單片機原理與接口技術精選(九篇)
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第1篇：單片機原理與接口技術范文
【關鍵詞】單片機；接口技術；教學實驗
單片機實驗在單片機理論教學中，具有非常重要的實踐作用。我們通過單片機教學實驗，可以很好的提升學生動手能力，讓學生在動手的過程中認識到其工作的特性和原理，對理論知識有一個非常直觀、系統的認識和了解；除此之外，還可以加深學生對理論知識的印象和解讀能力，使得學生在實踐的過程中掌握單片機的關鍵理論知識和相關技術。
一、現有實驗教學方式的不足
1、內容的系統性存在缺陷。實驗課程的學時在課程總學時當中受到非常明顯的遏制，假如說在原有的計劃上安排了10個學時的實驗課程，但是這些實驗學時對單片機實驗教學的實踐需求是遠遠不夠的。為了在有限的時間內把單片機的實驗內容最大化講解，實驗課程的環節中穿插了非常多的論證性實驗，并且教師會給出一定的程序步驟。在實驗的時候，學生都是被動跟著教師進行，對于實驗內容的認識依然停留在書本知識方面，缺少新器件和電路應用方面的實際操作訓練。雖然說這么做加快了實驗的周期時間，但是本著實驗課程鍛煉學生的實踐操作能力和思維能力的目標依然沒有實現。雖然說部分學生對于知識是一知半解，但是完全依照書本操作步驟進行，也可以完成相關的實驗，但是這樣的情況依然無法滿足學生訓練單片機內容的實踐操作要求。
2、時間的靈活性非常古板。因為實驗成績是課程總成績的少部分，因此當課堂教學內容全部結束的時候，所有的實驗教學課程都要結束，要不然會影響到學校安排考試和成績測評的安排，鑒于這樣的原因，實驗周期時間短和相對集中就成為了主要問題。在這部分時間內，實驗室出現高負荷情況，每個班級的實驗時間都安排的很集中，經常會出現下組學生等待上組學生做完實驗等實驗設備的情況，靈活的時間因此受到非常大的限制，并且影響到學生實驗課程的教學質量。
3、綜合性實驗無法開展。因為單片機的價格非常低廉，體積還很小，相應的功能也在不斷的完善，成為現代工業技術中非常理想的一種微控單元核心構件，尤其實在工業過程控制和智能儀器儀表方面應用非常廣泛。單片機實例應用是非常容易就可以被利用在實驗教學過程中的，因為這樣不單單可以讓學生建立一個非常系統的單片機知識系統，還能夠讓學生體驗到單片機在實際應用中的價值。但是因為現實教學情況的限制，如此綜合性的教學實驗并沒有被安排實驗教學中，只是作為小部分的選修內容。
二、單片機實驗教學的有效改革
1、專門開設單片機實驗教學課程。真正意義上掌握單片機的理論知識，必要的實踐操作是不能缺少的。現在的學生普遍感覺到單片機的理論知識很難把握，最主要的一個原因就是實踐操作程度的不深刻，所以在改革單片機原理和接口技術實驗課程的時候，必須把理論教育和實踐操作一分為二。把傳統課本知識中的實驗內容全部分離開來，重新進行規劃和分類，并且為此專門編纂特定的實驗教材，從根本地位方面改變實驗教學的存在價值。如此一來，實驗課時得到了充分的保證，并且在實驗內容的安排方面更加全面和具體，可以讓學生在程序編寫、通訊方式、存儲器結構和系統綜合應用方面得到全方位的訓練和提升。目的是培養學生正確地思維方法和健康的學習態度。
2、柔和化的實驗教學時間。單片機課程被設置為單獨的實驗課程之后，就不會依附于傳統的理論知識教育，所以說在時間的安排方面非常充裕，基本上實現了實驗時間的真正開放。實驗時間貫穿于整個學期，每個小組之間可以進行不同類別的實驗，隨后進行對比和交流。實驗時間不再依照傳統理論課程時間的安排，而是全天都在實驗，目的是確保不同層次的學生有充分的消化知識時間。實驗課程的時間占據總課時的50%，學生可以自身學習的需要選擇實驗的類型。對于選修課程，不再要求學生在一個單元課時內完成，一個實驗可以分成若干個小實驗進行，留給學生充分思考的時間。
3、層次分明的實驗內容。單片機實驗教學的內容可以大致分為三部分，就是①基礎實驗部分，②設計實驗部分，③系統試驗部分。基礎實驗就是說對單片機基本知識的理解和學習，讓學生根據指導書中的步驟設計進行，教師編寫非常系統的實驗步驟，使得學生在完成基礎實驗之后，具備一定的總結和編程能力。設計實驗就是說對某一個單獨的方面進行深入化的研究分析，只是針對一個知識點進行認真討論，要求學生自己動手設計路線、編寫程序、自行調試、發現問題和修改等。系統試驗就是對畢業設計內容和專業領域設計內容，采用應用系統設計方式。
4、虛擬仿真技術和實踐操作技術的完美結合。Proteus是現在最好的電路仿真實驗軟件，其中具備非常優秀的數字電路、模擬電路和電路系統，支持AVR和51系列等主流單片機系統和不同樣的調試環境。比如說Keil C51 uVision2 軟件，就是一款很好的單片機仿真實驗軟件。所以說在單片機實驗課程改革過程中，我們將Proteus融入到單片機實驗教學當中，要求學生在掌握基礎知識之上，對于一些綜合性的實驗，學會使用Proteus軟件進行設計和修正，然后再把自己做實驗的內容移植到實驗室硬件電路當中。很好的減小了原材料的損耗，也達到了訓練學生操作能力的目的。
5、改良實驗課程的測評方式。完善測評方式不單單是對學生所掌握知識的一個客觀評價、對學生實踐操作能力的肯定，更是成為激勵學生努力學習的手段。測評的方式要具有一定的公平性和公正性。學生進行的每一項實驗記錄都占據一定的分值，學校不再需要進行單獨的實驗測驗，而是對學生整個實驗過程進行綜合評價，盡可能規避偶然性和片面性情況的出現。
總結：單片機原理和接口技術的實驗教學，最終目的是鍛煉學生的動手解決問題的能力，所以在掌握理論知識的前提下，學習和熟練應用實驗方法是非常關鍵的。因為單片機實驗教育是一項漫長久遠的任務目標，所有我們在只有單片機實驗教學的基礎上，融入科學發展觀的理念，才可以更好的建立一套實驗教學綜合體系，順應時展的要求。
參考文獻：
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[3]饒偉、周俊. 關于高職院校的單片機課程教改的研究[J]. 黑龍江科技信息. 2012，（29）：200-205.
