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導語：在單片機課程設計總結的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞： 單片機課程 理論環(huán)節(jié) 實踐環(huán)節(jié) 考核環(huán)節(jié)
隨著電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展，單片機具有體積小、性價比高、可靠性好等優(yōu)點，已被廣泛應用于工業(yè)控制、智能化儀器、數(shù)據采集、通信及家用電器等領域，其在教學及產業(yè)界的技術推廣是當今科學技術發(fā)展的熱點。單片機技術是現(xiàn)代電子技術中的一項不可缺少的重要技術，是電子類專業(yè)和機電類專業(yè)學生必須掌握的一門技術，同時也是一門非常重要的專業(yè)課。掌握有關單片機的組成和工作原理以及系統(tǒng)的擴展和接口技術，能夠為從事和開發(fā)與電子信息和通信領域相關的嵌入式系統(tǒng)的研究工作打下較為扎實的基礎。
單片機課程是一門多理論、重實踐的課程，其理論知識和實踐能力對于單片機課程的學習都非常重要，因此在教學過程中如何將這兩個環(huán)節(jié)把握好就顯得尤為關鍵。
一、理論教學方面
單片機課程是一門實踐性很強的課程，它主要體現(xiàn)在硬件和軟件的緊密結合，要編制單片機的應用程序就必須很好地了解單片機的硬件結構，所以在理論教學過程中需要重點給學生介紹硬件方面的知識以及基本的指令系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)的教學模式下，教師習慣于以“單片機簡介硬件結構編程指令系統(tǒng)擴展”這種按部就班的方式去進行講解，這種模式符合單片機課程的特點。但是在實際的教學過程中會遇到許多問題，如：單片機系統(tǒng)結構抽象、指令功能多、程序編寫困難造成學生難懂的問題，很難提高學生的實踐能力，導致學生失去學習興趣。
為了提高學生的實踐能力，可以把理論教學從傳統(tǒng)模式過渡到一種模塊化教學的模式。單片機這門課程的模塊化教學方式具有很強的靈活性，一個模塊可以是一個單元的知識，可以是幾個單元的組合，甚至可以是一本書的整合。小模塊組合成了大模塊，大模塊可以組成更大的模塊，一環(huán)套一環(huán)，這樣的教學設計使學生由學期末的反饋變成模塊的反饋，有利于教師對學生進行有效的指導。比如說，我們可以將單片機的基礎知識設置成一個主模塊，在這個主模塊下包括單片機的結構和引腳說明，存儲器結構，指令系統(tǒng)這幾方面內容。通過實物演示及多媒體教學方式讓學生對單片機有一個簡單認識，然后在后續(xù)的模塊中選擇一些好的實例作為模塊，使學生更好地掌握單片機的中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器，并學會用指令對接口進行編程。
總的來說，模塊化教學的含義及特點是詳細分析、概括、總結了單片機課程的所有內容，改變了原有課程體系的束縛，打破了原有章、節(jié)的順序，根據高職學生的素質和能力，根據理論和實踐相統(tǒng)一的特點，把單片機課程分為若干個主模塊，每個主模塊下又分為不同的子模塊，并根據不同的模塊采取了與之相應的教學方法和教學手段。與傳統(tǒng)的理論教學模式相比，模塊化教學模式能更好地使學生掌握單片機的理論知識。筆者通過一段時間的教學嘗試，取得了較好的成效。
二、實踐教學方面
實踐教學一般分成實驗教學和課程設計兩個階段，實踐教學穿插在理論教學階段中，通過一定數(shù)量的實驗課，學生不僅能很好地掌握課堂上所學的理論知識，而且能達到舉一反三的目的，因此也達到了理論教學的目的。對于實驗課的內容應該選擇一些實用性強的內容進行實驗教學。為增加學生的主動性，實驗指導書一般只給出簡單的實驗內容和要求，以及基本的硬件接線圖，其余的環(huán)節(jié)就由學生自己在實驗課中獨立完成，如程序設計和上機調試。
傳統(tǒng)的單片機程序設計工具為匯編語言，使用匯編語言編程的優(yōu)點是代碼緊湊，運行效率高，可直接對單片機硬件進行控制;缺點是對單片機硬件結構的依賴，語句抽象不易理解，編程功能弱，編程效率低等。過去單片機的教學和實際開發(fā)中更多地使用匯編語言，但是由于單片機的運行速度的提高，以及存儲器成本的降低，匯編語言的優(yōu)勢不再明顯，大有被高級語言取代的趨勢?；诖诵蝿?，在教學中使用的開發(fā)語言已實現(xiàn)從純匯編語言向以C語言為主而匯編為輔的轉變。如可以使用keil C51uVision集成開發(fā)環(huán)境來進行調試，同時可以結合Proteus軟件進行仿真，使學生了解單片機開發(fā)的軟件仿真流程，也可以配合硬件實驗箱，完成硬件仿真。
由于實驗學時的限制，師生在實驗課中只能做一些驗證性和熟悉所學知識的實驗，大型的綜合性和研究性實驗只有在課程設計中完成，因此課程設計就是實踐教學的一個重要環(huán)節(jié)，一般在兩到三周的時間內由學生完成從硬件設計到軟件設計、仿真、做出實物的全過程。在課程設計過程中，教師應鼓勵學生利用學校圖書館的資源，查閱電子或紙質資料，獨立設計系統(tǒng)方案，利用實驗室開放時間，進行硬件環(huán)境的構建和軟件的調試。在調試過程中，教師可采用啟發(fā)式的方法，引導學生自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題?？傊n程設計的教學目的是加深學生對單片機系統(tǒng)的理解，補充理論教學和實驗中的不足，既有助于學生單片機系統(tǒng)概念的建立，又培養(yǎng)了學生獨立開發(fā)與應用單片機系統(tǒng)的能力。
三、考核方面
對于單片機這種實踐性強的課程，不應該僅僅使用一張試卷考試的這種形式，而應該使用理論考核與實踐考核兩方面相結合的方式。理論考試可以通過試卷的形式進行考核，實踐考核應結合學生平時的實驗成績，課程設計的作品，以及口試的形式來完成?？谠囍饕w現(xiàn)學生的表達能力，了解學生對知識的掌握程度。最后將學生兩部分的成績進行綜合。通過這種考核方式可以全面了解學生對所學知識的應用能力、實踐能力、創(chuàng)新能力。
四、結語
單片機課程作為一門重要的專業(yè)課，對于大多數(shù)學生來說是有難度的，但是只要我們根據學生的實際情況以及學校的教學資源合理地安排教學計劃，應用更好的教學模式，相信一定會取得較好的教學效果，既可以讓學生很好地掌握課程內容，又可以使單片機課程成為學生最感興趣的專業(yè)課。
參考文獻：
［1］李朝青.單片機原理及接口技術［M］.北京：北京航空航天大學出版社，1999.
（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(lián)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(xiàn)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(yè)技術基礎課，其最大特點是理論與實踐聯(lián)系緊密，突出應用。通過很強的實踐動手能力的培養(yǎng)，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(fā)揮主觀能動性，系統(tǒng)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(xiàn)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(tài)。［3］
在單片機課程的學生能力評估方面，基本仍然采用常規(guī)的課程評價方式，即課堂出勤方式、作業(yè)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(huán)節(jié)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(yǎng)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(xiàn)積極的學習態(tài)度。但大多數(shù)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?！皢纹瑱C原理及應用”這門課程如若采用板書為主的傳統(tǒng)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(huán)節(jié)薄弱
對于實踐性很強的單片機課程，實驗環(huán)節(jié)尤為重要。實驗環(huán)節(jié)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?lián)Q代，目前采用較為適用的教學實驗設備，能夠實現(xiàn)仿真與實際相結合。除了實驗設備之外，還有諸多細節(jié)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(fā)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(fā)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(huán)節(jié)的結合，從而將學生學習興趣的激發(fā)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(zhí)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(tǒng)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(xiàn)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(fā)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(fā)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(lián)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?？梢姡瑔纹瑱C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(tǒng)課程的考核方式并沒有過多地體現(xiàn)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)，但比重仍然過低。今后將進一步加強實踐環(huán)節(jié)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(yè)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(yǎng)學生的能力［J］.電腦知識與技術，2009（5）.
