单片机应用论文(精选5篇)
单片机应用论文范文第1篇
论文摘要:目前单片机渗透到我们生活的各个领域,本文介绍了单片机的应用并且根据自己的一些经验谈了单片机应用过程中应该掌握的几个技巧。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,广泛使用的各种智能IC卡等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
一、单片机的特点应用
单片机的特点主要有:高集成度,体积小,高可靠性;控制功能强;低电压,低功耗,便于生产便携式产品;易扩展;优异的性能价格比。目前,单片机的应用领域主要包括:办公自动化设备;单片机在机电一体化中的应用;在实时过程控制中的应用;单片机在日常生活及家用电器领域的应用;在各类仪器仪表中引入单片机,使仪器仪表智能化,提高测试的自动化程度和精度,简化仪器仪表的硬件结构,提高其性能价格比;在计算机网络和通信领域中的应用;商业营销设备;单片机在医用设备领域中的应用;汽车电子产品;航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域,单片机的应用更是不言而喻。
二、单片机开发中的几个基本技巧
在单片机应用开发中,代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。
1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug,应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数:这些参数主要是系统的输入参数,它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数:这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源,如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数:这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数:指系统运行中的有序变化的参数。
2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时,要达到最高的效率,最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数,这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候,使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异,故编译效率也会有所不同,优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20%。对于复杂而开发时间紧的项目时,可以采用C语言,但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉,特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言,但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的,特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解,那么调试起来问题就会很多,反而导致执行效率低于汇编语言。
3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径,但往往很难做到,所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位;至于程序跑飞,其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态;所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器,可以用来判断复位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时,通过判断这些标志,可以判断出不同的复位原因;还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性,用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成,对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法,但是有一些是必须测试的:测试单片机软件功能的完善性;上电、掉电测试;老化测试;ESD和EFT等测试。有时候,我们还可以模拟人为使用中,可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口,由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作,由此测试抗电磁干扰能力等。
