单片机课程实践教学的论文（精选12篇）
单片机课程的实践教学探索
本文介绍了我院在单片机原理及应用课程教学中贯彻以应用需求为中心,系统培养学生的综合实践能力的指导思想所进行的一些尝试,包括以应用案例组织教学内容、设置多层次的`课程实验、引入先进的仿真开发工具、布置综合性的大作业及鼓励学生参加科技创新活动等措施.实践证明这些措施取得了较好的教学效果.
作 者：唐鸿儒 夏扬 黄亚忠 吴远网 李敏燕 蒋步军 TANG Hong-ru XIA Yang HUANG Ya-zhong WU Yuan-wang LI Min-yan JIANG Bu-jun 作者单位：扬州大学,能源与动力工程学院,江苏,扬州,225009刊 名：电气电子教学学报英文刊名：JOURNAL OF ELECTRICAL & ELECTRONIC EDUCATION年，卷(期)：31(1)分类号：G642.42关键词：单片机 应用需求 实践能力
1单片机课程教学中存在的不足
单片机课程是一门实践性和应用性很强的课程[2], 传统的教学方法、课程体系结构, 使学生在学习过程中总感觉抽象、难学、难懂, 这已经不再适合现今的社会需求, 目前在单片机教学中存在以下问题:
1.1以51系列单片机为主, 不能适应市场和社会的需要
在大部分高校中, 单片机课程的教学仍以MCS-51系列单片机为主, 虽然51系列单片机具有如下的一些优点:性能价格比高、开发装置多、芯片功能够用适用并可广泛选择等。但51系列单片机具有很明显的缺点:a.51系列单片机是低端产品, 目前市场以及使用的单片机型号多元化, 其所占市场份额越来越小。b.其他系列的单片机使用量大, 而且其结构与51系列单片机的结构和指令有一定的区别;c.学生毕业如果要使用其他系列单片机如:AVR单片机、PIC单片机以及其他系列单片机, 还要进一步学习才能使用[3];d.作为科研以及产品开发需要AVR、PIC等系列单片机, 教师没有使用过, 也没有办法很快完成开发任务, 也需要进一步学习。鉴于以上的缺点, 单一的51系列单片机教学已经不能适应当今市场和社会的需要。[3]
1.2介绍具体应用的教材少, 教学手段及单片机课程考核方式单一
目前, 高校单片机课程所选的教材多种多样, 内容广 ( (转转下下页页) ) 泛各有侧重, 但总体而言, 讲解基本原理的居多, 而介绍应用实例的偏少;讲解老器件应用的偏多, 而介绍新器件应用的偏少。
有些高校单片机课程的教学手段仍采用单纯的黑板的传统教学模式, 这样讲课效率势必不高, 每节课所传授的信息量有限, 且有些难点很难表述清楚;而单一采用多媒体进行教学的模式, 每节课的知识点、信息量会很大, 如果学生课下不进行复习、强化理解, 久而久之, 会感觉身心疲惫, 从而丧失单片机课程的学习兴趣。在单片机课程教学中, 很多理论知识相当抽象, 以上两种教学手段都缺乏演示环节, 知识不够直观, 学生学起来难度较大。
考试是衡量教学成果的一种重要手段, 传统的考核手段相对单一, 考题侧重于对知识点的记忆和理解, 例如:记住一些指令的格式, 指出其中一些部件的作用, 编写一段简单的程序, 有的学生很轻易就可考取一个不错的成绩, 但却不会实际应用。这种考核方式不但不能促进学生长期的学习兴趣, 而且不能达到检验教学成果和教学目标完成情况的目的。因此, 对单片机课程的考核方式必须进行改革, 恢复单片机课程应有的活力和作用。[4]
1.3单片机教学以汇编语言为主
在单片机系统的软件编程方面, 主要以讲授汇编语言为主, 这种教学内容已经不再适应现在的社会需求, 一些复杂的设计通过汇编语言来实现是比较困难的。汇编语言是对机器语言的符号化, 寄存器操作复杂, 采用汇编语言对系统编程时, 与单片机内部硬件结构关系非常密切。用汇编语言编写的程序虽然执行效率高, 但程序算法比较抽象, 学生难以理解和掌握, 而且汇编语言指令有111条, 指令格式相对固定, 学生很难在短时间内消化吸收, 更谈不上灵活应用编写程序。
2单片机课程教学的改革措施
鉴于以上单片机课程教学中存在的不足, 从以下三个方面进行课程教学改革:
2.1教学模式的改革
随着单片机器件本身的不断发展, 采用不同类型单片机的教学势在必行, 这是单片机的多元化所决定的[3]。在电类专业的课程设置中, MCS-51系列单片机应与其他系列单片机同时开设, 即学生在学习MCS-51系列单片机课程的同时, 还学习其他系列的单片机, 如:AVR单片机、PIC单片机等。
2.2加强教材建设, 改革教学手段及考核方式
社会需要的是既具有单片机理论知识, 同时又具有实际应用能力的人才, 随着单片机技术的不断发展, 单片机课程的教材也应该与时俱进, 既讲基本原理又讲实际应用;既介绍常规芯片, 又介绍市场上比较流行的单片机, 不同体系的单片机有不同的市场, 要让学生对这些常用的单片机有所了解, 增加学生的知识面。
在单片机课程的教学中, 应将多媒体教学与常规教学有机结合, 发挥各自的长处, 而不能片面肯定或否定其中某一种教学手段, 采用启发式、对比式等教学方法, 提高教学质量[3]。将Proteus引进课堂教学中能很好的解决传统教学中存在的问题, 使得理论知识更加生动、更加直观以及更加易于理解。[5]采用Proteus与Keil C51仿真实验平台, 在PC机上完成软、硬件结合的系统仿真, 有利于培养学生从原理图制作到程序设计、仿真、测试、修改等一系列的全面而完备的能力。[6]
基于高职高专学生的培养目标, 为了重视对学生动手能力的培养, 在单片机课程的考核中, 采取笔试、实验及平时表现相结合的方式, 对传统考核方法进行深化、深入的改革。具体课程考核构成为:课程成绩=平时考核成绩 (20%) +实践考核成绩 (40%) +期末考核成绩 (40%) , 其中平时考核成绩是从上课的出勤率、平时作业、课堂表现、资料收集情况等方面来进行评价, 以学生自评、教师评价和学生互评三个角度来进行评定。实践考核成绩是从操作的规范性、正确性、指定的项目单元的完成情况及创新性、团队合作情况、信息收集能力、文字总结能力、语言表达能力等方面, 通过学生的实训表现、实训报告和项目单元完成的汇报情况进行评定。期末考试成绩以理论笔试和限时实操考试来评定。
2.3单片机课程教学中引入C语言
C语言具有的优点:①C语言程序结构清晰, 可读性和移植性较好;②C语言指令功能强大, 有时一条C语言指令能代替多条汇编指令, 因此完成同样的功能所需程序代码行数大大减少, 有利于复杂算法的实现和调试。
在实际的单片机设计中, 基本上都采用C语言。[7]采用C语言对单片机系统进行编程, 可以降低学生学习单片机课程的门槛。按照专业培养计划, 学生一般在大一第一或第二学期就已经系统的学习过《C语言程序设计》, 而单片机课程一般在学生大二的第一学期开设, 单片机C语言相对标准C语言而言, 其变化不大, 学生有了标准C语言的基础, 可以在短期内快速地掌握单片机系统的C语言编程。
3结论
单片机课程的教学改革是—个长期而复杂的任务, 虽然教学是灵活多样的, 教学方法也是非常之多, 但我们要时刻根据社会职场需求这根指挥棒, 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、教师为主导的教学模式, 在人才培养过程中要不断改进教学方法、丰富教学手段, 加强实践能力的培养, 注重理论联系实际, 激发学生的学习兴趣。
参考文献
[1]谢辉.单片机原理及应用[M].北京:化学工业出版社, 2010:232-233.