關鍵詞 單片機 教學模式 實踐教學 理論教學
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
“單片機原理”課程的教學目標是使學生把單片機作為控制系統(tǒng)的核心部件，具備硬件設計的能力，能根據系統(tǒng)的硬件結構和功能特點，進行程序的設計。單片機的教學改革，根據目前單片機教學的現(xiàn)狀以及存在的問題進行分析，根據本學校的專業(yè)需要，緊緊圍繞培養(yǎng)目標，對教學模式的改革進行探索。所以，在教學過程中，總結教學特點、教學方法和教學規(guī)律，找到更適合本學院學生的學習特點，激發(fā)學生的學習興趣，達到更好的學習效果。
1 單片機教學現(xiàn)狀分析
1.1 理論教學較枯燥，教學模式較落后
現(xiàn)在，單片機的教學方法，主要是教師通過課堂進行理論講授，但是實驗教學為輔，理論課堂教學的主要內容包括單片機的硬件原理電路的結構設計、匯編指令系統(tǒng)以及匯編語言程序設計、單片機功能部件的電路擴展及軟件編程等內容。以上課堂上講授的內容，基本概念非常抽象，特別是龐大的指令系統(tǒng)、枯燥難以理解和記憶，而且，控制電路的結構復雜，令學生難以掌握。僅僅依靠課堂上的講授，是很難調動學生的積極性和主動性。結果，導致學生逃離課堂，期末考試伺機作弊等現(xiàn)象。因此，單片機的教學，缺少了一個理論聯(lián)系實際的平臺，無法鍛煉學生的動手和實際操作能力。目前，通常采用以教師為中心的填鴨式理論教學模式：“老師講，學生聽”的教學方法，這樣，不僅降低了學生學習的學習熱情，同時也降低了學生學習的主動性和積極性，導致大部分學生的厭學現(xiàn)象。
1.2 缺乏實踐教學創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
目前，大多數(shù)大中院校側重于傳授理論知識，但忽視了學生的動手能力和實踐技能。而且，單片機的大多數(shù)實驗教學，主要是驗證性的實驗，缺少有學生自己獨自完成的設計性綜合實驗。雖然，一些院校單片機實驗室設備比較先進，其系統(tǒng)的操作說明也比以前更詳細。但是，這些設備的先進性，往往使學生缺乏獨立思考的能力，再加上固定的硬件電路，實驗項目的單一，導致學生的實踐和思考的深度和廣度，無形中被限制在一個很小的范圍內。實踐教學不能使學生體會到自己的成就感，不能激發(fā)學生的學習熱情，更不用說能提高學生的創(chuàng)新能力。
1.3 單片機綜合性實驗難以開展
傳統(tǒng)的實驗教學，通常是驗證性實驗，主要內容是匯編指令的使用和簡單的編程，單片機外部擴展電路很少涉及。因而對于包含硬件開發(fā)及擴展接口電路的編程設計實驗很難開展，學生對實驗知識的綜合能力比較差，即使安排了課程設計教學過程，學生的自主設計和創(chuàng)造能力也存在著很大的問題。在單片機的實際應用過程中，應用最廣泛的是硬件的開發(fā)，接口電路的軟件編程。缺少積極開展綜合性的實驗，不利于調動學生的學習積極性，更不利于培養(yǎng)學生的工程意識和解決實際問題的綜合能力。
2 單片機教學改革措施
2.1 利用多媒體技術，從感性上升到理性認識
單片機課堂教學，多舉出一些實際生活中密切相關例應用實例，比如洗衣機、家用電器，鍋爐等控制電路以及控制程序，這樣，教學效果就會在無形中大大提高。在授課的過程中，應采用電子課件和動畫，這樣，一些抽象的基本概念和很難理解的知識點就能生動形象地表達出來，既豐富了課堂教學，提高了授課效率，又調動了學生的學習主動性。與此同時，在課堂上，利用Proteus仿真軟件，演示控制電路和程序，使學生真正掌握理論和實踐相結合的單片機開發(fā)的基本方法和技巧。
2.2 淘汰實驗箱，開發(fā)單片機學習版
我校單片機實驗室，配備了THKSCM-1型單片機實驗開發(fā)板，具有很多硬和軟件實驗，如存儲器清零、（下轉第131頁）（上接第90頁）P1口的輸入和輸出、串行數(shù)轉換并行數(shù)、定時器實驗及步進電機模擬實驗等內容。但在操作過程中，學生只能按實驗指導書上硬件電路進行接線，對硬件電路圖缺乏足夠的認識，而且實驗開發(fā)板無法攜帶。由于學生人數(shù)較多，實際操作中不可能讓每個學生都擁有一臺實驗開發(fā)板。目前，市場上有很多類型的單片機學習開發(fā)板，成本低且體積小、功能齊全，現(xiàn)在大多學生有筆記本電腦，給每個學生配一塊學習板就可以實現(xiàn)隨時隨地做實驗。
2.3 開發(fā)以C語言為主，匯編語言為輔轉變
C語言是一種編譯型程序設計語言，兼顧了很多高級語言的特點和匯編語言的一些功能，具有自己的書寫格式和完善的模塊化的程序結構。而且，C語言中具有豐富的庫函數(shù)，其運輸速度較快、編譯效率較高，具有很好的可移植性等優(yōu)點。更重要的，對硬件系統(tǒng)可進行直接控制。匯編語言也有其自身的優(yōu)點，代碼緊湊。運行速度快。但是匯編語言語句抽象，程序結構復雜，編程效率較低。這樣，容易造成學生對單條指令明白，但理解整個匯編程序，非常困難。等到自己動手進行硬件編程時，更不知道該如何下手。這樣，這種不良現(xiàn)象，長期積累下來，導致大部分學生有這樣一種認識：“單片機太難學了”。根據以上現(xiàn)象，要使學生更好地掌握單片機編程，適應企業(yè)單片機開發(fā)的需求，單片機教學應該以C語言為主，匯編語言為輔，兩種語言可以混合編程。
2.4 重視和強調課程設計
單片機實踐環(huán)節(jié)最重要的一個組成部分是課程設計，通過課程設計的實踐訓練，可以使學生進一步鞏固理論知識，更深入了解單片機的系統(tǒng)設計；培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力，是單片機理論學習邁入到實踐學習的關鍵一步。
2.5 考核方式的改革
改變以前紙卷的考試方式，更注重實際能力的考核?？己朔绞礁淖冎?，單片機課程的考核方式分為三個方面：第一方面包括課堂的出勤率、學習態(tài)度和積極參與討論問題的情況，占總成績的20%；第二方面是實踐能力和設計能力的考核，注重學生的實踐技能的考核，占總成績的40%；第三方面是基本理論的考核，占總成績的40%。根據考核方式的改革效果，使學生更加重視實驗教學，提高了學生的實踐能力，提高了教學效率，同時也增強了學生與教師的互動性。
3 結論
單片機是實踐性較強的一門課程，根據理論教學和實踐教學相結合的教學方式，采用案例、模擬與演示相結合的教學模式，提高了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力?？偨Y近年來教學過程中的經驗，只有在教學方法上不斷地改進，及時了解單片機控制領域發(fā)展的動態(tài)，不斷更新理論教學和實踐教學，采用先進有效的教學方法和手段，合理安排教學內容，才能提高單片機教學質量。
參考文獻
[1] 向紅，李建軍.單片機實踐教學的探討與研究[J].實驗技術與管理，2007（7）：120-122.
[2] 龍志強.單片機課程任務驅動的實踐教學方法探討[J].上海：實驗室研究與索，2008（3）.
