时间：2022-11-16 16:50:27
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇单片机原理与应用，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：单片机；嵌入式系统；检测电路
一、紧紧围绕教学目标修订教学大纲
根据单片机课程的教学目标，本着以学生为本、淡化理论、突出实用、加强实践、力求知识的系统和完整为原则，重新修订了教学大纲。
第一，对教学内容进行了合理的取舍。
第二，重新确定了教学重点内容。既然确定“能够开发简单的开关量”产品并确保理论知识的系统性为本门课程的教学目标，那么理论教学重点就放在开发“开关量控制”所必需具备的基础知识上面，即：单片机的内部结构、指令功能、应用程序的编写、中断系统、定时、计数器等。这些内容融会贯通就必须“精讲多练”，所以我们把删除的知识所占用得课时按照一定比例分配给这些内容的理论课和实验课，突出其重要地位。
二、改革教学方法，提高教学效果
单片机系统有着强烈的现实性，对教学方式不应是单一的固定模式。可以采用：
（一）在课堂上可以将多种教学方式熔融一体，灵活应用
可以采用多媒体、实物教学，从智能控制系统的一个样板实物外型到该电路的原理图，采取部部展开，层层推进，让学生看见实物产生感性认识，联系到原理产生理性认识，由实践上升为理论，又由理论去指导实践，全面向学生传递智能系统中单片机的使用。在课堂的教学中采用讲授式、启发式、讨论式、测验等多种教学方法，根据学生的能力及教学内容的需要灵活使用。在教学中多与学生沟通，了解学生对教材、讲课、实验等的要求，根据教学大纲及时加以调整教学内容及模式，达到教学的目的。
（二）加大学生编程的训练
一是编制有规模的、科学的、实用的学生练习题集与试卷库，定期让学生做书面编程，使得他们对指令的记忆加深，二是加大学生实验室的训练，培养他们的调试程序能力，为学生自主学习创造条件。
（三）推进“学研产”结合
让一部分学生利用各种时间投入到实际的项目工程开发中去，培养学生的工程意识，强化学生的工程训练，使他们了解自动控制系统工程中单片机系统的整个开发过程，保证学生所学的知识与实际社会接轨，让这些学生以点带面促进、带动其他学生的学习兴趣。
三、加强单片机实践教学，培养学生分析问题和解决问题的能力
单片机的实践性较强，对实践教学的改革显得尤为重要。通过改革达到使学生具备科学的思维方式和较强的动手能力，并能运用MCS-51系列芯片进行工程开发和应用的能力。在教学过程中可以用单片机仿真试验系统良好的人机界面，通过单步执行功能让学生在显示窗口上可以看见相关寄存器的变化，并能看到转移位置；碰到中断时程序如何转入中断入口去执行以及中断程序结束后程序如何返回。通过程序分析和观察执行过程，一目了然。
为了使学生具有独立分析、解决工程中遇到的实际问题的能力和独立开发单片机应用系统得能力，我们在理论教学结束后另外可以增加两周集中实训教学环节，以体现出实践教学的重要性。比如：我们在分析单片机应用技能基础上，设计了一个典型系统――单片机温度（压力）检测与监控系统。它由检测系统、信号放大系统、A/D转换器、控制系统及单片机系统等六个部分组成。
具体要求如下：检测系统能把0―100℃的温度转换为0-1V的信号。放大及波形变换电路把信号放大到0―5V的直流信号，经A/D后送入单片机系统，单片机系统对测量信号进行滤波，非线性校准，标度变换，通过人机界面显示出来。报警值可通过人机界面（键盘）设定。单片机系统还能完成对控制量的自动设置。本方案是集电工、模拟电子、数字电子、自动检测、单片机的嵌入式应用于一体的系统，为了提高单片机的应用能力，我们把这个综合项目进行分解，把总的要求分解到各相应课程的实践中完成。如温度检测与监控系统分解为以下几个子项目：1.电源变压器的设计与制作；2.稳压电源的设计与制作；3.放大器与波形变换电路设计与制作；4.非电量（温度）检测设计与制作；5.单片机系统设计与制作。根据各部分之间的接口要求提出相应的指标，把这些项目分配到相应的实训中。例如把电源变压器设计与制作在电工实习中完成；稳压电源、放大器及波形变换电路的设计与制作在电子技术实训时完成；检测系统设计与制作在自动检测实训阶段完成；单片机系统的软、硬件设计在单片机课程设计阶段完成；整个系统的组装及调试在单片机实训阶段完成。通过变压器的制作，学生了解了选用漆包线的方法，学会小型变压器的设计，掌握变压器的绕制工艺。放大器的制作，使学生学会了放大器的设计、制作、调试工艺和电子测量仪器的选择与使用。检测电路的设计，使学生学会了传感器的选择和使用，进一步理解传感器的主要技术对检测结果的影响，学会测量误差的分析方法。单片机系统的设计与制作，使学生能根据工程要求，配置单片机应用系统的硬件电路，完成显示、A/D、键盘、程控等子程序的编写调试，熟练软件编程环境和仿真器、编程器的使用方法。
四、结束语
单片机系统教学应突出教学的自主性、开放性和创新性，有利于新世纪创新人才的培养，符合高校的教育教学规律。在教学过程中，以加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为指导思想、以培养与提高学生的科学实验素质、动手能力和创新能力为目标，建立以学生为主体、教师为主导，以层次化、模块化、全面开放的新的教学模式运作。力争通过单片机系统教学的改革，使学生能理解、掌握实际的单片机应用系统的开发过程，学会掌握及使用新技术的方法，使学生掌握一个实际单片机应用系统的开发模拟过程。
参考文献：
【关键词】单片机；教学改革；探索与实践
单片机具有控制功能强、体积小、功耗低、性能价格比高的特点，广泛应用在家用电器、智能仪器仪表、自动化及工业控制等各个领域。《单片机原理及应用》课程在强调高技能型人才培养的电类专业中，是一门重要的专业基础课，是中职电子类毕业生拓宽就业面的重要知识。作为一门综合性、实践性极强的课程，《单片机原理及应用》可分为理论教学与实践教学两部分。其课程特点是概念多、逻辑性强、连惯性强、内容抽象，对于中职学生来说，入门难，不易掌握，一个知识点掌握不好就可能影响到学习的兴趣。目前，如何安排单片机的教学内容，让学生既能了解新技术又能对单片机的应用技术融会贯通；如何设计教学方法，激发学生的学习兴趣，真正理解和掌握单片机技术，是中职单片机教学中急需解决的问题。根据多年的单片机教学实践和应用体会，我们对单片机课程进行了一些改革，并取得了一定的成效。
一、转变传统的教学思路，确立“做中教、做中学”的教学理念
由于单片机的专有名词多，内容抽象，指令丰富，同时涉及到电路原理及性质，仅凭教师单纯地讲授，即使想像力十分丰富的学生理解起来也比较困难。按照传统的教学思路，学生只有课程学习的最后才接触到单片机的实际应用系统，而在此之前的学习，由于学习目标不明确，学生会感到学习内容枯燥乏味，故而学习的兴趣不高，到后面表现为学习后继动力不足，最后，在讲述单片机的综合应用实例等重要部分时，学生想学也学不下去了。
为了提高学生的学习兴趣，提高教学质量，首先，确立以学生为中心的教学理念。教师作为主体体现教学的主导性。学生作为主体体现教学的学习过程中的主动性。教师要成为导航者、辅导者，把大量的时间留给学生去自主探索，相互协作学习，教师的作用是告诉学生学什么，怎么学，并帮助学生解决通过努力解决不了的问题。其次，确立以实践为重点的理念。结合中职生的学习特点，在课程学习的开始，我们通过几个简单的任务来引导学生理解单片机的基础知识，建立“做中学”的思路，激发学生自学的潜能和兴趣。例如，在学习单片机结构原理的内容时，由于学生刚刚接触单片机，只用一个生活中常见的不断闪烁的信号灯作为任务，让学生自己根据以前学过的电路知识，自己连接电路，并向学生演示如何控制电路，如何下载程序，激发学生的求知欲，使其带着疑问去学习，其效率比单纯的理论讲授要高得多。在此基础上，再引导学生进一步增加任务的难度，进而理解单片机的结构与工作原理。
二、单片机教学内容和教学组织的改革
（一）基于C语言的教学内容
近年来，单片机技术发展很快，51系列单片机是最经典的微处理，也是较容易学习的一款单片机。另外，51系列的单片机在网络上的教学资源丰富，学生可以通过上网授索相关的教学知识，及在网络上单片机高手的经验心得，同时，学生若能够很好的掌握51系列单片机，再学习其他系列的单片机也变得容易。综合考虑，在硬件上，单片机的型号我们仍以传统的51系列单片机为主。
如今企业的单片机项目开发，一般都采用C语言。为适应时展的要求，在单片机的程序编写教学上，我们采用C语言。根据单片机学习的规律，结合C语言的特点，在课程内容安排上，采用这样的模式：概述、硬件结构、I/O口、中断与定时系统、串行数据通信、应用。其中指令系统的讲解穿插在各个章节中，以案例形式讲解。案例中用到哪条指令就讲哪条指令，不再单独讲解，也不再单独讲解指令的寻址方式。在各章中由浅入深的工程案例中，带着学生一边复习巩固C语言知识，一边介绍C51与标准C语言的不同点和编程注意事项，并逐渐让学生熟悉编写大规模C语言程序的思维模式。
（二）构建模拟与实体实验平台共同教学的实验模式
利用计算机、KeilC51仿真器和Protues软件创建一个可视化虚拟电子类实验室。通过操作这些虚拟的实验仪器或设备。完成各个工程案例的设计与实现。利用仿真技术达到真实效果相一致的教学要求和目标，从而在不增加硬件投入的基础上，提高学生的创新能力。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是。它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，解决了实验和工程应用之间脱节的问题。该软件是目前唯一的一款能对单片机进行仿真的EDA软件。在实践过程中发现，选用KeilC51uVision2软件编泽调试比较合适。该软件支持众多不同的MCS51架构的芯片，集编辑、编译和程序仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计。界面友好易学。
单片机课程的实验教学，除了利用Protues软件构建其虚拟现实电子教学实验平台外，必须补充单片机的综合设计实验，这是在前面实验的基础上进行的，旨在让学生对实际的单片机应用系统有个感性的认识，也锻炼学生实际应用设计能力。安排的内容是通过教师给出设计题目，由学生自己设计单片机系统电路、选择器件，然后按照自己的设计焊接实验板，并编写程序调试电路，实现题目要求的功能，在制作过程中出现的问题与故障，要自己找到切实可行的解决办法。这样，就培养了学生的工程意识，让学生知道如何应用所学的知识用到真正的系统设计上。
（三）结合项目教学法，在教学中引入案例
“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，根据课程目标、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，每个项目的实施以行动导向教学原则为指导。教学过程分采用资讯、计划、决策、实施、检测、评价六个阶段。
同时结合案例教学，每个的任务实质上就是一个案例。在单片机教学中，运用案例教学。可以大大缩短理论与实践的差距，提高学生解决实际问题的能力。很多学生在上实践课时大都有这样的感觉，他们学到很多关于单片机技术及其相关课程的理论和技术，但回到实践的时候却不知道如何使用，从何入手。究其原因，就是学生没有接触过单片机技术和其课程整合的实际问题，离一线课堂操作的距离还很遥远。而运用案例进行单片机的实践教学，创造机会让学生接触与实际应用相近的案例，能有效地缩短学生学习时间。比如。在教学过程中。以一个完整的项目开发为案例，编写生日快乐曲、做个电子钟。一方面其趣味性增强了，另一方面又容易被学生接受，学生可以根据所学到的东西，进行分析、反思、体验和感悟。当与其共鸣时，就会很自然的模仿，进而收到举一反三的效果。
三、开展第二课堂活动小组，结合第二课堂增设自创实验项目
