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單片機原理論文精品(七篇)

時間:2023-03-22 17:39:28

序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇單片機原理論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。

單片機原理論文

篇(1)

論文格式寫作要求:

1.論文題目為三號黑體加粗居中

2.一級標(biāo)題應(yīng)該設(shè)置為黑體三號加粗居中(即每一章節(jié)的標(biāo)題如第一章)

3.二級標(biāo)題應(yīng)該設(shè)置為黑體四號加粗,對齊方式為左對齊(即每一章節(jié)的下一級標(biāo)題如:1.1)

4.三級標(biāo)題應(yīng)該設(shè)置為黑體小四加粗,對齊方式為左對齊(二級標(biāo)題下的小標(biāo)題如1.1.1)

5.中文“摘要”兩個字應(yīng)該是三號黑體加粗居中,應(yīng)該設(shè)置為一級標(biāo)題。

6.中文摘要內(nèi)容字體應(yīng)該為宋體小四,兩端對齊,行間距為1.5倍或是20磅。

7.英文摘要(abstract)應(yīng)該是羅馬(TimesNewRoman)三號加粗居中,應(yīng)該設(shè)置為一級標(biāo)題

8.英文摘要內(nèi)容字體應(yīng)該是羅馬(TimesNewRoman)字號為小四,兩端對齊,行間距為1.5倍或是20磅。

9.“關(guān)鍵詞”三個字應(yīng)該是黑體小四,其后為關(guān)鍵詞(宋體小四),關(guān)鍵詞數(shù)量為4~6個,每一個關(guān)鍵詞之間要用逗號分開,最后一個關(guān)鍵詞后不打標(biāo)點符號

10.“目錄”兩個字應(yīng)該設(shè)置為黑體三號加粗居中

11.文章正文應(yīng)該是宋體小四

12.文章正文段落行間距應(yīng)該是1.5倍行間距或是20磅,首行要空兩格。

13.文章正文段落格式應(yīng)該設(shè)置為兩端對齊

14.文章中出現(xiàn)的圖片,其位置應(yīng)該是居中,且圖片下方要有中英文對照的說明文字。其中中文說明文字應(yīng)該為楷體五號,英文說明文字應(yīng)該是羅馬(TimesNewRoman)五號字體,中英文說明文字位置均為居中。圖片及其中英文說明文字應(yīng)該位于同一頁。

15.文章中出現(xiàn)的表格,其位置應(yīng)該是居中,且表格上方要有中英文對照的說明文字。其中中文說明文字應(yīng)該為楷體五號,英文說明文字應(yīng)該是羅馬(TimesNewRoman)五號字體,中英文說明文字位置均為居中。且文中表格的風(fēng)格要保持一致,表格內(nèi)容的字體,字號設(shè)置要統(tǒng)一。表格的寬度不應(yīng)該超過正文的寬度。表格如果轉(zhuǎn)頁的話,在隨后的頁面上應(yīng)表明如:表一(續(xù))

小學(xué)教育教學(xué)論文范例欣賞:

【摘要】隨著社會中各行各業(yè)的競爭力度不斷增加,大學(xué)生就業(yè)成為了社會重點難題。特別是計算機行業(yè),近年來的計算機領(lǐng)域快速發(fā)展,各高校向社會輸送的計算機人才也日漸提升,同時也加大了就業(yè)競爭力度。所以,學(xué)生掌握一種制約芯片的電路設(shè)計,并且熟練使用一種編程語言,不僅能夠提高競爭實力,也可以增強自身的技術(shù)水平。本文中通過面向技能抽考的單片機教學(xué)進行探討。

【關(guān)鍵詞】技能抽考單片機教學(xué)多元化單片機

單片機是一種微型計算機的分支,以體積小、功能全、性價比高等特點著稱,被運用到工業(yè)制約、通信設(shè)備、信息處理、電器等諸多領(lǐng)域。單片機技術(shù)在整個課程中處于核心位置,是電子信息、機電、自動化等專業(yè)學(xué)科必備技術(shù),也是工科學(xué)生就業(yè)的一個基本保障。

一、單片機教學(xué)目前狀況

單片機教學(xué)中,教師以匯編語言版本和C語言版本為編程工具的單片機為學(xué)習(xí)對象,這種學(xué)習(xí)策略可以使學(xué)生更加深入的了解單片機指令系統(tǒng)的操作,也可以對單片機軟、硬結(jié)合的特點做深一步的單片機原理理解[1]。

“單片機”是一門專業(yè)課程,基于電工學(xué)、電子學(xué)、計算機組成原理學(xué)、接口原理及匯編語言學(xué)基礎(chǔ)上的一門課程。以上課程是單片機課程的基礎(chǔ),對單片機的學(xué)習(xí)能夠起到推動作用,加強學(xué)生對相關(guān)課程的理解。對于學(xué)生而言,單獨的學(xué)習(xí)單片機課程,沒有專業(yè)背景和知識結(jié)構(gòu)的因素影響,將會很難入門[2]。

二、單片機教學(xué)的理由

2.1單片機教學(xué)的實驗設(shè)備單一

教學(xué)中使用的實驗設(shè)備通常是學(xué)校為學(xué)生準備好的包含十幾種實驗內(nèi)容的實驗包,學(xué)生對實驗包里的設(shè)備進行試驗并加深對理論知識的理解。但是,通過這種實驗包學(xué)習(xí)產(chǎn)生的理由是無法提供更高層次的動手實驗,實驗包里的實驗項目硬件已經(jīng)連接完畢,學(xué)生只需要通過簡單的連線就可以使用,導(dǎo)致了學(xué)生動手和動腦的機會少,線路已經(jīng)固定,學(xué)生不能根據(jù)自己的設(shè)計轉(zhuǎn)變線路,在實驗中產(chǎn)生一定的局限性。

2.2教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用不符

學(xué)校的教學(xué)策略中,基本以理論為主,造成設(shè)計效率低、學(xué)生學(xué)習(xí)的難度大、理論性過強、語句不易理解等理由,另外由于編程的代碼結(jié)構(gòu)復(fù)雜,學(xué)生對硬件結(jié)構(gòu)的依賴性比較大,不能夠完全在不同種類之間相互移植。

三、技能抽考在單片機教學(xué)中的作用

3.1技能抽考的理論

技能抽考是根據(jù)教育學(xué)的要求,依照專業(yè)特點對學(xué)生掌握的專業(yè)技能進行標(biāo)準化的考核,需要通過理論和實踐的雙重考核。具體做法分為三種:制定統(tǒng)一的抽考標(biāo)準;制作抽考標(biāo)準的試題庫;根據(jù)專業(yè)學(xué)習(xí)的人數(shù),采取隨機籌錢的方式進行學(xué)生的獨立抽考。

這種技能上的抽考相當(dāng)于一種技能競賽,專業(yè)技能競賽相比職業(yè)技能競賽的方面更為廣闊、參與的學(xué)生也比較多、比賽的內(nèi)容全面,抵制了一直以來的“重技能輕綜合”的不足[5]。

3.2技能抽考在單片機教學(xué)中的作用

技能抽考運用到教學(xué)模式中,能夠重新建構(gòu)教學(xué)模式,提高教師和學(xué)生的專業(yè)能力、增強教師的職業(yè)道德素質(zhì)和心理素質(zhì)等,使學(xué)習(xí)中實現(xiàn)車間與教室、教師與師傅、學(xué)生與學(xué)徒、作業(yè)與產(chǎn)品、理論與實踐、教學(xué)與比賽相結(jié)合的一種教學(xué)改革,推動學(xué)校教育水平的發(fā)展。

3.3技能抽考重建教學(xué)模式

技能抽考是以學(xué)生的綜合實力為評價標(biāo)準,在學(xué)習(xí)范圍的完成情況來進行對專業(yè)能力的衡量,對能力、策略等進行務(wù)實、高效的教學(xué)目標(biāo)。因此,教育教學(xué)觀念發(fā)生了轉(zhuǎn)變。從原有的教學(xué)方式轉(zhuǎn)向行動教學(xué)方式,讓課堂從理論性教學(xué)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`性教學(xué),以“教學(xué)工廠”為實訓(xùn)教學(xué)模式,使車間和教室結(jié)合、理論與實踐結(jié)合。

四、結(jié)論

單片機原理和教學(xué)中的自主研發(fā)、開放性和創(chuàng)新性,比較容易符合新世紀人才的培養(yǎng),符合高校的教育規(guī)律。在教學(xué)中加快改革步伐,加強基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、開拓思維、注重創(chuàng)新、提高素質(zhì)為教學(xué)中心思想,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和動手能里為教學(xué)目標(biāo),將教學(xué)層次加深,全面展開單片機教學(xué)的最新模式,為電子信息行業(yè)培養(yǎng)大批量專業(yè)知識強又掌握應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用型人才。

參考文獻

[1]牛驍.單片機和C語言的教學(xué)探討[J].江蘇機械制造與自動化,2001,04:136-138

[2]陳華珍,夏國清.基于單片機系統(tǒng)開發(fā)的C程序設(shè)計教學(xué)策略探討[J].考試周刊,2011,03(09):143-144

[3]張金果,寧亞媛,姜睞.基于Proteus和Keil的單片機教學(xué)改革的探討[J].華章,2013,12(23):263+366

篇(2)

