单片机开发
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单片机开发范文第1篇
（西安外事学院工学院，陕西 西安 710000）
【摘要】现在单片机（Single-Chip Microcomputer）因其技术慢慢成熟，逐渐成为计算机发展和应用中不可缺少的重要方面，单片机（Single-Chip Microcomputer）技术的开发与运用彻底改变了传统的固有思路。本文选取电子琴系统作为例子来介绍仿真技术在单片机开发中的运用，并以单片机MCS-51和AT89S51软硬件协同（hardware-software codesign）的仿真技术来对整个系统进行模拟效仿,主要目的是为了突出单片机的普及程度,然后进一步对单片机（Single-Chip Microcomputer）技术的运用和发展起到促进的作用。
关键词 仿真技术；单片机；应用
0 概述
单片机（Single-Chip Microcomputer）操作起来方便快捷，而且单片机能够很准确地对数据进行处理，可谓是速度快、效率高，正因为这样，单片机（Single-Chip Microcomputer）被广泛应用到了各个领域，可以称的上是计算机的左膀右臂，更是其不可缺少的重要分支。往后，单片机（Single-Chip Microcomputer）内的RAM、ROM存储容量越来越大，编程也会越来越方便，输入/输出端口会变得更多功能化，工作温度范围更广、可靠性更高、抗干扰能力更强、内部资源会变得更为丰富。
与此同时，电子设计自动化(EDA)以计算机的硬件和软件为基本的工作平台因为集成电路和计算机技术的飞速发展已经发展成为可以独当一面，甚至可以是作为替代品来完成电子系统设计的重要工具。其中FPGA是一种新兴的可编程逻辑器件(PLD),与其它可编程逻辑器件(PLD)相比,具有更高的密度、更快的工作速度和更大的编程灵活性，FPGA是一种新兴的可编程逻辑器件可以取代现有的全部微机接口芯片实现微机系统中的存储器、地址译码等多种功能具有更高的密度、更快的工作速度和更大的编程灵活性被广泛应用于各种电子类产品中[1]。单片机（Single-Chip Microcomputer）的优点良多，如果一定要举例说明，那首先提到的一定是它物超所值并且操作起来简单灵活、数据处理的能力极为突出……而FPGA的高速规范等特点能使这两个设备相互结合，以后的发展前景无限。
（1）单片机的含义
单片机（Single-Chip Microcomputer）又称微控制器，诞生于1971年（由intel公司研制），是一种由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成的集成电路，优点在于可靠性高、体积小、扩展灵活、应用软件配套并且能耗小、价格低等。单片机的发展分为早期、中期、当前三个主要阶段，经历了由Single Chip Microcomputer到Micro Controller Unit再到System on Chip的升级阶段，单片机的发明对于电子信息技术而言是向前踏进了一大步。
第一阶段是初级单片机形成的阶段，该阶段的特点是存储器容量较小，寻址范围<4K,没有串行接口，指令系统功能弱。
第二阶段是高性能单片机阶段，该阶段的特点是结构体系较第一阶段而言更加完善且性能大大提高，面向控制的特点更是进一步突出（其中，MCS-51为单片机中的经典款）。
第三阶段是微控制器化阶段，该阶段的特点是片内面向测控系统外围电路增强，使单片机（Single-Chip Microcomputer）可以在复杂的自动测控系统和设备中方便灵活地运用。
（2）单片机的应用
单片机（Single-Chip Microcomputer）因为什么原故而被器重，进而可以被广泛的应用呢？其实究其主要原因该是因为单片机（Single-Chip Microcomputer）能被更轻松地应用到嵌入式系统之中。单片机（Single-Chip Microcomputer）数量众多（远超过PC机和其他计算的总和），甚至在数量上从某种意义而言竟然比人类的总和还多，可见其数量之多！单片机（Single-Chip Microcomputer）的家族随着科学的发展慢慢壮大起来，如今，几乎所有能接触到的电子产品（如手机、电话、计算器）中都少不了集成有单片机（Single-Chip Microcomputer）的存在，机电一体化产品（如B超、打印机、复印机等）中也有它，实时工业控制（如温度控制、生产线控制等）中也有它，交通领域（如工业控制系统、汽车）中同样也会发现它的踪迹。
单片机的发展可以使人们的生活质量得到很大的提高，因为单片机能够使家电网络化技术增强，随着单片机技术的不断升级与精进，会使我们的生活更加的便捷。
1 单片机的分类
单片机（Single-Chip Microcomputer）有了新的发展，根据市场的需求，单片机（Single-Chip Microcomputer）的运行速度不断得到提高，用户可以根据产品的需要进行速度的选择。
单片机（Single-Chip Microcomputer）根据二进制运算的结果可以分为8位、16位、32位单片机等……可以根据使用场合的不同分为高端单片机和低端单片机，也可以根据通用类型来区分，分为通用型和专用型单片机[2]。甚至可以根据涉及的领域来进行单片机的分类，如家用类、通信类、军工类等单片机的类型。
2 有关仿真技术
仿真技术(Simulation Techniques)是以仿真工具（Simulator）为探索方法，仿真软件（simulation software）为探索目标，通过建立仿真模型(Simulation Models) 和进行仿真实验（simulation experiment）的方法来对自己猜测的结论进行初步研究、初步分析、初步评估，进过一些列分析后再更深入地进行深层次的研究、分析、评估，并根据取得结果来对自己的结论进行判定的综合技术。仿真技术(Simulation Techniques)不像大的工程，进行该项技术完全不需要被场地、气象、环境等所束缚，可以根据需求反复进行，经济实惠。由于科学技术的发展，仿真技术(Simulation Techniques)也在快速地与时俱进，仿真系统研究的对象日趋复杂，所用的建模愈来愈复杂，规模也愈来愈大且可以涉及的范围也十分广泛。它与很多学科都有千丝万缕的关系，可以毫不夸张的说仿真技术(Simulation Techniques)是一门综合多种学科的先进技术。
随着仿真技术的发展，仿真技术(Simulation Techniques)的应用目的变得多样化、全面化。仿真技术(Simulation Techniques)是作为对实际系统进行试验的辅助工具而应用的，其目的可以包括但不仅限于系统的研究、系统的设计与分析、系统的测试与评估、操作人员的培训等……
仿真技术(Simulation Techniques)的应用不仅仅限于产品，更可以来进行方案论证，战术技术指标论证、设计分析、生产制造、试验、维护、训练等各个有需要的阶段，除此之外，仿真技术(Simulation Techniques)还可以用于多个或单个系统中，可谓是以较低的费用取得最好的可能性。
3 仿真技术在单片机开发中的应用探讨（电子琴系统设计）
关于低级别的模拟，软件和硬件协同仿真技术（hardware-software codesign）对此研究还比较完善，与普通的不同（软件调试环境、微处理器模型和硬件协同仿真RTL描述），它在相对良好的环境中，自备控制接口通过一个系列软件（经由处理器和硬件交互发起）来和软件环境和硬件环境进行对接，我们在这里以电子琴的开发为例，介绍软硬件协同仿真技术（hardware-software codesign）在电子琴系统中的应用。
