单片机原理及应用合集12篇
单片机原理及应用篇1
1、单片机原理是指一种在线式实时控制计算机的原理方式。在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机（比如家用PC）的主要区别。
2、应用：单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。
（来源：文章屋网 ）
单片机原理及应用篇2
Abstract：This article analyzes the drawback of the MCU teaching in the high school，and proposes a reform measure of single chip computer based on proteus and keil simulation software，makes up for the drawback of traditional teaching method.This method enriches the theory teaching methods，motivates students’interest，and training students’practical ability.
key words：MCU；proteus；Teaching reform
由于单片机体积小、可靠性高、功能较强、价格便宜以及应用广泛等诸多优点，被广泛应用于工业控制、自动化设备、仪器仪表、现代化家电以及通信等各个领域。单片机原理及应用课程是高等院校自动化、电气工程及其自动化和电子信息工程等专业的一门专业基础课，在学生以后的毕业设计、电子竞赛和工作中会起到很大的作用。单片机原理及应用课程已经成为各大学和高职院校机相关专业开始的一门重要的课程。然而，在传统教学中，这门课程的教学偏重理论教学，而且实践教学内容老旧，不能跟随时代的发展而进行相应的调整[1]。单片机课程的教学需要老师能够转变教学观念，从注重知识向注重技能教学进行转变。本文探讨了基于Proteus仿真软件的单片机教学，希望能为广大单片机教学工作者提供一点思考。
1.单片机目前教学中存在的问题
传统的单片机课程教学存在许多问题，主要表现在课堂教学主要以PPT形式讲解内容，缺乏生动性和演示效果；单片机实验主要以实验箱为主，只能完成一些基础性实验，很难实现现代实验教学改革中提出的“优化课内，强化课外”的实验教学意识。不利于学生综合知识体系的建立，更不利于培养学生的创新思维和创新能力[2]；上课及实验以汇编语言教学为主，主要的实验内容为指令的操作训练及部分外设的简单编程。此种教学实验方法已经远远落后于社会对单片机开发设计人才的需要。培养出来的学生在毕业设计需要进行单片机综合设计的时候表现出不知所措，也不知道如何进行芯片选型，更不必说如何进行完整的系统方案设计[3]。这些都是以往单片机教学中存在的问题
2.教学改革手段
将Proteus和Keil引入到单片机课堂教学。Proteus软件是英国Labcenter Electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件。此外，Proteus软件具有强大的单片机原理图制作能力，并且能对设计的电路图进行实时交互式仿真，能为设计人员提供多种虚拟仪器。它是目前最好的仿真单片机及器件的工具。目前，该软件在国内已经受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师以及致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐[4][5]。
下面笔者以一个实例为例来介绍基于Proteus和Keil的单片机教学方法。实例主要包括单片机AT89C51、串口、七段共阳极显示数码管。串口采用查询法接收数据。查询法的原理是不停的检测串口接收中断标志RI，当RI等于1时，代表接收到数据，立即将RI标志手动清零。然后将接收到的数据转换成数码管可以显示的代码，然后送P1口显示[6]。同时，将接收到的数据通过串口回传。仿真时要用到串口调试助手，本文采用的串口调试软件为ComMaster。将串口调试软件和Proteus中的串口的接口和波特率设置好以后，就可以通过ComMaster把数据传送到单片机，同时会接收到回传的数据。可以观察接收到的数据和发送的收据是否一致，这样也可以检验程序设计的是否有问题。
图1 单片机串口接收数据并显示
图2 Keil开发编译环境
需要注意的是Proteus仿真软件中，单片机与PC串口连接时单片机RXD与PC串口的RXD连接，单片机的TXD与PC机的TXD相连，而实际的单片机开发板与PC机相连的时候，单片机的RXD要与PC机的TXD相连。
通过结合Proteus软件和Keil C51软件对51单片机的串口进行仿真后，学生能对51单片机串口的硬件电路设计和程序设计有一个很好的理解。同时，此案例能够将51单片机和PC机串口通信的问题在学生脑海中建立一个直观的印象，加深学生对本次授课内容的理解和直观感受。
3.结束语
Proteus和Keil仿真软件的引入，从某种程度上说是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。采用Proteus仿真软件结合Keil C51单片机开发环境，能够解决目前单片机教学中教学案例陈旧、设备更新速度慢等问题，提高了单片机课程的教学质量，对于提升学生的单片机设计能力和创新能力具有非常明显的效果。本文所讨论的单片机教学改革形式已经在时间教学过程中得到实施，有了一些初步的成果：学生的学习积极性得到提高，教学的效果有了提升。
参考文献
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[3]张晴，刘为.单片机实验教学改革[J].实验室研究与探索，2003，22（4）：27-28.
[4]张宏伟，阎有运，王新.单片机实践教学中所存在问题[J].实验室研究与探索，2009，28（4）：206-208.
单片机原理及应用篇3
一、引言
单片机是把一个计算机系统集成到一个芯片上，广泛应用于家用电器、智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、军工等领域，在社会生活中具有极其重要的作用。单片机原理及应用是测控技术与仪器专业中一门重要的综合性很强的专业基础课程，并且与多门课程深度相关，如电工基础、电子技术基础、传感技术、微机原理及应用、控制工程基础、测控电路设计、智能仪器设计等。同时本门课程具有极强的综合性、实践性的特点，对于培养学生的实验能力具有重要作用。基于单片机教学的重要性，全国各校也一直在进行关于单片机的教育教学方式、方法改革，主要的改革方向均是增强单片机教学的实践能力，在课堂教学的基础上，加强实践教学，主要的方式包括：(1)加强实验环节;
(2)增加综合性实验;(3)加课程设计环节;(4)设计单独的实践环节。项目驱动型是近年来比较受到认可的一种教学方式。项目教学法是在教师的指导下，学生设计一个相对独立的项目，围绕着项目组织和开展教学，由学生提出设计目标，完成项目的调研，在教师的指导下，形成设计方案，完成项目的设计及调试，并完成项目报告。对于培养学生的专业能力、信息收集能力、团队合作及写书面报告的能力等均有很大的帮助。项目教学法可将相关学科中的知识内容通过单片机作为核心，转化为若干个教学项目，使得学生在完成项目的过程中可以从知识体系的角度对本专业有深刻的认识。
基于测控技术与仪器专业的特点，项目的设计要尽可能与本专业重要的知识内容相结合，可以综合学生所学的电路、数字电路、模拟电路、编程语言、仪器电路、光电检测技术、传感器等多门基础课和专业基础课的知识，培养学生进行智能化电子系统整体设计能力。为此，本文设计了单片机教学实践平台项目，尽可能适应多种类型的传感器，可以完成多种类型的测控系统，全面培养学生的设计、实践能力。
二、单片机实践教学系统组成
教学系统的设计既要满足学生学习单片机的需要，也为学生建立符合测控技术与仪器专业培养方向的测控系统提供了足够的空间;既为学生学习本专业的相关课程提供了一个平台，也为学有余力的学生提供了更多深入学习的条件;既保留了目前教学过程中经典的教学内容，也要对实际应用领域中广泛使用的新技术予以足够的重视。系统主要组成如图1所示。
教学实践平台以ADUC842单片机为核心，设计了存储器扩展、人机接口、模拟信号处理电路、数字量输入输出电路、无线通信、驱动电路等，同时可通过串口电路连接GPS、GPRS、485等在测控系统中广泛应用的技术，同时设计多种类型传感器供学生组成不同类型的测控系统。
三、单片机实践教学系统电路设计
1.CPU电路设计。CPU选择ADuC842作为主控CPU，ADuC842是ADI公司生产的具有8051内核的模拟单片机，集成了丰富的片上资源，它具有3个16位定时器/计数器、62KB片内电擦除程序存储器、4KB片内电擦除数据存储器、2304B片内数据RAM、8通道12位高精度ADC、2个12位DAC、12个中断源、看门狗定时器和电源监视器，同时还集成了UART、I2C和SPI串行接口，既可满足学生学习的需要，也是一种功能强大的可广泛应用的新型单片机。
