单片机项目式教学

单片机项目式教学（精选12篇）

单片机项目式教学 第1篇

关键词：单片机,教学,仿真

0 引言

单片机课程既有较强的理论性, 又有很强的实践性, 掌握单片机开发技术的思想, 不仅需要设计相应的单片机外围硬件电路, 还要掌握程序编写, 基于此, 通过硬件电路设计、程序编写、仿真调试使学生了解项目开发的整个过程, 熟练掌握硬件电路设计和程序编写。

我校为应用型大学, 计算机学院, 物联网专业都开设了这门课程, 根据其专业的特点, 分别制定不同的培养方案。

1 单片机课程特点

单片机课程是模电、数电、计算机组成原理及C语言等课程的后续课程, 主要讲解51系列单片机的原理, 汇编语言, C51的编程。课程内容既包括单片机内部结构, 又涉及外部接口, 软件编程。因此该课程具有面向实际应用的特点。教学针对实际应用进行项目设计。

2 原有教学情况分析

传统的教学方法是在黑板或多媒体教室讲授课程, 实验课的时候在实验室采用硬件实验板。课程讲授与实验脱节, 造成学生上课听了, 课后忘了, 实验课的时候完全不记得了。且上实验课的时候使用硬件实验板, 由于上面的连线、芯片多已固定, 实验项目多是验证性项目, 学生不能灵活自主的进行设计。实验步骤和实验内容都很难扩展。

3 有针对性的培养

基于以上教学情况分析, 采用软件Proteus画出硬件电路图, 用Keil进行软件编写, 联合测试, 可实现对传统教学实验进行补充的目的。可实现教学与实践的紧密结合, 增加学生课外动手条件。可解决教学中硬件条件与实验学时不足的情况, 丰富教学手段。

开展丰富的比赛活动。以比赛促学习。加强实践, 提高趣味。根据不同学生的学习基础, 制定不同的实验项目。实训中加强学习, 大赛中促成长。尤其针对计算机对口生, 他们硬件基础薄弱, 软件编程能力强。针对这一特点, 对口生的实验重点针对软件编程。物联网专业本身以单片机为基础, 因此要重点培养硬件设计。计算机普招学生软硬件基础好, 因此联合培养。

4 由简到繁项目式教学举例

针对计算机专业学生, 在机房上课, 4-6学时的上机, 穿插讲授课程内容, 让学生熟悉理解课程内容, 由简到繁的让学生自己动手做实验, 最后完成较大项目。按如下课程项目设置讲解: (以输出为例)

(1) 一个LED灯的亮灭。了解P0-P3口的基本结构。熟悉LED灯的性质。如图1所示。

(2) 流水灯的设置。在前一个实验的基础上, 软件加入延时程序。如图2所示。

(3) 数码管的使用, 如图3所示。

(4) 联合应用:交通灯的设计。如图4所示。

(5) 考核方式改革。

针对于这些项目, 每个大项目完成情况加起来汇入总成绩。这样就不会出现平时懒散, 到考试的时候再突击的情况。且掌握多重知识。

5 总结

单片机课程应注重培养学生的硬件组合能力, 软件编程能力, 实践应用能力和小组合作开发能力。应用型本科院校的学生应提高动手能力, 多实践。由简到繁项目式教学能提高学生的思考能力, 协作能力。

参考文献

[1]陈雷.基于Proteus的数控恒流源仿真研究[J].国外电子测量技术, 2011.

[2]赵国树, 周黎英, 翟力欣.基于竞赛平台的单片机课程设计教学改革[J].中国现代装备教育, 2015 (223) :108-110.

项目教学法在单片机教学的应用论文 第2篇

5.1以项目作为教学内容

首先，教师应根据教学内容的实际情况，合理安排每一次探究项目，如果教学内容比较多，教师可以采用项目叠加的方式运用项目教学法［4］；其次，教师应始终以项目的形式展示教学内容，即改变“书本教学”的形式，在结合书本知识的基础上，多以“引导式教学”的方式展示教学内容。

5.2以项目带动教学过程

上述中提到，项目的探究过程实则是促进教学过程稳定、有序进行的过程，因此掌握项目进度是教师必须要做的。首先，教师可以在每一个项目中给自己预留一个位置，可以在学生探究的过程中随时介入该过程，给学生以正确的指导；其次，教师要找准项目探究过程与教学过程的对应点，以基本的教学环节为参考，合理制定项目探究过程的每一个步骤。

5.3以项目开展知识探究活动

高职单片机教学多以知识实践为主，所以开展多样化的知识探究活动是必然的，而以项目的方式开展知识探究活动，会让活动显得更加务实而具体。学生能通过特定的项目学习特定的知识，继而又能通过一个项目延伸到另一个项目中，极大丰富了学生的课堂学习活动，也让教师拥有良好的知识输出通道。此外，利用项目开展知识探究活动，还能促进师生交流，凸显学生的课堂主体地位，体现高职单片机教学知识的直观性并增强其关联性，这些都是项目教学法在高职单片机教学中的重要运用。

5.4实践运用案例

以“单片机的应用范围”为例，结合项目教学法，教师可以让学生自主探究单片机的应用范围。探究过程中，教师可以给学生不同的探究方向，包括智能仪器、工业控制、家用电器、网络通讯、模块化系统等，并以此作为学生的学习项目。实际教学过程中，教师可以将项目教学法与小组合作教学法相结合，以5~6人为一组，分组探究单片机在不同领域中的应用，最后再将每一小组的学习成果进行对比、验证，从而得出最好的探究结果。在上述过程中，研究方向（领域）作为项目，将教学内容、教学过程、教学方式和教学活动有机结合在一起，教学过程既十分顺畅，又可以激发学生的学习兴趣和探究意识。具体来说，在单片机教学过程中实施项目教学法，需要走四步：第一步，教师提出项目要求，由学生进行资料的收集并设计方案。教师向学生提出项目任务与需要达到的功能指标，简明阐述其中涉及的知识点，然后学生熟读教材并收集资料，在了解教师意图之后结合项目要求写出实施计划，利用小实验来验证各知识点，画出电路图，之后将元器件表等交给教师审阅，教师研读报告之后指出知识点及注意事项。第二步，学生按照项目实施计划，循序渐进的完成项目功能。第三步，教师对学生项目完成情况进行评价，由学生在规定时间内上交作品并演示。第四步，对项目实施的情况进行总结。结合学生在实施项目过程中遇到的问题进行详细讲解，并对出现的各种现象进行分析，为以后的学习与实践做参考。

6结束语

项目教学法以项目为主体，重新组织、规划教学内容、教学过程、教学方式和教学活动，加之高职单片机教学的实践性和灵活性较强，所以在高职单片机教学中运用项目教学法是十分合适的。上述中提到的各项实践运用策略只是笔者的浅见，更多更好的实践运用策略还需不断探索和发现。

参考文献：

［1］卢旭锦.项目教学法在高职单片机教学中的应用［J］.中国电力教育,(22):41~42.

［2］李园园.项目教学法在高职课程《单片机技术应用》中的研究［J］.中国科技信息,(4):253~253.

［3］王文海.项目教学法在单片机技术课程教学中的应用与研究［J］.科教导刊,(15):39~40.

［4］李金娟.浅谈项目教学法在高职高专单片机教学中的应用［J］.无线互联科技,(1):221~222.