综上所述,单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面,单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧,提高效率,以便于发挥它更加广阔的用途。
参考文献:
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1990
单片机应用论文范文第2篇
论文格式写作要求:
1.论文题目为三号黑体加粗居中
2.一级标题应该设置为黑体三号加粗居中(即每一章节的标题如第一章)
3.二级标题应该设置为黑体四号加粗,对齐方式为左对齐(即每一章节的下一级标题如:1.1)
4.三级标题应该设置为黑体小四加粗,对齐方式为左对齐(二级标题下的小标题如1.1.1)
5.中文“摘要”两个字应该是三号黑体加粗居中,应该设置为一级标题。
6.中文摘要内容字体应该为宋体小四,两端对齐,行间距为1.5倍或是20磅。
7.英文摘要(abstract)应该是罗马(TimesNewRoman)三号加粗居中,应该设置为一级标题
8.英文摘要内容字体应该是罗马(TimesNewRoman)字号为小四,两端对齐,行间距为1.5倍或是20磅。
9.“关键词”三个字应该是黑体小四,其后为关键词(宋体小四),关键词数量为4~6个,每一个关键词之间要用逗号分开,最后一个关键词后不打标点符号
10.“目录”两个字应该设置为黑体三号加粗居中
11.文章正文应该是宋体小四
12.文章正文段落行间距应该是1.5倍行间距或是20磅,首行要空两格。
13.文章正文段落格式应该设置为两端对齐
14.文章中出现的图片,其位置应该是居中,且图片下方要有中英文对照的说明文字。其中中文说明文字应该为楷体五号,英文说明文字应该是罗马(TimesNewRoman)五号字体,中英文说明文字位置均为居中。图片及其中英文说明文字应该位于同一页。
15.文章中出现的表格,其位置应该是居中,且表格上方要有中英文对照的说明文字。其中中文说明文字应该为楷体五号,英文说明文字应该是罗马(TimesNewRoman)五号字体,中英文说明文字位置均为居中。且文中表格的风格要保持一致,表格内容的字体,字号设置要统一。表格的宽度不应该超过正文的宽度。表格如果转页的话,在随后的页面上应表明如:表一(续)
小学教育教学论文范例欣赏:
【摘要】随着社会中各行各业的竞争力度不断增加,大学生就业成为了社会重点难题。特别是计算机行业,近年来的计算机领域快速发展,各高校向社会输送的计算机人才也日渐提升,同时也加大了就业竞争力度。所以,学生掌握一种制约芯片的电路设计,并且熟练使用一种编程语言,不仅能够提高竞争实力,也可以增强自身的技术水平。本文中通过面向技能抽考的单片机教学进行探讨。
【关键词】技能抽考单片机教学多元化单片机
单片机是一种微型计算机的分支,以体积小、功能全、性价比高等特点著称,被运用到工业制约、通信设备、信息处理、电器等诸多领域。单片机技术在整个课程中处于核心位置,是电子信息、机电、自动化等专业学科必备技术,也是工科学生就业的一个基本保障。
一、单片机教学目前状况
单片机教学中,教师以汇编语言版本和C语言版本为编程工具的单片机为学习对象,这种学习策略可以使学生更加深入的了解单片机指令系统的操作,也可以对单片机软、硬结合的特点做深一步的单片机原理理解[1]。
“单片机”是一门专业课程,基于电工学、电子学、计算机组成原理学、接口原理及汇编语言学基础上的一门课程。以上课程是单片机课程的基础,对单片机的学习能够起到推动作用,加强学生对相关课程的理解。对于学生而言,单独的学习单片机课程,没有专业背景和知识结构的因素影响,将会很难入门[2]。
二、单片机教学的理由
2.1单片机教学的实验设备单一
教学中使用的实验设备通常是学校为学生准备好的包含十几种实验内容的实验包,学生对实验包里的设备进行试验并加深对理论知识的理解。但是,通过这种实验包学习产生的理由是无法提供更高层次的动手实验,实验包里的实验项目硬件已经连接完毕,学生只需要通过简单的连线就可以使用,导致了学生动手和动脑的机会少,线路已经固定,学生不能根据自己的设计转变线路,在实验中产生一定的局限性。