3.1 整体设计
现在我们以电子琴系统举例子进行说明，仿真板（emulator）是硬件仿真（hardware simulation）和调试界面，系统执行（system performs）、单步执行（single step）、监控断点等功能都是经由单片机（Single-Chip Microcomputer）仿真软件来对它们进行负责和处理的。AT89S51 /MCS-51单片机、矩阵键盘（matrix keyboard ）、音频模块（NAMTM）和显示模块（display module）应该被包括在电子琴的系统设计之中。这样子进行系统设计是以该系统的硬件和软件设计的前期来验证其正确性和性能效率为主要目的。
3.2 MCS-51单片机
3.2.1 关于整体系统的设计
MCS-51单片机由Intel公司生产，由于运用时间较早，影响面又大，已经成为了行业中的标杆，且该单片机（Single-Chip Microcomputer）采用两种半导体工艺生产，一种采用高速度、高密度和短沟道HMOS工艺。另一种是采用高速度、高密度和低功耗的互补金属氧化物的CHMOS工艺。
3.2.2 关于单片机的设计
MCS-51单片机以一个8位CPU为首，该CPU就像人类的大脑一样，是MCS-51单片机的指挥台，指令由CPU发出，然后根据CPU发出的指令，CPU会有相关执行机构来对指令进行读入和分析，MSC-51单片机内含的所有部件都受CPU的控制。这个CPU是由8位算术/逻辑运算部件ALU、布尔处理器、定时/控制部件和若干寄存器等主要部件组成。
MCS-51单片机的3个寄存器，分别是内部有工作寄存器、专用寄存器和特殊功能寄存器。
MCS-51单片机的两个存储器是分别独立的，可以储存不同的东西，按储存类型分为程序存储器和数据存储器，这两个存储器各的寻址系统均不相同，而控制信号、功能和分开编址则统称为哈佛结构（Harvard architecture）。
3.2.3 仿真设计难点
如何进行源程序编辑中的查找和替换是仿真设计的一大难点，为了可以对源程序提供的查找和替换功能进行又快又准地编辑,在对其进行编辑处理时时,（焦点虽然处于编辑位置）但是查找替换功能依然没有办法顺利进行下去，此刻应该想到将焦点放到查找和替换的窗口上,想办法让系统能够暂时性地生成一个编辑窗体对象进行焦点的定位,使在编辑窗体内查找和替换内容的操作这一项设想成为现实。MCS-51的CPU不仅是一个庞大的类，而且是仿真软件的核心，这些大类可分为：数据传送类、算术运算类、逻辑运算及移位类、控制转移类、位操作类等，不仅如此，还需要对CPU内部的所有资源(内部RAM,寄存器,位操作区)进行定义。
3.3 AT89S51单片机
3.3.1 关于单片机的设计
AT89S51单片机，其中有40个引脚，4K字节闪存芯片上的程序存储器，128 字节的随机存取数据存储器，32个外部双向口，五个中断优先级嵌套中断，两个16位可编程定时计数器，两个全双工串行通信端口，WDT电路，片上时钟振荡器，低功耗、高性能的8 位芯片[3]。芯片兼容标准MCS-51指令集和80C51引脚结构，使用高密度，非易失性内存技术，可为许多嵌入式控制应用提供具有成本效益的解决方案。
3.3.2 关于结构的设计
电子琴系统具有的按键数量较其他而言略多，因此这次例子中将其按矩阵结构来进行排列，尽管键盘按矩阵的结构排列比按连接式结构排列相比，不论是从识别方式还是其他都要更加的复杂，不过这样可以使端口的利用频率得到提高。各个按键之间（包括每一行和每一列）行线和列线要根据电阻器的功率作参考进行对应的连接，而按键的状态只会显示数字“0”和“1”。当按钮没有被按下的时候，输出端行线的产量高，这说明键按还没有被按下时，下列线输入能够和芯片链接，而一旦某一个键被按下，输入端电压会显示变低，我们可以通过观察输入线的状态得知有没有按键是被按下的状态，这可以使系统的性能得到提高。
3.3.3 在设计中对音频模块和显示模块的设计
对AT89S51使用音频脉冲刺激其定时器，每个反向输出脉冲的时间不断地经过反向、反向、再反向的过程，然后通过蜂鸣器发出刚刚流程中产生出不同频率的脉冲信号后，优美的音乐就诞生了，这就构成了使电子琴系统的音频模块形成的基本因素。另外，将AT89S51 单片机的P2 端口连接到一共阴数码管a－h 的引脚上，可以实现电子琴系统的显示模块，能够在数码管上循环显示数字0-9，总之，单片机仿真技术由于考虑到软件的实际情况，模拟运行验证可以更真实的应用环境，系统设计更容易早期发现问题，避免设计错误，克服芯片的开发成本高的缺点[4]。对整个系统的软件进行一番模拟和操作，不仅能降低开发的风险，还能减少开发的时间和开发的成本得到。
把共阴极数码管a-h这8个引脚连到AT89S51单片机的P2端口的P2.0-P2.7，来形成电子琴系统应用的显示模块，数码管在应用中可以将数字0-9显示出来。
简而言之，在进行系统仿真的设计和开发时有几点是必须要考虑到的，那就是软件和单片机（Single-Chip Microcomputer）的实际情况以及运行并验证仿真模拟软件的可行性有多大，在系统设计的方案落实之前，一些前期的问题要尽可能的考虑周全，要将“三思而后行”的观念落到实处，这样可以使将来在软件运行时有可能发生的问题得到避免，并且节约了成本，避免了投资浪费的情况发生，同时这也是对人力和物力的节省，使单片机（Single-Chip Microcomputer）技术的设计开发成本在可行性范围内大幅度地降低。
4 总结
当今社会，杀毒软件和防火墙越来越智能化，但是归根结底这些软件主要还是针对用户的操作系统环境进行实时监测、检测和防御病毒。那么针对一些具有高要求的企业的网络，提前计划和部署相应的安全解决方案是非常有必要的。不难理解，对于一些不安装任何防火墙和杀毒软件的电脑，公司的重要文件通过网络泄露机密的可能性是很大的。但是，根据我们的实践可以知道，大多数情况下安全管理软件和防毒软件会互相冲突、互相报错，并且这问题不容易解决。但现如今，我们可以通过仿真技术在单片机开发中的应用很好地解决这个（安全管理软件与防毒软件相互冲突）问题，这样就会使得企业信息安全得到了很大的保障，安全性得到了提高，继而减轻了企业IT的工作负担和工作内容。
考虑以上因素，微控制器硬件因为软硬件协同（hardware-software codesign）仿真技术的研发，所以不再需要模拟的全部功能，不仅如此，该技术的创造发明能让一个成功的系统设计增强信心。换而言之，软硬件协同（hardware-software codesign）仿真技术能让系统设计的调整更加简便，能提前评估设计的性能，还可以让软硬件的检测更加的容易。软硬件协同（hardware-software codesign）仿真技术的研发在单片机（Single-Chip Microcomputer）开发中表现出了卓越的仿真能力，这无条件地让这个技术摇身一变成为现今最好的仿真工具之一，据此可得，仿真技术在单片机（Single-Chip Microcomputer）开发的进程中具有非凡地推广意义。在此，我们不难预测，随着科学技术的不断发展和计算机仿真技术的日益完善，单片机（Single-Chip Microcomputer）仿真技术能实现单片机（Single-Chip Microcomputer）开发应用的最大效益并且日后的应用一定会更加广泛。
参考文献
［1］李列文.FPGA低功耗设计相关技术研究[D].中南大学,2014.
