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關鍵詞： 《單片機原理及應用》 課程改革 教學實踐

《單片機原理及應用》課程是一門面向應用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程，在通信類專業整個課程體系中，單片機知識處于承上啟下的核心地位，一般通信系統和智能儀器儀表的實現都離不開單片機。隨著計算機相關技術的快速發展，以單片機為最小系統開發的產品層出不窮，為了適應新世紀對電子信息類人才的培養需要[1]，《單片機原理及應用》課程教學需不斷更新。

本課程是一門綜合性、實踐性很強的課程，通常分為理論教學與實踐教學兩部分[2]。從理論教學來說，基本以教師課堂講授為主，由于該課程接口芯片多、內容抽象、編程難度大，對初學者來說入門較難，學生無法深入理解芯片的原理和指令與程序的運行。從實踐教學來說，實驗內容多為驗證性實驗，學生只需要觀察和分析實驗結果，沒有充分發揮自主學習能力，教學效果有限。

現依據多年來的教學實踐過程，摸索出一套基于“理論講授、實驗練習、課程設計、電子實習”四階段的教學新模式，現談談此模式下的改革措施。

一、改革課程內容

以知識為基礎，以能力為核心，構建“基于應用對象的單片機硬件設計及編程”課堂教學新方法，確保教學內容的合理性、實用性和先進性。打破傳統的循序漸進式的教學方法，以典型項目實例分解模塊，以各個模塊構建知識，前后連貫，層層遞進。最后，將前述內容以應用實例進行綜合，達到以“應用”為主線連接所學知識內容的目的，加深學生對教學內容的理解和運用。

對教材內容進行選擇與結構優化，體現新知識、新技術、新方法，力求“適用、通用、實用、易用”。在突破傳統教材框架的方面進行了一些嘗試與探索，考慮了教材內容編排的基礎性、系統性，引入了反映最新科技發展的知識。內容選材上，選用了STC89C52RC系列單片機作為介紹微處理器的重點，加深對單片機組成與工作原理的理解；在內容上淡化芯片內部組成，從編程所需角度介紹功能，強化其接口連線、應用及總線連接技術，為應用單片機硬件開發奠定基礎；從實用的角度著重介紹了串行A/D、TLC2543、SED1330系列大屏幕LCD、全雙工單片MODEM、高速并行USB接口芯片與單片機接口電路的設計和使用方法。

編寫“單片機應用案例”講義，將整個單片機工程開發的過程以案例形式進行講解，從硬件電路的設計到開發工具、環境的使用方法，再到具體的應用案例，同時運用匯編語言和C語言的編程方法，系統培養了學生的單片機產品開發工程應用能力。

二、注重實驗環節，培養創新能力

為了建立面向21世紀的通信專業教學新體系[3]，必須重新認識課堂教學與實驗教學的關系。我們認為，課堂教學和實驗教學是相輔相成的，二者都是學生學習與掌握知識的重要手段，其先后順序也不是固定的。在課程設置上，我們不求按部就班，而求高效率地向學生傳輸知識，充分調動學生的積極性和主動性，變被動學習為主動學習。以課程內容中的案例為基礎，開發“單片機教學、實驗、設計系統板”，將理論知識的講述和硬件電路的現場調試相結合，使學生對單片機的整個開發有了直觀的認識，加強了對理論知識的理解。

實驗過程[4]從軟件和硬件兩方面入手，軟件實驗通過編寫程序，上機調試并運行，提高學生編程的能力；硬件實驗能夠實現學生設計硬件，編寫接口程序，完成控制任務的目的。以單片機實習項目的開發和調試代替理論考試，系統考查學生的應用能力和解決實際問題的能力。

實驗內容既要滿足基本教學實驗的要求，又要為課程設計和實習實訓所用，通過這3個環節從基礎到簡單再到復雜的實踐過程，從驗證性實驗向設計性實驗過渡，提高學生獨立思考解決問題的能力。

三、教學與科研相結合

要求教師能力雙向發展。《單片機原理及應用》是一門面向實際應用的課程，要突出學生的工程應用能力。因此，要求教師盡可能做到雙向發展，充實理論知識、發展教學能力；多動手實踐，提高工程應用能力。

鼓勵學生參與電子競賽。通過這個創新性平臺，使學生靈活運用所學知識，并了解設計開發項目的過程，為以后的學習和工作奠定良好基礎。

鼓勵學生參與科研[5]。在培養學生基本技能的基礎上，鼓勵學生參與老師的科研項目，在承擔力所能及的工作的基礎上，積極嘗試難度更大的工作，鍛煉學生的學習能力和解決問題的能力。

參考文獻：

[1]謝斌，沈慧芳，李民生.電子信息工程專業應用型人才培養的幾點思考[J].科技廣場，2011（7）：254-256.

[2]艾德才.大學計算機硬件教學內容改革勢在必行[J].計算機教育，2005（3）.

[3]樊楊祖.高職通信服務類專業定位及建設路徑探究[J].職業與教育，2009，5：120-121.

[4]鄒逢興.創新教學是提升教學質量的永恒動力[J].中國高等教育，2004（22）：34-36.