单片机项目式教学 第3篇

关键词：传感器 单片机 项目式教学 模块化

中图分类号：G712 文献标识码：A

1.引言

传感器技术课程是一门应用性比较强的课程，综合了电路，模拟电子，数字电子、电子工艺焊接、PCB制作、电路设计等知识，使用范围广，涉及的领域宽，是大专院校涉电类教学的一门专业基础课程。当今日新月异的电子技术发展，给传感器教学提出了更新更高的要求。根据常规的传感器教学条件，一般可分为以下几类：一是纯粹的理论教学——“教师讲，学生听”的“填鸭式”[6]教育模式，这在一般的高校里普遍存在，这样的理论教学让学生只能凭空想象，很多迷惑，到底应该怎么应用，有没有实物应用。二是传统的教学方法——理论加实验教学，这样的教学模式较经典，分析一下常用的电路图，通过几个实验演示，虽然学生既学习了理论，也动手做了实验，但就这么简单的插线接线，属于机械性的操作教学，而且是脱离实际应用的，起不到实际的效果。这造成学生自学能力较弱，创造能力低，影响了学生的学习兴趣，严重束缚了学生智力的发展和能力的提高，

针对传感器技术的教学，应该与社会联系，与本学校的教学应用相结合。尽管如此，造成这样的现象或问题有多方面的原因。集成电路的飞速发展，电子产品更新周期快，相应教材也时刻在更新替换，教学上传感器实验设备更新慢，这就造成实验设备落后，跟不上社会的发展，而且维修困难，以致部分高职院校只把它当一门理论课程开设。然而，社会希望培养的人才与社会实际接轨，对人才层次提出“更新更高更强”的复合型人才需求。针对这样的教学模式培养的人才是无法满足社会的需要。

为适应社会的需求，改变当前以及针对当前传感器教学的困难所在，本文提出把项目式教学的方法应用到传感器实践教学当中。该方法在应用中突出“以实践项目为主线、教师为辅、学生为主”[1]，改变了以往“教师讲，学生听”被动的教学模式，强调学生的自主学习，主动参与。该方法基于单片机操作平台，分项目分步骤模块化操作。把单片机与传感器教学结合，这是本学院传感器课程实践教学的特色。在教师的指导下分组独立亲自全程处理一个项目，帮助学生学会解决在处理项目中遇到的困难，使他们提高对学习的兴趣，调动他们的学习积极性，培养学生的思想道德品质和能力素质。在制作过程中不断吸纳的新知识，又激发了他们的自学和创新能力，并使他们感觉到获得一种成就——学有所成，学有所用的学习效果。

2.传感器项目式教学方法应用

传感器项目式教学方法注重理论与实践相结合。要完成一个项目，必然涉及如何做的问题。这就要求学生从原理入手，结合原理分析项目并制定详细方案。在整过教学的进程中，制定一个教学计划：把传感器课程分为十个典型的项目来实践教学，这些项目是与生活实际应用相联系的，如红外线探测在自动门上的应用，在银行取款等场所门上装有应用，并进行具体的模型演示；二氧化碳浓度检测传感器，在大棚温室种植等农业、一些工业化生产中应用，还可拓展到其他环境气体检测，家庭煤气检测报警等设计应用；温度检测传感器，这比以往的温度传感器检测有所不同，根据检测的温度，可以自动的进行调节，跟踪，信息连续的输入到电脑上进行显示；光电传感器在家居生活中的普遍应用，如照明灯的自动开关控制，声控灯等设计；超声波传感器探测，电子称重计的设计。这样，每个项目都是独立出来的，根据基本原理来实施。整个项目从建立到实施完成，学生的收获比较丰富，积累了经验，各知识间跨越性使用以及相互融合。在这种教学模式下，学生可以重复的进行操作，而且能起到举一反三的教学效果。因为是以单片机为操作平台，这个平台是固定不变的，所以硬件电路的基本组成学生能很快熟悉，电路的设计模式学生经过两三次后，都能够熟练进行处理并设计。项目实施步骤包括：硬件电路设计和程序设计两部分。

2.1电路模块化

传感器项目的电路设计模块化，即插即用，通过单片机微处理器作为控制平台来实现。

（1）单片机控制操作平台

单片机作为一个控制平台，实现的功能为把传感器探测信号经信号处理后，通过A/D转换，输入到单片机内，经过单片机内部下载的程序运行处理，转换结果通过LED或LCD显示屏输出，并输出控制信号进行过程控制处理如报警，启动下一步调节等操作。因此，单片机控制操作平台基本的组成应有电源电路、单片机芯片、A/D与D/A转换电路、LCD显示、通信端口和信号控制输出口等连接。最小单片机系统如图1所示。

[TP5月-3.TIF，BP#][TS（][JZ]图1 最小单片机系统[TS）]单片机作操作平台存在的优势及特点：1.通用性比较广，高职院校都有开设这门课，学生具有一定的基础，使用较容易；2.重复性使用，开设单片机课程一般都具有实验开发板，可节约实验耗材，降低固有成本，且维护方便；3.增强学生对单片机和编程语言的进一步掌握和巩固，学以致用，独立开发或制作自己感兴趣的小作品；4.各科知识交叉融会贯通，锻炼学生的动手能力，如制作电路板，电路设计能力等，加强各方面的学习。

2.2传感器电路模块化

传感器是把非电信号转换为电信号的关键器件。传感器模块包含以下三部分：1.传感器探测器件；2.信号处理放大电路；3.补偿电路。电路设计制作步骤分为：绘制电路原理图、测量元器件封装尺寸、制作PCB板、焊接元器件、电路测试；这一环节需要学生提供设计方案，设计理论，设计预期实现目的，以及搜集整理信息和资料，同時要做一个预测，就是在设计制作过程中会出现的问题，如何采取应对的方式。这是关键，因为设计电路制作出来，要能达到预期效果，否则就不成功。

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2.3程序设计

用程序来代替硬件电路信息转换部分，数据的采集存储等，既节省硬件资源，节约成本。在单片机内装载有完成相应功能的程序，可重复性操作。从A/D转换输入数字信号与单片机程序进行对比转换得到所需要的结果并输出显示。以二氧化碳浓度检测为例，主程序中，首先是对所要应用到的各部分寄存器，以及引脚的一些功能进行初始化设定。接着就是一个关于显示、等待按键、调节输出的大循环。系统主程序的程序流程图如图3所示。其他子程序，如数据的采集、处理与存储程序的设计，使模拟的二氧化碳浓度信号进行A/D转化，在等待转化完毕后，调用储存程序。储存子程序主要是把之前所存储的浓度值存入后一位寄存器中，以便按键调用显示。最后，把读取的数字信号经行处理，转化为相应的十进制二氧化碳浓度值，存入对应寄存器中。具体流程如图4所示。

[TP5月-5.TIF；X+2mm，BP][JZ]图3 系统主程序流程框图

[LL][TP5月-6.TIF；X+2mm，BP][JZ]图4 数据的采集、处理与储存程序框图

3.教学反馈

在实践教学中，总体来说，效果是良好的，学生积极学习，主动询问和查找资料。同时，使教师和学生间发生角色换位，这对教师是一个激励作用，激发教师的创造欲望。在实施这一教学方法中，教师应该注意的一些事项：1.准备工作，教师在进行实践前，必须要做好充分的工作准备，选取合适的项目，制作考核评价表等；2.管理制度，教师必须管理好实践教学中的教学秩序，不能让教学形成一个混乱的场面，建议采用双师教学，进行有效管理；3.安全制度，教师必须严格执行实验室的规章制度，在实践前，必须对学生进行安全培训和了解实验注意事项，尤其在制作电路板的过程中，必须确保学生实践过程中的安全；4.注意合理的评价方式，让学生体会到成功效应，目的是让学生更好的加强学习，强化能力，激发学生的主体能动作用。

因此，在此教学方法实行过程中，教师承担的工作责任会增大，但学生的学习兴趣，学习态度跟以前上课大有改观。教学的一个目的是学生能学到知识，学有所用，项目式教学直观的展示，带动学生，吸引学生去做，并获得成功，这让学生有一种喜悦感，参与的存在感和成就感。

4.总结

基于单片机的项目式教学法使学生在学习传感器技术应用上有很大的帮助，获得教学效果好。在教师有目的地引导下，通过两到三个项目的操作，学生掌握其步骤，熟练其工作流程，有利于培养学生自学能力、创造能力，激发学生对四种能力（接受能力，理解能力，应用能力和创新能力）的展示和应用到实际中，培养了学生合作、解决问题等综合能力。项目教学来源于实践，又发展于实践，只要敢于创新、善于用心，充分发挥教师的辅导作用和学生的主体性，不断推进项目教学方法，提升学生的学习兴趣和应用能力，必然能够实现培养更多、更好的技能型应用人才的目标[7]。

参考文献：

[1]赵小灵.项目教学法在传感器课程中的应用[J].企业科技与发展，2009，（12）.

[2]郑东旭.传感器与检测技术.课程的项目教学及思考[J].科技信息，2009，（34）.

[3]吴一桥.校企共建高职校内实训基地探索[J].中国成人教育，2009，（04）.

[4]李群芳，张士军，黄建.单片微型计算机与接口技术[M].电子工业出版社，2008.5.

[5]王楠.浅谈高职院校教学方法和教学手段的创新[J].现代阅读，2012（10）.