【關鍵詞】單片機 CDIO 教學改革 教學理念
【基金項目】電子科技大學中山學院質量工程建設項目（項目編號：ZLGC2011JXTD08）。
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）10-0231-02
一、引言
單片機廣泛應用于家用電器、儀器儀表、醫(yī)用設備、航空航天、汽車電子等專用設備的智能化管理及過程控制領域。為適應市場需求和生產實際需要，單片機已成為機電工程、自動化、電子信息工程等專業(yè)的主干課程。單片機課程集微控制器理論知識與控制系統(tǒng)開發(fā)實踐技能培養(yǎng)于一體，對學生工程思維能力和解決問題能力的培養(yǎng)具有重要作用。目前，該課程在理工科學校的重要地位已經受到廣大教育工作者和學生的重視。對于工科學生來說，很好地掌握單片機技術，不僅有助于對專業(yè)知識技能的深入、對整體專業(yè)素養(yǎng)的提高、動手能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，更重要的是能夠獲得實用的職業(yè)技能，增強就業(yè)競爭力[1]。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果[2]。CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）4個英文單詞的縮寫。CDIO 模式的大工程理念、強調對學生綜合能力的培養(yǎng) 、密切聯(lián)系產業(yè)等特點，都對我國工程教育有較好的啟示和借鑒作用，并在我國工程教育界產生了很大的反響，汕頭大學、清華大學等率先進行了 CDIO 工程教育改革，并取得了較好的成效。目前國內許多高校都在研究CDIO模式，并根據學校各自的實際情況，探索工程教育理念的教學改革之路。
單片機作為一門實踐性強的專業(yè)課，近年來也有許多高校借鑒CDIO工程教育模式進行了改革。文獻3～6均提出擯棄傳統(tǒng)教學方法，完全按照CDIO模式采取項目驅動教學。筆者認為，在學習借鑒 CDIO 工程教育改革模式中，我們可以在實踐中參照 CDIO 模式，但又要切合學生的特點和學生的接受程度，CDIO 模式既是一種工程教育實施方案，更是一種工程教育理念，如果完全的項目驅動教學在無法被學生所理解和接受的情況下，我們依然可以借鑒這種工程教育理念?；诖?，筆者采用CDIO工程教育理念，在單片機教學中，進行了一些改革探索和實踐，取得了良好的效果。
二、改革背景
傳統(tǒng)的單片機教學采用“滿堂灌”的方式，根據教學大綱要求，教師每節(jié)課完成教材上的若干知識點的講解。這種教學方式很難引起學生的學習積極性和學習熱情，學生剛開始抱著極大的興趣來學習，可是如果教師只是照本宣科講解，久而久之，則讓學生感到枯燥和倦怠。特別是傳統(tǒng)的期末考試方式，只是進行了單片機原理的表面知識考核，單片機應用的精髓則未能體現(xiàn)。在以往教學過程中，曾經出現(xiàn)考試成績非常高，但畢業(yè)設計動起手來卻一塌糊涂的學生?？梢姡瑔纹瑱C教學與其他理論科目教學方式不完全相同，這門課程強調的是知識的應用，因此，它的教學方法就有必要進行改革。
三、考核方式改革
傳統(tǒng)的期末定考已經不再適合于CDIO模式下單片機的教學，事實上，單片機知識的真正掌握也無法簡單用期末成績去衡量，因此，本次改革，單片機的成績主要以項目的形式對學生能力進行綜合考核，采取教師評價、他人評價和學生自我評價等各種方式。在具體實施中，為了避免個別同學長期打醬油，所有同學的成績由個人成績和團隊成績兩部分組成，個人成績包括平時課堂表現(xiàn)和課堂測試，團隊成績包括團隊作業(yè)和課程設計。如果以CDIO模式表達的話，課程設計作品是單片機學習要達到的終極目標，稱為一級項目，團隊作業(yè)則是二級項目，也就是子課題，根據各個階段的學習要求而設定。在一開始的教學過程中，讓每個同學都清楚學習的的最終目標以及為了實現(xiàn)終極目標所設定的所有二級項目。
四、課堂教學模式改革
（一）以項目為導向，培養(yǎng)學生的團隊精神
CDIO工程教育模式強調以項目為導向開展教學。所有項目的開展我們都以團隊為單位， 3人為一組。由于單片機課程總成績的絕大部分來自于團隊成績，每個團隊成員必須要竭盡所能，才能在每個項目中拿到高分。每個團隊的一級項目實際就是課程設計，從開題到結束，課程設計過程貫穿整個學期，課程設計開題前要撰寫設計報告，通過教師論證才能確定是否繼續(xù)開展研究，學生于期末結束前完成設計和實物制作并撰寫設計報告，教師結合學生在驗收答辯過程中的表現(xiàn)、對作品的理解程度、對作品的貢獻大小和報告的撰寫水平等，給每位學生一個綜合評價。二級項目則由老師根據教學需要確定，主要包括中斷、定時器、串行口、單片機擴展等幾個子課題，二級項目可以通過PROTEUS仿真實現(xiàn)，二級項目的考核也是通過課堂答辯，由其他組的學生和老師共同評價打分。通過這些項目的開展，學生的團隊合作意識普遍提高，表達與交流的能力得到提升，參與積極性加強，學習熱情大幅提升。
（二）以引導教學為主，培養(yǎng)學生的自主學習能力
傳統(tǒng)的填鴨式教學，學生處于被動學習狀態(tài)，與主動學習相比，在學習效率上要大打折扣。單片機是一門實踐性很強的課程，根據多年來的教學實踐經驗，講的多不如讓他們做的多，CDIO模式提出“學中做，做中學”，這一理念也是非常適合于單片機的教學。在課堂教學時，要抓主要，放次要，一些細枝末節(jié)的知識點沒必要花太多時間闡述，在具體開展教學過程中，可以通過設定課堂練習和課堂思考題，引導學生自主學習。例如單片機的指令系統(tǒng)，如果是以C51語言為主進行教學的，那些指令點到即止，沒有必要太過深入，否則很可能適得其反，主次不分。除了課堂的引導，最重要的還是通過項目在實戰(zhàn)中學，邊學邊做，邊做邊學，單片機只有用了才能真正學會，看10遍書不如做一個項目提升得快。
（三）采用案例驅動教學，培養(yǎng)學生的工程實踐意識
案例驅動法是一種基于探究性學習和協(xié)作學習的一種教學模式，起源于“哈佛大學”的情景案例教學課。案例驅動法要求師生改變傳統(tǒng)的觀念和角色，充分發(fā)揮學生在學習中的主體作用和教師在教學中的組織、引導、促進、控制作用，將學生認為枯燥的知識轉變?yōu)樯鷦拥膶W習內容，有利于真正培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、自學能力、實踐能力、增強學生獨立意識和協(xié)作精神[7]。單片機在生產生活中應用廣泛，有大量的實踐案例，教師應該根據學生專業(yè)特點，選取合適案例，在課前提出，讓學生提前查找資料、整合知識、充分思考，教師則以案例為線索，介紹背景，提出問題，引導討論，組織課堂教學活動。在本次教學改革中，我們還采用了分組課堂答辯等方式，對一些案例進行了詳細分析，在教師的引導下，邀請每組同學上講臺給其他同學講解不同的案例進行仿真演示，并回答臺下同學的提問，這種方式不僅鍛煉了學生的表達能力，利用實例推動了學生的自主學習，同時也讓學生理解了單片機的實際應用方法，逐漸培養(yǎng)學生的工程設計能力和工程實踐意識。
五、一級項目的開展
在整個CDIO教學模式下，一級項目設計是否合理至關重要。一級項目首先由教師提出總體需求，本次改革，要求完成一個有一定創(chuàng)新和實際應用價值的單片機作品，作品以單片機為核心，內容包括硬件設計、軟件編程和程序仿真、實物制作、軟硬件調試，通過一級項目的完成，使學生初步掌握單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)方法。一級項目不能太大，也不能過于簡單，太大太難學生做不出來會打擊學習熱情，太簡單則沒有達到目的。至于具體設計什么樣的系統(tǒng)，可以由學生根據以下幾個方面自行創(chuàng)新，經過調研后，寫出設計報告，再由教師確定項目是否可行。
（一）以學科競賽為平臺
大學生學科競賽是整合課內外實踐教育教學的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和動手能力的有效載體，對培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、團隊合作精神、解決實際問題和實踐動手能力具有極為重要的作用。目前，在以應用型人才培養(yǎng)為主的高校，學科競賽得到了各方面的重視，開展的越來越好。如全國大學生電子設計大賽、“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、全國大學生挑戰(zhàn)杯課外學術科技作品、全國機器人大賽、中國物聯(lián)網創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、機械創(chuàng)新大賽等，分析各種競賽，很多控制類、數(shù)據采集類和信號發(fā)生類的題目都會涉及到單片機技術。將學科競賽與課程體系和教學改革緊密結合，使學科競賽成為日常教學的有益補充，在單片機教學過程中，可以用這些學科競賽為平臺，給有興趣參賽的同學進行指導，以競賽作品的高度來完成一級項目。
（二）以學生創(chuàng)新實驗項目為目標
目前，很多高校為了鼓勵學生的實踐創(chuàng)新，培養(yǎng)其動手能力，特別設立了“學生創(chuàng)新實驗項目”，有興趣的學生皆可報名申請，學校經過答辯后對可行的項目進行資助。一級項目也可以此為目標，對單片機的應用進行研究，確定設計作品。
（三）以教師科研項目為依托
教師經常參加科研活動，視野開闊，熟悉專業(yè)發(fā)展和企業(yè)需求，在教學過程中應當將科研成果和技術應用帶入教材、帶入課堂，用生動實例激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣。同樣的，學生也應當積極參與教師的科研工作，主動與教師交流，尋找鍛煉自己的機會。一級項目也可以來源于教師科研項目中的子課題。
（四）來源于對生活的思考
工科學生應當有意識的關注科技發(fā)展和技術應用，仔細觀察，善于發(fā)現(xiàn)，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，利用所學知識去解決。一級項目可以來源于對生活的思考，自行創(chuàng)新，可完全根據自己的興趣和愛好，設計自己想要的作品。
六、教學改革實際效果
（一）激發(fā)了學生的學習熱情
CDIO工程教育方式極大地激發(fā)了學生的學習熱情，學生按工程項目的任務要求有針對性地學習知識，學習目的明確，學習積極性高漲，從過去的“厭學”變成了現(xiàn)在的“自主學”。
（二）鍛煉了學生的團隊協(xié)作精神
在單片機的學習過程中，學生被分為3人一組形成一個團隊，分別完成多個二級項目和一級項目，團隊成員之間必須團結協(xié)作，彼此配合，相互交流，有效鍛煉了學生的團隊協(xié)作精神。
（三）動手能力和創(chuàng)新能力大大提高
從完成作品情況來看，此次改革有效提高了學生的創(chuàng)新和實踐能力，以競賽為目標的有一組同學設計了一種環(huán)境監(jiān)測魔力樹，設計了一種傘狀的樹葉結構，將當前的環(huán)境氣體情況通過樹葉的收和來表現(xiàn)，該作品需要完成機械結構和電路方面的設計和制作，利用氣敏傳感器和LCD實現(xiàn)檢測和顯示；以實驗創(chuàng)新為目標的做了一個新型馬桶刷，用單片機作控制器利用超聲波實現(xiàn)馬桶清潔；以教師科研為目標的，參與了教師的科研項目，進行工業(yè)機械設備控制系統(tǒng)的開發(fā)；還有一些同學根據自己的興趣，用LED點陣制作了一個貪吃蛇游戲機。從提交作品和答辯的情況來看，大部分同學都初步掌握了單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)方法。
七、總結
實踐證明，以工程能力培養(yǎng)為目標的CDIO工程教育理念，應用在單片機教學實踐中，極大提高了學生單片機的應用能力，學習熱情高漲，學習效率大大提高。教學過程不再是枯燥無味的說教，而是在邊學邊做當中獲取到滲透在每個項目中的知識點，使學生學而難忘。
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Abstract： The goal of application-oriented university is to cultivate high-level application-oriented talents. The problems in the teaching process of embedded systems course were analyzed carefully based on the construction goal of application-oriented university. Combining with teaching practice and enterprises work experience， the teaching method and mode of embedded systems such as course single-chip microcomputer were explored in depth， and the relative reform scheme was proposed. The specific practice indicates that the novel strategy plays an important role in improving the students' study enthusiasm， enhancing their practical ability， and cultivating high-quality application-oriented talents， which achieves good teaching effects.
