单片机实验教学十篇

单片机实验教学篇1

关键词：单片机；Proteus虚拟实验平台；实验教学

单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，应用于各种嵌入式系统中，单片机技术的发展和推广极大地推动了电子工业的发展。单片机技术是电子、电气、机电一体化等专业的主干课程，具有很强的技术性和实践性。实践教学平台在单片机实验教学中占有十分重要的位置，是单片机实验教学的基础[1]。

传统的实验对硬件的要求很高，为节省硬件实验的投入成本，我院在2009年使用现成的单片机实验箱进行单片机实验，这种教学实验平台主要是以验证性实验为主，实验装置上各器件的固定搭配限制了学生的思维，使学生们无法进行设计性实验。为节省成本和克服实验箱的不足，从2010年开始，我院采用Proteus单片机仿真软件来进行单片机实验教学。采用Proteus仿真软件进行虚拟单片机的实验有比较明显的优势，如涉及的实验内容全面、硬件投入少、学生可自行实验、实验过程中损耗小、与工程实践最为接近等特点。虚拟实验丰富了实践性教学的手段，有利于现代实验教学观念的更新。

一、采用Proteus虚拟实验平台的优点

1. Proteus软件的系统资源丰富：提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库；该软件提供多种现在存在的虚拟仪器仪表，如示波器、逻辑笔、逻辑分析仪、SPI调试器等；支持单片机汇编源码级和C源码级仿真与调试；无需硬件电路就可对单片机电路进行软硬件的开发与调试；支持单片机类型非常多，8051、ACR、PIC10/12、PIC18、HC11、ARM7[2]。

2. 实验室运行成本降低：传统的实验，为保证教学的需要，必然要投入各种实验设备，如示波器、信号发生器、逻辑分析仪等，这必然要投入资金。在实验过程中，也会因为学生操作不当造成仪器仪表的损坏。采用Proteus软件仿真进行实验，基本没有元器件的损耗问题，在实验的过程中是比较安全的。

3. 培养学生的创新性：Proteus软件支持单片机及其设备仿真，学生可以计算机上自行设计所需的实验，画原理图、编写源代码、反复调试、观察结果，直到达到满意的结果。这极大地调动了学生实践动手的兴趣，提高了学生学习的主动性和积极性。

二、Proteus的仿真应用实例

下面以基于单片机的电子计算器设计为例，阐述利用Proteus软件进行设计及仿真的过程。

1. 使用Keil 软件编写应用程序

进入Keil μVision2开发集成环境，新建文件，输入可实现计算器计算功能的源程序。输入源程序后，保存文件，文件名加后缀.asm。他建一个新项目，为该项目选合适的单片机，并将写有源程序的文件加入到项目中去。

2. Keil软件设置

单击Project菜单中的Options for Target选项，弹出窗口，点击Debug按钮，选择窗口右边的Use，如图1所示。

在后面的下拉菜单中选择Proteus VSM Monitor-51 Driver，再点击Setting按钮，这里我们在同一台电脑上进行仿真，所以在Host后面添上“127.0.0.1”，设置完毕。最后将工程编译，进入调试状态，并运行。

3.绘制仿真电路图

启动Proteus ISIS在主窗口界面点击窗口左侧的元器件选择区的P按钮，会弹出Pick Devices窗口，输入关键字80C51，在结果栏里会出现多种类型的CPU器件，找到80C51后双击，80C51就被添加到当前窗口左侧的元器件列表区。再用同样的方法，依次把74LS00、74LS373、6264、7407、KEYPAD-SMALLCALC、LM020L添加到器件列表区里。然后再依次点击列表区里的器件，把它们放到绘图区并编辑其属性，接着进行合理的布局后，就可以进行连线。绘制出电路原理图如图2所示。

4.系统仿真

在Proteus ISIS中，点击菜单Debug选项，选中“use romote debug monitor”。选中单片机80C51，出现对话框，在Program File中填入编译好的仿真文件（.HEX），然后点击“OK”，在ISIS窗口左下方有4个模拟调试控制按钮：运行、步进、暂停和停止按钮，点击运行按钮，即可仿真。

三、改革后的教学效果

在2010、2011两年的单片机教学中，我校采用Proteus虚拟实验平台来搭建电路。学生在上Proteus实验课时，可以利用所学知识编写程序，上机运行程序，并在虚拟实验平台上看到仿真效果。我们发现学生可以利用此平台跟踪、调试并观察实验的效果，可以自主地进行实验方案设计，进行电路分析和设计，增强了学生自主学习的能动性。

四、结论

基于Proteus的单片机仿真实验方式，从培养学生运用基础理论知识和提高实际操作能力出发，在物理原型出来之前，Proteus仿真软件可实现设计的开发和测试，这在单片机实验教学中发挥着重要的作用。这种新的实验方式是单片机实验教学的一种很好的辅助手段，并且为学生进行综合性、创新性实验提供了一个很好的平台，在全面提高教学质量、培养学生思维能力、创新能力和动手能力等方面发挥着重要的作用。■

参考文献

[1] 陈龙，张亚君. Proteus仿真软件在单片机实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2009，26（8）：73-75.

[2] 冯刚.单片机实验教学平台的改革[J].计算机教育，2010，25(2)：144-146.

单片机实验教学篇2

关键词：单片机；培养方式；应用设计；实践教学

中图分类号：G642.423 文献标识码：A

文章编号：1672-5913(2007)14-0045-03

目前我国高等教育正处在高速发展的时期，各类院校基础设施的建设发展很快，招生规模逐年增加，万人高校比比皆是，办学思想日益趋于成熟。而大学生就业难的问题却已经演化为一个严重的社会问题，也是当今教育体系问题的集中体现。透过大学生就业问题的表面，深究造成如此现象的原因，我们才能更好的把握方向。从学生的角度来看，普遍存在的问题是：知识结构不够健全，专业知识不系统，综合技能水平不高(缺乏动手能力、创新能力)，缺乏一专多能的水平等多方面，北京某大学一学生读完大学又读中专，就是一典型例证。在如何提高学生的专业技术能力问题上仍然跟不上市场对人才能力的要求。培养模式的一成不变是主因。本文着重讨论现行的单片机实践性教学环节存在的弊端，提出一种能更好地适应学生需求的实践性教学环节的新思路、新方法。

1目前教学体制中实践性教学环节存在的弊端

1.1培养方案的先天不足

具体地说各高校在培养方案设置上仍然是基础课、专业基础课和专业课，实践性教学环节的模式，即实验、课程设计和毕业设计。

现行的实践性教学体系，基本上是先理论教学，再到实验室去做实验来验证理论的正确性。现在的教学计划一般是为一门课程安排几个实验，每个实验结合课堂的理论教学内容适时地穿行。表面上看，实验与理论教学有机的融合在一起，能做到学生的动手能力与理论知识相长。但从多年的教学实践中，不难发现，单纯的实验室方式不能满足技术人才的培养。首先，实验时数不能满足现代的教学要求。一般一个实验安排2~4课时之间，单片机原理及应用、DSP、嵌入式系统等课程，稍微复杂一点的实验项目就难以在一次实验或上机调试中完成，结果只能降低难度，从而牺牲了技术应用能力的要求去适应教学模式。而学生很多课程的实验实践部分，不能在这种实验方式中得到提高的主要原因：首先是总课时的限制，其所导出的一个利益悠关问题，即实验室的相关人员的课时利益；其次是教师的敬业精神，这里的精神可能更多的是一种奉献精神(包含专业指导、超时工作的待遇、师生之间专业上的一种心灵沟通、淡泊论文和课题等)。三是实验设备的“傻瓜”化问题，一个实验箱，一本指导书。按照实验项目要求设定初始条件，然后观察结果，根本不关心过程中的原理设计。

1.2理论与实践的无奈脱节

上述方式的一个必然结果是，从表现上看好象理论教学与实践教学紧密结合，该做的实验都做了(效果如何不管)。实质上理论与实践脱节的现象突出表现在验证性实验能做，而设计性、创造性、综合性及开放性的实验就根本无从下手。甚至很多知名高校，也同样面临这样的问题，这也是导致就业率上不去的学生个人内在原因之一。理论与实践的密切结合是衡量一个合格学生的根本标准，也是提升学生面向就业市场竞争力的一柄利剑。这一点对于“发展中的新建本科院校”尤为重要。要想学生在严峻的就业形势下有立足之地，一个积极的办法就是加强学生实际动手能力的培养。

各院校学生所学的理论知识，从所使用的教材要求上来看与全国其他高校的学生所用大多相同。很多“优秀”的毕业生拥有扎实的理论基础，成绩是大学校园里的佼佼者，各类奖学金获得者，或当过学生干部，在应聘工作时被用人单位拒之门外，除个人性格因素外，其主因就是缺乏实践经验和实践能力。企业是以盈利为目的的，试想有谁愿意花钱请一个除了理论什么都不会的新手？

学以致用，用才是学的灵魂。若学生在校期间便参加过一些相关实践锻炼，对自己所要从事的专业在实践上有过深入的涉猎，如果在校期间参加过一些具体单片机产品的研发，亲身经历过一些由“原理设计―程序设计―手工产品―开模―集成产品”的整个过程，或者说前三个环节的经历，即具备相应的产品开发能力，那么这样的毕业生就容易找到满意的工作的。因此，如何在培养方案之外加强学生动手能力的培养，加强学生理论联系实践的机会，是提升学生就业竞争力的一个途径。

1.3唯学历环境下的教师业务畸形

随高校大量扩招运行若干年来的另一个弊端显现，即各地高校，尤其是这几年新升格为本科院校的高校，在新进的年青教师中，绝大部分均为高校到高校，理工科专业九成以上的新老师无生产设计第一线工作的经历或积累。他们拥有高学历、高水平(、参与课题)，但相当一部分老师亦不能亲自动手设计实践。他们所教给学生的那些理论，只是按照书本所云。指导学生的实验、实践，也只能是对照实验指导书来验证实验箱、实验台所提供的实验。对多数老师而言，想引导可能都是问题。