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[3]王效华, 张咏梅[J].武夷学院学报, 2010, 29 (2) :94-99.
[4]付凌.单片机课程教学改革探索[J].中国现代教育装备, 2010 (9) :93-94.
[5]陈麒.Proteus仿真软件在单片机教学中的应用[J].长沙铁道学院 (社会科学版) , 2013, 14 (3) :85-86.
[6]李娜娜.单片机教学改革初探[J].时代教育, 2010 (4) :250.
关键词：课程改革 项目教学法 单片机教学
随着计算机和自动控制技术的不断发展，单片机应用越来越广泛，对技工院校的学生来说，单片机技术是机电类专业的一门重要专业课。笔者根据目前技工院校单片机课程在教学实施过程中遇到的问题进行分析，探讨项目教学法在单片机课程中的应用及实践。
一、单片机课程改革是单片机教学的首要任务
在单片机课程的教学中， 技工院校的单片机设备大多数是单片机实训台，实训台是将设备、功能模块化。学生不仅要学习功能模块面板的应用，还要分析其内部原理图、相关芯片连接图及芯片的工作原理，这样大大增加了学生的学习负担。而在实际应用时，学生每次只使用实训台上很少的模块，只需简单地用导线将功能模块连接，并将相应程序输入单片机中，最后调试检验是否符合控制要求，这样的实训达不到预期的效果。因此根据技工院校目前单片机教学的实际情况，单片机课程改革成了单片机教学的首要任务。
二、项目教学法的含义
项目式教学法是“教、学、做”理实一体化的教学模式，注重以学生的学为主体，以教师的教为引导，以培养学生动手能力和创新能力为重点，以产品开发步骤为导向，以职业岗位对电子设计与制作等专业的实际需求为目的，将单片机课程的知识点分布在整个教学过程中。
三、项目教学法的实施方案
1.项目的设计与确立
项目的实施是项目教学法的重点，项目的设计与确立就成了实施方案中的重要一环。确立的项目内容要能够激起学生的学习热情和积极主动性，能够较好地起到承上启下的作用，所制作的产品要与现实生活紧密联系，充分体现综合性和应用性。
2.小组分配原则
项目实施以小组为单位，分组以2 ～ 3人为宜，将理论基础好、动手能力强、理论知识与动手能力相对较差的学生组合在一起。将领导组织能力强的学生定为小组组长，这样可以保证该任务能够顺利完成，达到相互学习相互促进的目的。这样既可以锻炼学生发现问题、分析问题、制定决策、解决问题的能力，还可以锻炼学生间的团结合作能力，达到培养职业能力的目的。
3.项目实施过程
（1）下发任务单。组长拿到任务后组织本组成员进行讨论并制订实施计划，如按要求进行任务的分析、列出I/O 分配表，并安排设计控制流程图、硬件电路、印制电路板及进行元器件的选择、焊接及安装、编程、输入程序及电路调试等操作内容，还要根据任务的难易程度及完成该任务所需时间等进行合理分配。
（2）学生自主学习。各小组要能按照控制要求，收集资料、整理信息、小组讨论并根据设计步骤进行控制方案设计。采用小组讨论的学习模式，以自主、合作、探究的学习方式以及个人与小组交叉的方式完成任务，让不同层次的学生都能有一定的进步，从而增强学生的团队精神和竞争意识。
以“十字路口交通灯”为例，当小组在任务实施中遇到问题时，组长组织成员分析原因并进行讨论，遇到难题时向教师求助。教师引导学生主动参与，勤于思考，鼓励小组通过查阅资料、小组之间讨论等方式解决各种问题。比如，延时子程序计算方法、时间倒计时显示程序设计原则以及DJNZ、LJMP指令的应用等。要求学生正确使用Protues及Keil软件，在对元器件不熟悉时，鼓励查阅资料来辨认；在焊接电路时，正确使用电烙铁并防止虚焊；然后将程序输入单片机并调试，最终生产出合格的电子产品。在小组完成工作任务以后，必须对工作岗位进行“清扫、整理、清洁、整顿、安全、素养”6S处理。组长要督促、检查组员的任务是否完成。
4.正确全面地评价学生
传统的考核方法是在单片机课程结业时进行理、实一次性的考核，学生的创新能力、团队合作精神、思考能力、动手能力和解决问题的能力不易体现。因此教师要采用过程考核与结业考核相结合的考核方式。根据项目控制要求，注重学生学习过程及参与情况的考核，注重综合运用知识能力及操作技能的熟练程度的考核，真正体现对学生的创新能力、工程素质、团队合作精神等综合能力的评价。
参考文献：
[1]雷劲松.中职《电工基础》课程中的项目教学法探讨[J].科技信息，2010（36）.
摘要：本文分析了目前单片机课程教学中存在的问题，针对“单片机控制技术”课程信息量大、抽象难懂的特点，从优化教学内容、改革教学方法、注重实践教学、提高教学效果等几个方面，结合教学的实践与经验，探讨了“单片机控制技术”课程教学改革的有关问题，并提出了改善现有课堂教学模式、提高教学质量的一些思考。
关键词：单片机，教学内容，教学方法，实践教学，教学改革
一、引言。
单片机课程是一门理论性和应用性都很强的工程课程，是我院计算机、数控、矿山机电、机电一体化等多个专业的专业必修课。但是经过笔者近几个学期的问卷调查，学生普遍反映单片机课程抽象难懂、概念多、指令不易记等等。学生感到枯燥乏味，学习难度很大，教师的课堂教学效果也不够理想。
二、单片机教学改革中的研究与探索。
1、调动学生的学习兴趣，活跃课堂气氛。
单片机这门课程比较抽象，而且学生刚刚接触单片机的结构和原理、汇编语言指令及编程等知识，学习起来难度很大，如果一味地采用填鸭式的讲授，学生难免会失去兴趣，课堂气氛也会变得死气沉沉，严重地影响教学效果。因此，在学习之初培养学生的学习兴趣是非常必要的。我在授课过程中为了培养学生的兴趣，主要做了以下两点：首先，给学生展示单片机广阔的应用前景，列举生活中大量单片机的.应用实例，如马路上的交通灯控制，电梯的升降控制，家用的洗衣机、冰箱、热水器和空调等的智能化控制，汽车的车身控制系统和安全保障系统等。这些我们生活中可以看得见的实物都是由一片小小的单片机芯片控制的。抽象的教学内容与这些现实应用实例相结合，可以给学生一个看得到、听得见、摸得着的学习目标，大大提高了学生学习单片机的兴趣。另外，一开始就应把实物和实验展示给学生。可以在上第一节课的时候就拿一块单片机学习板，把简单的器件大体介绍给学生，然后做一个简单的单片机控制的实验，如流水灯、数码管静态显示等。学生的好奇心和兴趣会在一开始就被激发出来，后面的学习也就不会觉得那么枯燥了。
2、引入“项目教学法”，提高教学效果。
传统的单片机教学一般是将单片机所涉及的理论知识讲授给学生，即根据课本中各章节的顺序，以单片机结构为主线，先讲单片机的硬件结构，再讲指令及软件编程，最后讲单片机系统的扩展及外围器件等。这样的讲授方式学生普遍反映难以理解，教学效果并不好。基于上述状况，我们采用了“项目教学法”的教学方式，这种教学方式采用学生分组协作的形式，以项目任务为教学单元，不局限于课本知识的完整性，即便只学了一部分知识，也可以去完成与本部分知识有关的项目。比如，在讲完单片机的硬件结构和部分指令之后，可以让学生去做一个闪烁灯和跑马灯的项目;讲完定时器后，可以让学生做一个秒表或者时钟的项目。这种教学方法使得学习目标明确，锻炼了学生独立思考及相互协作的能力，既巩固了学习内容，又激发了学生的学习兴趣，能够很好地将理论知识融入到实践应用中，课堂教学效果得到大大的改善。
3、引入现代化教学手段，丰富教学内容。
单片机课程信息量很大，内容抽象难懂。制作生动形象的多媒体课件不仅可以将传统课堂教学中抽象的概念具体化、形象化，将枯燥的理论多样化、生动化，而且还可以将重难点知识内容通过多媒体进行多次重复或加重强调等演示，便于学生记忆。实践表明，多媒体的恰当运用，丰富了单片机课程的教学过程，提高了教师的教学效率，增强了学生的学习积极性，教学效果良好。