關鍵詞： 應用型大學；單片機；教學方法；嵌入式系統(tǒng)
Key words： application-oriented university；MCU；teaching method；embedded systems
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）11-0252-03
0 引言
我國的大學教育大致可以分為三種類型，第一種是以科學研究或科學研究與教學并重為自身定位的研究型大學，是國家建設世界一流或高水平大學的主體，另一類是以職業(yè)技術教育為主的高職高專類院校，以培養(yǎng)鮮明特色的技能型人才為己任，第三種大學是介于前兩種類型之間的高等學校[1-4]。與前兩種類型不同的是，前兩種類型的高校在國家高等教育的發(fā)展過程中很早就有了清晰的定位，而第三種大學的發(fā)展一直沒有一個準確清晰的定位，直到《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》出臺，第三種大學的發(fā)展才有了自己發(fā)展定位，即以建設應用技術型大學為目標，并在教育部的指導下，一批以應用技術型大學為辦學定位的高校于2013年在天津建立了應用技術大學聯(lián)盟，安徽科技學院為該聯(lián)盟的理事單位之一，開啟了安徽科技學院高等教育的新篇章。
應用型大學的首要職能是服務社會，為社會培養(yǎng)品格良好、理論功底扎實、具有較強應用實踐能力的應用型人才，因此，應用型大學應更注重應用性教學和應用性研究工作。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)行業(yè)發(fā)展迅猛，就業(yè)待遇高，社會需求旺盛，嵌入式系統(tǒng)是電子、通信、自動化、光電、計算機、機電等專業(yè)的核心專業(yè)課，是一門典型應用性課程。本文以嵌入式系統(tǒng)課程的一個分支――單片機為例，結合自身教學實踐和企業(yè)工作經驗，對應用型大學嵌入式系統(tǒng)課程的教學方法做一些探討。
1 注重基礎和興趣培養(yǎng)
單片機是一門綜合性非常強的課程，涉及的知識面廣，其先修課程有《模擬電子技術》、《數(shù)字電子技術》、《電路分析》、《C語言》等專業(yè)基礎課程，單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程中還要用到《電子工程制圖》、《傳感器技術》、《數(shù)據結構與算法》、《電機拖動》、《嵌入式操作系統(tǒng)》等專業(yè)課程的知識。因此，學生打好專業(yè)基礎功底是學好單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的前提，這就需要我們重視基礎課程的教學、科學設置人才培養(yǎng)方案中的課程及其開課學期，做到基礎專業(yè)一環(huán)扣一環(huán)。
單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的理論部分的學習，特別是前期還不能做實驗的理論部分，如硬件架構及原理、芯片匯編指令和偽指令系統(tǒng)等，學起來枯燥無味，甚至給學生一種“云里霧里”似懂非懂的感覺，這些知識在學生心里不能準確落地，容易使學生從心理上放棄這門課程的學習，這就需要我們調整教學思路，上好第一堂課：一是要讓學生明確學習目的。許多教師自始至終不會告訴學生為什么要學習單片機，它有什么用途，只講課本知識，導致學生學無目的，甚至課程結束，都不知道自己學的是什么東西。因此，為學生明確單片機用途在正式上課之前非常重要，可以為學生多舉一些貼近其生活的開發(fā)案例，使學生明確學習目的的同時，也激發(fā)了學生的學習興趣。二是讓學生了解開發(fā)流程。學生正式學習單片機前，可以給他們舉一個簡單實例，從電路設計，軟件設計、仿真、調試、下載直至系統(tǒng)集成，給他們做個示范，讓學生對這門課的學習有個全面的把握和清晰的認識。三是要激發(fā)學生的學習熱情。學生如果對某門課產生了濃厚的興趣，學生就會積極主動地把這門課學好，在這方面，單片機等嵌入式系統(tǒng)課程，有其獨特的優(yōu)勢，是一門與日常生活十分貼近且就業(yè)前景廣闊、待遇優(yōu)厚的專業(yè)課，鼓勵的同時也要讓學生清楚眼前的困難，冷靜面對困難，最后問一句“英雄們，你們準備好了嗎”，讓學生知難而上，信心滿滿地去挑戰(zhàn)自我，開始課程的學習。
2 深化教學改革
隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)教學內容、方法、模式、體系等難免暴露其不足，甚至跟不上現(xiàn)實需要[5-7]，這就需要我們對現(xiàn)有不合理的人才培養(yǎng)體系的各個層面進行革新和完善。
2.1 課程內容及教學方法與時俱進
嵌入式系統(tǒng)近些年發(fā)展迅猛，傳統(tǒng)授課內容有些已經被實際淘汰，因此，授課內容也要在經典內容的基礎上穿插新知識、新技術，做到所授知識既穩(wěn)固又能跟得上時展。當今是信息化的社會，尤其是年輕大學生時刻受到信息化的熏陶，他們利用現(xiàn)代化的網絡工具得心應手，可以引導學生通過網絡搜索引擎的強大功能學習專業(yè)知識，進行下載或收看教學視頻，解答疑難問題，了解行業(yè)發(fā)展趨勢，查找相關資料，在線知識交流等，資源用之不竭，為學生的自主學習拓寬了渠道，且能量巨大。
2.2 更新教學模式
單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的傳統(tǒng)教學方法一般是理論和實驗單獨設立，先上理論課程，待到一定課時后再開設實驗課，這種模式導致理論和實驗往往較為脫節(jié)，且學生的吸收效率普遍不高。
近年來，社會上涌現(xiàn)了許多的嵌入式系統(tǒng)培訓班，主要以MCU和ARM的應用為主要培訓內容，開設了C語言基礎、簡單電路基礎、開發(fā)環(huán)境搭建、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式驅動程序開發(fā)等課程，吸引了大量學生參與校外培訓，這從側面反映了高校目前的嵌入式系統(tǒng)教育已經跟不上社會對嵌入式人才的需求形勢，培訓學校教學模式采用教、學、做一體模式，具有課堂吸收率高，使學生能夠快速掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法的優(yōu)點，但也存在不足，具有“短期速成”特點，學生就業(yè)后會出現(xiàn)“后勁不足”現(xiàn)象，且收費高昂，使學生在大學教育花費的基礎上增加了額外支出。
吸收社會培訓班的優(yōu)點，結合高校教育優(yōu)勢及企業(yè)對高校應用型人才需求，我們提出具有高校特色的教、學、做一體化嵌入式系統(tǒng)課程教學模式。將具有明顯應用性課程的理論和實踐放在實驗室來上，教師采用現(xiàn)代化的多媒體手段教學，講到且需要實踐的知識，學生隨學隨做，且根據老師布置的課堂實踐題目完成設計和調試。與培訓班不同的是，高校教育更具有系統(tǒng)性、學生基礎知識牢固、課時充足，使學生真正成為后勁十足的應用型高級人才，而不是短期速成，具有明顯操作技能培訓特點的職業(yè)教育型人才。
2.3 加大實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)力度
課程設計是單片機等嵌入式系統(tǒng)課程教學的一個重要環(huán)節(jié)[8]。教、學、做一體化培養(yǎng)模式能夠讓學生對課程的各個知識點有個微觀的把握，但不能從整體上掌握知識的綜合應用，課程設計以讓學生完成一個小的項目為目標，從查找資料開始，在分析問題的基礎上，運用各章節(jié)所學知識完成課程設計要求，并撰寫課程設計報告，綜合鍛煉學生解決問題的能力。課程設計題目的擬定要合理，不能太難使學生很難完成或完成不了，打擊學生的自信心，也不能太簡單，達不到綜合鍛煉學生運用所學知識的目的?？梢越Y合全國大學生電子設計競賽題目的出題方法，設基本任務和附加任務，讓學生根據自身興趣、能力和特長進行選作。
鼓勵學生參加飛思卡爾智能車大賽、全國大學生電子設計競賽、機器人競賽等不同級別的專業(yè)類競賽，提高學生解決實際問題的能力。本科畢業(yè)設計是大學生畢業(yè)之前的最后一個學習環(huán)節(jié)，是對他們在校期間學習的綜合檢驗，也是對大學教學質量的一次總結，與課程設計不同是畢業(yè)設計內容的難易程度與知識面都要高于課程設計。
校企合作探索多年，困難重重，企業(yè)和高校目標不能匹配，導致校企合作的層次較低，學生不能真正得到高水平的實踐鍛煉，因此，建設高水平應用型大學必須從高校自身出發(fā)來提高應用型人才的培養(yǎng)力度，升級傳統(tǒng)的畢業(yè)設計方案，引進企業(yè)管理方式和理念，建設高校自己真正的研發(fā)中心（實訓中心），而不是簡單的實驗室，對于選擇嵌入式系統(tǒng)設計方向的學生要經過學校研發(fā)中心的鍛造才能輸入社會。
2.4 提高師資隊伍技術水平
多數(shù)高校教師具有較為深厚的理論知識和熟練的課堂駕馭能力，但實踐經驗相對缺乏，為培養(yǎng)出合格的、適合企業(yè)需求的應用型大學生，必須提高相關專業(yè)課老師的專業(yè)技術水平。可以通過如下途徑來提高師資隊伍水平：一、鼓勵教師參加相關產學研合作項目，承擔各種橫向課題研究，積極充當各種專業(yè)技能大賽的指導教師等。二、倡導專業(yè)教師參加企業(yè)實踐。從學生角度實踐校企合作遇到的困難和阻力較多，但具有較厚理論專業(yè)知識背景的教師作為校企合作的主體，所遇到的阻力將會小的多，因此，提高教師技術水平，可以從現(xiàn)有用人模式入手，打破專業(yè)教師不能到企業(yè)兼職模式，鼓勵嵌入式系統(tǒng)教師參與企業(yè)的技術開發(fā)或技術管理工作。三、聘請企業(yè)一線工程師兼職高校實踐課程教學。企業(yè)一線工程師實踐經驗豐富，他們直接參與應用型大學學生的教學工作，將利于學生和專業(yè)教師整體質量的提高。