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關鍵詞：單片機；課程教學；探索

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）08-0078-03

單片機原理與應用是各高校電子信息類相關專業的一門很重要的課程[1-2]，其教學的質量直接決定了學生對單片機應用設計的水平，從而影響學生的就業結果。筆者多年來在國家經濟改革與發展的前沿城市廣州進行學習，并深入相關企業工作和進行技術交流，深刻感受到了近年來單片機發展的迅速，以及企業對單片機技術人才需求的發展趨勢。因此，為進一步加強教學和實踐的聯系，和促進學生適應當前單片機電子技術發展的需要，筆者認為有必要對高校學生的單片機原理與應用課程教學進行思考，結合當前單片機技術發展的趨勢，把握時展的特色，對單片機課程教學模式作進一步的探索和改革，最終實現學生學有所長，學以致用，培養出單片機應用開發的相關公司和企業急需的技術人才[3]。

一、單片機技術發展的趨勢

當前單片機發展非常迅速，為了占領不同的應用領域市場，各單片機制造廠商根據自己的優勢和市場需要進行定位，開發出具有自己特色的產品。因此，單片機種類繁多，各有特色，且主要發展的方向可以總結為以下幾個方面[1-4]。

1.技術成熟，性能穩定。自從1976年9月美國Intel公司推出了MCS48系列的單片機以來，8位單片機經過近四十年的不斷發展，淘汰和再發展的市場循環選擇，適用于不同應用場合的單片機技術越來越成熟[1-5]。耐低溫、耐高溫和低功耗等技術的發展也使得單片機的應用領域范圍得到不斷的拓展。另一方面，越來越細化的應用也促使單片機技術向更高的要求和指標發展，經過多年的積累和改進，單片機技術也正更加完善和深化，性能也更為完善。

2.速度越來越快。由于精簡指令集結構和指令處理流水線技術的提出和發展，單片機指令操作也出現了采用同步執行方式，大大縮短了單片機如取指等的運行時間。因此，單片機的運行速度得到了大幅提高，指令速度可高達100ns[2，5]。

3.接口資源豐富，功能更為強大。部分單片機廠商根據自己多年來在單片機制造方面的技術積累，對單片機的內部功能模塊進行不斷的強化和發展，掌握并形成了一系列高性能的接口設計技術，將之融入到單片機制造中，因此使得單片機的接口資源非常豐富，功能強大。比如，STM8系列單片機不但增加內部接口資源，而且對于特定的接口還考慮了不同應用模式。這類單片機的特點是應用領域比較通用，并且在具體應用中可以免除外接相應的功能模塊，而直接使用其內部的功能模塊，使得單片機應用設計更簡單，穩定，且總體價格也更低廉。

4.功能單一化，價格更低廉。由于單片機市場的進一步細化和競爭加劇，針對具體應用領域，單片機廠商對單片機的功能進行了定制，裁剪了部分不需要的功能模塊，強化了主要功能模塊的設計，突出其在相關應用領域的優勢，為其迅速占領市場/擴大市場份額奠定技術基礎和價格優勢。

5.功能專用單片機。為了更進一步細化單片機定位和突出其應用的專業性，單片機廠商在單片機內部捆綁特定的功能模塊進行定向結合開發，形成了專用單片機，如無線單片機CC2510內部集成了無線RF收發器[6]。這類單片機特色在于簡化相應的功能模塊的設計和應用開發，操作簡單方便，為項目開發縮短周期和節省資金。且由于就專用單片機，其性能得到了嚴格的驗證和測試，為面向特定應用的單片機系統開發提供了技術保障。

二、單片機課程教學改革方向的構想

根據前述的單片機特點和對企業需求的分析，在教學中應該對學生進行因勢利導，結合相關企業的情況給學生多講講單片機的發展，以及在同一種應用中如何對單片機進行正確選型。在具體內容的講授教學中，要充分發揮學生的主動性，讓學生多思考，相互之間多交流多討論，并積極鼓勵學生參加各種層次的電子設計比賽，以激發學生對單片機學習和設計的興趣。在具體的學習和設計中，也要注意對學生進行正確引導，盡量規范學生的設計習慣和設計的布局。對于學生的設計也要仔細檢查，并和學生進行分析和討論，發現其中的不足和錯誤之處要及時指正，以確保設計的可行性。最后，可以多找一些在實際中應用較為廣泛的設計例子來給學生參考和分析。

因此，根據上述的教學設想和思路，筆者認為可以從以下幾個方面來對單片機課程教學進行探索和改進。

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關鍵詞：合作學習；教學方法；創新意識

引言

《單片機原理與應用》是職業院校機電一體化等專業的核心技術課程，包括單片機的組成原理、系統指令、接口技術與應用，具有很強的理論性和實踐性。依據高等職業教育的特點和要求，進行全面教學改革才能培養出符合企業要求的高級單片機技術人才[1]。

1.《單片機原理及應用》教改面臨的主要問題

1.1 學習模式落后

隨著微電子技術和計算機技術的飛速發展，現在信息化的浪潮已經席卷全球，人類社會正以驚人的速度走出工業文明而步入信息時代。必須改變過去那種老師教多少，學生學多少；老師與學生、學生與學生之間缺乏交流的落后學習模式，以適應信息時代的要求。

1.2 教學方法單一

《單片機原理與應用》的理論生澀難懂，傳統的教學方法單一，容易使學生產生心理障礙，感覺特別難學，教學效果差，更談不上靈活應用。

1.3創新能力不足

我們的學生在傳統教育觀念影響下，重視鉆研書本理論知識，穩扎穩打，積累豐富的知識，在這樣的教育方法和訓練下的學生基本功扎實，善于考試，但缺乏勇于探索、求真務實和敢為人先的科學精神，難以自主創新。

2.《單片機原理及應用》 教改實踐的探索

2.1 合作學習模式的推廣

合作學習模式是指教師與學生之間、學生與學生之間在討論、合作與交流的基礎上對一些共同任務與問題進行合作，以獲得最佳學習效果，充分利用現代信息技術和資源進行學習，現在師生合作學習模式逐漸在職業院校推行，師生合作學習模式的流程如圖2所示，這些都為基于網絡的合作學習模式在職業院校的構建打下了良好的基礎[2]。