本科院校的中心工作是教学，教师是教学工作的主要实施者。师资队伍培养要围绕教学来进行，以提高教学质量为出发点和归宿。为此，师资培养计划和内容都应以提高教师的教学水平为目的来制定和组织、实施。要改变一直以来的重学历提高、忽视教学岗位职能培养和训练的现状。既要重视专业学术水平的提高，更要重视教学学术水平的提高，致力于培养学术大师和教学大师。[1]

学习的过程是“理论―实践―理论”，尤其是对于开设单片机课程的学生，只有在学习理论之后，亲自设计过一些软硬结合的产品，才能对理论有更深的理解，也只有经过这样锻炼出来的学生在就业时才具备优势，才能更好地适应市场。所以在传统 “复制”教育中成长起来的学生，缺乏对实践的思考，完全脱离了学以致用的轨道。直到有一天该就业了，才恍然想起自己知道的只是一些理论而已。

在教学过程中，老师的主要作用关键不是在教，而在引导。不少授课教师，正是缺乏这种引导学生的能力，一个兢兢业业、认真备课、认真授课的教师，若缺乏实践引导(非实验验证指导)这一有效环节，对这一专业来讲可能就不是一个真正意义来说的合格教师。

1.4学生的专业兴趣问题

由于学生不能被正确的引导，不能将所学到的知识运用到实际的生活中，很大的一部分学生对专业缺乏热情。他们真的是对专业没有兴趣吗？不是的，我校组织的单片机产品开发组几次的产品展示都引来了无数学生的观摩，并且表现出极强的兴趣，甚至在组里学习的某些同学，也有一些是原来经常逃课的，现在照样学得很好。理论是枯燥的，但是一旦理论和实践结合在一起，就会变得十分有趣，就能充分发挥学生的聪明才智、发挥学生学习专业的的主观能动性。在这一点上，目前恰恰做得不够，于是有很多学生去学习一些自己认为“有用的东西”，但终因缺乏老师的引导而失败(不否认有部分成功人士)。甚至有学生干脆放弃学习，沉迷于网络、游戏、或者其他不正当之道，最终模模糊糊的到了毕业。这种引导不是年级辅导员的说教所能做到的，也不是教师在课堂上苦口婆心所能做到的。我们这一开发组里就有几个学生，也曾经沉迷过游戏，但终在组里氛围的熏陶下，成长为一名优秀的设计开发工程师。

2扬长避短、解决问题的几个途径

2.1提供一个多专业通用平台

在这平台(或称为开放式实验室)中弱化现行的专业实验室功能，即这种实验室不是为一门课程服务，而是在课余为多门课程的结合服务。同时兼顾一些相关专业的教学实践服务，如我们正在尝试的一个产品设计开放式实验室可为计算机科学技术、计算机应用、电子信息、通讯工程、电子电气等专业所用。在这一平台中，不强调专业课程的纵深，而要求多门课程知识之间的广泛结合。

学生在正常的理论与实验课程之外，其余时间均可自由的在研究室内以观察、参与、讨论、设计的方式渡过。持续参与者在实验室内：(1)自行设计自己所想要的初步产品，老师可以及时给予指导；(2)在老师指导下多人合作设计相对复杂产品，不受时间的限制；(3)自行完成相关知识点的原理学习与相关实践；(4)参与老师的真正工程项目的开发设计工作。让学生能够真正学习到在课堂上和一般的专业实验室所不能学到的东西。

2.2依托平台培养学生兴趣

知识和技能是学校课程最基本的元素，但课程不等于单独知识、技能的堆积和灌输，还包括教师指导下的学生活动，即学生通过有计划地掌握系统的知识、技能，用以解决各种问题的同时，发展一定的能力、态度和体验。[2]

兴趣是需要培养的，而大学教学的任务之一也是引导学生自己去学习。理论与实践的结合是培养兴趣的最好方式，让抽象的理论运用到具体的现实中，在实践中发现自己的长处、优点，从而更加投入某一专业的研究，只有这样，四年下来才能学到真本领，才能真正地做到“一专多能”。只有一专多能的人才，才能吸引招聘人员的目光，叩开企业的大门。这样的学生走入市场，才更具有与名校大学生竞争的优势。

2.3增加学生动手的机会

人才终将走入市场，市场也无非是要有经验的人，对于现在的中国市场，并不是市场不需要高学历的人才，而是市场更需要有经验的人才。如果多为学生多安排一些这样的机会。由专门的老师指导，学生能够在里面搞一些设计，做出一些产品。那么这样就发挥了学生主观能动性，不仅提高了学生的动手能力，对学生而言，也完全是一种经验的积累。如果在校期间能够根据需要，自己动手设计出一些较为适用的应用产品，那么学生应聘的时候，出示这些具体的作品，比起那些只靠一张简历应聘的学生来说，无疑更容易引来用人单位的目光。

3我们所做的工作及目前所取得的效果

我们于2004年10月采用上述方式组建了单片机产品开发组。学习模式完全脱离了传统的授课方式，将引导学生自主学习为出发点，着重培养学生的动手能力。已经完全形成了一种浓厚的学习氛围，学生自觉地应用所有的业余时间在学习上，有一些平时看来厌学的学生，在这样的环境感染下，也表现很出色。遇到难题时，全组学生便集中起来，各抒己见，讨论的面红耳赤，经常讨论到深夜，回到寝室也在思考解决方案，积极性被完全的调动起来。对于有些含糊不清问题的问题，可以立刻通过实验的方式寻找答案。通过这样不但完全理解知识点，更重要的是能做到活学活用。对于学得较好的学生，鼓励他们涉足研究更为复杂、更为深奥的电路，接触更高的电子领域。现在同学所研究的内容已经远远超出了课本内容。实践证明：这是完全可行、有效的一种教学方式。其直接效果是参与同学所设计的东西，其它未参与的同学已经完全看不懂。不少同寝室的同学感到在这么短的时间内，所产生差距之大，参与同学将各种枯燥难懂的原理性东西，设计成直观可爱、功能多样化的产品之后，纷纷要求参与。

这种开放式实验室制度比一般专业实验室制度在调动学生的积极上更有优越性，值得大胆的去改革、实践、创新。这一作法是在多年的教学实践中总结探索的初步尝试。

因此，我国大学可从课程改革切入，通过“以团体项目研究方式为主的高峰体验课程教学。学生个体研修与团队合作->团体项目研究成果汇报、学生个体实践能力提高、自我成就感充分满足与高度自我认何”这样一条环环相扣的“培养链”，从心理和能力两个层面帮助大学生顺利实现人生成长与发展阶段的过渡，让他们在不断体验成功、感受快乐的过程中顺利完成社会化进程。[3]

Abstract：After investigated some science and technology field of newly promoted undergraduate colleges, we analyzed the shortage which existed incultivating student'spractice skill of singlechip, combined own experience , elaborated the necessity and superiority of establishing "Application opening laboratory" , have initially discussed the method of implementating "Singlechip Application opening laboratory".

Keyword：single-chip; cultivated mode; application design; practice teaching

参考文献

[1] 阎华荣,吴明君. 新建本科院校教师继续教育的思考[J]. 继续教育, 2006,(8).

[2] 钟启泉. 现代课程论[M]. 上海教育出版社, 2005.

[3] 董盈盈,文新华.“高峰体验”课程：大学生实践能力建设的新探索[J]. 江苏大学学报(高教研究版), 2006,28(3): 21.

联系方式：

单片机实验教学篇3

随着电子技术的迅猛发展，单片机技术在军事装备、工业生产、电子消费等领域都有着广泛的应用。单片机的厂商众多，型号、功能更是千差万别，而其中的MCS-51系列单片机，因其具有集成度高、处理功能强、可靠性好、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在我国占据了不小的市场份额[1]。目前各大高校均开设有单片机专业课程，而在学习单片机课程中不仅要让学生掌握较系统的理论知识外，更为重要的是要培养他们将理论知识应用于实践的能力，这就需要通过实验课教学、课程综合设计、各类单片机竞赛等来完成，而其中的实验教学是关键的环节。

2目前MCS-51单片机实验教学的现状

2.1实验教学在校级层面得不到重视

目前，普遍存在的一种现象是从学校认为实验教学只是理论教学的辅助，是依附在理论教学之中的，而实验教学的目的也仅仅是为了让学生加深对理论知识的掌握，所以，在经费、场地、设施方面都得不到学校的投入与支持。

2.2学生往往重理论、轻实验，难以激发学习兴趣

除了得不到校级层面的重视，学生在对待实验教学环节方面也比较随意。在MCS-51单片机的学习中，很大一部分同学在实际学习过程中往往觉得理论课更重要，而对实验课重视不够。课堂期间能够按照实验要求，并且带着自己的思想完成实验的同学微乎其微，而大部分同学都是只求应付实验报告，仅仅完成老师布置的内容，甚至还有一小部分同学根本不自己动手，最后抄袭别人的实验报告。以上几种情况是普遍存在的，虽然有学生自身的态度问题，但也间接反映了实验课没能很好地激发学生的兴趣。

2.3教学内容形式化、方法单一

MCS-51单片机实验教学的进行应该不仅仅局限于理论知识的巩固，应注重其实用性学习，要培养学生在应用系统的设计、从软件到硬件以及各类接口等方面的能力，实验教学内容也应该抓住单片机的重点难点来展开，内容的难易也要循序渐进[2]。但是，现在一般MCS-51单片机实验教学都是采购公司开发的现成的综合实验箱，此类实验箱功能丰富，使用简单，学生只要严格按照配套的实验指导手册进行基本的导线连接和软件操作即可看到预期的实验效果，属于验证性实验，学生可能在初次接触时比较有兴趣，但熟悉操作后便可能会觉得实验课乏味、枯燥，归根到底就是因为这样的教学内容不能够让学生成为主体。另一方面，学校对实验硬件投入有限，一套MCS-51单片机实验箱往往是用完一年又一年，而实验内容几乎没有更新，教学方式过于单一。