[6]王建鹏，刘云潺.传感器课程项目式教学[J].民营科技，2011（10）.

[7]施瑾.淺析项目教学的设计与实施[J].学科教与学，2007，12：89-87.

单片机项目式教学 第4篇

《单片机技术》这门课程对电子、通信、自动控制、机电等工科专业的学生来说是一门非常重要的课程,但是很多学生都普遍感到这门课很难学,听不懂,老师也觉得这门课不好教。我想原因是多方面的,复杂的。一方面,学生的基础差,学习的兴趣不高,缺少了学习的积极性和主动性;另一方面,老师的教学方法没有与时俱进,仍然是一支粉笔、一本书,从头讲到尾,整个教学过程缺少了学生参与,不能够很好地理论联系实际,自然吸引不了学生。因此要教好单片机这门课程,首先就要改变传统的教学方法,提高学生的学习兴趣,要充分利用现有的多媒体技术、单片机仿真软件和单片机开发板等实验室设备和条件,把理论与实践有机地结合起来,使抽象的内容具体化,复杂内容简单化,让同学们看得见,摸得着,从而提高了学生的学习兴趣,达到事半功倍的效果。

下面以单片机教学过程当中最常用的霹雳灯项目为例,介绍项目式模仿教学法在整个单片机教学中的过程。

2 项目的设计要求及工作原理

2.1 项目的设计要求

所谓“霹雳灯”就是指八个发光二极管(LED灯)排成一排,任何时候只有一个发光二极管亮,其他都是灭的。灯亮的顺序先是从左到右依次点亮,间隔时间为1秒,然后再从右到左依次点亮,如此反复。八个发光二极管由单片机的P0端口驱动。当P0端口的某位为0时,对应的LED灯点亮,反之为1时,对应的LED灯熄灭。

2.2 实际电路展示

老师在课堂上首先把制作好的“霹雳灯”电路的实物拿出来,并接上电源演示给同学看。为了方便展示,可用四节1.5v电池串联作为单片机工作电源,现场实物演示。同学们看到8个LED灯从左到右,再又从右到左的流水效果,都感觉十分新奇,自然学习的兴趣也就提高了。这时,老师就可以从电路的结构、工作原理、制作方法等方面一步步展开教学了。

2.3 工作原理

要达到该项目的地,方法有很多种,最终的目的都一样,就是如果左循环只要将单片机的P0口先送11111110(即0xfe),0亮,1不亮,然后再循环左移变成11111101(即0xfd)……依次类推,最后送入01111111(即0x7f);如果是右循环只要将单片机的P0口先送01111111(即0x7f),然后再循环右移变成10111111(即0xbf)……依次类推,最后送入11111110(即0xfe)。在这里我们可以利用左移后在利用OR运算,即LED=(LED<<1)|0x01指令,就可以实现将11111110变成11111101,同理,在进行右移时,可利用LED=(LED>>1)|0x80指令。当然,也可以利用C51自带_crol_()(循环左移)和_cror_()(循环右移)的库函数指令来实现。

3 项目的硬件电路设计

3.1 单片机最小系统的设计

单片机最小系统的设计主要包括时钟电路,复位电路,电源电路以及存储器引脚处理电路。51系列单片机内部已经具备振荡电路,只要在单片机的18、19两个引脚连接简单的石英晶体与电容组成的并联谐振回路即可。如图1所示,时钟电路主要包括C1、C2和CRYSTAL(晶体)。单片机的工作频率主要取决于晶体的振荡频率,一般工作频率为0~24MHZ,而本项目设计中采用的是12MHz。电容C1、C2一般取30p F左右,电容的大小对工作频率的影响很小,只起微调的作用。

复位电路如图1所示,主要由电容C3、电阻R1和按钮开关PB组成。复位端(Reset)是单片机第9脚,当该引脚上出现2个机器周期的高电平就可产生复位动作。因本电路中采用的是12MHZ晶振,2个机器周期约为2us时间。而在复位电路中使用的电阻R1为100KΩ,电容C1为0.1u F,其充电的时间常数远大于2us的时间,所以足以使单片机产生复位的动作。电容两边并联的按钮开关PB是一个手动复位开关,当按下PB后,约产生10ms左右的高电平脉冲,同样起到复位的动作。

存储器引脚端为单片机的31脚,如图1所示。当端接高电平VCC时,单片机首先访问的是内部存储器,当地址超过4KB时,将自动转到片外存储器去执行;当端接地时,单片机只访问片外存储器,而不管片内有没有存储器。在本项目中不需要扩展外部存储器,因此必须将端接高电平VCC。

3.2“霹雳灯”电路的设计

如图1所示,“霹雳灯”电路主要包括八个发光二极管D1~D8和排阻RN1组成。发光二极管通过排阻RN1分别接到单片机的P1口,排阻RN1在这里起到限流作用,通常取150Ω~470Ω之间。

4 软件的设计、仿真和调试

4.1 流程图

如图2所示。

4.2 程序设计、编译、调试和仿真

启动Keil u Vision3软件,打开一个项目并选择所要使用的单片机芯片,如AT89C51。单击按钮设置芯片的工作频率(12MHz)和产生可执行文件的类型,在这里选用Create HEX File选项即可。单击File→New选项,在编辑窗口中输入程序内容,如图3所示。单击图标按钮就可以进行编译与连接,当编译连接成功后,在输出窗口内就可以看见“0 Error(s),0Warnnin(s)。”并生成“hex file”文件。

单击调试图标按钮,即进入调试状态。同时打开观察窗口。单击单步运行或全速运行按钮,就可观察到P1端口的内容随程序的运行而有规律的变化,即P1端口由低位到高位,再由高位到低位依次为低电平,如图4所示(注意图4中“√”为高电平),同时通过输出窗口观察变量i的变化,如图5所示。

5 实际电路的演示

当通过Keil C软件调试/仿真功能正常后,就可以使用在线仿真器进行在线仿真,看是不是达到预期的效果,如果有问题,则反过来再仔细检查线路的连接和程序,直到问题解决为止。若没有在线仿真器也可以直接把hex文件通过专门的数据线和程序下载到单片机芯片中,再按照图1的原理图用面包板和导线把各个元件连接起来,以取代在线仿真器,然后送电以达到预期的教学目的。在这里我们用的单片机应采用89S51/89S52系列的单片机,因为这种系列单片机采用的是Flash技术的内存,只要5V电压即可刻录与擦除,可以反复擦除达1000次以上。图6为具有USB下载功能的单片机开发板,通过此开发板可以很方便地把编写的程序烧录到单片机的芯片里去,再通过面包板、把元件按图1所示用导线连接起来,达到预期的效果。

6 学生模仿制作

当实际电路演示成功后,学生各个兴趣都很高涨,跃跃欲试,都想自己亲自试一下。趁着学生兴趣正浓时,适时地发给学生一些元器件、导线和面包板,让学生对照原理图去模仿连接电路、按老师刚才讲的过程一步步去模仿编程、调试和下载等。当然,学生在模仿制作过程当中肯定会出现不少问题,例如二极管的正负极接错、单片机引脚弄错、编写的程序有问题,不能顺利通过编译等等。当学生出现问题时,提倡学生自己去查找原因,找资料或相互之间讨论,实在找不到原因时老师才给予帮助。当学生模仿制作成功后,就会感到十分有成就感,同时学习单片机的兴趣也就逐渐提高了起来。

7 结束语

通过项目式模仿教学法,使学生从最初的简单项目“点亮一个发光二极管”开始模仿制作到定时中断、数模转换等较为复杂的项目学习,最终完成教学大纲所规定的内容。这种教学模式改变传统的只重理论不重实践方法,把理论与实践有机地结合起来。从理论到实践,再从实践到理论正是项目式模仿教学法的精髓所在,它是直观教学、实践教学、情景教学和仿真教学的有机结合。通过一段时间的模仿后,学生的读图能力、动手能力、分析解决问题的能力都得到较大地提高,兴趣也变得很浓,再也感觉不到单片机很难学了,老师教起来也感到轻松很多。

摘要：该文主要针对在片机课程教学过程中存在的问题,提出了新的教学方法,即项目式模仿教学法。该教学方法能够把理论与实践相结合,边理论边实践,边学习边模仿,是直观教学、实践教学、情景教学和仿真教学的有机结合。通过该教学方法,学生们不仅牢牢地掌握了所学的内容,而且学习的兴趣也提高了、学习也变得轻松了、综合能力也有了较大的进步。

关键词：单片机,模仿,教学法,项目式

参考文献

[1]张义和,王敏男.例说51单片机[M].北京:人民邮电出版社,2010:24-31.