論文關(guān)鍵詞:單片機原理及應(yīng)用技術(shù);設(shè)計理念

《單片機原理及應(yīng)用技術(shù)》是機電一體化技術(shù)專業(yè)的一門必修專業(yè)技術(shù)核心課程。該課程是根據(jù)“機電一體化技術(shù)”專業(yè)職業(yè)崗位要求設(shè)置的一門實踐性和綜合性非常強的專業(yè)技能課程,是基于職業(yè)標(biāo)準和工作過程開發(fā)的理實一體化的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程,是屬于職業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程之一,它擔(dān)負著幫助畢業(yè)生在未來職業(yè)生涯中從擔(dān)任單片機程序的編制、控制系統(tǒng)的自動化控制等崗位的重任。通過本課程的學(xué)習(xí),旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機的結(jié)構(gòu)和原理、單片機的指令系統(tǒng)、程序設(shè)計、單片機的硬件結(jié)構(gòu)及其擴展、單片機的應(yīng)用等,培養(yǎng)學(xué)生具有單片機的編程、硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力及團隊協(xié)作、溝通表達等綜合素質(zhì),這對提高機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量、提升畢業(yè)生就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量具有重要意義。

一、課程整體設(shè)計理念與思路

(一)設(shè)計理念

打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式,轉(zhuǎn)變?yōu)榛诠ぷ鬟^程的項目課程開發(fā)與設(shè)計,工作任務(wù)為中心、項目課程為主體,讓學(xué)生在完成具體項目的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識,并發(fā)展職業(yè)能力。

1、以崗位需求為依據(jù):依據(jù)自動化控制系統(tǒng)實踐能力要求,設(shè)置課程內(nèi)容,實現(xiàn)課程內(nèi)容和職業(yè)崗位需求緊密結(jié)合;2、以工作過程為基礎(chǔ):按照工作過程中活動與知識的關(guān)系來設(shè)計課程,突出工作過程在課程框架中的主線地位,按照工作過程的需要來選擇知識,以工作任務(wù)為中心整合理論與實踐內(nèi)容;3、以職業(yè)能力為主線:真正以“能力”為主線來設(shè)計課程。要按照工作的相關(guān)性,而不是知識的相關(guān)性來確定課程設(shè)置。

(二)設(shè)計思路

本課程從應(yīng)用的角度出發(fā),依據(jù)由簡到難的原則,以典型工作任務(wù)為主線,設(shè)立教學(xué)項目,通過教師指導(dǎo)學(xué)生開展自立學(xué)習(xí)完成工作任務(wù)或項目,實現(xiàn)對工作過程的認識和對完成工作任務(wù)的體驗,從而形成職業(yè)能力。共設(shè)置9個學(xué)習(xí)項目, 每個學(xué)習(xí)項目均應(yīng)從知識技能等方面達到教學(xué)的標(biāo)準。

二、課程整體設(shè)計

(一)課程目標(biāo)設(shè)計

確定課程目標(biāo)的依據(jù)是根據(jù)人才培養(yǎng)方案中崗位具體工作對能力、知識、素質(zhì)的基本要求。通過教學(xué),本課程總體目標(biāo)是實現(xiàn)學(xué)生能力、知識、情感態(tài)度與價值觀等不同層面職業(yè)素養(yǎng)的綜合提升和協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的高技能人才的目標(biāo)。  1、能力目標(biāo):(1)具備單片機硬件圖的表達、閱讀、分析能力;(2)具備單片機匯編語言編程的能力;(3)具備單片機硬件擴展的能力;(4)初步具備單片機的應(yīng)用能力。

2、知識目標(biāo):理解單片機的結(jié)構(gòu)及其工作原理,了解單片機的特點及其發(fā)展過程;掌握單片機的指令格式、尋址方式、數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運算類指令等各種指令系統(tǒng)。掌握單片機軟件編程的方法;掌握單片機的硬件結(jié)構(gòu)及其硬件擴展的方法。

3、態(tài)度目標(biāo):具有實事求是的科學(xué)態(tài)度和吃苦耐勞的實踐意識;具有開拓和創(chuàng)新精神,具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì)。

(二)課程內(nèi)容設(shè)計

為了保證學(xué)生畢業(yè)后能夠勝任有關(guān)崗位的要求,我們依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案經(jīng)過反復(fù)研討后,選擇了貼近實際的5個典型項目作為教學(xué)內(nèi)容,以保證學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。并根據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律以及職業(yè)能力成長規(guī)律,將教學(xué)項目組織為5個對應(yīng)的能力訓(xùn)練項目。

(三)教學(xué)方法設(shè)計

1、基于教與學(xué)的教學(xué)方法。一方面以學(xué)生為主體,以專業(yè)課程和專業(yè)技能提高的需求為目的確定綜合案例、單項任務(wù)和理論知識。通過課堂練習(xí)與測驗、課后研究報告、課后綜合案例及課程實驗與學(xué)生一起“學(xué)中做、做中學(xué)”。另一方面,以教師為主導(dǎo),老師指出課程學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法,進行正確引導(dǎo)(課堂、實驗、課后研究報告),了解學(xué)生困惑,進行正確指導(dǎo)(課程學(xué)習(xí)、作業(yè)、實驗報告、課后研究報告書);2、創(chuàng)造真實氛圍的工作環(huán)境,實施一體化教學(xué)法。注重學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成,創(chuàng)設(shè)真實氛圍的工作環(huán)境,開展一體化教學(xué),將教室與實訓(xùn)室合二為一,形成仿真的工作場所,使教學(xué)過程變?yōu)樯a(chǎn)過程,學(xué)習(xí)任務(wù)變?yōu)楣ぷ魅蝿?wù),使學(xué)生通過學(xué)習(xí)親身體驗工作。教學(xué)組織過程實施“學(xué)做一體”。采用行動導(dǎo)向教學(xué)模式,教、學(xué)、做過程中,實行以學(xué)生為主體的教學(xué)互動,以活動為導(dǎo)向的自主學(xué)習(xí);3、案例教學(xué)法。如講解單片機編程知識時,引入生活、工業(yè)控制實例等開展案例教學(xué),如電動玩具的前進后退、走廊燈光的延時熄滅、倉庫貨物數(shù)量統(tǒng)計、交通燈制作等案例,增加學(xué)習(xí)興趣和動力,又為學(xué)生利用所學(xué)知識解決相應(yīng)的實際問題奠定基礎(chǔ);4、項目教學(xué)法。以生產(chǎn)過程為載體開發(fā)教學(xué)項目,整個教學(xué)圍繞各個項目的解決而展開,教師提出引導(dǎo)性問題,學(xué)生查找資料進行決策分析,制定出計劃,并進行實施,引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

另外,還充分利用現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段,提高教學(xué)效率。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段,提供了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

三、課程資源設(shè)計

使用高等職業(yè)教育時空技術(shù)專業(yè)“雙證課程”培養(yǎng)方案規(guī)劃教材、高職高專系列教材等作為教學(xué)參考教材,實行以多媒體技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境;推薦優(yōu)秀網(wǎng)站,建立包括課程標(biāo)準、教學(xué)內(nèi)容、課件等內(nèi)容的教學(xué)資源庫。鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí),利用校內(nèi)實驗實訓(xùn)教學(xué)條件,讓學(xué)生有目的的,主動地去學(xué)習(xí)。

篇(3)

本文介紹了一種空調(diào)機溫度控制系統(tǒng)。本溫度控制系統(tǒng)采用AT89C51單片機收集數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù)來實現(xiàn)對溫度的調(diào)控。主要過程如下:利用傳感器將非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號,轉(zhuǎn)換后的電信號再進入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,傳送給單片機進行數(shù)據(jù)處理,并向設(shè)備輸出控制信號。由LED實時顯示被控溫度及設(shè)定溫度,使系統(tǒng)應(yīng)用更加方便、直觀。

【關(guān)鍵詞】單片機、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)調(diào)試

緒論

單片機利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器和數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、程序存儲器(ROM)及其他I/O通信口集成在一塊芯片上,構(gòu)成一個最小的計算機系統(tǒng)。而現(xiàn)代的單片機則加上了中斷單元、定時單元及A/D轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完善的電路,使得單片機的功能越來越強大,應(yīng)用更廣泛。

第1章單片機空調(diào)控制系統(tǒng)

隨著中國人民環(huán)境的改善和人民生活質(zhì)量的提高,公共建筑和住宅的供熱和空調(diào)已成為普遍的需求,建筑能耗占全社會總能耗的比例巨大且持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計,2001年中國建筑能耗已達到3.76億噸標(biāo)準煤,占總能耗的27.6%,年增長比例是5%。在發(fā)達國家中,供熱和空調(diào)的能耗很大,可占到社會總能耗的25%-30%。有資料統(tǒng)計,辦公樓中空調(diào)系統(tǒng)耗能量占總能量的25%左右,所以空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計始終是建筑環(huán)境與設(shè)備領(lǐng)域中的重要研究課題之一。