2.模拟信号及数字信号输入输出电路设计。由于ADuC842单片机具有8通道12位A/D转换器及2路12位D/A转换器，可以满足大多数的系统应用，因此只需要利用运放设计放大电路，用于和传感器输入的信号进行匹配即可。数字量输入输出采用光藕TLP281-4进行光电隔离，一方面可以起到保护作用，同时也可以匹配外接电路和各种电平，为测控系统设计提供更多的灵活性。
3.人机接口电路。人机接口电路采用了单片机电路最常用的键盘、数码管管理器件HD7279作为核心电路，设计了3×4的小键盘及四位数码管，可以满足测控的基本需要，同时还设计了液晶接口，可设计出更丰富的界面。
4.通信电路设计。测控系统的通信主要分为有线和无线两种，对于有线系统设计了最常用的RS232接口及广泛应用于测控系统中的RS485总线。无线通信采用了基于无线数据传输模块的通信接口设计，工作于433MHz频段，具有工作频道的设置和发送、接收、待机状态等工作模式可短距离无线传输，具有抗干扰性能强、可靠性高、安全性好、受地理条件限制少、安装灵活等优点，在许多领域有着广泛的应用前景。同时为满足测控系统远程通信的需求，设计了基于GPRS通信模块的接口。GPRS网不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、支持TCP/IP协议，可以直接与Internet互通，具有广泛应用。
5.典型应用电路设计。串行总线是现代测控系统中应用最广泛的技术，为使学生学习到应用最广泛的单片机系统的串行片内互连技术，采用了三种总线设计了电路，分别是：DS18B20是基本于单总线的温度传感器、DS1302是基于SPI总线的日历时钟芯片、AT24C02是基于二线串行总线的EEPROM芯片。传感器是单片机测控系统中最重要的组成部分，为了与测控专业的其他课程相衔接，分别采用了多种原理设计的传感器，如电阻型、电感型、电容型、压电型等传感器，特别重视光电式传感器的应用。
四、单片机实践教学项目应用
单片机原理及应用篇4
“单片机原理及应用”课程侧重于单片机在汽车领域的应用，其理论性和实践性都很强。要使学生真正掌握好本课程，必须做到理论教学与实验教学并重，用实验教学带动理论教学。[1，2]在实验教学过程中，要强调学生的主体地位，提高学生的动手能力与创新能力。
一、实验教学现状
1.实验学时少
以前的“单片机原理及应用”课程总学时为64学时，实验学时只有8学时，占总学时的12.5%，实验学时不足。为了在有限的实验学时内让学生尽可能多的完成实验内容，教师只能安排一些简单的验证性实验。在实验教学过程中基本上是“学生看教师做实验”，学生处于被动地位，达不到实验教学的最终目的。
2.实验教学内容陈旧、模式单一
传统的单片机实验教学内容中基础性、验证性实验多，综合性、设计性实验少，培养学生操作能力的实验多，培养学生创新能力的实验少。实验教学要求学生在规定的时间内按照步骤完成相同的实验，实验过程中教师教接线、给程序，学生在实验板上调试。在这种实验教学模式下，学生简单模仿，只用动手不用动脑，很难培养学生的创新能力和综合能力。
3.实验教学考核体系不完善
传统的单片机实验课程不单独考核，评价方式主要以实验报告为依据，而且实验成绩占总成绩的比例低。这种评价方式使学生对实验教学环节也不重视，很难调动起学生在实验教学环节中的积极性。
二、单片机原理实验教学改革内容
传统的实验教学无法达到培养学生创新能力和综合应用能力的要求，需要进行改革。“汽车单片机原理与应用”课程实验教学改革主要从以下几个方面入手：
1.实验室建设
目前NEC单片机在汽车电子领域市场份额较大，[2]而山东理工大学交通与车辆工程学院开设的“单片机原理与应用”课程却侧重于单片机在汽车领域中的应用。为此，山东理工大学交通与车辆工程学院对单片机课程的教学内容进行了调整，从原来的INTEL公司的8051系列单片机调整为NEC公司的78K0KF系列单片机。同时在原有实验设备的基础上，山东理工大学交通与车辆工程学院与NEC公司合作，建立了NEC单片机开放实验室。目前实验室拥有汽车电子嵌入式开发系统、NEC单片机综合仿真实验仪、NEC单片机开发系统等多套设备，计算机60台，能实现几乎全部单片机教学的软、硬件实验，为实验教学的改革打下了良好的基础。
2.增加实验学时
“单片机原理及应用”课程比较抽象，学生要真正掌握该课程，需要有充分的实验教学环节作保障，因此增加了实验学时，由原来的8学时增加到现在的20学时。实验学时的增加，既可以安排更多的实验教学内容，使其更加系统和全面，又可以灵活地安排实验内容，为课程实验教学改革的实施创造了条件。
3.更新、调整实验教学内容
针对78K0系列单片机，NEC公司开发了一系列齐备的开发工具，包括Applilet（驱动代码生成工具）、PMplus（编译工具）、SM + for78K0_Kx2（软件仿真工具）、ID78K0 for MINICUBE（硬件仿真工具）。[3]78K0系列单片机支持片上调试，可以由仿真器直接下载程序到芯片，也可以利用SM+进行软件仿真，丰富了实验内容。
在原有的实验项目的基础上，增加了综合性、设计性的实验内容，并对实验项目进行了分析，精选1/2的实验项目作为基础实验，要求学生必须完成，其余1/2的实验项目作为综合性、设计性实验项目，学生可以根据自己的爱好选做。这样既保证了基本的教学内容，又激发了学生的学习热情和积极参与的主动性。根据实验学时的安排和课程特点，将实验教学内容分成了四部分：
第一部分为软件模拟实验，主要目的是熟悉Applilet软件、SM+软件、PM PLUS软件等操作软件，让学生对整个系统有一个初步了解，为以后的实验打下了坚实的基础。实验项目包括用软件模拟十字路通灯等。
第二部分为基本端口实验，主要目的是让学生认识单片机系统的基本硬件。实验项目主要有端口输出实验、H0定时计数器实验、按键中断实验、A/D转换实验、多位数码管显示实验、直流电机控制实验、步进电机控制实验等。
第三部分为综合设计性实验，目的是帮助学生全面掌握所学内容，提高学生综合运用知识的能力。主要有用TM00定时器设计秒表实验、用A/D转换值控制步进电机和直流电机转速实验、键盘结合LCD液晶显示实验、利用外部中断设计流水灯实验、直流电机转速测量实验等。
第四部分为创新性实验，主要针对那些对单片机有兴趣的学生，锻炼学生的创新能力、动手能力和解决实际问题的能力等，该部分实验在课下进行，可结合教师的科研项目和各类大学生电子设计大赛，如教师科研课题中的控制系统、数据采集系统以及全国大学生电子设计竞赛（NUEDC）、全国智能车设计大赛、机器人设计大赛、机电产品创新设计大赛等。
4.完善实验考核体系
实验教学的主要目的是为了让学生进一步掌握单片机的原理及应用，培养学生的动手能力、创新能力和解决问题的能力，传统的以实验报告评价实验成绩的实验考核方法很难调动学生做实验的积极性，达不到实验教学的目的。为了改变这一状况，改革了实验成绩的评定方法。为引起学生对单片机实验教学的重视，把实验成绩占总成绩的比例提高到40%～50%。实验成绩的评定根据每次实验的成绩，结合实验报告给出，实验报告占实验成绩的比例较低。对每次实验现场打分，每次实验前都给学生布置两个实验内容，其中一个为基本实验，另一个为综合性强的实验，完成基本实验得60分，完成本次全部实验才能得满分。这种做法极大地调动了学生的实验积极性，表现在上课时认真听课，实验前积极准备，实验中相互讨论等。
三、实验教学改革的成效
从2009年开始在车辆工程、交通运输、热能与动力工程三个专业进行实验教学改革，约有1000名学生接受了新的实验内容。通过实验教学改革，激发了学生在实验教学中的主动性与积极性，通过实验教学又带动了课堂教学，提高了学生的动手能力，培养了学生的创新能力和综合应用能力，加强了学生对汽车单片机原理的理解与应用能力。具体成效表现在学生在实验中的积极性明显提高，主动思考，实验完成率达到100%。在三年的期末考试中学生的卷面成绩较以前学生的成绩有了较大提高，卷面不及格率降到了5%，学生在课程设计和毕业设计中使用单片机系统的上手速度逐年加快，设计能力、编程能力大大提高。学生利用单片机参加电子类大赛获奖的等级和人数逐年提高，2010～2011年，在全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、“潍柴动力杯”山东省大学生汽车技术创新设计大赛、山东省大学生智能车竞赛等赛事中获奖20余项。2012年在全国大学生瑞萨超级模型车大赛上共有2支队伍荣获全国二等奖，在全国大学生智能汽车竞赛山东赛区中获得二等奖5项、三等奖1项。山东理工大学交通与车辆工程学院在第九届“泰汽新能源杯”山东省大学生机电产品创新设计竞赛中荣获省一等奖等。
参考文献：
[1]李洁，李卫兵，等.《单片机原理及应用》实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2012，（4）：92-94.