3MCS-51单片机实验教学中的改革创新措施

3.1引导全校师生认识到MCS-51单片机实验在学生综合能力培养中的作用

学校要通过多种方式引导教师、学生重视实验教学。目前高校普遍采用的是学分制教育，学校可以提高单片机实验教学的学分比重，并且增加单片机综合设计学分，单片机实践学分，同时，学校也要加大单片机实验教学的经费、场地等方面的投入。

3.2激发学生学习单片机的兴趣

兴趣，是学习新事物最好的动力，要让学生在思想上认识到学好MCS-51单片机的重要性，MCS-51单片机由于它的体积小、价格低、易于同器件连接等一系列优点而广泛用于生活、工作各领域，单片机已经不仅仅是一门课程，更可能是学生未来就业的主要技能，在学习过程中必须要经过大量实验操作应用。另一方面，要让学生在单片机实验教学中成为主体，强化学生的参与度。实验室使用的单片机实验箱虽然提供配套的实验指导书，但我们可以鼓励学生结合自己的理解进行扩展。在实验教学中也可以让学生分组完成MCS-51单片机的系统设计，这些系统不需要太复杂，成本也不高，一般具有一定数模电基础的学生大多能完成这样的系统设计，这样学生会更有兴趣，学习的热情也会明显提高，通过自己开发单片机应用系统，学生对MCS-51单片机的硬件系统和接口关系就会有了更深的理解，而通过自己动手编程，又使他们的程序设计能力有了一定的提高，更重要的是，学生对学习单片机产生了浓厚的兴趣。

3.3创新教学内容，采用多元化教学方式

（1）要结合本校学生的专业特点和实验室条件来编写适合的实验教材，特别是要跟理论课的教学大纲紧密结合起来，互为补充。（2）尽量减少验证性实验内容，可以增加一些综合性的、跟实际生活相关的设计性实验，也可以让学生在理论知识学习的基础上自行设计实验。（3）实验内容也要不断更新。MCS-51单片机有它的优点但同时也有一定不足，当今的单片机技术发展的异常迅速，很多时候都和其他一些热门技术相结合，如传感器技术、物联网技术等，在单片机实验教学中要适度引入介绍，在让他们掌握好MCS-51单片机的同时也要了解现代社会的需要，调动学习的积极性和创造力。另一方面，在教学方式上也要多元化，比如可以通过举办一些校级、院级甚至专业内部的MCS-51单片机竞赛，使他们对51单片机的认识更加清晰，同时也是极大锻炼了他们的团队协作能力和动手设计能力，对于那些学有余力的同学可以鼓励他们参加省级、部级的竞赛。其次可以引导学生积极参与到教师的科研项目中或者大学生科技创新项目，给他们提供一个良好的学习空间[3]。当然如果能够与企业联系起来，让学生亲自到企业感受下一个单片机应用系统从设计到最后制成实物的过程，对他们能力的培养是更为有利的。

4结语

单片机实验教学篇4

关键词： 单片机； 实验教学改革； CDIO模式； 工程教育

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）09-75-02

Experimental teaching reform for MCU course base on CDIO

Dong Zheng， Zhang Qilin， Ning Bin， Gu Qiong

（School of Mathematics & Computer Science， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang， Hubei 441053， China）

Abstract： Experimental teaching is an important extension of the classroom teaching， and the experimental effect is also an effective means to test the quality of personnel training. According to the current status of microcontroller teaching， the teaching and assess modes， by introducing CDIO engineering education evaluation system for reference， from the aspects of experimental teaching system， the ideas and methods of teaching reform is discussed. One year's practice shows that the CDIO mode in the experimental teaching is fruitful.

Key words： microcontroller； experimental teaching reform； CDIO mode； engineering education

0 引言

当前就业形势的日趋严峻，应用型人才培养已成为高校人才教育的关键及教育研究的热点。单片机原理作为一门课程，早已在各个高校开设起来。单片机实验课程开设也较早，其理论与实践紧密结合，要求学生对基本理论理解要深，实验动手能力要强。如何提高学生实验实践能力，培养其工程创新能力，增强专业优势，提高就业竞争力，已成为每个高校实验教学面临的一个难题[1]。

CDIO工程教育模式是由麻省理工学院等四所大学组成创立的一种工程教育理念，代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个方面的有机整体。它是以产品研发到运行作为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系在一起的一种学习工程方式[2]。CDIO采用12条标准来描述其教学大纲要求的教育目标，其具体内容包括：①以CDIO为环境背景；②CDIO教学目标；③一体化的课程设置；④工程概论；⑤设计-制作经验；⑥CDIO实践场所；⑦综合性学习经验；⑧主动学习；⑨教师CDIO能力的提升；⑩教师教学能力的提高；[11] 学生CDIO能力评价；[12] CDIO项目评估。而当前单片机实验课程面临的主要问题是实践能力较弱，将CDIO模式运用到实验教学模式中来，国内外许多大学都进行了尝试。CDIO以其注重实验实践教学，逐步培养学生动手、动脑的良好习惯，并能将理解研究技术发展对社会的重要影响，与社会所提倡的”学以致用”培养目标高度吻合，受到广大教育者的高度关注[3]。

1 单片机课程实验教学现状

单片机实验课程是为进一步巩固和扩展理论课程所学内容，通过软件实验、硬件实验两大部分内容，培养学生的系统分析能力，强调软硬件的关联和协同，使学生能够较好地将程序设计、汇编语言、操作系统等课程有效穿插起来，建立起一个完整的计算机系统理念，形成一门计算机系统的实验课程。但目前面临如下现状。

1.1 对整个课程缺乏相应的学习动力

由于理论与实验课课时相差悬殊，理论课上学习知识比较生涩难懂，在做实验时就把其他同学代码在实验箱上运行一遍完事，很少主动思考为什么要这样做。由于课程一般开设在大三学期，学生有的面临考研、考证，很少在这门课上下功夫，久而久之，对整个课程就失去了学习的动力。老师在授课时感到实验课时少，许多综合性实验项目无法开展，而综合性实验也往往要求学生动手能力要高，这无形中导致实验指导工作量加大，形成这种不利局面。

1.2 实验课程设备故障率高

由于单片机应用广泛，故实验设备也千差万别。一般采用厂家做好的集成度较高的实验箱来完成实验。这种实验箱一般主核心元器件均已固定，实验面板划分为各个功能区域模块。实验时，学生连通跳线，编写好的程序烧录至芯片即可完成实验。由于芯片集成，学生对于关键芯片引脚往往不清楚，有时出现误插导致芯片烧毁事件时有发生。根据多年数据统计显示，一学期下来，实验箱故障率在20%～30%之间。但实验箱多为厂家特殊定制，维修费用偏高，而学校维修资金紧张，导致严重影响实验教学效果。

1.3 实验课程考核流于形式

实验课程考核一般由实验教师对实验效果进行打分，很少关注实验过程，学生往往照搬实验指导书上给出的步骤，仅仅通过结果很难看出每个学生的掌握程度。有些学生浑水摸鱼，得过且过。导致实验考核往往达不到督促学生学习的目的。

单片机技术作为计算机技术的一个重要分支，广泛应用在各个领域，极大提高了人们的生活质量，已成为当今社会十分重要的一门技术。单片机实际应用能力也成为相关专业学生的必备技能。因此，要在有限的课时里培养学生对系统的设计及开发能力已成为当前单片机实验教学的重点和研究热点，这也与CDIO工程教育模式实践标准体系不谋而合。为此，结合我院自身特点，提出基于CDIO模式下单片机实验教学改革。

2 基于CDIO的单片机实验课程改革与实施

2.1 创建良好实验平台，激发学生兴趣

由于开设的单片机实验课程，普遍具有实验课时紧，学生反映理论课知识面宽，课后进行实验验证时总感觉动手难等问题。所以需要引导学生快速掌握实验要领，使学生”兴趣”实验。在新生入学时，开展基于CDIO模式下的教育导论实验课，每次由高年级学生或指导教师带领其进入实验室，参观往届毕业生实践实习作品。通过展示往届学生自己制作的作品，激发对实验实践课程的兴趣。例如，在学习单片机课程前，让学生对电子秤装置有一个直观的了解，然后再展示其内部结构，讲解其中A/D转换原理，使学生感觉很多”课程实例”就在自己身边。

2.2 开展实验设计创新大赛

为了最大限度地启发和培养学生的学习主动性和创造性，让学生在接受课堂教育的同时，提供给他们更大的空间进行学习实践和科学研究，以提高学生独立思考问题和解决问题的综合能力，激发学生学习单片机的兴趣。我院于2013年创办了单片机爱好者协会，其会员都是对单片机很感兴趣的学生，协会每年都定期开展形式多样的设计创新大赛，引用CDIO中‘项目’的理念[4]，将传统的、枯燥的理论知识转化为实际项目，激发了学生的潜力。通过引进创新大赛，设计一个个项目，学生学习积极性和主动性得到了极大提高，也同时带动了周边同学的学习和实践热情，产生了“以一带十”的效应。