1.1當(dāng)前國內(nèi)研究情況

1)在城市現(xiàn)代化建設(shè)過程中,用電結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,其中用在建筑物空調(diào)系統(tǒng)的電力負荷比例日益增加。據(jù)不完全統(tǒng)計,北京已有250余幢賓館、辦公樓和50余家大商場采用中央空調(diào),其空調(diào)用電負荷達40萬kW。相當(dāng)于華北電網(wǎng)為了調(diào)峰,耗資27億元而興建的十三陵抽水蓄能電站的1/2裝機容量。以廣東省為例,現(xiàn)有裝機容量已達30萬kW,并以每年30%的速度遞增,其用電負荷已占總共電量的40%以上。

2)改革開放以來,我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的不斷提高,對電力供應(yīng)不斷提出新的挑戰(zhàn)。盡管我國發(fā)電裝機容量已超過2億Kw,年發(fā)電量已突破9000億kWh。然而,目前我國電力供應(yīng)仍很緊張。突出的矛盾是電網(wǎng)峰谷負荷差加大,夜間至清晨谷段負荷率低,而高峰段電力嚴重不足,有的電網(wǎng)峰谷負荷之差達25%-30%,造成白天經(jīng)常拉閘限電,夜間有電送不出的現(xiàn)象。

3)由于空調(diào)用電負荷一般在電力谷段用量甚少,對城市點昂具有很大的“肖鋒填谷“潛力,而在中央空調(diào)中,制冷系統(tǒng)的用電量通常占整個空調(diào)系統(tǒng)用電量的40%-50%,如以商場為例,每10萬m2空調(diào)制冷系統(tǒng)的須用電功率約為7000-9000KW。因此,空調(diào)蓄冷系統(tǒng)應(yīng)運而生,并將日益展示他廣闊的應(yīng)用前景

1.2空調(diào)控制系統(tǒng)的組成以及基本工作原理

空調(diào)系統(tǒng)的基本組成形式可分為三大組成部分,分別是:冷熱源設(shè)備(主機)、空調(diào)末端設(shè)備、附件及管道系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有制冷、制熱、除濕、自動4種工作模式,包括定時、睡眠、風(fēng)向、智能化霜、應(yīng)急運轉(zhuǎn)、試運轉(zhuǎn)以及5種可調(diào)室內(nèi)風(fēng)速等控制功能;在定時開機時,可根據(jù)訪間溫度作智能判斷,自動調(diào)整定時開機時間,避免開機時太冷或太熱;另外,可對設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個溫度值進行同時指示,以及完整的抗干擾和系統(tǒng)保護功能。

1.2.1控制器原理

該系統(tǒng)具有制冷、制熱、除濕、自動4種工作模式,包括定時、睡眠、風(fēng)向、智能化霜、應(yīng)急運轉(zhuǎn)、試運轉(zhuǎn)以及5種可調(diào)室內(nèi)風(fēng)速等控制功能;在定時開機時,可根據(jù)訪間溫度作智能判斷,自動調(diào)整定時開機時間,避免開機時太冷或太熱;另外,可對設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個溫度值進行同時指示,以及完整的抗干擾和系統(tǒng)保護功能。

本系統(tǒng)硬件簡單可靠,軟件具有更完善的控制功能和抗干擾能力。系統(tǒng)具有很高的性能價格比

系統(tǒng)CPU根據(jù)遙控器或按鍵輸入的命令,對采集到的溫度進行智能判斷,然后作出相應(yīng)的制冷、制熱或除溫運行。再通過接口電路,驅(qū)動壓縮機、換向閥、風(fēng)向電機和室內(nèi)風(fēng)機作相應(yīng)動作,并對溫度用LED指示。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。

1.3軟件設(shè)計

軟件設(shè)計采用模擬化處理,主控程序包括以下幾個部分:程序的初始化、試運轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)和信號的采集與處理、溫度LED指示、室內(nèi)風(fēng)機的閉環(huán)積分控制、室內(nèi)風(fēng)向電機的步進控制。功能子程序包括制冷、制熱、除濕、自動四種運行模式。中斷程序包括遙控接收。各種定時的中斷查詢處理、速度檢測等。系統(tǒng)的主控程序流程如圖4所示。

1.4硬件設(shè)計

1.4.1單片機的選擇

系統(tǒng)有3路溫度模擬信號輸入,還有1路電壓和1路電流模擬輸入,共5路模擬輸入要求;而模擬信號要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能用單片機CPU處理。為提高系統(tǒng)的性能價格比,應(yīng)采用含有A/D轉(zhuǎn)換器的單片機。經(jīng)過各方面的綜合比較,我們選用了美國Microchip公司的PIC16C72單片機作為控制核心。它具有5路模擬量輸入的A/D轉(zhuǎn)換器,恰好滿足系統(tǒng)的模擬輸入要求。另外,它在1塊芯片上集成了1個8位邏輯運算單元和工作寄存器、2KB程序存儲器、128個數(shù)據(jù)存儲器、3個端口(A口、B口、C口)共22條I/O線、3個定時器/計數(shù)器。另外,只有35條易學(xué)易用而高效的RISC(精簡指令集計算機)指令,同時,芯片具看門狗功能,并提供對軟件運行出錯的保護。

1.4.2模擬輸入電路

本系統(tǒng)直接用熱敏電阻進行測溫,再加一級電容濾波。對外交換溫度檢測電路,因其干擾較大,特加上二極管限幅保護。對傳感器的不同電阻值,將其所對應(yīng)的不同分壓值輸入至PIC單片機的A/D轉(zhuǎn)換口,在單片機內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該檢測電路結(jié)構(gòu)簡單,性能價格比高。又因采用的單片機為8位,所以溫度轉(zhuǎn)換精度高,可為0.5℃,完全滿足了空調(diào)的信號檢測精度要求。對過流信號的檢測,不用經(jīng)過比較器,節(jié)約了資源;而是采用模擬信號整流分壓后直接輸入,通過單片機自帶的A/D轉(zhuǎn)換器,每500μs對其進行一次檢測,并進行軟件比較,以確認是否過流。對過零電壓信號的檢測,也是采用模擬信號整流分壓后直接輸入。因兩個半的過零點都要檢測,所以用橋式整流。模擬輸入電路如圖2所示。

1.5單片機控制系統(tǒng)的調(diào)試

1.5.1硬件調(diào)試

根據(jù)設(shè)計的原理電路做好實驗樣機,便進入硬件調(diào)試階段。調(diào)試工作的主要任務(wù)是排除樣機故障,其中包括設(shè)計錯誤和工藝性故障。

1)脫機檢查

用萬能表或邏輯測試筆逐步按照邏輯圖檢查機中各器件的電源及各引腳的連接是否正確,檢查數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。有時為保護芯片,先對各管座的電位(或電源)進行檢查,確定其無誤后再插入芯片檢查。

1.5.2仿真調(diào)試

暫時排除目標(biāo)板的CPU和EPROM,將樣機接上仿真機的40芯仿真插頭進行調(diào)試,調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計要求。這部分工作是一種經(jīng)驗性很強的工作,一般來說,設(shè)計制作的樣機不可能一次性完好,總是需要調(diào)試的。通常的方法是,先編調(diào)試軟件,逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計的準確性。其次是調(diào)試MONITOR程序,只有MONITOER程序正常工作才可以進行下面的應(yīng)用軟件調(diào)試。

1.5.3硬件電路調(diào)試的一般順序

1)檢查CPU的時鐘電路。通過測試ALE信號,如沒有ALE信號,則判斷是晶體或CPU故障,這稱之為“心臟”檢查。

2)檢查ABUS/DBUS的分時復(fù)用功能的地址鎖存是否正常。

3)檢查I/O地址分配器。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構(gòu)成,如是部分譯碼設(shè)計,則排除地址重疊故障。

4)對擴展的RAM、ROM進行檢查調(diào)試。一般先后寫入55H、AAH,再讀出比較,以此判斷是否正常。因為這樣RAM、ROM的各位均寫入過‘0’、‘1’代碼。

5)用戶級I/O設(shè)備調(diào)試。如面板、顯示、打印、報警等等。

1.5.4軟件調(diào)試

軟件調(diào)試根據(jù)開發(fā)的設(shè)備情況可以有以下方法:

1)交叉匯編

用IBMPC/XT機對MCS—51系列單片機程序進行交叉匯編時,可借助IBMPC/XT機的行編輯和屏幕編輯功能,將源程序按規(guī)定的格式輸入到PC機,生成MCS—51HEX目標(biāo)代碼和LIST文件。

2)用匯編語言

現(xiàn)在有些單片STD工業(yè)控制機或者開發(fā)系統(tǒng),可直接使用匯編語言,借助CRT進行匯編語言調(diào)試。

3)手工匯編

這種方法是最原始,但又是一種最簡捷的調(diào)試方法,且不必增加調(diào)試設(shè)備。這種方法的實質(zhì)就是對照MCS—51指令編碼表,將源程序指令逐條地譯成機器碼,然后輸入到RAM重新進行調(diào)試。在進行手工匯編時,要特別注意轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令、查表指令。必須準確無誤地計算出操作碼、轉(zhuǎn)移地址和相對偏移量,以免出錯。