单片机原理及应用篇5
摘要：“单片机原理及应用”课程理论与实践联系紧密，学生通过实践才能打下坚实的基础。本文对目前本课程教学现状及影响大学生学习主观能动性的因素进行了阐述，并探讨了加强本课程实践教学的可行方法。
关键词 ：单片机原理；应用；主观能动性；实践教学
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671—1580（2014）08—0055—02
收稿日期：2014—04—16
作者简介：王红平（1976— ），女，内蒙古包头人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。
高艺（1968— ），女，吉林长春人。长春理工大学机电工程学院，副教授，博士，研究方向：机械电子工程。
于正林（1971— ），男，吉林省吉林市人。长春理工大学机电工程学院，教授，博士，研究方向：机械电子工程。
“单片机原理及应用”课程是工科本科生的一门专业技术基础课，其最大特点是理论与实践联系紧密，突出应用。通过很强的实践动手能力的培养，为今后从事生产第一线的技术和管理工作以及进一步提高科学技术水平打下坚实的基础。［1］
作者结合本学院学生学习“单片机原理及应用”课程的实际情况，探讨学生在“单片机原理及应用”课程中如何发挥主观能动性，系统深入地研究提高学生参与课程的主观能动性的教学方法，尤其是在实验及课程设计中提高学生主观能动性的教学方法。［2］
一、学校课程教学的现状
目前，老师教授该门课程采取板书辅助多媒体的授课方式。由于本课程具有抽象性，使许多学生对这门课程存在恐惧心理。对单片机课程抽象知识点的讲解仅仅通过教师的嘴和笔无法达到准确和生动描述的效果；而实验内容多年一成不变，且实验以验证性实验居多，自主性实验很少，导致学生实验课程的学习变成走马观花的状态。［3］
在单片机课程的学生能力评估方面，基本仍然采用常规的课程评价方式，即课堂出勤方式、作业以及闭卷考试综合评定。这种评定体系并没有考虑该门课程实践环节的重要性，使学生掌握知识时偏向于理论的死记硬背之中，而忽略了真正的动手实践能力，使本来就惧怕这门课程的学生无的放矢，更加不愿意去接触真正有意义的实践学习，这样就培养出一批批手高眼低的工科学生。
二、影响大学生学习主观能动性的因素
（一）缺乏学习的主动性
“单片机原理及应用”这门课程不像其他课程具有细致且清晰的思路以及逻辑推理, 其抽象的软硬件内部结构、超强的实用性要求时刻考验着学生。这就要求学生有知难而进的进取精神，表现积极的学习态度。但大多数学生没有掌握该门课程的学习方法，不懂得利用充分实践的方法去理解和掌握，结果产生了恐惧心理和畏难情绪。
（二）教师及教学资源的质和量
课程教授包括教师和教学内容两个方面。教师要有很强的责任心，教授的内容要保证满足大纲要求，使学生在有限的学时中最大限度地获取知识。
就目前而言，本校单片机理论课时仅有32学时，实践课时为16学时，这就产生了课程信息量大与课时少的矛盾。因此，课堂教学信息量的增加是一个必然趋势。“单片机原理及应用”这门课程如若采用板书为主的传统授课方式固然能使学生在接收知识点时随着教师的板书有更多的思考时间，但也不可避免地使授课信息量减少；如果采用多媒体方式，知识量增加了，但学生程度不同，又不能保证所有学生能及时理解所学知识。［4］
（三）实验教学环节薄弱
对于实践性很强的单片机课程，实验环节尤为重要。实验环节的教学质量受到多方面因素的影响。首先，实验设备能否满足实验教学内容。本校单片机课程实验经历多年的更新换代，目前采用较为适用的教学实验设备，能够实现仿真与实际相结合。除了实验设备之外，还有诸多细节方面的问题,如实验教师的引导是否负责、到位？实验课前的预习是否能够完成？实验内容的安排是否合理？如果实验前的准备学习被忽略,学生便难以顺利完成实验，而教师安排的实验难度、具体教授方法不当，学生也难以顺利地进入实践学习之中。这样，学生就会对实验产生厌烦心理，难以获得良好的学习效果。
三、实践教学的改革探索
（一）将学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终
学习兴趣是学习课程的最好动力。激发学生对本门课程的学习兴趣是学好课程的首要前提。由于课程中抽象的知识时刻考验着学生, 使学生产生畏难情绪，这就要求教师不断地借鉴和学习更好的教学方法，同时，结合自身教学特点，加强教学与实践环节的结合，从而将学生学习兴趣的激发贯穿于实践教学始终。
例如，对于抽象知识点的讲解, 在多媒体形式的表达和演绎中，穿插易于理解的分解动画视频，模仿单片机软件执行中的运行过程，能够帮助学生很好地理解；同时，可以将难以理解的知识点进行拆分，要求学生在课后通过查资料进行总结，并利用每堂课10分钟的时间让学生轮流讨论，验证自身实践学习的情况，并作为一种考核机制；同时，对与之相关的实验内容，提前提供给学生相关的仿真软件，通过降低难度，让学生在个人电脑上进行程序的初步设计和模拟仿真，先从自身的探索实践中找到乐趣，增强信心，再在真正的实验中结合硬件系统加大难度。通过这样的知识点分解方式学习，学生会更有信心学好这门课程。
（二）改变实践教学策略
在实践教学中要体现学生为主体，教师为主导的特点，教师可依据教学大纲设计实验教学内容，提前提出若干不同的实验主题，让学生自发提出若干相关主题的各种任务，然后师生互相交流信息，再由教师最终布置与之相关的若干接近实际生活的实验任务，让学生依据自己提出的待解决任务完成相关实验，这样就充分发挥了学生的自主性。而且通过采集任务的方式，学生也能够从中了解单片机知识点的应用，进一步构建和丰富自己的知识体系。同时也避免了由于同一个实验内容面对班级内的所有同学而对部分学生探究知识的主动性的限制，也避免了某些学生可能的“浑水摸鱼”。［5］
（三）结合实际确定课程设计内容
若让学生真正掌握实践性强的课程，就需要与实际生产生活相联系，因此，单片机的学习仅仅通过实验的实践是不够的，还需要学生进行亲身实践，也就是必须经过硬件电路及其电路板的绘制、焊接元器件、程序编制、仿真调试等实践过程，才能真正掌握单片机的理论知识和应用技能。
目前，大部分单片机的课程设计是教师设置与实际接近的难度适宜的课题，学生根据自己的能力和爱好选取其一，但完成内容仍局限于电路原理图的绘制，进展较好的也不过是采用仿真软件进行模拟调试，距离真正的设计还有一定距离。为提高单片机课程设计质量，并测试学生在有限的课程设计时间内的接受能力，本校单片机课程设计以大珩班为对象，分成3~5人的设计小组，进行了难度适宜的课题设计。最后，学生均完成了设计内容，并上交了实物成品，感到受益匪浅。可见，单片机课程设计在教师指导下，完成从资料收集到软硬件设计与调试、PCB 电路板设计、仿真调试等过程是切实可行的。
（四）新型考核机制——“实验—课程设计—成果比赛”一体化
传统课程的考核方式并没有过多地体现实践的重要性，仍以理论考核为主，这与本课程的特点不符。为加强实践环节的考核，可以加大实验成绩在总成绩中的比重，使课程总成绩包括平时成绩、实验成绩、期末成绩。目前，本校平时成绩占总成绩的20%，实验成绩占总成绩的10%，期末成绩占总成绩的70%。这种考核已经加入了实践环节，但比重仍然过低。今后将进一步加强实践环节的比重，并对各个部分的考核分布进一步细化。
［
参考文献］
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单片机原理及应用篇6
随着电子技术和计算机技术的发展，单片机已经在工业过程控制、智能仪表、人工智能、通信设备智能化以及家电智能化等方面得到广泛的应用。以单片机为核心仍然是实现智能化技术的主流之一，因此将《单片机原理及应用》课程作为职业学校电类专业的一门主干课程显得特别重要。在电类专业的教学过程中，根据教学规律和培养目标，为使学生更好地掌握《单片机原理及应用》这门课程，需要进一步深化教学改革。
《单片机原理及应用》课程的教学现状
很多高等学校的教师往往是依据教材，注重软件语言的教学或者单纯的编程，一本教材一统天下。而这些教材基本上都是以单片机的结构为主线，展开的顺序依次为从单片机的硬件结构到指令，然后是简单的软件编程，再到中断的概念和应用，最后是单片机系统的扩展和各种器件的应用，同时结合一些实例，而对涉及硬件的综合性分析几乎不做讲解。在传统的《单片机原理及应用》课程教学方式中，一开始就涉及很多抽象的理论知识，如总线、并行接口、中断、堆栈、地址、数据等，学生普遍感到难学。特别是对于职业学校的学生而言，本来专业基础课学得就不够扎实，开始学习该课程时连最基本的二进制数都不熟悉，却在一开始就要被强行灌输这么多看不见、摸不着的东西。这不但不能使学生领悟单片机的智能控制机理，还会产生一系列问题：（1）学生对开发项目中实际的单片机应用开发运作过程不清楚，不利于培养单片机应用开发能力。（2）该课程中的指令学习不能很好地帮助学生，学生对于语言的理解局限于课堂编程，而不能结合硬件灵活应用。（3）学生对已学的模电、数电等知识不能很好地应用，不能融会贯通。
于是，这门课程变成了“天书”，学生逐渐失去了学习的信心和兴趣。这样，很多学生对该课程的学习就形成了恶性循环，越不理解越不愿意学，越不愿意学就越不理解。目前的教学状况不利于学生对单片机系统在实际工程项目中应用能力的培养，也不利于学生开拓能力的培养，当他们走上工作岗位后，就会与现实技术存在一定的能力差距。