第2篇：單片機原理與接口技術范文
關鍵詞：翻轉課堂；新型教學模式；實踐教學；改革策略
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0152-02
單片機原理及接口技術作為一門對實踐技能和實踐經驗要求相當高的課程，在教學的過程中，教師需要帶領學生進行大量的實踐活動，這樣才能保障學生在完成理論知識的學習之后能夠將其應用到實踐的過程當中，培養學生在實踐過程中發現問題和解決問題的能力。然而，在目前我國大部分高校和院校當中，對于單片機原理及接口技術課程的教學依然還停留在大量理論知識的傳授上，實踐教學的課時和力度都有所不足。這就導致了學生雖然具備深厚的理論知識，但是卻無法很好的將其應用到實際的工作當中。而在社會的職場當中，企業尤為看中的就是員工的實踐經驗和實踐技能，學生的不足很容易讓他們在職場中失去競爭力，影響他們未來的職業發展。那么，要如何才能提高學生的實踐能力，豐富他們的實踐經驗，使學生在職場上更具有競爭力呢？筆者在本文中將從教學改革，特別是實踐教學改革方面來闡述自己的觀點。
一、目前單片機原理及接口技術課程教學所存在的問題
要想進行教學改革，首先要了解現在教學過程中所存在的問題。從筆者的觀察來看，目前在單片機原理與接口技術課程教學中主要存在以下幾個問題。
1.傳統的教學模式忽略學生的感受。在現在大多數的高校和院校之中，所采取的教學方法還是傳統的以教師為中心、著重理論知識的傳授方式。在這樣的情況下，學生很難參與到課程當中，學生缺乏參與感，就更加難以提起學習的興趣，也無法在接下來的實踐過程當中很好的完成教師所布置的訓練。
2.實踐內容單一。這是目前的單片機原理與接口技術課程實踐教學中存在的非常嚴重的一個問題。大部分的實踐教學都是一些常用的實踐內容，比如說I/O口、LED等。并且從實踐的內容來看，大部分的實踐都是屬于驗證型，而對于綜合型以及設計型的實踐內容相對較少。對于學生來說，驗證型的實踐內容雖然能夠鍛煉他們的動手能力，但是卻缺乏對學生思考問題和創造性的能力的鍛煉。
3.實踐教學內容與理論知識脫節。從目前的單片機原理與接口技術實踐教學來看，大部分的實踐內容都已經與現代的行業發展和行業需求脫節，實踐內容遠不及行業當下的發展形勢和發展狀況。這樣一來，就無法達到通過實踐教學讓學生擁有豐富的實踐經驗，以適應在未來職業生涯中行業的發展，提高學生在職場中的競爭力的目的。
二、翻轉課堂的作用
翻轉課堂（Flipped Class）也叫做顛倒課堂（Inverted Classroom），是一種顛覆了傳統教學模式的新型教學模式。翻轉課堂主要是以微課程為主，將課程的內容分割、切碎為多個知識碎片，在每一個知識碎片中又存在著內部的聯系，學生可以在課堂外的任何地方，利用網絡來進行學習。這樣的教學模式更加高效，也能夠培養學生自主學習的能力以及思考問題、發現問題的習慣。而在單片機原理與接口技術的實踐教學中，采取翻轉課堂的教學模式主要有以下幾點好處。
1.節約課時。采取翻轉課堂的教學模式，最重要的優勢就是可以節約單片機原理與接口技術課程的課時。單片機原理與接口技術課程是一門非常復雜的學科，本身就存在著課時較少的問題。而翻轉課堂的教學模式，可以讓學生在課外就能夠對相關的理論知識進行學習，這樣一來就節約了在課堂上理論知識的授課時間，并且利用多余出來的課時進行更多的實踐活動。
2.培養學生自主學習的能力。在翻轉課堂的教學模式中，學生前期的學習主要是在課外對微課程的學習。學生在學習的過程中要鍛煉自己的自主學習以及發現問題、思考問題的能力，這樣才能在課堂內跟上教師的教學節奏。如此一來，通過長期以往的鍛煉，學生的自主學習能力自然而然會有提高，并且也會培養出勤思考以及解決問題的習慣。
三、基于翻轉課堂的單片機原理及接口技術課程實踐教學改革
1.開發網絡平臺，幫助學生理論知識學習。要想要讓單片機原理及接口技術課程的實踐教學能夠有所改進，首先要注意的就是學生一定要具有深厚的理論知識，這樣才能在實踐過程中運用理論知識來解決遇到的問題。而在翻轉課堂的教學模式當中，學生前期的理論知識主要是通過微課程的學習來獲得，因此一定要注意微課程的設計和研發。開發網絡平臺，不僅能夠讓學生有更方便快捷的渠道進行學習，同時還能豐富學生的知識結構，鞏固他們所學的理論知識。
2.進行個性化的微課程設計。在翻轉課堂的教學模式當中，學生的自學都是要通過微課程來進行，因此，教師一定要注意針對學生實際學習情況的不同對微課程進行個性化設計。這樣一來，處于不同學習進度的學生就能根據自己的實際情況來挑選微課程進行學習，并且對其知識的薄弱點進行強化，讓他們更好的掌握所學的知識，真正的做到因材施教。
3.教師可設計更多的實踐內容。通過翻轉課堂的教學模式，可以節約課時，教師在課堂上可以省去大把的理論知識講解時間，并可以將節約出來的時間投入到更多的為學生解答并且引導學生實踐過程的工作中去。而有了充裕的課時之后，教師就可以在原有的實踐內容的基礎上，設計一些與行業當下發展形勢和發展現狀緊密相連的實踐內容。比如可以設計“溫度計”、“搶答器”等綜合型的實踐內容，讓學生不僅僅停留在驗證型的實踐內容當中，提高學生的創造和思考能力。并且，在課余教師還可以鼓勵學生參加一些競賽，讓學生能夠在實踐過程中不斷地尋找問題并解決問題，進一步的提高自己的能力，為未來的職場競爭打下良好的基礎。
4.成立相關科技活動小組。通過翻轉課堂的教學模式，學生自主學習和解決問題的能力得到大大的提升。為了保持良好的發展，教師可以成立與單片機原理及接口技術課程相關的科技活動小組，讓學生在完成課堂內的實踐活動后，在課外還有更多的機會接觸到實踐活動，并且教師可以針對學生的情況對其進行不同程度的指導，這樣一來，不僅能夠激發學生的學習熱情，還能夠通過針對性的指導提高學生的學習，培養他們的實踐能力，讓他們對該門課程更加熱愛。
5.改變教師評價機制，激發教師的熱情。教師需要明白的一件事情就是，翻轉課堂的教學模式不僅是對學生的自主學習能力有著極高的要求，對教師的要求更高。翻轉課堂的教學模式是以學生為主，但并不意味著就會減少教師在教學活動中的參與度。事實上，教師從講解者演變為引導者，其重要性要遠大于傳統教學模式中教師所起的作用。因此，筆者認為，學校也需要調整對教師的評價機制，以此來督促并激發教師更好的實現其教學目的，并達到理想的教學效果。而要如何調整教師的評價機制呢？筆者認為可以從以下幾個方面入手：（1）課程的設計；（2）微課程的講解；（3）課外與學生的溝通；（4）學生分析、解決問題的能力。將這些作為KPI對教師進行考核，而資源較為豐富的院校還可以對達到KPI的教師進行獎勵，以此來激發教師的教學熱情。
四、結語
翻轉課堂的教學模式作為一種創新型的教學模式，對教師的教學有著極大的幫助。在單片機原理及接口技術實踐教學中，采用翻轉課堂的教學模式能夠很好的解決該門課程在實際的教學過程中所存在的問題。因此，筆者認為，采取翻轉課堂的教學模式才能更加有利于該課程的教學和發展，以培養出更加適合行業發展的人才。
參考文獻：
[1]汪曉晨，王春峰.單片機原理及接口技術實驗教學改革與探討[J].信息與電腦：理論版，2016，（2）.