[2]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社,2009:53.

[3]李明,毕万新.单片机原理与接口技术[M].大连:大连理工大学出版社,2009:25-27.

[4]谭浩强.C程序设计[M].北京:清华大学出版社,2001:19-21.

[5]徐爱钧.单片机原理与应用——基于Proteus虚拟仿真技术[M].北京:机械工业出版社,2011:15-21.

项目式教学心得体会 第5篇

所谓项目教学，是一种典型的以学生为中心的教学方法。学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程，在这一过程中学习掌握教学内容。学生全部或部分独立组织、安排学习行为，解决在处理项目中遇到的困难，提高了学生的兴趣，调动学习的积极性。

初步接触项目学习法时，并不以为然，还怀疑是不是老师偷懒。我们大脑里的教学方法，应该老师在讲台讲，学生在下面听，而项目学习法，是老师布置并介绍任务，由学生完成，老师进行指导，最后互评，老师再讲。但是经过完成几个项目后，慢慢发现，我已经开始喜欢上这种学习方法了，因为《房屋建筑学》课程是一门理论和实践相结合的课程，如果老师还按照常规的授课的方式，老师只是在讲台上讲，我们在下面听，满脑的柱、墙、钢筋混凝土等，我们会感觉很枯燥，在老师的强制下最多能记到一些死的知识点，但是项目学习法不同，比如老师为我们设计的其中一个项目“私人别墅施工图识读”，老师是上课之前就准备好图纸、项目任务，在上课时提前讲解识图的方法、注意事项，安排恰当的时间段下发任务工单，由学生分组完成个人任务工单和小组任务工单，每位成员为了完成个人任务和小组任务，会很快的进入状态，房间的开间是多少、进深是多少、楼层有多高，在图纸哪个部位查到的，做的对不对，都是小组成员相互讨论、检查、讲解等核对答案，掌握相关知识点，老师在这个过程中监督、指导我们完成任务，对出现错的地方老师并不立刻告诉我们答案，而是让我们自己发现、自己纠正，这样我们会很有成就感。我们在规定的时间完成任务后，老师再对我们完成任务的情况进行评价，有哪些值得肯定的地方、有哪些需要改进的地方，哪个小组完成的又好又快，哪个小组需要加油等等，这样更激发我们学习专业知识的兴趣，小组之间相互竞争，相互促进、相互进步。

单片机项目式教学 第6篇

关键词：单片机；项目教学

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）15-023-02

一、背景

“单片机原理与应用”是一门电子类专业的核心课程，对于基础薄弱的中职学生来说，这门课程的学习难度比较大。究其原因，一方面由于中职学生起点低、基础知识较差；另一方面，当前单片机课程现有的教材教学内容独立化、模块化，各块之间缺乏有机联系，造成了学生难学、教师难教的局面，以至于全部内容学完时，学生对一个完整的单片机开发过程还缺乏了解，这样培养出的学生无法适应企业的需求。所以我们提出：以一个较为具体的涵盖知识点全面的典型项目为引领，在完成这个项目的过程中，学生学会并能运用相关单片机知识，练就了技能。该典型项目就是wifi小车的开发。

二、课程项目设计和实施

1、走访企业，明确课程定位。为了更好的培养适合企业需求的学生，我们特地走访了当地多个单片机产品生产与研发的相关企业，对企业岗位职业能力与工作过程进行调研，了解企业对人才的需求；与企业一线技术人员共同商讨如何选取合适的工程项目作为教学载体，确定教学任务与内容；回访了大量的毕业学生，与在企业一线从事单片机相关电子产品生产和研发的毕业生进行交流，听取毕业生对本课程教学的反馈意见，以他们的亲身经历和切身体会帮助我们发现教学体系中存在的问题，对我们的教学实施提出合理的修改意见。

2、确定课程项目设计的总体思路。在和行业企业的深入交流过程中，我们发现企业在单片机应用产品的研发和生产上有其典型的工作过程。如下图所示：

我们仔细分析了这个过程，结合毕业生的反馈和在校学生的实际情况，确立了以培养学生在相关企业的单片机产品研发与生产岗位上，完成各项工作任务过程中应具备的职业能力为目标进行教学情境设计的思路，具体实现方法为，采用实践教学，设计一个完整的学生感兴趣的单片机产品开发项目，将所有的学习内容贯穿于项目中，分解在多个学习情境中，让学生既完成了教学内容的学习，又体验了企业生产的工作过程。

3、教学项目内容的选取。教学项目内容选择的合适与否是关系到教学效果好坏的关键，本着以提高学生的职业岗位能力与职业素养为目标，我们从多个环节进行了精心思考，挑选教学项目内容。

我们选取了具有典型工作任务的“wifi小车制作项目”作为教学内容的载体。该wifi小车以单片机作为控制核心，包括运动模块（电机）、显示模块、遥控模块以及各种传感与转换模块等。针对wifi 小车各功能部分的实现，设计出不同的学习情境，训练学生分析和设计单片机应用程序的基本技能。

Wifi小车的功能设计具有很强的扩展性，这主要取决与它具有的功能、性能和控制方法，功能越多，所需的技术与器件种类就越多；性能越好，对应的技术含量也越高；控制方法越多控制电路也就越复杂。例如显示模块可以选择led或数码管，也可以选择字符液晶或者图形液晶显示；控制方式可以选择遥控也可以加入声控等，所以选择wifi小车作为教学项目具有很好的可选性与扩展性。

本项目分为4个学习情境，整个情境的实施是按照学习的认知规律、职业成长规律，从简单到复杂，从局部到整体进行学习单片机知识、训练职业岗位能力。

总体上采取知识由浅入深、技术逐渐综合的原则。由一个综合单片机产品制作项目——制作单片机wifi小车，按照不同的功能模块分解成4个学习情境（见下图），①小车零部件的选择和装配②小车的显示系统③小车的运动控制系统④小车智能感应系统， 如下图所示，每个学习情境包含可选的子情境。

每个学习情境均训练对应的职业能力

①、学习情境一训练学生电子产品装配基本功，完成要求如下：

电子元器件的选取与检测

小车电路焊接与装配

②、学习情境二训练学生单片机基础技术与基础器件的集成能力，完成如下功能：

小车的前进、后退、左右转向及停止运行状态显示；

完成各种动作的计时时间显示。

③、学习情境三训练学生接口技术与接口器件的集成能力，完成如下功能：

小车的前进、后退、左右转向及停止驱动控制；无线遥控。

④、学习情境四训练学生将单片机基础技术运用、接口技术运用和传感器等各种技术与器件集成的能力，完成如下功能：

监测距离，自动避障；

4、教学方法的使用。通过实践，我们认识到要提高教学效果必须采用多样化的教学方法，以学生为主体，以教师为引导。为此我们引入了工作过程与教学方法的对照图（参考下图：工作过程学习方法对照图）。以子情境2中的实训项目“汽车转向灯”为例，来具体说明课堂教学实施过程中各种教学方法的使用：首先提出项目要求，明确这个项目做什么，激发学生学习兴趣（采用了项目案例激励教学法），接着引导学生思考，跟老师想（采用项目分析引探法），然后跟老师做，最后学生自己做，自己练，互助学习项目制作（采用协作互助讨论法），老师跟踪检查，指导，评价（采用项目检查评价法），课后布置学生对产品功能进行扩展（采用项目制作进阶法）。通过这样的教学过程，让学生达到了积极思考，乐于实践、快乐学习、享受成功的学习状态，培养了学生的职业岗位能力，为以后顺利走上工作岗位打下坚实的基础。

5、考核方案设计

考核分为三部分，过程性考核（占分50%）、综合性考核（占分15%）、结业性考核（占分35%），其中过程性考核考察学生每一个项目情境的完成情况。综合性考核考察学生对单片机技术的综合运用能力，强调学生的创新意识，鼓励学生多使用新技术、新器件。结业性考核安排在期末，采用现场抽题，考察一个项目的完整制作，学生也可提前申请参加开放性考核，考试合格可免除期末结业性考核，也可以参加各类单片机竞赛，取得好成绩者也可免除结业性考核。

三、结束语

通过单片机项目教学的实施，我们发现单片机项目化教学是符合中职教学实际的有效教学模式，通过项目教学激发了学生的学习兴趣，培养了学生自主学习和交流的能力，较好的解决了岗位与能力，能力与教学之间的内在联系，使中职学生毕业后能较好地适应企业岗位的需求。同时也锻炼了教师队伍，提升了教师教科研能力与水平。当然我们的方案还有很多不足之处，很多地方有待改善，在后续的课程教学中我们将作进一步的思考和探索。

参考文献

[1] 宋 锦 《单片机课程项目教学法的探索和实践》 南京信息职业技术学院 《教学与课程》.