2.2 項目式教學方法的實施

通過表1傳統教學與項目教學的比較，可以看出，不論從單片機課程本身還是從社會發展需求來說，對《單片機原理與應用》來說項目式教學都是一種很好的教學方式。學生由被動變為教學的中心，以工作任務為主體的教學內容，以自主探究學習和小組合作學習的教學組織形式，以基于項目的職業能力培養的教學方法，以培養綜合職業能力的教學理念，必將培養出動手能力強的新型技術人才。

2.3學生創新意識的培養

2.3.1 積極開展《單片機原理及應用》課程仿真設計

將仿真軟件應用在教學的過程中，通過硬件設計與軟件調試，給學生創造更多的動手機會，能幫助學生盡快理解單片機，以提高教學效果。在教學中引入Proteus仿真軟件，可以彌補傳統單片機教學方法的不足，使學生建立直觀的仿真思想，增強學生的參與感與動手能力，利用仿真的形象、生動，過程跟蹤、結果顯示等特性，達到師生互動，理論教學與實際應用相結合，實現一體化教學的效果，對教學產生積極的影響[3]。

2.3.2 營造濃厚的創新教育氛圍

我們應該構建一種適合大學生成才的校園文化環境和學術氛圍，加強校園文化建設，充分調動學生的參與意識與積極性、主動性。針對學生的求新求異心理特點，發展每個學生的特長。通過組織分級教學和開展各種學術性社團活動，提高學生的認同感、歸屬感。這有利于在整體環境熏陶下，讓個性健康發展，使學生在活動中長見識、增才干，培養創新精神[4]。

3.結束語

基于項目式教學方法實施的《單片機原理及應用》，可以很好地培養學生合作學習能力，充分利用校園網絡資源，加強師生交流環節，培養學生的創新意識，為社會培養急需的生產、建設、管理和服務等一線的技術應用型人才。（作者單位：商丘職業技術學院）

參考文獻：

[1] 李云鋼，鄒逢興，龍志強.單片機原理與系統設計[M].北京：中國水電力出版社，2007.

[2] 龍志強，李訊，劉建斌.計算機控制及網絡化技術[M].北京：中國水電力出版社，2007.

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（1.吉林建筑大學電氣與電子信息工程學院，吉林長春130021；

2.吉林省建筑電氣綜合節能重點實驗室，吉林長春130021；

3.吉林建筑大學城建學院，吉林長春130022）

【摘　要】《單片機原理與應用》課程是在講解硬件原理的基礎上，利用匯編語言編寫程序，涉及大量匯編語言的指令和語法等，同時要兼顧系統應用拓展，是一門實踐性很強的課程。傳統的教學方法，很難使學生有感性認識，多媒體課件的應用，一定程度上解決了傳統教學過程種出現的種種問題。在筆者多年從事《單片機原理與應用》的教學工作基礎上，對于在該課程中應用多媒體課件提出幾點建議，希望對同行們能有一點幫助。

關鍵詞 多媒體課件；匯編語言；傳統教學

0　引言

多媒體課件是以現代教育思想、教學理論為指導，應用先進的計算技術，充分地考慮課程特點，針對某一門課程專門設計并制作的。

《單片機原理與應用》是一門實踐性很強的工科課程。在教學過程中，教學內容組織不當或教學方法使用不當，都可能影響該課程的教學質量。傳統的教學方法，限于理論性講授較多，很難使學生有感性認識。多媒體課件的應用，較好地解決了傳統教學過程種出現的各種問題。開發專業的《單片機原理與應用》多媒體課件并合理的利用可以彌補傳統教學過程中存在的不足，使得該課程的教學取得較好的效果。

1　《單片機原理與應用》課程的多媒體課件

多媒體教學過程中所用到的電子課件和多媒體課件是不同的。電子課件是利用Powerpoint制作的PPT文件，制作電子課件一般不要求教師具備專業的工具語言編寫程序的能力，可以根據需要隨意修改，容易滿足不同層次、不同類型的教學需要。而多媒體課件是計算機輔助教學系統CAI（ComputerAidedInstruction）的核心，一般是指單獨運行的教學軟件，由課件設計者根據教學要求用專業的語言工具編制而成，是用動畫、仿真等技術講解課程中的重點和難點，選擇合適的教學事例模擬運行，輔助老師和學生完成教學任務，從而提高教學效果[1]。電子課件的應用比起傳統教學方法的教學效率提高了很多，但是它只是把書本上的內容搬到了黑板上，并不能脫離課堂理論。經過多年的研究，在《單片機原理與應用》課程的多媒體課件的制作過程中，我們選擇合適的能夠演示的仿真實例，實現理論與虛擬實踐的結合。仿真實例采用PROTEUS仿真軟件來編制，由于實例多是基礎的電子仿真，并以動態運行的方式呈現給學生，在一定程度上激發學生對這門課程的學習熱情，讓同學們對于一些簡單的知識也很快能夠記憶并應用，利用多媒體課件中形象的仿真實例使不能用語言表述清楚或是很難解釋的一些知識更形象直觀化，教學成效得到顯著提高。

2　合理使用多媒體課件可以彌補傳統教學的不足

傳統的單片機原理與應用課程教學的課堂上，大多單純依靠老師的講解。老師為了把一些抽象的概念，難懂的知識點講解清楚，往往需要花費大量時間。并且，即使花費了大量的時間，有時因為硬件設計、系統開發等內容，也不容易在簡單的平面教學中清楚地講解，不能使學生產生感性認識。

運用多媒體課件與傳統教學相結合，把傳統教學中難講難理解的知識做成多媒體課件，不僅可以節省大量教學中板書的時間，還可以提高教學的質量和效率。同時老師在課堂上使用的多媒體課件一定要經過精心的準備，內容要選擇難講難理解的典型事例，通過仿真把結果動態演示出來，即能加深學生對問題的理解，又能激發學生的學習興趣，靈活應用現代教學手段，突出解決該課程中實踐性強的知識點，與傳統教學相結合，對重點和難點內容進行透徹、清楚的講解，使表現形式更加形象化，更容易理解，從而提高學生的學習興趣。

