汽車領域中的應用。為此，山東理工大學交通與車輛工程學院對單片機課程的教學內容進行了調整，從原來的INTEL公司的8051系列單片機調整為NEC公司的78K0KF系列單片機。同時在原有實驗設備的基礎上，山東理工大學交通與車輛工程學院與NEC公司合作，建立了NEC單片機開放實驗室。目前實驗室擁有汽車電子嵌入式開發系統、NEC單片機綜合仿真實驗儀、NEC單片機開發系統等多套設備，計算機60臺，能實現幾乎全部單片機教學的軟、硬件實驗，為實驗教學的改革打下了良好的基礎。

2.增加實驗學時

“單片機原理及應用”課程比較抽象，學生要真正掌握該課程，需要有充分的實驗教學環節作保障，因此增加了實驗學時，由原來的8學時增加到現在的20學時。實驗學時的增加，既可以安排更多的實驗教學內容，使其更加系統和全面，又可以靈活地安排實驗內容，為課程實驗教學改革的實施創造了條件。

3.更新、調整實驗教學內容

針對78K0系列單片機，NEC公司開發了一系列齊備的開發工具，包括Applilet（驅動代碼生成工具）、PMplus（編譯工具）、SM + for78K0_Kx2（軟件仿真工具）、ID78K0 for MINICUBE（硬件仿真工具）。[3]78K0系列單片機支持片上調試，可以由仿真器直接下載程序到芯片，也可以利用SM+進行軟件仿真，豐富了實驗內容。

在原有的實驗項目的基礎上，增加了綜合性、設計性的實驗內容，并對實驗項目進行了分析，精選1/2的實驗項目作為基礎實驗，要求學生必須完成，其余1/2的實驗項目作為綜合性、設計性實驗項目，學生可以根據自己的愛好選做。這樣既保證了基本的教學內容，又激發了學生的學習熱情和積極參與的主動性。根據實驗學時的安排和課程特點，將實驗教學內容分成了四部分：

第一部分為軟件模擬實驗，主要目的是熟悉Applilet軟件、SM+軟件、PM PLUS軟件等操作軟件，讓學生對整個系統有一個初步了解，為以后的實驗打下了堅實的基礎。實驗項目包括用軟件模擬十字路通燈等。

第二部分為基本端口實驗，主要目的是讓學生認識單片機系統的基本硬件。實驗項目主要有端口輸出實驗、H0定時計數器實驗、按鍵中斷實驗、A/D轉換實驗、多位數碼管顯示實驗、直流電機控制實驗、步進電機控制實驗等。

第三部分為綜合設計性實驗，目的是幫助學生全面掌握所學內容，提高學生綜合運用知識的能力。主要有用TM00定時器設計秒表實驗、用A/D轉換值控制步進電機和直流電機轉速實驗、鍵盤結合LCD液晶顯示實驗、利用外部中斷設計流水燈實驗、直流電機轉速測量實驗等。

第四部分為創新性實驗，主要針對那些對單片機有興趣的學生，鍛煉學生的創新能力、動手能力和解決實際問題的能力等，該部分實驗在課下進行，可結合教師的科研項目和各類大學生電子設計大賽，如教師科研課題中的控制系統、數據采集系統以及全國大學生電子設計競賽（NUEDC）、全國智能車設計大賽、機器人設計大賽、機電產品創新設計大賽等。

4.完善實驗考核體系

實驗教學的主要目的是為了讓學生進一步掌握單片機的原理及應用，培養學生的動手能力、創新能力和解決問題的能力，傳統的以實驗報告評價實驗成績的實驗考核方法很難調動學生做實驗的積極性，達不到實驗教學的目的。為了改變這一狀況，改革了實驗成績的評定方法。為引起學生對單片機實驗教學的重視，把實驗成績占總成績的比例提高到40%～50%。實驗成績的評定根據每次實驗的成績，結合實驗報告給出，實驗報告占實驗成績的比例較低。對每次實驗現場打分，每次實驗前都給學生布置兩個實驗內容，其中一個為基本實驗，另一個為綜合性強的實驗，完成基本實驗得60分，完成本次全部實驗才能得滿分。這種做法極大地調動了學生的實驗積極性，表現在上課時認真聽課，實驗前積極準備，實驗中相互討論等。