第3篇：單片機原理與接口技術范文
[關鍵詞]單片機教學模式
[中圖分類號]TN312.8[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)03-0114-01
1 單片機課程的安排
近年來,我院把《單片機原理與接口技術》這門課作為電氣類專業的必修課程,以前對高職學生在入學第二學期開設這門理論課,第六學期再開始實踐課程。這樣的課程安排是有原因的,作為理論教學方面,第一學期由于開設了《微機原理》,第二學期自然就開設《單片機原理與接口技術》,便于課題銜接。但單片機的實訓課題作為控制單元只能放在相關專業課程之后,并且有了一定的技術基礎才能進行實訓。如經過電工的基本技能、模擬電子、數字電子等相關專業課程的訓練之后才進行。這樣我院就把單片機的實訓課程安排在第六學期進行實訓,理論課程結束太長時間,給實訓教師和學生都帶來了很大的壓力和困難,并且學生普遍感覺到這么課程難學,部分學生產生厭學情緒。對此近年來我院對許多專業課程進行了調整,采用模塊式教學。單片機也采用模塊式教學。
2 教學方法
所謂模塊式教學是把理論課與實訓課放在一起進行,邊理論邊實訓。
2.1 課程結構安排
單片機的概述;MCS-51單片機的基本結構;單片機的最小系統擴展;MCS-51單片機的指令系統;匯編語言程序設計;中斷系統;MCS-51定時器/計數器;串行接口;MCS-51單片機的I/O口擴展;接口技術。
2.2 教學課程結構分析
在講第一章單片機的概述的同時,就把單片機發給學生,我院采用的是啟東計算機廠生產的DVCC-52JH++單片機箱。這樣就比理論課單純的一支粉筆一塊黑板憑學生想象的教學容易多了,使教學直觀化。
在講第二章MCS-51單片機的基本結構的時候。有些內容如P1、P3口便對于學生進行實際演示,(1)、P3.3口做輸入口,外接一脈沖,每輸入一個脈沖,P1口按十六進制加一。(2)、P1口做輸出口,編寫程序,使P1口接的8個發光二極管L1―L8按16進制加一方式點亮發光二極管。實訓說明由于P1口是準雙向口,它作為輸出口時與一般的雙向口使用方法相同,由準雙向口結構可知:當P1口作為輸入口時,必須先對它置高電平,使內部MOS管截止,因內部上拉電阻是20KΩ―40KΩ,故不會對外部輸入產生影響。若不先對它置高,且原來是低電平,則MOS管導通,讀入的數據是不正確的。這樣由原來的理論教學抽象的概念變得直觀化。
在講第三章單片機的最小系統擴展時,對全書的結構進行了調整,現在單片機原來與應用的教材琳瑯滿目,種類繁多。但課程結構大同小異,在講完上述第一、二章后,第三章便是指令系統。但我感覺這時候講指令系統會增加學生學習的難度。如果這時候講單片機的最小系統擴展讓學生先學習硬件系統,由于硬件系統直觀、簡單、易學,對單片機硬件工作原理和結構有了進一步的認識和理解后,有了一定的硬件基礎,更容易讓學生上手。為后續的課程實行一體化教學打下良好的基礎,如在后面講指令的時候,就可以做到邊講邊練。課題就這樣一環套一環的進行下去,把看不見的軟件程序通過硬件顯示出來。
后續的課題安排和其它書籍安排的一樣,并且根據職業技術教育的特點和要求,在教材的使用上應適當降低教材的理論深度和難度,精選內容,突出重點,多舉實例,多做實際訓練,對于學生不易理解和容易混淆的概念,力求做到通俗易懂,邊講邊練,理論與實際緊密的聯系在一起。
2.3 采用多媒體和黑板結合授課
有些內容用黑板講解效果好,有些采用多媒體講解好,利用自己制作適用于課堂教學的多媒體課件。例如,在講解堆棧等內容的時候,通過多媒體演示入棧操作和出棧操作的過程,可以取得良好的教學效果。其他知識點的講解同樣可以仿效。集動畫、聲音、圖片、文本于一體的多媒體課件不僅能夠使抽象的理論知識變得直觀易懂識,而且能夠活躍課堂氣氛,從而激發起學生的學習興趣。
2.4 活躍課堂氛圍,調動學生的積極性
在單片機教學過程中,課題本身難度大,課堂氣氛容易沉悶。因此應注意調動學生的積極性與主動性。教學的主體是學生,老師講的再好,學生不認真聽,不認真訓練效果同樣不好。只有學生對此課程產生興趣,這門課程才有可能學好。因此在教學過程中要注意以下幾點:(1)語言要生動,風趣。盡量聯系實際,多舉實際例子,多讓學生的動手。對于難理解的內容,教師盡量用自己理解后的語言告訴學生。(2)樹立榜樣,建立激勵機制,鼓勵、激發學生學習的興趣和熱情。(3)課題開始的時候,課題內容由淺入深,待學生掌握以后可逐步加大難度。
2.5 教學媒體
一體化教學的教學媒體相對于理論教學有天然的優勢,我們有大量的儀器、設備、元器件可以使用。本課程主要用到的教學媒體有計算機機、軟件系統、單片機仿真系統。目前市場上單片機實訓設備種類繁多,但總的來說,都能夠完成相關的軟件實訓和硬件實訓。我院采用DVCC-52JH++型單片機實訓設備,我們從中精選了幾個軟件實訓和硬件實訓。軟件實訓可以提高學生編程水平,培養學生邏輯思維能力;硬件實訓可以培養學生實踐動手能力,兩者相得益彰。
事實證明,通過以上教學方法的改進,我所教授的單片機課程,在教學質量方面有了顯著地提高,教學效果收效明顯,學生普遍反映良好。以上是我在教學過程中積累的一點經驗,希望各位專家及同行予以批評指正!
[參考文獻]
[1] 李明,畢萬新.《單片微型計算機及接口技術》.大連理工大學出版社.
[2] 張振榮,平.《單片機原理及實用技術》.人民郵電出版社.