［2］谈发明.基于中低端单片机的抢占式RTOS精简设计[D].南京理工大学,2009.
［3］徐金增.单片机编程仿真实验系统的设计与实现[D].山东师范大学,2009.
单片机开发范文第2篇
1.1手机语音
目前，手机的语音功能越来越强大，其中语音功能中有一项非常重要的功能——语音识别，这种语音功能和单片机具有密切的联系。语音信息条目输入后，单片机系统就可以进行识别，并且进行相关的操作。单片机主要设置于音频入口处，主要功能是为了收集各种音频信息，然后一一分析、辨别，最后分别向各个部件下发指令，完成相关的操作。
1.2电话录音
电话不仅具有通话功能，同时还具备通话录音功能，单片机用于录音电话中不仅可以收集各种请求信号，也可以发出相应的控制信号。
1.3应用于仪器仪表领域
单片机具有体积小、高集成度、可靠性高等优点，将其应用于仪器仪表行业，可大大提高仪器仪表的智能化、数字化程度，也可以有效提高仪器仪表的控制功能、处理功能、测试功能。比如，目前将单片机技术应用于航天航空仪器仪表中，在很大程度上提高了仪器的集成性、可靠性以及准确性，事故发生率也大大降低，整个航天航空电子系统的智能化、自动化水平显著提高，信息传递效率和速度也有效提高。
1.4应用于家用电器领域
随着单片机技术的不断发展和普及应用，单片机技术不仅仅局限于一些高端的科研器械领域中，同时在人们的日常生活中也得到广泛应用。单片机的应用可以使整体家用电气得到智能化、一体化控制，也可提高电器的使用性能，有效识别相关的信息。比如，微波炉、洗衣机、电视机等一些常用的家用电器的显示系统、控制系统中会应用到单片机。将其应用于电视机上，可以使用户有效控制大型智能游戏，而且也可以选择更加方便的频道方式。将其应用于微波炉上，可以使食物的加热时间以及加热温度得以控制。将其应用于洗衣机中，可以按照衣服的脏度以及衣料的材质自动选择洗涤的强度、时间以及洗涤剂使用量。
1.5应用于医疗器械领域
现阶段我国医疗条件下，在检测手段、消毒条件、住院条件、检测手段等各方面都具有或多或少的问题，对患者就诊会有一定的影响。在医疗器械领域中应用单片机技术，可以在同一时间对多种疾病进行有效分析，不仅可以大大提高检测设备的检测准确性，也可在很大程度上提高诊断下药的科学性、可靠性，减少临床漏诊、误诊率。同时，在医疗器械中应用单片机技术，有利于提高医疗设备结构的智能化、合理化、自动化。目前，像分析仪器、超声波检测仪器、呼叫系统等医疗器械中都会应用到单片机。
1.6应用于工业控制领域
近年来随着工业的不断发展，工业生产的自动化程度不断提高，尤其是在电力高压行业、核工业、粉尘工业等一些特殊环境下，对于人体的危害较大，因此基本上都已经实现自动化操作。在这些高危作业的自动化操作中目前已经广泛应用到单片机技术。在工业化控制管理过程中应用单片机技术，通过数据采集以及过程控制手段实现了工业控制管理工作的有效性以及科学性。目前，在报警系统、自动喷漆系统、流水线作业系统等方面都广泛应用到单片机技术。
2.关于单片机的开发技术
出现新的CPU后，以往的8位机慢慢增加到了16位机、32位机、64位机甚至更高的级别。现阶段，基本上单片机都应用了EET技术，增加该项技术后可以有效避免外界的干扰，确保系统的时钟信号不受影响，整个系统的可靠性得以提升。在单片机中应用布线和驱动技术，可以减少噪声，减轻噪声对于电路信号的干扰，提高电路信号的传输质量。其次，在单片机中还应用了OPT技术、裸片技术、表面贴技术等，OPT技术相对于掩膜技术而言，具有生产周期短、风险小等特点；而裸片技术以及表面贴技术可避免OPT芯片出现接触不良现象。开发单片机技术的过程中，应该综合考虑成本、性能、适用环境等多方面因素，尽可能开发出和企业相适应的自动化系统。在选择编程语言时，由于C语言程序具有良好的可继承性，而且也便于进行模块化设计以及管理工作，因此一般都会选择C语言。在选择型号时，有AVR、8501、MS430、PIC等多种选择，因为不同的型号并不会存在较大的差异，因此在选择其中的一种型号后能举一反三。另外，在设计、开发单片机的过程中，还需要考虑接口设计、系统干扰、驱动电路设计、软件设计、平台建设、接口设计、抗干扰设计等诸多方面。
3.总结
单片机开发范文第3篇
【关键词】单片机；职业教育；教学模式
电子技术的飞速发展，给人类生活带来了根本性的变革，特别是随着微型计算机的出现，更是将人类社会带入了一个新的时代。单片机其实就是一个简化的微型计算机，它将CPU、存储器等集成在一块很小的芯片上，主要用来完成相对简单的控制任务。单片机因为体积小、可靠性高并且价格低廉，所以广泛地应用在智能仪器仪表、机电设备控制、自动检测和家用电器等多个领域。正因为单片机应用领域广，单片机开发人才的需求量大，所以几乎所有的职业教育院校对电子信息类的专业都开设有单片机应用与开发的课程。但很多老师在上这门课时直接采用了一般大学传统的教学模式，利用书本教授大量的理论知识，然后做几个实验加以辅助，并没有针对职业教育的特点进行改变。我认为职业教育就应该以职业为导向，注重实际运用，所以本文将探讨一种单片机应用与开发的教学模式，尽量使学生在学完本课程后不但能掌握单片机的常用理论知识，而且能马上投入到单片机的开发工作中去。
一、用一次实验开始本课程的学习，调动学生积极性