3 科學設置評價體系
高校傳統(tǒng)教學多采用重理論輕實踐的考核評價方式，一張試卷定終身，實踐考試只是微不足道的補充。對于以建設應用型高水平大學、培養(yǎng)高素質應用型人才為目標的高校來說，這種模式顯然已經不能滿足實際需要，需重構新的考核評價體系。對于專業(yè)基礎性科目可以采取重理論弱實踐的方式，對于應用性較強的專業(yè)課程應采用重實踐弱理論的考試方式，根據人才培養(yǎng)目標區(qū)分對待，不搞一刀切。
4 結語
本文詳細介紹了當前嵌入式系統(tǒng)教育工作中存在的問題和不足，以培養(yǎng)高素質應用型人才為目標，結合自身多年教學實踐和企業(yè)工作經驗，從專業(yè)基礎、課程內容、教學方法、評價體系等方面，對單片機等嵌入式系統(tǒng)課程的教學方法做了細致的探討，多年教學實踐表明，按照新的教學方法去培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)應用型人才，提高了學生學習的積極性，課程內容更容易理解和接受，學習起來趣味性更強，教學質量得到顯著提高。
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單片機應用系統(tǒng)（三級項目）
設計說明書
（2014/2015學年第二學期）
題
目
：
開機次數(shù)記憶器設計及實現(xiàn)
專業(yè)班級
：
電子信息工程班
學生學號
：
學生姓名
：
指導教師
：
設計周數(shù)
：
2周
設計成績
：
2015年X月X日
1、項目設計
1.1
設計要求
（1）以單片機AT89C52為核心，使用24C02串行EEPROM進行存儲開機次數(shù)；
（2）用LCD1602顯示存儲的開機次數(shù)；
（3）單片機復位一次，從24C02中讀取數(shù)據，然后加1；
（4）在此基礎上可以拓展對一組密碼數(shù)據存儲對比后，才能進入正常界面。
1.2
設計目的
（1）培養(yǎng)學生正確的設計思想，理論聯(lián)系實際的工作作風，嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。
（2）鍛煉學生自學軟件的能力及分析問題、解決問題的能力。
（3）通過課程設計，使學生在理論計算、結構設計、工程繪圖、查閱設計資料、標準與規(guī)范的運用和計算機應用方面的能力得到訓練和提高。
（4）鞏固、深化和擴展學生的單片機理論知識。
（5）培養(yǎng)學生的團隊合作能力。
2、項目設計正文
2.1方案設計
2.1.1設計思路
此次項目設計的目的是實現(xiàn)單片機開機次數(shù)的記憶及顯示功能，即其復位斷電關機都能準確的將開機次數(shù)顯示在LCD1602顯示屏上。根據對項目設計要求和實際應用的分析，選用以單片機AT89C52為核心，使用24C02串行EEPROM進行存儲開機次數(shù)的方法，使C52單片機的P2.0口和P2.1口分別控制24C02的數(shù)據線SDA和時鐘信號線SCK來完成數(shù)據的讀寫功能，然后用LCD1602顯示屏將24C02中存儲的數(shù)據顯示出來。
具體設計實現(xiàn)的邏輯流程圖如圖1所示：
圖1
邏輯實現(xiàn)流程圖
2.1.2主要元器件
（1）
處理器AT89C52，引腳圖如圖2所示：
圖2
AT89C52單片機引腳圖
AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS
8位單片機，片內含8k
bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256
bytes的隨機存取數(shù)據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。
AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2
個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的
Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。
（2）
外部存儲器24C02
串行E2PROM是基于I2C-BUS
的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據掉電不丟失等特點，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制中得到大量的應用。具有以下幾大特點：
1.寬范圍的工作電壓1.8v~5.5v
2.低電壓技術：
1mA典型工作電流
1uA典型待機電流
3.儲存器組織結構
4.2線串行接口，完全兼容I2C總線
5.施密特觸發(fā)輸入噪聲抑制
6.硬件數(shù)據寫保護
7.內部與周期（最大5ms）
8.自動遞增地址
9.可按照字節(jié)寫
10.esd保護大于2.5kV
11.高可靠性：擦寫壽命：100萬次
數(shù)據保持時間：100年
12.無鉛工藝，符合RoHS標準
2.2單元電路設計
2.2.1處理器AT89C52引腳的選擇
本次項目設計選擇的引腳分別為P0口、P2口、RES端口。
P0
口是一組8
位漏極開路型雙向I/O
口，
也即地址/數(shù)據總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8
個TTL邏輯門電路，對端口P0
寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8
位）和數(shù)據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在Flash編程時，P0
口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。
P2口
是一個帶有內部上拉電阻的8
位雙向I/O
口，P2
的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4
個TTL
邏輯門電路。對端口P2
寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。訪問外部程序存儲器或16
位地數(shù)據存儲器（例如執(zhí)行MOVX
@DPTR
指令）時，P2
口送出高8
位地址數(shù)據。在訪問8
位地址的外部數(shù)據存儲器（如執(zhí)行MOVX@RI
指令）時，P2
口輸出P2鎖存器的內容。Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。P2.0口和P2.1口分別控制24C02的數(shù)據線SDA和時鐘信號線SCK來完成數(shù)據的讀寫功能。
RST為復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。
單片機引腳圖連接選擇如圖3所示：
圖3
單片機的引腳連接圖
2.2.2
RC復位電路
復位電路圖如圖4所示：
圖4
復位電路圖
系統(tǒng)復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著VCC對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。在圖4的復位電路中，當VCC掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內部電路的限制作用，這個負電壓將不會對器件產生損害。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復位后，系統(tǒng)將端口置為全“1”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復位，則程序計數(shù)器PC將得不到一個合適的初值，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。
2.2.3
LCD1602顯示屏的連接
LCD1602各引腳的功能如下：
第1腳：VSS為電源地
第2腳：VDD接5V電源正極
第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。
第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進行讀操作，低電平(0)時進行寫操作。
第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。
第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據端。
單片機的P2.5，P2.6，P2.7分別接LCD1602的RS、RW、E端口，如圖5所示：
圖5
LCD1602顯示屏的連接
2.2.4
24C02的連接
C52單片機的P2.0口和P2.1口分別控制24C02的數(shù)據線SDA和時鐘信號線SCK來完成數(shù)據的讀寫功能，具體電路圖如圖6所示：
圖6
24C02
的連接
2.2.5
整體電路
系統(tǒng)整體仿真電路和實物操作電路如圖7和圖8所示：
圖7
整體仿真電路圖
圖8
仿真實物圖
2.3系統(tǒng)實現(xiàn)程序
#include
#include
sbit
SDA
=
P2^0;
//AT24C01串行數(shù)據
5腳
sbit
SCL
=
P2^1;
//AT24C01串行時鐘