三、實驗教學改革的成效

從2009年開始在車輛工程、交通運輸、熱能與動力工程三個專業進行實驗教學改革，約有1000名學生接受了新的實驗內容。通過實驗教學改革，激發了學生在實驗教學中的主動性與積極性，通過實驗教學又帶動了課堂教學，提高了學生的動手能力，培養了學生的創新能力和綜合應用能力，加強了學生對汽車單片機原理的理解與應用能力。具體成效表現在學生在實驗中的積極性明顯提高，主動思考，實驗完成率達到100%。在三年的期末考試中學生的卷面成績較以前學生的成績有了較大提高，卷面不及格率降到了5%，學生在課程設計和畢業設計中使用單片機系統的上手速度逐年加快，設計能力、編程能力大大提高。學生利用單片機參加電子類大賽獲獎的等級和人數逐年提高，2010～2011年，在全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、“濰柴動力杯”山東省大學生汽車技術創新設計大賽、山東省大學生智能車競賽等賽事中獲獎20余項。2012年在全國大學生瑞薩超級模型車大賽上共有2支隊伍榮獲全國二等獎，在全國大學生智能汽車競賽山東賽區中獲得二等獎5項、三等獎1項。山東理工大學交通與車輛工程學院在第九屆“泰汽新能源杯”山東省大學生機電產品創新設計競賽中榮獲省一等獎等。

參考文獻：

[1]李潔，李衛兵，等.《單片機原理及應用》實驗教學改革與實踐[J].實驗科學與技術，2012，（4）：92-94.

[2]肖靜，馬臨.單片機實驗教學的改革與探索[J].南昌高專學報，

第6篇：單片機原理范文

傳統的單片機原理與應用課程教學的課堂上，大多單純依靠老師的講解。老師為了把一些抽象的概念，難懂的知識點講解清楚，往往需要花費大量時間。并且，即使花費了大量的時間，有時因為硬件設計、系統開發等內容，也不容易在簡單的平面教學中清楚地講解，不能使學生產生感性認識。運用多媒體課件與傳統教學相結合，把傳統教學中難講難理解的知識做成多媒體課件，不僅可以節省大量教學中板書的時間，還可以提高教學的質量和效率。同時老師在課堂上使用的多媒體課件一定要經過精心的準備，內容要選擇難講難理解的典型事例，通過仿真把結果動態演示出來，即能加深學生對問題的理解，又能激發學生的學習興趣，靈活應用現代教學手段，突出解決該課程中實踐性強的知識點，與傳統教學相結合，對重點和難點內容進行透徹、清楚的講解，使表現形式更加形象化，更容易理解，從而提高學生的學習興趣。除了課堂教學，還可利用網絡資源來最大限度的豐富課堂外學習，建立大范圍的教學資源平臺—教學網站，盡量實現優質教學資源共享，避免不必要的人力物力的浪費。利用教學網站，給學生提供學習與應用單片機技術的網絡平臺，開成良好地互動，真正實現教與學的有效整合[2]。

2選擇合適的多媒體課件以滿足教學需求

把多媒體課件應用到單片機課程的教學過程中，使得單片機教學不再枯燥，不僅可以使學生提高對理論知識的認識，而且通過仿真實例可以使學生熟悉單片機系統的開發方法，進而培養學生的動手和實踐的能力。但是多媒體課件良莠不齊，必須選擇合適的多媒體課件否則事得其反。首先，電子課件的開發工具有很多種，每種工具軟件有各自的特點，要合理選擇。在單片機多媒體課件的開發過程中，筆者所在教學團隊，結合了電子課件開發工具PowerPoint和單片機仿真軟件PROTUES，使用PROTUES針對具體實例開發出仿真程序，同時把仿真結果動態的插入到PowerPoint制作的電子課件中，使得多媒體課件能夠演示單片機工作的動態及結果，感性且直觀，同時又增加了課件的趣味性。其次，要及時更新多媒體課件以適應單片機技術的發展速度。《單片機原理與應用》是一門內容多且雜、實踐能力要求高、發展迅速的課程，為了適應數字系統的不斷發展，多媒體課件中動態仿真實例要盡可能的選擇新事例，一方面能增加知識量，使課程和發展形勢緊密結合，另一方面也能調動學生的學習興趣，從而提高教學效果。

3結束語

第7篇：單片機原理范文

論文關鍵詞：單片機原理及應用技術；設計理念

《單片機原理及應用技術》是機電一體化技術專業的一門必修專業技術核心課程。該課程是根據“機電一體化技術”專業職業崗位要求設置的一門實踐性和綜合性非常強的專業技能課程，是基于職業標準和工作過程開發的理實一體化的學習領域課程，是屬于職業學習領域課程之一，它擔負著幫助畢業生在未來職業生涯中從擔任單片機程序的編制、控制系統的自動化控制等崗位的重任。通過本課程的學習，旨在培養學生學習單片機的結構和原理、單片機的指令系統、程序設計、單片機的硬件結構及其擴展、單片機的應用等，培養學生具有單片機的編程、硬件的結構設計的能力及團隊協作、溝通表達等綜合素質，這對提高機電一體化專業人才培養質量、提升畢業生就業能力與就業質量具有重要意義。

一、課程整體設計理念與思路

（一）設計理念

打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式，轉變為基于工作過程的項目課程開發與設計，工作任務為中心、項目課程為主體，讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識，并發展職業能力。