[2] 卢飞跃 《高职单片机原理与应用课程教改浅论》 番禺职业技术学院学报 2002，（3）.

[3] 蒋庆斌、徐国庆 《基于工作任务的职业教育项目课程研究》 职业技术教育（教科版）2005，（22）.

单片机项目式教学 第7篇

项目式教学在多个课程的设计和实施方面取得了较为成功的经验, 其核心就是将职业能力分解到设计好的项目中进行课程内容的组织和实施。为更好地开展《单片机技术》课程的教学, 我们专门成立了《单片机技术》项目课程研究课题组, 并在近两年来的教学过程中引入项目式教学方法进行教学。

教学实践结果表明, 通过在《单片机技术》课程中实施项目式教学, 能充分激起学生学习兴趣, 调动学生学习主动性, 提高学生的实践动手能力、创新能力以及团队合作能力。本文结合《单片机技术》项目课程的教学进行研究。

1 项目式教学的需求分析

1.1 教学模式

高职院校人才的培养目标是为企业培养面向生产一线的“高技能应用型”人才。课程所授内容, 学生通过课程的学习所应具备能力, 要求我们必须与企业的实际需求相结合。

传统教学方法是注重理论的讲授, 学生听课, 信息传递是单向的, 其教学方法已经越来越不能适应现代高等职业教育的发展。项目式教学法不但重视理论知识的传授, 而且更重视其应用。项目教学法以学生为教学中心, 强调学生在教学中的主观能动作用, 注意调动学生的学习自觉性和主动性, 教师和学生之间的活动是互动式的, 项目式教学法更适用于实践性较强的课程的教学。

《单片机技术》是计算机、机电一体化等专业一门实践性较强的重要课程, 也是一门非常实用的计算机应用技术, 该课程与企业生产实际和工程实践联系紧密, 学生一旦掌握了本课程内容, 毕业后稍加学习和实践便可将本课程所学知识与技能直接应用于生产过程中去, 课程适宜采用项目式教学。

1.2 教学内容

过去我们的毕业生走上工作岗位, 发现在单片机技术相关能力上有所欠缺, 尤其是实践操作技能和工程实施能力。我们经过认真仔细地研究发现, 我们选用的教材内容过于理论化, 知识点过于陈旧, 实践内容偏少。且没有任何工程案例。虽然学生通过学习, 做了一些小的实验, 但这些实验只是针对于所学理论的部分知识点的验证, 缺乏实用性。虽然学生通过完成这些实验, 基本能掌握所学知识, 但面对实际岗位的工作任务学生还是不能够很好地胜任。

为解决这些问题, 我们进行了广泛的市场调研, 提炼出了单片机技术从业人员的部分岗位及相关从业能力要求 (表1所示) 。对照表中工作任务和相关应具备的能力要求, 改进我们传统的教学模式, 推进以能力培养为核心的项目式教学的实施刻不容缓。只有通过多个项目不断地实践, 学生才可能较好地具备表中所列能力。突出以能力为中心地项目式教学, 学生在理论学习中进行操作实践, 在操作实践中接收理论知识, 达到“教、学、做”一体化, 真正体现了高职院校培养高技能应用型人才的要求, 也符合市场对于毕业生实践能力的实际需求。

2 项目教学的实施

2.1 项目教学目标

项目教学的关键是选好合适的项目并精心编排。我们所选项目是经过我们的精心挑选和编排, 符合我们的教学内容及教学大纲要求。我们将项目依次编排为基础知识训练型项目、单项技能型项目、综合技能训练项目以及职业技能训练项目, 所选项目难度适度, 知识由浅入深, 循序渐进, 符合学生认知规律, 学生能迅速掌握相关的概念。为理解方便, 每个项目又被分成若干小任务, 每个任务通过“任务分析-任务准备-任务实施”三个步骤详细指导学生的学习实践。通过上机实践, 掌握硬件电路的设计和软件程序的编写, 培养其实践操作技能;每个项目的若干小任务编排由易到难, 碰到比较难的任务时就需要学生在老师的指导下, 通过团队之间的讨论、协作来完成任务, 增强学生团队合作交流意识, 培养其团队合作能力。

2.2 项目教学重点

项目教学的重点是让学生参与到整个项目实施过程中来, 了解项目实施的整个流程, 协作完成整个项目。教师首先进行项目的介绍和相关理论的讲解, 然后组织学生自主学习, 再进行小组讨论, 最终运用所学知识去解决项目实施过程中遇到的问题直到完成项目。

2.3 项目教学内容

项目教学内容的选择尽可能覆盖涉及单片机的大部分应用类型, 以培养学生的工程实践能力为目标, 通过优选具体的项目, 由浅入深, 由易到难, 循序渐进来安排项目, 项目教学的具体内容如下表2所示。

2.4 教学方法

1.采用任务式教学

选择一项目, 老师先进行项目的讲解, 任务的分工及操作演示。学生采取团队合作的方式完成项目内容, 将学生分成若干个团队, 每个团队确定一名负责人, 负责项目任务的分工, 每个学生按照分配好的任务完成相应的内容。最后大家一起共同完成项目。此过程中, 项目的完成需要多人紧密合作完成, 团队成员既要独立思考, 又要相互协作, 还要进行一定的创新, 学生团队意识及管理与合作能力均得到了培养和锻炼, 这种组织教学方式提升了学生的学习主观能动性和提高了学生的学习兴趣。

2.建立教学环节的闭环反馈控制系统

整个课程的教学划分为三个环节:课堂理论实操演示教学、学生实操和课程设计。

每次课堂教学均包含课堂理论实操演示教学环节和学生实操环节两个教学环节。课堂理论实操演示教学环节主要是教师结合项目任务, 现场讲解项目涉及的理论知识点并进行任务的现场实操演示。实操演示讲解过程中, 提出新的任务要求;学生实操环节, 学生首先实现教材上的项目任务, 在此基础上, 重点完成老师提出的新任务。培养学生创新能力。学生实操环节中, 教师实时进行检查, 监督指导学生完成项目任务, 获取学生反馈信息。将学生的反馈信息进行汇总后进行分类指导。学生再根据指导调整其实践, 如此反复, 直至项目最终完成。通过建立这样的闭环反馈控制系统, 可以培养学生良好的硬件电路设计、程序设计与调试能力以及实践创新的能力。

课程设计环节是学期结束前所有知识点学完后单独留出一至两周的时间, 学生分组合作完成一个自由选题项目, 通过一学期的理论和实践操作学生能较好的完成选题项目, 在较好的完成教学大纲规定任务的同时, 也使学生扩大了视野, 达到了灵活运用所学知识的要求。

3. 强调实际操作对理论知识掌握的能动作用

实践操作是由教师给出一个可行的实操项目任务, 将理论知识融入实操任务中, 使学生在“做”中“学”, 从而达到理论与实践的完美结合。

4. 强化方法意识, 注重能力培养。

在整个项目教学环节中以学生为主体, 教师作为学生学习的向导和顾问, 帮助学生在团队合作及独立研究的道路上探索前进, 教会学生如何应对大量的信息, 引导学生在实践中获得新知, 将专业技能的培养贯穿整个教学过程, 循序渐进地不断提高学生的理论水平、实操技能及团队协作能力。

2.5效果评价

我们对2011级和2012级物联网班的学生进行了项目式教学实践, 经过认真分析学生的调查问卷, 教学效果调查结果见图1。总的来说, 还是得到了绝大多数同学对于我们的项目式教学的效果的肯定及好评。学生的总体反应是:教学具体直观、涉及的知识面拓宽、学习兴趣更为浓厚、知识的使用更为得心应手。