单片机相关实验室可以在完成计划内教学、科研任务的前提下。利用现有师资、仪器设备、设施条件等资源，在课外的时间，面向学生开放，为学生提供实践学习条件，重点培养学生的创新创业意识和动手实践能力。学生在开放时间内自主完成自创实验和趣味性实验，教师从旁指导。第二课堂的开设，拓展了学生的课外学习，是课堂教学很好的延伸。同时，这有利于提高学生的实践能力和创新能力，也为单片机的竞赛培养人才。
四、改革考核方法
[关键词]单片机；创新能力；教学改革
[中图分类号]G40―057
[文献标识码]A
[论文编号]1009―8097(2009)13―0282―03
引言
《单片机原理及应用》课程是向学生传授单片机技术的基础课程，它综合了多门基础课和专业基础课的知识，主要培养学生进行智能化电子系统整体设计的能力，培养强电专业学生的弱电控制能力。通过学习，使学生掌握单片机应用系统的硬件设计和软件编程技术，可为后续更高层次专业课程的学习、毕业设计、参与实际的综合设计课题和将来参加工作打下良好的基础。因此搞好《单片机原理及应用》课程的教学工作，提高学生的创新能力，对提高教学质量有着非常重要的现实意义。
一 目前教学中创新能力培养存在的主要问题
我院的自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程三个电类专业均开设了《单片机原理及应用》课程，学生在学习了电路基础、数字电子、模拟电子、微机原理等基础课程的基础上，再学习《单片机原理及应用》课程，在整个教学安排上是非常合理的。然而通过40学时的教学和一周的课程设计，最终对学生的学习情况考核时发现学生对该课程的掌握情况并不十分理想，尤其是创新能力较差，主要表现在：
1 学生主动学习的意识不够，缺乏创新思想，学习过程中一旦碰到问题，很难认真思考、探索研究、积极主动地解决问题。
2 在《单片机原理及应用》的教学过程中，传统的教学还是以理论为主，以课堂授课为主，学生很少有应用具体电路解决实际问题的机会，不利于创新思维的培养。
3 目前实验课程体系验证性实验过多，综合性、启发型实验不够，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手能力训练，更不用说培养学生的创新能力。
4 在传统的教学思想和方法引导下，学习成绩主要是以考试成绩确定的，因而常常出现“高分低能”现象。这种评价体系造就学生对实践环节学习的轻视心理，即是以成绩合格为目标，而不是能力获得为标准，限制了学生的创新能力。
二 改革思路和方案
针对以上问题，在单片机教学中，根据学生、教材、教学设备等实际情况，将授课内容进行全面、合理的整合优化。减少冗余，加强综合性、创新性内容，在对整个课程链研究的基础上进行了课程改革，改革后的讲课学时分配如表1所示：
在对整个课程链研究的基础上进行课程改革，可以避免学生反复学习同一内容，但又学得不够深入等问题。对照以前的教学大纲，了解当前学生所学课程，对单片机的大纲做了更改，利如增加了单片机应用典型案例、接口部分知识，删除了同步、异步通信概念、进制部分知识等。
这种改革符合目前国家教育教学改革基本方针，可以减轻学业压力，用有限的课时学习尽可能多的知识，做到“厚积”。在改革过程中注意积极开展教育创新。为培养创新意识，积极探索具有创造性的教学方法和手段，在授课中改变老师唱主角，学生当观众的教学模式：改变学生静态、被动接受的地位，建立以学生为中心的实践性教学模式。利用学生对新事物感兴趣的心理特点，鼓励学生积极、主动地去探究知识，教会学生进行创新的科研方法和在自主的学习中学会创新。另外在现行开设单片机课程中，实践内容所占比例偏少，实验设备陈旧，内容跟不上时展，因此进行了实践性教学环节改革，改善教学与实践脱节的现状，使各环节相互衔接，增加创新实验，通过加强动手能力的培养，提高了学生的综合素质和创新能力，培养应用型本科人才。
三、为提高创新能力所采取具体措施
1 提高学生学习单片机的兴趣，培养学生创新意识
兴趣是最好的老师，只有有了学习兴趣，才能够在学习中创新，喜欢创新，注意创新，发挥自身的创造性。为激发学生的学习兴趣，在开课之后，我们首先向学生介绍单片机的多种应用功能及其良好的发展前景，让学生明白学什么、为什么学和学会后能做什么，并利用图片、录像和实物等介绍一些当前的单片机先进科技和教师相关单片机科研成果；邀请一些单片机科技公司的技术人员、知名教授来校作单片机知识专题讲座；请一些已毕业从事与单片机技术有关的学生来现场指导教育，使他们了解单片微机在工业控制、智能化仪器仪表、计算机外部设备、计算机网络与通讯技术和家用电器等领域的应用及学好单片机的重要性和必要性，激发他们的学习兴趣，鼓励他们动脑思考有哪些领域或哪些与我们日常生活相关的电器或仪表等设备适合用单片机控制，从而使学生具有初步的创新意识。
2 鼓励学生进行单片机应用系统开发，培养学生的创新能力。
不断鼓励学生利用课余时间进行单片机应用系统开发，制作自己兴趣的产品，编写单片机程序。由于初学者一般没有开发板和仿真器这些设备，为了给学生创造条件，我们采取了以下措施：
(1)给学生提供一些单片机仿真软件，让学生在电脑上模拟实际系统，编写软件。例如提供了proteus仿真软件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其电路，还可以和keil软件互联，可以像使用仿真器一样调试程序。又不需要任何费用，特别适合学生在单片机学习的起步阶段使用。我们在实验室里安装了这个软件，并在教学过程中向学生演示它的功能和使用，鼓励有电脑的学生安装这个软件，让他们利用课余时间自己动手做做电子表、步进电机、直流电机控制、LED显示，AD、DA转换，交通灯设计等方面的模拟实验。
(2)鼓励有一定经济条件的学生买一些小型的单片机学习开发板。目前市场上有很多专门为在校大学生学习单片机量身定做学习开发板、主控芯片。包括凌阳、51系列、AVR系统等，它们价格低，特别适合于学生利用课余时间学习单片机开发。而实验室也购置一部分这样的开发板，对学生开放，给学生创造自主学习和开发单片机系统的环境，从而培养了学生的创新能力。
3 在实验中培养创新思维
改变原有的实验教学模式，减少验证性实验，增加设计性、综合性实验，并开放实验室，随时恭候学生的来临。在整个实验进行过程中，以学生为实验的主体，最大限度地调动和发挥学生的主观能动性，引导学生积极对待实验中出现的问题，并自己动手解决这类问题。指导教师在实验的组织管理上起主要作用，而在实验中仅起指导作用，给学生指明方向，避免多走弯路，并解答实验当中出现的一些疑难问题。例如：在彩灯移动实验中，鼓励学生编写不同的移动花样，采用多种不同方法编程，并设计电路图，这样将生活中常见的小产品与课程实验结合起来。使同学们加深对理论知识的
理解，学到了实际知识，培养了分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新思维。
4 通过课程设计改革培养工程素质，强化创新能力。
创新能力不仅仅体现在一些制作发明上，更重要的是要有必要的工程素质。在课程设计过程中，注重培养学生的工程素质。从课程设计选题开始，就要求学生注意收集相关资料、作好分工、做好实验记录、总结调试心得等。使学生熟悉从立项、方案论证、软硬件设计与调试、PCB设计、结构设计、到安装调试等电子设计的全过程，系统地培养学生的学习能力、交流能力、合作能力，使学生理解并认识了良好的工程规范。在设计阶段，引导学生从不同角度观察问题、提出问题、解决问题，注意实现创新性设计。在报告整理阶段，引导学生对设计过程进行总结。从方案设计到器件选型，从程序开发到调试。都要求学生将实践中获取的经验总结文字材料，使学生在设计过程逐步体验本课程的系统性。例如，选择电子时钟系统作为课程设计的同学，其硬件电路尽管相对简单，涉及的单片机资源并不多，大部分同学都能够很快的实现基本功能，但在此基础上，引导学生进行创新设计，在硬件电路基本不变的情况下，通过重新规划设计软件，实现许多如计时器、万年历、秒表、定时报警器等附加功能。
每年课程设计的题目既可从教师给定的题目中选择，也可以自行拟定，自行拟定的题目在做之前要提交可行性报告。这就进一步锻炼了学生的创新能力。2007―2008学年我专业的课程设计的可选题目如表2所示：
而课程设计评分依据学生的实际完成情况和文字报告等进行评价。例如，确定若干个基于单片机实现的仪器系统如时钟、点阵显示器等基本功能供学生选题。在指定的时间范围内，提交完成基本功能的仪器系统、相关文字报告等，最后进行答辩。毕业设计得分由设计产品功能和质量分(40％)、毕业设计报告分(30％)、答辨分(15％)、特色与创新分(15％)等部分组成，并要答辨。
5 通过考核方法改革考核学生的创新能力
考核方法作为课程教学的最后环节，它直接检验教和学双方的效果，间接指导着学生的学习。目前《单片机原理及应用》课程使用比较普遍的考核方法仍然是闭卷笔试。应该说，闭卷考试在基础理论类课程教学中，在强化学生学习和掌握知识的作用是不可替代的，但《单片机原理》课程应用性、实践性都很强，如果仍以闭卷考试作为主要评价方法，则不能较好检验学生的实践能力和创新能力。因此对当前的考核方法进行了改革，并拟建立一种长期的跟踪考核制度，将考核重点放在学生在实践中发现问题的能力考核上。即将原来的纯笔试改成了设计报告、机考和笔试相结合评分的方法。在课程结束后学生要提交一个设计报告，设计一种产品，该报告的评分标准为：报告(50％)+创新意识(30％)+程序调试(20％)。而机考指的是在实验室里现场考核，主要考核学生动手能力和程序调试能力。而笔试试卷在考核学生的基础知识的基础上，更强调学生的创新性思维，在题型上进行了改革。减少了一些需要死记硬背的客观题，增加了灵活多样的程序设计，电路设计等题型。充分考核了学生的学习情况和创新能力。最终成绩测评比例为设计报告(30％)+机考(20％)+笔试(50％)。
6 开展第二课堂，培养学生的创造能力
为加强对学生学习的引导，我们将课堂教学延伸到课外，注意对学生参与实践活动兴趣的培养。将学生的课外科技活动纳入到创新能力培养的过程中来，成立了创新电子社团，以电气工程及其自动化、电子信息工程专业学生为主，其他专业学生也可自愿参加。由《单片机原理及应用》课程的主讲教师作为主要指导教师，每周辅导1―2次，并提供不同层次的实践内容，组织多种形式的实践活动，提出灵活多样的实践要求，吸引学生主动地、有选择地参与这些实践活动，让学生根据自己的发展方向，结合自己的兴趣和需求，选择适合自己的题目或感兴趣的产品设计。在设计和制作过程中，教师给予适度的指导，使学生能够独立、主动、保质保量地完成自己的设计目标和任务，把学生被动地学习变成积极主动地学习，把依赖于老师的学习变成独立的学习和思考。设计题目和产品的实现也增强了学生独立解决问题的自信心，进一步提高学习的兴趣。在教师的指导下，学生可以通过第二课堂对课堂教学内容进行补充和提升，可以根据自己的兴趣进行选题、完成自己感兴趣的课外实验项目、设计和电子制作，可以自己设计电子作品等，这样就使他们在完成学习任务的基础上，使自己的创新思想得以实现。大大激发了学生的课外学习兴趣和主观能动性。也为学生提供了自由发展的空间，提高了学生的创造能力。
7 依托各种竞赛，推进课程改革，提高创新能力
积极参加全国大学生电子设计竞赛、盛群杯单片机竞赛，飞思卡尔智能车竞赛等各类比赛。这些竞赛既培养了学生电子设计能力，提高了实践能力，也锻炼了学生的团队合作精神。通过各类竞赛，掊养一部分学生的动力创新能力，再通过宣传，使其它学生对单片机学习产生兴趣，为参加这些竞赛而努力，从而进一步提高了学生的创新能力。
四 结束语
在进行了课程改革以后，学生的学习热情受到了很大的激发，出现了自主式学习的热潮。由于课程的改革，使理论教学的时间大大缩短，学生有了更多动手和思考的时间，在课程结束时，大多数同学提交了自己的作品，更有部分同学在单片机比赛中取得了优异的成绩。我们将以此为契机，积极、主动地促进单片机课程的进一步改革，使单片机课程跟上时展的潮流，使学生学完单片机后，不仅仅具有初步单片机应用系统的设计和开发能力，还具有了一定的创新能力，有效的提高了学生的综合素质。
参考文献
[1]江世明，刘湘涛，申寿云等.省级重点建设课程《单片机原理及应用》的创新与实践[J]怀化学院学报，第2006，25(8)：162―163.
