单片机课程论文范文

2022-05-14

近日小编精心整理了《单片机课程论文范文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。[摘要]结合非计算机类专业的学生单片机课程教育,针对单片机课程的教学方法、手段进行探讨。一改以往侧重汇编语言教学的侧重点,运用现代工业技术开发常用的C语言作为单片机编程重点,提出一种侧重实际应用的学习,从实际入手,注重掌握其应用方法和技能的教学方法。

第一篇:单片机课程论文范文

单片机课程实践教学的探索

摘要:单片机是电子类专业一门很重要的专业基础课,它的实践性非常强。分析单片机实践教学的现状,对单片机课程实训进行一些探索和尝试。实训项目来源于企业.整个项目完成后学生对单片机开发从设计到硬件电路制作、程序编写、系统调试整个过程可以完全掌握.实训效果很好。

作者:宋相慧

第二篇:单片机课程实践教学探讨

[摘 要] 结合非计算机类专业的学生单片机课程教育,针对单片机课程的教学方法、手段进行探讨。一改以往侧重汇编语言教学的侧重点,运用现代工业技术开发常用的C语言作为单片机编程重点,提出一种侧重实际应用的学习,从实际入手,注重掌握其应用方法和技能的教学方法。

[关 键 词] 实践教学;教学手段;单片机

单片机的发展是从微处理器开始的,从1976年Intel公司推出第一个单片机芯片MCS-48以来,至今已有24年的历史。在这二十多年中,人类社会完成了从工业社会到信息社会的转变。在这个转变过程中,在信息处理领域也发生了深刻的变化,单片机把计算机技术及信息处理技术引入我们日常生活的每个角落。由单片机技术所推动的信息处理领域的巨变被称为“嵌入式信息处理革命”,又叫“嵌入式智能”。“嵌入”意味着“隐藏”或“埋藏”。“嵌入式信息处理革命”将信息处理埋藏在我们每天使用的产品中。根据1999年的统计,基于台式机的通用微处理器(MPU),其年用量约为7500万片,而单片机的年用量为25亿片,是通用微处理器年用量的30倍。可见,单片机的应用是非常广泛的。

单片机开发技术已成为通信专业、信息处理专业、自动控制专业等电子学相关专业的技术人员必须掌握的技术。

一、微机原理与单片机课程的教学特点

(一)课程内容简介

单片机原理与接口技术课程内容主要包括:MCS-51系列单片机的系统结构组成、寻址方式、指令系统、外扩设备、中断系统机制、定时器、计数器、串行通信接口技术等。课程详细地讲述了MCS-51系列单片机C语言的编程技巧,重点阐明单片机外设的扩展方法及组成单片机应用系统的设计技术。

(二)课程内容的教学特点

从单片机原理与接口技术课程内容可以看出有以下几个方面特点:

1.单片机课程为技术基础类课程,其先修课为电子技术基础课、C语言编程基础课,可以说是同步时序逻辑电路的应用,应归属于电子技术应用范畴,所以学好电子技术基础、C语言编程基础两门课程将有助于这门课程的学习。一个为硬件设计打下基础,一个为软件编程打下基础,缺一不可。

2.单片机课程体现着强烈的概念性、抽象性和原理性,强调硬件结构与软件执行构成的整体。

3.单片机课程同时也是实践性很强的课程,有一定的实用性,在学习运用过程中应充分注重理论与实践相结合,软件与硬件相结合,接口与外设相结合,只有这样才能真正学到知识。为以后的系统开发技术打下扎实的基础。

二、微机原理与单片机课程的教学方法、手段探讨

(一)合理取舍与实际运用相关的教学内容、注重培养学生学习开发的能力

单片机原理与接口技术课程内容很多,应合理取舍与实际运用相关的教学内容、注重培养学生学习开发的能力,以弥补技术基础课学习时间短、相关内容多,学生难以在课堂内准确理解、全面接受教学内容之不足。课程讲授的内容要分清主次、重点、难点,哪些内容是目前暂时可以不学而留待以后自行学习的,哪些内容是核心必须学习的,哪些内容是非核心不必要学习的。决不能“眉毛胡子一把抓”,不加分析、不分主次、不分重难点,使学生学习单片机入门困难。