传统的单片机教学都是以理论知识开始，首先讲解单片机硬件结构，然后依次是指令系统、程序设计和单片机扩展，一般在指令系统讲解部分后开始进行实验。单片机的理论知识非常枯燥而且抽象，这点学过单片机的都深有体会，要想记住这些知识已是不易，更别说通过书本就能理解掌握了。这样就容易使部分学生觉得单片机太难，自己学不了，从而丧失继续学习的积极性。
本人以实验课开始单片机的教学。第一堂课我就带领学生到实验室，让学生认识单片机，认识单片机开发板，然后向学生演示一个简单的单片机程序的运行效果（本人一般演示八个LED灯闪亮的程序，以下简称程序一）。随着LED灯的循环闪亮，学生们此时会非常有兴趣且充满好奇，不但都会挤过来看，还会问很多的问题，比如LED灯闪亮的频率能否调快慢、能否使这些灯按顺序单个的循环闪亮等等。通过这种以实验引入教学的直观生动的方式，能充分激发学生的求知欲，调动他们的学习积极性。
二、认真编排教学计划，使实验与理论做到无缝结合
我们在编排教学计划时一定不能单纯依照教材上的章节顺序，必须围绕将要进行的实验合理地选择将要讲授的知识点，并且将这些知识点有条理地联系起来使之系统化，这样有利于学生对这些知识点的理解和记忆。这部分理论知识讲解完毕后马上指导学生进行实验，让学生带着系统的理论投入实验，这样他们不但容易掌握该实验的目的和原理，而且能更好地巩固所学的理论知识。
比如程序一，这个程序包含的理论知识主要有I/O口的操作、单片机的软件延时以及单片机编程指令和规则。这些理论知识在教材上分布在不同的章节，而且跨度较大，如果严格按照教材的进程，那么学生掌握这个实验时理论学习都过半了。但是这个程序可以说是单片机学习的入门程序，如果不能很快掌握，将会使学生们陷入枯燥的理论学习中。我们应该在程序演示后紧接着讲解程序的实现过程，然后引入直接相关的理论知识，这样能够帮助学生理解和掌握理论知识包括一些比较抽象的知识，在学生掌握直接相关知识后我们再根据教材进行适当的延伸。程序一中的I/O口操作只是输出操作，所以我最初只会讲解I/O口的输出功能，当学生结合程序掌握这一知识点后，我就会讲解I/O口的输入、结构以及负载等关联知识，这时学生就能比较容易理解并掌握。
三、不能一味追求进度，以掌握单片机工作原理和常用指令为重点
单片机开发与应用是一项复杂而且深奥的工作，再加上职业院校学生的理论知识基础和学习能力普遍都要差一些，所以我们不能期望他们经过一个学期的学习就能掌握复杂的单片机系统开发。我认为在有限的单片机教学时间内，教师不应一味追求教学进度，最重要的是使学生掌握单片机开发的基础知识和基本原理，只有打好扎实的基础以后在工作中才能学习更深层次的知识。
我在给学生讲完程序一的理论知识并指导他们做完实验后，并不会马上教他们做一个全新的实验，而是要考虑新旧知识的结合。在他们已经掌握的实验的基础上加入新的知识，这样他们对新知识更容易理解和掌握，同时还是对已学知识的巩固。学生们在程序一中学到如何输出指令控制LED灯，接下来我就教他们如何从外部输入去控制LED灯，然后我又会教用位控制指令和循环指令控制LED灯。这三个实验都围绕单片机I/O口进行，因为I/O口控制可以说是单片机中最基本、最重要的部分，但每个实验有不同的控制方式，所以学生又学到了不同的知识和指令。
四、由浅入深，模拟工作过程，培养学生独立设计和编程的能力
职业教育是以就业为导向，所以我们在进行单片机教学的时候也不能背离这个宗旨。在实际工作中，一个合格的单片机开发人员必须具备从系统最初设计到开发调试的工作能力。在学生掌握一定的理论和实践的专业基础知识之后，老师应该模拟实际的工作过程向学生提出工作任务，让学生自己思考该从何处入手、该怎样实现等等。实训过程要充分发挥学生的主观能动性，不能老师边做，学生边抄。要让学生先入为主，按照自己的思路进行设计开发。老师的角色是辅导、指导和督导。在辅导过程中，老师应针对学生遇到的各种问题召开技术指导分析会，带领学生分析问题、解决问题，使学生在实训过程中学会学习，学会工作。
在教学生进行I/O口操作并成功完成实验后，他们基本理解了单片机工作的原理和过程，这时我开始逐步带领学生从系统设计开始做起。比如我的教学计划中第三个程序是用位控制和循环移动命令控制LED灯的闪亮和方向改变，我会先模拟客户向学生提出最终的执行结果要求，然后让他们思考一定时间，接着我会在学生思考的方案中选出正确并且比较有代表性的一个来带领他们一步步地分析，并指导他们绘制程序流程图和编写程序。在整个程序三的教学中，每一步我都不会直接告诉学生结果，我会给他们相应的提示来逐步引导他们自己思考出结果。一开始他们觉得很难，而且课程进度也比较慢，但是我认为这是一个非常重要且必经的一个过程，随着他们逐步地熟练和掌握这种学习方式，后面的学习将会轻松许多，而且这种能力也会使他们在今后工作中受益匪浅。
五、安排专周实训，带领学生到企业学习
学生在学校进行完理论学习和实训操作后，学校应安排至少两周的专周实训时间，积极联系从事单片机开发工作的企业，让任课教师带领学生到企业去，在实践中深化学习，进一步巩固他们在学校学到的知识。如果条件允许的话，尽量为学生聘请一位企业的单片机开发技术人员，选取一个企业曾经开发的简单项目带领学生进行设计开发。我相信，经过这样一个专周实训后，学生就真正地具备了单片机开发的基本工作能力。
职业教育与普通大学教育是不同的，所以我们在教学中应该从课程规划开始就要充分结合该门课程的工作实际，认真编排教学计划，重点培养学生胜任实际工作的综合能力，使学生走出校门后就能马上投入到相关的工作中去。
参考文献
[1]唐俊翟等.单片机原理与应用[M].北京：冶金工业出版社，2003.