1、以崗位需求為依據：依據自動化控制系統實踐能力要求，設置課程內容，實現課程內容和職業崗位需求緊密結合；2、以工作過程為基礎：按照工作過程中活動與知識的關系來設計課程，突出工作過程在課程框架中的主線地位，按照工作過程的需要來選擇知識，以工作任務為中心整合理論與實踐內容；3、以職業能力為主線：真正以“能力”為主線來設計課程。要按照工作的相關性，而不是知識的相關性來確定課程設置。

（二）設計思路

本課程從應用的角度出發，依據由簡到難的原則，以典型工作任務為主線，設立教學項目，通過教師指導學生開展自立學習完成工作任務或項目，實現對工作過程的認識和對完成工作任務的體驗，從而形成職業能力。共設置9個學習項目， 每個學習項目均應從知識技能等方面達到教學的標準。

二、課程整體設計

（一）課程目標設計

確定課程目標的依據是根據人才培養方案中崗位具體工作對能力、知識、素質的基本要求。通過教學，本課程總體目標是實現學生能力、知識、情感態度與價值觀等不同層面職業素養的綜合提升和協調發展，培養可持續發展的滿足企業需求的高技能人才的目標。 　1、能力目標：（1）具備單片機硬件圖的表達、閱讀、分析能力；（2）具備單片機匯編語言編程的能力；（3）具備單片機硬件擴展的能力；（4）初步具備單片機的應用能力。

2、知識目標：理解單片機的結構及其工作原理，了解單片機的特點及其發展過程；掌握單片機的指令格式、尋址方式、數據傳送類指令、算術運算類指令等各種指令系統。掌握單片機軟件編程的方法；掌握單片機的硬件結構及其硬件擴展的方法。

3、態度目標：具有實事求是的科學態度和吃苦耐勞的實踐意識；具有開拓和創新精神，具有良好的職業道德和職業素質。

（二）課程內容設計

為了保證學生畢業后能夠勝任有關崗位的要求，我們依據專業人才培養方案經過反復研討后，選擇了貼近實際的5個典型項目作為教學內容，以保證學生可持續發展能力的培養。并根據學生的認知規律以及職業能力成長規律，將教學項目組織為5個對應的能力訓練項目。

（三）教學方法設計

1、基于教與學的教學方法。一方面以學生為主體，以專業課程和專業技能提高的需求為目的確定綜合案例、單項任務和理論知識。通過課堂練習與測驗、課后研究報告、課后綜合案例及課程實驗與學生一起“學中做、做中學”。另一方面，以教師為主導，老師指出課程學習目標和學習方法，進行正確引導（課堂、實驗、課后研究報告），了解學生困惑，進行正確指導（課程學習、作業、實驗報告、課后研究報告書）；2、創造真實氛圍的工作環境，實施一體化教學法。注重學生職業素質的養成，創設真實氛圍的工作環境，開展一體化教學，將教室與實訓室合二為一，形成仿真的工作場所，使教學過程變為生產過程，學習任務變為工作任務，使學生通過學習親身體驗工作。教學組織過程實施“學做一體”。采用行動導向教學模式，教、學、做過程中，實行以學生為主體的教學互動，以活動為導向的自主學習；3、案例教學法。如講解單片機編程知識時，引入生活、工業控制實例等開展案例教學，如電動玩具的前進后退、走廊燈光的延時熄滅、倉庫貨物數量統計、交通燈制作等案例，增加學習興趣和動力，又為學生利用所學知識解決相應的實際問題奠定基礎；4、項目教學法。以生產過程為載體開發教學項目，整個教學圍繞各個項目的解決而展開，教師提出引導性問題，學生查找資料進行決策分析，制定出計劃，并進行實施，引導學生自主思考。

另外，還充分利用現代化多媒體教學手段，提高教學效率。充分利用網絡教學手段，提供了網絡教學平臺，提高學生自主學習的能力。

三、課程資源設計

使用高等職業教育時空技術專業“雙證課程”培養方案規劃教材、高職高專系列教材等作為教學參考教材，實行以多媒體技術為主的網絡教學環境；推薦優秀網站，建立包括課程標準、教學內容、課件等內容的教學資源庫。鼓勵、引導學生利用網絡自主學習，利用校內實驗實訓教學條件，讓學生有目的的，主動地去學習。

第8篇：單片機原理范文

[關鍵詞]單片機；創新能力；教學改革

[中圖分類號]G40―057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009―8097(2009)13―0282―03

引言

《單片機原理及應用》課程是向學生傳授單片機技術的基礎課程，它綜合了多門基礎課和專業基礎課的知識，主要培養學生進行智能化電子系統整體設計的能力，培養強電專業學生的弱電控制能力。通過學習，使學生掌握單片機應用系統的硬件設計和軟件編程技術，可為后續更高層次專業課程的學習、畢業設計、參與實際的綜合設計課題和將來參加工作打下良好的基礎。因此搞好《單片機原理及應用》課程的教學工作，提高學生的創新能力，對提高教學質量有著非常重要的現實意義。