[2]龚益民.《单片机原理及应用》教学改革与实践[J].2007，(5)：119―120
关键词：课程改革；仿真教学；任务驱动法
传统单片机原理及应用课程教学方式是以单片机的知识结构为主线，学习单片机的原理部分――单片机硬件结构、中断系统、定时器/计数器、串行口应用、系统扩展等。原理部分内容抽象，对高职学生来说学习难度大。应用部分是在所学理论知识的基础上，将理论用于实践，实践性强，与实际应用联系非常紧密。单片机应用以硬件和程序作为基础和支撑，前面知识一知半解，使单片机系统设计的学习和掌握变得难上加难。对于非计算机专业的高职学生，要学习如此复杂的单片机软、硬件知识，传统的以讲授为主的教学模式显然不能适应高职学生学习的需要，改革教学模式势在必行。在本课程的教学中实施了以任务驱动模式为主的项目教学法，加大实践在教学中的比重，力争实现理实一体化教学。
一、引入PROTEUS仿真教学，激发学生的学习兴趣
PROTEUS软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的功能强大的EDA工具软件。其运行环境为Windows系统，操作简单，不仅具有PCB设计、Schematic Drawing仿真功能，还能仿真单片机及器件，是目前对单片机进行模拟实验的最好软件。PROTEUS软件可在目标板没有进行制作前，事先对其合理性、功能等指标进行设计、调整，还能在没有目标板的情况下实现对单片机软件的开发和调试，从而进行完整的模拟开发。
单片机原理及应用课程的具体目的是培养学生的软件编程能力及硬件设计能力。但由于课程教学课时以及经费的限制，学生很难亲自动手将软件和硬件进行实际操作。使用PROTEUS软件可以实现单片机应用系统仿真模拟。在教学实践过程中，教师通过计算机和多媒体指导学生使用计算机操作KEIL uVision2 软件和PROTEUS软件。学生首先使用KEIL uVision2 软件练习程序编写，将程序编辑、编译、链接后生成“.hex”的可执行文件；然后利用PROTUES软件平台搭建实际硬件电路；最后在PROTEUS平台加载可执行文件，进行仿真运行。
将PROTEUS与 KEIL uVision2 软件相结合仿真，不但可以丰富教师教学手段，还可以使学生既能进行单片机系统软件程序设计，又能进行单片机接口电路的设计，并立即看到程序运行和电路工作的过程和结果。在提高学生学习兴趣的基础上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。与此同时，还能解决实验箱不能实现功能模块的有关限制性。
二、选取任务驱动教学模式，提高学生学习效率
1.以“必需、够用”为原则，在教学内容上改革
针对本课程实践性强的特点，应以“强化能力，重在应用”为指导思想。通过对部分毕业生和相关企业、行业的调研，在教学内容的选取上应以培养技能型专业人才为出发点，以满足岗位职业技能需求为最终目标，以真实的工作任务为载体进行教学过程的设计，以“必需、够用”为原则设计教学内容，注重职业岗位技能训练，增加实践教学的学时，培养学生的实际应用能力。
2.教学过程主要采用“任务驱动法”，理论教学紧扣“实际应用”
“任务驱动法”是理论教学全过程都以单片机应用的典型工程实用案例进行分析讲述的一种教学方法。授课时以“任务”演示作为引入，以实现“任务”为主线介绍单片机各相关理论知识。将单片机课程的内容融入几个典型的单片机任务中，将理论教学和实践教学融为一体，将“单片机理论”“单片机仿真”与“单片机实操”融为一体，将传统教学方法与现代化教学方法融为一体。使学生在实践中学习理论知识，使所学的理论知识在实践中得以验证；同时用理论指导实践，培养学生的操作技能，实现理论和实践的有机结合。这样学习目标更明确，带着具体的任务去学习，既增加了学习兴趣，又提高了学生学习的主动性和自觉性。
3.结合以“单片机实验开发板”为主，以“单片机实验箱”为辅的实验教学模式
“开发板”为电路板的形式，虽然体积很小但包含了“单片机”实验的各个部分，可以根据需要对其进行扩展。另外，此单片机“开发板”要求学生自己动手焊接、调试，可加强学生对硬件电路的认识和手工焊接能力的锻炼，为今后学生自主开发、设计单片机应用系统奠定了一定的硬件基础。
三、以C语言为主，与市场接轨，降低学生学习难度
C语言是目前世界上使用最广泛的高级程序设计语言之一。C语言已被人们普遍接受，它在系统软件、数据处理、科学工程数值计算等多个领域的软件开发中起着越来越重要的作用。C语言结构紧凑、语句简洁，是介于高级语言和汇编语言之间的一类语言，具有像汇编语言那样直接访问硬件的功能。
单片机应用系统的程序设计，既可以采用汇编语言，也可以采用C语言。汇编语言虽然具有接近硬件和执行效率高等优点，但开发单片机难度高、效率低且周期长。C语言虽然执行效率不如汇编语言，但是C语言的突出优点是可读性和可移植性好，既有高级语言的优点，又不失对硬件的控制，可以尽量少地对硬件进行操作，非常适合开发单片机。C语言中有丰富的函数，可以直接调用，大大降低了编程者的工作负担。引入C语言进行教学，学生掌握起来相对较快，不用过多考虑硬件，编写程序较容易。经过调研，目前在高科技电子领域实际应用中，单片机的开发多采用C语言编程。故采用C语言代替汇编语言开发单片机。
通过理实一体化课程教学改革，将任务驱动法、仿真法、实验教学法相结合，将“教、学、做”融为一体，培养学生单片机系统的应用能力，并将C语言应用于单片机课程，降低了学生的学习难度。经过课程改革，可提高学生学习兴趣、提高学生主动学习的积极性，教学效率和教学质量也有一定提高。单片机原理及应用教学改革是一个长期的过程，需要教师不断学习、积累经验、探索完善、拓展知识结构、加强科学研究，同时不断改进教学方法，提高教学效率，使学生在知识的掌握与实践能力的提升方面受益。
参考文献：
[1]余永华.单片机课程理实一体化教学模式改革[J].读与写，2015（3）：314.
[2]张子红，王昊.依托实训基地和单片机学习板的单片机课程改革[J].高师理科学课，2015，35（1）：74-77.
[3]张淑萍.单片机课程教学应用PROTRUS仿真技术的相关研究[J].时代教育，2015（4）：116.