[2]陈廷.单片机实验教学与实践[J].科协论坛（下半月），2012（5）.
[3]赵鹏.单片机教学之我见[J].都市家教（下半月），2012（3）.
单片机开发范文第4篇
单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。
二、单片机开发中的几个基本技巧
在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。
1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。
2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。
3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。
4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。
综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。
参考文献：
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990
[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992
[3]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，1996
单片机开发范文第5篇
关键词:项目驱动法;单片机;教学
“单片机应用技术”课程是机电一体化专业的主干课程,也是多年来公认的“问题课程”,学生普遍感到难学。主要表现在课程内容抽象、逻辑性强、与其他课程的关联度大。教学过程极易陷入难教、难学的境地并形成恶性循环。随着计算机网络与通信技术、集成电路技术和计算机软、硬件软件技术的飞速发展,单片机应用技术的内容与教学手段和方法都发生了很大的变化。如何充分利用多种单片机开发工具,掌握综合运用单片机的软硬件实用技术,为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用开发,培养具有技术应用能力、创新精神和创业精神的高素质人才,是高职单片机课程教学面临的新挑战[1]。目前国内多数高职院校单片机课程存在理论与实践严重脱节的现象,本文针对目前国内高职机电一体化专业单片机应用技术课程教学中普遍存在的问题和不足进行深入探讨,结合多年的教学经验,提出基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学的新思路,以期为单片机课程教学的改革提供参考。
1高职单片机教学中存在的主要问题
目前多数单片机课程教学普遍存在以下的问题:
(1) 教材结构未考虑学生的接受能力。教材内容主要依照单片机硬件结构指令系统汇编语言设计系统扩展接口技术应用系统设计的顺序编写的,注重课程的学科性与系统性,而未考虑学生的认知特点;教学过程也是以单片机的结构为主线,先介绍单片机的硬件结构,接着是指令和软件编程,然后是单片机系统的扩展和器件的应用,最后是应用实例。按此教学结构,单片机课程就演绎为以单片机知识为蓝本的微机原理课程,高职学生理解力和逻辑思维能力较薄弱,对复杂的电路和抽象的指令往往不知所云,学习过程枯燥乏味,学生大多产生厌学情绪。
(2) 教材内容陈旧,单片机课程教学缺乏技术性、工程性和实践性。如在单片机接口中主要以并行扩展为主,介绍74LS273/373锁存器,74LS138/139译码器,74LS244/245总线驱动器,8155/8255I/O扩展接口,以及键盘显示器接口8279等,而这些在单片机实用系统开发中早已不用了。如今CPLD器件已被广泛应用于单片机应用系统,根据实际需要可通过对CPLD器件的编程实现锁存器、译码器、存储器、I/O接口以及各种逻辑控制电路功能。CPLD作为现代数字系统设计的必备技术,在单片机应用系统设计实例中却鲜有介绍。此外,抗干扰技术、SPI扩展、ONE-WIRE扩展、多状态多任务处理问题等许多实际开发设计中不可回避的问题却很少涉及。
(3) 普遍存在理论与实践严重脱节的现象。在教学形式上,单片机课程多以课堂理论教学与少量硬件仿真实验相结合,实验教学也多为验证性实验[2-3]。先理论后实践教学,或理论与实践教学分阶段交叉进行,造成长期以来单片机教学理论与实践的严重脱节。加之许多学校单片机实践教学资源相对比较匮乏,多以单片机实验箱为主,实践教学环节也仅仅体现在为数不多的几个验证性实验上。许多情况下,学生只是依照老师给出的实验电路进行简单连线,有些同学直接将实验系统中的源程序调出来运行一下就算完成任务了。整个课程结束后,许多学生也未能真正了解清楚单片机应用系统开发的全过程,不会使用仿真软件调试程序的同学也不在少数,甚至连单片机开发工具如硬件仿真器、编程器的用途都不知道,更不用说掌握单片机应用系统设计的一般性方法。
(4) 教师缺乏应有的工程素质。长期以来总有一种观点认为,教师受传统教学模式影响,轻视实践教学环节,不注重学生实践能力的培养。事实上,大多数高职工科类专业技术课程的教学缺乏技术性、实用性和工程实践性,并不是教师不重视实践解学环节,而是我们的教师本身就缺乏应有的工程素质。所以才会出现如将单片机课程教学演绎为以单片机为蓝本的微机原理课程教学的误区,而传统的教学模式又使这样的误区成为了一种极为普遍的现象,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,纸上谈兵使得许多教师丧失了提高自身技术应用能力、工程实践能力和科研开发能力的动力,致使课堂教学无法跳出传统教学模式的怪圈。
2基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学
传统的单片机教学模式以“知识为本位”,强调以教材为中心、以教师为中心、以课堂为中心,教学上注重知识的系统性与逻辑性,但却忽视了对学生能力和创造性的培养,收效甚微。单片机课程的学习过程实质上是一个以单片机为工具进行嵌入式系统开发的过程,“项目驱动法”打破原教学结构框架(即硬件结构+软件编程+系统设计),将单片机课程的核心技术分解为一个个的知识点,并通过具体实例(即项目)来体现[4]。一个项目需要用不同的知识点去组合和搭建,每一个项目又分解为若干任务,项目的完成是在教师主导下以学生为主体的一次完整的教学活动,当所有项目任务完成后,知识点也就全学完了。“项目驱动法”设计过程具体如下。
2.1项目的选取准则
项目选取要以单片机技术应用为主线,分层次精心编写项目内容――包括基础训练项目、技能训练项目和综合应用项目。基础训练项目的选取应根据学生的认知特点,教师要站在初学者的角度来编写项目内容,项目功能简单益实现,增强学生学习的积极性和信心;技能训练项目的选取应体现项目的灵活性。鼓励学生尝试用不同方法实现项目功能,通过对比不同实现方法,增强师生之间的互动,加强学生之间的协作与交流,提高学生的技术应用能力,进一步激发学生的学习热情和成就感;在综合应用项目的选题上,应注重典型单片机应用系统的设计,项目设置上包括基本要求和发挥部分,以此激发学生的创新思维、创造力和成就感。在项目实施的过程中,教师扮演教练的角色,起指导作用。