除了課堂教學，還可利用網絡資源來最大限度的豐富課堂外學習，建立大范圍的教學資源平臺—教學網站，盡量實現優質教學資源共享，避免不必要的人力物力的浪費。利用教學網站，給學生提供學習與應用單片機技術的網絡平臺，開成良好地互動，真正實現教與學的有效整合[2]。

3　選擇合適的多媒體課件以滿足教學需求

把多媒體課件應用到單片機課程的教學過程中，使得單片機教學不再枯燥，不僅可以使學生提高對理論知識的認識，而且通過仿真實例可以使學生熟悉單片機系統的開發方法，進而培養學生的動手和實踐的能力。但是多媒體課件良莠不齊，必須選擇合適的多媒體課件否則事得其反。

首先，電子課件的開發工具有很多種，每種工具軟件有各自的特點，要合理選擇。在單片機多媒體課件的開發過程中，筆者所在教學團隊，結合了電子課件開發工具PowerPoint和單片機仿真軟件PROTUES，使用PROTUES針對具體實例開發出仿真程序，同時把仿真結果動態的插入到PowerPoint制作的電子課件中，使得多媒體課件能夠演示單片機工作的動態及結果，感性且直觀，同時又增加了課件的趣味性。

其次，要及時更新多媒體課件以適應單片機技術的發展速度。《單片機原理與應用》是一門內容多且雜、實踐能力要求高、發展迅速的課程，為了適應數字系統的不斷發展，多媒體課件中動態仿真實例要盡可能的選擇新事例，一方面能增加知識量，使課程和發展形勢緊密結合，另一方面也能調動學生的學習興趣，從而提高教學效果。

4　結束語

在《單片機原理與應用》課程中使用多媒體課件可以有效地提高教學水平、提高教學質量。多媒體課件是老師根據多年教學經驗，精選能代表問題的事例而編制的。因此需要教師要有極高的能力，同時投入較多的精力，選擇合適的事例進行課件編制，這就對教師提出了新要求，既要熟練掌握單片機知識，又要具備多媒體課件開發的能力，制作適合于《單片機原理與應用》的多媒體課件，才能發揮多媒體課件在教學中的作用，從而真正提高教學質量。

參考文獻

［1］樊迎光,馮俊麗.利用多媒體課件提高單片機教學質量[J].考試周刊,2011.

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一、引言

《單片機原理及應用》是計算機、自動化、通信工程、機電一體化等專業的專業基礎課。學習該課程，要求學生熟悉和掌握單片微型計算機的硬件組成及工作原理，會使用編程語言進行程序設計，熟悉典型的接口芯片和接口技術，綜合培養學生單片機設計及應用能力，是一門理論性和實踐性都較強的課程，具有一定的難度。

單片機課程的學習對學生的基本理論、設計方法和應用開發能力都提出了較高的要求，因而實驗教學尤為重要。在實踐教學中，傳統方法多數是利用硬件實驗箱來完成，這存在著實驗內容固定、靈活性差；缺乏創新性和開放性；實驗室資金投入大、維護費用高，且無法長期保持先進性的不足。

為了突破當前單片機教學中的諸多限制，將Proteus仿真軟件應用于實驗教學，使用Proteus軟件進行仿真模擬和程序設計，可靈活的設計實驗，方便的擴展實驗項目，降低實驗室的建設和維護成本，充分調動學生學習單片機的積極性，提高教學效果。

二、Proteus在單片機實驗教學中的優勢

Proteus軟件是英國Labcenter公司開發的一款仿真平臺，可以對多款單片機及相關接口芯片提供支持，還提供了示波器、信號發生器等虛擬儀表，支持Keil等第三方編譯開發軟件，是一個全開放性的仿真實驗平臺，相當于一個設備齊全的綜合性實驗室[1]。與傳統實驗方法相比，借助Proteus進行單片機虛擬實驗教學具有如下優勢。

1.靈活性。傳統實驗方法采用的硬件實驗箱，由于實驗箱的電線、芯片多已焊接固定，實驗中學生一般進行課堂教學的驗證性實驗，不能靈活自主的進行設計[2]。而采用Proteus軟件實驗平臺，改變了“教師說，學生連”的傳統實驗模式，學生可自由選擇電路連接方式，調動了學生學習的主動性。

2.創新性。由于實驗箱硬件的限制，實驗步驟和內容常常很難擴展。由于實驗課程安排有限，實驗內容相對固定，學生很難在實驗中進行創新應用。而采用軟件仿真的實驗平臺，可以擴展實驗項目，讓學生根據興趣和能力去選擇，并且可以隨時更新實驗內容，培養學生的創新意識。

3.開放性。由于實驗箱價格較為昂貴、設備維護困難等諸多因素的限制，使得實驗室無法做到全面開放。而采用軟件實驗平臺，只需定期維護安裝仿真軟件的計算機即可，降低了實驗室的建設和維護成本，使全面開放實驗室成為可能，促進了學生學習的積極性。

采用單片機仿真軟件Proteus對傳統教學實驗進行補充，實現實踐教學與理論教學緊密聯系，解決實驗教學中硬件條件與實驗學時不足的問題，豐富實踐性教學的手段，強化學生所學知識[3]。

三、Proteus仿真軟件在單片機實驗教學中的應用實例

為了讓學生更好地掌握單片機，應從實用的角度出發，鼓勵學生編寫一些簡單的小程序，通過實踐指引理論知識的學習。本文通過單片機端口操作實驗模擬汽車左右轉向燈的控制來說明Proteus在單片機實驗教學中的應用。