(二)建设课程的理论教学环节,增加课程的实践教学环节

对于单片机课程相关知识的学习有两种不同的学习方法:一种是侧重理论知识的学习,从原理入手,注重理论和概念的学习;另一种是侧重实际应用的学习,从实际入手,注重掌握其应用方法和技能的学习。不同的教学对象要根据其具体情况选择不同的教学方法。对于非计算机专业的学生显然应当采用后一种学习方法。为了提高学生的实际应用能力,课程教学应尽量增加实践教学环节的教学课时。有一些问题,在黑板上写半天,讲半天学生也是一知半解,而让其自己上机练习,亲自做个实验,结果显示出来就清楚了。这也就是增加实践教学环节教学课时的目的所在。

(三)增加实例、案例教学课时以拓宽学生的知识面

在机电一体化系统课程,以及机电方向学生的毕业设计等教学环节中,需要大量典型的微机知识、接口以及编程技术。为此在以下几个方面进行改进:

1.改革单片机原理及接口技术课程的教学,开设电子CAD设计教学,针对单片机接口外设连接绘制电路图,同时生成PCB图。

2.加强单片機原理及接口技术课程的实践教学环节,完善和开放单片机实验室,注重培养学生自己动手的能力,同时培养学生举一反三的意识。

3.针对单片机教学内容的各个模块,设计制作单片机应用系统的典型实验,如A/D、D/A、键盘、数码管和LCD显示、通信、步进电机控制及通用I/O口设计等模块,让学生体验单片机实际软件与硬件相结合的运行情况。

4.力争多开设单片机原理及接口技术课程的综合实验课,例如搞一个综合设计,同时用到单片机的各个接口,运行相关软件来控制设备,为后续的课程设计与毕业设计以及机电方面的学生就业打下坚实的基础。

(四)单片机原理及接口技术的具体教学方案改革探讨

单片机课程的教学不能生搬硬套照本宣科地按照内容顺序讲解,现在硬件的集成度很高,使硬件设计变得简单化、模块化。而相应的软件配套要跟上才能发挥其高性价比的特点。

1.教学方法改革:任务驱动式教学。教学中以前多采取生搬硬套照本宣科的教学:第一部分介绍单片机的内部资源;第二部分是指令学习;第三部分是编程;第四部分是中断系统等内容。整个教学过程下来,大多数学生都只是对汇编语言有一定的理解,而对单片机的实际应用操作却非常生疏。

鉴于以上这些教学情况,只有转变教学方式才能改变现状,可以尝试运用任务驱动法来进行教学。它以任务为核心,每个任务都不是以单一内容存在的,而是与单片机课程内容多个相互联系存在的。其都需要单片机相关接口知识的运用以及与外设连接和配套的软件等。第一部分就简单介绍单片机中最小的应用系统,并通过一些简单的接口实验,让学生了解单片机的工作环境、工作方式以及部分引脚功能,特别是一些特殊的复用引脚具有两个功能的重点讲解,还有就是单片机内部的特殊寄存器的功能控制,以及其内部所存的数据位所代表的含义也要重点介绍,这为以后用软件编程寄存器赋值打下基础。同时还要介绍一些经常使用的外围设备:例如键盘、显示屏、数据采集模块、内存扩展模块等;第二部分则重点进行实例操作教学。通过完成具体的任务设计,这样既巩固了第一部分所学的理论知识,又在此基础上介绍了与任务相关的单片机的内部资源、接口功能、指令和编程。这里的编程重点运用C语言进行编程而非汇编语言。针对汇编语言只需简单介绍其几类指令集即可,不需要详细讲解和举例说明,重点讲解C语言编程,这样学生对单片机编程会很容易上手,而以后走上相关工作岗位也大多用的是C语言编程。许多时候多条汇编语言语句表达的功能其实就一条C语言语句就完成了,而且程序的可读性特别强。