一　目前教學中創新能力培養存在的主要問題

我院的自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程三個電類專業均開設了《單片機原理及應用》課程，學生在學習了電路基礎、數字電子、模擬電子、微機原理等基礎課程的基礎上，再學習《單片機原理及應用》課程，在整個教學安排上是非常合理的。然而通過40學時的教學和一周的課程設計，最終對學生的學習情況考核時發現學生對該課程的掌握情況并不十分理想，尤其是創新能力較差，主要表現在：

1　學生主動學習的意識不夠，缺乏創新思想，學習過程中一旦碰到問題，很難認真思考、探索研究、積極主動地解決問題。

2　在《單片機原理及應用》的教學過程中，傳統的教學還是以理論為主，以課堂授課為主，學生很少有應用具體電路解決實際問題的機會，不利于創新思維的培養。

3　目前實驗課程體系驗證性實驗過多，綜合性、啟發型實驗不夠，沒有大型設計性和綜合性實驗，基本沒有對學生動手能力訓練，更不用說培養學生的創新能力。

4　在傳統的教學思想和方法引導下，學習成績主要是以考試成績確定的，因而常常出現“高分低能”現象。這種評價體系造就學生對實踐環節學習的輕視心理，即是以成績合格為目標，而不是能力獲得為標準，限制了學生的創新能力。

二　改革思路和方案

針對以上問題，在單片機教學中，根據學生、教材、教學設備等實際情況，將授課內容進行全面、合理的整合優化。減少冗余，加強綜合性、創新性內容，在對整個課程鏈研究的基礎上進行了課程改革，改革后的講課學時分配如表1所示：

在對整個課程鏈研究的基礎上進行課程改革，可以避免學生反復學習同一內容，但又學得不夠深入等問題。對照以前的教學大綱，了解當前學生所學課程，對單片機的大綱做了更改，利如增加了單片機應用典型案例、接口部分知識，刪除了同步、異步通信概念、進制部分知識等。

這種改革符合目前國家教育教學改革基本方針，可以減輕學業壓力，用有限的課時學習盡可能多的知識，做到“厚積”。在改革過程中注意積極開展教育創新。為培養創新意識，積極探索具有創造性的教學方法和手段，在授課中改變老師唱主角，學生當觀眾的教學模式：改變學生靜態、被動接受的地位，建立以學生為中心的實踐性教學模式。利用學生對新事物感興趣的心理特點，鼓勵學生積極、主動地去探究知識，教會學生進行創新的科研方法和在自主的學習中學會創新。另外在現行開設單片機課程中，實踐內容所占比例偏少，實驗設備陳舊，內容跟不上時展，因此進行了實踐性教學環節改革，改善教學與實踐脫節的現狀，使各環節相互銜接，增加創新實驗，通過加強動手能力的培養，提高了學生的綜合素質和創新能力，培養應用型本科人才。

三、為提高創新能力所采取具體措施

1　提高學生學習單片機的興趣，培養學生創新意識

興趣是最好的老師，只有有了學習興趣，才能夠在學習中創新，喜歡創新，注意創新，發揮自身的創造性。為激發學生的學習興趣，在開課之后，我們首先向學生介紹單片機的多種應用功能及其良好的發展前景，讓學生明白學什么、為什么學和學會后能做什么，并利用圖片、錄像和實物等介紹一些當前的單片機先進科技和教師相關單片機科研成果；邀請一些單片機科技公司的技術人員、知名教授來校作單片機知識專題講座；請一些已畢業從事與單片機技術有關的學生來現場指導教育，使他們了解單片微機在工業控制、智能化儀器儀表、計算機外部設備、計算機網絡與通訊技術和家用電器等領域的應用及學好單片機的重要性和必要性，激發他們的學習興趣，鼓勵他們動腦思考有哪些領域或哪些與我們日常生活相關的電器或儀表等設備適合用單片機控制，從而使學生具有初步的創新意識。

2　鼓勵學生進行單片機應用系統開發，培養學生的創新能力。

不斷鼓勵學生利用課余時間進行單片機應用系統開發，制作自己興趣的產品，編寫單片機程序。由于初學者一般沒有開發板和仿真器這些設備，為了給學生創造條件，我們采取了以下措施：

(1)給學生提供一些單片機仿真軟件，讓學生在電腦上模擬實際系統，編寫軟件。例如提供了proteus仿真軟件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其電路，還可以和keil軟件互聯，可以像使用仿真器一樣調試程序。又不需要任何費用，特別適合學生在單片機學習的起步階段使用。我們在實驗室里安裝了這個軟件，并在教學過程中向學生演示它的功能和使用，鼓勵有電腦的學生安裝這個軟件，讓他們利用課余時間自己動手做做電子表、步進電機、直流電機控制、LED顯示，AD、DA轉換，交通燈設計等方面的模擬實驗。