2.3 提倡”口袋”实验，开放实验

开放实验项目是学校深化教育教学改革，丰富校园文化科技氛围，培养学生创新精神与实践能力，提高人才培养质量的重要手段。针对实验课课时少，学生往往觉得实验课还没作什么就下课的实际情况，在大学三年级学生中，我们尝试在CDIO中运用二期项目――学期项目，一学期布置若干个目标，使用”口袋”实验教学改革，让学生将未做完的有些实验项目带回寝室，让其课下继续”消化”实验。教改后效果十分明显，学生主动学习能力有很大提高，毕业时也因动手能力强而受到用人单位的青睐。实验室平时面向全院系开放，为此专门设计了开放管理平台，实行预约登记，为全院师生打开方便之门，组织相关人员“一帮一”指导进入实验室的同学。经过改革，调动了广大学生的积极性与参与热情，也有力提高了实验室设备的利用率。

2.4 改进实验考核方式

实验考核是检查学生能否将所学理论知识运用到实践中的一种手段，以往实验成绩最后评定以实验课最终项目完成情况来决定实验成绩，但由于实验课时少，有时以小组一起考核，导致一些同学把别人做的代码拷贝过来”蒙混过关”。针对此项弊端，结合CDIO模式的构思、设计、实现和运作四个方面进行总结，找到一套行之有效的实验考核体系。考核时，主要包括两个方面。①综合认知考核。以多种形式让学生自己对自身认知程度的掌握情况考察，或以小组”登台”展示阶段成果，或在实验室以辩论会形式展开讨论，提供各种方式让学生选择，使之努力提高自身的综合认知水平。②实践动手能力考核。对CDIO的四个阶段，分别给定相应的成绩，这也是对学生平时学习主动性的一种有力督促。

2.5 加强实验实践，与企业联合办学

加强校企合作是推进院校与企业互利、共赢，共同发展的内在要求。当前单片机产业发展日益加速，学校需要寻找厂商进行广泛深入的合作。我院现与麦博信息科技公司进行了人才订单式的培养合作，与CDIO模式殊途同归。让每一个学生在公司有真实项目下动手实践，从而进一步提高自己的实践能力；一面派教师深入企业进行师资培训，提高自身实力。针对学校实验平台更新慢，我方与麦博信息科技公司进行合作研发，一起组织编写实验实践教材，即提高了师资的整体水平，促进了实践实验教学的进一步发展，又让教师参与实验平台研发，将学生一并带入，使学生了解当前的开发流程，为今后学生理论学习和就业/创业打下良好的基础。

3 结束语

单片机原理实验是一个非常具有实用价值但又需要投入大量时间才能学好的实践类课程。经过一年多的单片机实验教学改革与摸索，基于CDIO模式下的实验改革在我院物联网专业中得到不断的更新与完善，也使广大师生自身身心素质得以提高。学生在就业和参加学校的相关竞赛中，成绩显著。我们将继续借鉴CDIO培养模式，加强专业教育研究，走出一条具有自身特色的应用型人才培养之路。

参考文献：

[1] 陈付龙，齐学梅，罗永龙.四维一体计算机硬件实验教学改革与实践[J].计算机教育，2013.3：50-53

[2] 宁彬，袁磊，谷琼，熊启军.基于CDIO模式的软件工程课程教改探讨[J].计算机时代，2014.3：44-45

单片机实验教学篇5

（江西中医药大学，江西 南昌 330004）

【摘　要】本文分析了PBL教学法在单片机技术实验教学中应用的必要性，并对PBL教学法实施过程中一些特点进行了阐述，特别是对于问题的提出有自己独特的理解。

关键词 PBL教学法；单片机技术；实验教学

基金项目：江西中医药大学生物医学工程特色专业子课题（JZJSJ-2012-5）；江西中医药大学校级教改课题（2012jzjg-10）。

0　引言

《单片机技术》课程具有较强的理论性和实践性，为了尽快让学生掌握单片机应用技术，为他们在单片机软件、硬件的开发与应用方面打下坚实的基础，为今后的就业创造良好的条件，在开设理论课程的同时，还安排了相应的实验课程。

传统的实验教学往往是预先由实验教师设计好相应的实验项目，如程序设计、I／O口使用、中断与定时器使用、显示与键盘、串行口通信、A／D等。然后由学生照本宣科地重复，完成所谓教学大纲所规定的实验，这种实验教学方法不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，也不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，甚至出现了学生不作实验前的准备、抄袭他人程序和实验报告的不良现象，学生普遍反映这种验证式的实验教学收获不大。为了适应当今社会对电子类专业的人才需求，必须对单片机实验教学进行改革。

PBL英文全称为Problem Based Learning,即以问题为导向的教学方法，PBL最早起源于20世纪50年代的医学教育中，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。

PBL是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，它把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中,通过让学习者合作解决真实性问题,来学习隐含于问题背后的科学知识,形成解决问题的技能,并形成自主学习的能力。PBL强调以问题解决为中心、多种学习途径相整合,而不只是纯粹的探索和发现,同时它强调学习者之间的交流合作,强调外部支持与引导在探索学习中的作用等。PBL教学法的精髓在于发挥问题对学习过程的指导作用，调动学生的主动性和积极性。

1　PBL教学法在单片机技术实验教学中的实施

笔者在多年单片机技术课程的实验教学中，应用PBL教学法通不断地尝试和实践，对相应的实验教学进行了一系列改革，积累了一些经验，收到较好的效果。下面以广告灯实验为例介绍一些做法与心得体会。

1.1　PBL教学法中对教师的要求

PBL作为一种开放式的教学模式，对教师自身的素质和教学技巧都有很高的要求，要求教师不但对本专业、本课程内容熟练掌握，应该熟悉教学大纲和学生的能力情况，还应当扎实掌握相关学科知识，并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力。和良好的组织管理能力，要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等技巧。在单片机技术的实验教学中，教师要适时的提出问题，且对于学生经过讨论没找到思路或者无法解决的问题要给予指导。同时需要记录学生在实验中的表现结合实验报告给出相应的成绩。

1.2　问题的提出要密切联系实际并能引起学生的兴趣

问题的产生可以是学生自己在生活中发现的有意义、需要解决的实际问题，也可以是在教师的帮助指导下发现的问题，还可以是教师根据实际生活问题、学生认知水平、学习内容等相关方面提出的问题。如原广告灯实验（见程序）中只有简单的查表程序和软件延时这两个知识点，并不能满足现实生活中的各种广告灯设计的实际需要。因此问题自然而然的要提出来了，需要设计设么样的广告灯、需要哪些功能、通过哪些手段可以实现等等。

1.3　问题的提出要围绕课程大纲

实验的目的最主要的还是让同学们熟练掌握单片机的基本编程和调试方法，熟练掌握课程大纲所要求的知识能力、动手能力。如在广告灯实验中，可以提出如果要设计流水灯除了用查表的方法外还可以有什么方法？必要时可以告知用环移指令的方法。广告灯中的闪烁时间如何控制？除了软件延时还可以用定时器定时。这样在广告灯实验中就能把定时器试验结合在一起来完成。

1.4　问题的提出要循序渐进

一个宏大的工程是由若干个小的工程构成，同样一个综合性的设计实验也可以由多个问题组成。问题的提出应该循序渐进，从最基本、最简单的问题开始，逐步拓展，最终能解决一个大问题。这样的过程，学生不仅在其中锻炼了能力，还找到了逐步解决问题的的乐趣。如广告灯实验中可以依次提出如下问题：1）流水灯如何实现？2）延时时间控制在1S用软件延时怎么实现？3）用定时器来实现1S定时。4）加入开关控制，实现不同广告灯效果。5）用键盘控制实现不同广告灯效果。6）广告灯闪烁的同时播放音乐。在这个广告灯实验的过程中，学生不仅练习了查表程序、环移指令、软件延时、定时器定时、开关量输入、键盘输入、分支程序等知识点，更在这个过程中实现了有特色、有个性的使用广告灯的设计，体会到了成功的喜悦，增强了自信心。

1.5　改变实验评价方式，增加学生积极性

实验教学同理论教学一样，是整个教学的重要组成部分。以往在成绩考核中，笔试成绩占主要部分，而实验成绩只是与平时成绩一起考核，且占整个成绩的很小比例，这样，学生对相关实验不会引起足够的重视，从而带来很大的负面影响。例如，有相当一部分同学在后期的专业课程设计和毕业设计中，不能独立地完成相应的实验。为此，须对当前的考核模式也进行改革。

首先，随着课程改革实验课时的增加，必须加大实验成绩在整个课程成绩的比重，占总成绩的50%。同时，实验成绩合格与否，作为学生具备笔试资格的必要条件，若实验成绩不合格，则（下转第102页）（上接第35页）取消其笔试资格。

其次，由于学生的水平不一致，导致对实验中所提出的问题不是都能解决，这就要求调整考核方式，不能给一个绝对的标准，对于解决了基本问题的学生可以给出实验成绩的80%，而对哪些动手能力强，解决问题能力突出的同学酌情加分，最高能给满分。

2　结语

在多年单片机技术实验教学中，学生普遍反映PBL教学法提高了了学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性、主动性，增强了创新能力和综合素质，并在实验过程中提高了对自己的自信心和对所学专业的认可度。

参考文献

［1］张毅刚,彭喜元.单片机原理与应用设计[M]．北京:电子工业出版社,2009.

［2］湖北众友科技实业股份有限公司.单片机原理实验系统-实验指导书[Z].2003.

［3］杨宇祥,高宗海,等．PBL教学法在单片机原理及应用课程教学中的应用[J]．价值工程,2011(10):308-309.

［4］李颖.中学信息技术PBL教学法中的问题设计研究[J]．山东师范大学,2012.