4)以上3種方法調(diào)試完成以后,即可通過EPROM寫入器,將目標(biāo)代碼寫入EPROM中,并將其插至機器的相應(yīng)插座上,系統(tǒng)便可投入運行。

硬件、軟件仿真調(diào)試經(jīng)過硬件、軟件單獨調(diào)試后,即可進入硬件、軟件聯(lián)合仿真調(diào)試階段,找出硬件、軟件之間不相匹配的地方,反復(fù)修改和調(diào)試。實驗室調(diào)試工作完成以后,即可組裝成機器,移至現(xiàn)場進行運行和進一步調(diào)試,并根據(jù)運行及調(diào)試中的問題反復(fù)進行修改。

1.5.5調(diào)試

單片機控制技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,其核心技術(shù)是單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計。對工程技術(shù)人員來說,抓住系統(tǒng)的原理構(gòu)成、軟件設(shè)計、硬件設(shè)計以及系統(tǒng)調(diào)試方法的要點是十分必要的。根據(jù)工作經(jīng)驗,前面敘述的系統(tǒng)調(diào)試方法將會有助于從事這方面工作的技術(shù)人員及本專業(yè)的學(xué)習(xí)者。

第2章單片機的空調(diào)控制系統(tǒng)技術(shù)和量化要求

2.1空調(diào)控制系統(tǒng)的數(shù)字化控制

(以Infineon的8位單片機C504/C508)為例

2.1.1模糊智能控制

與普通空調(diào)的運行方式不同,變頻空調(diào)的壓縮機需要連續(xù)運行。其速度調(diào)節(jié)變得更加重要,要確保室內(nèi)溫度波動限制在較小范圍內(nèi)。事實上永磁直流無刷電機是一個多變量,非線性,強耦合的對象,需要智能控制才能取得比較滿意的效果。考慮到8位單片機的資源有限,本系統(tǒng)采用模糊控制來實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的控制。因為C504/C508的CCU單元的通道0在塊交換模式下降了參與電機換相外,還可用來完成捕獲動作,故這個通道可以同時用于電機速度檢測。系統(tǒng)所用的模糊控制規(guī)則如下式:U=αE+(1-α)E式中,E為位速度誤差,Ec為速度誤差變化率,α為加權(quán)系數(shù),在0和1之間取值,U為控制器輸出。通過調(diào)整加權(quán)系數(shù),本系統(tǒng)可以對控制規(guī)則進行在線修正。

2.1.2功率變換電路

功率變換電路及其驅(qū)動和保護是直流無刷電機調(diào)速系統(tǒng)的最核心的部分。功率變換電路主要是整流橋和逆變橋。目前在國內(nèi)變頻空調(diào)產(chǎn)品中這部分電路的角色主要是由智能功率模塊(IPM)來充當(dāng)。所謂IPM,就是將功率變換電路,驅(qū)動,保護,檢測,輔助電源都集成在一個模塊內(nèi)。

2.1.3單片機控制系統(tǒng)中控制算法

(1)直接數(shù)字控制

當(dāng)被控對象的數(shù)學(xué)模型能夠確定時,可采用直接數(shù)字控制。所謂數(shù)學(xué)模型就是系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達式,它表示系統(tǒng)輸入輸出及其內(nèi)部狀態(tài)之間的關(guān)系。一般多用實驗的方法測出系統(tǒng)的特性曲線,然后再由此曲線確定出其數(shù)學(xué)模型。現(xiàn)在經(jīng)常采用的方法是計算機仿真及計算機輔助設(shè)計,由計算機確定出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,因而加快了系統(tǒng)模型的建立。當(dāng)系統(tǒng)模型建立后,即可選定上述某一種算法,設(shè)計數(shù)字控制器,并求出差分方程。計算機的主要任務(wù)就是按此差分方程計算并輸出控制量,進而實現(xiàn)控制。

(2)數(shù)字化PID控制

由于被控對象是復(fù)雜的,因此并非所有的系統(tǒng)均可求出數(shù)學(xué)模型,有些即使可以求出來,但由于被控對象環(huán)境的影響,許多參數(shù)經(jīng)常變化,因此很難進行直接數(shù)字控制。此時最好選用數(shù)字化PID(比例積分微分)控制。在PID控制算法中,以位置型和增量型2種PID為基礎(chǔ),根據(jù)系統(tǒng)的要求,可對PID控制進行必要的改進。通過各種組合,可以得到更圓滿的控制系統(tǒng),以滿足各種不同控制系統(tǒng)的要求。

2.2單片機控制系統(tǒng)的數(shù)字化

2.21采用數(shù)字化負荷隨動控制理論

運用現(xiàn)代化計算機技術(shù)、數(shù)字化自動控制技術(shù),對中央空調(diào)設(shè)備運行進行綜合、優(yōu)化;針對中央空調(diào)主機和輔機系統(tǒng)運行的工況和末端負荷的變化,采集其瞬間多種變化參數(shù),對負荷進行隨動跟蹤;自動、準確、及時地對冷凍(溫)水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機設(shè)備的運行參數(shù)進行采集,對系統(tǒng)各設(shè)備自動進行實時優(yōu)化控制,使中央空調(diào)主機運行環(huán)境得以優(yōu)化,使得主機工質(zhì)和輔機系統(tǒng)各種流量跟隨末端負荷的變化而同步變化,確保中央空調(diào)系統(tǒng)在滿足舒適性的前提下,大幅度降低系統(tǒng)的能源消耗。即把負荷運行所不需要的,而系統(tǒng)運行又將會產(chǎn)生的這部分多余的冷量節(jié)省下來。

2.22中央空調(diào)數(shù)字化負荷隨動節(jié)能控制系統(tǒng)

控制精度高,同頻精度和穩(wěn)定性好,可使中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能達到20%以上。該技術(shù)、產(chǎn)品在國內(nèi)、國外處于領(lǐng)先水平,具有高效節(jié)能、安全、舒適和方便管理的顯著效果。

第3章結(jié)論

單片機控制技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,其核心技術(shù)是單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計。對工程技術(shù)人員來說,抓住系統(tǒng)的原理構(gòu)成、軟件設(shè)計、硬件設(shè)計以及系統(tǒng)調(diào)試方法的要點是十分必要的。隨著我國經(jīng)濟實力的增長,開發(fā)新產(chǎn)品的思路上過去那種過多注重價格因素而使新產(chǎn)品開發(fā)上不了檔次的弱點有所改善,開始注意使用當(dāng)前最先進的單片機開發(fā)高檔次的產(chǎn)品。由于單片機的開發(fā)手段目前仍以仿真器為主,公司能否提供廉價的仿真器,提供方便的技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn),較之能否提供高性能、低價位的單片機有著同等的重要性。各單片機廠商在開發(fā)工具以及技術(shù)服務(wù)方面也進行著激烈的競爭。這種競爭與推出新型的單片機以顯示高技術(shù)方面的優(yōu)勢是相輔相成的。競爭的結(jié)果是為單片機應(yīng)用工程師提供更廣闊的選擇空間,而最終受益的是單片機產(chǎn)品的消費者,由于單片機對各行各業(yè)都有用,這種電子技術(shù)的進步導(dǎo)致各行各業(yè)的進步,也帶動了人類文明的進步。

【參考文獻】

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[3]陳杰,黃鴻《傳感器與檢測技術(shù)》高等教育出版社2002

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[5]張迎新、杜小平、樊桂花、雷道振《單片機初級教程》北京航空航天大學(xué)出版社2002

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[7]數(shù)字電子技術(shù)

[8]模擬電子技術(shù)

[9]單片機原理機接口技術(shù)

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[11]南建輝等.MCS51單片機原理及其應(yīng)用實例.清華大學(xué)出版社2004

[12]李玉峰,倪虹霞.MCS-51系列單片機原理與接口技術(shù).人民郵電出版社2004-5

第5章致謝

本論文設(shè)計在()老師的悉心指導(dǎo)和嚴格要求下業(yè)已完成,從課題選擇到具體的寫作過程,無不凝聚著()老師的心血和汗水,在我的畢業(yè)論文寫作期間,()老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議,沒有這樣的幫助和關(guān)懷,我不會這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向()老師表示深深的感謝和崇高的敬意。

在臨近畢業(yè)之際,我還要借此機會向在這四年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意,感謝他們四年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里,各位任課老師認真負責(zé),在他們的悉心幫助和支持下,我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識,并在設(shè)計中得以體現(xiàn),順利完成畢業(yè)論文。

篇(4)

關(guān)鍵詞:單片機; 酒精濃度檢測系統(tǒng); 氣敏傳感器

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.006

1 引言

現(xiàn)代社會的經(jīng)濟正處于高速發(fā)展之中,越來越多的人擁有私家車,并且在近幾年,故據(jù)事故的比重很大。在如今中國,由酒后駕車所引發(fā)的交通事故每年可達上萬起,其危害之嚴重可見一斑,已成為交通事故的第一大“殺手”。