第4篇：單片機原理與接口技術范文
曲曰陽，商 行，王九龍
（綏化學院 電氣工程學院，黑龍江 綏化 152061）
摘 要:本項目分析了單片機接口技術課程的理論和實訓相結合出現不足的問題，基于本校當前提出的建設應用型大學和培養應用型人才的目標。從單片機接口技術的實訓課程入手，通過對其內容的調整，整合和修正，并于實際生產實踐相結合，提出了本實踐教學改革的研究。
關鍵詞：單片機；應用型人才；生產實踐；教學改革
如何改革目前的課程的教學方法是我國高等院校現在面臨的主要問題之一，為了使實訓教學的體系適應我國當前科技和經濟社會的發展形勢。最近幾年我校重點提出了以“培養應用型人才，建設應用型大學”為目標的教學模式。目前擺在我校教師面前的一道難題是如何提高學生的專業課程的實際應用能力[1]。
單片機課程具有極強的實踐和綜合性的特點，本門課程知識點繁雜，概念抽象且不易懂，學生對課程全面掌握有較大的難度。以前的教學體系依靠教師為主體的填鴨式理論和實驗教學，實驗課程的內容只用普中單片機開發板來驗證實驗的結果，內容缺乏實用性，沒有引起學生的興趣，導致極少有學生能獨立自主地用理論知識來解決實際生產項目的設計問題，這種教學方式不利于培養學生的獨立解決實際問題的能力。如何改變這種教學方法，激發學生的應用興趣，真正理解并掌握單片機接口技術，是單片機教學中急需解決的問題。
本人是一位從事單片機實訓教學工作的青年教師，在這里結合我校實際的情況，談一下自己對單片機接口課程實踐教學改革的方法幾點想法。
一 單片機原理及接口技術實踐教學現狀
1.1 我校單片機課程實驗設備現狀
單片機實訓的應用材料缺失，仿真開發設備落后，尤其是仿真程序的下載接口端損壞不能下載編譯的程序，因此實訓教學內容不廣泛，前沿信息量少，實際應用實訓量少，而且主要以驗證性實驗來教學[2]。
1.2 傳統的單片機課程的實訓教學缺點
主要采用“普中開發板”來完成單片機實訓的教學。在實訓中很容易發現，學生做實訓項目時都用學校提供的教材中現成的仿真資料，編譯出仿真的程序，沒有學生能夠獨立認真地去分析程序編譯的流程，更說不上程序的完善和修正了。學生對于單片機仿真電路也僅僅依據實訓指導書的要求在普中開發板上做簡單的布線，學生沒有一個電氣原理圖的整體概念，導致最后還是不會獨立設計仿真電路，甚至都讀不懂最基本的電氣原理圖。
1.3 理論教學與實訓教學脫節
實訓教學的內容與實際應用脫節，由于單片機教師一般理論知識較強，但是實際應用的實訓教學能力較弱，容易產生理論知識與實際應用脫節，而本門課程又讓學生在極短的一個學期能夠理解且獨立編程到最后調試運行，難度系數較大。所以學生在本課程中實際應用的系統設計能力近乎得不到應有的鍛煉，而實際的實訓應用中又都是軟、硬件的總體系統設計，因此極大地制約了提高學生課程創新和實際應用的能力。
1.4 驗證實訓項目過多，且設計和綜合性的實訓項目少
在當前實訓的設備和方式相對落后，教學質量較低，應用效果不是很好；沒有培養學生的動手能力。實訓設備的落后導致學生實訓時僅能輸入簡單的程序來編譯，查看其運行結果就結束了。因此學生不能深刻地認識設計時對實際項目的硬件要求。既不知道應該怎么去選擇相應的芯片，也不知道怎么去設計總體的系統，甚至有的學生在學習完本門課程之后都找不到芯片的引腳和正負極[3]。
二 單片機實踐教學改革方案
分析以上的教學不足的問題，傳統的教學方式已經不能滿足當下社會發展的形勢對高校的教學要求了。本方案擬提出對單片機接口實訓課程加以拓展，不能局限于課程的基本理論的學習，還要把企業的實際生產案例引入到單片機的教學當中來，用實際的生產項目來促使學生更好更直觀的應用單片機課程所學的知識。基于本方案的實施過程，引用幾個實際生產項目來完成單片機的教學內容，現舉一個案例來論述本教學改革方法。項目名稱《基于單片機的車門控制系統》，其包含單片機中控模塊、繼電控制模塊和無線傳輸模塊。從教學內容可知該項目包含單片機中的按鍵處理、數碼顯示、定時器、中斷、模數轉換、串行通信和I/O口操作等基礎知識,還包含電子產品的設計方法、 電路調試和電子產品的軟硬件綜合調試等電子產品的研發內容。基本部分為單片機的基礎知識,是教學大綱規定的教學內容,也是每一個同學必須完成的任務[4]。
三 學生獨立開放式完成項目
3.1 實際項目的實施
我們學校對于單片機的教學有兩種途徑，一個是學校設立了獨立的實訓課程，另一個是開放實驗室項目，我院還有汽車服務工程專業，結合我們學校的教學和專業情況，我把基于單片機的車門控制系統的產品在實訓課和開放實驗課上展示給學生，并把各個模塊做簡要的闡述，并把項目的設計任務布置下去，作為教師，把項目徹底放給學生獨立自主得去做，同時在課上或者課下隨時給學生做輔導答疑，使學生的思路一直朝著項目完成的方向發展，即以“項目引入項目分析功能分解知識點串講實踐應用平臺構建項目開展項目完成”的一系列教學活動。這種教師引導使學生以一位電子研發工程師的角度來解決問題。 讓學生做和學相結合，體現項目的實踐性[5]。
3.2 項目的考核標準
在學生的實際項目開發過程中，通過什么途徑可以確保學生對項目開發的學習具有時效性，我參照了我校和別的院校的單片機實訓的考核辦法，制定了一個考核方案，方案如表1所示。
表1 考核方案表
評價項目
分值
具 體 要 求
評分參考
得
分
A
B
C
D
E
軟件應用與編程
50
熟悉電路各單元基本工作原理；各單元間連線規范，準確無誤；電路的調試、檢測、故障分析準確；程序結構合理，層次分明，符合規范。
50
45
40
35
≤30
設計報告
20
語句通順，無錯別字；數據、圖表規范，技術或專業用語準確；設計格式符合撰寫規范。
20
18
16
14
≤12
工藝及運行結果
10
整體布局、布線合理、工藝規范；
電路及程序運行結果正確，達到預期效果。
10
9
8
7
≤6
答 辯
20
有理論根據，基本概念清楚；對設計中的重點和難點把握準確；掌握了專業基礎理論和基本知識；程序理解準確；有較強的分析問題和解決問題的能力。
20
18
16
14
≤12
3.3 項目的效果
從考核成績看，學生可以獨立完成項目，70到90分居多。平時上課認真程度較好，但是對知識的應用細節有待提高，特別是程序缺少“；和{}”的學生較為常見。因此在教學中強調細節的把控，在實訓中嚴格要求，注意培養學生認真嚴謹的科學態度。
四 結 語
通過此次的教學改革，學生對單片機學習更加有興趣，可以對實際的項目做一個整體的設計，并且學以致用，在藍橋杯單片機設計大賽上多次獲得省和國家獎勵，并且在單片機開發領域就業情況良好。
參考文獻:
[1]陳爽，應用型人才培養模式的實驗教學改革[J].實驗室研究與探索. 2012(09):1~3
[2]郭繼寧，曹麗.高職單片機原理與接口技術課程改革探討[J].科技信息，2012 (9) :206-206
[3]蘇寶林，李懷亮.單片機原理及接口技術實踐教學改革研究[J].綏化學院學報，2010(1):191~192
第5篇：單片機原理與接口技術范文
【關鍵詞】技工教育；單片機；傳統教學法；模塊式教學法；Keil uVision2軟件
一、引言
單片機技術在現代電子工程領域應用廣泛，尤其在儀器儀表、工業控制、數據處理、自動檢測、汽車、智能家電及通信等領域得到廣泛應用。為適應市場需求和生產實際的需要，《單片機原理及接口技術》課程已成為技工院校中設立的機電一體化、電子裝配等相關專業的重要專業課，在對學生進行專業技能的培養及幫助學生通過單片機這一工具深入認識所學專業等方面發揮了重要作用。
《單片機原理及接口技術》綜合了軟件和硬件設計，綜合性較強，且學習過程中學生普遍感到難學。近年來針對該課程興起了所謂的“模塊式教學法”，很多技工院校用此種方法代替了普遍認為枯燥、難學的傳統式教學方法。作者在承擔該課程教學任務時曾使用兩種不同的教學方法，作者認為，兩種方法各有利弊，并根據技工院校學生的特點，最終選用傳統方法教授本門課程。故本文以單片機課程的傳統教學方法為基礎，根據單片機教學的特點和作者的經驗，以培養學生自主學習能力、實踐動手能力和科技創新能力為中心，針對培養應用型人才的目標，對單片機課程教學改革進行了探討。