虽然《单片机技术》课程项目化教学改革取得了一些成绩, 但仍然是一种新的探索, 我们将通过实践, 不断地优化项目内容, 改进教学方法, 不断地总结提高, 来完善和提高我们的教育科研水平。使理论教学和实际应用更紧密结合, 以培养出更多适应社会实际需求的高技能应用型人才。

3结论

近两年的项目式教学在单片机技术课程中的实践表明, 项目式教学结合项目式课程设计, 使学生通过解决身边的一些实际问题, 很好的掌握了《单片机技术》的理论知识, 大部分同学都能在整个项目的全局面上综合运用, 通过项目式教学学习的学生, 实践操作技能比往年学生有了很大的提高, 其动手能力、解决实际问题的能力都有了很大的提升。

参考文献

[1]许超, 吴新杰, 张丹.基于Proteus和Keil的单片机课程教学改革[J].辽宁大学学报 (自然科学版) .2011 (01)

[2]陈奎等.物联网时代单片机教学的思考与改革[J].福建电脑.2012 (6) 173~186

[3]姚哓平.单片机应用技术项目化教程.电子工业出版社.2012.9

单片机项目式教学 第8篇

单片机是一门实践性环节很强的课程,但传统的单片机教学多以理论教学为主,实验教学为辅,理论与实践相脱节,在理论教学上,单片机的原理、硬件电路图的分析及程序上的分析都是局限于以多媒体的形式展现在屏幕上,教学过程中学生会感觉枯燥抽象,难以理解和掌握,并且因而失去学习的兴趣,当上完相应理论知识后,才回到实验教学的课堂上,而实验教学也大多是基于单片机实验箱的验证性实验,学生难以体会一个单片机系统开发的软件、硬件设计的细节与流程,学生的思维得不到拓展和发挥,另外,采用实验箱或实验板加硬件仿真器设备,也大大增加设备的维护工作及经费的投入,Proteus与Keil软件的出现,解决了这些问题,在课堂教学上采用了基于Proteus与Keil的单片机项目式教学方法[1,2]。

1 Proteus和keil简介

P r o t e u s软件是由英国L a b c e n t e r Electronics公司开发的EDA工具软件,该软件集成了高级原理布图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。它是一种混合电路仿真工具,包括模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的仿真等。Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成,其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES是一款高级的布线编辑软件。ISIS是一个操作简便且功能强大的原理绘图工具,它整合了SPICE的仿真模型,拥有超过8000个元件的庞大库结构。Proteus支持许多通用的微控制器,如PIC系列、AVR系列、8051系列等;同时它还支持ARM、PLD及各种外围芯片的仿真,如基于HD44780芯片的字符LCD、RAM等;具有单步运行、断点设置等调试功能;有直流电流表/电压表、交流电压表/电流表、示波器逻辑分析仪、频率计等虚拟仪器,为仿真中的测量记录提供了方便[3,4]。

随着单片机开发技术的不断发展,从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。KEILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51已被完全集成到uVision3的集成开发环境中,这个集成开发环境包含编译器、汇编器、实时操作系统、项目管理器和调试器。可为它们提供单一而灵活的开发环境[5]。

2 Proteus和keil联调项目式教学举例

下面以“基于AT89C51单片机抢答器的设计”为例,说明使用Proteus和Keil软件进行单片机项目系统设计和仿真的过程。

2.1 硬件设计[6]

该实例的电路由AT89C51单片机、1位LED共阴极数码管、按键、扬声器及三极管等元器件组成,在Proteus ISIS中绘制系统硬件原理图,如图1所示。

2.2软件设计[5,8]

单片机是硬件与软件的结合体,要根据硬件的工作原理来编写程序,从图1可以知道,P3口为输入口,接八个按键,P1口为输出口,接一个共阴极的七段数码管,用来显示抢答号,抢答器的工作原理为:八个选手同时抢答,抢答成功的将选手号经P1口送给数码管显示,扬声器响。同时,其他的选手不能抢答,主持人复位后,恢复抢答功能,数码管初始化为0。

该项目的软件在Keil中进行设计。在工程项目中编辑创建源程序文件,取名抢答器.asm,再对该文件进行编译、连接生成目标代码文件(本例为抢答器.hex)。

修改参数选择Options for Target--Targer选项卡中的Xtal(MHZ)参数修改为与硬件参数一致,选择Output选项卡的Create Hex File前面的复选框选上,编译、连接没错误后,然后进行调试,菜单Debug--Start/Stop Debug session,在调试窗口中,充分利用断点设置与调试工具(如图2)来分析程序的运行能不能达到目的,以及利用菜单Peripherals里面的Reset CPU、Interrupt、I/O-ports、Serial、Timer等调试辅助窗口观察变化情况,使得程序分析更加具体、生动、易懂。(源程序:略)

2.3 软件与硬件的联合调试[7]

将Proteus和Keil进行联调,联调设置步骤如下:

(1)目录ProteusMODELS下的VDM51.dll文件复制到Keil安装目录的C51BIN目录中。

(2)修改Keil安装目录下Tools.ini文件,在C51字段加入TDRV5=BINVDM51DLL(“PROTEUS 6 EMULATOR”)并保存。

(3)打开Proteus,画出相应电路,在Proteus的“Debug”菜单中选中“Use Remote DebugMonitor”。

(4)进入Keil的Project菜单Option f o r T a r g e t'工程名'。在D e b u g选项中右栏上部的下拉菜单选中Proteus VSM Monitor-51 Driver。再进入Settings,设置Ip名为127.0.0.1,端口号为8000。

(5)打开KEIL,按F5开始仿真。同时在Proteus中查看直观的结果。

Proteus提供了硬件的仿真平台,Kei提供了软件的仿真平台,在Keil编译软件里清晰、具体地分析程序的执行流程,而在Proteus环境中,学生即可看到更加具体仿真效果,抢答者5抢答成功时,数码管显示为5,扬声器响,其他抢答者不能抢答,主持人复位,抢答恢复功能。如图1所示。

2.4 学生的思维拓展

经过一个基于Proteus与Keil的简单抢答器项目设计,学生具有一定的掌握能力,在此基础上,要求有能力的学生进行项目思维拓展,要求学生设计一个《基于AT89C51单片机带时间与声光提示的抢答器》项目,功能为:主持人可以同时控制5个按钮(复位按键、抢答开始按键、抢答限时开始按键、抢答时间调节按键、限时时间调节按键)等,主持人按了限时开始按键后,8个选手同时抢答,抢答成功的选手号送到数码管显示,LED灯亮、扬声器响,限时时间显示。主持人复位,抢答功能恢复。如图3所示。这使得学生更接近市场工程项目的实践设计,为以后就业打好基础[6]。

3 Proteus和Keil软件单片机项目教学的优势[8,9]

3.1 内容全面,包括软件程序的编译、连接及调试,也包括硬件电路中的大部分电路,可以给学生有自由搭建硬件电路的空间,使得单片机教学由枯燥抽象,难以理解和掌握,变成更加具体、清晰、活跃与灵活,克服了用单片机实验箱教学板教学中硬件固定、学生不能更改、内容固定等方面的局限性,可以拓展学生的项目开发思维,同时也激发学生对单片机学习的兴趣。

3.2 硬件投入少,实验过程损耗小,基本没有元器件的损耗问题,经济优势明显;学生可以自行项目开发,锻炼解决实际工程问题,与工程实践接近;由于学生学习了理论知识,要将其应用到实际的工程实践中,其难度较大,但采用仿真软件后,学生可以先在软件环境中模拟通过,再进行硬件投入,可以省时省力,也节省因方案不正解所造成的硬件投入的浪费。

3.3 可以提高学生的知道水平、专业能力和专业素质方面的优势,同时降低设计成本,缩短项目的开发周期,提高效率。学生可以课外独立设计,验证自己设计的项目系统,有助于培养学生的创新能力,扩展学生思维,提高学习效率与兴趣。

4 结论[10]

单片机是一门不断更新的课程,教师应该转变观念,改进教学手段和教学方法,逐步过渡到“教师指导下的以学生为中心”的教学模式上,充分调动学生的能动性。

基于Proteus和Keil软件单片机项目式教学,很大程度上解决了课程教学枯燥无味的弊病,在提高了学生学习积极性的基础上也锻炼了学生实践动手的能力,既降低了教学成本,又提高了教学效果,是高职院校教改的取向。