(2)鼓勵有一定經濟條件的學生買一些小型的單片機學習開發板。目前市場上有很多專門為在校大學生學習單片機量身定做學習開發板、主控芯片。包括凌陽、51系列、AVR系統等，它們價格低，特別適合于學生利用課余時間學習單片機開發。而實驗室也購置一部分這樣的開發板，對學生開放，給學生創造自主學習和開發單片機系統的環境，從而培養了學生的創新能力。

3　在實驗中培養創新思維

改變原有的實驗教學模式，減少驗證性實驗，增加設計性、綜合性實驗，并開放實驗室，隨時恭候學生的來臨。在整個實驗進行過程中，以學生為實驗的主體，最大限度地調動和發揮學生的主觀能動性，引導學生積極對待實驗中出現的問題，并自己動手解決這類問題。指導教師在實驗的組織管理上起主要作用，而在實驗中僅起指導作用，給學生指明方向，避免多走彎路，并解答實驗當中出現的一些疑難問題。例如：在彩燈移動實驗中，鼓勵學生編寫不同的移動花樣，采用多種不同方法編程，并設計電路圖，這樣將生活中常見的小產品與課程實驗結合起來。使同學們加深對理論知識的

理解，學到了實際知識，培養了分析問題、解決問題的能力，培養學生的創新思維。

4　通過課程設計改革培養工程素質，強化創新能力。

創新能力不僅僅體現在一些制作發明上，更重要的是要有必要的工程素質。在課程設計過程中，注重培養學生的工程素質。從課程設計選題開始，就要求學生注意收集相關資料、作好分工、做好實驗記錄、總結調試心得等。使學生熟悉從立項、方案論證、軟硬件設計與調試、PCB設計、結構設計、到安裝調試等電子設計的全過程，系統地培養學生的學習能力、交流能力、合作能力，使學生理解并認識了良好的工程規范。在設計階段，引導學生從不同角度觀察問題、提出問題、解決問題，注意實現創新性設計。在報告整理階段，引導學生對設計過程進行總結。從方案設計到器件選型，從程序開發到調試。都要求學生將實踐中獲取的經驗總結文字材料，使學生在設計過程逐步體驗本課程的系統性。例如，選擇電子時鐘系統作為課程設計的同學，其硬件電路盡管相對簡單，涉及的單片機資源并不多，大部分同學都能夠很快的實現基本功能，但在此基礎上，引導學生進行創新設計，在硬件電路基本不變的情況下，通過重新規劃設計軟件，實現許多如計時器、萬年歷、秒表、定時報警器等附加功能。

每年課程設計的題目既可從教師給定的題目中選擇，也可以自行擬定，自行擬定的題目在做之前要提交可行性報告。這就進一步鍛煉了學生的創新能力。2007―2008學年我專業的課程設計的可選題目如表2所示：

而課程設計評分依據學生的實際完成情況和文字報告等進行評價。例如，確定若干個基于單片機實現的儀器系統如時鐘、點陣顯示器等基本功能供學生選題。在指定的時間范圍內，提交完成基本功能的儀器系統、相關文字報告等，最后進行答辯。畢業設計得分由設計產品功能和質量分(40％)、畢業設計報告分(30％)、答辨分(15％)、特色與創新分(15％)等部分組成，并要答辨。

5　通過考核方法改革考核學生的創新能力

考核方法作為課程教學的最后環節，它直接檢驗教和學雙方的效果，間接指導著學生的學習。目前《單片機原理及應用》課程使用比較普遍的考核方法仍然是閉卷筆試。應該說，閉卷考試在基礎理論類課程教學中，在強化學生學習和掌握知識的作用是不可替代的，但《單片機原理》課程應用性、實踐性都很強，如果仍以閉卷考試作為主要評價方法，則不能較好檢驗學生的實踐能力和創新能力。因此對當前的考核方法進行了改革，并擬建立一種長期的跟蹤考核制度，將考核重點放在學生在實踐中發現問題的能力考核上。即將原來的純筆試改成了設計報告、機考和筆試相結合評分的方法。在課程結束后學生要提交一個設計報告，設計一種產品，該報告的評分標準為：報告(50％)+創新意識(30％)+程序調試(20％)。而機考指的是在實驗室里現場考核，主要考核學生動手能力和程序調試能力。而筆試試卷在考核學生的基礎知識的基礎上，更強調學生的創新性思維，在題型上進行了改革。減少了一些需要死記硬背的客觀題，增加了靈活多樣的程序設計，電路設計等題型。充分考核了學生的學習情況和創新能力。最終成績測評比例為設計報告(30％)+機考(20％)+筆試(50％)。