2.2项目内容构建
项目内容构建是“项目驱动法”实施的基础,在项目内容选取中,教师应依据学生认知特点,充分分析本专业对单片机应用技术能力的具体要求,及本专业学生学习的前后课程之间的关联,由简单到复杂,层次分明、科学合理的进行规划。如机电一体化专业“单片机应用技术”课程项目内容及任务描述如表1所示。
2.3项目教学资源构建
项目教学资源的构建是实施“项目驱动法”一体化教学的基础[5]。传统教学模式下的教学资源较为单一落后,不适应“单片机应用技术”课程教学。整合文字教学资源(教材、学习指导及习题),参考各知名单片机开发网站资源,利用软件教学资源(WAVE和Proteus以及Protel软件)和硬件教学资源(实验箱、仿真器、单片机开发板、雕刻机等),构建以先进的软硬件资源为基础的丰富的网上课程资源库[3]。充分运用现代教育技术和手段,使学生能够按照自己的需要,方便地实现不同教学资源的切换,为实现基于“项目驱动法”的一体化教学提供资源保证。
2.4项目实施过程
“项目驱动法”一体化教学的实施主要包括:项目导入项目剖析任务分解知识点导学知识点应用目标搭建目标组合项目完成。具体地讲,项目导入即是发挥教师的主导作用,引导学生明确本次教学任务,在这里教师要努力为学生创设当前所学内容与真实环境基本相接近的学习情景,充分发挥学生的主体作用,采用启发式教学对项目功能进行剖析,并分解成为一个个相对独立的任务。在教师指导下进入当前知识点学习,学习中注重引导学生独立思考,对知识点自行理解和消化,在此基础上,鼓励学生独立探索解决问题的方法,即如何应用知识点及其组合来完成一个个目标任务,再将各目标任务按照逻辑关系组合起来,形成此项目完整的解决方案。
值得注意的是:首先,一个项目的完成可能需要多个知识点的组合,实现多个目标任务的过程要考虑各目标任务间的逻辑关系,并将这种关系通过软硬件手段来实现。其次,每一个项目的完成都离不开软硬件仿真(只有在综合应用项目中,才会使用硬件仿真器和雕刻机),所以对WAVE软件仿真软件和Proteus硬件仿真软件的学习将贯穿整个教学过程。也就是说,在项目2“了解教学做一体化教学平台”完成之后,WAVE和Proteus软件就作为单片机应用系统的开发工具,始终伴随着学生的学习,并且随着项目内容的多功能化和复杂化,对WAVE和Proteus开发工具的学习也将越来越深入,其优势也将越来越明显。
2.5项目学习评价
在“项目驱动法”教学中,学习效果主要由完成项目工作的质量来衡量,主要包括教师评价、学习小组评价和自我评价。围绕学生在项目设计过程中,从项目剖析任务分解知识点学习知识点应用目标搭建目标组合项目完成的一些列活动中,通过师生间的互动交流、学生间的互助协作,考察学生对项目任务的理解、知识点的学习领悟及应用单片机开发工具完成相应项目设计的能力。项目学习的最终目的是通过知识点的组合与搭建,完成知识向能力的转换,在教师评价中应以激励、鼓励为主,以增强学生的信心;对学习小组的评价应侧重于学生在完成项目目标构建中所起的作用,如该学生是否为学习小组的核心,其学习行为及协作精神是否具有示范性;自我评价不仅要能反映学生学习过程遇见的困难,还要将学习中获取成功的思路,以及对本次项目教学的建议和意见一并表达出来,目的是为了通过师生的共同努力,将项目内容不断充实与完善,使项目教学法质量进一步提高。
3效果分析
3.1教学效果显著
基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学,打破理论与实践教学的界限,课堂教学从原来的教学区搬至单片机实训中心,利用实训中心强大的软硬件资源、网上课程资源及网上科研资源的优势,采用多媒体教学手段,并以网络学习管理系统为平台,方便地实现了多种教学资源之间快速的无缝链接。如在学生初识单片机时,可先通过实验箱大致了解单片机应用系统的结构,利用WAVE软件完成简单的程序编写和调试;接下来根据项目内容学习Proteus设计与仿真,并以此为工具对较为抽象的知识点,如中断优先级和中断嵌套是教学难点,以往课堂教学中许多同学对此不理解,用Proteus进行仿真,变抽象为形象化解了难点,激发了学生的学习兴趣。
3.2提高了学生的技术应用能力
将单片机开发工具引入并贯穿于课程教学的全过程。如在学生初识单片机时,可打开实验箱大致了解单片机应用系统的组成,并利用WAVE软件完成简单的程序编写和调试,加强学生对单片机应用系统的感性认识;接下来学习使用Proteus 软件设计电路原理图并对按项目要求进行先期软硬件仿真调试,观察电路的工作状态及软件运行后的变化情况,逐步掌握用Proteus和WAVE仿真软件从事单片机软硬件设计调试的全过程;在单片机技术综合应用阶段,若仿真结果基本理想可用Protel软件和雕刻机制作出实际硬件电路,并用下载线将程序写入AT89S51单片机,完成整个单片机应用系统的开发过程。可以看出,单片机课程的教学就是熟悉和初步掌握单片机应用系统开发的过程,在课程教学的每一个环节,都要由学生自己动手完成,极大地提高了学生的技术应用能力。
3.3增强了学生创新能力的培养
Proteus仿真软件是一款包含大量系统资源、丰富硬件接口电路,具有强大调试功能和软硬件相结合的仿真系统,在单片机应用系统开发中占有重要地位[6]。在单片机教学中引入Proteus,充分利用其形象性、交互性、安全性、节约性、可移植性和高效性的特点,通过具体的工程项目,培养了学生的工程实践能力和创造性思维,为学生毕业后从事单片机控制技术或智能仪表开发做好准备。
3.4提高了教师的科研能力
在“项目驱动法”的单片机课程一体化教学中,教师从项目内容选题项目剖析任务分解知识点学学习知识点应用目标搭建目标组合项目完成的一系列教学活动中,教师从原来的知识的传授者变为学生学习的合作者。在与每个学生的的交流互动中,发现学生共性的问题、个性的问题以及自身的问题,并与学生一起寻求解决问题的方法,并通过实践将教师自身的技术应用能力、工程实践能力和科研开发能力得到了锻炼和提高,实现真正意义上的。
4结语
本文分析了当前单片机课程教学中普遍存在的问题及深层次的原因,提出基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学的思路。教学实践证明,将多种单片机开发工具引入课程教学的全过程,以教师为主导、学生为主体进行从项目导入项目剖析任务分解知识点导学知识点应用目标搭建目标组合项目完成的一系列教学活动,激发学生的学习兴趣、主动性和创造力,为学生单片机应用能力的培养提供了一种新思路。
本研究得到上海工程技术大学教育科学研究项目“机电一体化专业高职教育模式研究”的资助,在此表示感谢。
参考文献:
[1] 高林,鲍洁. 加强基础建设、深化教学改革、提高教学质量――教育部高职高专电子信息类专业教学指导委员会的工作思路[J].计算机教育,2009(16):12-13.