二、傳統教學方法與模塊式教學方法比較
1、模塊式教學法的優劣分析
近幾年新興的模塊式教學方法注重實踐，在教學過程中先從構建一個小的單片機系統開始，逐漸過渡到較大的單片機系統，在此過程中逐漸地、相對零散地滲透單片機的結構、指令系統及各組成部分的知識。該方法的優勢在于能使學生在學習這門相對枯燥的課程之初，就能體會到自己搭建簡單系統的樂趣，讓學生在實踐中學習，并通過動手實踐調動其學習積極性。
但該方法也有其弊端。比如技工院校中相關專業由于受課時和其它條件限制，并不開設《微機原理》等專業基礎課，還有一部分學生在學習電路理論課程時，往往也是學完了還一知半解，而該方法應建立在學生對計算機組成、基本工作原理有一定了解的基礎上，且有較好的《模擬電路》和《數字電路》的理論和實驗基礎，否則，反而會增加對學生知識點理解的難度，其優勢也很難體現。
2、傳統式教學法的優劣分析及改進
《單片機原理及接口技術》的傳統式教學方法的優點在于注重理論知識體系的完整性，起點低，適合基礎較差的學生。但因為該課程實踐性強，所以該方法對理論知識的強調使得教學中要花費大量時間講授程序設計方法和硬件工作原理，忽視了實踐，在教學效果上有很多不理想的方面。其缺點主要體現在采用該方法時很多初學者往往是在學習過程中由于枯燥、沒有成就感而放棄。
本文提出的Keil uVision2軟件應用在單片機原理及接口技術課程傳統教學模式中的方法，可以發揮前述兩種方法優點，并在一定程度上避免二者的缺點。針對技工院校學生的種種特點，作者認為傳統式教學方法更適合沒有學過相關課程或基礎較差的學生。該方法可以有效激發激發學生學習本課程的興趣，打消部分電路基礎較差的學生的顧慮，并在后續學習中使用該軟件進行仿真，也讓學生體驗到動手的樂趣，能實時觀察單片機內部變化。相比之下，該方法更高效，起點更低，也更節約教學成本。
三、 Keil uVision2在傳統模式教學法中的應用
1、Keil uVision2軟件簡介
Keil uVision2是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發系統，使用接近于傳統C語言的語法來開發。在該環境下，我們也可以直接用匯編語言來編寫程序，并通過其提供的一系列工具觀察單片機在執行程序過程中的變化，使學生更進一步了解單片機的結構及工作原理。同時該軟件支持主流單片機編程語言——C語言，為學生以后使用單片機提供了方便。
2、Keil uVision2在傳統模式教學法中的應用
在單片機的教學中，所涉及的內容包括內部結構、指令系統、基本結構程序設計、系統擴展及接口擴展等。教學時應充分考慮課程特點并根據課程內容合理安排仿真教學內容。下面以MCS一51系列單片機為例介紹Keil uVision2軟件在單片機教學中的應用。
首先針對5l系列單片機所提供的存儲器（包括ROM和RAM）資源，在理論講解其組織形式的基礎上，可以在Keil uVision2軟件單步運行仿真實例的情況打開相應窗口查看寄存器內容。這樣不僅能使學生對單片機內部的存儲器有一個直觀的了解，更能使學生掌握其實際使用和程序調試方法。
在指令系統的教學過程中也可使用此方法，結合存儲器知識和對每條指令執行時存儲器變化情況的觀察，使學生能夠深入了解各條指令本身及指令對存儲器和特殊寄存器的影響，為以后的程序設計打下扎實的基礎。例如，在講解帶進位的加法指令ADDC時，可以在軟件的寄存器窗口看到這條指令執行后對CY、AC、OV、P等標志位的影響，并根據具體的簡單程序實例觀察到程序執行后對內部RAM區內容的改變，從而在學習新指令的同時，更進一步熟悉了內部RAM區的結構。
對于基本結構程序設計的教學，利用仿真軟件演示具體語句的執行效果、算法的具體實現、程序中語法錯誤的檢查和邏輯錯誤的驗證等內容。例如，在執行簡單的循環結構的程序時，可以在學生通過單步執行每條指令熟悉程序結構和指令的同時，引導學生觀察PC指針的值的變化，以使學生更易理解相對抽象的PC指針的概念。根據實際教學經驗，這一方法對于解決PC指針抽象、難學的問題效果明顯。
有了上述這些實踐過程，系統擴展及接口擴展教學時，學生已基本能夠自己調試一些小的程序，在這個階段應注重引導學生觀察端口的變化，結合對理論教學實例的分析，對比調試的結果，無需在實驗箱或實驗板上外接擴展電路就可達到使學生學會用單片機控制簡單設備的教學目標。當然有條件的話這時就可以適當加入實際的電路搭接的教學內容。此時學生搭接電路時已對單片機有個系統、完整的了解，再進入實踐環節會更加輕松。避免了模塊式教學法中學生開始就用單片機構建系統導致很多學生構建了幾個系統以后還一頭霧水，不知道單片機究竟是怎樣工作的；也避免了在學習的過程中做純粹的理論灌輸，使學生失去繼續學習的興趣。
3、利用Keil uVision2軟件在傳統教學模式中應用的優點
利用該仿真軟件教學具有許多優勢：第一、效率高。程序修改、編譯后馬上就可以看到效果，提高課堂教學效率；第二、課堂教學效果好。教師可以用多媒體技術將仿真結果投影在大屏幕上，統一分
性、主動性被充分調動起來了，學習效率大大提高。
（3）評價。及時表揚做得好的小組與個人，形成組間交流，組內小結，及時總結經驗和方法的學習習慣。教師對各小組的作品和協作情況加以評定，給出分數。每次實踐課都可展示優秀的作品，激發學生追求完美的品質，同時優秀的小組和個人要給予加分。還可以根據具體情況組織學習進行組間評比吸取他人的長處為自己所用。
四、結語
以上是計算機教學的幾種方法，當然還有其他方法有待我們在教學實踐中不斷摸索、創新。不同的知識模塊適合不同的教學方法，任何一種教學方法都不能涵蓋所有教學內容，每種教學方法都有局限性。因此，教師要善于綜合運用各種教學法，使之融會貫通，從而有效地提高學生綜合運用計算機的能力。
【注釋】
[1]田海梅，張燕.基于任務驅動的計算機專業課教學模式[J] .實驗技術與管理，2011（05）.
[2]吳魁.案例教學法在中職計算機教學中的思考[J] .學理論，2010（04）.
[3]何克抗.建構主義學習環境下的教學設計[M]．北京：北京師范大學出版社，2000．
第6篇：單片機原理與接口技術范文
Liu Xijuan
（Baocheng Engineering Institute of Xi'an Aviation Employee's University，Baoji 721006，China）
摘要： 《單片機應用技術》課程具有綜合性強、實用性強、工程性強的特點，傳統的教學模式不能適應高職教育的培養目標。針對目前高職院校單片機教學中遇到的困難，文章對教學中存在的問題進行了分析，并就培養學生學習興趣、改善教學方法、改變考核方式三方面進行了探索。
Abstract: The Application Technology of Single Chip is a synthetic and practical course. Traditional teaching for single chip course can not adapt to cultivation objects for higher vocational education in new position. According to the difficulties of single chip teaching in higher vocational college, this paper discussed the problems, and made exploration from developing student’s interests, improving teaching method, and transforming testing forms.