為了實現(xiàn)對于人權(quán)的尊重,對于生命的關(guān)愛,使更多人的生命權(quán),健康權(quán)以及幸福美滿的家庭能夠得到更好的保護,需要設(shè)計一種智能的酒精檢測系統(tǒng)可以檢測駕駛員的體內(nèi)的酒精含量。本論文研究的是一種以氣敏傳感器和單片機為主,檢測酒精的濃度,并且具有顯示和報警功能的基于單片機的酒精檢測系統(tǒng)。

2 基于單片機的酒精測試儀的總體設(shè)計方案

此次設(shè)計是采用STC12C5A60S2紋機作為主控芯片,設(shè)計一款酒精濃度測試儀,用C語言編寫主控芯片的控制程序,再結(jié)合所構(gòu)建的特定的電路,使酒精測試儀可鍵盤輸入數(shù)據(jù),控制其在LCD顯示器上所顯示的酒精的閾值,以便于應(yīng)對在不同情況下,該酒精檢測儀進行實際的應(yīng)用。通過酒精濃度的檢測,LCD顯示器上會顯示出準確的酒精的數(shù)值,而經(jīng)過程序的運行與判斷,對不符合的酒精值進行警告,從而引起響應(yīng)電路的報警,表明駕駛員已經(jīng)達到酒駕的標(biāo)準。

在本設(shè)計中,由于人飲酒之后,酒精被人體利用消化系統(tǒng)吸收,大約有90%的酒精通過肺部被轉(zhuǎn)化為氣體,通過呼吸系統(tǒng)排出,因此直接測量呼出氣體中的酒精含量,所以利用氣敏傳感器來測量呼出的氣體,就可以檢測出人體大概的酒精含量了。

以下為基于51單片機的酒精測試儀的總設(shè)計框圖:

3 硬件電路設(shè)計

硬件電路分為電源模塊,單片機最小系統(tǒng)模塊,電源模塊,MQ-3傳感器模塊,1602液晶顯示模塊,聲光報警模塊,按鍵模塊。下面分別介紹電源模塊,MQ-3傳感器模塊,1602液晶模塊,聲光報警模塊,按鍵模塊。

(1)電源模塊電路。為了進行實物演示的方便,我們并沒有給這個單片機系統(tǒng)運用電池供電,而是直接運用DC電源座與數(shù)據(jù)線將其連接在電腦上,用電腦直接給其供電,使單片機滿足5V電壓的運行環(huán)境。

(2)MQ-3傳感器模塊。在設(shè)計中需要應(yīng)用到MQ-3氣敏傳感器,該傳感器能夠準確的檢測出人體呼出氣體中酒精的含量,然后通過STC12單片機中內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換線路,可以將傳感器所檢測到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送到1602液晶上,顯示出相應(yīng)的酒精濃度。

(3)1602液晶顯示模塊。1602液晶是兩行各16字符的字符型液晶,該液晶擁有體積小、功耗低、顯示操作簡單等優(yōu)點,剛好滿足本設(shè)計對于液晶的要求。同時還要加上一個藍白電位器,便于調(diào)節(jié)液晶的電壓與電流。

(4)聲光報警模塊。為了能夠使酒精濃度的檢測產(chǎn)生更加具體的視聽感受,所以加上了聲光報警模塊。當(dāng)所檢測的酒精濃度已經(jīng)達到或超過所設(shè)定的閾值時,由蜂鳴器與LED燈所組成的模塊,就會產(chǎn)生蜂鳴器發(fā)出刺耳的聲音,led二極管發(fā)出紅光的警告。

4 軟件代碼調(diào)試

系統(tǒng)開始工作,對LCD液晶、閾值、IO口等數(shù)據(jù)進行初始化,初始化結(jié)束,程序進入循環(huán),用MQ3采集酒精氣體,對測得氣體數(shù)值進行AD轉(zhuǎn)換,使得其數(shù)據(jù)在LCD上顯示,若酒精濃度大于閾值,會有聲光報警產(chǎn)生。

5 結(jié)論

由于本設(shè)計使用的是以單片機作為核心控制元件和靈敏的MQ-3氣敏傳感器,使本酒精濃度檢測系統(tǒng)具有功能強、性能可靠。電路簡單、成本低的特點,加上經(jīng)過優(yōu)化的程序,使其有很高的智能化水平。但在實際的操作中,發(fā)現(xiàn)氣敏傳感器濃度下降過快,不方便測量,沒有密閉的呼吸管,所測酒精濃度不準確等問題。接下來將以此為基礎(chǔ),更加深層次的探究基于單片機酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計過程,實現(xiàn)理論研究的應(yīng)用價值。

參考文獻:

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篇(5)

論文關(guān)鍵詞:教學(xué)改革,單片機,實驗實訓(xùn)裝置

 

1.課程特點與教學(xué)現(xiàn)狀分析

《單片機應(yīng)用技術(shù)》課程是高職電子類和電氣類專業(yè)的必修課,這門課程的特點是:實用性和實踐性強,一方面,單片機技術(shù)在生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都有它的應(yīng)用,具有實用性;另一方面,學(xué)習(xí)這門課程必須重視實踐環(huán)節(jié)才能真正掌握這門技術(shù),具有實踐性。但是專業(yè)教師在多年的教學(xué)當(dāng)中,感覺到傳統(tǒng)的單片機課程教學(xué)模式存在許多不足之處:

(1)理論講授以老師為主體。學(xué)生作為一個聽眾,被動地跟著老師走實驗實訓(xùn)裝置,普遍地感到課程抽象、難學(xué),缺乏學(xué)習(xí)熱情。

(2)現(xiàn)在的大多數(shù)教材對單片機的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、編程等內(nèi)容作了深入的介紹,但在如何應(yīng)用單片機進行系統(tǒng)設(shè)計方面的引導(dǎo)明顯不足,這就使得教材和教學(xué)活動有脫離實踐的傾向。

(3)在教學(xué)活動中,實驗和實踐環(huán)節(jié)未得到應(yīng)有的重視,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣,抑制了學(xué)生的創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)上的主觀能動性。

(4)現(xiàn)在的實驗普遍采用實驗箱作為平臺,學(xué)生做實驗時動手進行連線的部分很少,導(dǎo)致學(xué)生動手機會少,做完實驗看到的只是一種表面現(xiàn)象,至于單片機工作電路的結(jié)構(gòu)和原理還是搞不清楚。另外,實驗箱做的實驗是一種仿真實驗,與利用單片機開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)還有很大的差距,學(xué)生做完實驗后,對單片機的實際開發(fā)過程還是不清楚中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。

由此可見,傳統(tǒng)教學(xué)模式不能更好地適應(yīng)單片機應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué),必須嘗試新的模式和方法。

2.課程教學(xué)改革的探索及實踐

2005年在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)的教學(xué)安排下,我們開展了教學(xué)改革試點工作。提出“以充分培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力為本位;以專業(yè)知識夠用為度”的原則來實施理論教學(xué);通過教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用完成專業(yè)教學(xué)活動;經(jīng)過不斷實踐和完善實驗實訓(xùn)裝置,逐步構(gòu)建出了一套使高職學(xué)生能具備單片機應(yīng)用技能的課程培養(yǎng)方案,并在計算機控制技術(shù)專業(yè)05、06、07、08、09級十個班進行試點運行。結(jié)果是試點班級全部按照教改的各項內(nèi)容完成了《單片機應(yīng)用技術(shù)》課程的學(xué)習(xí),教學(xué)效果超出預(yù)期的想象。

2.1理論授課改革

根據(jù)單片機課程培養(yǎng)的主要能力,本著理論知識“必須、夠用”的原則重新構(gòu)建課程內(nèi)容,以“智能尋跡車”――作為教學(xué)的載體。“智能尋跡車”設(shè)計有運動系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng)四大系統(tǒng),具備自動行駛、自動識別、自動避障、數(shù)據(jù)處理和傳輸、液晶顯示等功能,涵蓋了單片機技術(shù)在工程中的常見應(yīng)用,可以培養(yǎng)學(xué)生的電路焊接及電子產(chǎn)品裝配能力、電子線路的檢測與調(diào)試能力、單片機硬件電路的設(shè)計和程序開發(fā)能力以及單片機系統(tǒng)綜合開發(fā)和創(chuàng)新能力。整個課程緊緊圍繞“智能尋跡車”功能開發(fā)與實現(xiàn)這一工作過程展開教學(xué),以能力培養(yǎng)為目標(biāo),將課程內(nèi)容重新構(gòu)建為實際產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計過程。

2.2教學(xué)方法與手段設(shè)計

課程組在教學(xué)方法和教學(xué)手段上不斷下功夫。對于比較抽象的教學(xué)摘要以基于工作過程的任務(wù)驅(qū)動方式安排實踐操作任務(wù),在指導(dǎo)學(xué)生實踐動手過程中,運用舉例法、演示法等各種教學(xué)方法。在課后,教學(xué)課件及視頻指導(dǎo)等資料全部在網(wǎng)絡(luò)上共享,方便學(xué)生查閱與練習(xí)。