学生以前在做单片机实验项目时，教师通常是在上前一节理论课时，把下节实验课的内容和步骤介绍给学生(比如一段汇编程序的编制过程)，但是学生在上实验课时往往已经把上节课的内容遗忘了，因此在实验课上教师不得不对大多数学生重新指导一遍，这样既浪费了很多课堂时间，学生的学习效率也大大降低。现在我们在给学生做项目的过程中，引入了教师授课系统软件，教师可以在学生做实验的过程中穿插进行试验项目的讲解。教师在计算机上的每一步操作都能通过此软件显示在学生机上，老师可以边操作边给学生讲解，相当于同时给每一个学生进行辅导，效果自然事半功倍。另外，教师授课系统还能监督学生的操作过程，防止学生上机时间上网、聊天、打游戏等，大大降低了教师的工作量，提高了教学质量。
三、结束语。
近年来，随着单片机技术的迅速发展，我们的教学改革也不断地面临新的改革和创新的要求。这就要求教师紧跟发展潮流，从课程教学内容、教学方法和手段、实践教学体系等方面不断进行新的教学改革的研究和探索，提高教学质量，培养学生的创新能力，实现教与学的统一，为培养学生的实践应用能力和创新能力打下坚实的基础。
参考文献：
[1]俞国亮MCS—51单片机原理与应用[m]。北京：清华大学出版社，。
[2]张永枫单片机应用实训教程[m]。北京：清华大学出版社，2008。
[3]詹林单片机原理与应用[m]。北京：西北工业大学出版社，2008。
纲
课程编号：
一、说明
（一）课程性质
本课程应用电子技术专业的必修课。本课程面向的学生主要是高年级本科生。先修课程：数字电子技术、单片机的汇编语言、汇编语言、C语言程序设计。
（二）教学目的
本课程教学所要达到的目的是：从应用为目的出发，通过对C语言基本概念、基本语句、单片机应用系统的初步设计的学习，使学生能利用C语言编写51系列单片机应用程序，熟练使用Keil C编程软件，具有用C51语言进行程序设计的基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。
（三）教学主要内容
本课程的主要内容：
1．语言的数据类型、运算符、表达式。2．语言的控制结构语句
3．函数与存储模式的特点与应用 4．数组和指针的特点与应用 5.位运算和预处理的特点与应用
6.C51语言在单片机的定时器/计数器，中断系统的应用 7.C51语言串行通信的应用 8.单片机的键盘和显示
重点内容：单片机C程序设计的方法，熟练使用KEIL51集成开发环境，对单片机的软硬件设计有一定的了解，能简单开发单片机以及嵌入式应用系统。难点内容：５１单片机的内部结构、工作原理及其功能。
（四）教学时数
总学时64，理论学时,32、实验32，学分3。
（五）教学方式
课堂讲授与上机练习相结合。
（六）适用对象
电子信息工程、自动化、测控技术与仪器专业高年级学生。
二、教学内容及安排
第一章 单片机的C语言概述
教学要点：
理解嵌入式系统的定义、特点及架构；掌握嵌入式系统与单片机、PC的区别；了解嵌入式系统的应用领域；弄清嵌入式系统的发展趋势。教学时数：
２学时
教学内容：
1．1 C语言与MCS-51单片机
（1学时）
掌握嵌入式系统的定义、特点、组成及分类。1．2 Keil C51开发工具
了解嵌入式系统的应用领域。
1．3 C51的程序结构与编程实例（1学时）考核要求：
了解C51语言与汇编语言的优势对比，C51语言与标准C语言的区别。了解KeilC51开发工具。
第二章 C51程序设计基础
教学要点：
本章主要介绍C51的数据类型和存储类型、基本运算与流程控制语句、构造数据类型、函数以及程序设计中的其他一些问题等内容 教学时数：
12学时
教学内容：
2．1 C51数据类型及存储类型（2学时）
介绍C51语言的数据类型，常量与变量、数据存储类型。2.2 C51对单片机主要资源的控制（4学时）
1)C51对单片机应用系统主要资源的控制主要包括特殊功能寄存器的定义、片内RAM的使用、片外RAM及I/O口的使用、位变量的定义。
2)片内RAM的使用、片外RAM及I/O的使用又称为绝对地址的访问。２．３
C51 的基本运算与流程控制语句（2学时）介绍C51的
1)基本运算
2)选择（分支）控制语句
3)循环结构流程控制语句
4)
break语句、continue语句和goto语句
2．4 C51的构造数据类型（2学时）
介绍C51 的构造数据类型主要有数组、指针和结构等。重点讨论数组和指针。
2．5 C51 函数（2学时）
介绍C51的不同函数定义方式。
考核要求：
掌握：C51的数据类型、运算符及表达式；C51语言程序的基本结构及其流程图；函数及选择语句和循环语句的用法。
第三章 单片机内部资源的C51编程
教学要点：
掌握：计算机并行输入/输出、定时/计数器接口、串行接口和中断系统的概念，单片机中断系统的结构、中断源、中断特殊功能寄存器、中断响应过程；串行口功能与结构、工作方式及编程应用；定时/计数器系统的电路结构、特殊功能寄存器及功能和使用方法。
理解：单片机定时和计数、串行和中断的应用。教学时数：
8学时
教学内容：
3．1 单片机的并行口（2学时）
介绍51单片机的4个并行I/O口的特点，了解每个端口既可以按字节单独使用，也可以按位操作，各个端口可作为一般的I/O口使用，大多数端口又可以作为第二功能使用。
3．2 单片机的中断系统（2学时）
介绍51单片机的中断系统的特点，它提供5个中断源（52子系列是6个），具有两个中断优先级，可以实现两级中断嵌套。3．3 单片机的定时器/计数器（2学时）
介绍MCS-51单片机内部的两个16位的可编程的定时器/计数器，即定时器T0和定时器T1（8052提供3个，第三个称为定时器T2）。它们既可用作定时器方式，又可用作计数器方式
3．4 单片机的串行口（２学时）
介绍MCS-51单片机内部的串行接口的特点。这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为同步移位寄存器使用。
考核要求：
了解单片机内部的并行口、中断系统、定时器/计数器、串行口的构成及特点，熟练掌握对这些资源的C语言编程，能够利用这些资源实现某些功能。
第四章
单片机外部扩展资源的C51编程
教学要点：
在实际应用的51单片机系统中，很少是由以单块单片机独立构成的，经常需要对单片机的相关资源进行扩展，本章将介绍单片机的并行口、键盘、显示、A/D及D/A等扩展资源的C51编程。
教学时数：
６学时
教学内容：
4．1 并行口扩展的C51编程（２学时）
介绍并行口的扩展方法，有简单I/O口的扩展、利用串行口扩展并行口、可编程并行口扩展等几种方法。
4．2 键盘接口的C51编程（２学时）
介绍在单片机应用系统中利用键盘进行人-机对话，包括人对应用系统状态的干预以及向系统输入数据等。键盘从硬件结构上分并行接口的独立式键盘和行列式矩阵键盘。4．3 LED显示器接口的C51编程（２学时）
介绍LED显示器的显示原理及与MCS-51单片机的接口方法和相应的程序设计。考核要求：
掌握：单片机与键盘、LED的接口原理、技术与方法。
三、选用教材及参考书目
1．选用教材
姜志海 赵艳蕾 主编.单片机的C语言程序设计与应用.电子工业出版社，2008.5 2．参考书目
（1）马忠梅等，单片机的Ｃ语言程序设计，北京航空航天大学出版社（2）谭浩强，Ｃ程序设计（第二版），清华大学出版社
四、使用说明
1．根据专业不同，当课程学时学分调整时，可适当调整相关内容 2．教学方法
本课程主要采用课堂讲授、实验操作、随堂讨论、作业及练习等多种方式授课。本课程的主要教学环节如下：
（1）课堂讲授：讲授是本课的重要教学环节，是主要的教学方式之一，采用多媒体教学，以丰富教学内容和增强学生的感性认识。
（2）实验操作：本课程是软硬件技术相结合的、实践性较强的专业课，在教学过程中必须通过实验课的配合来加深和提高学生对课程内容的理解。