任务教学法在《单片机原理及应用》课程教学中的运用
为使学生最大限度地在最短时间内获得较强的能力，针对以上问题，我们以职业学校培养学生的动手能力为目标，除了向学生提供大量综合锻炼的机会之外，主要根据学生已有的知识水平和实际接受能力在教学方法与教学手段方面进行改进。而任务教学法就是其中一种可行性比较强的教学方法。
任务教学法指的是以任务为教学单元，将各部分知识分解成一个个的知识点，为了完成一个任务，抽取每个部分的不同知识点加以组合，完成一个任务就能理解很多知识点，使学习过程成为一个不断成功地完成任务的过程。当完成若干任务后，很多抽象的理论知识点也迎刃而解了。下面以经典的单片机控制发光二极管硬件平台为例，讨论如何在《单片机原理及应用》课程中实施任务教学法。
在图1中，R1～R8为LED1～LED8的限流电阻，限制长时间大电流通过发光管以致烧坏；R9、C3和S1组成单片机复位电路；C1、C2、Y1组成单片机的时钟电路。这个图是51的最小系统加上8个发光二极管，学生可以用万用板自己焊接，不仅可以提高学生的动手能力，还可以使学生拥有自己的单片机。具体做法如下：
首先，介绍单片机最小系统的硬件结构的作用。RESET引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，由R9、C3和S1组成的单片机复位电路接到RESET引脚，平时为低电平，当按下S1，RESET变为高电平，实现手动复位功能。接下来讲解XT1、XT2引脚，时钟电路的作用和用法，I/O口的作用和用法等知识点。
然后设计第一个任务，分别点亮8个发光二极管。
对于8051单片机，现有四种语言支持，即汇编、PL/M、C、BASIC。C语言是一种源于编写UNIX操作系统的语言，是一种结构化语言，可编写紧凑代码。C语言结构是以括号{ }而不是以字和特殊符号表示的语言。C语言可以进行许多机器级函数控制而不用汇编语言。与汇编语言相比，C语言有如下的优点：（1）对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对8051的存储器结构有初步了解。（2）编程及程序调试的时间显著缩短，从而提高了效率。（3）C语言程序本身并不依赖于机器硬件系统，基本上不做修改就可以根据单片机的不同而较快地移植过去。
这里涉及头文件、主函数等，还涉及用C语言编写程序的基本格式。然后就是如何在Keil集成编译环境下编写程序，并把程序下载到单片机（AT89S52支持ISP下载）的过程全部演示清楚。这些将会使学生感觉到学习单片机并不困难。这样一个简单的任务通过教师演示和学生模仿，学生第一次上课就可以非常完整地看到并完成单片机设计的整个过程，直观地得到一个结果，以形象具体的方式学到一些非常枯燥、抽象的理论知识，学生的学习兴趣得以大大地提高，效果自然很好。
接下来可以设计第二个任务。在每个发光二极管点亮和熄灭之间加延时程序，以此清楚地看到灯的闪烁，并用
接下来就可以设计第三和第四个任务。通过多个任务的学习，学生能逐步了解指令系统和熟悉整个设计过程。
任务教学法的优点
任务教学法具有如下优点：
遵循学生的认知规律教学不再采用灌输的方式，而采用边做边练的方式充分调动学生的学习积极性，发挥学生的主观能动性。
以任务为单元构建认知结构每一个任务组织若干个知识点，完成的每个任务都会带给学生极大的成就感，从而激发学生强烈的求知欲。
缩短了与实战的距离每一次任务的完成都模拟了实际产品设计的过程，任务构建越来越复杂，学生的实际应用能力也越来越高，使学生进入企业后一旦需要从事单片机设计，很快就可以上手。
《单片机原理及应用》这门课程应设为电子与电工专业的主干专业基础课，因为它综合了多门基础课和专业基础课的知识，培养学生进行智能系统整体设计的应用能力。单片机的系统教学应突出教学的自主性、开放性和创新性，应符合职业学校的教育教学规律。任务教学法继承了传统教学方法的优点，始终把学生作为学习的主体，以任务作为驱动，让学生通过自己的操作把书上死的理论变成活的知识。通过教师的引导和点拨，学生能够触类旁通、点面结合、温故知新。任务教学法较好地解决了教与学的矛盾，在整个教学过程中充分体现了学生的主体地位和教师的引导作用，调动了学生学习的积极性、主动性，可以在较短时间内提高学生学习和应用知识的能力，是一种值得推广的教学理念和方法。
参考文献
[1]马忠梅，等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，1999.
[2]屈莉莉，等.单片机课程实践性教学环节的建设与改革[J].中山大学学报论丛，2004，（3）.
单片机原理及应用篇7
中图分类号：G642 文献标识码：A
一、引言
单片机的发明和应用极大地推动了科学技术的发展，在工业等领域有极大的应用。单片机由于其具有体积小、价格低廉、高性能等特点，使其迅速得到了广泛应用，是工业控制、机电一体化等领域必不可少的主要部件之一。在高校开设的《单片机原理及应用》课程是电子类专业的基础课程，是学生了解单片机原理及单片机开发的主干课程。随着科技的不断发展，工业领域的自动化程度也越来越高，单片机在设备控制中的作用也越来越突出，是实现机械自动控制的关键技术。因此，对于机械制造及其自动化专业等电子类专业来说，掌握单片机的基本原理和实践操作是大学生的重要任务。由于《单片机原理及应用》是一门以理论为引导，突出实践操作的一门基础课程，其主要目的在于培养学生的实际操作能力，课程的理论内容比较抽象，学生在学习之初难以理解，对其基本原理没有深刻理解，而传统的教学方式又以理论为主，实验课程跟不上技术的发展和要求，使得理论与实践出现脱节。因此，对《单片机原理及应用》课程教学进行改革和创新势在必行。
二、《单片机原理及应用》教学存在的主要问题
（一）注重理论教学，实践教学跟不上教学要求。
目前大多教师在讲授《单片机原理及应用》课程时，大多使用多媒体教学的方式，将教学内容投影到屏幕上，讲解时图、声、视频并茂的教学方式使学生在一定程度上了解了单片机的基本原理、I/O接口、硬件等内容，对提高学生的学习积极性有一定的效果。但这种教学方式在学生下课后很快就会忘记所学内容，没有实际操作使得学生缺乏对所学内容的深刻了解。
（二）编程语言单一。
在很多高校，在讲授《单片机原理及应用》编程语言时大多以汇编语言为主，汇编语言虽然具有代码紧凑、执行时间短、控制及时且易于记忆等优点，但随着单片机技术的快速发展，汇编语言在单片机编程实现方面的劣势也逐渐被放大。C语言在功能、结构、维护性等方面具有先天的优势，且具有非常丰富的函数库，可以有效提高编程效率。C语言对编程者的要求也不高，只要稍对单片机有一定的了解即可进行开发。因此，在编程语言上只注重单一的汇编语言使得教学效率比较低。
（三）课程评价方式单一。
一直以来，《单片机原理及应用》课程的考试都是闭卷考试，学生为了应付考试死记硬背，考试前的背书大军成为高校独特的现象，在考完试后对所学的内容很快就忘得一干二净，学生的基本技能都没有掌握，更不用说开发单片机。这种单一的评价方式对提高学生实际操作能力和应用能力是没有实际性作用的。
（四）缺乏创新能力的培养。
现代科技发展日新月异，没有创新就没有发展。《单片机原理及应用》课程的开设最终的目的是培养学生单片机开发的基本能力。但是传统的教学方式只注重考试结果，忽视了学生创新能力的培养，不利于培养学生解决实际问题的能力，更不适应社会对人才的要求。
三、创新《单片机原理及应用》实践教学的方法策略
（一）以学生为中心，创新教学理念和思路。
学生是学习的主体，为了提高学生的学习积极性和创新能力，首先，确立以学生为中心的教学理念。教师作为教学主体体现教学的主导性。学生作为学习主体体现教学的学习过程中的主动性。教师要成为导航者、辅导者，把大量的时间留给学生去自主探索，相互协作学习，教师的作用是告诉学生学什么，怎么学，并帮助学生解决通过努力解决不了的问题。其次，确立以实践为重点的理念，让学生有尽可能多的机会进行实践，加深理解和记忆。
（二）适应C语言作为编程语言进行教学。
C语言是一门学习简单，容易实现的编程语言。目前大多数企业的单片机开发都是基于C语言的。汇编语言虽然有其自身的优势，但已经跟不上时代的发展，为了更好适应社会的需要，单片机的程序编写语言应改为C语言，结合C语言的特点，合理安排教学内容，从概述、硬件结构、I/O接口、中断与定时系统、串行数据通信、应用等内容循序渐进，逐步巩固学生C语言的知识并将其应有到实际开发中。
（三）构建模拟与实体实验平台共同教学的实验模式。
充分利用现代教育技术，加大资金投入，建立现代化的《单片机原理及其应用》教学支撑体系。高校可以利用计算机、KeilC51仿真器和Protues软件等建立一个可视化虚拟电子类实验室，将课程教学与实践虚拟到一个现实的场景。通过操作这些虚拟的实验仪器或设备。完成各个工程案例的设计与实现。利用仿真技术达到真实效果相一致的教学要求和目标，从而在不增加硬件投入的基础上，提高学生的创新能力。单片机课程的实验教学，除了利用Protues软件构建其虚拟现实电子教学实验平台外，必须补充单片机的综合设计实验，这是在前面实验的基础上进行的，旨在让学生对实际的单片机应用系统有感性的认识，也能锻炼学生的实际应用设计能力。
四、结语