2.加强实践操作教学:强调自己的动手能力。单片机是一门实践操作很强的课程,书上的实验内容多围绕相关的汇编语言指令和程序设计而开设,而且仅仅是在单片机的实验箱上进行操作,所有的实验都是固定死的,就那么几个实验,不能体现单片机灵活多样的设计理念。由于平时的理论教学搬硬套照本宣科,且实验教学的实用性不强,造成了学生对单片机实验兴趣不高而无法达到实际教学目的的局面。建议从以下几个方面进行改革:

(1)使实践操作与理论学习紧密结合,并由浅入深、由简入难,循序渐进地完成教学任务。如讲授第一部分时,就可以先做一个简单的应用系统的电路板,并以此电路板为基础做几个LED灯和按键与单片机的I/O口连接上,实现简单的应用单片机控制按键输入与LED灯的亮灭。而且用C语言编程几条语句就可以实现,简单方便且效果直观,既容易上手学习实操,还能引起学生对单片机实验的兴趣。同样的硬件电路,通过不同的要求,让学生思考,可以简单修改或添加相应的C语言语句来实现不同的效果,培养学生举一反三的能力。例如:先简单讲解C语言程序让每个按键按下去,相对应的LED灯点亮,按键松开LED灯熄灭。做完实验后,同样的电路连接,改变程序来控制第一个按键按下所有LED灯点亮,第二个按键按下所有LED灯每隔一秒闪烁一次,第三个按键按下奇数LED灯点点亮偶数LED灯点熄灭每隔一秒交互一次闪烁。这样就可以让学生通过实际实验操作了解到同样的电路,可以通过软件来实现不同的功能需求,为以后设计打下基础。

(2)由于单片机是一门实践性较强的课程,所以必须强调“动手”能力。只有自己动手去做,才会印象深刻,对单片机的应用才会有一个感性的认识。例如,在做简单的LED灯与按键实验时,可以让学生自己动手操作硬件的连接,培养学生的动手能力,提高学生的积极性。

(3)培养学生的系统设计能力。课程教学应把这个理念贯穿在平时的讲授课程中。在理論授课环节就以任务设计的理念步骤讲授,针对不同的功能,先设计需求,再根据需求设计接口与外设连接,最后通过C语言软件编程来实现。尽量各个功能模块化设计,好调试、好修改、好移植。

在单片机原理与接口技术课程教学中,使学生侧重实际应用操作的学习,不能只注重理论学习,要理论与实际相结合,从实际入手,注重掌握其设计方法与技能。设计制作单片机应用系统与外设的连接时,如:A/D、D/A、键盘、数码和LCD显示、通信、步进电机控制等模块,注重培养学生运用软件编程结合硬件工具实现具体系统功能的技能,为今后走上相关工作岗位打下良好的基础。

参考文献:

[1]李晓荃.单片机原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2000-08.

[2]李文英.微机原理与接口技术[D].清华大学,2001.

[3]林全新.单片机原理与接口技术[D].人民邮电大学,2002.

[4]李朝青.单片机原理与接口技术[D].北京航天大学,2001.