[2] 黄勤,李楠,谷振宇. 构建全新的实践教学模式,培养综合素质及创新能力[J]. 计算机教育,2004(10):23-24.
[3] 余小滢,卞鱼池,殷为真. 电子设计竞赛促进实践教学改革[J]. 实验技术与管理,2007,24(6):107-110.
[4] 王小立,朱志. 单片机应用技术一体化教程[M]. 合肥:中国科学技术大学出版社,2008.
[5] 姚福安,周常森,万鹏,等. 建设电子设计立体化教学平台[J]. 实验室研究与探索, 2006,25(6):688-691.
[6] 张靖武,周灵彬. 单片机系统的PROTEUS 设计与仿真[M]. 北京:电子工业出版社,2007.
Exploration the Course Integrated Teaching for Principles and Application of
MCU Based on Project-driven Method
PENG Yuan-fang, LU Qin, HU Ning, YANG Yang
(Advanced Vocational Technical College, Shanghai University of Engineering Science , Shanghai 200437,China)
单片机开发范文第6篇
论文摘要：目前单片机渗透到我们生活的各个领域，本文介绍了单片机的应用并且根据自己的一些经验谈了单片机应用过程中应该掌握的几个技巧。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，广泛使用的各种智能IC卡等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
一、单片机的特点应用
单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。
二、单片机开发中的几个基本技巧
在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。
1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。
2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。
3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。
综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。
参考文献：
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990
单片机开发范文第7篇
【关键词】单片机技术;项目教学;Proteus仿真;亚龙YL-236装置
一、单片机传统教学的难点
单片机技术广泛用于航空、航天、工业、农业、能源、交通、通信、家用电器等各个领域。据全国各大城市历次的专业人才需求信息表明，单片机开发、应用人才（特别是高技能型人才）一直供不应求。因此，培养单片机应用高技能人才具有良好的市场前景。中等职业学校电子类专业开设有单片机技术课，但有的学校由于教学方法不当，对该门理论性、综合性和实用性很强的课程，许多教师进行单片机应用教学时，脱离硬件和实际应用去讲系统组成、指令、编程、系统调试、故障处理等，学生普遍感到该门课程抽象、枯燥、难学，丧失学习兴趣，导致学生虽“学过”，但未“学会”，仍然不懂应用。
二、相关软件与平台简介
1.Proteus仿真软件
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它是目前最好的仿真单片机及器件的工具。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，在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
2.亚龙YL-236单片机控制功能实训考核装置
亚龙“YL-236”单片机控制功能实训考核装置是根据中等到职业学校单片机教学与应用的内容和要求，按照职业岗位的工作内容研发的实训考核设备。实训台可以上理论课当课桌用，在实训时有多种功能模块供学生使用。采用模块化教学来设计，提供软硬结合，模块之间连线灵活多样，专为高中职课程设计和单片机竞赛的开发平台，能为中职单片机教学提供有力支持。
三、项目教学法在单片机教学中的应用
对于电子信息类中职在校学生，运用项目教学法，用真实的工程实战项目引导学生学习，让学生肩负任务去学，带着问题去学。学生都有好奇心，也都乐于动手，给他们多点机会，让他们从自已作品中找到学习的答案。笔者教学过程如下：
1.合理选择教材和项目教学内容
单片机技术经过30多年的不断发展，任意一个分支都有大量的知识和技术，对于要在有限的教学时间内要完成海量知识与技术的教学是根本无法办到的事情。因此，我们可以依某个实体为项目，将单片机的知识、技术与应用能力的培养融于实体之中，实现理论与实践相结合。这样既可降低教与学的难度，又可大大提高学生学习的主动性和兴趣。
2.从最容易成功的项目着手
我们尝试学习编程从一个发光管的点亮和熄灭开始。为了让学生理解十六进制与二进制的转换，学习AT89S52的各引脚功能，学习点亮和熄灭的指令，明确低电平为点亮发光管。例如：MOV P0，#0DBH;11011011--零为亮，就是将立即数DB（十六进制）送给AT89S52的P1口，DB转换为二进制为1101 1011（P0.7，P0.6，P0.5，P0.4 P0.3，P0.2 P0.1，P0.0），说明P0.5，P0.3口输出低电平。在万能板上焊上AT89S52插座，18、19脚接12MHz晶振和两个30P电容，20脚接地，+5V电源加到40脚和31脚，还通过10uF电容和10K电阻加到第9脚进行上电复位。在P0.5，P0.3口接上两个LED的负极，LED正极通过几百欧的限流电阻接到+5V电源上。通电就可看到两个LED点亮。若MOV P0，#24H;0010 0100，刚好P0.5，P0.3口接上的两个LED熄灭，其它口接上的LED点亮。至于点亮和熄灭的时间，则由延时子程序确定，很好修改的。此时小组任务为三路到八流水灯设计与制作，八路流水灯又可深入到32路跑马灯，24路花样彩灯，也可以利用Proteus软件仿真与YL-236系统进行测试。