1.實驗任務。單片機端口操作模擬汽車轉向燈實驗中，P1口作為輸出口，P3口作為輸入口，P3.4、P3.5接撥動開關K3、K4；P1口接發光二極管L1～L8。K3作為左轉彎開關，K4作為右轉彎開關，L1作為左轉彎燈，L2作為右轉彎燈。要求編程實現向上打K3時，左轉彎燈L1以一定頻率閃爍；向下打K4時，右轉彎燈L2以一定頻率閃爍[4]。

2.硬件和軟件的設計。

模擬汽車轉向燈的單片機端口操作實驗電路原理圖如圖1所示。電路主要由單片機最小系統、LED發光二極管和撥動開關組成。電路通過P3.4和P3.5口讀取撥動開關的狀態，但要注意準雙向口P3作為輸入口時，需先向鎖存器寫入“1”才能讀取；為了讓接在P1.0和P1.7口的LED發光二極管亮，需使P1.0和P1.7口的電平為低電平，所以，在程序中點亮左右轉向燈時，給P1口賦值分別為FEH和7FH；為了實現轉向燈閃爍點亮，需在程序中加延時子程序，本實驗所用的延時時間為1s，具體程序如下4：

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0200H

MAIN：MOV P3，#0FFH

MOV A，P3

CJNE A，#0EFH，L1

MOV P1，#0FEH

CALL DELAY

MOV P1，#0FFH

CALL DELAY

L1：CJNE A，#0DFH，L2

MOV P1，#7FH

CALL DELAY

MOV P1，#0FFH

CALL DELAY

L2：AJMP MAIN

DELAY：MOV R5，#10

DE0：MOV R7，#200

DE1：MOV R6，#248

DE2：DJNZ R6，DE2

DJNZ R7，DE1

DJNZ R5，DE0

RET

END

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關鍵詞：項目教學法；任務驅動法；中職學校；單片機

中圖分類號：G424文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)21-5125-02

On the Task-driven Method and Project Teaching in Secondary Vocational Courses in "Principles and Applications"

DU Yan1,2

(1.Zhejiang University of Technology Education Science Technology, Hangzhou 310012,China; 2.Zhejiang Agriculture and Business College,Shaoxing 312000,China)

Abstract: "Principles and Applications" teaching in secondary vocational schools, to change the traditional teaching mode, the introduction of project pedagogy and task-driven method to stimulate students ’interest in learning through practical application cases, and develop stu dents’ sense of team, exploreawareness and ability to innovate, to improve the overall quality of students and practical skills.

Key words: project pedagogy; task-driven method; vocational schools; microcontroller

《單片機原理與應用》是電子專業一門重要的專業課，是理論與實踐性都很強的一門課程。傳統的單片機課程教學往往偏向理論講授，缺乏實訓環節，學生很少有動手實踐的機會。課堂教學效果不理想，學生反映較差。在以能力為本位的現代職業教育思想指導下，我們需要進行課程教學內容的改革和課程教學方法的改革。以項目課程教學為中心，以任務分割實施為過程，通過理論知識的應用及實踐教學的強化，充分體現職教課程的特色。

1中職電子專業現狀

中職學校的學生底子薄、基礎差，對專業學習缺乏興趣，有的甚至存在厭學思想。而中職教學還不能完全拋棄傳統的教學模式，學生對于理論知識只能簡單機械的死記硬背，缺乏實踐動手能力，職業技能水平較低。而電子專業的課程具有很強的理論性、技術性和應用性，這就要求我們來改變教學方法，培養學生的專業興趣，提高課堂教學效果。我們以單片機課程為例，單片機教學內容以傳統結構為主線，從單片機結構與原理、指令系統、匯編語言程序、接口設計等內容來進行安排。整個過程缺乏完整的單片機開發過程，學生不能接受甚至不理解單片機到底是干什么的。而考核評價方式也主要是以閉卷形式的理論考試，缺乏對單片機應用能力的訓練。

2新型的教學方法

任務驅動教學法，是指教師將教學內容設計成一個或多個具體的任務，以某個實例為先導，力求以任務為驅動，提出問題引導學生進行思考，讓學生通過學和做來掌握教學內容，從而實現教學目標，培養學生分析問題和解決問題的能力。項目教學法是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，教師將一個相對獨立的項目交由學生自己去處理，包括收集信息、設計方案、實施項目以及評價，都由學生自己負責。在我們的職業教育課程中，如果只使用任務驅動法進行教學，基本可以提高學生的興趣，大部分學生可以通過一個個任務的實施來掌握理論知識和基本技能，但對于部分基礎較好的學生，可能會出現“吃不飽或者不過癮”的現象，也就是說對這部分學生的要求可以更高一點。如果單純的使用項目教學法，要求學生能夠解決從未遇到過的新問題，從方案的選定到任務的實施都由學生去完成，而教師所起的作用主要是協助指導作用，學生在整個任務的確定與實施過程中都是主導作用。這對于中職學生的整體素質來講明顯是不現實也是不適用的。因此，將兩種方法整合在單片機課程教學中，根據先易后難的教學原則，先使用任務驅動法使學生掌握新知識和新技能，在第二階段再實施項目教學法，學生就能更精通對知識和技能的掌握。

3教學過程的實施

下面以“交通燈系統設計”來講述任務驅動法和項目教學法的具體實施：

1）項目描述：利用單片機設計一個交通燈控制系統，信號燈分東西、南北兩組，初始狀態為四個路口的紅燈全亮之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西路口方向通車，延時一段時間后東西路口的綠燈熄滅，黃燈開始閃爍，閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北路口方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈熄滅，黃燈開始閃爍，閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，之后重復以上過程。