参考文献

[1]胡敬朋,王聪.单片机项目教学研究及实践[J].电气电子教学学报,2009,31(5),82-84

[2]彭丽萍,顾亚文,顾广寒.基于Proteus和Keil软件的单片机仿真教学[J].中国科技财富,2011(10)

[3]周润景,袁伟亭,景晓松著.Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例[M].电子工业出版社,2006

[4]林志琦著.基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真[M].北京航空航天大学出版社,2006

[5]王为青著.单片机Keil CX51应用开发技术[M].人民邮电出版社,2007

[6]杨居义著.单片机课程设计实例教程[M].清华大学出版社,2010

[7]刘淑红,张国玉.单片机系统的Proteus和Keil联调设计与仿真[J],2008,(10)97

[8]许超,吴新杰,张丹.基于Proteus和Keil的单片机课程教学改革[J],201138(1),28～29

[9]施国英,李天华,丁筱玲.基于Proteus和Keil软件的单片机仿真实验教学[J],2011,1,40～43

单片机教学项目化 第9篇

关键词：项目教学法,单片机课程,职业教育

随着社会的进步和科技的发展, 依靠传统教学方法已不能满足职业教育对职业能力的培养要求, 因此, 近二十年来, 许多国家都根据自己的社会情况和需求, 系统地开发出一些适应社会发展的新的教育方法和教育模式。其中, 德国的项目教学在我国的高职教育中越来越得到推广, 项目教学法使我们的职业教育有了新的理念, 形成了新的教学模式, 对职业教育将产生极为深刻和广泛的影响。

项目教学法, 是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动, 在这里, 项目指以生产一件具体的具有实际应用价值的产品为目的, 它应满足以下条件:该工作过程用于学习一定的教学内容, 具有一定的应用价值;能将某一教学课题的理论知识和实际技能结合起来;与实际企业现实生产过程或商业经营活动有直接的关系;学生有独立制定计划并实施的机会, 在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为;有明确而具体的成果展示;学生自己克服、处理在项目工作中出现的困难和难题;项目工作具有一定的难度, 要求学生运用新学习的知识、技能, 解决过去从未遇到的实际问题;学习结束时, 师生共同评价工作成果。

单片机课程在高等职业学校开设以来, 对普及单片机知识, 推动单片机在工业、家电及自动化领域的应用, 起到了积极有效的促进作用。《单片机原理及应用》是一门重要的专业课, 但是, 该课程逻辑严谨, 内容抽象, 理论性很强, 学生普遍反映难学, 课堂效果不理想, 分析其具体原因主要有以下几个方面:一是软硬件介绍完全分割开, 软硬件系统没有联系, 这使得学生在构建实际的单片机应用系统时缺乏综合性、开放性实训, 学生感觉枯燥, 难以理解;二是学生对已学的模电、数电等知识不能很好地应用, 不能融会贯通;三是单片机应用开发运作过程不清楚, 不利于培养单片机应用开发能力;四是学生对该课程中的指令学习及语言理解局限于课堂编程, 而不是结合硬件灵活应用。针对以上情况, 我们需要对传统的课题进行改革, 进而引入针对性训练很强的项目教学法应用到单片机的教学中。

一、项目准备阶段选择项目

项目分综合项目和单项项目。选择设计一个或几个贯穿整个课程的大型综合项目作为训练学生职业岗位综合能力的主要载体, 这是以项目为课程能力训练载体的原则。综合项目的选择要突出实用性、覆盖性、综合性、趣味性、挑战性当然还有可行性。而单项项目的选择则更需要突出针对性, 用于对学生的单项能力训练, 尽量避免以习题或相互无关的并行小练习的形式出现。大多数院校都有单独的单片机实训室, 具备单片机实训平台, 其实单项训练时可以以实训平台上配备的实训项目为主;综合项目的选择需要谨慎, 一定要突出实用性和覆盖性, 并且项目要尽量能够贴近实际的生产应用。在项目选定之后, 要对完成项目提出具体要求, 并明确项目完成过程中应该掌握的知识和技能, 最后让学生制定项目实施计划, 并进行项目分工。

二、项目实施阶段

我们以一个项目“基于51单片机的超声波测距系统”为例来进行讨论, 以该项目原理为基础的设备在有些企业仍在使用, 并且对单片机涉及知识的覆盖面比较大, 学生如果完成该项目可以即时得到应用, 所以对学生也很有吸引力, 能够引起学生的兴趣。在项目实施阶段, 要以学生为主体、教师为主导, 项目教学模式要求学生全过程参与, 每一个环节都要独立或在合作下完成, 在整个学习过程中始终都以培养学生的能力为目标。对于本项目, 首先让学生分组, 教师对项目进行分解, 比如该项目可以分为项目方案设计、系统硬件设计与组装、系统软件设计与烧录三个部分, 让学生写出项目实施计划, 并且每个部分实施过程如何分工要明确。在整个过程中, 教师一定要将项目中的知识点分析明确, 让学生的项目做得不盲目, 对所学的知识能够跟实际相接, 真正起到抛砖引玉的作用。在培养专业技能的同时, 也要注意其他职业能力的培养, 例如培养学生的责任感、协作精神、沟通能力、信息处理能力等。

三、项目评估阶段

评估项目是项目教学法的一个重要环节。应根据能力目标设计评估标准, 客观公正地评价学生的学习过程及效果。学生在完成项目的过程中可能会存在各种各样的问题, 教师在评估中要指出问题所在及解决方法;总结比较各学习小组的特点, 引导他们学习别人的长处, 使学生的各种能力在评估中得到提高。在评估方法上, 主要评价学生是否达到项目的目标要求, 关注学生在完成项目中的进步程度, 这样有利于学生职业能力、实践能力和创新能力的培养。在评估主体上, 通过鼓励学生主动、客观地评价自己的学习成果, 鼓励学生互相评价, 通过互相评价, 促进对自身学习成果的反思。

单片机原理及应用教学项目设计 第10篇

关键词：单片机,教学,项目驱动

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ADu C842作为主控CPU, ADu C842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ADu C842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外围电路, 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

单片机项目式教学 第11篇

摘要 针对高校电子信息科学与技术专业单片机技术课程目标和教学特点，在单片机技术课程中，采用项目驱动教学法教学能充分发挥老师的主导作用和学生的主体作用，有效地提高教学效率和教学质量，培养学生的综合能力。

关键词 单片机 项目教学法 教学做合一

中图分类号：TP368.1-4；G712

（基金项目：内蒙古自治区高等教育科学研究“十二五”规划课题 编号NGJGH2015023）

单片机技术是高校电子信息类学生必须掌握的一门技术，学生不仅要掌握单片机的接口应用的基本技能，还应具有实际工程应用能力。因此，具有实用性强、学习难度大的特点。

1、单片机技术课程的教学现状

传统的单片机课程教学中一般开设几十学时，通常采用“理论教学”+“实验教学”的教学模式。“理论教学”以讲授理论为主，内容抽象、枯燥，实验教学只是做一些验证性实验，课程的教学效果一般。

2、教学做合一的教学模式和项目教学法

“教学做合一”是指以培养经济社会发展所需要的人才为宗旨，教学活动以做为载体和目标，在做中教，在做中学，在教学中推动做，在做的基础上，实现教学做的有机统一。在这种教学关系下，教师是教的主体、做的主导，主要任务是指导学生学；学生是学主体、做的主体。主要任务是学习，通过亲自做的环节，学得知识，掌握技能。

“项目教学法”是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分调动学生的学习积极性、培養学生解决实际问题的综合能力和创新能力。

为解决单片机技术课程学生难学、教学效率低下和教学质量一般的问题，进行教学改革：打破“理论教学”+“实验教学”的教学模式，采用教学做合一的教学模式，抛弃“填鸭式”教学法采用项目驱动教学法是一种有效的举措。

3、单片机技术课程教学项目的设计

根据单片机技术的课程目标、教学内容及教学特点，以恰当、实用、渐进为原则设计课程教学项目。在教改实践中按课程目标把单片机技术原理论授课内容解构，设计了七个项目，如下：

3.1、用单片机P1口来点亮LED灯

项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；8位二极管做显示；④LED灯闪烁时间为0.2秒；⑤发挥：增加1-2种显示模式。