6腳
int
time=0;
int
time2=0;
typedef
unsigned
char
uint8;
/*
defined
for
unsigned
8-bits
integer
variable
無符號8位整型變量
*/
typedef
signed
char
int8;
/*
defined
for
signed
8-bits
integer
variable
有符號8位整型變量
*/
typedef
unsigned
char
BYTE;
typedef
unsigned
int
WORD;
typedef
bit
BOOL
;
sbit
rs
=
P2^6;
sbit
rw
=
P2^5;
sbit
ep
=
P2^7;
BYTE
code
dis1[]
=
{“TIME“};
BYTE
dis2[10]={“0123456789“};
BYTE
dis3[10]={“0123456789“};
delay(BYTE
ms)
{
//
延時子程序
BYTE
i;
while(ms--)
{
for(i
=
0;
i
250;
i++)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
}
BOOL
lcd_bz()
{
//
測試LCD忙碌狀態(tài)
BOOL
result;
rs
=
0;
rw
=
1;
ep
=
1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
result
=
(BOOL)(P0
&
0x80);
ep
=
0;
return
result;
}
lcd_wcmd(BYTE
cmd)
{
//
寫入指令數(shù)據到LCD
while(lcd_bz());
rs
=
0;
rw
=
0;
ep
=
0;
_nop_();
_nop_();
P0
=
cmd;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
0;
}
lcd_pos(BYTE
pos)
{
//設定顯示位置
lcd_wcmd(pos
|
0x80);
}
lcd_wdat(BYTE
dat)
{
//寫入字符顯示數(shù)據到LCD
while(lcd_bz());
rs
=
1;
rw
=
0;
ep
=
0;
P0
=
dat;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep
=
0;
}
lcd_init()
{
//LCD初始化設定
lcd_wcmd(0x38);
delay(1);
lcd_wcmd(0x0c);
delay(1);
lcd_wcmd(0x06);
delay(1);
lcd_wcmd(0x01);
//清除LCD的顯示內容
delay(1);
}
////2402程序2
void
AT2401_Delay()
{;;}
void
busy()
{
BYTE
temp;
temp=0x00;
rs=0;
rw=1;
ep=1;
while((temp&0x80)==0x80)
{
ep=0;
_nop_();
ep=1;
_nop_();
}
}
void
AT2401_Start()//啟動信號
{
SDA=1;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
SDA=0;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Stop()//停止信號
{
SDA=0;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
SDA=1;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Respons()//響應
{
uint8
i;
SCL=1;
AT2401_Delay();
while((SDA==1)&&(i
i++;
SCL=0;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_Init()//初始化函數(shù)
{
SDA=1;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
}
void
AT2401_WByte(uint8
date)//寫一個字節(jié)
{
uint8
i,temp;
temp=date;
for(i=0;i
{
temp=temp
SCL=0;
AT2401_Delay();
SDA=CY;
AT2401_Delay();
SCL=1;
AT2401_Delay();
}
SCL=0;
AT2401_Delay();
SDA=1;
AT2401_Delay();
}
uint8
AT2401_RByte()//讀一個字節(jié)
{
uint8
i,k;
SCL=0;
AT2401_Delay();
SDA=1;
AT2401_Delay();
for(i=0;i
{
SCL=1;
AT2401_Delay();
k=(k
SCL=0;
AT2401_Delay();
}
return
k;
}
void
AT2401_WAddr(uint8
address,uint8
date)//指定地址寫一個數(shù)據
{
AT2401_Start();
AT2401_WByte(0xa0);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(address);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(date);
AT2401_Respons();
AT2401_Stop();
}
uint8
AT2401_RAddr(uint8
address)//指定地址讀取一個字節(jié)
{
uint8
date;
AT2401_Start();
AT2401_WByte(0xa0);
AT2401_Respons();
AT2401_WByte(address);
AT2401_Respons();
AT2401_Start();
AT2401_WByte(0xa1);
AT2401_Respons();
date=AT2401_RByte();
AT2401_Stop();
return
date;
}
void
wr_com(BYTE
com)
{
ep=0;
rs=0;
rw=0;
P0=com;
_nop_();
ep=1;
_nop_();
ep=0;
}
void
wr_data(BYTE
date)
{
busy();
ep=0;
rs=1;
rw=0;
P0=date;
_nop_();
ep=1;
_nop_();
ep=0;
}
///////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////
main()
{
BYTE
i;
lcd_init();
//
初始化LCD
AT2401_Init();
time
=
AT2401_RAddr(0x01);
time2
=
AT2401_RAddr(0x02);
if(time>=9)
{
AT2401_WAddr(0x01,0);
time2+=1;
}
time+=1;
if(time2>9&&time>=9)
{
time=0;
time2=0
;
}
AT2401_WAddr(0x01,
time);
AT2401_WAddr(0x02,
time2);
lcd_pos(4);
//
設置顯示位置為第一行的第5個字符
i
=
0;
while(dis1[i]
!=
＇＼0＇)
{
//
顯示字符“TIME“
lcd_wdat(dis1[i]);
i++;
}
lcd_pos(0x49);
//
設置顯示位置為第二行第一位字符
dis2[time];
lcd_wdat(dis2[time]);
//
顯示字符
delay(1);
lcd_pos(0x48);
//
設置顯示位置為第二行第二位字符
dis2[time2];
lcd_wdat(dis3[time2]);
//
顯示字符
while(1);
}
3、項目設計總結
通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關單片機應用系統(tǒng)設計方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。
課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。通過這次課程設計，我掌握了AT89C52、24C02和LCD1602的基本知識和連接測試，也通過查資料熟悉了外部存儲24C02的工作原理。了解了C語言程序在單片機系統(tǒng)設計中的應用，掌握了系統(tǒng)電路的調試方法。
在此次的課程設計過程中，也對團隊精神的進行了考察，我們小組三個人分工合作，查資料、電路設計、程序設計、硬件實物仿真都做得有條不紊，我們配合越來越默契，有問題一起解決，在成功后一起體會喜悅。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。我認為，此次課設不僅培養(yǎng)了我們獨立思考、團隊協(xié)作、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，我們學會了很多自主學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。
4、參考文獻
[1]
張毅剛，彭喜元，董繼成.單片機原理及應用.北京：高等教育出版社，2003.
[2]
史良.LCD12864顯示模塊與微處理器的接口設計
[J].
礦業(yè)安全與環(huán)保,
1999.