2）分析項目，確定任務：根據控制要求，將項目分割成幾個任務進行實施，見表1。

表1

3）項目教學，提高要求。

教學第二階段，在學生完成基本任務后，應適當地調動學生的創新欲望，進行相應的項目教學。具體的形式可以是在本次任務的基礎上進行拓展提升，也可以發散性的設計新的項目。比如說可以在交通燈的控制要求上進行提升，增加行人通過的時間控制或增加左轉右轉向燈的控制。由學生通過上網搜索等方式收集相關資料來完成方案設計、硬件與軟件的設計、系統的調試，并撰寫設計報告。在項目的實施過程中，教師的作用不僅是一個可供學生利用的資料庫，更是一名向導和顧問，幫助學生在獨立研究的道路上探索前進，引導學生如何在實踐中發現新知識，掌握新內容。

4）總結任務。

學生在完成整個項目后，教師要及時地組織交流、討論、作出反饋和評價。教師和學生共同來完成本階段的學結，表揚優點改進缺點，并將總結進行匯總記錄，為后續工作做好堅實的基礎工作。

4結論

將任務驅動法和項目教學兩者應用于單片機課程的教學，根據先易后難的教學原則，通過一個個任務的實施來達到教學目標，引導并幫助學生在實施任務的過程中理解關鍵知識點，激發學生的學習興趣，發現新知識，掌握新內容，提高了學生的理論分析能力、動手實踐能力、綜合運用能力。

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篇7

【關鍵詞】單片機 作用原理 接口技術

新時代背景下，社會的發展和科技的進步，使得各類先進的科學技術被應用于眾多的生產與生活領域，作為電子信息工程中重要的組成部分，單片機也得到了廣泛的應用與普及，可以說，在現階段的眾多領域中，都能夠發現單片機應用的身影。而對于單片機而言，若想在更多的生產與生活領域中應用到單片機技術，則需要對單片機的作用原理及接口技術等做深入的探討和分析，以此來掌握單片機所能夠應用到的領域和范圍。同時，通過對單片機的原理及接口技術的靈活掌握與運用，才能使單片機技術得到更深程度的技術發掘和運用。因此，對于“單片機的原理及接口技術”的研究，就具有極大的現實意義。

1 單片機的原理

對于單片機而言，是一類集成芯片的總稱，也可將其理解為能夠獨立工作的微型計算機。在此單片機的芯片上，會涉及到CPU、ROM、RAM等通過I/O接口進行結合的獨立運轉系統。而針對不同的應用范疇和領域，還應在單片機上添加相應的部件，以此來確保單片機各種功能的應用于實現。而單片機的設計思路，應追溯到上個世紀的80年代，專家和學者們，希望通過一塊較小的繼承芯片，來容納單片機中的處理系統及眾多設備，這將使得此類集成系統的效果更佳的優良，并同時能夠使單片機內的系統等得以相應的收縮。可以說，對于單片機來講，其主要的功能，即是進行實時控制功能的實現，并能夠做到在線操控。而單片機芯片內由于部件的收縮與削減，使得其并無較好的抗干擾能力，這便需要針對單片機所應用的領域與所實現的具體功能，來對其抗干擾能力進行必要的加強。此外，單片機能的程序也可通過不同的功能而做出相應的調整，并配以相應的輔助部件，以達到較為特殊功能的實現。有時在完成較為大型的功能及任務時，還可將單片機中用作不同處理與運行功能的芯片進行整合，這不僅加強了單片機的智能化程度，還在很大程度上提升了單片機的工作效率。

2 單片機的接口技術

現階段，在投入應用的眾多類型控制器中，均使其智能化水平得到較高的發展與提升。直至現階段為止，眾多新型的設備，已經逐步取代了以往較為落后的輸入與輸出設備。伴隨著時代的發展和科技的進步，越來越多外形各異，且價格低廉的USB存儲設備，受到人們的普遍關注與喜愛。并且，此種帶有USB接口的存儲設備隨著技術的革新，變得愈加的符合人們的需求，不僅內部的存儲空間增大，其體積也在隨之減少。同時，此類USB接口的存儲設備，逐漸發展成為能夠隨身攜帶的U盤或移動硬盤，在功能性上較之傳統的軟盤，從各個方面都體現出碾壓性的優勢。而且，由于其能夠與計算機接口直接連接，進行數據信息的讀寫功能，使之應用范圍愈加深入與廣泛。其接口原理為：通過SL8HHS芯片及相應的USB協議，使其能夠通過芯片所涵w的雙任務端口，將由芯片讀取的各類信息，寫入U盤之中。因此，SL8HHS芯片能夠達成單片機與多種USB之間的相互連接及數據傳輸功能。并且，依據單片機的功能，其能夠操控所收集到的數據信息；USB控制其則能夠操控U盤及其起到連接作用的接口，并進行數據的接收與傳輸；RAM則可進行數據信息的臨時緩沖存儲。通過此種接口技術，并配以其他配件芯片，實現了單片機的各類信息讀取、傳輸、以及寫入等功能。

3 單片機所應用到的領域

根據上述單片機的作用原理，可將其應用于眾多電子信息設備與儀器之中。例如：單片機在工業操控技術中的應用、在各類儀器與儀表上的應用、服務設施中的應用、以及眾多為人們生產與生活提供便利的領域等等。由于單片機自身所具備的特點為體積小、能耗低，但功能性與可操控性方面則較為強大，這使得將其應用于智能化的操控設備與儀器中，將會發揮其極為明顯的功用。若將其應用于智能化的儀器或儀表之中，則能夠對儀器設備中所涉及到的各類數據：溫度、濕度、運轉速率、額定功率、以及最大功率等數據信息，進行準確的測算及控制。同時，由于將單片機應用于此類具有智能化的儀器或儀表之中，也能夠使此類儀器儀表的自動化水平得以進一步提升，從而真正實現其自動化水平增強。若將單片機應用于工業化的機械或設備操控上，則能夠促使工業化機械及設備在操控效率和便捷程度上得以提升。現階段，由于科學技術的改良與完善，使得單片機技術逐步進入人們生活的視野，為人們的日常生活提供多樣化的服務與便利。例如：我們在日常生活中應用到的電視、冰箱、洗衣機、熱水器、空調、以及其他家用電器設備，都含有單片機作用的功勞。而隨著互聯網+時代的進入，使得單片機在接口技術上有了全新的發展與突破，即能夠通過所增加的通信接口來逐步滿足計算機及網絡通信間的數據傳輸功能。此外，在航天、醫療、國防、以及科研等領域里，單片機都在不同程度的發揮著其巨大的作用。