（3）随堂讨论：通过具体的问题、小课题进行，要注意培养学生自主学习的能力，帮助他们掌握本课程所要求的主要内容。
（4）作业及练习：根据教学进度和学生的实际情况，以小设计为主，通过简单的系统设计，帮助学生加深对知识的理解和掌握。
3．考核方式
理论部分：本课程考试为课程论文的形式。
实验部分：以每次实验的分析设计（实验预习）、实验过程、实验完成情况、实验效果及实验结果分析总结（实验报告）等五方面进行考评，综合得出最后实验成绩。
关键词：中职教育;理实一体;单片机;教学改革;课程教学
1引言
关键词：单片机技术,项目驱动法,教学模式,考核方式
单片机技术是电类专业的一门实践性非常强的专业课程, 不仅要求学生掌握一些基本理论知识, 更重要的是要具有较强的实践动手与应用能力、较强的自学能力和创新精神, 紧跟技术发展潮流, 做到可持续性发展。要达到这个目标, 应积极改善实践教学条件, 大力加强实践训练学时, 充分调动学生学习兴趣与积极性, 切实提高他们知识应用能力和动手操作能力, 这是该课程教学的重心。
一、课程现状分析
当前, 单片机技术课程教学中, 虽然前期已经开展诸多教学方法的改革与探索[1,2], 但和最终教学目标相比, 还有一定的差距, 主要存在以下问题。
1.内容繁杂, 部分知识与实践应用脱节。单片机技术课程涉及的理论知识内容较多, 需要占用较多理论学时讲授, 这必然会使教学重心向理论部分倾斜。但在实践应用中发现: (1) 有些知识可以作为理论存在, 但在实践中用到的几率很小; (2) 一些较深、较难的内容, 实践者会在应用中逐渐理解掌握, 达到水到渠成的学习效果, 过早地在课堂上讲授, 费力费时, 效果却比较差; (3) 部分技术知识已经陈旧, 和当前技术应用水平不匹配。
2.教学模式与培养目标不适应。当前的教学模式以教师课堂讲授为主, 学生接收的是枯燥的理论知识, 学习的目的是为了应付一张期末考卷。尽管教师进行了一些教学方法改革[3,4,5], 在课堂教学中使用实例仿真、动画演示等手段提高学习兴趣, 改善教学效果, 但这仍然停留在让学生被动吸收、对理论知识理解的层面上。一些成绩较好的学生, 也大多处于“纸上谈兵”的水平, 在应用能力和动手能力的培养上收效甚微。
3.考核方式不科学。评价单片机技术学习效果的依据, 是学生的实践操作和应用能力, 因此, 课程考核应侧重于技能。但现在的课程考核采用闭卷考试方式, 考查学生对书本知识的记忆和理解, 导致学生的学习是以背诵知识为主, 以会做题为目标, 完全忽视对应用能力、操作技能的训练和掌握。此外, 闭卷考试会助长一些学生平时不学习、考试作弊的恶习, 不利于良好学风的形成。
二、改革内容与目标
课程教学改革主要从内容、模式和考核方式三个方面进行, 最终实现以下目标。
1.通过内容改革, 摈弃一些陈旧的、实践指导意义不大的知识理论, 为学生随堂实践训练留出更多时间。
2.通过模式改革, 打破“先理论、后实践”的串行教学模式, 把理论学习融入实践训练过程, 改变课堂教学以理论灌输为主的方式, 把指导学生随堂演练作为主旨。
3.通过考核方式改革, 取消闭卷考试方式, 重点考查学生对知识的运用和操作能力。
三、采取的主要措施和方法
针对单片机技术课程的改革内容与目标, 制订具体的改革方案和措施, 并在学校2012级电子信息工程专业的课程教学中进行改革实践。
1.教学模式改革。 (1) 采用理论讲授与实践训练交叉进行的教学模式。改变传统理论教学与实验教学学时分离、先后进行的串行模式, 采用理论与实践同步、交叉进行的并行模式, 不再区分理论学时和实验学时。课堂上, 让学生在基础理论讲授后马上转入实践训练环节, 在实践操作中运用知识, 遇到问题再进一步理解和学习更多的理论, 经过从“理论→实践→理论→实践”的反复锤炼, 达到对知识的深刻理解和对应用技能的掌握。 (2) 采用“项目驱动法”组织教学活动。每个知识单元的教学, 都以一个工程设计项目为载体进行。以项目任务为主线, 引导学生进行知识点的学习;以设计任务的完成为目标, 督促学生进行实践动手能力的培养。学生带着任务去学习, 促使他们在完成任务的过程中自觉地学习相关理论知识, 深刻理解并掌握技术的应用方法, 既能激发学生的学习积极性, 又能提高学习效果, 达到事半功倍的效果。在“项目驱动法”教学方式下, 大部分的课堂时间留给学生进行实践训练, 让他们成为课堂学习主角, 教师在进行简单的理论讲授后, 主要以指导者身份进行技术辅导。 (3) 课堂训练与课余训练交叉互补。对技术实现比较复杂的知识单元, 在随堂设计时间不够的情况下, 可以将设计任务分解, 留一部分任务让学生在课余时间完成。通过随堂训练与课余训练互补, 完成整个项目设计任务。
2.教学内容改革。 (1) 重组教学内容。对应“项目驱动法”教学方式, 教学内容不再严格以章节划分, 而是归纳为若干个知识单元, 为每个知识单元精心设计实训项目, 以项目设计为主线对相关知识点进行理论学习和操作训练。 (2) 调整学时分配。改变传统按章节分配学时的方法, 依据各知识单元项目设计的需要, 在培养方案规定的学时内, 合理分配各单元学时, 保证各单元的理论学习和项目设计任务都能圆满完成。
3.考核模式改革。 (1) 修改考核成绩组成部分。课程考核的总成绩由理论考核成绩和技能考核成绩两部分组成, 其中理论成绩占一少部分, 如20%;操作技能成绩占一大部分, 如80%。 (2) 改变考核形式。取消闭卷考试的考核形式, 侧重对操作技能的考核, 但同时也要考查学生对知识的理解和灵活运用情况, 要求具备一定的工程分析与设计能力, 全面考评知识能力。操作技能考核成绩是通过对各单元项目的设计结果进行评分给出;理论成绩主要考查学生的工程分析与设计能力, 给出一些工程设计课题, 要求学生以书面形式写出设计方案与可行性分析, 根据设计的正确性进行成绩评定。 (3) 采用终结性与过程性相结合的考核方式。改变以往的期末终结性考核方式, 注重学习的过程考核。可在每个知识单元的项目设计结束后, 对学生的任务完成情况进行验收和成绩评定, 然后把所有单元的项目验收成绩作为平时成绩记录存档。在课程结束时, 再进行一次综合性的项目设计训练, 对学生完成情况进行验收和评分, 作为期末技能测试成绩, 和平时成绩一起构成总的技能考核成绩。
4.改革过程的督导与评价。为了客观分析教学改革过程中存在的问题, 评价改革成效, 邀请管理单片机技术实验室的专业教师担任“改革督导员”。在教学过程中, 改革督导员不定期地随堂听课, 在学生课堂训练时参与监督、辅导和考核, 真实了解学生的学习效果。由于改革督导员承担其他专业单片机技术课程的实验教学任务, 通过和其他专业学生学习效果的对比, 能够以旁观者的身份客观审视和评判课程改革效果, 提出合理化建议, 促进课程教学改革方案的不断完善和优化。
四、改革效果
经过上述课程改革, 学生的学习热情明显提高, 实践动手能力显著增强。70%以上的学生能够制作、调试小型单片机系统, 40%以上的学生具备熟练进行单片机综合控制系统设计与开发的能力。在单片机技术课程的设计中, 学生表现出的技术应用和实践动手能力明显高于往届学生。半数学生只用一半时间就可完成课题设计任务, 大部分学生在完成基本功能要求的基础上, 又能进行发挥部分的设计制作。课程设计考核优秀率达到70%, 是近几届学生的最好水平。
五、结束语
单片机技术的掌握不需要高深的理论知识, 关键在于多进行实践训练。单片机技术课程教学中, 采用让学生多动手、多实战的教学方式, 寓教于“练”, 才能充分激发他们的学习兴趣和热情, 提高教学效果。在课程教学中, 如何让学生成为课堂的主角, 让课堂成为学习的乐园, 值得我们认真研究和探索。
参考文献
[1]郭兆正, 于鹏.浅谈单片机课程在电类专业教学中的重要地位[J].渤海大学学报 (自然科学版) , 2012, 33 (2) :179-181.