《单片机原理及应用》作为电子类核心课程，具有很强的实践性和应用性，在教学和学习中更应注重实践性和学生动手能力和创新能力的培养，传统的教学方式已经难以适应教学和社会对人才的需求，通过有效的教学改革不仅能够全面提高学生的综合素质以及专业职业能力，也有利于他们潜能的开发。
（作者：就职于湖北水利水电职业技术学院电力电子工程系，担任初级实验员，主要研究方向：电子）
单片机原理及应用篇8
作者简介：王朋（1976-），女，吉林省吉林市人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，讲师；郭明良（1970-），男，辽宁海城人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，教授。（黑龙江 哈尔滨 150027）
基金项目：本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划课题（课题编号：GBB1212052）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）14-0083-02
现阶段很多课程的教学过程中，无论是理论教学环节还是实践教学环节，仍停留在以教师组织引导为主线的模式，这种教学形式有利于系统的科学知识的传授，但却忽视了学生的学习认知中的主体作用，尤其是对于“单片机原理及应用”这样综合性、设计性、实践性较强的专业课程，不利于具有创新思维和创造能力人才的培养。CDIO是近年来提出的一种以工程项目设计为导向、注重学生工程能力培养的新型教育模式，在课程的教学活动中将理论教学及实践环节设计都围绕“项目”这个核心，强调学生做为主体参与整个教学过程，真正实现“做中学”和“基于项目教育和学习”。[1，2]结合黑龙江科技大学（以下简称“我校”）电气工程及其自动化专业课程体系结构[3]及“单片机原理及应用”课程的特点，在课程的教学中引入CDIO三级项目实践教学法，对课程所在核心课程群、课程内容、教学方法、项目实施平台及其他教学支撑体系建设等进行了研究和实践，使课程理论教学与实践教学融相互融合，将过去的被动学习变为主动学习，形成一个有机的整体，增强了学生的学习兴趣，教学效果明显提高。
一、CDIO三级项目教学体系的构建
对原有理论教学+实验+工程实训的三个独立教学体系进行研究和改革探索，将“单片机原理及应用”课程与“可编程逻辑控制器”、“微型智能控制技术”、“传感器与检测技术”、“智能控制技术”共同组成智能控制核心课程群，是电气工程及其自动化专业四大专业核心课程群之一。
1.第三级项目的构建
将课程分为单片机基础知识，中断技术、接口技术、汇编语言程序设计等模块，针对每个模块的特点和自身需要构建三级项目，既可以是课堂上针对某个知识的小组设计讨论，也可以是几个章节的综合应用，依托单片机基础工程实践基地，主要包括单片机引脚识别、存储器数据传送、流水灯控制、步进电机控制、LED显示等实践内容，加深学生对单片机接口、汇编语言编程等的理解和应用。并在三级项目实施环节创新采用了实践-理论-再实践的项目实施方法，即在学习单片机基础理论课程之前先利用一周左右的实践，依托工程实训基地，对学生进行简单的基础知识介绍后先进行一次三级项目工程实践实施，如单片机引脚功能学习、片内外数据传送、流水灯控制等简单的三级实践项目，让学生在实践中找到需要学习和掌握的知识和重点，快速对所有学习的核心课程及应用有基本的理解，对所学课程更加感兴趣，带着问题进行理论学习，避免了学习的盲目性；课堂理论学习结束之后，结合所学的内容，再次进行较为综合的三级项目实施，如人机交互接口的设计、步进电机的控制等，即“三级项目实施理论教学三级项目再实施”的第三级项目实施方案，实践证明取得了良好的教学效果。
2.第二级项目的构建
根据课程所在的智能控制核心课程群对学生能力的相关能力要求为基础构建二级项目，主要培养学生综合应用相关课程知识解决实际工程问题的能力，如单片机温湿度控制系统设计、备用电源切换装置设计、交通灯智能控制系统设计等，锻炼学生在解决工程问题过程中的学习能力及创新能力。二级项目既是对智能控制核心课程群内各课程能力培养的综合，也是对整个教学体系的补充，为一级项目的实施提供支撑。
3.第一级项目的构建
认识实习和毕业设计以及学生参加的大学生科研立项、电子大赛等，均是一级项目训练的主要实施方式。学生从解决工程问题的角度学习专业理论课程，逐步掌握工程思维方法。一级项目的构建已不再是单门课程或者某个专业核心课程群独有的项目，在实施的过程中，鼓励学生进行工程项目的团队实现，培养协同工作能力和系统协调能力。在一级项目的实施中继续巩固“单片机原理及应用”相关的知识和灵活应用的能力，与CDIO二级项目体系较好地衔接过渡。
二、教学方法的改革
积极探索“单片机原理及应用”课程教学方法的改革，在三级项目实施的第一阶段，采用渐进式教学法，即将学生项目实施过程分为几个阶段，首先利用实物讲解单片机的组成、结合仿真软件介绍单片机仿真与开发、汇编语言知识，通过简单的编程训练、上机调试，对单片机建立初步的概念。因为在三级项目实施的第一阶段，学生没有进行过详细系统的理论学习，在项目实施的过程中必然会产生很多疑惑和问题，然后再带着问题进行系统的理论学习，通过理论知识解决实际中遇到的问题；之后在三级项目实施的最后阶段，进行三级项目的再实施，利用验证性实验、综合设计性实验加深对理论课程的理解。最后通过单片机应用设计，提升学生的单片机实际应用能力，使学生的单片机综合设计、开发能力得到进一步的升华，反过来又会加深对理论知识的理解。其流程如图1所示。
三、教学支撑体系建设
基于CDIO三级工程项目教学法的引入实施，需要一个多元化项目实施支撑体系作为保障，图2为项目支撑体系的结构框图。
1.工程实践平台的建设
学校投资建设了单片机基础及单片机应用两个工程实践基地，组织教师根据课程内容自行开发研制了单片机工程实践实验台，引入开发平台keil。单片机基础工程实践基地主要为三级项目的实施――理论教学――三级项目再实施提供支撑，采用教师现场引导方式，帮助学生完成从单一的理论知识学习到实验实践设备认识、仿真环境的使用、验证性实验等理论到实践的渐进式掌握。单片机应用工程实践基地主要为部分三级项目及二级项目实施提供支撑。[4，5]
2.基于Proteus的虚拟仿真实践平台
为了更加有力地对课程的三级项目教学方法提供支撑，学校投资建设了基于Proteus的单片机虚拟仿真实践平台。Proteus是世界上著名的EDA工具，从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，真正实现了从概念到产品的完整设计，是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。Proteus提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性，提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台，并且不受实验场地及设备的限制。
3.研制开发了多功能单片机工程实践箱
在项目实施过程中，工程实践基地内传统单片机实验台存在体积庞大，试验项目固定、受实践场地、开放时间制约等问题，而网络虚拟实验平台硬件搭建真实性、实际动手调试能力训练欠缺等问题，为了充分加强学生实践学习的灵活性、主动性，组织教师研制了便携式单片机开发试验平台，其结构如图3所示。
该平台由单片机控制区、数据接口及电源接口区、控制对象区、液晶显示区、键盘矩阵区、通讯接口区组成。学生可以根据自己选定的综合型设计性实验课题进行灵活设计和开发调试，每个区域学生都可以根据需要自行选择不同型号功能的元器件。满足二级项目和部分一级项目实施的需求，目前该平台已获得国家实用新型专利。
4.编写配套实践教材
根据三级项目教学法的引入，组织教师编写完成了《单片机实验与实践》、《单片机控制工程实践技术》两本教材，分别由高等教育出版社和化学工业出版社出版，其中《单片机控制工程实践技术》先后获得石油和化学工业优秀教材二等奖，黑龙江省高等教育学会教材三等奖。
5.单片机工程师认证
为了进一步提高我校大学生单片机的应用和开发能力，笔者与信息产业部中国电子企业协会合作建立了单片机工程师认证机构。作为黑龙江省惟一一所具有此项资质的院校，先后选派了4名教师到国家培训基地进行实地培训，学习到了先进的实训技能。与大连集成电路设计中心相联合，选送了4名教师学习集成电路软件设计知识，为实践基地注入了新的内容。
三、结束语
以CDIO三级项目教学理论为基础，结合黑龙江科技大学电气工程及其自动化专业课程体系结构及“单片机原理及应用”课程的特点，对原有理论教学+实验+工程实训的三个独立教学体系进行研究和改革探索，提出的CDIO三级项目实践教学的教学方法，取得了良好的教学效果，学生解决实际问题的能力、工程设计能力有显著提高，近年来获全国大学生电子设计大赛一、二等奖共计15项。
参考文献：
[1]郭明良,王朋,郭松林.基于CDIO模式的电类本科实践教学体系构建[J].中国电力教育,2014,(1):158-163.
[2]刘会英,盖玉先,徐宁.探索适合我国国情的CDIO工程教育模式[J].实验室研究与探索,2011,(7):119-123.
