單片機理論論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇單片機理論論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

第二章設計要求與任務

第一節目的和要求:

1、實驗要求：

編寫程序，以89c52的端口作為輸出口，控制4個雙色LED燈(可發紅、綠、黃光)，模擬十字路通燈管理。

2、實驗目的：

(1)學習I／0口擴展方法；掌握89c52的工作原理以及編程方法，了解軟件與硬件的調試技術。

(2)學習模擬交通燈控制方法；(3)學習雙色LED燈的使用；

第二節設計任務和設計內容:(CPU均采用89c52)

1.軟件延時實現模擬路通燈控制：(如圖1)

實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮60秒；然后A﹑C路口不變，B﹑D路口綠燈閃5下，然后B﹑D路口黃燈亮；再變為A﹑C路口綠燈，B﹑D紅燈延時3秒；然后A﹑C路口綠燈閃5下，再黃燈亮，B﹑D不變。再循環······。并將綠燈剩余時間顯示在LED上(該項編程可將其結果顯示在計算機屏幕上代替)。

初始化

設置89c52

為輸出

C口為輸出

清LED

BD,AC四個方向全為紅短延時

BD方向亮綠燈60秒

AC方向亮紅燈

BD方向綠燈閃五次，AC方向燈不變

BD方向為黃燈延時

AC方向燈不變

有鍵按下？

有鍵按下？

BD方向亮紅燈并延時3秒，AC方向亮綠燈

有鍵按下？

有鍵按下？

狀態0

狀態1

狀態2

狀態3

有鍵按下？

BD方向燈不變，

AC方向綠燈閃五次

狀態4

BD方向燈不變，

AC方向黃燈延時

狀態4

返回DOS

狀態1

狀態3

狀態4

狀態2

循環

運行

（圖2流程圖）

2.89c52定時器控制模擬交通燈:

實驗效果:軟件延時控制A﹑C路口紅燈，B﹑D路口綠燈亮50秒；其余要求和第1點中的相同。

第三章設計方案及評估論證

第一節題意分析：

雖然題目是四個路口，其實這是用于人行橫道處的

交通燈，也可用于不允許拐彎的主﹑副街道的交叉口處。

如圖1所示，B、D方向是雙向車道；A、C方向是人行橫道。或者將BD看作主街道，而AC看作副街道，也是可以的。

第二節工作原理說明：

1.工作原理說明：

此方案是通過并行接口芯片89c52A和計

算機的硬件連接，以及通過軟件延時的方法進行軟件

篇（2）

2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。

篇（3）

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設計開關電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當而造成資源的浪費。然而，這并非易事。原因之一是單片開關電源現已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時，不僅要知道設計的輸出功率PO，還必須預先確定開關電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數只有在設計安裝好開關電源時才能測出來，在設計之前它們是未知的。

下面重點介紹利用TOPSwitch－II系列單片開關電源的功率損耗（PD）與電源效率（η）、輸出功率（PO）關系曲線，快速選擇芯片的方法，可圓滿解決上述難題。在設計前，只要根據預期的輸出功率和電源效率值，即可從曲線上查出最合適的單片開關電源型號及功率損耗值，這不僅簡化了設計，還為選擇散熱器提

η/％(Uimin=85V)

中圖法分類號：TN86文獻標識碼：A文章編碼：02192713(2000)0948805

PO/W

圖1寬范圍輸入且輸出為5V時PD與η，PO的關系曲線

圖2寬范圍輸入且輸出為12V時PD與η，PO的關系曲線

圖3固定輸入且輸出為5V時PD與η，PO的關系曲線

供了依據。

1TOPSwitch－II的PD與η、PO關系曲線

TOPSwitch－II系列的交流輸入電壓分寬范圍輸入（亦稱通用輸入），固定輸入（也叫單一電壓輸入）兩種情況。二者的交流輸入電壓分別為Ui=85V～265V，230V±15％。

1．1寬范圍輸入時PD與η，PO的關系曲線

TOP221～TOP227系列單片開關電源在寬范圍輸入（85V～265V）的條件下，當UO=＋5V或者＋12V時，PD與η、PO的關系曲線分別如圖1、圖2所示。這里假定交流輸入電壓最小值Uimin=85V，最高

η/％(Uimin=85V)

η/％(Uimin=195V)

交流輸入電壓Uimax=265V。圖中的橫坐標代表輸出功率PO，縱坐標表示電源效率η。所畫出的7條實線分別對應于TOP221～TOP227的電源效率，而15條虛線均為芯片功耗的等值線（下同）。