单片机实验教学篇6

【关键词】单片机；接口技术；教学实验

单片机实验在单片机理论教学中，具有非常重要的实践作用。我们通过单片机教学实验，可以很好的提升学生动手能力，让学生在动手的过程中认识到其工作的特性和原理，对理论知识有一个非常直观、系统的认识和了解；除此之外，还可以加深学生对理论知识的印象和解读能力，使得学生在实践的过程中掌握单片机的关键理论知识和相关技术。

一、现有实验教学方式的不足

1、内容的系统性存在缺陷。实验课程的学时在课程总学时当中受到非常明显的遏制，假如说在原有的计划上安排了10个学时的实验课程，但是这些实验学时对单片机实验教学的实践需求是远远不够的。为了在有限的时间内把单片机的实验内容最大化讲解，实验课程的环节中穿插了非常多的论证性实验，并且教师会给出一定的程序步骤。在实验的时候，学生都是被动跟着教师进行，对于实验内容的认识依然停留在书本知识方面，缺少新器件和电路应用方面的实际操作训练。虽然说这么做加快了实验的周期时间，但是本着实验课程锻炼学生的实践操作能力和思维能力的目标依然没有实现。虽然说部分学生对于知识是一知半解，但是完全依照书本操作步骤进行，也可以完成相关的实验，但是这样的情况依然无法满足学生训练单片机内容的实践操作要求。

2、时间的灵活性非常古板。因为实验成绩是课程总成绩的少部分，因此当课堂教学内容全部结束的时候，所有的实验教学课程都要结束，要不然会影响到学校安排考试和成绩测评的安排，鉴于这样的原因，实验周期时间短和相对集中就成为了主要问题。在这部分时间内，实验室出现高负荷情况，每个班级的实验时间都安排的很集中，经常会出现下组学生等待上组学生做完实验等实验设备的情况，灵活的时间因此受到非常大的限制，并且影响到学生实验课程的教学质量。

3、综合性实验无法开展。因为单片机的价格非常低廉，体积还很小，相应的功能也在不断的完善，成为现代工业技术中非常理想的一种微控单元核心构件，尤其实在工业过程控制和智能仪器仪表方面应用非常广泛。单片机实例应用是非常容易就可以被利用在实验教学过程中的，因为这样不单单可以让学生建立一个非常系统的单片机知识系统，还能够让学生体验到单片机在实际应用中的价值。但是因为现实教学情况的限制，如此综合性的教学实验并没有被安排实验教学中，只是作为小部分的选修内容。

二、单片机实验教学的有效改革

1、专门开设单片机实验教学课程。真正意义上掌握单片机的理论知识，必要的实践操作是不能缺少的。现在的学生普遍感觉到单片机的理论知识很难把握，最主要的一个原因就是实践操作程度的不深刻，所以在改革单片机原理和接口技术实验课程的时候，必须把理论教育和实践操作一分为二。把传统课本知识中的实验内容全部分离开来，重新进行规划和分类，并且为此专门编纂特定的实验教材，从根本地位方面改变实验教学的存在价值。如此一来，实验课时得到了充分的保证，并且在实验内容的安排方面更加全面和具体，可以让学生在程序编写、通讯方式、存储器结构和系统综合应用方面得到全方位的训练和提升。目的是培养学生正确地思维方法和健康的学习态度。

2、柔和化的实验教学时间。单片机课程被设置为单独的实验课程之后，就不会依附于传统的理论知识教育，所以说在时间的安排方面非常充裕，基本上实现了实验时间的真正开放。实验时间贯穿于整个学期，每个小组之间可以进行不同类别的实验，随后进行对比和交流。实验时间不再依照传统理论课程时间的安排，而是全天都在实验，目的是确保不同层次的学生有充分的消化知识时间。实验课程的时间占据总课时的50%，学生可以自身学习的需要选择实验的类型。对于选修课程，不再要求学生在一个单元课时内完成，一个实验可以分成若干个小实验进行，留给学生充分思考的时间。

3、层次分明的实验内容。单片机实验教学的内容可以大致分为三部分，就是①基础实验部分，②设计实验部分，③系统试验部分。基础实验就是说对单片机基本知识的理解和学习，让学生根据指导书中的步骤设计进行，教师编写非常系统的实验步骤，使得学生在完成基础实验之后，具备一定的总结和编程能力。设计实验就是说对某一个单独的方面进行深入化的研究分析，只是针对一个知识点进行认真讨论，要求学生自己动手设计路线、编写程序、自行调试、发现问题和修改等。系统试验就是对毕业设计内容和专业领域设计内容，采用应用系统设计方式。

4、虚拟仿真技术和实践操作技术的完美结合。Proteus是现在最好的电路仿真实验软件，其中具备非常优秀的数字电路、模拟电路和电路系统，支持AVR和51系列等主流单片机系统和不同样的调试环境。比如说Keil C51 uVision2 软件，就是一款很好的单片机仿真实验软件。所以说在单片机实验课程改革过程中，我们将Proteus融入到单片机实验教学当中，要求学生在掌握基础知识之上，对于一些综合性的实验，学会使用Proteus软件进行设计和修正，然后再把自己做实验的内容移植到实验室硬件电路当中。很好的减小了原材料的损耗，也达到了训练学生操作能力的目的。

5、改良实验课程的测评方式。完善测评方式不单单是对学生所掌握知识的一个客观评价、对学生实践操作能力的肯定，更是成为激励学生努力学习的手段。测评的方式要具有一定的公平性和公正性。学生进行的每一项实验记录都占据一定的分值，学校不再需要进行单独的实验测验，而是对学生整个实验过程进行综合评价，尽可能规避偶然性和片面性情况的出现。

总结：单片机原理和接口技术的实验教学，最终目的是锻炼学生的动手解决问题的能力，所以在掌握理论知识的前提下，学习和熟练应用实验方法是非常关键的。因为单片机实验教育是一项漫长久远的任务目标，所有我们在只有单片机实验教学的基础上，融入科学发展观的理念，才可以更好的建立一套实验教学综合体系，顺应时展的要求。

参考文献：

[1]丁保华、陈军、张有忠. 单片机原理独立实验教学体系的改革与探索[J]. 实验室科学. 2010，（11）：120-123.

[2]杨金泉、郝志华、张国旭、田红霞、田丽欣. 单片机原理及应用实验教学改革研究与实践[J]. 黑龙江科技信息. 2011，（23）：150-155.

[3]饶伟、周俊. 关于高职院校的单片机课程教改的研究[J]. 黑龙江科技信息. 2012，（29）：200-205.

单片机实验教学篇7

关键词 Proteus 单片机 电路软件 硬件仿真

中图分类号：TP368.1-4 文献标识码：A

随着我国教育信息化步伐和“互联网+”建设的不断加快，利用现代化教育资源构建网络化、数字化、个性化的教育教学方式方法已经成为一种新的发展趋势。同时基于软件仿真设计的实验教学也越来越多，越来越重要。软件仿真实验教学作为理论教学的扩展和补充，不仅可以改善原理简述的抽象性，还可以帮助学生加深对理论知识的理解，并进一步拓展知识面，激发学生的探究兴趣和能力。

1研究现状

作为计算机技术在控制领域的应用。单片机以其体积小、性能强、集成度高、功耗低、控制能力强、易扩展等特点，广泛应用于工业自动化方面、仪器仪表、家用电器、医用设备、信息和通信产品方面、航空航天、军事、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。

目前的单片机教学采用项目教学法，不少内容抽象、乏味，若不通过实验很难让学生提起兴趣，得到更好的理解，而以前的实验硬件平台能做的实验有限，效果不理想，开设成本也很高，培养出来的学生既不知如何设置电路，也不知选择芯片的哪些引脚，只会单一的编程验证，且编写的程序都是为了实现试验箱上的功能，根本满足不了实际项目课题的需要。

2研究意义

现在使用的教学仿真软件有多种，这些软件各具特点，在教学实践中根据不同专业及需求可以选用不同的软件。Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图，代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模拟仿真软件三合一的设计平台。Proteus仿真软件具有数字、模拟及数字/模拟混合电路的仿真能力；还提供了电路的直流工作点分析、瞬态分析、噪声和失真分析等多种常用的电路仿真分析方法。这些分析方法基本能满足一般电路的分析设计要求。

在单片机实验教学中采用Proteus软件能更好地解决采用虚拟技术解决单片机及其电路的设计和协同仿真的问题，无需硬件实验平台，只需利用个人计算机进行单片机软硬件同步仿真，仿真结果即可直接运用于真实设计。因此采用Proteus电路仿真软件建立的网上单片机实训室既解决了以往单片机编程过程中的抽象性问题，同时还极大程度地扩展了单片机硬件电路资源，降低了实验教学成本，也使教学过程更加直观，还为学习者提供了一个即时可学式实验室。

3 Proteus在单片机功能开发中的作用

目前，实物单片机实验室的基本功能主要包括元器件选择、电路连线、单片机程序编写、系统运行调试和硬件电路测试，而利用Proteus仿真软件所提供的不同功能可以完全保证对其完全实现。

（1）系统资源。任何一种单片机都提供了一定的系统资源。对于51系列单片机来讲，所供的资源是以寄存器和存储器的方式体现出来的。Proteus仿真软件所提供的元器件包括了电阻、电容、二极管、三极管、MOS管、555定时器等模拟元器件和74系列1vrL芯片、4000系列CMOS芯片、存储器、FC元器件等数字元器件以及PIC、AVR、8051系列单片机，学习者可以通过选取所需的元器件并对参数进行修改实现单片机实验元器件的选择。

（2）硬件电路的设计、制作与调试。硬件电路的设计包括两部分内容：一是系统的扩展；二是系统的配置。大部分常用的硬件电路设计可以通过Proteus软件来实现，学生通过Proteus软件的使用，可以很方便地掌握硬件电路的设计方法。Proteus仿真软件具有导线自动连线功能，使用时只需单击元器件的引脚系统就可进行自动布线，同时，学习者也可根据需要对走线方式进行调整，完成系统电路的整体线路连接，此功能使学习者更加方便的对电路结构进行理解。