6　開展第二課堂，培養學生的創造能力

為加強對學生學習的引導，我們將課堂教學延伸到課外，注意對學生參與實踐活動興趣的培養。將學生的課外科技活動納入到創新能力培養的過程中來，成立了創新電子社團，以電氣工程及其自動化、電子信息工程專業學生為主，其他專業學生也可自愿參加。由《單片機原理及應用》課程的主講教師作為主要指導教師，每周輔導1―2次，并提供不同層次的實踐內容，組織多種形式的實踐活動，提出靈活多樣的實踐要求，吸引學生主動地、有選擇地參與這些實踐活動，讓學生根據自己的發展方向，結合自己的興趣和需求，選擇適合自己的題目或感興趣的產品設計。在設計和制作過程中，教師給予適度的指導，使學生能夠獨立、主動、保質保量地完成自己的設計目標和任務，把學生被動地學習變成積極主動地學習，把依賴于老師的學習變成獨立的學習和思考。設計題目和產品的實現也增強了學生獨立解決問題的自信心，進一步提高學習的興趣。在教師的指導下，學生可以通過第二課堂對課堂教學內容進行補充和提升，可以根據自己的興趣進行選題、完成自己感興趣的課外實驗項目、設計和電子制作，可以自己設計電子作品等，這樣就使他們在完成學習任務的基礎上，使自己的創新思想得以實現。大大激發了學生的課外學習興趣和主觀能動性。也為學生提供了自由發展的空間，提高了學生的創造能力。

7　依托各種競賽，推進課程改革，提高創新能力

積極參加全國大學生電子設計競賽、盛群杯單片機競賽，飛思卡爾智能車競賽等各類比賽。這些競賽既培養了學生電子設計能力，提高了實踐能力，也鍛煉了學生的團隊合作精神。通過各類競賽，掊養一部分學生的動力創新能力，再通過宣傳，使其它學生對單片機學習產生興趣，為參加這些競賽而努力，從而進一步提高了學生的創新能力。

四　結束語

在進行了課程改革以后，學生的學習熱情受到了很大的激發，出現了自主式學習的熱潮。由于課程的改革，使理論教學的時間大大縮短，學生有了更多動手和思考的時間，在課程結束時，大多數同學提交了自己的作品，更有部分同學在單片機比賽中取得了優異的成績。我們將以此為契機，積極、主動地促進單片機課程的進一步改革，使單片機課程跟上時展的潮流，使學生學完單片機后，不僅僅具有初步單片機應用系統的設計和開發能力，還具有了一定的創新能力，有效的提高了學生的綜合素質。

參考文獻

[1]江世明，劉湘濤，申壽云等.省級重點建設課程《單片機原理及應用》的創新與實踐[J]懷化學院學報，第2006，25(8)：162―163.

[2]龔益民.《單片機原理及應用》教學改革與實踐[J].2007，(5)：119―120

第9篇：單片機原理范文

（湖北民族學院 信息工程學院，湖北 恩施 445000）

摘 要：以電子專業微機原理和單片機原理課程為例，提出引入比較教學法和Proteus仿真軟件，通過一個綜合性實驗，從電路結構、程序設計和仿真結果3方面進行對比和分析。最后以問卷調查形式說明比較教學能夠增進學生對課程內容的理解，利用Proteus仿真軟件能使課程變得更加生動和靈活，有利于培養科技創新人才。

關鍵詞 ：新興產業；人才培養；比較教學；Proteus仿真軟件；微機原理；單片機原理

基金項目：國家自然科學基金地區基金項目（61263030，61463014）；湖北民族學院教學研究重點項目（2014JY005, 2013JYZ08）；湖北民族學院教學研究一般項目（2013JY008, 2014JY033）。

第一作者簡介：高林，男，講師，研究方向為嵌入式技術與智能控制，glhust@163.com。

0 引 言

比較教學法是指在教學活動中將兩個或兩個以上的認知對象放在一定的條件下，按照同一標準進行對照比較，從而確定認知對象屬性的同異、地位的主次、作用的大小、性能的優劣、問題的難易或認識的正誤深淺，以達到辨識、了解和把握認知對象之目的的一種方法[1]。

在高校電子技術專業中，微機原理與接口技術課程是重要的專業基礎課，單片機原理及應用課程則是應用型專業課。前者偏向于原理性的介紹，涉及的實驗比較簡單；而后者則偏向于應用性，涉及的實驗較多。這兩門課程的實驗過程中使用的芯片及編程方式非常類似[2-3]，可見這兩門課程適合進行比較教學，因為兩個對象既有相同或相近的特性，同時又有相異的特性，這樣的對象才是合適的比較對象[4]。為適應新興產業人才培養方案中這兩門課程的變化，首先對兩門課程內容進行比較分析，然后引入Proteus仿真軟件作為現代化教學手段，再通過一個綜合性實驗對比仿真來具體探討兩門課程的特點，最后通過問卷調查的形式檢驗教學效果，以求摸索出一條適應新興產業發展需要的人才培養途徑。