单片机原理及应用篇9
中图分类号：G64 文献标识码：B
文章编号：1672-5913(2007)18-0091-03
1引言
“单片机原理及应用”是电气信息类专业的核心专业课程，也是一门技术性和实践性很强的学科，必须理论结合实践，通过一系列实验、实践训练，才能取得较好的教学效果。根据本课程的特点，并结合高职高专教育培养应用能力的宗旨，我们对该课程教学体系进行了改革与探索。课程改革的基本思路是以培养技术应用性人才为指导，以教学内容体系改革为核心，以教学方法改革为手段，以实践教学改革为特色，加强实践性教学环节，融入足够的实践内容，构建新的单片机课程体系和学生应用能力的培养体系。
2教学内容、实践教学体系的改革
在教学内容、实践教学体系上，体现高职高专特色，坚持“够用为度，培养技能”的原则，以提高学生的实践能力和应用能力为指导，对课程内容体系进行了重构。“单片机”课程体系包括理论讲授、实验和课程设计三大部分，理论知识64课时，实验20课时，课程设计2周。
在理论课教学中，按照“理论教学以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，精选教学内容，增加了基本知识、基本技能的比重。单片机理论讲授涵盖的内容包括以下几个方面的内容：
1) 单片机概念、发展概况、以51为核心的MCS-51系列和AT89系列及其广泛应用；
2) MCS－51单片机的逻辑结构、信号引脚以及内部存储器；单片机的I/O口的功能及时钟电路与时序、复位方式和复位电路；
3) 单片机的指令格式及寻址方式及指令系统和伪指令；
4) 程序设计的基本方法，能独立编写一些简单的程序；
5) 中断的基本概念、中断源、中断控制、中断响应过程、外部中断及中断请求的撤除；定时/计数器的功能、控制寄存器及工作方式；
6) 存储器扩展机构及其实现、常见程序存储器和数据存储器的型号及其工作方式，程序存储器和数据存储器的扩展及其地址映像范围；
7) I/O口的直接使用，I/O编址技术和I/O控制方式、简单I/O扩展及用8155可编程接口芯片实现I/O扩展；
8) 键盘的接口设计和程序设计、LED显示器的接口设计和程序设计、了解LCD显示器的接口设计和程序设计；
9) 串行通信的基础知识；MCS-51单片机串行口的UART结构及串行通信控制、MCS-51单片机串行口通信工作方式及其应用；
10) 单片机与A/D、D/A转换器的接口及其应用；
在讲解一个新的理论时，强调以实际应用引入理论体系。例如，在讲解单片机硬件结构时，首先给学生演示由单片机控制的一组发光管L0~L7的亮和灭，应用这个电路可以编写不同程序显示多种发光形式。通过这个简单的实例，不仅使学生知道使用单片机控制的硬件系统，可以通过软件的编程就能实现不同的功能，而且也激发了学生对单片机的学习兴趣。
在实践教学中，以培养专业技能和综合实践能力为目标。精心设计实验内容和方式。针对教学要点，既设置了堆栈、位操作等难理解的指令实验，也设置了数据传送、多字节无符号数的加减法、极值查找和数据排序等51汇编程序实验，还设置了包括P1口应用、定时器应用以及8155组成的键盘显示器等硬件实验等。
两周的课程设计是学生进行单片机应用能力的综合训练。通过课程设计，要求学生初步掌握单片机的应用设计。组织学生到实习基地实习，通过多种形式的实践环节，着重培养学生对于单片机系统的综合分析能力和实际应用能力。
3改革教学方法、更新教学手段
在理论教学中，实行多媒体教学、网络教学和课堂教学相结合的教学模式。多媒体教案和板书相结合、应用MCS-51仿真软件直接在课堂上对程序进行运行调试、与理论配套的相关器件 (如8031芯片、数码管、按键等) 的演示等。基本的重要的概念反复强调，贯穿整个教学活动。为学生提供CAI课件以及仿真软件，帮助他们复习、消化和归纳。加强教师与学生的交流，每周一次答疑和交流，指导学生学习。同时设有答疑和交流邮箱，以及时解决学生的疑问。
在实验教学中，要求学生独立实验，独立调试，独立验证。教师以启发、引导为主，不进行示范，鼓励学生相互讨论。对基础较好的学生，鼓励他们在做好基础实验后，再对思考题或自己设计问题进行实验；对动手能力较强的学生，强调联系理论解决实际问题；而对实验能力较差的学生，鼓励他们独立解决问题，培养他们的实验兴趣。实验教学的重点是程序调试和故障排除，要求学生逐步学会单步、断点、全速运行的调试方法，并能使用寄存器窗口、存储器窗口等仿真器的功能分析各种实验现象。通过假设出现另一种实验结果来改动程序，培养学生举一反三能力，使学生在反复的修改程序中牢固掌握知识。
在单片机实验教学中，常见的难点、疑点主要有以下几个方面：
1) 学生往往不清楚PC机与仿真器是如何通信的。在学习仿真器软件之前，教师先介绍PC机与仿真器的连接，学生知道了PC机的COM1、COM2串行口和仿真器的串行接口功能及如何通过三根电缆连接时，才能了解整个系统的工作情况。若发现不能通信时，就能判断可能是软件串行口设置不对，然后使用Ctrl-C命令对PC机串行口进行选择。
2) 学生难以理解仿真态和单板态的区别，什么时候用仿真态，什么时候可直接使用单板态。对外中断实验、定时器实验，仿真器虽然连接了实验板，但发光管是直接和单片机的P1口连接，所以它们仍是单板态。而8155接口、键盘显示器、A/D转换等实验需外部口地址，则是仿真态。
3) 在硬件实验中，往往会遇到一些难度较大的问题。学生在连接好控制线、片选线，写出相应的口地址后，还要对照相应的硬件线路图，然后才能编程。
例如A/D转换实验，连接好各线路后，0通道的地址为EFF0，然后编写如下的0通道模数转换程序：
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0030H
START： MOV SP，#40H
MOV IE，#00H ；禁止中断
MOV DPTR，#0EFF0H
MOVX @DPTR，A ；启动转换
JB P3.3，$ ；等待转换结束
MOV DPTR，#0EFF0H
MOVX A，@DPTR ；取出转换结果
MOV 50H，A ；转换结果送内部RAM 50H
END
看起来程序没错，但调试结果不对。到底错在哪里？其实是在编程前没有注意硬件线路的连接。在实验板上，通道选择的ADDA、ADDB、ADDC是直接连在数据总线的D0、D1、D2上。此程序在启动转换前根本没有选择好通道，应该在启动转换指令MOVX@DPTR，A 前对累加器A置通道号，即在转换指令前加上CLR A指令。若实验板的通道选择线接在地址总线的A0、A1、A2，则前面的程序就正确。碰到诸如此类的问题，教师应尽量先提示，再让学生在调试过程中找到问题的关键，然后独立解决。
4改革考核方式
与课程教学改革相配套，进行教学内容考核的改革。在考核方法上采用教考分离，建立试卷库。考前不划重点，严肃考场纪律。坚持集体阅卷，阅卷后对试卷进行分析。平时成绩占40%，由出勤、作业、课堂回答问题的能力，实验动手能力，实验报告成绩及实验考试成绩综合评价后得出。这一点在课程开始即告之学生。由于平时成绩占比例较高，学生从一开始就注意避免了重理论、轻实际，重考试、轻能力的倾向。
5加强教材建设
为了体现教学内容体系的改革与建设，突出理论与实践相结合，我们根据培养目标和教学大纲的要求和多年从事单片机教学的经验，组织编写了《单片机原理与应用》理论教材以及配套的《单片机原理与应用实训教程》。2004年2月由科学出版社出版，经过多轮使用，效果良好。
《单片机原理与应用》在内容选取上注重应用性，通过大量的例子把在工程中广泛应用的知识、技术讲透，以达到触类旁通、举一反三的目的；在内容组织上注重高职高专学生的特点，力求循序渐进、深入浅出。《单片机原理与应用实训教程》在突出了技能训练，加强编程能力的训练和培养，每一章除编写一个详尽的实训实例供参照外，都安排了多个难易程度不同的实训项目，以便不同学校根据各自不同的专业要求和生源情况进行选择。
6结束语
本课程教学体系的改革，主要取得了以下几方面的成效：首先提高了学生对这门课的学习兴趣，学生的学习热情很高，做实验态度认真，爱动脑筋。对于专科生，这种现象在以前是很难看到的。另外，课程组教师还积极开展教学、科学研究活动，自编适合学生特点的教材，既注重讲透基本原理等重要的知识点，又重视对学生实践能力的培养，采用课堂讨论、教学实习、社会实践等多种形式，注重教与学的互动，教学效果显著提升。
参考文献
[1] 李广弟. 单片机基础[M]. 北京航空航天大学出版社，2001.