2.3實驗實訓(xùn)改革

課程組教師自主研發(fā)了“FX-A單片機實驗實訓(xùn)平臺”、“Mini_51DIY編程開發(fā)系統(tǒng)”等一系列用于單片機課程教學(xué)的實驗、實訓(xùn)和開發(fā)裝置,自2005年以來,已經(jīng)歷了四次更新。

研發(fā)的單片機實驗開發(fā)板、單片機編程器等裝置是從事單片機技術(shù)應(yīng)用工作必須的開發(fā)工具。裝置具有重復(fù)性搭建單片機硬件電路、實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)編程、調(diào)試、仿真等功能。裝置配備有詳細的使用說明和操作案例,編寫有實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書。在教學(xué)過程中,學(xué)生人手一套實驗實訓(xùn)裝置,在一體化教室里完成單片機實驗、任務(wù)試驗、實訓(xùn)練習(xí)、自主創(chuàng)新開發(fā)等學(xué)習(xí)內(nèi)容中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。在課后,學(xué)生可在網(wǎng)絡(luò)資源的指導(dǎo)下在學(xué)生工作室、電子協(xié)會及宿舍里使用裝置繼續(xù)進行實踐練習(xí),寒暑假學(xué)生也可將裝置帶回家里學(xué)習(xí)。

學(xué)生一人一套單片機實驗實訓(xùn)和開發(fā)裝置,有效地打通了課內(nèi)與課外的界限,實現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思路。對實際工作任務(wù)可進行長時間的、反復(fù)的動手實踐,使能力為本位的教學(xué)得以較好地體現(xiàn)

2.4考核方式改革

課程考核以任務(wù)和項目為單元進行,每完成一個項目或任務(wù),教師均根據(jù)每個學(xué)生的完成情況、工作態(tài)度、操作規(guī)范度和回答問題情況進行評價,期末結(jié)合理論考試成績給于整體評分。結(jié)合其它專業(yè)能力課程,畢業(yè)前,學(xué)生應(yīng)取得“電子儀器儀表裝調(diào)工”或“單片機設(shè)計師”職業(yè)資格認證(信息產(chǎn)業(yè)部電子行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心授權(quán),由中國電子企業(yè)協(xié)會認證)。

2.5管理方式改革

為了保證課程改革的相關(guān)舉措能夠按要求進行,項目組成員規(guī)劃設(shè)計了該課程的學(xué)習(xí)管理方式。在學(xué)習(xí)進度管理方式上采用學(xué)生實踐任務(wù)進度公示的方案,對完成情況比預(yù)期慢的學(xué)生予以重點幫助,對實踐項目完成優(yōu)秀的作品進行展示,并鼓勵動手能力強的學(xué)生起帶頭示范作用。

2.6專業(yè)學(xué)習(xí)環(huán)境改革

學(xué)生的學(xué)習(xí)具有不可替代性規(guī)律和自主學(xué)習(xí)的原則,在此基礎(chǔ)上才能培養(yǎng)出具有更高創(chuàng)新能力的學(xué)生,為建設(shè)這樣的一個能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的環(huán)境實驗實訓(xùn)裝置,我們制定了相關(guān)的獎勵措施,成立了學(xué)生興趣活動小組,并配備幾名指導(dǎo)教師,興趣小組經(jīng)常開展專業(yè)相關(guān)的技能展示,并組織小組成員利用專業(yè)知識服務(wù)社會,對有條件的實驗設(shè)備及實驗場所進行開放管理,鼓勵學(xué)生獨立開發(fā)實踐項目,提供條件讓學(xué)生自己來開發(fā)更多更好的實踐案例。

3.應(yīng)用效果與社會效益

經(jīng)過三年多的實踐教學(xué),各項改革措施不斷深化和完善,教學(xué)效果十分明顯,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲,學(xué)生在課程中的實踐項目完成情況比預(yù)期的要好,學(xué)生動手實踐能力提高很快。通過考核反映出學(xué)生掌握理論知識和實踐技能的效果比改革前大有提高。通過調(diào)查問卷,普遍對改革后的教學(xué)方式、管理制度等表示歡迎。學(xué)生普遍認為自己在這一門課程的學(xué)習(xí)過程中不但掌握了以前難于掌握的理論知識,更重要的是通過親自動手實踐提高了自己的動手能力和認知能力。

改革后的教學(xué)方式,使從事該課程的教師感受到了教學(xué)改革后帶來的優(yōu)越性,教師的教學(xué)工作效率得到了提升,理論授課實驗實訓(xùn)裝置,實踐指導(dǎo)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量顯著提高,而教師的教學(xué)負擔(dān)反而減輕。這樣,教師有更多的時間投入到科研開發(fā)中來,有更多的時間來指導(dǎo)學(xué)生進行實踐操作,教與學(xué)通過改革與實踐很好的融合在了一起。

項目組開發(fā)的實踐裝置成本低、功能全、體積小巧、維護方便,能做到“人手一套”、“時時能練”、“處處能練”,配套開發(fā)的實踐項目案例越來越豐富,為該課程的教學(xué)改革工作創(chuàng)造了條件。多年的應(yīng)用表明,該實踐裝置的可靠性高,教學(xué)功能突出,非常適合我國高等職業(yè)教育中同類課程實踐教學(xué)的需要,具有大規(guī)模推廣的前景和價值中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。目前,已有多家教學(xué)儀器公司有意向進行合作推廣,特別是上海大中教學(xué)儀器有限公司,不但積極吸吶我院畢業(yè)生,還提供資金與我們合作進行項目開發(fā)及使用推廣。

該課程的教學(xué)改革工作也帶動了其它課程的教改與實踐,為同類課程的教改工作提供了模板和示范作用。經(jīng)過大量的實踐動手,學(xué)生的綜合應(yīng)用能力顯著提高實驗實訓(xùn)裝置,畢業(yè)生也受到了多家用人單位的青睞。其中中船重工鄭州713研究所下屬的海神工程公司幾年中點名使用我專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生,認為學(xué)生能在工作崗位上很快接受實踐操作,動手效果好,做出的工程項目質(zhì)量過硬。

“千里之行,始于足下”,幾年來的教學(xué)改革與實踐讓我們倍嘗艱辛,更多的是感受到了教學(xué)改革的效果,也讓我們發(fā)現(xiàn)了教學(xué)改革中的新問題。經(jīng)過不斷的完善和實踐,建設(shè)一套能有效培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的課程培養(yǎng)方案是完全有可能的。雖然我們個人的專業(yè)技術(shù)力量有限,但投身于高職教學(xué)改革的激情與信心是無限的。在學(xué)院各部門的支持下,只要大家共同努力,不斷實踐,不斷完善改進教學(xué)改革的各項內(nèi)容,必定能實現(xiàn)有特色的課程培養(yǎng)方案。

參考文獻:

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[2]李立.高校精品課程建設(shè)的幾點思考[J].武漢科技學(xué)院學(xué)報,2006,(8)

[3]陳鐵軍,等《單片機》精品課程建設(shè)實踐探索[J].教育與職業(yè),2006,(7)

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關(guān)鍵詞 單片機實驗 實驗教學(xué) 教學(xué)改革

0引言

“單片機原理及應(yīng)用”課程也在高校的計算機類、電子類、電氣類、機械類等專業(yè)的教學(xué)計劃中有著特殊的地位。這些專業(yè)除了單獨設(shè)課程外,在涉及的許多實踐環(huán)節(jié),如課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計乃至研究生論文課題中,單片機系統(tǒng)都是應(yīng)用最廣泛的手段之一。近年來,在高校中大力推行的各種電子設(shè)計競賽中,單片機已成為主要方法。

1單片機實驗改革的必要性

“單片機原理及應(yīng)用”是一門理論性和實踐性都很強的課程,在重視理論教學(xué)的同時,必須重視實驗教學(xué)。學(xué)生通過設(shè)計硬件電路、編制軟件程序、仿真調(diào)試等實驗過程,才能更好地掌握單片機的理論知識和應(yīng)用技能。

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)形式單一、方法呆板,實驗課一直以教師為中心,學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi),用統(tǒng)一的模式,按照指導(dǎo)書上規(guī)定的步驟做相同的實驗。實驗技術(shù)、手段相對較落后,效率不高。這種實驗教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合運用知識的能力,也不能進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性,為了適應(yīng)當(dāng)今社會對單片機行業(yè)人才的需求,必須對單片機實驗教學(xué)進行改革。

2單片機實驗教學(xué)的改革與探索

2.1 實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)單片機課程的特點,將實驗教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)實驗、基本接口實驗、綜合設(shè)計實驗三個部分。

基礎(chǔ)實驗主要有硬件的認知、指令系統(tǒng)實驗、匯編語言程序設(shè)計實驗。考慮到學(xué)生已學(xué)習(xí)了一些相關(guān)的課程,掌握了一定的硬件知識、軟件知識以及編程方法,基于學(xué)時的限制,這部分的內(nèi)容可讓學(xué)生利用課外時間自行完成。