【关键词】单片机；职业教育；教学模式
电子技术的飞速发展，给人类生活带来了根本性的变革，特别是随着微型计算机的出现，更是将人类社会带入了一个新的时代。单片机其实就是一个简化的微型计算机，它将CPU、存储器等集成在一块很小的芯片上，主要用来完成相对简单的控制任务。单片机因为体积小、可靠性高并且价格低廉，所以广泛地应用在智能仪器仪表、机电设备控制、自动检测和家用电器等多个领域。正因为单片机应用领域广，单片机开发人才的需求量大，所以几乎所有的职业教育院校对电子信息类的专业都开设有单片机应用与开发的课程。但很多老师在上这门课时直接采用了一般大学传统的教学模式，利用书本教授大量的理论知识，然后做几个实验加以辅助，并没有针对职业教育的特点进行改变。我认为职业教育就应该以职业为导向，注重实际运用，所以本文将探讨一种单片机应用与开发的教学模式，尽量使学生在学完本课程后不但能掌握单片机的常用理论知识，而且能马上投入到单片机的开发工作中去。
一、用一次实验开始本课程的学习，调动学生积极性
传统的单片机教学都是以理论知识开始，首先讲解单片机硬件结构，然后依次是指令系统、程序设计和单片机扩展，一般在指令系统讲解部分后开始进行实验。单片机的理论知识非常枯燥而且抽象，这点学过单片机的都深有体会，要想记住这些知识已是不易，更别说通过书本就能理解掌握了。这样就容易使部分学生觉得单片机太难，自己学不了，从而丧失继续学习的积极性。
本人以实验课开始单片机的教学。第一堂课我就带领学生到实验室，让学生认识单片机，认识单片机开发板，然后向学生演示一个简单的单片机程序的运行效果（本人一般演示八个LED灯闪亮的程序，以下简称程序一）。随着LED灯的循环闪亮，学生们此时会非常有兴趣且充满好奇，不但都会挤过来看，还会问很多的问题，比如LED灯闪亮的频率能否调快慢、能否使这些灯按顺序单个的循环闪亮等等。通过这种以实验引入教学的直观生动的方式，能充分激发学生的求知欲，调动他们的学习积极性。
二、认真编排教学计划，使实验与理论做到无缝结合
我们在编排教学计划时一定不能单纯依照教材上的章节顺序，必须围绕将要进行的实验合理地选择将要讲授的知识点，并且将这些知识点有条理地联系起来使之系统化，这样有利于学生对这些知识点的理解和记忆。这部分理论知识讲解完毕后马上指导学生进行实验，让学生带着系统的理论投入实验，这样他们不但容易掌握该实验的目的和原理，而且能更好地巩固所学的理论知识。
比如程序一，这个程序包含的理论知识主要有I/O口的操作、单片机的软件延时以及单片机编程指令和规则。这些理论知识在教材上分布在不同的章节，而且跨度较大，如果严格按照教材的进程，那么学生掌握这个实验时理论学习都过半了。但是这个程序可以说是单片机学习的入门程序，如果不能很快掌握，将会使学生们陷入枯燥的理论学习中。我们应该在程序演示后紧接着讲解程序的实现过程，然后引入直接相关的理论知识，这样能够帮助学生理解和掌握理论知识包括一些比较抽象的知识，在学生掌握直接相关知识后我们再根据教材进行适当的延伸。程序一中的I/O口操作只是输出操作，所以我最初只会讲解I/O口的输出功能，当学生结合程序掌握这一知识点后，我就会讲解I/O口的输入、结构以及负载等关联知识，这时学生就能比较容易理解并掌握。
三、不能一味追求进度，以掌握单片机工作原理和常用指令为重点
单片机开发与应用是一项复杂而且深奥的工作，再加上职业院校学生的理论知识基础和学习能力普遍都要差一些，所以我们不能期望他们经过一个学期的学习就能掌握复杂的单片机系统开发。我认为在有限的单片机教学时间内，教师不应一味追求教学进度，最重要的是使学生掌握单片机开发的基础知识和基本原理，只有打好扎实的基础以后在工作中才能学习更深层次的知识。
我在给学生讲完程序一的理论知识并指导他们做完实验后，并不会马上教他们做一个全新的实验，而是要考虑新旧知识的结合。在他们已经掌握的实验的基础上加入新的知识，这样他们对新知识更容易理解和掌握，同时还是对已学知识的巩固。学生们在程序一中学到如何输出指令控制LED灯，接下来我就教他们如何从外部输入去控制LED灯，然后我又会教用位控制指令和循环指令控制LED灯。这三个实验都围绕单片机I/O口进行，因为I/O口控制可以说是单片机中最基本、最重要的部分，但每个实验有不同的控制方式，所以学生又学到了不同的知识和指令。
四、由浅入深，模拟工作过程，培养学生独立设计和编程的能力
职业教育是以就业为导向，所以我们在进行单片机教学的时候也不能背离这个宗旨。在实际工作中，一个合格的单片机开发人员必须具备从系统最初设计到开发调试的工作能力。在学生掌握一定的理论和实践的专业基础知识之后，老师应该模拟实际的工作过程向学生提出工作任务，让学生自己思考该从何处入手、该怎样实现等等。实训过程要充分发挥学生的主观能动性，不能老师边做，学生边抄。要让学生先入为主，按照自己的思路进行设计开发。老师的角色是辅导、指导和督导。在辅导过程中，老师应针对学生遇到的各种问题召开技术指导分析会，带领学生分析问题、解决问题，使学生在实训过程中学会学习，学会工作。
在教学生进行I/O口操作并成功完成实验后，他们基本理解了单片机工作的原理和过程，这时我开始逐步带领学生从系统设计开始做起。比如我的教学计划中第三个程序是用位控制和循环移动命令控制LED灯的闪亮和方向改变，我会先模拟客户向学生提出最终的执行结果要求，然后让他们思考一定时间，接着我会在学生思考的方案中选出正确并且比较有代表性的一个来带领他们一步步地分析，并指导他们绘制程序流程图和编写程序。在整个程序三的教学中，每一步我都不会直接告诉学生结果，我会给他们相应的提示来逐步引导他们自己思考出结果。一开始他们觉得很难，而且课程进度也比较慢，但是我认为这是一个非常重要且必经的一个过程，随着他们逐步地熟练和掌握这种学习方式，后面的学习将会轻松许多，而且这种能力也会使他们在今后工作中受益匪浅。
五、安排专周实训，带领学生到企业学习
学生在学校进行完理论学习和实训操作后，学校应安排至少两周的专周实训时间，积极联系从事单片机开发工作的企业，让任课教师带领学生到企业去，在实践中深化学习，进一步巩固他们在学校学到的知识。如果条件允许的话，尽量为学生聘请一位企业的单片机开发技术人员，选取一个企业曾经开发的简单项目带领学生进行设计开发。我相信，经过这样一个专周实训后，学生就真正地具备了单片机开发的基本工作能力。
职业教育与普通大学教育是不同的，所以我们在教学中应该从课程规划开始就要充分结合该门课程的工作实际，认真编排教学计划，重点培养学生胜任实际工作的综合能力，使学生走出校门后就能马上投入到相关的工作中去。
参考文献
[1]唐俊翟等.单片机原理与应用[M].北京：冶金工业出版社，2003.
[2]陈廷.单片机实验教学与实践[J].科协论坛（下半月），2012（5）.
[3]赵鹏.单片机教学之我见[J].都市家教（下半月），2012（3）.
【关键词】单片机原理及应用；课程教学；教学质量
1.引言
单片机原理及应用以51单片机为蓝本，讲述了单片机的工作原理及如何在各行各业和现实生活中应用好单片机，讲原理是为了应用，关键点是在我们如何用好用活单片机这块芯片，掌握单片机与其功能芯片的协同工作原理。使单片机更好地为我们服务。
单片机原理及应用电子电气类专业重要的专业基础课程，必须有电子技术和C语言方面的基础。这些基础可以说并不是很重要，在你有某些概念原理不明白时再翻阅相关书籍也是可行的，单片机的学习不象数学有严密的相关性，但其教学有其独特性，是一门实践性很强的课程，只在课堂上听老师讲课掌握原理，然后考试是学不好单片机的，必须亲自动手实验或经过单片机实物的制作，有不明白的地方再翻书，这是一个反复的过程，只有经过这样多次的反复，每次都有新发现和收获，才能真正意义上掌握了单片机的开发应用。
下面从单片机的课堂教学、课程实验、课程设计、创新实验及计算机仿真等几个方面谈谈单片机原理及应用的教学工作。
2.单片机原理课堂教学
单片机原理及应用这门课所涉及的主要内容有单片机的内部结构、单片机汇编指令、单片机IO接口、定时/计数器、中断使用、I2C总线、AD及DA等，C语言编程，内容很多，若仅仅是老师在课堂上讲述会非常枯燥，锁碎难理解，不能激发大部分学生的学习兴趣。教学方法要做适当调整，比如可以用项目教学法，单片机教学着重点不是在讲原理，而是要应用，但不懂原理又难以应用，处于两难境地，学习单片机的精髓是知道如何配置内部寄存器使其具有一定的功能并发挥其特有的作用，最高境界是仅需单片机公司提供的技术文档就能完成单片机程序的编程，而不仅仅是只教会学生使用单一类型的单片机，而是触类旁通通过学习51单片机，同时别的类型的单片机也能灵活应用。因此在教学中我们可以用电子时钟作为一个项目主线贯穿于整个单片机教学中，因为电子时钟可简单可复杂，又贴近生活实用，比如，在讲单片机端口时，就可以结合电子时钟的调整按键，数码管的驱动来说明，讲中断和定时器时，就可以结合到数字电子时钟的时钟源的产生来说明，I2C总线可以结合串行时钟芯片DS1302来讲，环境温度的测量可以结合DS18B20串行芯片来说明，再复杂一些的，电子时钟显示可以用1602或12864液晶来完成，可以配上调频收音模块做电子闹钟，增加SD接口卡及MP3模块实现音乐播放功能。这样把单片机的知识串起来讲，既生动又联系实际，大大激发了学生们的学习兴趣，也有助于学生自主学习，探索单片机方面的奥秘所在。在学单片机过程中，汇编指令的学习是难点，需要学生花很大的精力去掌握它。需要学生充分利用课余时间多读汇编程序及指令，从而熟能生巧地掌握它。在课堂教学过程中，最好是能够结合单片机仿真软件PROTEUS来讲述，PROTEUS是一款非常好的单片机仿真软件，可以仿真多款单片机芯片，能够仿真实现单片机的绝大部分功能，学生们在没有单片机开发板的情况下能通过软件仿真方式实现单片机开发，这对调动学生学习积极性和学好单片机是很有帮助的。条件允许的情况下可以动员学生买一些单片机开发板以及相关的视频教程，开发板在学生学习单片机之初是非常有用的，每一块小的开发板其发挥的作用就象实验室的实验箱，而且能随时随地不受限制地学习和使用，同时认真观看视频教程，视频教程就象一名不厌其烦的家庭教师，指导学生一步步进入单片机世界的神奇领域。有着课上课下的这些手段，学生的单片机应用能力一定能够大大加强。