作者:于进杰 刘长江 刘会英

第三篇:中职单片机课程教学改革研究

摘 要:从中职学生的现状分析入手,探讨如何培养学生学习单片机课程的兴趣,如何使用项目教学法结合分层分组教学来优化课堂教学,能够提高学生单片机项目综合设计应用能力,切实提高单片机课程的教学效果。

关键词:中职;单片机;教学改革;项目教学法

近年来,大多数中职学校电子专业都开设了单片机课程。由于单片机是一门综合性要求较高的课程,而中职学校的学生学习基础较差、没有良好的学习习惯和方法,因此,在单片机课程教学中很难取得令人满意的效果。我校在多年的单片机课程教学实践中,结合近几年来单片机项目技能大赛集训经验,认为在中职学校的单片机教学过程中,首先要激发学生学习的兴趣。其次是根据学生的知识结构合理安排项目教学的难度,本着先易后难的原则,逐步培养学生形成清晰的知识体系和独立解决问题的能力,提高该课程的学习效果。本文阐述了中职单片机课程教学中存在的常见问题,阐述了如何培养学生学习兴趣、使用项目教学法结合分层分组教学来优化课堂教学,提高教学效果。

一、中职学生在单片机学习中存在的问题

1. 学生自身的原因,使得单片机学习难度大

目前,各中职学校的学生有的存在“三差”,即成绩差、自主能力差和行为习惯差。有的中职学生由于学习成绩差,而进入中职学校学习,大多被家长和学生本人看成是“无奈的选择”。因此,进入中职学校的学生,学习目的不明确,情绪不稳定,没有学习兴趣和动力,自觉性不强。由于这类学生长期以来,学习没有好的基础,学习习惯没有养成,缺乏自信,在上课的时候,不主动参与。作业中有抄袭现象,不能主动地融入课堂中,学习处于一种比较被动的地步。面对这类学生,要想让学生学好单片机课程,难度是可想而知的。

2. 单片机课程本身学习难度大

单片机是一种综合能力的反映,它体现了学生软件、硬件知识的基本功以及解决问题的能力。在单片机教学中,由于中职学校没有开设计算机组成原理、程序设计等相关课程,在学习单片机的I/O口、指令、寄存器等相关概念时,学生难于理解,对程序设计中相关问题的算法无法理解。另外,对于大多数中职学生来说,他们中的大部分人在义务教育阶段外语、数学等科目成绩很差,加之指令助记符等知识记忆量较大,所以学生普遍反映学习难度大。

3. 实训教学难度大

单片机教学既要有理论知识的学习,也要注重实训教学。在实训教学中,单片机程序的录入错误、算法错误、硬件连接错误等,都会成为学生实训中的障碍,学生在实训过程中,遇到问题如果不能及时给予指导,会影响实训教学效果。另外硬件在实训过程中因为操作不当、大量损坏等原因,常常出现一些意想不到的后果,为实训教学的组织和管理带来较大的难度。

二、中职单片机课程教学改革

1. 培养学生学习兴趣

由于中职学校学生成绩普遍较差,大多学生长期接受的批评多,得到的鼓励少,学生缺乏自信,对任何科目的学习都缺少兴趣。学习兴趣是最好的老师,学生一旦有学习兴趣,学习就会化为学生自身的动力。如何激发他们的学习兴趣,是搞好单片机教学的第一步,也是最重要的一步。培养学习兴趣可以从以下几方面进行。

(1)帮助学生确立正确的学习目标。中职学生由于学习成绩差,专业课教师要充分利用专业课的优势,帮助学生确立正确的学习目标。学习目标分为短期目标和长远目标,在单片机教学过程中,通过短期目标的实现,提高学生学习的积极性,并逐步实现长远目标。在单片机课程教学的第一课,让学生知道生活中随处可见的单片机应用:电磁炉、微波炉、遥控电扇、洗衣机、空调、电视机等,体会单片机的应用之广;通过新闻、工厂生产过程的视频了解单片机在现代工业中的应用;通过近几年单片机技能大赛参赛视频了解各学校的学生参赛情况和对单片机课程学习的体会,让学生从身边找到学习的榜样,并确立自己的学习目标。