項目設計
評
語
項目設計
成
績
指導教師
（簽字）
年
關鍵詞：單片機；實驗板；汽車電子
1.引言
本設計由天津科技大學大學生實驗室創(chuàng)新基金資助，旨在開發(fā)一款能夠滿足本科汽車專業(yè)汽車電子技術課程使用的單片機控制實驗板。根據教學經驗，通過對學生的情況了解，本設計重點在實驗板上完成四個汽車電子控制實驗，分別是汽車轉向燈控制、直流電機的旋轉控制、汽車車輪測速、車內溫度檢測。
2.實驗板的設計思路
本設計根據教學需要主要完成以下功能：
（1）汽車轉向燈的控制實驗：用兩個按鍵模擬左右轉向燈的開關，用兩個LED模擬對應的左右轉向燈，通過按鍵操作實現(xiàn)轉向燈控制。
（2）汽車直流電動機的正反轉控制實驗：直流電機的兩個引腳與兩個繼電器相連，通過正轉、反轉、關閉按鍵來控制直流電機的正反轉工作。
（3）汽車車輪轉速檢測實驗：通過一對紅外發(fā)射接收管作為轉速傳感器，當旋轉物體在接收和發(fā)射管之間轉動時，通過遮擋與否來測定轉速，并顯示在數(shù)碼管中。
（4）車內溫度傳感器的實驗：采用一個DS18B20溫度傳感器，模擬車內溫度傳感器的應用。
3.實驗板的硬件設計
3.1 單片機
本實驗板單片機采用STC89系列，為了方便驗證實驗效果，采用在線程序下載的設計，通過通用的下載模塊連接到單片機P3.0和P3.1腳，可直接將編寫的程序下載到單片機。單片機的晶振選用12M，電源電路由5V電源供電，通過一個開關S4控制整個實驗板的啟動和關閉。如圖1所示為單片機最小系統(tǒng)設計。
3.2 按鍵與顯示模塊
本實驗板使用三個按鍵以滿足設計要求，三個按鍵可用于直流電動機的正反轉與關閉控制，同時其中兩個按鍵還可用于轉向燈控制實驗，分別接在單片機的P1.2-1.4口，具體定義可由編程完成。顯示模塊有兩個，分別為兩個LED和四個數(shù)碼管來實現(xiàn)其功能，LED用以模擬轉向燈，接在單片機P1.0和P1.1口；數(shù)碼管顯示車輪轉速和溫度檢測的結果，其位選和段選通過兩個74LS573連接到單片機的P0口。如圖2為顯示與按鍵模塊。
3.3 繼電器與紅外模塊
實驗板通過兩個繼電器控制電機的正反旋轉。工作時，由按鍵控制繼電器的接通和斷開，當一個開關按下后，其中一個繼電器接通電源，另一個繼電器接地，電機向一個方向旋轉；當另一個開關按下后，則之前接電源的繼電器接地，而之前接地的繼電器接電源，電機向另一個方向旋轉，當按下關閉按鍵時，兩個繼電器都閉合到接地，電機停止轉動。電機的旋轉接一個有間隙的圓盤，圓盤置于紅外發(fā)射和接收管之間，當圓盤中的間隙經過紅外發(fā)射端時，紅外傳感器有信號接收，否則則無，依次來進行直流電機的測速。紅外模塊設計有四個引腳，分別為電源、接地和數(shù)據輸出口DO，AO口不使用。下圖3為繼電器和紅外模塊。
x3.4 溫度傳感器模塊
為了模擬汽車內的溫度檢測功能，本實驗板采用DS18B20來模擬車內的溫度傳感器，通過對其進行單片機控制，以檢測出外界的溫度，并將溫度數(shù)值顯示在數(shù)碼管當中。圖4為溫度傳感器的接線圖，其數(shù)據輸出口與單片機的P1.5口相連。
4 總結
汽車單片機技術是一門應用型很強的課程，本實驗板根據教學中的實際需求進行設計，滿足課程中的教學需要。同時也能鍛煉學生的自我開發(fā)和設計的能力，為今后的課程設計和汽車電子設計等活動提供了支持。
參考文獻
論文關鍵詞：單片機；實踐教學；全國大學生電子設計大賽；項目教學
全國大學生電子設計競賽是由原國家教委和電子工業(yè)部組織的面向全國高等學校相關專業(yè)在校學生的競賽項目，是我國高校中舉辦時間長、實施范圍廣、參與學生最多的競賽之一，已成為考核大學生創(chuàng)新實踐能力的一個重要標尺，得到了高等教育界和社會的廣泛認可。大學生電子設計競賽對高校電子專業(yè)的教學內容、課程體系、教學實踐、教學手段、實驗室建設等方面的改革起到了積極的促進作用，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力搭建了良好的平臺。在沈陽工程學院，經過多年實踐，在電子設計競賽平臺上對單片機實踐教學進行改革，并取得了一定的效果。
一、單片機實踐教學中存在的主要問題
目前各高校由于觀念、資金、師資和環(huán)境等方面的原因，單片機實踐教學存在以下幾方面問題：
第一，實踐教學觀念仍存在偏差。由于受傳統(tǒng)文化教育觀念的影響，部分師生重理論、輕實踐的觀念仍客觀存在，實踐教學缺乏整體性、關聯(lián)性和系統(tǒng)性，仍處于理論課程的從屬部分，甚至部分實踐教學環(huán)節(jié)流于形式。
第二，實驗教學的弊端仍然存在。實踐教學課程的設置較為零散，順序和內容仍需優(yōu)化；在開設的實驗中驗證型的內容多，開放性、設計性、創(chuàng)新型的實驗內容少，同時實驗內容存在單一性，而多知識點相結合的實驗少，并且在所開設的實驗課程中缺少與工程實際相結合的綜合性、研究性的實驗內容，不利于學生個性的發(fā)展和綜合能力的提高。
第三，實踐教學師資力量有待提高。教師中能夠滿足實踐實訓技能要求的人數(shù)比例不高，一部分年輕教師從高校畢業(yè)后進入學校從事教學工作，缺乏實踐教學環(huán)節(jié)的專門訓練，自身尚不能成為行家，難以勝任相關的實踐指導工作。
第四，實驗室建設投資有限，校內外實踐基地的建設不盡完善，不能滿足教學實踐的需要。
第五，實踐教學缺乏科學的評價與考核方法。現(xiàn)行的教學評價機制不能起到強化實踐教學環(huán)節(jié)和鼓勵實踐教學環(huán)節(jié)改革創(chuàng)新的積極性，相反存在著制約傾向。
二、電子設計競賽促進實踐教學改革
大學生電子設計競賽的目的在于推動電子信息類課程建設，引導高等學校在教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和理論聯(lián)系實際的學風，培養(yǎng)學生的工程實踐素質、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力；吸引、鼓勵廣大青年學生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。本文從師資隊伍建設、實踐教學內容、單片機實踐教學模式等方面探討實踐教學改革。
1.師資隊伍建設
隨著電子技術的高速發(fā)展，教學內容往往落后實際幾年甚至更多，這就要求教師能適應和趕上這種發(fā)展、變化，要有更寬更新的知識面和更豐富的實踐經驗，不斷地將新內容、新技術、新方法充實到教學中去。我們研究制定了教學隊伍知識、技術不斷更新的科學有效的培養(yǎng)培訓制度。鼓勵教師到國內知名高校和高新技術企業(yè)學習深造，同時積極邀請高水平的技術人才給教師作報告。
2.依托電子設計競賽豐富單片機實踐教學內容
（1）優(yōu)化實踐教學內容。制訂實踐教學大綱時應該適當調整學時，以順應單片機技術的快速發(fā)展，對現(xiàn)有的教材進行適當?shù)脑鰷p，刪除一些課本中的老化的、無關緊要的、過于理論化或抽象化的內容，增加一些在生產生活中可能運用到的真實案例和最新的單片機理論知識，通過實際案例將抽象的理論具體化。在教學中，適當加強C語言的學習，讓學生既能看懂匯編語言也能夠運用C語言將復雜的程序簡單化。
（2）推廣應用proteus仿真軟件及keil編譯軟件。Proteus仿真軟件上有國際通用的虛擬儀器及電子元器件庫，學生可以更加方便地進行電路原理圖的設計和仿真測試，觀察電路的工作狀態(tài)及軟件運行后的變化情況。同時通過網絡課件等形式引導學生練習使用keil軟件。在單片機中，所有硬件電路設計、對應軟件都可以在proteus和keil平臺上進行。Keil完成單片機軟件設計調試，proteus完成硬件設計及系統(tǒng)運行結果查看。這些軟件極大地開拓了單片機的學習空間，降低了單片機的學習成本，提高了學習效果。轉貼于
3.結合電子設計競賽，改進單片機實踐教學模式
（1）項目教學法的應用。建立以任務或項目為教學主線、教師為主導、學生為主體的實踐教學模式。在學生最初接觸單片機課程時，將單片機在實踐生產的應用介紹給學生，并將科研項目或往屆電子設計競賽的作品（如多功能函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字存儲示波器等）帶進課堂，激發(fā)學生對單片機課程的學習興趣。通過實踐的操作，帶領學生在動手實踐中深化理論知識的學習，并在動手實驗教學中培養(yǎng)學生完成創(chuàng)新實驗和課程設計的能力。課程設計和創(chuàng)新實驗不僅要求學生具有獨立分析問題和解決問題的能力，更加對學生的創(chuàng)新能力提出一定要求。在教師的引導和指導下，學生根據電子競賽方向設計具有實際意義的電路，這不僅是對學生綜合能力的提升，更是為學生將來走向社會成為應用型人才打下良好基礎。