關鍵詞： 單片機 教學方法 考核模式
Key words: single chip; teaching method; testing forms
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）21-0181-02
0引言
《單片機應用技術》課程是高職高專院校機電類和電氣類專業一門重要的專業課程，其教學目的是培養具有單片機應用產品設計、開發、分析、調試和制作能力的實踐型人才，該課程對學生職業崗位能力培養和職業素質養成起著主要支撐作用。
傳統的單片機教學大多以學科體系為出發點，注重課程本身的體系結構和前后的邏輯聯系，側重于原理式的敘述，很少有結合工程實踐的內容，忽略了該課程的應用目的，以至于未達到理想的教學效果。為了適應新形勢下職業教育的培養目標，按照高職教育“必須、夠用”為度的原則，筆者從實用的角度出發，近年來一直致力探索適應高職特點的單片機課程的教學模式[1]。
1單片機教學現狀分析
1.1 單片機課程的特點《單片機應用技術》介紹了單片機的基本知識和單片機技術的應用，其內容與工程實際緊密聯系，實用性很強，是一門在理論指導下，偏重于實際應用的課程。要求學生在首先學好單片機原理的基礎上，重視實踐環節，具有一定的實際動手操作能力。
本課程中既有硬件的原理和組成，又有針對硬件的軟件編程， 軟件與硬件必須同時兼顧。因此本課程具有實用性強、理論和實踐結合、軟硬件結合等特點[2]。
1.2 目前教學中存在的主要問題
1.2.1 知識點多，內容抽象單片機課程的理論教學內容主要包括單片機的硬件構成、匯編語言程序設計和接口技術等方面的內容，特別是涉及較多的單片機的內部原理和結構，電路結構復雜，匯編語言與機器硬件結合緊密，這些內容對于學生來說，感覺比較抽象。因此，在初學這門課程的時候，很難激發起學生的學習興趣，甚至會有一些學生產生抵觸情緒。
1.2.2 涉及到應用方面的實踐較少該課程內容主要偏重于單片機本身的原理部分，實際應用的內容較少。且理論教學的時間大部分都放在匯編語言上，削弱了其應用。在實驗教學中，由于大多數學校采用的都是固定的實驗箱，學生事先編好程序，在教師指導下搭接好電路，來進行驗證。很多學生即使做完了實驗，也不太明白為什么要這樣做，更無從去談具體的應用問題了。而且因為課時的關系，為保證學生能完成要求的內容，一般會事先把程序設計的基本思路、流程圖甚至流程圖給學生做參考，這樣就形成了學生的依賴心理，學生在該門課程的學習上就成為了一種應付的情況，自己沒有主動性和創新性。
1.2.3 教學模式單一 現在各學校都采用了多媒體教學，比起以前的傳統板書，效率上有了很大的提高，但從教學效果上來說，基本上都是用簡單的PPT來照本宣科，學生來不及做筆記而且沒有時間消化理解。
1.2.4 先修課開設時間不合理單片機課程所涉及到的先修課較多，有數字電路、模擬電路、C語言程序設計、微機組成原理、接口技術、匯編語言等課程，一般來說，作為計算機應用專業的學生，在學單片機課程時，以上課程基本上都開設過了，而對于非計算機專業來說，大多數學校只開設了數字電路、模擬電路等過程，這樣就造成了在學習單片機課程時，綜合性強，涉及內容多，學生感覺難度很大。
2教學方法探索
高職學生的基礎知識和自學能力，與本科院校相比仍有差距. 但我們培養的是具有與本專業方向相適應的文化水平與素質、良好的職業道德和創新精神，掌握本專業方向的技術知識，具備相應實踐技能以及較強的實際工作能力的生產第一線技術應用性專門人才。學生具有一定的基礎知識都能達到我們的培養目標，因此，本著高職培養“必須、夠用”為度的原則，從實用的角度出發，在教學中充分突出單片機應用方面的知識[3]。
2.1 激發學生的學習興趣針對高職學生的特點，從應用角度出發，根據“從感性到理性”的認識規律，調整了傳統的教學順序、進度和教學內容。對理論與實踐課程進行改革，重點放在原理與應用的結合上，注重培養學生的實際應用能力培養。
對部分學生在學習單片機中的畏難情緒，只有解決單片機學習入門難，編程難的問題，才能夠提高學生的學習興趣，使他們有一種強烈的求知欲望和熱情，引導他們自覺投入到學習中去。比如教師在講授該課程之前，應系統地闡述單片機技術在實踐中的具體應用，如單片機在智能儀表、實時工業控制、智能家居等領域的廣泛應用，讓學生明白學習該課程的具體實踐意義，這樣有利于提高學生學習該課程的積極性。此外，教師在講授新課之前，向學生展示一個完整的單片機系統，如多功能電子鐘、數字頻率計等實用性較強的系統。學生通過直觀認識單片機，了解單片機的具體功能，在一開始就激發了學生的學習興趣，提高學習的積極性。
2.2 改善傳統教學方法在傳統的教學模式中，都是按照單片機的結構體系來授課的，存在很多問題。如單片機系統結構抽象，指令功能多，程序編寫困難等，使學生入門學習望而生畏。為了解決這些問題，我們在教學方法上進行了改革，打破傳統的單一教學模式，采用先進的教學手段，運用項目教學法、實物演示法等教學方法，引入了嵌入式科研仿真與開發平臺Proteus進行單片機教學，在課堂上進行單片機單元電路的硬件、軟件設計、程序調試、仿真運行，使教學取得了極佳的效果，激發學生的興趣，理論教學收到良好效果。具體實施中，可以考慮將以下教學方法相結合：
2.2.1 實例教學法以一個典型項目作為實例，將該實例進行分解得到相應的知識模塊，將分解出來的知識模塊按照將來從事職業崗位工程需要的流程，分別放在后續章節中進行詳細剖析，最后將前述內容進行綜合，并在綜合中進行提高。對于典型項目中的核心技能選擇具有實用性、趣味性、直觀性、挑戰性的教學案例進行導入。為防止教學內容因項目集中而過于片面，在各章節中注意了知識和技能的積累，這種用一個典型的例證貫穿于整個教材，讓學生在學習過程中得到反復性的思維訓練，加深了對教學內容的理解和運用，同時，項目實例本身是動態更新的，是隨著技術的發展和應用的不斷深入來及時調整該實例中的單元電路。這樣便于學生學、記、用。
2.2.2 任務驅動式項目教學法單片機課程的目標是培養學生單片機控制系統的開發應用能力，在教學中應特別注重實踐環節的教學，同時要緊跟智能化電子應用產品的發展現狀。因此可以在實例教學法的基礎上，引導學生進一步學習，激發他們的創造性。
在設計授課內容時，把真實的項目作為工作任務引入課堂，將單片機內部資源的應用劃分為一個個任務，每個任務都是設計一個完整的單片機控制系統。教師按照單片機產品真實的設計過程，詳細講解每一個任務的任務分析、元器件選擇、硬件電路設計、程序編制、程序調試到程序燒錄的全過程。學生在學習一個任務之后，可以動手制做這個單片機控制系統，以加深學生對單片機控制系統的理解，提高學習興趣，達到很好的學習效果。達到工學結合的目的，培養學生的思考與動手能力，并以完成仿真項目或綜合實訓項目的形式來考驗學生的實踐能力。