(2)以爱孩子之心爱学生。中职学生很多是问题学生,在家长眼里,孩子进入中职学校是无奈的选择,一方面是让孩子长身体,一方面还是想通过学校和老师的教育培养孩子的性格,让孩子学会做人,对孩子的学习成绩没有太高的要求。这样的孩子很多缺乏自信,个别孩子性格孤僻。由于单片机课程最容易实现丰富多彩的实验效果,如流水灯、电子钟、电子密码锁、红外遥控开关、LED电子显示屏、电梯控制等,通过实验项目激励学生的求知欲望,培养他们的探索精神。在教学过程中,老师应更多地关爱他们,鼓励他们,像对待自己的孩子一样有耐心地对待他们,学生自然会跟老师配合,良好的师生关系让学生更愿意学习。经验证明,做学生的良师益友,更能激发学生的求知欲,让中职学生找回自信,学会学习,快乐学习。

(3)从生活中获取实验项目。传统单片机课程很多教学项目与生活实际相去甚远,在单片机教学开始,很多实验项目可以来自生活实际。如流水灯项目、电子密码锁、遥控密码锁等。这些项目的实验来源于生活,也可以应用于生活。在实验过程中,可以建立模型,实现教学项目在生活中的应用,让学生体会单片机应用无处不在。学生掌握了单片机技术并能把它应用于生产、生活实际,不仅能让学生就业,更能让学生体会到对单片机技术的研究是一个非常适宜的业余爱好,让他们进一步树立学习目标。

(4)逐步培养自学能力。学生进入中职学校以后,除了思想品德教育、行为习惯的养成教育、专业知识传授、专业能力培养外,其中一项重要内容是学生自学能力的培养。因为中职学生学习基础差,教师不可能把学生所有欠缺的知识都补上来,也不可能把所有专业知识都传授给学生,而学生毕业走向社会后,要把所学的知识用于谋生,还有很长的路要走。所以,在单片机教学的过程中,项目确定后,有些知识要求教师补充,有些知识要让学生自己去搜集,指导学生如何利用图书室和网络搜集相关资料,并及时对完成的项目编写总结材料,对已完成的项目,进行适当的拓展,添加新的功能和要求,在实训时让学生自己验证,不断提高学生的自学能力。

2. 运用项目教学法和分层分组教学

传统的单片机教学,通常是以理论课为主,实验课为辅。由于中职学生的学习基础差,没有计算机组成原理、计算机程序设计等知识,繁杂的单片机理论会让学生一头雾水,会让学生一开始便产生厌倦情绪,教学效果不能保证。实践证明,在单片机课程教学中,运用项目教学法能克服传统教学法的不足,取得较好的教学效果。项目教学法是指学生通过完成项目达到学习知识的一种教学方法。在教学过程中以项目为主线,学生按综合能力分成小组,各组按综合能力搭配有好、中、差学生,各小组平均能力相当,各小组有组长,负责带领小组完成相应学习任务。各小组在学习过程中,由能力较强的学生带动能力相对较弱的学生,互帮互助,形成合作的学习小组。每个项目完成后,对小组完成情况进行成绩评定,各组从项目最终效果、项目分工、各组成员的合作程度、组内成员的进步情况等方面进行打分,对各组的成绩进行排名,对项目完成较好的小组给予表扬。这样,在学习的过程中,既培养了学生的合作意识、竞争意识,也培养了他们的团队意识。实施项目教学法,主要注意以下几个环节。

(1)项目难度适当。项目的确立要充分考虑学生现有的知识水平和认知特点。项目过难,学生不能完成,会打击他们的积极性。项目太容易,学生轻易完成,不利于培养学生的创造能力。项目的确立要与教学内容一致,根据学生的实际水平来控制项目的难度,各项目之间有一定的关联,让以前学会的知识能为后续项目服务,学生在学习过程中,就会对已有知识进行再现,同时会因为知识点之间的连贯性,让学生形成整体的知识结构,学生学得的知识更牢固,更懂得综合运用。