项目任务：拟定总体设计制作方案；设计硬件电路；编制软件流程图及设计源程序；④仿真调试；⑤安装元件，制作流水灯，调试功能指标；⑥完成项目报告。

内容：单片机内部的结构；单片机的存储器；单片机的IO口；④单片机的引脚及工作状态；⑤单片机指令系统；⑥简单汇编程序设计；⑦工具软件的使用。

3.2、用定时器T0查询方式控制P1.0的蜂鸣器

项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；蜂鸣器做输出。

项目任务：同上

内容：单片机定时/计数器；蜂鸣器电路连接。

3.3、基于AT89C51单片机交通灯控制器的设计

项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；8位二极管做显示。

项目任务：同上

内容：单片机中断系统；数码管显示器接口；汇编程序设计；④工具软件的使用。

3.4、PC向单片机发送数据并用LED显示出来

项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制，采用串行通信方式传送数据；8位二极管做显示；④通信距离达8-10米。

项目任务：同上

内容：单片机串行通信，串行总线的标准；单片机串行口及串行通信及简单通信协议；PC机与单片机之间的通信；④端口控制；⑤C51程序设计

3.5、液晶时钟显示器

项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；LCD做显示。

项目任务：同上

内容：LCD的工作原理；用Proteus软件仿真液晶时钟显示器的方法；液晶时钟显示器的编程方法。

3.6、数码秒表的设计

项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；2位数码管做显示。

项目任务：同上

内容：数码管的工作原理；数码秒表设计的编程方法定时/计数器。

3.7、电子密码锁

项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；LCD做显示；④具有设置、清除6位密码的功能。

项目任务：同上

内容：矩阵式键盘的工作原理；液晶1602的应用；C51程序设计。

4、项目教学法在单片机技术的课程教学中的实施

项目教学法在实施过程中，按照由简单到复杂的顺序实施各个项目，每个项目的实施一般以行动导向教学原则为指导，教学过程采用资讯、计划、决策、实施、检测、评价六个阶段按四个步骤实施。第一步资讯，教师提出项目要求与任务，在老师的引导下，学生明确要做什么？要学什么？老师通过案例、演示等对学生进行个别或集体的指导，使学生基本具备完成项目的能力。第二步计划与决策，学生在老师的主导下制订完成项目的实施方案。

第三步实施，学生按计划与方案完成项目任务。学生通过实施发现问题、解决问题、习得知识，培养技能。

5、结束语

采用项目式教学法，把理论教学与实践教学有机地结合起来，有仅有利于学生加深理解和掌握书本的理论知识，更使学生懂得怎样灵活应用所学的知识与技能去解决实际问题，同时也提高了教师的素质，这种教学方法的实施更符合大多数学生的特点，会在越来越多的课程中得以实施。

参考文献

1.宋锦 《单片机课程项目教学法的探索和实践》 南京信息职业技术学院 《教学与课程》

2.卢飞跃 《高职单片机原理与应用课程教改浅论》 番禺职业技术学院学报 2002，（3）

3.熊宇 《关于单片机课程项目化教学的探索》 广东白云山学院网站

单片机项目式教学 第12篇

一、课程教学存在的问题

( 一) 教学模式

在传统的单片机教学过程中, 仍然是以教师为主, 按照教材章节进行讲授, 从单片机硬件结构、指令系统到定时中断、系统扩展, 先讲授理论后进行实验, 理论和实验相脱节, 课堂教学在主导地位, 学生被动的接收知识, 不能及时的消化吸收, 导致学生的学习兴趣和自信心下降。

( 二) 教学内容

电气类专业仍采用汇编语言教学, 与实际应用情况不符。目前单片机的应用产品大多采用C语言进行设计, 公司和单位招聘要求学生具有单片机C语言开发能力, 虽然汇编在一定程度上更加有助于对硬件的理解, 但为了适应时代的发展, 提高学生的就业竞争力, 需要与时俱进, 故采用以汇编和C语言相结合的方式进行教学。

( 三) 实验环节

课程所开设的实验只是利用现有的实验箱进行验证性的试验, 实验内容固定单一, 缺乏新意, 学生只是简单地进行连线, 对于内部如何工作缺乏认知, 不利于培养独立开发单片机的能力, 而且实验室建设和维护成本较高, 设备容易出故障, 再加上学生的不正规操作, 导致实验箱经常损坏, 很难保证教学质量。总之, 这些教学方式效果不理想, 不利于培养学生的实际动手能力, 往往是学生学完课程, 面对单片机应用开发, 仍然是一头雾水, 不知如何下手, 所以, 目前的教学方式需要及时的进行改革。

二、项目教学法在教学中的实施

项目教学法是指“边学边做、学做结合”的教育理念, 将理论与实践紧密结合。从项目的分析、方案制定、电路设计、硬件制作、软件设计到系统的调试和总结报告的撰写, 每个步骤学生都参与其中, 让学生在“做”的过程中体会到“学”的乐趣和成果。从简单项目到复杂项目, 将单片机的各个知识点融入到项目中去, 通过不同程度的项目设计, 不断加深学生对单片机的理解, 并提高单片机的应用开发能力。

项目教学法要在教学过程中取得良好效果, 教师的作用至关重要。首先要选择合适的项目, 对项目进行合理的编排, 选择的项目要符合先易后难, 简单实用的原则, 能够体现出单片机知识点的运用。其次要制定详细的实施方案, 合理分配课时量。让学生按照步骤进行学习, 亲自参与其中, 把课堂的时间交给学生, 教师起到引导、启发作用, 并及时的帮助学生解决遇到的难题。最后对学生的作品进行评估, 组织讨论分析在设计过程中遇到的各种问题, 表扬做得好的学生, 展出优秀作品, 让他们体会到成功的喜悦, 以带动学习单片机的兴趣。

在课程教学中, 规划了7 个项目, 分别是 ( 1) 点亮LED灯; ( 2) 跑马灯; ( 3) 60s倒计时; ( 4) 抢答器; ( 5) 交通灯; ( 6) 直流电机调速控制; ( 7) 温度检测系统设计。这些项目包含了单片机所有硬件资源及外围电路设计, I/O控制及扩展, 定时/计数器和中断控制等。在前期的基本理论学习中采用多媒体教学手段, 引入Proteus和Keil软件平台, 利用Proteus设计原理图, Keil进行编程调试, 缩短开发周期, 以提高学生的学习效率。因为Keil和Proteus软件可以进行联合调试, 能够更加逼真的模拟项目运行状况, 验证程序设计的正确性和可行性。这使得学生可以将更多精力放在单片机项目设计和编程上面来。同时也节省了实验室的建设和维护费用。在后期实践阶段, 模拟仿真成功之后, 投入硬件设计, 从元器件采购、电路板设计、元器件的焊接到电路板的软硬件调试都由学生自己动手完成, 程序的下载利用烧写器来完成, 最后验板成功后由教师打分。

现以项目“交通灯”为例, 说明项目教学法在教学中的实施过程。在项目开始阶段, 教师提出项目要求, 学生分组讨论设计方案, 由学生独立完成电路设计和程序编写。要求先使用Proteus进行验证, 在设计中, 主要使用了AT89S51 单片机, LED灯, 三极管和两位数码管显示器。该项目主要考查学生单片机定时/计数器的使用方法以及LED数码管显示原理。仿真成功之后, 还需要进行实物设计, 虽然模拟仿真在一定程度上方便了学生学习单片机, 但不能完全依靠软件, 毕竟在实物制作中会遇到各种各样的问题, 同时也是提高学生实际动手能力的有效方式。在项目完毕后, 要求学生以书面报告的形式对设计过程中遇到的各种问题进行总结。教师对其作品和报告进行点评, 并鼓励学生积极参与课堂中来, 对其在制作作品的过程中遇到的难题以及解决的方法进行讲解和讨论, 以加深对单片机开发的理解。

三、结论

将项目教学法应用于单片机课程教学之中, 激发了学生的学习兴趣, 培养了学生的自主学习意识和独立解决问题的能力。在教学中, 教师负责引导学生, 帮助他们解决难题, 鼓励他们动手实践, 让学生能够更好地掌握专业技能, 同时对任课教师来说也是一种锻炼的经历。经过教学改革的初步尝试, 单片机课程的教学效果得到明显改善, 学生积极参加科技活动月和创新性项目, 并在大学生电子竞赛中取得优异的成绩。

参考文献

[1]赵月静, 陈继荣.项目驱动教学法在“单片机原理及应用"课程中的应用[J].河北工业科技, 2012, 29 (4) :239-242.