1 教學內容比較

在新興產業人才培養方案制訂過程中，微機原理與接口技術課程原本先于單片機原理及應用課程一學期開設，現在變成在同一學期開設，而且兩門課程在理論學時減少的同時，實驗學時均有所增加，這樣就給教師授課和學生學習增加了難度，又因為兩門課程存在緊密的聯系，所以利用比較教學法對課程內容進行比較分析，可得出兩門課程之間存在以下3個主要的關聯點。

1）兩門課程的核心芯片不同。微機原理與接口技術課程的核心芯片是8086微處理器，單片機原理及應用課程的核心芯片則是51單片機。雖然核心芯片不同，但是它們與外部進行信息傳遞均采用數據總線、地址總線和控制總線的“三總線方式”，均存在引腳復用且需要外接地址鎖存器，這些內容可在講解時進行對比，便于學生理解。

2）兩門課程的編程語言完全不同，前者是匯編語言，后者則采用C51語言。雖然前者是低級語言，后者是高級語言，看似不相關聯，但通過對比學習能增進理解。例如匯編語言中關于堆棧以及進棧、出棧指令的知識，能幫助學生在學習C51語言時更好地理解函數的調用和返回以及函數的嵌套調用等內容。

3）兩門課程的接口技術內容相似，均包含并口、串口、中斷控制、定時器/計數器、D/A和A/D等。為避免教學內容重復，一般在前者授課中既講工作原理又講接口電路，而后者中對應部分只講接口電路，不講或少講工作原理。例如，兩門課程在講到并口部分時，前者既要講解可編程并口芯片8255A的工作原理，還要講解8086與8255A的連接電路和編程；后者則重點講解51單片機擴展并口電路和編程，并口工作原理則略去不講。

2 比較教學手段

雖然已經對兩門課程的教學內容進行了比較分析，但如果仍然采用傳統的教學方式，并不能有效提升教學效果。在進行理論教學時，通常采用“板書+課件”的教學方式，這樣會把接口電路、程序及運行結果這三者割裂開來，無法檢驗接口電路是否可行、所編程序是否有效以及程序在電路中的運行結果是否正確。在進行實驗教學時，通常采用“電腦+實驗箱”的教學方式，也存在實驗設備昂貴、容易損壞、實驗電路固定、設計內容少等問題，導致學生無法了解接口電路工作原理，從而缺乏電路分析和設計能力。

能否找到同時提升這兩門課程教學效果的手段？解決的方法就是在教學中引入Proteus仿真軟件。Proteus仿真軟件是一款包含大量系統資源、豐富硬件接口電路，具有強大調試功能和軟硬件相結合的仿真系統[5]。Proteus強大的設計與仿真功能被廣泛應用在數字電路、模擬電路、單片機、嵌入式系統等多門課程的教學和實驗中[6]。

引入Proteus仿真軟件之后，在兩門課程的理論課上，可以預先畫出接口電路的原理圖，然后用相應的編程軟件編寫程序并加載到對應的核心芯片上，最后將運行結果演示給學生看，這樣使課堂變得直觀、生動，還能將接口電路、程序及運行結果有機結合起來。另外，在兩門課程的實驗課上，由于該軟件擁有實驗箱中幾乎所有的元器件和虛擬儀器、儀表，能夠讓學生在實驗箱中完成硬件實驗的同時，也能在該軟件中對實驗電路進行仿真，從而實現與硬件實驗完全相同的效果。在此基礎上，該軟件還擁有很多實驗箱中沒有的元器件，能讓學生進一步修改電路，甚至設計出多種功能的實際應用電路進行仿真，從而鍛煉學生電路系統設計的能力。

3 比較教學實例

以一個綜合性實驗為例，從電路、程序和仿真3個方面來對比探討兩門課程的特點。該實驗名稱是“PC機通過串口控制數字時鐘”，要求在以8086為核心的微機控制系統和以AT89C52（一種51單片機）為核心的單片機控制系統中均實現這樣的功能——當PC機發送數字1時，數字時鐘運行；當發送數字0時，數字時鐘暫停。

3.1 電路結構

該實驗電路結構框圖如圖1所示，圖中上面虛線框中是以8086為核心的微機控制系統，下面虛線框中是以AT89C52為核心的單片機控制系統。從電路結構來看，前者更為復雜，后者相對簡單。這是因為8086是微處理器，并口、串口、中斷、定時器/計數器等功能均需要外部擴展；而AT89C52是單片機，這些功能大多數內部就有。例如8086內部沒有串口，需要通過串口擴展芯片8251A實現串行通信，再經由RS-232連接到PC機；而AT89C52則可以通過自身串口經由RS-232連接到PC機。類似的情況還有8086需要通過中斷控制器8259A來管理中斷，通過計數器/定時器8253控制串口波特率，而AT89C52內部具有中斷控制系統負責管理中斷，其內部定時器/計數器可作為串口波特率發生器。