3.单片机原理课程实验
实验是培养学生理论联系实际、动手能力，严谨的科学态度和科学方法的重要手段，因此要精选典型的最具实用价值的实验项目，我们选择的实验项目有：（1）单片机I/O输出控制。（2）单片机I/O口输入控制。（3）外部中断。（4）定时器实验。（5）串口通信实验。（6）液晶驱动实验。（7）串行总线实验。（8）AD及DA实验。不同的实验项目，实验目的也不相同，通过这样基础实验，锻炼了学生的单片机应用编程能力，为以后的综合性实验打下基础。每次实验要求学生对实验项目做认真的预习，并完成预习报告，上实验课前老师检查。做实验时力争每人一个实验箱，每位学生都有亲自动手实践的机会，对于学得较好的学生还可以额外增加一些实验项目或自选一些自已感兴趣的实验项目，也可组织学得好的学生指导后进学生进行实验，提高学生实验的整体水平。在实验过程中，要求学生养成严谨科学细致的作风，认真完成实验项目，实验完成后，要求每位学生独立完成实验报告，深入分析实验中遇到的现象和问题，不留疑点，总结实验心得。
4.单片机原理课程设计
课程设计是实践教学的重组成部分，在课程结束前安排两周时间进行课程设计，目的是通过设计使学生掌握运用单片机知识进行实际综合应用的能力，初步建立正确的设计思想，掌握单片机电子电路和程序设计的基本方法与技能，培养分析问题解决问题和团队协作能力以及创新能力。
课程设计首先是任务书的下达，课程设计一般是在课程结束前两周进行，时间比较紧迫，我们选择在开课时就把任务书发下去，让学生有充分的时间了解自已所做项目的相关知识，查阅相关资料，为项目的顺利展开提供了充分的时间，同时也使学生在上单片机课程时关注知识点，激发学习兴趣。项目选择以贴近生活、贴近实际为原则，如洗衣机控制板、交通灯控制、语音电子时钟等等，对于比较复杂的大型项目，两周时间学生难以完成，我们可以把它拆分为一个个小项目分给不同的组也完成，这样既完成了项目，同时也培养了学生的团队协作精神，为将来毕业走上工作岗位融入社会做好了积极准备。
在两周的课程设计过程中教师要查看学生项目实施的进度，适当的时间安排时间进行综合讨论与答疑，指导学生会使用DXP2004电子绘图软件设计单片机线路板以及用PROTEUS仿真软件进行单片机的系统仿真，做好平时成绩的评定工作。
在项目实施后期要求学生完成实物的组装和调试以及课程设计报告的撰写，最后二天要对学生进行独立答辩。答辩环节是检查学生对单片机相关内容掌握情况的最有效的方法，答辩对教师也提出较高要求，只有教师对每个项目都有充分的了解才能提出有一定水准的问题，答辩内容才能真实反映学生对些项目用到的单片机知识情况，最后根据学生的平时情况，作品完成情况、答辩情况和报告的撰写情况对成绩进行综合的评定，对项目难度较大的，开发过程中有独特见解及创新的要适当加分，以鼓励学生在产品开发过程中充分发挥创新精神。
5.单片机原理计算机仿真
计算机仿真是使用计算机对已存在或正在设计的对象的模型进行研究，具有直观、易于观察、灵活可变、重复性好的特点，有利于激发学生的学习兴趣和对科学技能的掌握。通过单片机的计算机软件仿真，能让学生系统地掌握单片机开发的一整套技术，为将来走上工作岗位从事单片机方面的工作打下良好基础。
单片机的计算机仿真要贯穿于课堂教学、课外作业、课程实验、课程设计各个环节中，使学生们通过反复练习逐步到熟炼掌握单片机的开发，PROTEUS单片机仿真软件不仅仅是只能仿真51单片机，象AVR系列、PIC系列、ARM系列等等单片机均能进行仿真，扩大了学生的学习兴趣和视野。
6.单片机的创新实验
学院电子信息与控制工程系设置有创新实验室，是开放式的实验室，为全国挑战杯赛、全国或全区性的各种竞赛提供了实践基地。现在很多的电子竞赛项目都用到了单片机，参加比赛熟炼掌握单片机尤其重要，我们充分利用这个实践基地为广大学生服务，让广大学生充分参与到与单片机相关的电子制作，加强他们的实际动手操作能力，通过教师的指导及各年级各层次学生的传帮带，培养了一大批单片机应用能手，为各种比赛输送了大批种子队员，创新实验室深受学生欢迎。
7.结束语
单片机原理及应用对于电子相关类学生来说是一门重要的基础课程，单片机应用能力的高低直接影响着学生将来的就业，所以要非常重视单片机教学这方面的工作，我们不仅要抓好单片机的理论方面的教学工作，把基础打牢，同时实践教学也在加强，通过不同层次的实践教学，充分锻炼了学生的单片机应用能力，提高了单片机的知识水平，取得了较好的结果。
参考文献
[1]王东.单片机原理及应用教学改革初探[J].安顺学院学报，2008（3）：95-96.
[2]曾智星.关于单片机虚拟教学课开发的控索[J].黑龙江科技信息，2006：148.
关键词：单片机 原理性内容 操作性内容 教学模式
引言
目前国家正在大力发展职业教育，高职技术类院校在职业教育中占有很大比例。这类院校的目标是：培养具有一定创新意识和创新能力，掌握必备的基础理论知识和专业知识，面向生产、建设、管理和服务第一线，掌握本专业领域所需的专业基础知识及专业技能，具有较强综合职业能力的高等技术应用性人才，以满足社会对不同层次人才的需求。同时教学大纲要求学生掌握单片机的基础知识，具备基本应用技能。技术师范类院校是为高职技术类院校培养教师的高等院校，所培养的学生应该在理论与实践上能够胜任高职技术类院校单片机教师的工作。但是目前几乎所有的技术师范类院校的单片机教学仍然偏重于理论，忽视了单片机应用性强的特点，在实践技能方面没有予以足够的重视。
单片机原理与应用是一门应用性极强的技术性课程，强调的是实践动手能力；对电气、自动化、应用电子、通信等专业的学生来讲，掌握单片机的理论知识与实践技能，才能满足高职技术类院校对此类教师的需求。技术师范类院校教师如何针对课程的这一主要特点，采用何种模式进行实践和理论教学，对未来高职院校教师的培养起到至关重要的作用。笔者结合多年的企业单片机研发和近些年单片机教学工作的一些经验与体会，围绕提高学生的技能这一中心，在理顺理论与实践、教与学、实验与课程设计的关系的基础上，从教学内容、教学方法、课程实验、课程设计等四个方面提出了单片机原理与应用教学的一些方式，与大家一起研究。
1技术师范类院校单片机原理与应用课程的开课情况
单片机原理与应用作为一门专业基础课，一般在第五学期开课。在技术师范类院校电气、自动化、应用电子等专业中，课时一般为48至64学时，另外有实验课16学时左右，同时课程结束后下一学期还有一周的课程设计环节。所使用的教科书为高等教育电类单片机教材，以通用的8051单片机作为典型实例。这样的安排从学时总数上来讲，足以保证教师能够讲授所有的知识点，但是从学生掌握的情况来看，教学效果不够理想。主要原因在于单片机原理与应用是一门技术性课程，强调的是实践应用而不是理论，应加强实践方面的内容。所以首先应该理顺理论与实践、教与学、实验与课程设计的关系，并从教学内容、教学方法、课程实验、课程设计等四个方面进行改革。
2理顺教学中理论与实践、教与学、实验与课程设计的关系
2.1 理论与实践的关系
几乎所有的技术师范类院校单片机原理与应用课程教学大纲都要求学生熟练掌握单片机内部硬件结构、工作原理及指令系统，掌握程序的设计基本方法，能够熟练地设计常用的汇编语言源程序；掌握单片机的接口技术，熟悉常用的接口芯片及典型电路。熟悉设计、调试单片机的应用系统的一般方法，具有初步的软、硬件设计能力；能够熟练地掌握一种单片机开发系统的使用方法，初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。根据这样的教学大纲，可以看出单片机原理与应用这门课是以实践应用目的，理论为应用之基础并且服务于应用。所以教师的一切教学活动都应该依照这个目的进行。
理论教学不宜过深过多，比如说控制器、单片机工作的时序、相对寻址、定时器结构与工作原理、模数转换原理等只需应知即可，而对于定时器的应用编程、模数转换器的选取与接口则应掌握并会使用。目前技术师范类院校单片机原理与应用课程实践环节与理论相比，比重偏低。主要原因在于理论教学与实践环节脱钩，而未有机地结合于一体。
2.2 单片机原理与应用教与学的关系
教学活动中学生是学的主体，学生的主观能动性起到关键性的作用；同时教师是引导者，是另一个主体，其作用也不可忽视，能否提高学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣是关键。目前技术师范类院校学生的自信心、学习能力、自控能力等综合素质有待于提高。如何才能调动学生的积极性、激发学生的学习兴趣是主讲教师面临的重要问题。一个优秀的教师善于利用第一次课。笔者在第一次课就演示了一个噪声采集与显示装置，软硬件都比较简单，既激发了学生的学习兴趣，还可以提高学生的自信心。如果选取的装置比较复杂，就不利于提高学生的自信心。
2.3单片机原理与应用实验与课程设计的关系
技术师范类院校单片机原理与应用实验是以实验箱为平台，开设6个左右的实验，大多是验证性实验且局限于编制程序，在实验过程中，由教师给出硬件的地址码、数据和控制接口。这样学生对硬件知识的了解仅仅依赖于教师对实验箱的讲授，而不是自己从实践中获得。所以实际上学生不可能通过实验掌握硬件的知识。课程设计中，学生使用仿真器进行软件调试与硬件功能仿真，而实验箱所用的软件与仿真器软件常常是两个不相同的软件，这样既增加了学生学习的负担，又浪费了资源，对提高学生的能力也没有什么帮助，应该进行整合。