2.2.3 直觀教學法單片機具有抽象、不易理解的特點，歷來被一部分同學看成是課程學習中的一塊“硬骨頭”，盡管花費相當多的時間，但對單片機CPU執行指令的過程、中斷及處理、接口電路設計的時序配合等問題，仍似懂非懂。為此，在《單片機》教學過程中，我們通過自制的課件，以動畫、圖片、錄像、現場操作、軟件仿真等教育技術開展理論教學，將復雜的原理以簡單、感性的方法展現出來，充分激發學生的學習興趣與主動性。如講述MCS-51的指令系統時，要求學生掌握指令的運行結果，讀懂各種各樣的程序，為后面的匯編語言程序設計打下良好的基礎。但對于初學者來說，真正掌握上述內容需要很長時間，為了使教學順利進行，可以借助仿真軟件在多媒體教室輔助教學，使學生對ROM區、內RAM區、位尋址區、寄存器區和匯編語言源程序區，指令與程序的運行結果有個直觀的認識，幫助他們更快更好地掌握MCS-51的指令系統。此外，在實訓教室借助于單片機自身軟、硬件環境來仿真其工程過程，教學形式獨特，帖近技術應用實際，激發學生學習積極性，讓學生真正感覺到在“學中做、做中學、邊學邊做、邊做邊學”。
2.2.4 啟發式教學法在學生掌握案例的制作方法后，對案例涉及的知識技能進行拓展提問，啟發學生去思考，使學生能夠舉一反三，拓寬設計思路。讓學生不僅知道怎么做，而且明白為什么這么做，如何做的更好，更好地鍛煉了學生的思維能力、分析能力和舉一反三的能力。
2.2.5 揉和“傳統”和“先進”知識本課程的特色在于應用，由于以89C51為核心的接口芯片發展迅猛，各種接口器件層出不窮，在教學內容設置上，我們遵循“以傳統知識為基礎、以新器件為背景“的原則，保留MCS-51傳統內心的基礎上，精選教學內容，重點介紹一些新的接口器件的應用技術，便于學生能盡快適應就業崗位。
2.3 改變考核模式將單片機課程的考核模式由階段集中考試評價變為分布式過程評價，打破傳統的期末單獨筆試的考試方法，制定合理的考核方案，采用出勤、作業、討論、提問、實驗過程考核，平時測試、課程結束考試相結合的辦法，并調整總評成績中理論與實際動手的比重，從只考理論知識，到注重過程考核和綜合能力測試，促進學生知識的積累，避免學生考前突擊和死記硬背現象，使學生真正學到知識。
3結束語
通過幾年來的教學改革實踐，極大地鍛煉提高了教師的教學水平，激發了學生的學習熱情，取得了良好的教學效果。教師們深刻體會到，單片機課程的教學是靈活多樣的，只要不斷改進教學方法、豐富教學手段，加強實踐能力的培養，注重理論聯系實際,就能有效提高單片機教學的質量。
參考文獻：
[1]董少明，付維亞，夏東盛.單片機原理與應用[M].中國鐵道出版社，2007.
第7篇：單片機原理與接口技術范文
關鍵詞：單片機；Proteus；軟硬結合
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）11-0260-02
人才培養是學校的根本任務，質量是學校的生命線，教學是學校的中心工作，而實踐是教學的重要環節，要提高學生實踐動手能力，需要推進實驗內容和實驗模式的改革和創新。“單片機與接口技術”課程除了理論基礎外，還具有很強的工程實踐性。因此，需要對該課程提出更具針對性的實驗教學模式，以便使學生能夠在掌握理論基礎的同時，工程實踐能力也得到培養與提升。本文即是在此背景下，主要對“單片機與接口技術”的實驗教學進行了分析研究，結合本課程的實際情況提出了改革措施。
一、課程實驗教學現狀
“單片機與接口技術”課程目前仍沿襲以前純理論課程的教學模式，雖然設置了實驗課程的教學，但實驗僅作為理論教學的次要輔助，未對實驗教學加以足夠的重視。
（一）實驗教學內容設置不合理
目前，對單片機實驗教學不夠重視，內容安排上主要以理論課內容為主線，多是作為理論教學的驗證，所以對于學生而言，各個實驗是相互獨立的，沒有相互聯系起來形成一個知識網絡。加之實驗指導書內容編寫的面面俱到，學生在做實驗時僅僅是參照設計好的實驗內容，簡單地將程序輸入到計算機上，如此重復地完成規定的實驗內容，課程實驗實際上演變成了程序功能的驗證，并沒有到達對單片機程序設計、編寫、調試等過程訓練的目的。由于過于實驗指導書的作用，學生不愿獨立分析思考，解決實驗大綱中提出的問題，甚至不對實驗進行預習，急于得到實驗結果，照抄實驗報告，忽視了實驗過程的重要性。這難以調動學生學習的興趣性和積極性，也不利于在解決單片機實際工程應用問題時，對學生動手與創新能力的培養，進而失去了實驗教學應有的作用。
（二）過度依賴功能集成的實驗箱
隨著單片機實驗課程的發展，許多高校對實驗設備進行了更新，配備了將實驗所需功能集成于一體的綜合實驗箱，這在一定程度上方便了實驗教學的開展，但單一依賴于實驗箱進行實驗教學具有局限性，并且從學生反饋的來看并沒有達到應有的實驗效果。這種綜合實驗箱將全部實驗內容都集中在一起，學生在做實驗時只需按照實驗接線圖完成所需實驗內容必要的線路連接，將實驗參考程序直接燒錄到實驗箱，再查看實驗結果。整個實驗過程得到了簡化，減少了硬件連接上的錯誤，加快了實驗教學的進度。然而，由于其集成度過高，實驗內容都已經固定，不易改變和擴展，降低了實驗的靈活性，限制了學生的創新思維；不用從原理圖開始對硬件進行設計，簡化了硬件的連接，弱化了對學生電路設計能力的需求；實驗程序也隨著硬件連接的固定而固化，學生對單片機程序的編寫與調試能力沒有得到鍛煉。
二、課程實驗教學改革
為改善上述課程教學的不足，本文將EDA仿真軟件Proteus引入到單片機實驗教學中來，同時提出了Proteus與實驗箱軟硬結合的實驗教學方法，使得虛擬仿真與真實硬件互補互足。
（一）基于Proteus單片機仿真的特點
Proteus是一款由英國Labcenter Electronic公司開發的EDA軟件，它支持對微控制器和元器件組成的嵌入式系統仿真，并且能夠與Keil等軟件實現聯合仿真調試，這樣不僅可以查看程序執行時微控制器內部寄存器、存儲器內容的變化，而且可以觀察元器件的工作情況。利用Proteus可以快速靈活地完成嵌入式系統原理圖的繪制，便于在課堂上進行講解。
例如，我們利用Proteu進行定時器控制LED燈亮滅的實驗。學生按照硬件原理圖（如圖1所示）用Proteus軟件繪制實驗仿真電路圖（如圖2所示），使得在P1.0腳輸出周期為1s的方波，即實現LED燈循環亮0.5s，滅0.5s，同時，在P1.0引腳用虛擬示波器觀察輸出信號，最終實現LED燈控制器的仿真（如圖3所示）。通過本Proteus實驗，學生學會硬件原理圖的繪制、掌握定時器/計數器的原理及編程方法，學會使用虛擬示波器觀察波形變化，為后續的實驗打下基礎。
當然，軟件虛擬仿真無法達到與硬件完全一致，有時仿真結果存在一定差異。因此，Proteus仿真只能作為實驗教學的其中一環。