3.2 程序設計

8086主程序和AT89C52主函數流程如圖2所示，圖中左邊是8086主程序流程，右邊是AT89C52主函數流程。從程序設計來看，8086的控制重點是串行通信接口芯片8251A和中斷控制器8259A，其中包含大量訪問外部接口的程序；而AT89C52的控制對象主要是其內部的兩個定時器/計數器和相應的中斷，訪問外部接口的程序相對較少。例如8086需要不斷查詢8251A狀態字的RxRDY（串行接收準備好）標志位來判斷是否接收到數據，當完成接收后，再以“CPU get X”（X為所收到的數據）的形式回送給PC機，這些程序均要訪問外部接口。而AT89C52則只需不斷查詢內部RI（串行接收中斷）標志位來判斷是否接收到數據，當完成接收后，再以“MCU get X”（X為所收到的數據）的形式回送給PC機，這些程序全部在單片機內部完成。

3.3 仿真結果

先在Proteus仿真軟件中分別完成8086電路和AT89C52電路的原理圖設計，然后將兩個電路原理圖中的RS-232串口COMPIM的通信波特率均設為2400bit/s，并設置其占用計算機串口COM2，串口調試助手軟件占用COM1，再通過虛擬串口軟件VSPD設置虛擬串口，使COM1口和COM2口虛擬對接[7]。

該實驗在8086電路中仿真結果如圖3所示。圖中數碼管顯示當前時間是23時59分46秒，RxD端顯示10120，表示已從PC機發送了5個數字，依次是1、0、1、2、0。TxD端顯示的就是8086電路回送給PC機的5條字符串，其中數字從上往下與RxD端顯示順序一致。

該實驗在AT89C52電路中仿真結果如圖4所示。圖中數碼管顯示當前時間是00時01分50秒，RXD端顯示10130，表示已從PC機發送了5個數字，依次是1、0、1、3、0。TXD端顯示的就是AT89C52電路回送給PC機的5條字符串，其中數字從上往下與RXD端顯示順序一致。

從仿真結果來看，兩個電路均順利完成實驗要求，而且結果清楚、直觀，此結果還能與實驗箱上的實物效果進行比較，便于學生理解實驗箱內部電路的工作原理。

4 結 語

在戰略性新興產業發展的背景下，學院對現有電子專業進行改造，提出“3+1”培養模式，即“前3年在學校學習，后1年在企業培訓”，為此還與相關企業簽訂了人才培養協議[8]。學院在新興產業人才培養方案制訂過程中，主要依據時間集中、強化基礎、減少理論、重視實踐”的原則來設置課程，因此，部分課程的開設與以前有較大的區別，其中微機原理與接口技術、單片機原理及應用”這兩門課程的變化具有代表性。

當兩門課程的教學過程全部結束以后，通過對2011級電子專業93名本科生進行問卷調查得知，關于比較教學有42%的學生認為效果好，35%的學生認為有一定效果，23%的學生認為效果不好。認為效果不好的原因主要在于微機原理課程中匯編語言難學、部分實驗箱損壞等。關于引入Proteus軟件輔助教學有54%的學生認為效果好，33%的學生認為有一定效果，只有13%的學生認為沒有效果。認為沒有效果的原因主要是Proteus中還缺乏一些實際的元器件模型導致電路不能仿真等。此問卷調查結果表明，大部分學生認為在兩門課程教學過程中采用對比方式能夠增進理解，引入Proteus仿真軟件不僅能夠使理論課變得更為形象和生動，使實驗課變得更加靈活和開放，還有助于培養實際動手能力。

參考文獻：

[1] 宋文. 比較教學法在匯編語言課程教學中的應用[J]. 電腦知識與技術, 2013, 9(10): 2402-2403.

[2] 高林. 單片機原理與微機原理綜合仿真系統的設計及應用[J]. 實驗技術與管理, 2014, 31 (3):91-94.

[3] 趙晚昭, 周柳娜, 趙晚春, 等. 微機原理及單片機課程改革淺談[J]. 物聯網技術, 2012 (7): 74-76.

[4] 冷洶濤, 蔡銘輝, 龐文穎. 比較教學法三要素在高等教育中的實踐性探索[J]. 高教論壇, 2013(8): 70-73.

[5] 周冠玲, 馮占英, 李戰. “單片機原理及應用”課程教學改革的探討[J]. 中國電化教育, 2012(6): 105-107.

[6] 陳越, 顧暉, 梁惺彥. Proteus虛擬仿真在微機原理教學中的應用[J]. 電子技術應用, 2012, 38 (1): 106-108.

[7] 曾維鵬, 蔡莉莎, 林爾敏. 基于VC++及Proteus的上、下位機串口通信仿真技術[J]. 鎮江高專學報, 2013, 26 (4): 74-76.