基本接口實驗安排在課堂進行,是實驗教學(xué)的重點。它包括硬件接線與軟件編程兩部分。學(xué)生在進行實驗時,首先要根據(jù)實驗任務(wù)完成硬件設(shè)計、搭建主體電路,然后編寫程序,最后調(diào)試。

實踐環(huán)節(jié)應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。傳統(tǒng)的單片機教學(xué)中,實驗內(nèi)容通常是理論知識的驗證,很少有應(yīng)用理論知識去解決實際問題的綜合設(shè)計性實驗。綜合設(shè)計實驗旨在幫助學(xué)生全面掌握所學(xué)內(nèi)容,提高綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。安排的內(nèi)容主要是簡單電子產(chǎn)品的設(shè)計。在進行綜合設(shè)計實驗時,指導(dǎo)書只給出了任務(wù)、要求和原理性說明,學(xué)生必須根據(jù)實驗的目的和要求,獨立完成軟硬件設(shè)計和調(diào)試。學(xué)生要自己分析解決實驗中出現(xiàn)的問題,在解決問題的過程中進一步加深對單片機系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的理解。觀察實驗現(xiàn)象,分析實驗結(jié)果,寫出實驗報告。

正確處理好三類實驗關(guān)系。基礎(chǔ)實驗、基本接口實驗是綜合型實驗的基礎(chǔ)。必要的基本實驗是不可缺少的,學(xué)生可以通過基本實驗掌握單片機的基本原理。綜合設(shè)計型實驗可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和綜合應(yīng)用知識的能力,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能有裕激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。基本實驗可安排在教學(xué)環(huán)節(jié)的前期,其目的在于在教學(xué)開始之初幫助學(xué)生熟悉單片機軟硬件環(huán)境。而綜合設(shè)計實驗是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力,使學(xué)生受到更為實際、更加全面的科學(xué)研究訓(xùn)練,沒有現(xiàn)成的模式可循,主要利用實驗后期、開放實驗室結(jié)合課程設(shè)計、課外興趣小組、大學(xué)生電子設(shè)計大賽、畢業(yè)設(shè)計進行。綜合設(shè)計實驗和課程設(shè)計雖然有一定難度和深度,但對學(xué)生很有吸引力,能使學(xué)生從被動應(yīng)付實驗變成主動實驗,不僅提高了基本操作技能,也發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性。

2.2 精選實驗內(nèi)容

實驗內(nèi)容的選取要做到典型的芯片都安排有相關(guān)的實驗內(nèi)容,要適應(yīng)不同層次學(xué)生的需要,將單純的驗證性實驗逐步向綜合應(yīng)用實驗和創(chuàng)新實驗類型發(fā)展,增強學(xué)生的參與意識,提高學(xué)生的動手能力,增加以設(shè)計性、系統(tǒng)性為主的實驗內(nèi)容。

單片機實驗既要進行硬件接線,又要編寫程序,且程序的準確編寫是實驗成功的前提條件;有些實驗,學(xué)生要在有限的時間內(nèi)完成任務(wù)是不容易的。因此,編寫實驗指導(dǎo)書時,要精心設(shè)計,對程序比較復(fù)雜的實驗,給出部分的程序,并將其中的關(guān)鍵語句刪去或是用錯誤的語句來取代,由學(xué)生去完善。這樣可以縮短學(xué)生編寫程序的時間,又能使學(xué)生掌握其中的關(guān)鍵。重視思考分析題的設(shè)計,使學(xué)生通過完成思考分析題,拓寬知識面、提高分析問題和解決問題的能力。

2.3 改進實驗教學(xué)方法

2.3.1要求學(xué)生進行實驗預(yù)習(xí)

實驗預(yù)習(xí)是提高實驗效果的一個重要環(huán)節(jié)。在每次實驗完成后,就布置下一個實驗的內(nèi)容,并在上實驗課時通過提問、檢查預(yù)習(xí)報告等形式進行檢查。學(xué)生通過預(yù)習(xí)并聽了教師的講授之后,在做實驗時就能做到心中有數(shù),實驗操作的過程也比較容易實現(xiàn),還能提出一些問題與指導(dǎo)教師探討,效果較好。

2.3.2啟發(fā)式教學(xué)

在實驗過程中,積極對學(xué)生進行引導(dǎo),最大限度地調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生在實驗中的主體作用。對學(xué)生在實驗過程中提出的問題,不做正面的回答,而是圍繞問題引導(dǎo)學(xué)生積極地對待實驗中出現(xiàn)的問題,并自己動手獨立解決問題。將傳統(tǒng)的以教師和課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式,逐步演變成基礎(chǔ)實驗以教師為主導(dǎo),綜合實驗教師與學(xué)生并重,創(chuàng)新實驗以學(xué)生為主的多種形式。鼓勵學(xué)生結(jié)合實際自己立項,獨立完成項目。

在實驗過程中啟發(fā)學(xué)生尋找解決方法,就能訓(xùn)練學(xué)生遇到問題(提出問題)―尋找方法(分析問題)―解決問題的方法和技巧,培養(yǎng)獨立工作能力,使實驗更具有實踐性和實用性。

2.3.3通過多種渠道實現(xiàn)實踐教學(xué)

教學(xué)過程中要與學(xué)生的實踐活動緊密結(jié)合;通過課堂實踐教學(xué)、課外科研訓(xùn)練實踐、大學(xué)生電子設(shè)計競賽等多種渠道實現(xiàn)真正的創(chuàng)新型實踐教學(xué)。利用課程設(shè)計進行系統(tǒng)設(shè)計級綜合實驗,使學(xué)生將各章學(xué)到的知識進行綜合歸納,提高學(xué)生對單片機應(yīng)用系統(tǒng)的認識和應(yīng)用水平。以全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、河南省大學(xué)生電子設(shè)計競賽為契機,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.3.4鼓勵學(xué)生利用課外時間到開放實驗室進行實驗

開放實驗室是由教師組織學(xué)生利用課余時間開展的教學(xué)活動,它是對課堂教學(xué)的補充和完善,是學(xué)生獨立思考、親自動手的實驗環(huán)節(jié),也是解決學(xué)時少與內(nèi)容多這一矛盾的重要手段。指導(dǎo)教師可以結(jié)合課堂上的內(nèi)容,提出一些設(shè)計性題目或?qū)W生自行設(shè)計實驗題目與方案,由學(xué)生獨立操作調(diào)試,最后寫出實驗報告及收獲。基礎(chǔ)好的學(xué)生得到了施展才能的機會,可以設(shè)計出頗有特色的實驗方案,寫出很好的實驗報告,一般學(xué)生也會感到有壓力,增強了實驗的自覺性。

2.4在專業(yè)課程設(shè)計中融入單片機內(nèi)容

為了進一步加強單片機的應(yīng)用,在專業(yè)課程設(shè)計中融入單片機應(yīng)用內(nèi)容,使之成為專業(yè)課程設(shè)計的重要組成部分,從而使學(xué)生通過專業(yè)課程設(shè)計獲得綜合培養(yǎng)和鍛煉,具備單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)能力。

2.5規(guī)范實驗報告,改革考核模式

實驗完成后,要求學(xué)生按規(guī)范寫出實驗報告。實驗報告的規(guī)范完成,是實驗效果的綜合反映。

改革考核模式,從理論和實踐兩方面進行,重點考核和評價學(xué)生的實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力。考試成績采用百分制:期末考試占50%、平時成績(作業(yè)、答疑、課堂提問)占10%、實驗占40%,加大實驗成績在整個課程成績的比重,以促M學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。若實驗成績不合格,則取消其筆試資格。實驗成績的評定方法為:預(yù)習(xí)報告占10%,硬件電路連接占25%,軟件設(shè)計占25%,系統(tǒng)調(diào)試占25%,實驗報告占15%。另外,對實驗中出現(xiàn)的問題,根據(jù)解決的情況可獎勵0~50分(百分制)。

為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性,全天開放實驗室。保證學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)順利完成相關(guān)實驗,并對實驗結(jié)果當(dāng)面考核。

2.6 注重實驗教學(xué)隊伍的培養(yǎng),提高教師素質(zhì)

實驗教學(xué)離不開實驗教師,由于加強了綜合設(shè)計型實驗項目,使得學(xué)生進行同一項目的實驗時,實驗程序和實驗電路有所不同,這就對實驗教師提出了更高的要求。必須加強對實驗人員的培訓(xùn),造就一支穩(wěn)定的、高素質(zhì)的實驗教師隊伍。

3結(jié)語

通過對單片機課程的實驗教學(xué)進行改革,提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性,使學(xué)生能夠真正學(xué)會單片機的原理和應(yīng)用。

參考文獻

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關(guān)鍵詞:單片機;三段遞進式;任務(wù)驅(qū)動

作者簡介:方向紅(1969-),女,浙江松陽人,淮南聯(lián)合大學(xué)機電系,高級講師。(安徽 淮南 232038)

基金項目:本文系2011年淮南聯(lián)合大學(xué)教研項目(項目編號:JYB1104)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0091-02