(2)项目进度安排要合理。在单片机教学过程中,项目确定后,要对学生补充哪些知识点,老师要做哪些工作,学生要做哪些工作,哪几节要上理论课,哪几节上实训课,每阶段的实训课要达到什么目标,在确定项目时,要做好计划,让学生也明白该项目要用多长时间,按照什么流程执行。一个项目的推进是有计划和有序的,让学生在项目实施的过程中逐步养成程序化处理日常工作的能力。

(3)做好项目实训过程指导。我校在单片机实训中,用的软件有keil c、Proteus、万利仿真器配套仿真软件MedWin。因为MedWin是中文操作界面,在初学单片机时,用MedWin进行程序的录入、编译和连接仿真器仿真。通过仿真器仿真调试,程序执行过程可以单步运行、设置断点、变量和特殊寄存器状态跟踪。在调试中体会程序运行流程和设计思想。当学生对单片机的硬件模块熟悉后,可以采用Proteus软件仿真和实际硬件平台实训相结合的方式实训。因为Proteus软件中仿真电路修改更灵活,不需要焊接硬件电路,在keil c软件中编写的程序经过编译连接生成HEX烧写文件后直接加载到Proteus软件仿真电路的单片机中,运行仿真就可以看到效果。这种实际硬件平台和Proteus软件仿真相结合的单片机实训方式,大大提高了实训教学的效率和项目训练思维拓展的空间,培养学生单片机程序设计能力。

(4)做好项目评价。由于采用分层分组教学,各组的综合能力大致相当,一个项目完成后,采取组长汇报学习总体情况,各小组主要成员谈学习体会,一个小组项目完成情况由其他小组打分取平均值方式计入该小组的项目得分,教师给予指导,项目评价体现学生的主体地位,尽可能做到公平、公正、客观。评价中主要以项目完成的过程及结果为主,兼顾学生的创新能力,以对进步大的学生为该小组另外加分的方式进行鼓励。

(5)通过竞赛活动促进学生对已学项目的巩固和拓展。单片机教学过程中,每个月或每几个项目完成后,对学生已学过的项目,适当增加功能、限制条件等对项目进行拓展,组织学生竞赛,让学生在比赛中检验项目学习情况。教师根据学生对知识掌握情况,改变项目难度和推进步骤。对学生没掌握好的项目,可以再补充相近项目,加强相关知识的掌握。

(6)编写项目总结。项目完成后,要求学生编写项目总结,通过编写项目总结,训练学生专业写作能力,养成对已学知识归纳总结的习惯。项目总结中各小组发言交流,语言表达能力也得到了训练。

实践证明,项目教学能够提高学生学习积极性、参与意识、团队合作意识。以项目为主线,把相关知识融入到项目教学中,学生学习轻松了,知识掌握牢固了。项目进行过程中,学生通过自己搜集资料、讨论程序算法,学生的自学能力得到了提高。在项目评价过程中,学生通过写项目总结,学生的专业写作能力得到了提高。

近年来,国家大力发展职业教育,各中职学校的教师大部分都参加了国家级培训、省级培训,各市成立相关专业中心教研组。通过各级培训和专业教研活动的开展,中职学校的教师开阔了眼界,业务素质大幅提高。同时,国家大力支持各中职学校的实验室建设,各中职学校都建有规格较高、专业较全的实验室,实验条件大大改善。

总之,在单片机课程教学中,教师相当于导演,学生相当于演员,每个项目相当于一场演出,演出成功与否,与教师的“导演”密切相关。现代的职业教育大有可为,也大有作为,中职学校的教师要紧跟时代步伐,不断适应新时期对技能人才培养的规格要求,改进教学方法,为社会培养更多、更优秀的技能型人才。

参考文献:

[1]李春艳.中职学校单片机教学浅析[J].新课程,2013(10).

[2]李文华,李志英.中职单片机课程教学的改革与实践[J].中小企业管理与科技,2013(24).

[3]宋楠.任务驱动法在中职单片机教学中的应用[J].考试周刊,2012(29).

作者:李代军

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