1．2固定輸入時PD與η、PO的關系曲線

TOP221～TOP227系列在固定交流輸入（230V±15％）條件下，當UO=＋5V或＋12V時，PD與η、PO的關系曲線分別如圖3、圖4所示。這兩個曲線族對于208V、220V、240V也同樣適用。現假定Uimin=195V,Uimax=265V。

2正確選擇TOPSwitch－II芯片的方法

利用上述關系曲線迅速確定TOPSwitch－II芯片型號的設計程序如下：

（1）首先確定哪一幅曲線圖適用。例如，當Ui=85V～265V，UO=＋5V時，應選擇圖1。而當Ui=220V(即230V－230V×4.3％)，UO=＋12V時，就只能選圖4；

（2）然后在橫坐標上找出欲設計的輸出功率點位置（PO）；

（3）從輸出功率點垂直向上移動，直到選中合適芯片所指的那條實曲線。如不適用，可繼續向上查找另一條實線；

（4）再從等值線（虛線）上讀出芯片的功耗PD。進而還可求出芯片的結溫（Tj）以確定散熱片的大小；

（5）最后轉入電路設計階段，包括高頻變壓器設計，元器件參數的選擇等。

下面將通過3個典型設計實例加以說明。

例1：設計輸出為5V、300W的通用開關電源

通用開關電源就意味著交流輸入電壓范圍是85V～265V。又因UO=＋5V，故必須查圖1所示的曲線。首先從橫坐標上找到PO=30W的輸出功率點，然后垂直上移與TOP224的實線相交于一點，由縱坐標上查出該點的η=71.2％，最后從經過這點的那條等值線上查得PD=2.5W。這表明，選擇TOP224就能輸出30W功率，并且預期的電源效率為71.2％,芯片功耗為2.5W。

若覺得η=71.2％的效率指標偏低，還可繼續往上查找TOP225的實線。同理，選擇TOP225也能輸出30W功率，而預期的電源效率將提高到75％，芯片功耗降至1.7W。

根據所得到的PD值，進而可完成散熱片設計。這是因為在設計前對所用芯片功耗做出的估計是完全可信的。

例2：設計交流固定輸入230V±15％，輸出為直流12V、30W開關電源。

圖4固定輸入且輸出為12V時PD與η，PO的關系曲線

η/％(Uimin=195V)

圖5寬范圍輸入時K與Uimin′的關系

圖6固定輸入時K與Uimin′的關系

根據已知條件，從圖4中可以查出，TOP223是最佳選擇，此時PO=30W，η=85.2％，PD=0.8W。

例3：計算TOPswitch－II的結溫

這里講的結溫是指管芯溫度Tj。假定已知從結到器件表面的熱阻為RθA(它包括TOPSwitch－II管芯到外殼的熱阻Rθ1和外殼到散熱片的熱阻Rθ2)、環境溫度為TA。再從相關曲線圖中查出PD值，即可用下式求出芯片的結溫：

Tj=PD·RθA＋TA(1)

舉例說明，TOP225的設計功耗為1.7W，RθA=20℃/W，TA=40℃，代入式（1）中得到Tj=74℃。設計時必須保證，在最高環境溫度TAM下，芯片結溫Tj低于100℃，才能使開關電源長期正常工作。

3根據輸出功率比來修正等效輸出功率等參數

3．1修正方法

如上所述，PD與η，PO的關系曲線均對交流輸入電壓最小值作了限制。圖1和圖2規定的Uimin=85V，而圖3與圖4規定Uimin=195V（即230V－230V×15％）。若交流輸入電壓最小值不符合上述規定，就會直接影響芯片的正確選擇。此時須將實際的交流輸入電壓最小值Uimin′所對應的輸入功率PO′，折算成Uimin為規定值時的等效功率PO，才能使用上述4圖。折算系數亦稱輸出功率比（PO′/PO）用K表示。TOPSwitch－II在寬范圍輸入、固定輸入兩種情況下，K與U′min的特性曲線分別如圖5、圖6中的實線所示。需要說明幾點：

（1）圖5和圖6的額定交流輸入電壓最小值Uimin依次為85V，195V，圖中的橫坐標僅標出Ui在低端的電壓范圍。

（2）當Uimin′>Uimin時K>1，即PO′>PO，這表明原來選中的芯片此時已具有更大的可用功率，必要時可選輸出功率略低的芯片。當Uimin′（3）設初級電壓為UOR，其典型值為135V。但在Uimin′<85V時，受TOPSwitch－II調節占空比能力的限制，UOR會按線性規律降低UOR′。此時折算系數K="UOR′"/UOR<1。圖5和圖6中的虛線表示UOR′/UOR與Uimin′的特性曲線，利用它可以修正初級感應電壓值。