（3）程序编写。利用Proteus仿真软件的编程功能学习者可以进行单片机程序编写实验，并在软件中进行目标代码的仿真运行，利用软件所提供的诊断及追踪信息，学习者可以发现代码中所存在的问题并进行修改。

（4）系统运行调试。利用Proteus软件的仿真调试可以实现系统的调试。Proteus可以作为硬件仿真和调试界面。Proteus仿真软件还提供了系统单步运行仿真调试功能，并可以通过此功能模拟单片软件调试器功能，使学习者观察设计效果，同时，在程序运行过程中单片机引脚的电平状态也将实时地显示出来，这为学习者更好地理解程序运行提供了很好的帮助。

（5）硬件电路测试。除了上述功能，Proteus仿真软件还包含了大量的虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、函数发生器、时钟计数器、电压计和电流计等单片机硬件电路测试所需的试验仪器，学习者可以通过此功能仿照真实情况完成对硬件电路的测试与检查。

通过实地教学反馈，针对单片机控制系统是软、硬件结合的应用系统，若将Proteus软件引入单片机课堂教学，可以构建一个适合“教、学、做”一体化教学的单片机虚拟实训室，大大提高学习效率，方便实践操作。

4结论

叙述了单片机实验教学的发展现状，介绍了Proteus仿真软件创新性的功能，研究了Proteus仿真软件在单片机实验教学中的作用。通过实践证明，其构建的虚拟实验室与传统单片机实验室相比，具有开放、灵活和成本低等特点。使用该实验能够实现以教师为引导、以项目为主线、以学习者为实验主体的教学新方法，在提高教学效率的同时，使学习者形成工程设计思路，并利用电路仿真和互联网技术实现了设计、开发、调试并形成产品的全过程，增强了单片机实验的创新性。

参考文献

[1] 冯乔，李冬.Proteus在模拟电子实验教学中的应用[J].信息技术，2011（31）：38-40.

单片机实验教学篇8

【关键词】单片机 项目教学法 智能小车 教学改革

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）08C-0161-02

在电子技术快速发展的时代，单片机技术在电子行业中扮演着极其重要的的角色，掌握了单片机技术，就掌握了电子技术的核心，因此，各大中专院校的电气工程、机电工程、自动化专业及计算机专业等电类专业都把单片机作为一门重要专业课程来抓。然而，在现实教学过程中，单片机实验课程教学却存在着诸多的不足。很多学生反映该课程不好学，知识难记，程序难写，讲课内容不好理解等。教师也反映学生刚开始认真学，后来越来越不认真，最后布置的练习和作业都不做，学习态度不好等，由此产生教师的教和学生的学达不到平衡，教学效果不理想，教学过程偏离教学计划，达不到教学的预期培养目标。本文针对上述所存在的问题，以制作“智能小车”为整门课程的大项目，采用项目教学法将课程的各章节融入项目制作过程中，通过做项目，让学生在制作的过程中理解并掌握课程的知识点。

一、单片机实验教学的现状与不足

职业院校不同于普通高等院校，职业院校的学生更是异于普通高等院校的学生。普通高等院校的学生自学能力强，自觉性高，相反，职业院校的学生则大多自我认识不高，自学能力较差，自觉性不高，比较好动。如果在职业院校教学中采用传统的教学方法，教师在黑板前单纯讲课，或通过多媒体单纯授课，学生在下面听，即便教师讲得十分生动、精细，也许台下的学生也是无心听课，不能真正掌握好单片机技术。

一些教师采用计算机房进行授课，先讲一定的教材内容，然后通过计算机演示和示范程序，让学生按照示范程序进行练习，然后用Proteus软件或单片机系统板进行程序仿真。此种教学方法比上述传统方法好很多，但授课一段时间后却发现，学生基本上是将教师的示范程序照抄一遍，然后下载到Proteus软件或单片机系统板中，仿真成功后，接下来就是拿出手机开始玩游戏，没有继续强化知识的意识或精神。而那些打字慢或搬抄过程中存在错漏的学生，可能准备下课了都没打完字，也可能是因为中途编译错误太多，又找不出错误的地方，最后干脆就放弃，直接玩手机或睡觉。

为了避免上述现象问题的发生，提高教学质量和教学效果，我们应该根据职业院校学生的情况，制定出符合他们特点的教学方法，让他们对课程感兴趣，进而激发他们自主去学习和探索知识。

二、单片机实验教学项目教学法改革

经过多年的教学经验总结，本文对51单片机实验课采用项目教学法进行改革，主要由以下几个环节组成：

（一）兴趣入门。心理学上有一个专业的术语叫做“初次效果”，意思是初次见面的一瞬间就能决定胜败。这是对人说的，其实对教学课程也有同样的效果。如果在第一次给学生上这门单片机实验课时，做好开头，让学生从一开始就对这门课充满兴趣和期待，那么，可以说，这门课程的教学就算成功三分之一了。

对本课程第一次课的教学设计，大部分教师都是简单做自我介绍，提出课程的学习要求，然后就开始打开课本上新课。本文的设计则不同，为了做好“初次效果”，本文的第一次课没有直接上新课，而是跟学生一起看视频、交流和讨论，通过交流与讨论的形式让学生对单片机有一个感性的认识，再通过一定手段使学生对课程学习产生兴趣和欲望，然后才慢慢引入新课。具体内容如下：

1.相互认识。先由教师简单向学生做自我介绍，然后再对全班学生进行点名，认识班里的班干，简单了解班级的一些基本情况。

2.看视频。相比学习文字材料，职业院校的学生对图片、视频，甚至实物更加感兴趣，利用这一特点，教师在上课前准备好搬运机器人、足球机器人、工业生产自动焊接机器人等几个具有代表性的视频材料，通过多媒体播放给学生看，然后再向学生介绍这些智能机器人之所以能完成那么多智能控制功能，都是由我们即将学习的单片机芯片来控制，随即放出单片机芯片的相关图片。运用此种方法，通过播放视频和图片的形式，将全班学生的目光吸引到屏幕上，让学生从感官上对单片机有一个初步的认识。

3.项目实物演示。此环节是第一次课的高潮部分，教师准备好本门课程项目教学的项目实物――智能小车，用一纸箱装好，等到这一环节时将它亮相在学生面前，然后试运行给学生看，甚至让学生亲手操作智能小车，让智能小车动起来，最后现场给学生指出单片机芯片，由此激发学生对本课程学习的兴趣。

4.布置项目任务与讨论。通过以上几个步骤后，学生对单片机已经有一定的兴趣，此时，教师粗略地讲一下智能小车的大致工作原理，然后向学生宣布项目任务―― 制作一辆智能小车。教师将实现的功能和要求罗列出来，最后与学生一起讨论如何去完成这个项目，包括硬件部分如何制作，需要用什么电路模块，最后如何去编写程序等，拟出一个大体的方案，调动学生的积极性，激发学生求知欲。

5.材料准备。做完项目布置和讨论环节后，最后一环节就是材料准备的布置，要求学生列出自己项目所需要的材料，然后用一周的时间去准备，材料可以自己制作，也可以购买现成模块，这样，学生有事可做后，也不会再觉得课程枯燥无味，相应地学习兴趣也就提高了。

（二）硬件制作。通过前期学生的材料准备后，接下来就进入硬件的制作过程。

教师将学生带到实验室，通过分小组的形式进行硬件的制作指导。首先对全班学生提出总的制作要求和注意事项，然后将全班学生分成若干个小组，再召集各组的组长进行硬件的制作指导。比如，教师亲自动手示范指导组长们如何装配智能小车的底盘，如何安装驱动电机和轮子，如何安装电路板及相应控制电路模块等，然后再由各组长对本组的组员进行指导和装配示范，组员们按照组长的装配方法进行装配。同时，教师巡视课堂，了解每个组的制作情况和进度，对有问题或装不对的学生进行指导和提醒，最终完成项目的硬件装配与制作过程。

（三）简单驱动。项目的硬件制作完成以后，教师组织学生带上课本和智能小车进入单片机仿真实验室（或计算机机房），对硬件的相应部件进行功能测试以及程序的编写和仿真，完成一些简单功能的驱动任务。

首先驱动智能小车的运动部件，即驱动电机带动轮子转动。在驱动之前，先给学生设一个疑问：如何让轮子转进来？引发学生对本任务的思考。然后对硬件的电路及原理进行简单的讲解，引出单片机的IO口控制知识，并提示学生翻到课本的相应页码，融合课本教材相应内容进行简单的讲解。接着，教师写示范程序并下载到小车单片机中，驱动车轮转起来，再让学生按此方法进行程序的编写和驱动。

学生驱动得电机让小车跑起来后，学习兴趣肯定大大提高，场面也会很热闹。此时，教师又提出探索性任务，提示学生如何驱动LED指示灯亮起来，又如何实现灯闪铄，以及蜂鸣器的驱动等。通过完成这类小任务，学生去探索和驱动其他的一些电路，达到知识拓展的目的，同时也完成单片机IO口的简单驱动任务。

（四）功能完善。通过以上的方法驱动简单电路后，学生对单片机IO口的编程和控制已经有了一定的认识和掌握，接下来就可以引导学生一步一步地将一些功能电路模块综合起来驱动，实现从简单到复杂的智能控制过程。

比如，引导学生运用红外光电传感器来识别路面的黑线，再控制小车的运动情况，如当小车没检测到黑线时，小车一直向前行进；当检测到黑线时，小车停止前进。学生完成此任务后，教师又提出深一点要求，如当小车没检测到黑线时，小车一直向前行进；当检测到黑线时，小车转弯或调头行进等，实现综合性控制功能。

当学生掌握这些较简单的综合控制功能的编程和控制方法后，再往知识较深、程序较难、单片机功能更强的内容去学，比如超声波避障功能、液晶显示功能、定时器使用等，引导学生一步一步地、从简单到复杂地学习，最终完成智能小车所有功能的实现，从而完成本课程主要内容的授课与学习。