3 教学内容
根据性质教学内容可分为两大类：原理性内容和操作性内容。所谓原理性内容是指主要是理论性介绍、概念、器件内部结构组成或结构原理等。操作性内容是指可以上机或通过仿真实际操作的并可以观察到结果的内容。
3.1 原理性内容
概论、知名厂家与典型产品、数制与数码、BCD码、ASCII码、中断的概念、指令的格式、寻址方式、堆栈概念、波特率、数据存贮器、程序存贮器、总线、单片机引脚、时钟、复位等。
3.2 操作性内容
伪指令、时钟电路、复位电路及特殊功能寄存器的初始状态、数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、控制转移指令、程序设计、并行口、定时器、串行接口、程序存贮器扩展、数据存贮器扩展、I/O口的扩展（8255A）、A/D接口的扩展、键盘接口、显示器接口等。
4教学方法
所有的技术师范类院校单片机原理与应用课程仍然采用传统的课堂讲授方式为主，辅助以多媒体方式。这种教学模式难以发挥学生的主观能动性，不利于提高学生的实际综合应用能力。例如：ACALLaddr11短调用指令，只能在与下一条指令的第一个字节2K范围内程序存贮器中进行，理论讲解学生很难接受，如果直接通过仿真操作就可以直接观察范围，超出则有编译出错提示。直观易懂，效果明显。
4.1不同性质内容采用不同的教学模式
原理性内容采用传统教学模式与多媒体教学模式相结合的教学方式，操作性内容则采用直接上机仿真教学模式，这样可以加深对教学内容的理解，有利于提高学生能力，同时也更接近于单片机应用工程。例如：执行指令： ADDA，30H可以通过仿真器直接观察到A中结果、30H的源数据和标志寄存器PSW中各标志位的位值。又例如：T0的定时中断，可以从P1.0接发光二极管，定时到则输出“1”点亮二极管。然后改变初值或方式，再分别观察时间间隔。这种教学模式很容易被学生接受，效果明显强于传统教学模式与多媒体教学模式。
4.2 采用循序渐进的模式
讲解单片机基本结构、振荡电路与复位电路后学生即可以自行设计最小应用系统。然后以最小应用系统为基础进行指令、循环程序设计、内部功能模块应用的讲授，同时利用仿真器进行验证，在此基础上进行扩展程序存贮器、数据存贮器、I/O口的扩展。最后再进行A/D转换、键盘、显示器的扩展。
5 课程实验
实验课的开设分为验证性实验包括：P1口输入／输出实验、简单I／O 口实验、扩展存储器读写实验、A／D转换器实验，为必做实验；设计性实验：外部中断实验、控制直流电机实验、LCD显示实验，为选做实验；综合性实验：定时器实验，计数器实验（必做）、8255输入／输出实验、串行口通讯实验。这样安排可以培养学生的基本能力，但是实验平台采用购买的实验箱，而单片机工程开发采用的是仿真机开发系统，这样会人为造成实验与实际应用脱节，不利于提高学生的工程应用能力。例如：LCD显示实验，实验箱留有现成的器件插座，实验指导书中直接给出器件的地址编码和驱动程序，学生只须按图索骥，不利于提高学生的工程应用能力。笔者采用把验证性实验归结于操作性内容，直接在实验室中采用一边讲解一边用仿真机仿真验证的方式，实验只有设计性实验与综合性实验。
6课程设计
课程设计环节时间为一至二周，应与本学期课程结束后进行。可从教师命题中选择一个：
（1）温度控制器的设计。目的是让学生掌握并行I/O口、温度传感器测控、数码转换、LCD数码显示、三极管驱动的应用设计。
（2）直流电机控制。组成简单的闭环系统，通过继电器、三极管改变电机电压极性，实现正反转；利用霍尔元件测电机转速，改变电机端电压调速。
（3）直流量、开关量采集与传输。利用A/D采集一路直流电压量与一路直流电流量和八路开关量并传输到上位机。
允许学生自主选题，但是自选题须经教师审批。自主选题可以充分发挥学生的主观能动性，增强自信。定题后应由学生自己动手分析系统，查阅资料，设计原理图，课程设计为二周，教师认定后再进行印制版的设计；而后在行印制版或通用板上进行焊接与安装，设计软件并进行仿真调试；最后将程序下载到单片机芯片中运行。学生在安装调试过程中应能够发现并解决问题。同时教师应加强指导，传授发现与解决问题的经验。
7考核方式
考核采取以实际应用能力为主，理论考核、答辩为辅的形式，具体比例为60?蘼20?蘼20，而且实际应用不合格者，不予补考，直接重修。
8结束语
单片机原理与应用的教学应该根据不同的对象做出不同的调整，技术师范类院校由于学生自身的特点决定了教师应该在教学内容、教学方法、教学手段上加以改革，同时根据单片机原理与应用课程强调工程应用的特殊性采用适合于此类学生的教学模式；笔者针对当前技术师范类院校单片机教学模式的不足，对单片机原理与应用课程的教学改革进行了研究，经过两年的实践，发现效果显著，调动了学生学习的积极性，使教学与实践环节更接近于工程应用环境，提高了学生的实际动手能力。
参考文献：
［1］ 曹天议.单片机原理与接口技术［M］第二版.北京：电子工业出版社，2006.
关键词：Proteus仿真技术 单片机 应用
中图分类号：TP393.03 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0101-01
现如今，社会多个领域中广泛的应用单片机，因此，越来越重视单片机的开发。初学者在开发单片机时，完成原理设计工作后，电路的搭建，或PCB板的制作需要反复多次进行，这不仅导致开发成本的增加，而且会增加开发的难度，成为初学者的障碍。但初学者在开发单片机时，应用Proteus仿真技术后，上述问题可有效解决，节省开发费用的同时，降低开发难度，保证开发的顺利进行。
1 Proteus仿真软件介绍
Proteus仿真软件是一种EDA工具，在全球范围内，其应用都比较广泛。在Proteus软件电子设计系统中，主要包含四个组成部分，一为高级原理布图，二为混合模式SPICE电路仿真，三维PCB设计，四为自动布线。ISIS软件及ARES软件共同组成了Proteus软件，其中，ISIS软件属于电子系统仿真，具有非常强的便捷性，ARES软件属于布线编辑软件[1]。
目前，单片机器件模拟时，最好的工具即为Proteus软件，常用的51系列、PIC等MCU的仿真以及MCU电路的仿真均可以利用此软件进行。当然，软件仿真时，精度有限，而且并非全部的器件都能存在与其相应的仿真模型，最佳的选择即为应用开发板及仿真器。对于单片机初学者来说，较好的选择即为应用Proteus软件。与其他单片机仿真软件相比，Proteus软件的独特特点在于可对CPU工作状况、电路等进行仿真。因此，利用Proteus软件进行单片机仿真时，程序运行、电路工作过程及结果为直接观看对象，实现了实验与应用相连接。
2 Proteus仿真技术在单片机中的应用
单片机实际开发过程中，多种常用微处理器仿真均可利用Proteus软件，本文以电子闹钟为例，具体分析Proteus仿真技术在单片机中的应用。
2.1 系统设计
电子闹钟显示时间时采用七段数码管，时间、闹铃时间的设置通过按键实现，设定的闹铃时间达到之后，蜂鸣器发生声响，持续一阵时间。程序执行后，亮起工作指示灯，表明开始执行程序。电子闹钟的操作键包含5个，按下K1键后，表示对现在时间进行设置，按下K2键后，表示进入到闹铃小时的设置，按下K3键后，表示进入到闹铃分钟的设置，按下K4键后，表示进入到闹铃时间的设置，按下K5键后，进行设置闹铃的开或关，处于“开”的状态时，蜂鸣器声响连续发出3次，为“关”时发出1次。
2.2 硬件系统仿真
首先进行Proteus软件的运行工作，新建文件完成后，将电路需求的元件在软件的pick devices窗口中选择出来。仿真电子闹钟硬件系统时，主要使用的元器件型共包含6个，分别为AT89C51单片机（1个）、译码显示器（1个，四位七段）、LED指示灯（3个）、按键（2个）、开关（3个）、蜂鸣器（1个）。AT89C51单片机所在的元件库为Microprocessor ICs，在该元件库中，管脚标识基本一致于芯片的Datasheet，但不同的是GND、VCC管脚被隐去，绘制原理图过程中，其连接可以省略，按照系统默认设置即可[2]。Proteus软件几乎可以仿真单片机所有的硬件资源，比如I/O操作、定时器模拟、穿行UART接口等。同时，在库中也可以找到其他的元件，连线时，方法基本等同于Protel。此外，译码显示器、LED指示灯所在的元件库均为Optoelectronics，按键及开关所在的元件库为Switching Devices，蜂鸣器所在的元件库为Speakers&sounders。
利用Proteus软件仿真时，在WAVE编译环境下，将源文件生成为*.hex格式的可执行文件，原理图中的芯片为路径指定的位置，随后即可对程序运行状况进行观察。此外，实时仿真期间，小正方形指示会出现在每个管脚旁边，当为红色时，表示电平处于高的状态中，当为蓝色时，表示电平处于低的状态中，通过小正方形的颜色，可对管脚电平情况直观的观察，并不需要采用虚拟工具，可以基本的判断程序的运行状况，节省了大量的简单分析时间[3]。
2.3 实验结果
在仿真的基础上，绘制原理图时，采用Protel，制成PCB板，对电子闹钟的性能进行测试，由测试结果可知，与仿真结果基本相同。但在实际应用Proteus仿真原理图时，部分差别依然存在，比如电阻选取、单片机时钟等，还需要进行进一步的应用研究。
3 结语
单片机开发设计过程中，应用Proteus仿真技术后，可有效的提升仿真结果，缩短仿真时间，从而减少单片机的开发周期，降低单片机开发成本。随着人们对Proteus仿真技术认识程度及掌握程度的提升，单片机开发工作中，会越来越深入的应用该项技术，发挥其优势及作用。
参考文献
[1]王超，宋莉莉.Proteus仿真图表在单片机时序分析中的应用[J].实验室研究与探索，2014，09：93-97.