[2]曾虹, 戴国骏, 刘鹏.高校单片机课程教改研究[J].计算机教育, 2011, (7) :78-80.
[3]黄大勇, 崔世林.单片机课程教学改革的研究与探索[J].南阳理工学院学报, 2009, 1 (3) :126-128.
[4]陈麒.Proteus仿真软件在单片机教学中的应用[J].长沙铁道学院学报 (社会科学版) , 2013, 14 (3) :85-86.
摘要 针对高校电子信息科学与技术专业单片机技术课程目标和教学特点，在单片机技术课程中，采用项目驱动教学法教学能充分发挥老师的主导作用和学生的主体作用，有效地提高教学效率和教学质量，培养学生的综合能力。
关键词 单片机 项目教学法 教学做合一
中图分类号：TP368.1-4；G712
（基金项目：内蒙古自治区高等教育科学研究“十二五”规划课题 编号NGJGH2015023）
单片机技术是高校电子信息类学生必须掌握的一门技术，学生不仅要掌握单片机的接口应用的基本技能，还应具有实际工程应用能力。因此，具有实用性强、学习难度大的特点。
1、单片机技术课程的教学现状
传统的单片机课程教学中一般开设几十学时，通常采用“理论教学”+“实验教学”的教学模式。“理论教学”以讲授理论为主，内容抽象、枯燥，实验教学只是做一些验证性实验，课程的教学效果一般。
2、教学做合一的教学模式和项目教学法
“教学做合一”是指以培养经济社会发展所需要的人才为宗旨，教学活动以做为载体和目标，在做中教，在做中学，在教学中推动做，在做的基础上，实现教学做的有机统一。在这种教学关系下，教师是教的主体、做的主导，主要任务是指导学生学；学生是学主体、做的主体。主要任务是学习，通过亲自做的环节，学得知识，掌握技能。
“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，充分调动学生的学习积极性、培養学生解决实际问题的综合能力和创新能力。
为解决单片机技术课程学生难学、教学效率低下和教学质量一般的问题，进行教学改革：打破“理论教学”+“实验教学”的教学模式，采用教学做合一的教学模式，抛弃“填鸭式”教学法采用项目驱动教学法是一种有效的举措。
3、单片机技术课程教学项目的设计
根据单片机技术的课程目标、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。在教改实践中按课程目标把单片机技术原理论授课内容解构，设计了七个项目，如下：
3.1、用单片机P1口来点亮LED灯
项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；8位二极管做显示；④LED灯闪烁时间为0.2秒；⑤发挥：增加1-2种显示模式。
项目任务：拟定总体设计制作方案；设计硬件电路；编制软件流程图及设计源程序；④仿真调试；⑤安装元件，制作流水灯，调试功能指标；⑥完成项目报告。
内容：单片机内部的结构；单片机的存储器；单片机的IO口；④单片机的引脚及工作状态；⑤单片机指令系统；⑥简单汇编程序设计；⑦工具软件的使用。
3.2、用定时器T0查询方式控制P1.0的蜂鸣器
项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；蜂鸣器做输出。
项目任务：同上
内容：单片机定时/计数器；蜂鸣器电路连接。
3.3、基于AT89C51单片机交通灯控制器的设计
项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；8位二极管做显示。
项目任务：同上
内容：单片机中断系统；数码管显示器接口；汇编程序设计；④工具软件的使用。
3.4、PC向单片机发送数据并用LED显示出来
项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制，采用串行通信方式传送数据；8位二极管做显示；④通信距离达8-10米。
项目任务：同上
内容：单片机串行通信，串行总线的标准；单片机串行口及串行通信及简单通信协议；PC机与单片机之间的通信；④端口控制；⑤C51程序设计
3.5、液晶时钟显示器
项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；LCD做显示。
项目任务：同上
内容：LCD的工作原理；用Proteus软件仿真液晶时钟显示器的方法；液晶时钟显示器的编程方法。
3.6、数码秒表的设计
项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；2位数码管做显示。
项目任务：同上
内容：数码管的工作原理；数码秒表设计的编程方法定时/计数器。
3.7、电子密码锁
项目要求：用keilC51、Proteus、Easy等软件做开发工具；用AT89C51单片机做控制；LCD做显示；④具有设置、清除6位密码的功能。
项目任务：同上
内容：矩阵式键盘的工作原理；液晶1602的应用；C51程序设计。
4、项目教学法在单片机技术的课程教学中的实施
项目教学法在实施过程中，按照由简单到复杂的顺序实施各个项目，每个项目的实施一般以行动导向教学原则为指导，教学过程采用资讯、计划、决策、实施、检测、评价六个阶段按四个步骤实施。第一步资讯，教师提出项目要求与任务，在老师的引导下，学生明确要做什么？要学什么？老师通过案例、演示等对学生进行个别或集体的指导，使学生基本具备完成项目的能力。第二步计划与决策，学生在老师的主导下制订完成项目的实施方案。
第三步实施，学生按计划与方案完成项目任务。学生通过实施发现问题、解决问题、习得知识，培养技能。
5、结束语
采用项目式教学法，把理论教学与实践教学有机地结合起来，有仅有利于学生加深理解和掌握书本的理论知识，更使学生懂得怎样灵活应用所学的知识与技能去解决实际问题，同时也提高了教师的素质，这种教学方法的实施更符合大多数学生的特点，会在越来越多的课程中得以实施。
参考文献
1.宋锦 《单片机课程项目教学法的探索和实践》 南京信息职业技术学院 《教学与课程》
2.卢飞跃 《高职单片机原理与应用课程教改浅论》 番禺职业技术学院学报 2002，（3）
3.熊宇 《关于单片机课程项目化教学的探索》 广东白云山学院网站
课程设计题目：简易数字时钟
学生姓名：** 学号：********** 学院：****** 专业班级：**********
指导老师：**
2014年5月13日
摘要：
本设计采用了STC公司生产的STC89C52RC型单片机（80C51内核）设计了一个单片机最小系统，加上maxim232和usb转RS232线组成的下载电路，以及共阴极4位一体数码管和按键等外围电路构成了一个简易的数字钟，具有显示年、月、日、时、分、秒的功能，且年、月、日、时、分、秒每一个参数都可以自行设置，以实现时间的校正，总体来说实现了一个数字时钟的应有功能。
关键词：80C51系列单片机、单片机最小系统、时钟定时、下载电路、4位一体数码管显示
一、设计任务 简易数字时钟：自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用内部定时器计时，或者采用外部时钟芯片DS1302，设计一个具有秒、分、日、月、年的数字时钟，采用四位一体数码管显示相关信息，秒、分显示一页，日、月显示一页，年显示一页。
二、方案选择
2.1、采用uln2003驱动数码管
由于单片机的I/O口的拉电流只有大约1mA左右，不足以提供4-5mA的电流以驱动数码管上的led，故需要为数码管提供一个驱动电路，如果采用三极管的话由于数码管有7段（实际是8段，但本设计只需要使用7段），需要7个三极管来驱动，给焊接部分增加了工作量，故可考虑采用ULN2003以给数码管提供驱动电流。
Uln2003的内部原理图
ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成。
该电路的特点如下：[3]
ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路
直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。
ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还