2.2教学内容与实际应用不符
学校的教学策略中,基本以理论为主,造成设计效率低、学生学习的难度大、理论性过强、语句不易理解等理由,另外由于编程的代码结构复杂,学生对硬件结构的依赖性比较大,不能够完全在不同种类之间相互移植。
三、技能抽考在单片机教学中的作用
3.1技能抽考的理论
技能抽考是根据教育学的要求,依照专业特点对学生掌握的专业技能进行标准化的考核,需要通过理论和实践的双重考核。具体做法分为三种:制定统一的抽考标准;制作抽考标准的试题库;根据专业学习的人数,采取随机筹钱的方式进行学生的独立抽考。
这种技能上的抽考相当于一种技能竞赛,专业技能竞赛相比职业技能竞赛的方面更为广阔、参与的学生也比较多、比赛的内容全面,抵制了一直以来的“重技能轻综合”的不足[5]。
3.2技能抽考在单片机教学中的作用
技能抽考运用到教学模式中,能够重新建构教学模式,提高教师和学生的专业能力、增强教师的职业道德素质和心理素质等,使学习中实现车间与教室、教师与师傅、学生与学徒、作业与产品、理论与实践、教学与比赛相结合的一种教学改革,推动学校教育水平的发展。
3.3技能抽考重建教学模式
技能抽考是以学生的综合实力为评价标准,在学习范围的完成情况来进行对专业能力的衡量,对能力、策略等进行务实、高效的教学目标。因此,教育教学观念发生了转变。从原有的教学方式转向行动教学方式,让课堂从理论性教学转向实践性教学,以“教学工厂”为实训教学模式,使车间和教室结合、理论与实践结合。
四、结论
单片机原理和教学中的自主研发、开放性和创新性,比较容易符合新世纪人才的培养,符合高校的教育规律。在教学中加快改革步伐,加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为教学中心思想,以培养学生的科学实验素质和动手能里为教学目标,将教学层次加深,全面展开单片机教学的最新模式,为电子信息行业培养大批量专业知识强又掌握应用技术的应用型人才。
参考文献
[1]牛骁.单片机和C语言的教学探讨[J].江苏机械制造与自动化,2001,04:136-138
[2]陈华珍,夏国清.基于单片机系统开发的C程序设计教学策略探讨[J].考试周刊,2023,03(09):143-144
[3]张金果,宁亚媛,姜睐.基于Proteus和Keil的单片机教学改革的探讨[J].华章,2023,12(23):263+366
单片机应用论文范文第3篇
关键词:单片机 教学改革 单片机开发板 单片机课程设计
0 引言
单片机因体积小、功能强、可靠性高和价格低廉等一系列优点,已渗入到人们工作和生活的各个角落,应用前景广阔[1]。目前多数高职院校的机械专业都开设了单片机课程,但大多院校的教学思路仍然借鉴本科先基础后应用的常规教学模式,理论教学与实际应用结合较少。对于高职学生,课程入门比较困难,知识不易掌握,实际应用较少,学习兴趣不高,该课程的实际教学效果并不理想。因此,单片机的教学模式亟需改革,改变原来以知识传授为目标的教学方式,要理论与实践并重,以实践入门来吸引学生学习的兴趣,提高教学质量。
1 高职机械专业单片机教学现存的难点
单片机是一门理论性很强的专业基础课程,同时也是一门实践性和技术性很强的学科。要求学生掌握一定的电子电路知识,还要熟练掌握计算机的相关知识,掌握编程的思维和方法。高职学生的基础知识相对薄弱,对于单片机的学习有一定的困难。
1.1 对于单片机中的专业术语和电路很难理解
学习单片机要以电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、计算机基础知识等相关课程的理论知识为基础。与电子专业学生不同的是,我校机械专业学生只开设一门电工电子课程,所有的电路、模电和数电的相关知识都集中在一门课程中讲授,知识点多且课时量偏少,知识点讲授较为粗浅,不能深入展开。因此,学生对于单片机中遇到的一些专业术语和电路,如集电极开路、上拉电阻、存储器地址、D触发器、555振荡电路等,很难理解。这些知识都需要重新讲授,且讲授效果不佳。学生往往在学到单片机的硬件电路部分时,突然间觉得很难,学习的积极性下降,甚至有了厌学的情绪。
1.2 对于汇编指令不易理解
像所有其他的指令一样,汇编指令也是英文的,我校机械专业大部分学生的英语能力比较差,遇到有英文的地方,本能地会回避,更不要说进行深入的研究。单片机中要求他们短时间记忆和理解数十条甚至上百条指令的格式和功能,他们觉得比较有压力,很多学生达不到这个目标。
汇编语言是一种低级语言,每一条汇编指令都与机器的硬件结构密切相关,