关键词：单片机；应用型；教学改革
微机原理及应用是一门综合性比较强的课程，具有很强的实践性和应用性，同时该课程是电相关专业的专业基础课或专业课。微机原理及应用课程涵盖了“电子线路”“计算机组成原理”“单片机”等课程，其中根据教学目的我们开设的微机原理及应用课程以单片机内容为主。
但是，单片机教学往往存在着教学内容与应用需求、甚至实验设备跟不上科技发展步伐的问题，导致学生动手能力的培养受限等。因此改革单片机教学，并以此为切入点全面提高学生的实践能力，是培养应用型人才的必由之路。
一、课程内容与教学现状
目前，开设单片机课程的院校主要以51单片机为主，但是51单片机在解决一些复杂问题时具有一定的局限性，从而限制了学生应用能力的培养和提高。随着科技的发展，近年来基于增强型内置RISC（精简指令集）架构的单片机如AVR系列单片机等得到了非常广泛的应用；同时德州仪器（TI）的MSP430系列单片机在仪器仪表行业也发展迅速。在32位嵌入式领域基于ARM架构以及以数字信号处理的为基础的DSP型也已经在我国有了广泛的应用。综上考虑，我们学校也专门开设了针对ARM的嵌入式课程，我们在单片机的选型上从51改为了MSP430。MSP430片上资源相当丰富，除了基本的片上资源外，还具有硬件乘法器、温度鞲衅鳌SPI总线以及LCD液晶驱动模块等片上资源，为学生的应用能力培养提供了一个理想的实验平台。
单片机课程是一门以应用为主的课程，主要培养学生独立思考和解决问题的能力。这就要求学生在掌握有关硬件、软件及相关接口设计的基本概念上，根据应用需求，设计出相关的系统。但是不少学生在课程结束后仍然不了解单片机开发的流程，以及知识点之间的联系，甚至搞不清楚编程器和仿真器。因此，必须通过完善教学手段，改革教学内容，提高学生的实践应用能力。
二、改革教学内容，增加学习趣味
在开始讲授单片机课程时，如果一味地向学生灌输理论知识，学生会感到枯燥乏味，再加上知识点的抽象性、复杂性等，这样会使学生对这门课程产生畏难情绪，甚至产生放弃的念想。因此，在讲述之前，可以先将简易实验设备带到课堂，譬如为了突出介绍MSP430单片机的低功耗，可以在课堂上演示水果电池供电的MSP430液晶显示系统，通过鲜明的实际例子让学生对MSP430的低功耗留下深刻印象，并对课程产生浓厚兴趣。另外在接下来的课程中，介绍IO口时可以先给学生演示五颜六色变化的LED彩灯；介绍PWM波时可以演示呼吸灯，等等，通过这些演示可以让学生直接看到和听到，使学生对单片机有立体的认识，使其了解学习对象，从而对单片机的开发和应用产生浓厚兴趣。
三、完善教学手段，提高教学效果
1.重视编译软件
在实践教学中，选用CCS编译器调试单片机程序。由于MSP430支持在线调试，所以在课堂讲授时可引入，每讲授一条语句就在CCS编译器中直接运行，注意讲授调试模式下单步、断点等调试技巧，通过Memory Windows窗口的1（内部RAM）、X（外RAM）和C（ROM）观察存储器内容。
2.利用基础开发板，提高学生的实践能力
单片机课程是门对实践和动手能力要求都很强的课程，以往所有的实验都是在已经搭建好的实验箱上运行的。即使原理电路在实验课之前已经讲解过，但是学生并不知道实验箱上每部分电路是如何构成一个大的电路板，甚至连经过讲解的功能电路都不能理解，因此不能很好地将硬件电路开发和软件编程结合起来一起思考，为此我们在TI的支持下，给每组学生分发了基础的开发板，学生可以很方便地将开发板带回宿舍进行研究和集体讨论。当课程结束后，学生再把开发板上交。这样在教学中可以充分利用学生的课余时间，达到了很好的教学效果。
3.引入网络资源，并加以利用
在传统的教学模式下，仅靠有限的书面知识已显得力不从心。在信息技术高速发展的今天，网上有大量的单片机学习资料，有很多经典的设计案例。因此，教师要把网络资源和课本知识有效地结合起来，同时培养学生课后利用网络资源学习的习惯，如布置一定的课后大作业引导学生之间互相讨论，并学会在网上查找芯片资料和单片机资源来学习，从而为将来走上工作岗位打下一定的基础。
关键词：教学方法 教学手段 机械类 微机原理和单片机课程
一、引言
计算机基础教育是面向非计算机类各专业学生的计算机教育。与其它传统的基础课如数学、物理、化学、外语等一样，计算机基础教育已成为大学本科生基础教学的重要组成部分。计算机基础教育大致可分为三个层次：计算机文化基础、计算机技术基础和计算机应用基础。计算机文化基础课程是为了培养人们的计算机认识，课程不主要讲解计算机基础知识和基本操作技能。计算机技术基础课程则是为学生后续课程学习、毕业设计以及计算机应用开发打下一个较为全面的基础，课程主要讲解计算机中软件、硬件的基础知识。计算机应用基础课程则是针对当前计算机的主要应用领域，讲述一些必要的知识、方法和技能，以解决实际问题。
《微机原理与应用》和《单片机原理与接口技术》课程是机械类各专业所开设的课程，分别属于计算机技术基础和计算机应用基础层次。本文讨论了有关机械类《微机原理与应用》和《单片机原理与接口技术》课程的教学方法和教学手段。
二、机械类微机原理与应用和单片机原理及接口技术课程的教学特点
（一） 课程内容简介 不
《微机原理与应用》课程内容主要包括：计算机的基础知识（计算机的发展概述、计算机中的数、无符号二进制数的算术运算和逻辑运算、带符号二进制数的表示及运算、二进制编码）、8086/8088微型计算机基础知识（微型计算机基本结构、8086/8088微处理器、8088的外部引脚及其功能、8086/8088的功能结构、8086/8088的存储器组织、8086/8088的工作时序）、8088/8086的指令系统、汇编语言程序设计、中断技术等。课程详细地讲述8088/8086微处理器的编程结构及8088/8086的汇编语言编程技巧。微机原理与应用课程为以后从事机电控制技术以及微机的应用打下一个较为全面的基础。
《单片机原理与接口技术》课程内容主要包括：MCS-51系列单片机的硬件结构、组成原理、寻址方式、指令系统、扩展技术、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MCS-51系列单片机汇编语言的编程技巧，重点阐明单片机的扩展方法及组成单片机应用系统的设计技术。单片机原理及接口技术课程为以后从事自动控制、智能仪器仪表、机电一体化技术以及各类单片机的应用打下一个较为全面的基础。可以说《单片机原理及接口技术》课程是提高单片机应用设计能力，适应科学技术和经济发展的重要保证。
（二）课程内容教学特点
随着21世纪科学技术高速发展，新能源、新技术不断出现，尤其是信息处理和控制技术的飞速发展，使得传统的机械产品正逐渐向高度自动化机械产品转换。可以说纯机械产品已逐渐被机电系统所取代，机电系统是机械设备和电气动力相组合的系统，而目前所有的机电系统都是基于计算机控制技术来实现的，所开发的 机电产品的控制系统都是以计算机控制技术为基础的，控制系统的发展方向是智能和柔性。由此可知，《微机原理与应用》和《单片机原理与接口技术》课程是掌握高新科学技术的基础。
从《微机原理与应用》和《单片机原理与接口技术》课程内容可以看出，两门课程具有很多的共性知识，其重复面较大。这主要表现在以下几个方面：
第一是两门课程均为技术基础类课程，其先修课均为电子技术基础课，可以说两门课均为复杂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课将有助于这两门课程的学习。
第二是两门课程体现着强烈的概念性、抽象性和原理性，两门课程均强调硬件结构加上软件的执行构成的微机原理。
第三，两门课程同时也是实践性很强的课程，有一定的实用技能，在学习过程中应充分注重理论与实践相结合，软件与硬件相结合，只有这样才能学到真正的知识。
鉴于以上的课程内容教学特点，为更好地指导学生理解、领会和掌握《微机原理与应用》和《单片机原理与接口技术》课程内容，以便培养出更多的从事机电控制技术人才。
转贴于 三、机械类微机原理与应用和单片机原理及接口技术课程的教学方法、手段探讨
（一）合理取舍教学内容、注重对学生学习能力的培养
《微机原理与应用》和《单片机原理与接口技术》课程内容具有很多的共性知识，其重复面比较大。为了避免课程内容的重复，应合理取舍教学内容、注重对学生能力的培养，以弥补技术基础课学时短、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。
《微机原理与应用》课是机械工程与自动化学院开设的技术基础平台课，课程讲授要分清哪些内容是目前暂时可以不学而留待以后学习，哪些内容是主要的，哪些内容是次要的。决不能“眉毛胡子一把抓”，不加分析、不分主次，使学生难以入门。例如：本课程针对学生的课程设置情况和所学内容在讲解计算机基础知识的内容时，对于计算机发展概述的内容因在计算机文化基础课已经讲述，所以就不再重复讲述。可以利用此学时重点去讲解计算机的工作方式有关的内容，使学生了解逻辑处理的三种实现方式（硬件布线逻辑方式、可编程逻辑控制方式和程序存储式的自动工作方式），这样就使学生在课程开始就对计算机的认识上，上升了一个层次，从宏观上了解计算机的用途，达到引人入境之感。再例如，对关于机器数与真值的概念讲解，强调“人为约定”的概念，机器数是人为约定的二进制数。再例如，讲解补码时，也决不能笼统说，而是重点讲解模的概念，突出模是一个进位数。以上的举例只是在第一章中的几个例子，通过教学的实际证明，学生得到很好的效果，重点突出了对学生学习能力的培养。
（二）增加课程的实践教学环节
对于计算机知识的学习有两种不同的学习方法：一种是侧重知识的学习，从原理入手，注重理论和概念；另一种是侧重应用的学习，从实际入手，注重掌握其应用方法和技能。不同的人应根据其具体情况选择不同的学习方法。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，课程教学尽量增加实践教学环节。应当指出，检察学习的好坏的标准，不是“知道不知道”，而是“会不会用”，学习的目的全在于应用。所以，课程多注重实践环节，在《微机原理与应用》课程的指令系统讲解中，首先引导学生多上机练习，使学生不满足于“上课能听懂、教材能看懂”。有一些问题，别人讲半天也不明白，而自己上机练习就清楚了。这就是增加课程的实践教学环节的目的。
（三）增加实例以拓宽学生的知识面
在机电一体化系统课程、机电一体化系统课程设计，以及机电方向学生的毕业设计等教学环节中，大量需要典型的微机知识、接口以及编程技术。尤其在毕业设计方面，学生由于此方面的欠缺，对于有关机电课题方面的毕业设计，往往在完成机械设计以后，很难很好的完成机电结合的部分。针对这些情况，机械工程与自动化学院领导以及带机电毕业设计方面的老师一致认为应加强有关电子设计、应用方面的环节。为此课题在以下几个方面进行改进：
第一、改革《微型计算机原理与应用》、《单片机原理及接口技术》课程的教学，开设CAI教学；
第二、加强《单片机原理及接口技术》课程的实践教学环节，完善和开放机电控制实验室；
第三、设计制作单片机应用系统的典型环节，如A/D、D/A、键盘、数码和LCD显示、通信、步进电机控制等模块；
第四、力争多开设《单片机原理及接口技术》课程的综合实验课，为后续的毕业设计以及机电方面的学生就业打下坚实的基础。
四、结束语
经过两年来的课程教学实践改革后，《微机原理与应用》和《单片机原理与接口技术》课程教学可以说取得了较好的效果。使学生侧重应用的学习，从实际入手，注重掌握其应用方法与技能。正是课题组的共同努力，设计制作单片机应用系统的典型环节，如：A/D、D/A、键盘、数码和LCD显示、通信、步进电机控制等模块，使得机械工程与自动化学院的学生在2005年全国大学生电子设计大赛辽宁赛区获得二等奖、三等奖各一项。也正是课题组的共同努力，让得学生自愿走近实验室，主动利用实验室的资源设计开发一些综合性的试验。