可以在高负载电流并行运行。
ULN2003 采用DIP—16 或SOP—16 塑料封装。
内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。它是双列16脚封装,NPN晶体管矩阵,最大驱动电压=50V,电流=500mA,输入电压=5V,适用于TTL COMS,由达林顿管组成驱动电路。ULN是集成达林顿管IC,内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管,它的输出端允许通过电流为200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。通常单片机驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为合适，同时，COM引脚应该悬空或接电源。
ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，单独每个单元驱动电流最大可达350mA，9脚可以悬空。
比如1脚输入，16脚输出，你的负载接在VCC与16脚之间，不用9脚。
ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。
输入5VTTL电平，输出可达500mA/5V。
ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路 直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。
ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。
2.2、直接用单片机加上拉电阻的P0口驱动数码管
对于51单片机的4个IO口来说有一个IO口与其他三个有点不同，那就是P0口，由于P0口(在作为输出IO口时）是OC门在最小系统中需要加一个上拉电阻，由此，可以用P0口作为数码管的驱动（可以通过合理配置上拉电阻的大小以提供足够的驱动电流）
51单片机的P0口内部电路图
由于相对来说接一个排阻便宜可靠，且方便，且也足以提供驱动数码管的电流，故采用方案2：直接用单片机加上拉电阻的I/O口驱动数码管
三、电路原理图
简易数字钟原理图
3.1最小系统
本设计最小系统与一般的51最小系统设计保持一致性，晶振电路为12M的晶体振荡器搭配两个30pF的电容组成，复位电路由5v接一个开关与电容并联再与电阻串联后接地构成，下载电路采用的是串口下载，为电脑上连一根usb转串口线，然后串口练到电路上，再通过max232芯片进行电平转换将RS232串口的电平转换为单片机的5v以进行电平匹配。3.2共阴极4位一体数码管
四位一体数码管
数码管的显示由段选和位选控制，段选为图片中的每一位“8”型上的a、b、c、d、e、f、g、h共8段构成。位选有4个引脚，分别对应于数码管的4个位。
四、程序代码 如下：
#include
//延时10ms {
unsigned char a,b,c;
for(c=1;c>0;c--)
for(b=38;b>0;b--)
for(a=130;a>0;a--);} void main(){ IE=0x8F;//开总中断，开定时T0，开定时T1，开外部中断0，开外部中断1 IP=0x00;//设置中断优先级均为低优先级，默认优先级为：调整时间》定时》设置显示页 IT0=1;IT1=1;TMOD=0x11;//定时器0工作于工作方式1，定时工作方式，由运行控制位TR1启动定时器；定时器1工作于工作方式1，定时工作方式，由运行控制位TR1启动定时器 P2=0Xfd;
TH0 = 0x3C;
TL0 = 0xB0;
{ switch(play){ case 1 :
{
if(anjian1==0)
{
{ delay();delay();if(anjian1==0)anjian11=anjian1;if(anjian1 &!anjian11)hour++;
} TH1=0xD8;TL1=0xF0;TR0=1;TR1=1;
//定时器T0用于20分之一秒的定时，定时器T1用于数码管的动态显示，外部中断0为调整时间，外部中断1为设置显示页
for(;;)else if(anjian2==0)
if(anjian2==0)
anjian22=anjian2;
if(anjian2 &!anjian22)
hour--;
else if(anjian3==0)
{
delay();
if(anjian3==0)
anjian33=anjian3;
if(anjian3 &!anjian33)
min++;
else if(anjian4==0)
{
delay();
if(anjian4==0)
anjian44=anjian4;
if(anjian4 &!anjian44)
min--;
}
break;case 2 : {
if(anjian1==0)
{
delay();
if(anjian1==0)
anjian11=anjian1;
if(anjian1 &!anjian11)
mon++;
else if(anjian2==0)
{
delay();
if(anjian2==0)
anjian22=anjian2;
if(anjian2 &!anjian22)
mon--;
else if(anjian3==0)
{
delay();if(anjian3==0)}
}
}
}
}
anjian33=anjian3;
if(anjian3 &!anjian33)
day++;
else if(anjian4==0)
{
delay();
if(anjian4==0)
anjian44=anjian4;
if(anjian4 &!anjian44)
day--;
}
break;case 3 : {
if(anjian1==0)
{
delay();
if(anjian1==0)
anjian11=anjian1;
if(anjian1 &!anjian11)
year++;
else if(anjian2==0)
{
delay();
if(anjian2==0)
anjian22=anjian2;
if(anjian2 &!anjian22)
year--;
else if(anjian3==0)
{
delay();
if(anjian3==0)
anjian33=anjian3;
if(anjian3 &!anjian33)
year++;
else if(anjian4==0)
{
delay();
if(anjian4==0)anjian44=anjian4;}
}
}
}
}
if(anjian4 &!anjian44)
year--;
}
break;case 0 : {
if(anjian1==0)
{
delay();
if(anjian1==0)
anjian11=anjian1;
if(anjian1 &!anjian11)
sec++;
else if(anjian2==0)
{
delay();
if(anjian2==0)
anjian22=anjian2;
if(anjian2 &!anjian22)
sec--;
else if(anjian3==0)
{
delay();
if(anjian3==0)
anjian33=anjian3;
if(anjian3 &!anjian33)
sec++;
else if(anjian4==0)
{
delay();
if(anjian4==0)
anjian44=anjian4;
if(anjian4 &!anjian44)
sec--;
} break;}
switch(play){
}
}
}
}
} case 1 : { led[0]=hour/10;
};}}
void service_int1()interrupt 2 using 1 { if(play==3)play=0;else play++;} void service_t0()interrupt 1 using 1
//实现1s的延时以及sec到min，min到hour，hour到day，day到month，month到year，year到next_year的转换 {