（2）以競賽為契機，推進單片機課外教學。作為一門知識更新速度較快的課程，單片機教學的實戰(zhàn)性得到重視。在全國大學生電子設計競賽的推進下，學生逐漸走出課堂，不僅僅滿足于平時課堂上學習的內容，而是自動自發(fā)地走進實驗室，將單片機的學習當做課余生活的重要組成部分。我校為學生成立了開放性實驗室，并為學生購置了AT89S51單片機最小系統(tǒng)開發(fā)板、51系列單片機試驗箱等最新實驗器材和實驗操作中使用到的各類元器件。同時教研室機房的每臺計算機均配備了keil編譯軟件和proteus仿真軟件，使學生在自主學習過程中可先通過仿真軟件驗證實驗思路、電路和程序的正確性，并在仿真成功后利用開發(fā)板或實驗箱完成實驗操作。以大賽為契機，讓學生在以“取得名次為目標，提高能力為目的”思想指導下，主動思考，勤于鉆研，通過大量電路板的繪制、編程仿真、調試等練習將動手操作能力不斷地提到新的高度。
在整個競賽的準備過程中，學生表現(xiàn)出單片機學習的極大熱情，每次項目完成后教會學生做好總結和鞏固工作并鼓勵他們探索新的任務，通過親身實踐獲得實際經驗，養(yǎng)成科學精神和科學態(tài)度，掌握基本的科學方法，綜合運用所學知識解決實際問題。
（3）加深校企交流，為學生就業(yè)創(chuàng)造良好平臺。填鴨式的教學模式使得許多大學畢業(yè)生在就業(yè)后只會“紙上談兵”。為填補工程技術人才的空缺，真正讓學生帶著技術走向工作崗位，我校不斷通過與企業(yè)的交流進行課程改革。近年來，我校與東軟集團、中科院微電子所、中科院自動化所、中科院計算所等多個企業(yè)均有合作，安排學生到生產線及公司研發(fā)部門參觀學習，到相應崗位短期實習，許多在電子競賽中涌現(xiàn)的優(yōu)秀人才更是被各企業(yè)錄用。
我校還建立了完整的網絡平臺。在平臺上，學生不僅可以獲取最新的單片機技術知識和科技資訊，還可以與往屆畢業(yè)生進行在線交流，對目前的就業(yè)形勢、就業(yè)方向有更好的把握。促使學生提高自身水平，為順利就業(yè)打下良好基礎。
4.單片機實踐教學考核方式的改革
單片機實踐教學考核重點考核和評價學生技術應用能力的掌握程度。改革過去主要以平時成績?yōu)橹骺己四Ｊ剑扇「酉到y(tǒng)、合理并與實踐教學內容和教學方法相適應的多樣化考核方式，促進學生實踐創(chuàng)新能力的發(fā)展與提高。具體做法如下：平時出勤成績占20%，平時各章課題實驗成績占40%，期終實踐技能考核成績占40%（其中，考核內容完成情況占20%，課題報告答辯成績占20%）。
期終實踐技能考核內容為完成一個單片機應用系統(tǒng)開發(fā)任務。為了有效、合理地組織考核，安排2～3人一組，每組內容不同、難度相當，完成時間為3～4天。評分（包括系統(tǒng)測試、審閱課題報告和答辯）時間為1～2天。
[關鍵詞]單片機；Proteus；項目化；教學改革
單片機是一種最典型、最簡單的沒有操作系統(tǒng)的嵌入式微處理器。它以體積小、成本低、使用方便等優(yōu)點，廣泛應用于各個領域。正因為它的廣泛應用，各院校相繼開設了《單片機技術應用》這門課程。但該課程實踐性非常強，又非常抽象，多數(shù)學生反映難以理解。我系基于傳統(tǒng)教學環(huán)境和教學方法落后、教學理念陳舊、傳統(tǒng)教學模式存在著許多問題的現(xiàn)狀，對課程教學作了大膽改革與探索。
1.單片機教學現(xiàn)狀分析
1.1教學結構安排不合理。許多教師課程教學以單片機的知識結構為主線，把單片機知識系統(tǒng)分成若干模塊進行理論講解，最后講解一些實例，這種結構教法使學生普遍感到難學。
1.2傳統(tǒng)教學方法難以達到既定教學目標。傳統(tǒng)的單片機教學往往以理論教學為主，實踐教學多是以驗證性實驗為主，輔以課程設計或校內實習。而單片機是實踐性非常強的課程，教學中需要很多硬件設備。課堂中即便有多媒體或現(xiàn)場演示都難以輔助硬件教學，而一般的單片機實驗箱也只是起驗證實驗的作用。況且高職學生普遍理論基礎偏差，動手實踐能力較強，這樣傳統(tǒng)的教學方法必然導致學生失去學習的興趣，難以達到既定教學目標。
1.3雖然很多學校引入了多種新式教學手段及方法，實現(xiàn)教學做一體化。但原有實驗開發(fā)系統(tǒng)成本較高，由于技術更新，設備老化，大部分為成品，實驗儀器會很快落后，學生很難參與到其中的細節(jié)設計中去，學生動手能力很難得到訓練與提高。
2.教學改革思路分析
通過以上分析，當前的單片機教學需要深化改革，需要教師在教學中將教學內容與工程實踐結合起來。這就需要打破傳統(tǒng)的教學知識體系結構，按照企業(yè)生產中的實際應用任務來組織知識點，使每一單元課程以一個具體的項目來體現(xiàn)，學生在做項目的過程中掌握各知識點，這可以在一定程度上提高學生學習的積極性，也使學生在校學習的內容更接近于企業(yè)生產實際，縮短學業(yè)與就業(yè)的差距。
在教學中引入Proteus仿真軟件，利用Proteus仿真軟件和現(xiàn)有的多媒體教學設備，便能完成軟件、硬件和系統(tǒng)集成等內容的教學。還配合虛擬工具與進行仿真，在實時仿真的同時觀測電路參數(shù)，整個過程與真實的硬件調試相當。這使教學內容生動、直觀、思路清晰，使抽象的理論概念和結構直觀化、具體化，學生易于理解和掌握，能起到事半功倍的效果。
程序上，在C語言教學基礎上，采用C51作為編程語言。由于c語言結構性強，功能強大，適用范圍廣，易學易用。因而在此基礎上，學習單片機C51更簡便、實用，學生在項目實施過程中應用自如。
3.項目化教學在課程教學中的實踐
3.1項目的選取
項目選取直接關系到課程教學效果，有趣味性、應用性、知識的獲取和技能的培養(yǎng)循序漸進的項目讓學生完成項目之后有成就感并可激發(fā)學生的學習興趣。在單片機課程中，項目的選取應遵循：（1）按專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程教學目標選取；（2）結合學生實際知識、能力選??；（3）結合實際應用，讓學生通過項目的完成獲取新知識、感受到所學知識的實用價值。
3.2項目的實施
教學過程中，項目的實施需盡可能模擬真實的工作情境，教師先通過項目演示，使學生直觀地明確項目任務。首先將項目分解成幾個小模塊，指出完成這個項目所需的知識和技能，然后對項目中涉及的新知識點和技巧進行詳細的講解和指導。下面以“數(shù)字式溫度計的設計與制作”為例，說明教學的實施過程：
（1）項目要求：以51單片機為核心，設計一個數(shù)字式溫度計，要求采用數(shù)字溫度傳感器DSl8820實現(xiàn)溫度采集，用LED數(shù)碼管顯示采集到的溫度。
（2）教學目標：掌握數(shù)字溫度傳感器DSl8820的功能、特點以及與單片機的接口電路，掌握LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示原理，掌握DSl8820的編程控制以及實時采集溫度的顯示操作。
（3）項目拓展：為此系統(tǒng)增加溫度報警功能，當溫度高于某一溫度或低于某一溫度時，利用蜂鳴器進行報警。
（4）項目實施步驟：①硬件設計，可利用仿真軟件Proteus進行硬件電路的設計，這個過程可以使學生掌握單片機系統(tǒng)器件的接口技術；②軟件設計，利用Kei lC51的編譯環(huán)境為硬件電路編寫C51程序，軟件的設計要注重培養(yǎng)學生模塊化程序設計的思維，鍛煉學生分析問題、解決問題的邏輯思維能力；⑨軟硬件聯(lián)合調試，將通過調試的程序加載到Proteus軟件中的電路，進行聯(lián)合調試，直到滿足要求；④實物呈現(xiàn)，仿真調試通過以后，利用實際器件搭接系統(tǒng)真實硬件電路。學生在這里更能深刻體會到硬件電路設計、實現(xiàn)的過程。實際硬件電路的調試，鍛煉了學生對常用儀器儀表的使用方法和技能。教師要注意引導學生探索電子電路及器件的測試方法和技巧。
（5）項目驗收：學生在完成項目之后，要完成項目報告，內容包括項目硬件電路原理圖、軟件設計流程圖，對于項目實施的過程分析，并附帶項目的程序代碼。
（6）項目考核：教師根據學生完成項目的難易程度、正確性、創(chuàng)新性以及項目報告等，對學生的成績給出評定。
4.單片機項目化教學實施效果
單片機課程實行項目教學方法，其教學效果從學生角度來看：（1）激發(fā)了學習主動性和學習興趣：學生根據項目的需要去尋找知識，學生是主動學習。通過項目的完成學到的知識比以前更扎實，學習目的明確，學習積極性高；（2）提高了自學能力：學生的自學能力、鉆研能力得到很大提高，在相對較短教學時間里開闊了視野，鍛煉了實際工作能力，并適應企業(yè)的要求。從教師的角度來看：通過對學生的指導，轉變教育觀念和教學方式，從單純的知識傳遞者變?yōu)閷W生學習的促進者、組織者和指導者。