最后，相信只要我们能够全身心的投入到课程教学改革实践中，不断总结教学经验，那么就一定会在今后的教学实践中取得丰硕的成果。
参考文献
冯博琴，《微型计算机原理与接口技术》， 北京，清华大学，2003年2月
李文英，《微机原理与接口技术》，北京，清华大学，2001年9月
【关键词】单片机教学 单片机思维 微机结构体系 讨论课
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）07-0019-02
《单片机原理与应用》课程是工科专业课程的重要环节，尤其是在光电、自动控制、机电、电器、电子信息等专业中，单片机都是专业必修课程。在《模拟电路》、《数字电路》等课程的系统学习之后，通过单片机的学习，使学生掌握单片机的基本原理和使用方法，从分立元件构成的电路，逐步过渡到数字集成电路的应用，进而转入DSP、PLD、嵌入式等更高一级的专业技术的学习。
1．单片机教学过程中的难点
单片机课程的重要性毋庸置疑，但是教学质量和教学效果却差强人意。单片机课程有其自身的特点。数字电路是它的基础，但是学习方法又有别于数字电路。单片机有完整的理论体系和构架，单片机的入门需要立足于这个理论体系，但是对于初学者而言，过多的专业术语很陌生，难以理解，入门的门槛相对较高。单片机的各个组成部分之间看似松散的关系，也使得单片机的教学不够连贯、逻辑性不强。实验环节侧重于各部分的使用方法的验证，学生自主发挥的空间不大。这些都是单片机教学过程中应该予以重视并加以解决的问题。
本文提出“建立和强化单片机思维”的教学方法，对该教学方法进行理论研究，并用该方法在课堂上加以尝试，取得了很好的教学效果。本文旨在找到一条提高单片机教学质量，达到或超出教学大纲要求的教学效果的方法，为单片机教与学找到一条新路。
2.强化单片机思维教学法
单片机思维是指：在深刻理解微机的构成机理和原则、熟练掌握单片机的应用方法的基础之上，从微机体系的视角思考和解决单片机应用系统的具体问题。“建立和强化单片机思维”的教学法，是从学生的认知过程的连贯性和逻辑性的角度出发，将单片机的核心理念贯穿于整个教学过程中，使学生对单片机的认识不仅仅停留在如何使用，而是深入到单片机这个芯片的设计思想中，从而形成一种用基于单片机芯片设计的理念来构建单片机应用系统的思维模式。单片机思维的形成需要教师在教学过程中有步骤、有层次，系统地引导。总的来说，课堂和课外的理论教学和实践教学要相互配合，取长补短。本文仅从理论教学的角度来探讨如何帮助学生建立和强化单片机思维的问题。
2.1课堂理论教学
2.1.1注重微机体系概念和单片机思维的建立
将微机体系的概念贯穿于单片机教学始终，将单片机各组成部分有机地联系起来，启发学生从微机体系角度思考单片机的具体问题，从而使学生建立“单片机思维”，深刻理解单片机原理，从而灵活运用单片机。
单片机理论教学的内容是MCS-51单片机，51单片机的特点是结构清晰，层次分明，构架简洁。中央处理器是计算部件，相当于人的大脑；与之相对应的是计算的数据的存储部件：存储器，相当于人的脏器；计算机需要和外界交流，也就是输入输出部件，相当于人的眼和嘴或者手；将这些部件联系起来的是总线，相当于人体的血管和神经。这些基本部件构成了单片机的最基本的组成构架。教师在讲解过程中，将这一构架贯穿始终，使学生展开想象，理解微机的工作原理是什么，各部分是如何联系，协同工作的——这是单片机思维的“基本点”，这个基本点和另一个基本点——“单片机对硬件的操作是通过对硬件的地址的读写来实现的”相结合，构成了整个教学过程的主线。在学习单片机的各个组成部分以及在学习其他类型的单片机的时候，都要从这两个基本点出发，把握住这根主线。
该系列的单片机诞生于1978年前后，虽然其历史悠久，但具有51内核的众多单片机一直都是工业应用上的主要型号。AVR、PIC单片机以及功耗更低、处理能力更强和资源更丰富的MSP430单片机，在微机的核心构架、基本理念上，都以51为基础，但又风格迥异。可以说，MCS-51的教学目的，不仅仅局限于学习如何使用MCS-51单片机，更在于使学生深入理解单片机的构成，掌握一般意义上的单片机的学习方法，灵活运用单片机，形成单片机思维，进而籍由相同理念，将单片机的基本概念和学习方法推广到其他类型的单片机学习过程中，可以起到事半功倍、举一反三的效果。实践证明，基于微机体系的教学方法，使学生学得更加扎实，更加广泛，学生能快速地掌握其他类型的单片机。
2.1.2入门时弱化专业术语
学生们在进入单片机课程之初，就会面对很多新的概念或专业术语，如：具有存储功能的：锁存器、寄存器、存储器；接口、端口等。这些专业术语一方面准确、精炼地表达了相关的知识内涵，但另一方面也在很大程度上给学生的认知造成了一定困难，学生们面对这些新词汇的时候，感到不解、害怕、无所适从，从而降低了学生的学习兴趣，打消了学习的积极性。单片机课程十分重要，很多同学都希望能学有所成，学有所用，但他们的学习热情，往往在正式进入单片机课程之初就被浇灭了。所以，在入门之初，可以弱化这些术语、概念和词汇，仅仅从字面入手，用容易为学生所接受的方法，对这些术语所涉及的功能进行简单阐述，并不花过多精力解释和追求概念的完整性，带学生跳过这道门槛，直接进入主题。弱化专业术语并不是回避概念，而是在认知过程中的一种策略，从浅层次了解概念，降低难度，从而扫清障碍，打开学习的上升通道。
关键词：单片机；一体化；教学模式
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568(2012)08-0041-02
目前，计算机硬件技术向巨型化、微型化和单片化三个方向高速发展。自1975年第一块单片微型计算机芯片问世以来，在短短的三十多年间，单片机技术已发展成为计算机技术一个非常有前途的分支，它具有体积小、性能优越、价格低廉等优点。一方面，单片机芯片是自动控制系统的核心部件，广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、通信终端设备、家用电器、高档电子玩具等领域；另一方面，单片机也是电子技术数字化的核心部件之一，在数字化电子产品中承担着数字信号处理的重任。鉴于单片机技术在实践中的广泛应用，很多高职院校电类专业均开设了《单片机技术》课程，但是院校之间的教学模式及教学效果存在着一定的差别，为了找到此类课程的理想教学方法，有必要对单片机课程的教学模式进行研究。
一、传统的单片机教学模式
传统的高职院校《单片机技术》课程存在一些比较普遍的问题，主要体现在适合高职学生的优质单片机教材较少，很多教材偏重于理论，相应的教学计划针对性不强，传统教学方法因过多体现“讲授式”特点，缺乏对学生主动学习与实践创新能力的关注。传统的“单片机技术”课程教学模式往往是“理论课+实验课”。理论课在教室采用多媒体或“粉笔+黑板”的方式，以逐个知识点的讲授为主。实验课在实验室环境下练习，且实验内容多为验证性实验。这种教学模式的缺点是教学中以教师为中心，理论与实践相脱节，学生被动地接受知识，学习过后不易理解和掌握。因此，开展《单片机技术》课程教学方法改革，探索适应新形势要求的教学方法已是必然。
二、单片机一体化教学模式
《单片机技术》自身就是一项实践性非常强的技术，光靠理论讲授和后续的实验验证根本不可能使学生很好的掌握这项高新技术，为了改变现状使学生掌握这项受之有用的技术，唯有在教学过程中加大实践的力度，使得学生能够在做中学，学中做，通过自己动手做而获得成就感，通过自己动手做而找到学习的乐趣，进而自主的学习。基于此，本文对单片机一体化教学模式进行探究，采用“教学做一体化”的教学方式，以项目情景和工作过程为导向，突出学生的主体地位，在做的过程中由教师教和学生学来共同完成教学活动。
三、单片机一体化教学具体实施
整个课程教学过程的实施按照“理论引导普通项目实训典型项目实训综合(创新)项目实训竞赛”的系列步骤展开。
1 实施方案。每个教学过程均安排在实训室采用“理论讲解－分析设计－学生编程－仿真－实训－设疑－再编程－再仿真－再实训”的方式进行，边讲边动手，有目的、有计划地带领学生先完成普通项目实训，再完成典型项目实训，然后完成综合(创新)项目实训。例如，要完成“8个发光二极管轮流点亮”的任务，教师先讲解完成这个实例需要掌握的相关电路原理和指令规则，接着引导学生一起来分析思考如何实现任务功能，待学生发现指令和任务之间的联系之后，让学生动手写程序，并仿真看结果对不对。如果仿真正确。再尝试将程序代码下载到实验板看结果是否正确。接下来再适当改变任务要求，让学生动手完成新任务。通过这样的过程，调动学生的主观能动性，提高学生学习兴趣，真正将“学－思－知－行”统一起来。
2 实施方法。本课程实践教学环节的实施按照“普通项目实训典型项目实训综合(创新)项目实训竞赛”的步骤循序渐进地展开，其组织形式也有相应的区别。
(1)普通实训项目。普通实训项目采用集中进行，统一指导和个别辅导相结合的方式进行。实训后学生必须根据要求，写出项目实训报告。实训过程中，教师的作用是导向、纠偏、督促、检查。重在培养学生自主创新地完成：资料查找、方案构思、电路设计与制作、编程及调试等工作，注重讲练结合，教师一般先有统一的入门指导，讲解实训的原理、方法、步骤、注意事项，根据需要作必要的现场操作演示，然后巡回指导。通过普通项目的实训使学生掌握单片机开发工具、单片机仿真软件、应用软件的使用方法，获得基本实训技能。掌握单片机指令应用、程序设计基本方法和技巧，提高了动手能力。
(2)典型实训项目。教师下达典型实训项目任务，提供参考资料书目，学生自己查阅资料，确定设计方案。在教师对设计方案检查无误后开始进行硬件原理图的设计和软件程序编制，调试硬件电路、调试设计程序直至成功，整个过程由老师提供技术支持。学生根据任务书的时间内容要求完成设计任务。典型实训项目采用相对集中、任务分散，小组讨论，个别辅导相结合的方式进行。通过典型实训项目的实训使学生进一步理解单片机的组成及工作原理，掌握接口电路的工作原理，理解接口技术、中断、定时／计数器等功能部件的基本原理和设计应用方法，培养学生的单片机应用与开发能力以及团队协作的能力。
(3)综合(创新)项目实践。综合(创新)项目实践采用课题组形式，每组学生进行任务分工，共同完成一个相对完整的设计任务：审题、查阅资料、方案构思、绘制原理图、电路板设计与制作、编程及调试、论文撰写等工作。教师采用相对集中、任务分散，小组讨论，个别辅导相结合的方式进行。教师在实训全过程中起技术指导作用。要真正提高学生单片机实际应用能力，单靠课堂(理论、实验)教学是不够的。为了巩固、提高学生单片机理论教学的效果，单片机应用设计综合项目，旨在继续强化学生单片机应用能力的培养，要求学生完成一个比较全面的单片机综合应用项目，对学生进行全面综合的训练，有效地提高学生的创造性思维和独立分析、解决问题的能力。
(4)竞赛。竞赛主要采用学生自由创作的形式，教师只对作品进行评价，通过学生独立对整个作品的设计制作、设计报告的撰写及答辩，使学生真正达到能够独立面对实际问题，独立分析及解决问题。
通过以上实施步骤有效地解决了传统理论课加实验课的单片机教学中遇到的问题，增强了学生的参与感，提高了学生的学习兴趣和动手能力，使理论教学与实际应用相结合，实现了一体化教学，对教学产生了积极的影响，增强了学生的创新意识和实践能力，具有一定的理论价值和实际意义。
参考文献：