TH0 = 0x3C;if(j==20){
j=0;sec++;if(sec>=60)
TL0 = 0xB0;
led[1]=hour%10;led[2]=min/10;led[3]=min%10;
} break;
led[1]=mon%10;led[2]=day/10;led[3]=day%10;
} case 2 : { led[0]=mon/10;break;
led[0]=year/1000;led[1]=((year%1000)/100);led[2]=((year%100)/10);led[3]=(year%10);
} case 3 : {
break;
led[1]=16;led[2]=sec/10;led[3]=sec%10;
} case 0 : { led[0]=16;break;
}
else { { sec=0;min++;if(min>=60){ min=0;hour++;if(hour>=24){hour=0;day++;if(day>=31){ day=1;mon++;if(mon>=13){ mon=1;year++;} } } } } } j++;} void service_t1()interrupt 3 using 1 //定时器1实现了数码管的动态显示 {
TH1=0xFC;TL1=0x18;if(P2==0xfd){P2=0xfb;P0=table[led[2]];} else if(P2==0xfb){ P2=0xf7;P0=table[led[3]];} else if(P2==0xf7){P2=0xfe;P0=table[led[0]];
} else if(P2==0xfe){P2=0xfd;P0=table[led[1]];} }
五、制作实物图
六、心得收获
关键词：单片机原理与实训：教学模式：任务驱动教学法
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2016）01-0086-03
教学模式改革是课程改革的重要内容，结合学校创建国家示范性中职学校，我校对《单片机原理与实训》课程的教学模式、教学内容等方面进行改革。本文主要讨论《单片机原理与实训》课程教学模式的改革。
一、传统教学模式存在的问题
1.教学内容。教学内容按照章节编排，具体为：单片机内部结构、89S51单片机指令系统、汇编语言程序设计、定时器/计数器等。逻辑性、系统性很强，不适合现在的中职学生使用。
2.教学模式。传统教学模式是课前复习、导入新课、讲授新课、课堂练习小结、布置作业五环节教学模式。这种课堂教学模式是以“教师教为中心”，忽视学生是学习的主体，这种教学模式不适合中职学生的特点，课堂教学效果差。
单片机是一门教师难教，学生难学的“两难”课程，学生难学的原因在于大篇幅的指令程序和枯燥艰深的书面语言。课程改革的目的在于降低单片机学习的门槛，让中职学生轻松入门。
二、改革课程教学内容
为坚持“做中学、做中教”，重视实践和实训教学环节，强化学生的实践能力和职业技能培养，提高学生的实际动手能力。体现以就业为导向，以能力为本位，通过对电子技术应用专业人才需求调研，分析典型工作任务，结合企业的工作岗位和职业标准，确定学生的岗位能力，调整《单片机原理与实训》课程教学内容为六个项目，具体安排见表1。
课程内容采用模块化设计，通过不同模块搭积木的方式实现不同的功能，实现硬件连接。教学内容包含硬件制作、软件调试全过程，不单独讲述指令、程序以及中断、定时器等内容。项目均配有详细的电路、流程图、程序，将理论穿插在项目实践过程中。
三、任务驱动教学法
任务驱动教学法教师的角色是学习情景的创设者、学习任务的设计者、学习资源的提供者、学习活动的组织者。学生成了学习的主体，改变了“教师讲、学生听”的传统以教定学的教学模式，学生主动参与、自主合作、探究创新的新型学习方式。
根据任务设计合理组织课堂教学，是完成任务的关键。实施课堂教学，分五个步骤：
1.提出任务，明确任务目标。
2.教师引导。提出解决问题的思路、途径，引导学生自主学习。
3.实施任务，学做练结合。教师提供理论知识学习的素材，让学生自己阅读;指导学生实训步骤，学生能动手实践;知识拓展，让学生自主练习，探索知识规律，掌握方法。
4.检查与评价。针对学做练过程中出现的问题，教师及时讲解示范、纠正错误，鼓励学生大胆尝试，自主学习，检查与评价以鼓励为主。
5.任务扩展。学生的学习水平有差异，对技能强的学生提出任务拓展要求，提高更高的要求，加大任务难度，实行弹性教学任务。
四、任务驱动教学法的实施
下面以项目二中任务一流水灯控制为例说明任务驱动教学的实施过程。
1.提出任务，明确任务目标
（1）情景导入：我们生活中处处看到LED的影子，例如绚丽的节日彩灯、户外大屏幕显示器、LED电视机等。LED是怎样发光的，又是怎样变换出各种效果的呢？我们通过制作一块LED灯光模块来学习。
（2）任务目标：通过本次任务，认识LED，知道单片机I/O口的作用，编写单片机控制程序控制LED完成不同的灯光效果。
2.教师引导
教师分析任务实施的思路、步骤，引导学生怎样学习知识点、技能点。
3.任务实施，学做练结合
活动一：学一学
（1）认识MCS-51单片机I/O口。单片机要控制设备，要通过I/O口即输入输出接口，MCS-51单片机有4个并行I/O口，每个I/O口有8根接线，通过单片机实物讲解I/O口接线。
（2）认识LED。用实物教学，发光二极管常用的红、绿、黄三种，由镓、砷、磷化合物制成，具有单向导电性。
活动二：做一做
（1）搭建LED硬件平台。准备材料，根据原理图在万能板上搭建LED模块。
（2）搭积木。将单片机主机模块和LED灯光模块按照接线图（见图1）连接起来，搭建单片机控制的流水灯实物电路。
图1单片机主机模块和LED灯光模块接线图
（3）编写程序。先编写程序让8只LED全亮全灭闪烁，提供参考程序，并解读程序。通过运行Keil建立程序文件，将程序下载到单片机主机模块，调试运行程序。当程序运行时，同学们的眼睛看不见灯的闪烁，原因在于单片机执行程序的速度很快，灯闪烁太快，肉眼无法识别，要看到灯的闪烁要加上时间延时程序。
活动三：练一练
（1）照着做。街上的广告彩灯并不是全亮全灭闪烁，LED移动闪烁。教师提供参考程序，体会RL A指令的作用，让学生在“做中学”记住指令。
（2）改一改。将程序中RL A换成RR A观察结果和变化，理解RL和RR指令。
4.检查与评价
（1）学生自查。学生根据老师的步骤和示范，检查自己的学习成果，看看自己的学习作品能不能实现任务要求，如不能实现，请教老师和同学找出问题并解决问题。学生填写课堂记录表。
（2）学生互查。学生之间检查，能不能实现任务要求，并相互指导，相互之间评价自己的作品，培养学生的团队意识。
（3）教师检查。教师巡查学生的操作情况，发现问题，及时讲解，纠正学生的错误。对成绩好的学生分层教学，提出更高的要求，帮助学生完成，同时及时鼓励每一位学生，让优秀作品的学生推介自己作品。填写学习评价表。
5.任务拓展
（1）将LED模块与主机模块的P2口进行连接，实现8只LED向左或向右移动。
（2）变换LED模块的外形与主机模块的P3口进行连接，控制LED灯点亮。
五、教学模式改革的成效
采用任务驱动教学法，通过情景导入，任务目标分析，教师示范和指导，学生分组操作训练，师生互动，学生学会合作学习、自主学习，掌握学习方法，让学生在工作任务中掌握技能，提高学生的学习兴趣和创新能力。
针对《单片机原理与实训》课程专业性、实践性强的特点，通过任务驱动教学法，提高了教学质量，由电子技术应用专业学生制作的《F22战斗机》作品，获得第八届河源市青少年科技创新大赛一等奖。
但课程改革中也存在一些问题，学生不能很好地运用专业知识进行作品展示和评价，教师要加强引导;教师要提高自身的教学能力，要引导好学生学习过程中遇到的各种问题。
参考文献：
[1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计[J].北京：中国高教研究，2009（4）：86.
[2]邓泽民.现代四大职教模式[M].北京：中国铁道出版社，2006.
[3]李彩林.电工与电子技术课程教学改革探讨[J].科技信息，2008（13）：161.