单片机原理及应用篇10
一、引言
《单片机原理及应用》课程是一门实用性强、应用面广，将计算机技术与电子技术紧密结合、硬件与软件相联系的计算机应用专业核心课程，是一门理论与实践并重的计算机技术应用课程。《单片机原理及应用》课程以C语言、数电、模电课程为基础，融合了计算机控制技术、软件编程等知识与技能，在培养学生的逻辑思维、编程思想、软硬件结合、模块化设计思想以及任务分析、方案确定、任务分解、综合技术应用能力方面起着重要的作用。
为适应高职教育培养“高素质技能型专门人才”的宗旨，本课程的体系、内容、方法等均面向实践、面向应用、面向就业。课程定位在“以培养生产第一线的高技能人才为主，尽可能多的培养出具有一定开发能力的设计人才”上，强调突出实践、突出实用和能力培养。
二、课程改革思路
《单片机原理及应用》课程改革的基本思路是：“以职业和就业为导向，构建新的工程实践化课程体系，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。”该课程比传统课程的主要特点是：教材结构体系严谨，教学内容全面，工程应用实例丰富。
通过到企业的调研，与企业工程师一起讨论研究，收集和分析计算机应用职业岗位（群）的工作任务以及完成这些工作需要的知识与技能，进行了单片机课程开发，开发过程如图1所示。构建新的工程实践化课程体系，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。课程开发改革后比传统课程的主要特点是：增加技能项目减少理论知识。技能项目内容是“校―企”合作共同完成确定的，教学体系按照“理实一体化”的教学方式安排，在课程内容安排上，采用“项目―知识点”的形式，可采用边解讲、边思考、边训练的教学模式，便于激发学生的学习兴趣，使课程做到“教、做、学、思”的统一协调，删除了部分理论知识。
图1：《单片机原理及应用》课程开发过程
三、教材的建设
在课程建设过程中，我们与企业工程师们一起编写了《单片机原理及应用（基于C语言）》项目教程，2014年2月清华大学出版社出版。本书重点放在“基础+项目（任务）实训+项目开发过程”上（基础指的是课程的基础知识和重点知识，以及在项目（任务）中会应用到的知识，基础为项目（任务）服务，项目（任务）是基础的综合应用，项目（任务）开发过程指的是从接受到项目，如何去组织、如何去读项目要求、如何去分工、如何去开发、如何去管理、如何去考核、如何去配合等等，基于工作过程的全新的教学模式）。根据高职院校单片机课程标准和教学大纲要求。教学内容分为7模块，着重讲授了解单片微型计算机、认识80C51单片机的结构、认识C51程序设计、认识单片机定时器/计数器、认识单片机中断系统、认识80C51单片机串行通信技术和认识80C51单片机接口技术等知识。
课程内容是“校―企”合作共同完成的，教学中的45个项目提供了PROTEUS ISIS软件仿真，有助于学生动手能力的培养和锻炼。课程体系按照“理论实践一体化”的教学方式编写，可将班级分组教学，采用边解讲、边思考、边小组讨论、角色扮演、边训练、边考核的基于工作过程的全新教学模式，便于激发学生的学习兴趣和素质提高，使教材做到“教、做、学、思”的统一协调。单片机原理及应用课程总体架构如图2所以。
四、教学方法改革
（1）灵活运用启发式教学方法，引导学生自觉学习的主动性和积极性，保证教学过程良好有序地进行。针对单片机原理及应用课程的授课对象具有量大面广的特点，首先给学生介绍本课程与相关专业的关系和与学生专业知识整体性的关系，强调理论学习的重要性和实际动手操作的必要性。鼓励学生自主学习，培养主动学习的积极性，保证了整个教学过程在自觉学习中进行。
（2）树立以学生为中心的教育思想，在课堂教学中，以教师为主导，学生为主体，互动和谐。教师主导，体现为“引”和“导”，教师变“主宰”为“循循善诱”。同时，灵活应用多种教学方法，在讲授课程中，采用回忆提问、理解提问和应用提问等多种提问方式，引导、激发学生的学习兴趣、动机和思路，进而深化理解、正确应用，变教师中心角色为引导性，完全改变了原来“填鸭式”的教学方法。
（3）推广边学边做的教学模式，单片机原理及应用技术是一门实战性很强的学科，结合理论和实践，一边学一边做是最好和最快捷的学习方法。将理论学习、实践应用、产品制作有机地结合为一体，以理论教学为基础，以实践训练为重点，以掌握知识和技能为教学。课程的理论教学与实践教学融合在一起，在实训教室借助于单片机自身软、硬件环境来仿真其工作过程，教学形式独特，贴近技术应用实际，激发学生学习积极性，让学生真正感觉到在“学中做、做中学、边学边做、边做边学”。
五、因材施教做法及效果
结合高职院校学生的特点，本着“能力为主、理论够用”的原则，重新组织教学内容，因材施教取得了良好的教学效果。
（1）根据岗位要求调整教学内容
及时跟踪产业发展趋势和行业动态，制定科学的专业发展规划和实施方案；分析职业岗位（群）任职要求和变化，根据自己多年从事企业工作的经验，结合IT行业企业的特点，删减部分理论内容，减少相关模块的课时，增加技能训练的授课学时。
（2）根据学生特点调整教学方法
针对高职学生“怕理论，爱动手”的特点，在课堂上注重学生动手能力的培训，增加学生课堂实训的时间，采用多种教学手段来调动学生的学习兴趣，如小组竞赛问答、上黑板做题、设置错误答案让学生解决、角色扮演、实训竞赛、学生作品演示讲解等，这些做法的使用，极大的提高了学生的学习积极性，课堂气氛空前活跃。针对部分学生动手能力差的特点，在利用课余时间组织学生到网上查资料，同时邀请几名成绩好的同学和老师一起辅导，这种做法能达到两个效果：一是动手能力差学生增加了被辅导的机会，二是成绩好学生巩固了所学知识，一举两得。
（3）针对不同群体，提出不同要求
对于基础好的同学，在布置作业和实训时，对他们提出更高的要求，选择难度较大的实训供他们练习；对基础较差的同学，注重基本知识和基本技能的培训；对于技能较差的女同学，采用课后辅导或网上辅导的方式，树立她们的自信心。这种分层次的教学要求，满足了不同层次学生的学习要求，达到了很好的教学效果。
（4）根据课程特点，锻炼创新能力
“单片机原理及应用”课程，由于是一门实践性很强的课程，需要借鉴的资源丰富，完全是自主开发。在授课过程中，特别注重学生创新能力和创新意识的培养。每当分析完一个项目，都会让学生进行项目分析，提出改进和完善方案，并在此基础上，创新设计。经过多次训练，学生的创新意识和创新能力都有所提高，很受学生欢迎。
（5）改革作业形式，提高学习兴趣
在课程讲授过程中注重改革传统的作业模式，以生活当中的单片机应用实例为题材，提高学生的学习兴趣。如当学完“定时器、中断”等教学单元时，就要求学生寻找生活当中的定时器、中断实例，完成定时器、中断实例分析作业，并分析设计的合理性。同时还举行定时器、中断设计比赛，大大提高了学生的学习积极性。鼓励并辅导学生利用自己所学知识参加科技创新比赛。如计应122诸杰成、赵扎玉同学在四川省软件大赛获得一、二等奖。
六、小结
通过全方位、多角度组织教学，取得了很好的教学效果，表现为：
①学习积极性高：课堂上下学生的学习积极性空前高涨，改变了以往被动学习的局面，每学期学生评价为优秀；
②学习效果好：学生的专业能力、专业知识的应用能力、创新能力都明显提高，动手能力明显加强。如计应122诸杰成、赵扎玉同学在四川省软件大赛获得一、二等奖。
③就业评价优：近几年计算机应用专业毕业生就业率都达到98%，用人单位对毕业生的满意度逐年提升，学生还没有毕业，就有许多IT企业前来“定购”学生，多数毕业生已经成为企业的技术骨干，部分学生已经担任企业领导职位。
基金项目：四川省教育厅2013年度研究课题（项目编号：13SB0476）
[参考文献]
[1]杨居义编著.单片机原理及应用（基于C语言）项目教程[M]. 北京：清华大学出版社，2014.2
单片机原理及应用篇11
传统的单片机教学长期受普通教育的影响，注重课程本身的知识结构，过于讲究系统性和完整性以及前后的逻辑联系，而忽视了教学的对象和对象的接受能力[2]。因此，很多高职院校的学生，在学习过程中感到特别困难，特别枯燥乏味。追究其原因，主要有三个方面：首先，单片机课程本身难度较大。课程涉及到了其他很多学科的内容，且注重软件和硬件的结合。硬件电路结构本来非常复杂，加上接口芯片和元器件又较多，而软件光51单片机的指令系统就包括111条指令，且这些指令都只是统一形式，要写出具体形式那简直是数不胜数。这些诸多的因素都导致了学生对单片机课程望而止步。其次，现在市面上已有的很多教材都不适合高职院校的学生。导致传统单片机教学中重理论、轻实践，理论和实践严重脱节。
2 单片机教学的改革与创新
首先，抓住高职院校学生特点，撰写、优化教材。由于高职的培养目标是以“就业为导向”的，对于学生技能的提高是第一位的，因此教材应侧重单片机的应用，而不是建立完整理论体系[3]。目前，大部分高职院校使用的单片机教材都是参照本科教材或技术书籍编写的，教材以单片机原理及应用理论作为学习重点，缺少或者没有实践环节，形成了较严重的“重理论、轻实践”现象。另外，高职学生本身逻辑思维要弱于形象思维，理论讲解时学生始终处于被动学习状态，接受知识的效果自然就不佳。因此，单片机教材应结合高职院校学生的特点，由浅入深，寓理论于实践。在内容的编排上要求顺序合理，力求简明扼要，深入浅出，通俗易懂，选择的实例要典型且较简单，可读性强[4]。
其次，传统教学模式与项目教学方法结合，理论和实践相结合。项目教学法强调在教师的指导下，由学生以小组工作方式，按照实际工作的完整程序，共同制定计划，共同或分工完成整个项目[5]。因为高职学生基础薄弱，我们不能单纯按传统教学模式，先讲单片机的硬件结构，接着是指令和软件编程，然后是单片机系统的扩展和各种器件的应用，最后再讲一些实例，这样会打击他们的学习兴趣。经过多年的单片机教学，在此总结出了将传统教学与项目教学结合的教学方法。此方法将所学的理论知识放在相应的项目中，项目层次逐次递进，由易入难，且选用的项目都是生活中常见的项目，运行结果学生也都可以直接看到。让学生在这些项目的设计中充分挖掘和理解知识点，有机地将理论知识融入到实践当中。