（五）考核评比。本课程的最后几次课是项目完成情况的考核评比与总结。当学生把课程项目的所有功能都完成后，安排一个时间对全班学生制作的项目进行演示和考核评比。在教室的讲台做一个演示台，让每个学生将自己的项目作品拿到演示台上，在全班同学面前展示和演示自己做的项目作品，看看所能实现的功能与开学初的计划是否一致，再简单讲解作品的工作原理和制作方法，最后，教师再对作品的结果进行点评和总结。

通过演示作品和教师的点评总结，学生不但收获了学习成功的喜悦，也认识了自己的一些缺陷和不足，进而努力去弥补和更正。同时，教师也能从这个环节中了解到学生学习的掌握情况和教学上存在的不足，进而对下一节课程进行完善和改进。

三、实验教学改革效果分析

51单片机实验课项目教学法的教学改革，打破了传统理论教学和单纯Proteus软件或单片机系统板仿真教学的缺陷，将整门课程改成项目作品的制作，再将课程内容知识融入项目的制作过程中，让学生既学会了课本知识，又掌握了知识的实际运用，达到理论与实践相结合的教学目的。

通过多年的尝试发现，改革后的单片机实验教学，教师的教学过程轻松了很多，对学生的指导时间多了很多，学生学习的兴趣和积极性更是大幅度地提高，课上睡觉或玩手机的学生大幅度地减少，更多学生将时间和精力投入到了项目的制作过程中，碰到问题时，学生也懂得借助网络进行相关资料的查找，学会了知识的探索，最后在毕业设计中，单片机项目的论文尤其是单片机毕业作品都明显多了很多。

综上，以制作“智能小车”为整门课程的大项目，采用项目教学法将课程的各章节融入项目制作过程中，通过学生亲自动手做项目的形式，培养学生对本课程的学习兴趣，提高学生的学习的积极性和主动性，引导学生将理论知识应用到实践中，增强学生的技能水平和实际应用能力，达到理论与实践相结合的目的。经过多年的教学实践证明，改革后的项目教学法不但提高了教育教学质量和教学效果，而且学生学习的兴趣了大为提高，实际动手能力也增强了。

【参考文献】

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[2]谢宏霖.基于“项目驱动法”的单片机类课程教学探索[J].电脑知识与技术，2012（30）

[3]杜志强.机械类专业“单片机原理及应用”课程教学探索与实践[J].理工高教研究，2010（3）

单片机实验教学篇9

在高等教育领域，对于电子信息、机电、自动化等专业，单片机技术在整个课程体系中处于承上启下的核心地位，是学生必须掌握的一门专业技术，也是现代工科学生就业的一个基本条件。

那么，如何才能学好单片机技术这门实践性很强的课程呢？我们根据“问题式教学法”的改革理念，开展了单片机实验教学改革研究工作，并在实际教学中实施了一系列的教学改革措施，取得了一定的成效。

2.问题式教学法的特点与应用

“问题式教学法”的改革理念就是实现“授人以鱼”向“授之以渔”的转变［1］。

一般来说，教师首先演示一个实验现象，或展示一个实物作品功能，进而提出问题，激发学生的求知欲和探索欲，整个教学围绕这个问题展开。在课堂上，教师不再纠缠于繁琐的单片机基本概念、单片机内部硬件之类的东西，而是只讲应用层面上的重点、难点，并给学生指明自行钻研的道路，整个教学过程就是老师陪学生一起“探索、求证、颠覆、创新”的过程。

我们在实际教学中对问题教学法的实施有两个应用层面。

一是以问题为主线，引导学生思考，分析问题、解决问题，并加以拓展。教学中以提出问题—分析问题—解决问题为线索，并把这一线索贯穿于整个教学过程。例如，对于某一课某一技术知识点，可以是老师设计一个核心问题，整堂实验课围绕这个核心问题进行实验研究、探索。当然老师可以先演示一下基础性引导实验内容或现象，提供基本思路，让学生去分析、探索、拓展，在过程中让学生去“疑”去“问”。

二是在实验过程中加入较多的“问题”因素，在实验过程中启发学生寻找解决方法，从而训练学生遇到问题（提出问题）—寻找方法（分析问题）—解决问题的方法和技巧，培养独立实验能力，使实验教学更具有实践性和实用性。

例如，采用一些模块化的实验设备，实验箱有部分模块有些小问题，连接的手插导线有虚断的，仿真器有个别的是坏的，电脑串口有生锈虚接的情况，这样的模块、导线与仿真器等设备好的与坏的混杂在一起，构成了较多的问题因素。这些因素产生的实验现象肯定跟正确的不一样，这就需要学生仔细分析这些问题，一个个地解决问题和完成实验。

3.具体应用与改革措施

在教学实践中我们该怎样结合教研理论来开展实验教学呢？经过近五年的教学实践摸索、验证，我逐步形成了问题教学法实践教学的一套基本体系。

该体系主要由以下几部分实践环节的具体措施构成。

（1）在课堂教学中以“启发式的问题”教学法为核心，引入“问题”因素综合教学。

实验课开始时先由老师先提出一个核心问题，之后10分钟让学生带着问题去认真预习实验内容与相关的理论知识（实验讲义的课题编排要具有模块化特色，并附有最具相关性、简练性的原理讲述，或采用实验参考书），要求学生最大限度地读懂实验原理与实验程序，不懂的地方要做重点标出。老师讲课的时候点学生进行讨论提问，学生认真听老师总结分析并做好笔记。

上课时，老师先操作演示一遍实验现象，然后根据问题补充讲解相关的基础理论知识，引导学生思考质疑，进而提出新的实验任务与要求，引入拓展性问题。学生先仿做老师演示的实验，后根据新的问题进行拓展、创新。

以定时器实验教学为例，我们主要围绕“如何实现1S的定时”开展教学活动。在学生预习以后教师先操作演示一下指导书上的实验现象，然后让学生来讨论“定时器的基本原理、工作设置、程序分析如何实现1S定时”等问题，之后老师以“水龙头滴水模型”讲述总结定时的基本原理，简述相关寄存器的设置，分析实验书上T0工作在模式2情况下示例源程序，进而提出改进程序的书写方法与基本思路：如何利用T1工作在模式1实现1S的定时，程序怎么改？怎么编写？学生自己摸索写完以后，很多人会忘记中断重装初值的问题，教师点评的时候可以加以总结、强调，最后提出：“如何实现1分钟、一小时、一天的定时设计？”作为课后思考讨论的实验内容。

这里特别强调的是实验过程要引入“问题”因素综合教学，让这些问题加深学生的理解。“直接很快得到的东西总是得不到人的珍惜、回味，只有让他通过分析思考、查错、排错的艰苦探索过程，才让人刻骨铭心，有了一层新的感悟”。

（2）课后开放实验室，鼓励学生利用课外时间进行课外实验。

以全国大学生电子设计竞赛、江西省大学生电子科技活动竞赛为契机，充分调动学生学习的积极性。

一般在课堂上，教师在总结时要结合课堂上的内容提出一些设计性题目，或学生自行设计实验题目与方案，由学生独立操作调试，最后写出实验报告。基础好的同学得到了施展才能的机会，可以设计出颇有特色的实验方案，写出很好的实验报告，一般同学也会感到有一定的压力，增强实验的自觉性。课后可以开设开放性实验室，鼓励学生利用课外时间进行课外实验。这样做，也可以为参加省级部级电子设计大赛培养人才、选拔人才。

（3）以Proteus虚拟仿真软件为平台，开展课后综合设计性项目教学创新活动。

Proteus虚拟仿真软件不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机电路或没有单片机参与的其他电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，可从工程的角度直接看到程序运行和电路工作的过程和结果。所以，我们一般采用这个平台结合实验箱在N501单片机实验室为学生提供良好的项目开发平台，课后义务指导学生完成个人立项，从而极大地调动了学生学习单片机的积极性。同时可以采用项目开发团队的形式完成一些综合性的课题，甚至是帮助老师完成一些科研小课题，让学生体会项目开发流程，培养学生基本的工程意识、工程素质和团队协作精神。

这是实施“启发式问题教学法”深入化的结果，也只有在学生具有绝对化开放性平台的条件下，开展课外创新活动，才可能让学生真正做到自主学习，学生的主动思维能力、动手能力、工程素质才能得到切合实际的培养。

4.结语

近年来，我院学生多次在省大学生课外科技创新活动、单片机技术仿真开发等竞赛活动中获一等奖的佳绩表明，启发式问题教学法在我院单片机技术教学改革中的实施卓有成效。

单片机实验教学篇10

[关键词]课程教学 教学改革 独立实验 单片机

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）01-0158-03

随着计算机应用技术的迅速普及，单片机原理与接口技术课程是作为机电等相关专业的主干课程开设的，是理论与实践结合非常紧密的课程。[1]主要介绍一种典型类型单片机的基本硬件组成，指令系统和程序结构，单片机常用接口芯片的接口电路及编程，单片机的实际系统应用等。[2]通过该课程的学习，学生具有开发单片机应用系统的初步能力，包括软件、硬件及系统等，为后续的专业课程设计和毕业设计打下良好的基础。为了提高单片机的教学效果，人们也不断进行教学方法、内容、手段的改革与探索实践，取得了一定的成绩。[3] [4]不过学生仍感觉到课程内容抽象，建立单片机系统的概念困难。当然这与学生自身的相关知识储备有关，但从单片机教学的角度出发仍然有许多方面值得教师研究和探索，切实有效提高课程的教学质量。

一、单独开设单片机理论课程和实验课程

单片机课程的传统教学模式是把理论教学和实验教学作为一门课程来进行的，也就是常说的理论和实验混编课程，实验形式叫课内实验，这是大多数课程采用的教学模式。[5] [6]这种模式对实验内容多、实践要求很高的单片机课程教学明显不足。