4 單片機研發的主要方面

首先，是將單片機的抗干擾能力通過研發得以加強。現階段，單片機進行干擾排除的方式主要為外部操作，即將干擾源或干擾路徑切斷。雖然也能夠起到防止干擾的作用和效果，但卻無法做到真正意義上的抗干擾。對此，應從單片機的硬件方面入手，逐漸將其抗干擾能力加強。其次，是要將單片機編程效率提升。在對單片機進行編程的過程中，所應用到的語言類型大多為C語言，若要提升單片機編程效率，則應在不斷加強C語言編程效率的同時，還要盡量找尋出效率更高的編程語言類型，以此來提升單片機編程過程中的實際效率。

5 結語

綜上所述，文中通過對單片機的作用原理及接口技術的分析與研究，總結出單片機所能應用到的領域。并通過分析得出，若要將單片機進行深入的應用，則應當從提升單片機的抗干擾性、以及加強編程語言的效率等方面入手，唯有如此，才能使單片機技術在更多的領域內得以應用，并對社會的生產和人們的生活，產生更為多樣的效用。

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關鍵詞：教學改革；單片機

單片機易入門，而且技術先進，有著廣闊的應用前景。只要采用合適的教學方法，高職學生就能掌握，將成為高職學生的一項高級技能。為此，我們將單片機原理及應用課作為電子專業的特色課重點學習。

一、單片機課程傳統教學方法存在的問題

單片機雖小，但是卻集成了很強的功能，可學的內容其實也不止一般教學大綱要求的這些。對一般學生而言，一口氣把這些內容學完，并且把大部分內容消化理解也并非易事。單片機指令系統一共有128條之多，如果對單片機的硬件結構不很了解，很容易讓人似懂非懂。在實驗環節，我們使用的是成套的學習機，大部分學生并不清楚其工作原理。從我們教學的實踐情況來看，對于高職層次的學生而言，此教學方法無法提高教學效果。

二、教學方法的改進

對于初學階段，我們本著教學內容“少而精”，教學方法由淺入深，先接觸后認識，立足應用的原則，先介紹給學生單片機最簡單的應用系統，其實只有一塊芯片。在教學中注意提醒學生運用在數字電子技術和模擬電子技術中的概念和電路，鼓勵運用學到的單片機知識自主設計單片機擴展電路。讓這方面基礎較好的學生能夠體會到學好專業基礎課的甜頭，讓他們產生積極的影響。在初學的階段按照“少而精”的原則。這樣也有利于接受能力較弱的學生跟上學習進度，防止學習成績兩極分化，保持整體學習熱情的飽滿。要盡一切可能讓學生體會到學習的成就感，最大限度地調動學生學習的主觀能動性。

教得淺、教得少總會好學一點；練得多體會必然會深一點。新的教學方法包含兩點，一是在教學內容上進行大量的刪減，如指令系統中，我們從應用的角度出發，先教學生簡單程序的設計方法，以及與該方法有關的指令，并在實驗課中進行進一步的訓練和鞏固。對于一些不經常使用的指令，我們暫時不要求學生掌握。二是在“用”字上狠下工夫。首先要讓學生體會學習這門技術的必要性和重要性，在教學中通過講解應用實例讓學生有強烈的學習愿望。現在我們的單片機技術教學分三個階段：第一階段是單片機簡單應用和基礎理論，課程的名稱還叫單片機原理；第二階段的教學是單片機應用訓練，進行基本功能訓練，通過簡單典型的應用電路和應用程序，讓學生先學后練，逐步提高；最后是提高階段，通過開放實驗室，給對單片機有興趣的學生自由發展的空間。

三、新方法的具體實施

第一階段是單片機原理課，學習單片機基礎理論和簡單應用。主要目的是引導同學入門，教會學生單片機基本結構及原理，單片機簡單應用系統的組建與調試。教學方法上采用以應用實例為主線，通過以實例教學的方法，不但使學生學會了單片機技術，還會使學生了解單片機技術的實用價值，增強了學生的學習興趣和自信心。同時，我們改變以往使用單片機學習機進行實驗教學的傳統方法，讓學生自己焊接實驗用的單片機電路。這樣既鍛煉了學生的焊接能力，也讓學生對單片機簡單系統以及單片機系統最基本的組成設備有了實際的認識，有助于學生對單片機及其系統的了解。

第二階段是單片機應用訓練。本階段的主要目的是進一步提高學生的單片機應用能力，通過實驗課中先結合實驗內容講相關理論再做實驗的方法，通過邊講、邊練提高教學效果。學習內容結合了當前流行的單片機電路的發展情況，適當變更了教學內容。訓練內容主要是學習單片機接口和芯片的擴展，如I/O擴展電路、時鐘電路及軟件、語音電路設計，A/D和D/A轉換器件，I2C、SPI總線技術及器件的擴展。從實用的角度訓練學生的應用技能，為以后工作中應用單片機打下一個良好的基礎。

第三階段是提高。學生進入開放實驗室，做自己感興趣的產品。在開放實驗室，學生可充分發揮自己的潛能，以老帶新，以高帶低，教師適當指導，自主完成具體開發任務，逐步培養學生自主設計、獨立完成工作的能力。

