單片機課程設計教學改革

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單片機課程是高校電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，單片機在多個領域如工業(yè)自動化、智能儀器儀表、消費類電子產(chǎn)品、武器裝備和通信設備等有著廣泛的應用?！皢纹瑱C課程設計”是單片機課程教學中很重要的一個環(huán)節(jié)，通過該環(huán)節(jié)達到提高學生的單片機開發(fā)技能的目的。難度合適的課程設計題目，對培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力，提高學生的綜合分析和創(chuàng)新能力具有重要意義。

1課程設計的目的

單片機課程設計教學環(huán)節(jié)的目的在于培養(yǎng)學生熟練掌握單片機系統(tǒng)的開發(fā)與設計能力。通過課程設計達到以下目標：鞏固單片機技術(shù)的基本原理，培養(yǎng)學生的綜合設計能力和創(chuàng)新應用能力。通過這一實踐環(huán)節(jié)的訓練，使學生能夠獨立設計一個單片機系統(tǒng)，并實現(xiàn)系統(tǒng)的各項功能，從而提高學生的單片機應用開發(fā)能力以及單片機系統(tǒng)的設計能力。

2單片機課程設計的現(xiàn)狀

在單片機原理學習中，有的學生偏重理論考試，輕視實踐課程。以前有的學生對單片機課程設計無從下手，所提交的報告有抄襲現(xiàn)象。我校電氣專業(yè)學生的畢業(yè)設計課題有一部分是單片機應用類的，如單片機火災報警控制裝置的設計、單片機溫濕度控制等，雖然多數(shù)學生通過查找資料，最終完成了一篇畢業(yè)設計論文，但完成實物的人很少。針對以上情況，我校在單片機課程設計中引入Proteus和keiluvision4兩個軟件，組建了51單片機虛擬實驗系統(tǒng)，即以Proteus為仿真工具，設計和搭建虛擬硬件平臺。這種方法提高了學生參與課程設計的積極性和主動性，培養(yǎng)了學生的單片機系統(tǒng)設計能力。

3課程設計的有序組織

指導教師向?qū)W生推薦若干個單片機應用課題，學生根據(jù)自己的能力選擇課題，在實踐中由學生自己設計硬件電路、軟件框圖和程序清單，自己進行電路調(diào)試，軟硬件仿真，如電子鐘、漢字顯示屏、溫度檢測顯示等。教師向?qū)W生布置課程設計任務書，教師講解必要的電路原理和程序設計思路，明確設計任務，必要時可演示仿真效果，增強學生的感性認識，幫助學生盡快選擇設計方案。在指導教師的指點下，組內(nèi)學生之間可以相互討論。通過課程設計的各個環(huán)節(jié)，應使學生達到鞏固和加深對單片機原理和接口技術(shù)知識的理解，培養(yǎng)學生查閱手冊和文獻資料的能力，學會軟硬件的設計和調(diào)試方法。

4課程設計仿真方法

ProteusPro是著名的EDA工具軟件，Proteus軟件除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖，PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器，邏輯分析儀等，Proteus為用戶建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境。keiluvision4提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，易學易用。在計算機上，安裝Proteus仿真軟件和集成軟件keiluvision4后，相當于有了一個功能完善的虛擬實驗室，可以方便地進行軟硬件的調(diào)試。在實際的課程設計中，運行Proteus的ISIS程序，進入仿真軟件的主界面，點擊Library選擇PickDevice／Symbol以打開元件庫，選擇電路所需的元件并調(diào)整其相對位置，設置好元件參數(shù)，將各個元器件按設計原理圖連線。利用keiluvision4編譯器編寫相應程序，編譯無誤后生成．hex文件，把生成的目標代碼文件.hex加載到硬件電路的單片機中，最后點擊Play鍵進行電路仿真，即可以看到仿真效果。

5、結(jié)語

在單片機課程設計中引入Proteus仿真軟件，使課程設計生動直觀、豐富多樣。選擇合適的單片機課程設計題目，有助于提高學生學習興趣、培養(yǎng)了學生的合作探究的能力，有利于增強學生的創(chuàng)新意識，提高了學生的實踐應用能力。

作者：王愛華 李傳江 單位：上海師范大學信息與機電工程學院