（二）軟硬結合的單片機實驗教學
通過Proteus對單片機實驗教學內容進行仿真，可以讓學生在做實驗時，不僅軟件編程能力得到了提升，并且也對單片機硬件設計有所了解。由此對單片機系統有了全面的認識，而不是在實驗箱上按部就班地參照實驗指導書進行實驗操作。
在實驗課前，學生不再是通過閱讀實驗指導書進行枯燥預習，而可以根據教師布置實驗任務，利用Proteus提前設計實驗硬件電路、編寫程序、仿真調試。在課堂上，教師可以根據學生課前仿真的完成情況，有針對性地講解實驗。然后學生可以在實驗箱上認識真實的元器件，連接線路完成實驗。在實驗課上，結合Proteus與實驗箱完成基礎性實驗，鞏固理論課上學習的知識。實驗課后，教師可以再布置一些擴展性實驗，以便有興趣、有能力的學生進一步利用Proteus及單片機開發系統進行仿真和實物驗證，以更加深入地學習、掌握單片機及接口技術。
例如我們布置一個擴展性大作業：通過PWM信號驅動直流電機轉速，運用AD轉換模塊，將電位計輸入的電壓轉換成AD值，該AD值通過換算得到占空比，即只需要調節電位計就可以改變直流電機的轉速。AD值換算成占空比后可通過動態數碼管顯示出來。另外，增加一個獨立鍵盤按鈕，來作為控制直流電機運轉的總開關。知識點的考核含有定時計數器、中斷、動態數碼顯示、AD轉換、獨立鍵盤的使用等內容。總之，完成該大作業需要學生對51單片機的上述每個知識點進行詳細的了解與掌握，并對獨立的知識點進行整合，通過合理的邏輯梳理，完成整個程序的編寫。學生可以對51單片機有更加深刻的了解，加強了對邏輯思維能力的培養，為學生今后的學習打下深厚的基礎。
這樣的教學方法，打破了傳統實驗教學在課堂時間上和空間上的限制，使學生愿意主動預習實驗內容并能帶著問題進入課堂，有針對性的教學也提升了實驗教學的學習效率。實驗內容設置上也更加靈活多變，易于擴展。這種軟硬結合的單片機實驗教學方法不僅可以增強學生對單片機實驗教學的興趣，而且還可以提升學生的單片機系統綜合設計能力，將所學理論應用到實際工程中。
三、結束語
本文從實驗教學內容、實驗設備兩個方面分析了當前單片機實驗教學現狀，分析了其中存在的問題。在此基礎上，將虛擬仿真引入到實驗教學中來，并且結合Proteus軟件的特點，提出了Proteus與實驗箱軟硬結合的單片機實驗教學方法，以此提升單片機實驗教學質量，激發學生對單片機的學習興趣，提升學生對理論知識的應用能力。希望此文的教學探討，能對同行起到拋磚引玉的作用。
參考文獻：
[1]趙天翔，肖寒鵬.對單片機教學改革的探討[J].新西部月刊，2008，（7）：162-162.
第8篇：單片機原理與接口技術范文
【關鍵詞】電阻式觸摸屏 坐標定位 C8051F
電阻式觸摸屏具有分辨率高，靈敏度好，價格便宜，受環境影響小等優點，是工業控制系統中使用最多一種的觸摸屏。將觸摸屏與單片機接口，可以使系統的人機界面更加友好，操作更加快捷、方便。應用電阻式觸摸屏，最先遇到的一個重要問題是如何準確、快速的定位觸摸坐標，因此設計一個簡單、實用的觸摸屏坐標定位系統成為應用中需要解決的關鍵問題。
1 觸摸屏坐標定位系統設計
本系統以AMT9532四線電阻式觸摸屏與單片機接口。CPU選用高速SOC 單片機C8051F121。考慮到C8051F121芯片內集成了A/D轉換器、電壓比較器等功能部件，本系統采用觸摸屏直接與單片機接口的方式，通過單片機內置的A/D轉換器讀取X方向和Y方向的電壓值并通過I/O口的輸出控制觸摸屏電極電壓的切換，系統結構圖如圖1所示。
要實現C8051F121單片機對坐標定位系統的控制，需要解決以下兩大問題。第一，如何做到微功耗。第二，按壓觸摸屏時，如何產生中斷。下面將逐一進行分析。
1.1 低功耗設計
在某點按壓觸摸屏時，上、下電阻層接通。如圖2所示，V1端為直流電壓3.3V輸入，電流流過電阻R、二極管D、X方向電阻段R1和Y方向電阻段R4，最后通過電極Y-接地。
按壓位置不同，接入回路的觸摸屏電阻也隨之改變，考慮到AMT9532觸摸屏在X方向和Y方向的電阻值之和小于1K歐姆，在電路中接入阻值為100K歐姆的電阻，使得線路總阻值大約在100K～101K歐姆之間，此時不同的按壓位置對線路總阻值的影響并不大，可以使回路電流I保持在33μA左右。
1.2 中斷請求電路設計
本系統采用中斷的方式處理按壓位置的坐標計算，中斷請求電路的設計如圖2所示。V1端為直流電壓3.3V輸入，二極管D選用導通壓降較小的鍺管（導通壓降約為0.2V），中斷請求信號Vint從電阻R和二級管D之間引出，接入C8051F121單片機的片內比較器CP的輸入端。
未按壓觸摸屏時，由于X方向上的電極X-處于懸空狀態，X方向上的電阻層沒有電流，因此，Vint處的電壓約為V1的輸入電壓3.3V；有按壓時，由于回路電流I約為33μA，觸摸屏電阻上的壓降小于33mV，此時，從Vint處讀出的電壓基本上等于二極管的導通壓降0.2V。對比以上兩種情況可見，觸摸信號會使Vint處的電壓產生一個下降沿，在本電路中正是通過這個下降沿觸發中斷。
為了使電路的性能更加可靠并充分利用C8051F121單片機的內部資源，在本系統中，由單片機內部的D/A轉換器輸出一個基準電壓，把D/A轉換器的輸出與中斷信號Vint接入單片機內部比較器的兩個輸入端，當Vint的值小于基準電壓時，使比較器的輸出觸發中斷。CPU響應后，先使V1端的輸入電壓清零，然后通過切換各電極電壓來判定按壓位置。
2 硬件實現
來自C8051F121CPU輸出引腳的控制信號加到兩片模擬多路開關的地址代碼輸入端，控制不同狀態下加在各電極上的電壓。由于多路模擬開關74VHC4052的驅動能力不夠大，不足以提供觸摸屏的工作電流，因此在觸摸屏四個電極的電壓輸入端需接三極管以提高驅動能力。由于C8051F121單片機內部有兩個8通道的AD轉換器，足以提供4個通道將各電極電壓通過AD轉換器讀出其實際值。
由于計算的數據均來自兩個輸出值的差，有效的消除了驅動電壓變化以及三極管導通壓降不一致等因素對運算結果的影響，確保了坐標定位的準確性，大大提高了系統的抗干擾能力。
3 結束語
在理解觸摸屏控制原理的基礎上，討論了坐標定位系統設計過程中需要解決的問題并給出設計方法。此設計簡單實用，成本低，在菜單式選擇觸摸屏等控制系統中能夠方便、可靠地實現坐標定位功能，是觸摸屏與單片機接口技術的一種創新。
參考文獻
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作者簡介
劉隆吉（1985-），女，山東省淄博市人。碩士學位。現為青島港灣職業技術學院講師。主要研究方向為控制理論與控制工程。
第9篇：單片機原理與接口技術范文
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