如果学生对于硬件结构没有掌握好,那么对于汇编语言的指令也很难完全理解。即使学生勉强知道每条指令的大概意思,但由于没有充分理解其内涵,不能做到融会贯通,常常错误地运用指令,即使在一个程序里运用正确,可能题型改变,就做不出来了。
1.3 对于单片机的应用比较陌生
我们在学校的教学中,受制于课时量的不足和传统教学思维和方法的限制,通常都以传授理论知识为主,实际应用提到的比较少。因此,出现一些学生直到学完这门课程,都不知道单片机能干什么。有些学生告诉老师,以前我们学过的课程,如机械制图,很有实用性,单片机讲的这么多、这么复杂,到底有什么用,我们机械专业为什么要学这一门课程。学生不能深入理解该门课程的实际应用,认为学了无用知识。
2 高职机械专业单片机教学改革的具体措施
学习单片机的最终目标是能运用单片机进行一些项目的开发,解决生产和生活中遇到的实际问题。人才市场需要的不是只懂理论、不懂实践的研究型人才,而是既懂理论,又能实践的应用型人才。因此,单片机的改革也要以就业市场为导向,结合高职机械类学生的特点,做一些针对性的调整,使学生既能学好,又能快速地适应社会的需求。本文针对单片机课程在教学方面现有的种种弊端,提出了单片机课程教学改革实施的一些具体措施。
2.1 实施“项目任务驱动法”,理论教学紧扣实践应用
单片机教学应该采用工程实际应用课题或实践案例进行教学的方法,实施“项目任务驱动法”,即课程教学以单片机应用技术的典型实用案例进行分析讲授的一种教学方法。授课时以单片机技术“案例”演示作为引入,以实现“案例”为主线讲述各相关理论知识。为巩固理论知识的学习和培养学生实际动手的能力,理论教学应与实际“案例”实验教学穿行,以实验教学充实理论内容,使两者融会贯通。整个教学过程的思路设计如下:
例如,在第一次上单片机的课时,就应该给学生演示单片机的用途,如单片机驱动流水灯、驱动数码管显示数字,驱动16×16点阵显示汉字,驱动蜂鸣器演奏一段铃声等,让学生了解单片机的应用,领略单片机的妙处,激发学生学习的兴趣。兴趣对一个学生学习一门课程很重要,如果学生对某门课程失去兴趣,即使再好的老师也教不好。第二次上课可以选择一个简单的应用,如单片机驱动一个LED的亮灭,通过仿真软件,当堂给学生画电路图,编写软件,使学生感到单片机并不是很难,自己也可以学会,打消他学不好的顾虑。后面每次课都以项目任务为导向,每次课时可以先将我们要实现的功能给学生演示一遍,然后告诉学生我们实现这个功能的思路是什么,我们要实现这个功能,需要学习哪些基础知识,让学生有一个清晰的概况和热切学习的期盼。下表为四个常用的典型项目的实验任务设置:
每个项目的设计都要以实践应用为导向,让学生感觉到能学以致用。任务的设计应遵循由浅到深、循序渐进的手法,与理论章节知识的进度遥相呼应,使学生能够逐步接受并加深理解。同一个知识点,可以举不同项目中的相近任务反复讲解,使学生对所学知识点理解透彻,达到举一反三的目的。
2.2 以C语言为主,汇编语言为辅,讲授单片机的指令系统
目前单片机的实际项目开发多采用C语言程序编写,传统的单片机教材和教学,大多采用汇编语言讲授单片机的指令系统[2]。为了改变传统所学与实际所用的差别,单片机指令系统的教学,应在汇编语言的基础上,增加单片机C语言程序设计内容,采用以C语言为主,汇编语言为辅的编程方式。这样可以使学生尽快与实践接轨,提高单片机的开发效率,使学生毕业后更快更好地适应工作环境。例如:在采用案例教学过程中,同一程序分别用汇编语言和C语言编写,通过比较二者的优缺点,可以真正理解两种语言在实际应用中的效果。Keil C51程序编译工具,既可以实现汇编语言的编程,又可以实现C语言的编程。因此,在我们实际教学工作中,完全可以用Keil C51软件实现了单片机软件开发和应用案例的日常教学,简化理论课学习的内容,降低学习难度,使学生能尽快上手单片机,这样就提高了同学们学习单片机的热情,同时也非常适合实践应用的需求,为将来工作中单片机的开发应用奠定了良好的软件基础。
2.3 单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式
实验教学中应实施单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式。开发板是在一块电路板上集成了单片机常用功能模块,虽然体积小,但涵盖了绝大多数单片机常用的实验,并可以根据教学需求,开发扩展相关功能模块[3]。课堂教学结束后,学生可将开发板带回宿舍,只需要一台电脑、一根USB下载线,就可在开发板上自学单片机或是做一些小项目锻炼实际动手能力,充分调动学生学习单片机的积极性。开发板价格便宜,现在市面上简单通用的单片机开发板(适用入门者学习),每套均价不到200元,完全满足初学者做一些常用的开发应用。实验教学中,可先让学生在Keil C51和Proteus软件中编写和仿真单片机案例程序,程序仿真正确无误后,将程序下载到单片机开发板中,在开发板上实现实际电路功能的运行,强化对实际电路的认识和理解。