單片機作為計算機發(fā)展的一個重要分支領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中,單片機課程作為工業(yè)電氣自動化、應(yīng)用電子、機電一體化、電子信息及計算機應(yīng)用等專業(yè)的主干課程,在人才培養(yǎng)課程體系中起著重要的地位。[1]單片機課程具有軟硬件結(jié)合緊密、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)抽象、實踐性強等特點。[2]過去,采用的是理論講授和實驗驗證相隔離的傳統(tǒng)教學(xué)形式,學(xué)生感覺理解困難,尤其是單片機的實踐應(yīng)用方面較為薄弱。[3]為改變這一現(xiàn)狀,從2010年起,筆者在電類專業(yè)中推行三段遞進式教學(xué)模式改革,即將單片機教學(xué)分為模塊化教學(xué)、工程綜合實訓(xùn)及電子創(chuàng)新設(shè)計三個階段,通過確立各階段教學(xué)的具體內(nèi)容,制訂課程教學(xué)標(biāo)準,改革教學(xué)方法和考核手段,取得了較好的效果。

一、三段遞進式教學(xué)模式

單片機課程是在學(xué)習(xí)了C語言程序設(shè)計、電工、電子技術(shù)、傳感器及檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,使學(xué)生掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與制作技術(shù),能夠進行單片機應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計與調(diào)試,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。基于這個目的,筆者設(shè)計了三段遞進式教學(xué)模式,用兩學(xué)期的時間完成,其具體含義如下:

1.第一階段:模塊化教學(xué),圍繞基礎(chǔ)知識及常見應(yīng)用開展教學(xué),符合學(xué)生的認知規(guī)律

筆者通過企業(yè)調(diào)研、分析單片機應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)的典型工作過程,參考職業(yè)技能考核對單片機專項能力的要求,打破原有的教材體系,重新序化了教學(xué)內(nèi)容,將單片機應(yīng)用系統(tǒng)劃分為一個個基礎(chǔ)應(yīng)用模塊。例如將并行口的應(yīng)用劃分為發(fā)光二極管控制、數(shù)碼管控制、按鍵掃描及液晶芯片使用等幾個模塊。[4]每一模塊本著“知識夠用、簡單實用、有利于提高”原則,分別設(shè)計了幾個不同的任務(wù),其內(nèi)容的難易程度和對學(xué)生的能力要求呈逐步提高的趨勢。每個模塊最后都設(shè)有“發(fā)揮部分”單元,讓學(xué)生能動腦思考,即學(xué)即用,在前面內(nèi)容的基礎(chǔ)上綜合提高。例如:第一個應(yīng)用模塊——發(fā)光二極管控制,筆者分別設(shè)計了幾個任務(wù):點亮一個發(fā)光二極管發(fā)光二極管閃爍10次跑馬燈流水燈,發(fā)揮部分要求在跑馬燈基礎(chǔ)上做一改進,即每個發(fā)光二極管點亮過程中要閃爍6次。這是發(fā)光二極管閃爍10次和跑馬燈的綜合應(yīng)用,讓學(xué)生動手嘗試編制其單片機學(xué)習(xí)的第一個自主程序,難度不大,容易實現(xiàn),從而體驗成就感,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。各模塊之間、電路與電路之間、程序與程序之間,都保持著關(guān)聯(lián)性,使學(xué)生在前一個電路或模塊基礎(chǔ)上,僅做少許改動,就可以開發(fā)出另一個電路或程序。

這一階段借助Proteus仿真軟件和實驗箱,主要在教室和實驗室穿行。首先,理論知識傳授和簡單入門程序講解在教室借助多媒體完成;然后,學(xué)生在實驗室用Proteus Isis軟件仿真電路、keil C51軟件調(diào)試程序;調(diào)試成功后,再根據(jù)實驗箱的原理圖,進行接線、修改程序,完成硬件實現(xiàn)。“發(fā)揮部分”由學(xué)生在課余時間研究、思考,再到實驗室驗證其正確性。每個模塊學(xué)習(xí)結(jié)束,要求學(xué)生提交報告,對所做工作做一總結(jié)。這一階段以解決任務(wù)為主線,將基礎(chǔ)應(yīng)用分解成一個個案例元,使學(xué)生加深單片機基礎(chǔ)知識的理解,掌握其硬件連接及編程方法。

第一階段的考核采用百分制,即平時考勤(20%)、過程化考核(50%)與期末考核(30%)相結(jié)合。過程化考核辦法如下:學(xué)生每學(xué)完一個模塊,完成各實訓(xùn)項目后,根據(jù)表1評定階段成績。學(xué)生在每個階段都有自己的成績,根據(jù)每個模塊的難易程度,取加權(quán)平均值,為過程化考核成績。期末考核采用機試方式,學(xué)生可以查閱相關(guān)資料,考查學(xué)生根據(jù)題目要求繪制仿真電路圖、程序的編制及調(diào)試能力。機試題目由多題組成,各題根據(jù)難度不同,取不同分值。學(xué)生可以根據(jù)自己的程度,選擇其中幾道排列組合,根據(jù)完成情況現(xiàn)場打分,體現(xiàn)出分層次考核的改革思路。

2.第二階段:工程綜合實訓(xùn),以典型應(yīng)用產(chǎn)品作為載體,體驗實際產(chǎn)品的制作過程

在學(xué)完第一階段所有內(nèi)容后,由教師按照兼顧實用性、可操作性、可擴展性的原則,選取幾種單片機典型應(yīng)用產(chǎn)品作為實訓(xùn)題目,如搖搖棒、簡易密碼鎖、數(shù)字時鐘和電子琴等,這些題目在書本及網(wǎng)絡(luò)上很容易查到相關(guān)資料。它們既是第一階段各模塊內(nèi)容的綜合應(yīng)用,又加入了新的芯片原理及應(yīng)用,因而是第一階段教學(xué)內(nèi)容的補充、綜合和深化。如數(shù)字時鐘電路中既包含了基礎(chǔ)應(yīng)用部分的單片機最小系統(tǒng)、按鍵掃描、蜂鳴器警示、中斷、數(shù)碼管或液晶顯示等,又加入了時鐘芯片DS1302的原理及其與單片機的連接等內(nèi)容。學(xué)生在掌握單片機原理和基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上,以某個具體產(chǎn)品的制作為載體,經(jīng)過電路板設(shè)計、元器件焊接、程序設(shè)計與調(diào)試、硬件裝配、分析總結(jié)等過程,脫離了已固化成功的實驗箱及軟件仿真,進入到自己親自動手搭建硬件,程序調(diào)試、下載階段,初步掌握了工程設(shè)計方法和組織實踐的基本技能。這一階段考核標(biāo)準如表2。

3.第三階段:電子創(chuàng)新設(shè)計,綜合了傳感器及檢測技術(shù)、電工、電子技術(shù)和單片機等相關(guān)知識,是能力轉(zhuǎn)化為工程素質(zhì)的重要階段

實際的單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計必然包含電子線路設(shè)計、傳感器使用、單片機控制及檢測技術(shù)應(yīng)用等幾部分,電子創(chuàng)新設(shè)計階段就是模擬單片機實際應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計過程,由教師參考大學(xué)生電子設(shè)計競賽的形式,事先設(shè)計一些題目,提出系統(tǒng)需要完成的任務(wù)及其參數(shù)、精度要求。學(xué)生3~4人組成一個小組,各組選定一個題目,在規(guī)定的時間內(nèi)協(xié)作完成。學(xué)生經(jīng)過課題分析研討、查找資料、電路設(shè)計、硬件制作與裝配、軟件編制、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、編寫設(shè)計報告等步驟,培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神、工程設(shè)計能力及科技論文寫作能力,是單片機應(yīng)用開發(fā)過程的課堂模擬及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要階段。電子創(chuàng)新設(shè)計階段考核采用百分制,具體標(biāo)準如表3。

二、結(jié)語

三年來,筆者通過上述實踐和改革,極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生感覺易入門,對基礎(chǔ)知識的理解也更加深刻了。很多學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中都喜歡選擇跟單片機應(yīng)用相關(guān)的課題,畢業(yè)生的工作也有不少跟單片機應(yīng)用開發(fā)相關(guān)。另外,培養(yǎng)了一大批動手能力強、實踐技能高的學(xué)生,在安徽省大學(xué)生技能大賽和電子設(shè)計大賽中屢獲佳績。

單片機三段遞進式教學(xué)模式,其本質(zhì)是通過任務(wù)驅(qū)動,引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中,理解單片機知識,熟悉單片機開發(fā)過程,掌握實踐技能,培養(yǎng)工程素質(zhì)和創(chuàng)新精神,為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。課程改革是一項長期的系統(tǒng)工程,筆者只是做了些探索和嘗試,今后還需要根據(jù)學(xué)生的特點、技術(shù)的進步不斷調(diào)整思路,與時俱進,為培養(yǎng)生產(chǎn)實踐所需的人才而繼續(xù)努力。

參考文獻:

[1]黃磊,朱群峰,江世明.《單片機原理應(yīng)用》課程教學(xué)改革與實踐[J].中國電力教育,2008,(22):87-88.

[2]曹娟,趙旭陽,米文鵬,等.基于三段式教學(xué)模式的項目教學(xué)法在單片機教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用,2011,(7):189,240.

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