3.项目设计制作的层层深入
接下来我们可以进行独立按键、光电耦合、动态数码管、液晶显示、512点阵显示、AD、DA转换、红外摇控、数字温度采集与显示、矩阵键盘控制、十字路通灯设计、步进电机控制等电路的制作。这些电路元件便宜，易于购买和制作，对提升学生兴趣有很大帮助。所以说，采用项目教学法不在于教师讲了多少理论和程序的分析，而是你的学生学到了多少，运用知识的能力怎样，学生能否做出一些作品，作品有没有技术含量和社会实用性。
四、具体项目的实施过程：
在学生做完一定的实训项目后，选择一些具体的内容，要求他们完成交通灯或者16×16LED开发板制作。其中256点阵是一个集中单片机开发、Proteus仿真、YL-236P实训板演示和训练学生焊接技术以及三极管驱动电路学习的最好作品，也是单片机学习教学大纲必修内容。具体过程如下：
1.分组进行程序的编译与访真，利用keil和 MedWinV3编译生成hex文件。
2.在Proteus软件中绘制仿真电路，输入已生成的hex文件，运行并观察结果。
3.在YL-236的显示模块中运行，可以用万利仿真器和双龙ISP下载器两种方法进行操作，笔者常采取后者，因为方便连线。运行验证可行后，可以由学生根据电路进行实物制作。
制作过程如下：
1.每位同学要在电路板上安插并焊接好256个发光二极管。不能焊反，不能假焊，不能焊坏。还要求规范、美观，焊点温度适中、光亮，电气性能良好。从这一点来说，对我们学生是一个不小的考验
2.LED板焊接好后，是进行电路电气性能检查。要求将二极管每一行的负极作为行扫信号输入端，共焊接16条线，256个焊点。二极管正极也引出16条线，成这16列信号输入。再用万用表低阻档，依次检查每行每列的LED管是否发光，有问题再一一排除。
3.然后是单片机最小系统与LED显示板之间的驱动板的制作。此电路由IC74LS154，16个8050，16个8550，48个电阻组成。电路元件多，焊点多而密，对学生焊接技术是个重要的考验，整体电路的成败在此一举。
4.最后是电路板间的连线。几块电路板之间有大小近百条连线，每条线线头的处理，焊点的工艺，都对学生是一种锻炼。所的电气性能检测过关后，利用单片机开发学习工具，在参考程序中更改自已喜欢的汉字，如“12信息技术班作品”。
五、项目教学的反馈
教师在引导学生完成工作任务的过程中，明确学生必须要掌握的知识和技能，怎样去思考、分析和解决问题，体验成功的乐趣，强调团队协作的重要性。各小组间与本小组各成员间要相互协作、相互讨论、相互解决问题。最后指导教师根据学生提交的作业结果，结合考核方案进行学习效果评价，并组织学生进行交流和总结，对所实践项目进行分析和提高。
总之，采用亚龙YL-236装置与Proteus软件为平台的单片机项目教学实践，将单片机技术在“做中学”，对于提高学生的学习兴趣有显著作用。
参考文献
[1]周永东.单片机技术及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.2.
[2]周兴华.手把手教你学单片机[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.6.
单片机开发范文第8篇
【关键词】工作过程；单片机教学；项目驱动法
当前，电子、自动化、计算机、机电一体化等专业都开设了单片机课程，各专业都把单片机作为专业课甚至是专业核心课程来开设；从办学类型来说、中专、高职、本科等层次院校相关专业都开设这门课程。目前在高职的单片机课程相当部分沿用本科的教学方法，效果不是很理想。
1 目前高职单片机教学的现状[1]
1.1 课程本身难度大与课时的矛盾
单片机课程涉及到电子技术、程序设计基础、汇编语言（或C语言）等多门课程，而且一般电子、电气等专业没有开设程序设计基础、汇编语言课程，这些内容全面在单片机这门课完成。所以单片机课程内容由芯片结构、指令系统、汇编语言程序设计、中断系统、定时器＼计数器、通信系统、I＼O扩展、A/D和D/A转换等组成，这么多内容在约100节课时全面要求掌握，对于高职生是肯定接受不了的。造成教师为完成教学安排讲，学生根本没有学到的现象。
1.2 教学以理论为主，枯燥抽象
目前很多院校将单片机教学安排以理论为主体，先讲芯片结构、再讲指令系等，讲完理论再实训的学科体系，这种安排各知识点清醒完整，却不符合适合高职学生对动手兴趣浓厚的特点，学生从前几堂课程就会觉得枯燥五味放弃这门课程，以致实训时已经没有兴趣了。
1.3 实践教学缺乏创新性
当前的实验教学，大多数院校都是采用电路固定的单片机实验箱为实验平台，学生只能按给定的电路图接几根线和按老师变好的程序打字输入，编译调试好后把程序下载到单片机验证下结果。这种验证性实验忽略了硬件设计，学生根本不了解单片机开发的工程问题，发挥不了实训的直观性，实训完了，学生也不知道单片机究竟是什么样子，几个管角。脱离实训箱到实际运用中就不知道从何开始。
2 基于工作过程的单片机教学改革
课程内容的解构与重构：传统单片机课程内容以学科体系编排，对高职学生来说比较困难，教学效果不好。课程改革首要任务对课程内容进行解构与重构，将该课程分成几个完整的工作情景，情景来之于工作实践，每一情景相互独立，又遵循逐步递进的关系。把知识点分解这些情景中。
3 Proteus在单片机教学的应用（单灯闪烁设计为例）[4]
3.1 硬件设计
3.1.1 新建一个设计文件 点击Proteus软件“ISIS Professional”，打开Proteus软件，新建个设计文件，选择设计模板
3.1.2 选择元件，放置好位置，并设计好参数。
3.1.3 放置电源和地
3.1.4 连接导线
3.3 加载程序调试
双击AT89C51，在出现的属性编辑窗口的“program file”栏指出HEX程序文件的文章，就完成了程序加载。点击仿真可以观察结果，如果程序没达到目的可以再修改，重新编译，加载，仿真。
4 结语
高职的单片机课程教学必须符合高职学生的活泼好动的特征，必须有效的把学生这个特点变成优点，所以我们的教学必须从一开始就调动学生参与进入，以学生成为教学活动的主体。Proteus软件能比较好的解决了低成本下的高学生参与的问题，有力的吸引学生的兴趣。通过自己动手做成一个个产品，学生全面了解单片机开发的流程，满足了希望参与并获得成功心理，提高其动手能力和创新能力，达到比较良好的教学效果。
【参考文献】
[1]宋锦.单片机教学中培养学生创新能力探讨[J].中国成人教育，2006（05）.