2.4 增添单片机课程设计专项实训,实施理论与实践并重的考核方案
在单片机课程结束前,可在临近期末设置3周的单片机课程设计专项实训,一周调研选题,一周设计软硬件、一周焊接电路板,完成作品。具体实施的方法是让学生独立在单片机开发板上完成自选项目的设计与实现,如“数字钟”、“LED显示器”、“数字温度显示计”等智能化小产品。3-4人一组,查阅资料,自选题目,自行设计电路图、编辑程序,然后选择并购买相应的元器件,亲自焊接并完成电路,提交课题设计报告。该课程设计的开展,可以使学生了解市场行情,培养学生开发项目的能力,团队合作能力等,同时也可以作为学生期末考试实践环节的考核成绩。
为防止学生原搬照抄网上和有关资料的单片机实验设计,达不到课程考核的初衷,单片机的考核还应保留原有的理论考试。应将传统的以理论考核为主的期末闭卷考试与以实践开发应用为主的单片机课程设计考核相结合,将二者的成绩共同作为单片机课程的最终考核成绩。这样,能同时对学生的理论基础知识和实践动手开发能力做出合理的考核评价。
3 结语
单片机是高职机械专业学生的重要基础课程,目前教学效果普遍不佳。在分析高职机械专业学生单片机教学难点的基础上,针对传统教学模式的弊端,提出了该课程教学改革的具体实施措施。在教学方法上,实施了“项目任务驱动法”,较好地融合了理论与实践教学;在教学内容上,紧贴能实际运用的教学理论与技术,如以C语言为主,汇编语言为辅的单片机编程语言;在教学手段上,实行单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式;在考核方式上,采用理论与实践并重的考核方案。实践教学结果表明,改进后的教学模式要优于过去传统教学模式的教学效果,达到了单片机课程教学改革的预期目标。
参考文献:
[1]王效华,张咏梅.单片机原理与应用[M].北京:北京交通大学出版社,2007:5.
[2]谢维成.单片机原理及应用C51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2008.
[3]周润景,张丽娜.基于Proteus的电路及单片机系统的设计与仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
单片机应用论文范文第4篇
【关键词】单片机 理论与实验 课程设计 协同教学
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2023)31-0243-01
引言
单片机理论、实验和课程设计相关课程体系是各高等院校电子电气信息类工科专业基础专业课程设置的重要组成部分,为大学生深入学习掌握单片机的基本原理,设计方法,实践应用等打下基础。大多数理工科高校开设这些课程,对学生进行综合培养。对于单片机的理论与实践教学,既可以选择汇编语言,也可以选择C语言进行。在高校的实际教学工作中,大多数老师是选择汇编语言进行教学的,因为从汇编语言入手能更好的掌握单片机的硬件资源使用原理等,也有部分老师是直接使用C语言进行教学,认为汇编语言编程过于繁琐,而C语言编程能够在将来的实践工作中得到更好的应用。本文通过总结作者多年来在单片机相关课程教学积累的经验和教学研究心得,以51单片机理论、实验和课程设计教学为例,对如何在使用不同编程语言进行繁琐和复杂的教学中使学生更好地掌握单片机知识体系进行了探讨。
1.单片机理论教学
1.1 汇编语言理论教学
单片机是一个把中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、并行IO接口、串行IO接口、定时器计数器、时钟振荡电路等集成在一起的控制芯片,硬件资源简单且丰富,也易于扩展电路,所以单片机的学习侧重点首先在于掌握硬件资源使用方法。因为汇编语言实际上是CPU能够识别的机器码的助记符,从汇编语言入手开始教学,能够使学生更好地掌握单片机的硬件资源使用原理。使用汇编语言编程可以很方便地对单片机存储器地址直接进行存取操作,也能很方便地对存储器地址进行整体安排分配,前提是对单片机硬件资源非常熟悉,能够灵活调用。比如指令MOV、MOVC和MOVX可以分别访问单片机内部的数据存储器、程序存储器和外部扩展的数据存储器。汇编编程的缺点在于进行算术运算和逻辑判断跳转等比较繁琐。
1.2 C语言理论教学