首先，是实验学时数明显不足且难以协调。原来的单片机课程总学时为48，其中包括安排了10个学时的实验。这对于课程实验学时的占比来说已经是比较高的了，但对于单片机这类课程要进行较全面系统的实践训练是远不够的，只能安排少学时的验证性实验，同时也给出了参考程序和实验步骤。这样虽然加快了实验周期，但学生独立思考能力、动手实践能力和创新能力得不到有效的锻炼。同样随着单片机技术的发展，串行通讯及低功耗串行器件在微控制器中的广泛应用，要求掌握的内容也在增加和变化，38学时的课堂理论学时也是不够的。在课程总学时确定的情况下，调整实验与理论之间的学时分配也很困难。

其次，理论教学限定了实验时间的灵活性和内容的扩展性。对于混编课程，课堂理论教学和实验教学最终给出一个总成绩，理论和实验各占一部分，两者在时间上就存在制约。一般是课堂教学结束，实验也基本上要完成，否则将会影响考试的时间安排和成绩的评定。这样就造成实验周期较短且相对集中，在这段时间实验室的负荷非常高，实验的时间安排非常紧密，灵活性受到很大的限制，甚至影响正常的实验开展。

为了加强单片机课程的教学，特别是加强实验教学，将原单片机原理及应用混编课程改为单片机原理与接口技术理论课（学时48）和实验课（学时24），两门在形式上完全独立的课程。这不仅仅是学时数和内容的增加，而且使得课堂理论教学和实验教学能够根据各自的不同特点和差异，改革完善各自的教学模式及教学方法，有助于实验教学改革，改变实验长期作为课堂理论教学辅助地位的状况，实现理论教学和实践教学两条腿走路。

二、单片机课堂理论教学模式及方法探索

对初学者来讲单片机的内容抽象，同时需要一定的电子技术知识支撑，对知识综合性、实践性要求都比较高，学生总感觉内容零散难以构成系统应用。因此在大力加强实践教学的同时，对单片机课堂理论教学的模式及方法等许多方面同样需要改革和探索。

（一）模块及层次化的教学内容组合

单片机常规教学一般都是按照教材的先后顺序讲授单片机的硬件结构、指令系统，汇编语言程序设计方法和技巧、定时计数器及中断系统、串行口通讯，单片机的扩展、人机和机电接口应用等，知识点较多，前后知识有机联系弱，难以构成完整系统性的概念。为此，从系统角度出发将单片机内容划分为硬件结构、软件程序、外部扩展、应用实例等四大模块，每个内容模块中又划分有不同的知识层次子模块。[7]如硬件结构模块划分为单片机核心基础层（包括寄存器、存储器结构、端口等）和片内功能层子模块（包括中断、定时器、串口等）;软件程序模块包括指令基础子模块和基础程序设计子模块等。在课程讲授的开始就让学生对单片机三大模块的关系有初步的感受，并在后期交叉讲授过程中不断强化认识，建立知识与系统的概念。

如何建立软硬件之间的联系对理解单片机是非常重要的，教学中要加强软硬件模块之间联系的讲解。指令是编程的基础，但一条条指令的讲解又是非常枯燥的事情，因此要求学生强化课下的指令记忆，课堂上着重讲解典型指令、指令对比以及和硬件存储关系等。如传送指令MOV、MOVX和MOVC的区别和对应存储空间的位置;堆栈指令PUSH、POP对指针的影响及调整初始指针的原因;比较指令CJNE和减法指令SUB实现同样功能的编程等;对于功能部件及扩展器件则加强软件与硬件结合的讲解，如何实现接口的编程。这样使学生逐步建立单片机软硬件系统结合的方法。

（二）适当引入虚拟仿真教学

单片机的广泛应用使得其软件的虚拟仿真技术也得到了迅猛的发展。Keil软件是单片机开发软件，它支持包括51系列等流行单片机的宏汇编及C语言的程序编译、连接及仿真调试等;Proteus软件电路设计和分析软件，可以进行硬件电路原理图设计、PCB电路板布线及电路仿真，还可以结合单片机的软件实现软硬件的联合仿真。因此通过Keil软件环境中编写单片机程序，Proteus软件环境中设计相应的单片机硬件电路，然后通过两个软件的关联就可以模拟将程序加载到单片机中进行仿真了。[8]

在单片机的课堂教学中适当引入Keil和Proteus软件，用它们编写软件、设计电路和虚拟仿真，不仅可以培养学生严谨仔细地编写指令和设计硬件电路的态度，还可以使枯燥的单片机学习变得直观、形象和生动，激发学生学习的兴趣和主动性，提高教学的效果。当然，软件仿真和单片机的实际系统还是有差异的，只是验证其逻辑关系。但在单片机应用系统的开发过程中先在PC电脑上进行软硬件结合的虚拟仿真，不仅可以缩短开发时间，节约硬件成本，而且使开发的初期过程变得简单、直观，对于既要学习单片机并不需要进行实物开发的广大学生来说更是很好的学习软件。

（三）一个应用实例贯穿教学始终

学生对单片机比较困惑的是相关的内容学完后认识还是比较零散，不知道该如何应用。老师在讲授过程中，不同的章节也会举一些局部的应用实例，各个实例仅仅是局部详细的，但缺乏整体性，不同章节例题很少有关联性，老师感觉基本应用都讲解了，但学生仍难以有效建立整体系统应用的观念。

为了强化学生单片机系统应用的理解，在教学的开始就提出一个具体的应用实例，并贯穿整个课堂教学活动中。例如温度对学生来说是一个很熟悉的，因此就提出单片机温度测量系统设计的实例，可以是教室的、宿舍的温度测量，给出实时温度显示，并模拟给出控制信号（模拟空调电机控制）、超限报警等。教师还可将相关的内容分散到各个章节中介绍，最后构成一个完整的系统。在讲解软件程序设计时，介绍如何根据已知数（模拟采集的温度数据）通过查找比较编程来确定温度;在讲解中断及定时器时，介绍如何用定时中断的方法进行定时温度信号的采样;在讲解键盘及显示时，如何设定温度值，显示键盘功能及数据，然后再返回显示实时温度等接口编程;在讲解A/D时，以AD590集成温度传感器讲解电压与温度的关系（输出电压可以用电位器模拟），A/D转换后的数字量对应关系;在讲解D/A时，讲如何输出电压或电流信号，以模拟控制调节空调电机。然后进行问题实例总结，给出完整的软件编程和硬件电路，并进行Keil和Proteus软件的仿真。这样学生比较容易将单片机的知识点串成一个有机的系统，有效掌握设计的基本方法。

三、单片机独立实验教学模式改革

独立开设单片机实验课程的学时数大大增加了，实验内容的系统性得到了充分的保证，可以使学生对单片机的存储器结构、汇编程序编写设计、定时/计数器和中断应用、并行/串行通讯方式、A / D和D / A转换、键盘和显示、系统实际应用等方面得到较为完整系统的训练。与原来的单片机课内实验的模式相比优势是显见的，更能反映学生实验的本质特点。独立课程的实验使得实验在时间安排上更宽泛和灵活了，不再受课堂教学的严格束缚，实验时间可以安排在整个学期内。学生选做实验项目的自由度大大提高了，前期有充足的时间对实验内容进行预习和软件仿真，有助于学生自主实验的开展，实行开放式的实验教学[9]，也促进实验教学管理模式及方法的改革。

单片机的实验教学中除开发系统的使用及基本编程操作实验进行集中指导之外，大多数实验是学生以实验小组为单位自由与实验室联系，自主地决定实验时间。不再按课堂教学时间，而是按上、下午及晚上三个单元安排实验，这样使学生有充足的时间进行实验操作、分析，同时也考虑到学生快慢层次上的差异。

在单片机实验独立开设课程之前，实验的学时少且实验的时间跨度有限，实验内容一般都是由指导教师安排的，学生主动选择实验内容的机会很少。而独立开设实验课程后，大大增加了选修实验的内容，实验安排上指定实验和选做实验的学时数基本上各占50%左右。这样即能够保障学生对单片机主要内容实践的基本要求，又能让学生可以根据自己的兴趣选择不同的实验内容，培养自主实验的意识和主动探究知识的动力。

四、结束语

单片机的理论教学和实验教学分别独立开课，使得理论和实验的教学内容得到了加强。特别是独立实验课的开设，除了实验内容更加系统化，时间更加灵活，提高学生做实验的主动性和兴趣，还有效提升了实验教学的地位，有利于加强学生对实验教学的重视。教学课堂采用软件仿真和系统的实例，使得枯燥呆板的指令、电路变得生动形象，有效提高学生单片机知识的综合和实际应用能力。单片机课程的教学改革虽然也取得了较好的效果，但对于这类实践性要求很强的课程，需要进一步加强实验和实验室教学，改变传统的课堂与实验的认识，深化高等教育的改革。

[ 注 释 ]

[1] 胡晶晶，李娟.虚实结合的单片机实践教学探讨[J].赤峰学院学报（自然科学版），2013（4）：206-208.

[2] 李朝青，刘艳玲.单片机原理及接口技术（第4版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.

[3] 姜宁，樊延虎.单片机教学改革与实践[J].延安大学学报（自然科学版），2011（1）：45-46.

[4] 张江印.高校单片机教学模式的研究[J].实验室研究与探索，2011（9）：103-106.

[5] 陈向奎，李元臣.单片机教学的思考与探索[J].洛阳师范学院学报，2012（5）：84-86.

[6] 汪万维.单片机课程教学改革探讨[J].武汉大学学报（理学版），2012（S2）：95-97.

[7] 朱敏杰，罗珩，余亚东.改革单片机教学培养应用型人才[J].实验室研究与探索，2012（2）：144-147.