在传统教学与项目教学结合的教学方法中，首先提出本次要实现的具体任务，接着对完成本次任务的方法进行分析，提出完成本次任务需用到的相关知识，然后对本次任务用到的知识进行讲解，最后讲解完成本次任务的过程和步骤[6]。
现以“跑马灯”为例，说明传统教学与项目教学结合的实施过程。
2.1 提出项目任务
利用单片机设计一个个性跑马灯，能够完成以下功
能：功能一：利用P2口，用单片机内部的定时器采用查询方式，使8个发光二极管呈跑马灯方式闪烁（亮1秒、灭2秒）。功能二：用计数器中断对按键按下的次数计数，作为跑马灯闪烁次数。功能三：用外部中断对正常显示和闪烁次数设定功能进行转换。
2.2 方法分析与相关知识讲解
此项目中涉及到了单片机的I/O口、定时/计数器以
及中断系统，因此，教师可以先引导学生构思实现方法。比如用定时/计数器的定时功能实现跑马灯亮1秒，灭2秒的要求，再用定时/计数器的计数功能实现对跑马灯闪烁次数的统计功能，然后用外部中断实现正常显示和闪烁次数功能转换。最后，教师可以详细讲解单片机I/O口、定时/计数器以及中断系统的特点、结构和应用方法。
2.3 实施过程和步骤
①硬件电路的设计与调试。硬件电路设计是将项目中所有的硬件部分全部用连线连接起来实现设计要求，这是项目的一个难点。在教学的过程中，教师可用传统教学的方法先讲解各硬件部分的结构和功能，然后让学生设计出电路原理图。设计好了之后，教师给予评析，学生可根据教师的启发改进电路。最后，学生由原理图列出所需元器件清单，根据电路原理图实现硬件电路的搭接与调试。
②软件设计。教师引导学生将任务分解成几个相对独立的子任务，由不同的项目组成员分担完成，这是整个项目的另一重点和难点。在软件设计的过程中需注重学生分析问题、解决问题能力以及创新思维的培养。
单片机原理及应用篇12
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）20-0101-02
单片机由于其结构简单、易于控制及价格低廉等优点，使得其广泛应用在仪器仪表、工业控制和自动化控制等领域中。随着电子技术的飞速发展，企业对单片机应用型人才的需求越来越多，而且越来越看重具有动手能力、团队意识和创新能力的学生。因此，理工科学校的教育工作者和学生越来越重视单片机原理及应用课程的教学成果。然而该课程作为高等工科院校电子、机械和测控等专业重要的专业必修课，是一门综合性、实践性很强的课程。对于工科学生来说，很好地掌握单片机技术，不仅有助于深入地学习专业知识技能，提高自身的整体专业素养，培养动手能力与团队意识，更重要的是能够获得实用的专业技能和创新能力，增强就业竞争力。
面对市场对人才日益严峻的要求，如何培养出适应社会需求的创新型和专业型人才，是教师面临的一项紧迫而艰巨的任务。这不仅仅要求教师提高自身水平和积累工程项目经验，还要求不断反思教学过程，在教学方法上进行改革和探索。
一、单片机教学特点及存在的问题
单片机原理及应用课程教学与其他理论科目教学方式不完全相同，这门课程强调的是专业知识的应用，要求学生能够将基本理论与实际工程相结合，达到解决工程问题的基本能力。因此，在重视理论教学的同时，必须重视实验教学。但是，在具体的教学过程中，不但学生普遍感到难学，授课教师也存在许多困惑，这些都是由于课程特点引起的。
它的主要特点[1]有：（1）概念多，专有名词多，内容抽象，对于初学者来说难以适应，由此会感觉入门较难。（2）编程语言指令多，且需要掌握每条指令的功能及操作数来源。（3）逻辑性和完整性强，各部分知识衔接紧密。（4）课程的图示说明多。（5）综合性强，涉及内容较多，涵盖了模拟电路、数字电路、自动控制系统等诸多基础课程的内容。（6）解决实际问题的能力强。单片机教学的这些特点，使得学生在开始学的时候难以入门，难以了解单片机的整体结构，从而对单片机的学习失去信心，以至于出现学生普遍认为课程难学、教师普遍认为课程难教的局面。
多年的单片机教学经验表明很多学生学完课程之后并没有达到预期的效果，不能将学到的知识应用于实践，或无法将知识点连成知识面进而形成知识体系。另外传统的实验教学以验证性的实验为主，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。对于包含工程开发的软硬件协同设计难以开展，学生对基础知识的综合应用能力较差，自主设计和创造能力也普遍存在问题。
二、CDIO模式下课程教学改革探索
1.CDIO工程教育模式。CDIO是一种国际化高等工程教育的创新模式，是由麻省理工学院（MIT）、瑞典皇家工学院（Royal Institute of Technology）等四所跨国大学合作开发的一整套工程教育理念和实施体系[2，3]。它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[4-6]。主要包括技术知识与推理、个人和职业能力与态度、人际交往能力，团队合作和交流、企业和社会环境下的构思设计实施运行系统等四个层面，这种模式不仅注重培养学生扎实的专业技术知识，更关注团队协作精神和创新精神的培养，并通过“做中学”和“基于项目的教育和学习”的教学模式培养既有扎实的专业技能，又有良好的团队协作能力和创新能力的国际化工程师。国内外的经验都表明CDIO“做中学”的理念和方法是先进可行的，适合工科教育教学过程各个环节的改革。
2.以项目为导向，改进教学方式和教学内容。教学方式上，将本专业有着丰富科学研究和教学经验的教师组织成一个项目实施团队，建立相对稳定的承担单片机原理及应用课程教学和实践环节的教师队伍。研究CDIO高等工程教育模式的理念和本质，转变观念，改革教学内容、教学方式和教学手段，紧密结合有关科研项目，将CDIO理念和教师在科研中的实践经验和体会融入教学内容、课堂教学和实验教学环节中。项目中每位成员根据自己承担的科研项目，每学年提出一个适合单片机项目化教学的项目，并将学生进行分组，每组4人，每组都包含1～2名兴趣比较浓厚、学习动手能力较强的同学，每个小组选择一个项目，该项目贯穿于单片机教学内容和过程的始终。最后再完成一个综合性强的实践环节。通过这种方法提高学生学习的积极性和主动性、动手实践能力、团队协作能力和创新能力。
3.改革教学模式。在实际的教学中，将提出的适合单片机项目化教学的项目分配给学生小组，让学生以团队的形式完成整个项目的设计，包括方案设计、软件实现、硬件设计以及测试和调试等整个过程。使项目贯穿于单片机原理及应用课程教学内容和过程的始终，学生分组完成，教师提供辅导。选用的项目可分步实现，彼此关联，从小到大，从简到繁，从局部到整体，层层推进，形成一个完整、全面的单片机应用系统的教学项目。在实际的教学改革中，我们依托于“RS232串口通信”、“数控式直流电流源设计”、“智能负载”、“温湿度测量系统”、“数控直流稳压电源”等项目，将以包含能力训练的项目教学方式让学生深入理解专业知识和提升其专业技能。将教学内容相关的知识分解到各个教学项目当中，这样可以增强学生学习单片机课程的兴趣，培养他们的团队意识和创新能力以及提高在严峻就业环境下的竞争力。
4.考核方式的改革。传统的单片机的期末成绩主要由学生的平时成绩和卷面成绩按照一定的比例构成（一般为3∶7），卷面成绩则全部由试卷考试的形式决定。这种传统的考核方式评价不了学生的实践能力和创新能力，也不能完全作为掌握单片机基础知识的判断依据。而CDIO工程教育则要求学生在掌握专业知识的基础上，具备一定的工程实践能力，也符合广大学生的学习目的。
因此，在本次改革中，为了确保考核方式的合理性、公平性和有效性，单片机的成绩将以CDIO工程教育基本理念为指导，与项目结合的形式完成对学生能力的综合评价，并采取教师点评和学生互评等各种方式（如表1）进行。这种以“过程”为基础开展，关注学生知识、技能的学习过程，关注实践环节及工程应用能力，力求知识与能力的协调统一的教学考核，不仅增强了衡量学生掌握知识的依据，而且有利于引导学生注重动手实践能力和自身综合素质的提高。
三、教学改革的实际效果
1.激发了学生的学习兴趣。以项目化方式指导学生学习的教学方式，增强了学生学习单片机的兴趣和热情。工程教学中始终贯穿着项目，学生需要按照项目的任务和要求系统地学习基础知识和应用能力，有助于学生明确学习目标。这种由传统单调的课程教学到灵活的项目教学方式，也极大地提高了学生的学习氛围和兴趣。
2.培养了学生综合运用知识的能力。要完成CDIO项目中的工程任务，必须运用诸如数字电路、模拟电路、自动化控制和单片机技术等多学科的基础知识。学生需要综合运用所学知识来解决项目中遇到的问题，使学生综合运用知识的能力得到培养。通过完成遇到问题到解决问题的过程，学生也加深了对知识的掌握。
3.锻炼了学生的团队协作精神。由于在整个工程项目的学习过程中，学生被分为3～4人一组，在分散学习、查阅资料、讨论及实践活动的过程中，都是以小组的形式进行，每个小组都是一个小团体，全体组员共同参与学习环节中的各项活动。彼此互相配合，广泛交流的过程，锻炼了学生的团队协作精神和团队意识。
4.提高了学生的思维、实践动手能力。CDIO教学模式“做中学”的理念，强调教学与实践的统一。在教学过程中安排的大量项目实践活动，需要学生亲自动手完成项目要求的各个实践任务，并参与到项目开发的始终。参与工程的开发能够发散学生的思维，提高实践动手能力。从项目完成的情况来看，此次改革有效地提高了学生的创新能力和解决问题的能力。
四、结语
经过全体课题组教师的不断努力，“单片机原理及应用”课程教学改革已经取得了初步成效，教学效果得到了显著提高。通过单片机教学改革的实践，结果证明，在CDIO工程教学模式下，采用以项目为驱动的教学方式不仅生动有趣，还能提高学生的创新能力和实践能力。而且理论与实践紧密结合的教学改革，激发了学生学习的兴趣，培养了学生的团队协作能力和团队意识。
参考文献：
[1]李晓林，牛昱光，阎高伟.单片机原理与接口技术[M].第2版.北京：电子工业出版社，2011.
[2]马卫国.基于CDIO的单片机原理及应用课程教学改革探讨[J].中国现代教育装备，2011，（19）：70-72.
[3]张翼成，刘美，王涛.CDIO模式下“单片机原理及应用”课程教学改革[J].计算机教育，2012，（32）：22.