国内的单片机C语言程序设计教程多数的编排都会在前面开始的章节介绍单片机硬件资源以及汇编语言指令系统,然后以更大篇幅讲述C语言程序设计语法和针对硬件资源的编程。针对单片机的C语言程序设计语法与计算机C语言高级程序设计编程语法基本一致,而针对硬件资源的指令又类似于汇编语言指令系统,所以应该可以说单片机C语言程序设计是计算机C语言高级程序设计和汇编语言指令结合体。要掌握好C语言编程依然要对于单片机的硬件资源理解透彻并能灵活调用。但是C语言针对硬件资源的指令与汇编语言指令比较起来却不如汇编那么直观,也不如汇编指令那样更加有助于单片机硬件体系结构的理解。
为了使初学者能够更好地理解单片机硬件体系结构,掌握硬件资源的调用,选择汇编语言进行教学显然是更加合适的。
2.单片机实验教学
单片机作为电子电气信息类专业的一门专业基础核心课程,比某些专业基础课程如电路原理、数字电子技术、模拟电子技术等更加注重编程实践的练习。单片机实验课程一般都是配套安排在单片机理论课程的下半学期,这样能够更加有助于理论的理解和掌握。作为理论课程的配套课程,单片机实验课程在教学上必须与理论课程保持一致性,选择汇编语言进行实验教学就是必然和最好的选择。
在实验设备的选择上,学院实验室早期购置过星研单片机Star ES51实验箱,后来又购置了大批光佑STC开发板,可以两者选其一。
早期的单片机实验都是集中在实验室进行,两人共用一台实验箱,通过连线和读写配套程序仿真运行来进行实验。这样的实验有一些明显的不足,比如配套程序调用了很多键盘显示的子程序,而这些子程序没有直接给出来,实验箱的很多硬件电路连接也没有给出详细原理图,所以造成了实验结束后多数学生也是对实验原理和编程似懂非懂的结果。
有了STC开发板后,每个学生可以分配一块开发板,各自进行单片机的编程仿真实验,还可以将开发板带回宿舍课后继续练习,实验可以更方便地进行。实验开发板的原理图清晰,例子程序丰富,通过读写配套例程可以较好的掌握单片机的基本原理。
显然使用汇编语言选择STC开发板进行单片机实验是实验教学的最好安排。实验课程的要求注重于单片机基础知识的掌握和硬件资源的调用。
3.单片机课程设计教学
单片机课程设计的安排是为了进一步提高学生的实践能力,所以课程设计的教学就不再局限于基本原理的掌握,而是必须达到更高程度的实践效果。汇编语言编程有利于对基础知识的理解和单片机硬件资源的掌握,却不利于复杂逻辑的处理。所以在学生已经基本掌握了基础理论的情况下,课程设计选择C语言编程,可以让学生更加方便的进行复杂程序的编写。
单片机课程设计实践项目内容的安排上,必须注重单片机内部和外部硬件资源的综合调用,以便完成具有实际意义的综合程序的编写。课程设计实践项目安排了可以综合调用单片机I/O口资源进行键盘扫描数码管显示以及中断处理的实现计算器功能的程序编写,和能够使用I2C总线进行通讯的AD/DA处理的程序编写。这两种程序的综合度和复杂度都远远大于单片机实验题目的要求。从实践结果来看,通过这种综合性复杂程序的编写练习,能够大大提高学生的开发设计实际项目的动手实践能力。
结束语
在我国大力实行人才战略强调人才培养的大环境下,本文作者所在高校也响应国家号召加强本科生培养,实施卓越工程教育,取得了积极可喜的成绩。本文积极探索和提高单片机理论实验课程设计协同教学的方法,取得了长足的进步和发展,也得到了学生的高度认同。以此方法培养出来的本科生在参加全国大学生电子设计竞赛的过程中也取得了骄人的成绩。本文作者经验和方法也可以为兄弟院校相关专业的教学提供参考和借鉴。
参考文献:
[1]李朝青.单片机原理及接口技术(第4版),北京航空航天大学出版社,2023.7
[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程――入门、提高、开发、拓展, 电子工业出版社,2009.1
[3]彭伟.单片机C语言程序设计实训100例――基于8051+Proteus仿真(第2版), 电子工业出版社,2023.10
单片机应用论文范文第5篇
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:
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[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,2023,35(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,2023(4):116.
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