經過單片機課程的教學調整與改革，不少學生掌握了單片機的應用技術，達到了畢業就能參與智能電子設備開發的培養目標。培養的學生獲得了全國大學生電子設計競賽高職組決賽一等獎，同時，大部分學生從事了與單片機開發相關的技術工作。結果表明，在單片機教學環節中采用這樣的教學方式后，實現了我們“培養實用性應用技術人才”的培養目標。

參考文獻：

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關鍵詞：單片機教學；改革

中圖分類號：G718.5 文獻標識碼：B 文章編號：1009-9166（2011）032(C)-0222-01

一、引言

單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。

目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。單片機具有體積小、可靠性高和價格便宜等優點，在工廠自動化各控制領域、儀器儀表、家用電器等應用廣泛，在職業教育中是一門重要的專業技術課。

二、單片機的工作過程

單片機自動完成賦予它的任務的過程，也就是單片機執行程序的過程，即一條條執行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是在設計人員賦予它的指令系統所決定的，一條指令對應著一種基本操作；單片機所能執行的全部指令，就是該單片機的指令系統，不同種類的單片機，其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預先存放在具有存儲功能的部件――存儲器中。程序通常是順序執行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機在執行程序時要能把這些指令一條條取出并加以執行，必須有一個部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計數器PC（包含在CPU中），在開始執行程序時，給PC賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執行的命令，PC之中的內容就會自動增加，增加量由本條指令長度決定，可能是1、2或3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執行。

三、傳統單片機原理與應用課程中教學的特點

（一）課程單元內容設置不合理。傳統教學注重知識體系的傳授，老師花大量時間講解單片機的結構原理、指令系統、中斷系統和定時器，其都是以單片機本身的工作原理為主線講解，學生對單片機的學習局限于一個個模塊，理論與實際聯系差，綜合運用知識能力差，繼而形成對單片機“抽象、難學”的思維，學生學習興趣下降，教學效果差。（二）硬件與軟件脫節。傳統單片機教學采用先理論后實踐的方法，并且實踐教學采用實驗板或實驗箱來完成，學生按照實驗指導書編寫代碼、下載程序和觀察效果。這種方法學生不清楚單片機程序的編寫流程，對整體電路感到迷惑，難以深入的理解程序及單片機工作原理，看上去鮮活的實例，卻難以激發學生的學習興趣，軟件與硬件的脫節，學生并不能真正理解到單片機的工作原理。（三）缺少綜合能力的訓練。對單片機的實踐學習局限于一個個模塊，缺少綜合性的項目，將各個模塊串聯起來，使得學生往往學到后面忘了前面，綜合運用知識、創新能力差，不利于學生的可拓展發展。

四、改進單片機原理與應用的教學方法

單片機是一門實踐性要求很高的課程，將理論學習與實踐結合起來，充份調動學生的興趣和學習積極性，將理論學習嵌入到實踐教學中，調動學生的創造性，綜合運用知識能力，借助PROTEUS和實驗箱，將硬件電路設計與編程實踐結合起來，使理論活起來。

（一）內容設置改革。給合項目化來改革課程單元教學內容，將單片機原理寄托于項目任務中，從誘導學生興趣著手，開設教學內容。設計跑馬燈的設計、秒表的設計、可調電子鐘的設計、電子密碼鎖、數字溫度計等項目來組織教學。

（二）教學方法改革。在高職單片機教學中，減少理論的講解，加強實踐的引導對學生的學有裨益。因而將Proteus仿真軟件和單片機開發板引入到單片機的教學課堂，充分實現理論與實踐一體化，硬件與軟件一體化，首先利用仿真軟件學習單片機電路基本原理，程序的實現與調試。然后到實物（開發板）進行驗證。

五、教學情境設計研究

下面以電子鐘設計為例講述單片機原理與應用的教學方法。

第一步：項目引入：電子鐘的設計。要求：利用數碼管顯示一個能夠調時的電子鐘。第二步：學生討論：分析任務要求包括數碼管顯示，按鍵調時。第三步：教學講解知識。按鍵的檢測原理，數碼管的顯示原理，定時器的工作原理，中斷的工作原理。第四步：課堂分模塊搭建電子鐘的實現電路，并編程實現電子鐘效果。

結束語：改革單片機教學的內容和傳授的方法，對提高學生的學習興趣、課程的教學效果有很大的好處，提高了學生綜合運用知識的能力，解決問題的能力，為深入學習嵌入式打下了良好的基礎。

作者單位：湖南科技職業學院軟件學院

參考文獻：

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>> 單片機原理“開放式”模塊化實驗教學模式的構建 高職單片機開放式項目化教學模式研究與實踐 單片機課程一體化開放式教學模式研究 單片機實踐課的項目化開放式教學改革研究 淺析討論式教學在單片機應用技術教學中的應用 項目式教學在高校單片機實訓課程教學中的應用 項目式模仿教學法在單片機教學中的應用 在單片機教學中應用“邊學邊做”的教學模式實例 4MAT教學模式在單片機教學中的應用 “任務驅動”教學模式在單片機原理與應用課程中的應用 Proteus在單片機教學中的應用 PROTEUS在單片機教學中的應用 淺談Proteus在單片機教學中的應用 崗位教學在單片機教程中的應用 Proteus軟件在單片機教學中的應用 仿真軟件在單片機教學中的應用 項目化教學在單片機中的應用 音樂在單片機教學中的應用 Proteus在單片機教學中的應用 Proteus仿真在單片機教學中的應用 常見問題解答 當前所在位置：l.

②國務院辦公廳.國務院常務會通過中長期教育改革和發展規劃綱要, [EB/OL].2010-05-06./ldhd/2010-05/06/content_1600544.htm.

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