单片机因其集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点广泛运用于通信、机器人、仪器仪表、汽车电子、玩具等领域, 在高校的计算机类、电子电气类、机械类等专业的教学计划中有着特殊的地位。
2 单片机课程改革的必要性
2.1 教学顺序不合理
传统的单片机教学以单片机的知识结构为主线, 按教材编写的顺序, 先后讲单片机硬件基础知识, 指令系统和汇编语言程序的编制, 讲接口技术及应用实例。导致学生感到学习内容枯燥乏味, 兴趣不大。要在理论教学的基础上强调实用性、实践性。尽量选用应用广泛、实用性好、较易学习和掌握的教材, 选讲的选择上采用一种为主、多种并存的原则, 尽可能补充新知识。对于单片机这门课中, 不涉及到不讲, 与今后运用无关的不讲, 将重点放在实际应用中需要涉及的原理和通用性较强的接口及编程应用上来。同时和接口这门课进行整合, 以微型计算机的基本组成、A/D和D/A, 51系列单片机的内部结构、指令系统、程序设计、中断系统、输入与输出、单片机系统扩展、单片机系统的设计与应用等为主。
2.2 教学和实验条件差
单片机教学应用必须满足必要的实践条件, 但学校往往因经费不充裕而不愿为一门课程的教学增加较多的投入, 导致教学条件不能满足教学要求。可以实行开放式实验教学是改革传统的验证性实验教学的有效途径, 其目的是让学生在掌握有关知识和技能的同时, 获得较高的创新意识和创新能力。在这种教学过程中, 学生自选实验课目, 自己选择和组合实验仪器设备, 自己确定实验方法和步骤, 在开放式实验教学中, 学生作为实验教学的主体, 可以充分运用自己所掌握的知识和技能, 淋漓尽致地发挥自己的聪明才智。
2.3 教学方法运用不当
该课程的理论、实用性很强, 传统的单片机教学中, 实验内容通常是理论的验证, 很少有应用理论去解决实际问题的设计性实验。要改变教学形式, 边用边学, 多让学生做尝试, 多动脑多动手, 才能使学生真正掌握知识, 学会运用知识。必须对该课程的教学和实践进行改革。
3 单片机课程的教学改革与探索
3.1 理论内容的改革
在课程学习的开始, 给学生展示单片机的应用的具体产品, 使他们体会到单片机技术的实用性, 从而激发他们学习的兴趣和求知欲。根据知识的内在联系, 进行启发式教学。先简单后复杂, 将各知识点的学习划分到各个应用模块或实例中, 采取提出问题、解决问题的启发式的教学, 达到事半功倍的效果。还有确立以实践为重点的理念。改变传统教育理念, 评价学生不再单一地看考试成绩, 更主要的是要看学生运用知识解决问题的能力。
课件是为进行教学活动而设计的计算机应用软件, 利用文本、声音、图形、图像等生动活泼地展示教学内容, 可将抽象的概念和难理解的知识表现得生动形象、通俗易懂。例如在讲解单片机访问外部存储器的时序时, 可参看相应的硬件连接原理图, 利用动画丰富的表现力并配合讲解, 可将控制信号有效的先后次序及其产生的控制效果一览无余, 从而使学生轻松掌握这一难点, 提高了授课效率。节约下来大量的课堂教学时间, 可用于给学生讲解一些教材上没有介绍但十分实用的知识, 如I2C总线、SPI总线、单总线技术以及单片机高级语言开发工具如Keil C51等, 从而既拓宽了学生的知识面, 又有益于后期的单片机课程设计。
3.2 实验内容的改革
在重视理论教学的同时, 必须重视实验教学不断改进实验操作, 提高教学质量。学生通过设计硬件电路、编制软件程序、仿真调试等实验过程, 才能更好地掌握单片机的理论知识和应用技能。传统的实验教学形式单一、方法呆板, 实验课一直以教师为中心, 学生在规定的时间内, 用统一的模式, 按照指导书上规定的步骤做相同的实验。实验技术、手段相对较落后, 效率不高。
为了提高学生的设计能力和创新能力, 可以尝试引入课程设计环节。给学生提供难度适合的题目, 使学生可根据自己的能力和爱好选取, 在教师的指导下, 完成从收集资料、立项、方案论证到软硬件设计与调试、PCB设计、结构设计、安装调试等开发设计的全过程。在实验过程中, 积极对学生进行引导, 最大限度地调动和发挥学生在实验中的主体作用。对学生在实验过程中提出的问题不做正面的回答, 而是围绕问题引导学生积极对待实验中出现的问题, 并自己动手独立解决。
将传统的以教师和课堂教学为主的教学模式, 逐步演变成基础实验以教师为主导, 综合实验教师与学生并重, 创新实验以学生为主的多种形式。鼓励学生结合实际自己立项, 独立完成项目。通过课程设计的实战演练, 学生学会了综合运用所学知识进行单片机应用系统开发的方法, 既充分锻炼了学生的实践能力又培养了学生的工程素质和创新意识。
4 小结
从实用出发、从实战出发, 不断改进教学方法、丰富教学手段, 加强实践能力的培养, 注重理论联系实际, 提高学生的创新能力和综合素质, 激发他们的学习积极性、主动性, 学到更多的知识。
参考文献
[1]刘华东, 张亚华.单片机原理与应用 (第2版) [M].北京:电子工业出版社, 2006.
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[3]元红妍, 张鑫.电子综合设计实验教程[M].济南:山东大学出版社, 2005.7.
电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人、家庭以及车站、影院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作带来了极大的方便。随着电子技术的发展，人们已不再满足于钟表原先最简单的报时，希望出现一些新的功能，诸如日历的显示、闹钟的非接触式止闹、秒表功能、重要日期倒计时显示等，以带来更大的方便，而所有这些，又都是以数字化的电子时钟为基础的。因此，研究数字电子钟及其扩展应用，有着非常现实的意义和实用价值。
单片机是指将微处理器、一定容量的RAM和ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上的完整计算机系统。89C51单片机是一种低功耗、高性能的，它采用CMOS工艺和高密度非易失性存储器（NURAM）技术，其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容；片内的Flash ROM允许在系统内改编程序或用常规的NURAM编程器来编程。因此，89C51是一种功能强、灵活性高，而且价格合理的单片机，可以方便的利用AT89C51定时器和6位7段数码管，设计一个电子时钟。显示格式位 “XX XX XX”,从左向右分别是：时、分、秒。1.1 设计目的
利用MCS-51芯片及相关芯片设计数字钟。1.2 设计内容 1)硬件设计
设计数字钟的电路原理图，用PROTEUS绘制硬件电路。制作实物。2)软件设计
(1)时、分、秒的设置及显示;(2)画出程序框图;(3)调试与分析。用PROTEUS仿真。
//buf
中北大学单片机原理及接口技术课程设计说明书
{
keyrel=1;keyprocess(buf);buf=0xff;} display();} } //按键处理函数
void keyprocess(unsigned char key)//键值处理，正常计时，设置时分秒 { switch(key){ case 0xe0:status++;//按下设置键 if(status>=4)status = 0;
break;case 0xd0:switch(status)//按下加1键，3种模式下加1
{
case 0x01:if(hhh<24)hhh++;
else hhh=0;break;case 0x02:if(mmm<60)mmm++;
else mmm=0;break;case 0x03:if(sss<60)sec++;
else sss=0;break;} break;case 0xb0:switch(status)//按下减1键 { case 0x01:if(hhh>0)hhh--;
else hour=23;break;
中北大学单片机原理及接口技术课程设计说明书
} } //定时器0中断函数
void timer0()interrupt 1 using 2 { static uint count;TH0=(65536-1000)/256;// 定时器0设置初始值1ms中断初始值 TL0=(65536-1000)%256;TR0=1;count++;//正常计时
if(count>=1000)// 定时 1S 到，以下为时钟的正常走钟逻辑 { count=0;sss++;if(sss>60){ sss=0;mmm++;if(mmm>60){ mmm=0;hhh++;if(hhh>24){ hhh=0;}
} } }
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