現將對輸出功率進行修正的工作程序歸納如下：

（1）首先從圖5、圖6中選擇適用的特性曲線，然后根據已知的Uimin′值查出折算系數K。

（2）將PO′折算成Uimin為規定值時的等效功率PO，有公式

PO=PO′/K（2）

（3）最后從圖1～圖4中選取適用的關系曲線，并根據PO值查出合適的芯片型號以及η、PD參數值。

下面通過一個典型的實例來說明修正方法。

例4：設計12V，35W的通用開關電源

已知Uimin=85V，假定Uimin′=90％×115V=103.5V。從圖5中查出K=1.15。將PO′=35W、K=1.15一并代入式（2）中，計算出PO=30.4W。再根據PO值，從圖2上查出最佳選擇應是TOP224型芯片，此時η=81.6％，PD=2W。

若選TOP223，則η降至73.5％,PD增加到5W，顯然不合適。倘若選TOP225型，就會造成資源浪費，因為它比TOP224的價格要高一些，且適合輸出40W～60W的更大功率。

3．2相關參數的修正及選擇

（1）修正初級電感量

在使用TOPSwitch－II系列設計開關電源時，高頻變壓器以及相關元件參數的典型情況見表1，這些數值可做為初選值。當Uimin′LP′=KLP（3）

查表1可知，使用TOP224時，LP=1475μH。當K=1.15時，LP′=1.15×1475=1696μH。

表2光耦合器參數隨Uimin′的變化

最低交流輸入電壓Uimin(V)85195

LED的工作電流IF（mA）3.55.0

光敏三極管的發射極電流IE（mA）3.55.0

篇（4）

圖1中，IC1是8選1的模擬通道芯片MAX338，若通道數量超過8，可選用MAX306，其通道數量可達16個。IC2為12位帶采樣保持功能的A/D模數變換芯片AD1674。IC4為地址鎖存片74LS373，IC5為RAM存儲芯片6264，它們附屬于IC3，作為IC3的片外數據存儲器。

硬件的工作過程是：工頻電壓或電流經處理后（經傳感器或者電壓/電流互感器、放大器、濾波器等處理）變為相應的模擬信號，分別從CI1的8個輸入端（IN1～IN8）輸入，具體選通哪路則取決于A0～A2的二進制數。而A0～A2又是由IC3的P10～P12決定。被選中通道的模擬量由IC1的OUT輸出，經跟隨器后進入IC2進行A/D變換，由R/C、A0控制變換的過程，STA給出變換結束的信號，它們分別由IC3的P15～P17實施控制和測試。變換完成的數字量為12位，分兩次輸出，第一次為高8位（DB11～DB4），第二次為低8位（DB3～DB0，后加4個0）。這些數據經整理后依次存入數據存儲器IC5中。IC3的P14是IC2的片選信號，P33是IC4、IC5的片選信號，通常為高電平，選不中。當進行A/D變換時，須先將P14置低電平，選中該片，變換完成后，再置加高電平。當向IC5存、取數據時，須通過P33進行控制，過程同上。這樣，可以防止A/D變換、IC5存取數據、IC3通過P0口向IC6傳送數據這三者之間的相互交叉干擾。

周期值的測量是由一模擬通道提供工頻信號，經斯密特觸發器至IC3的P13進行。P13相鄰兩次電平下降的時間隔即可周期值。

IC3的P30、P31與IC6的P10、P11構成握手信號，將存放IC5中的各量依次取出，由IC3的P0口傳至IC6的P0口，并存入指定的區間，再進行傅氏運算、處理和控制。IC5中存儲的數據個數是1周期內各采樣點的、各通道測得的數據個數的總和。設采樣點為Rn，通道數為Rm，再加上前述的周期值（各量均為2字節），總的字節數C=2RnRm+2。當Rn=32，Rm=8，則C=2×32×8+2=514字節。當少于200字節時，也即采樣點、通道數較少時，如Rn=16，Rm=6，IC3可用W78E52代替。W78E52可以利用片內的256個RAM來存儲數據而省去片外的數據存儲器，在硬件上更為簡潔。

二、軟件

圖2是協處理器主程序軟件框圖。首先對有關的量進行說明：T0和T1是W78E51片內的兩個定時器。T、Ta和Tb均為2字節寄存器，T用來存儲測量出的周期值；Ta存儲兩相鄰采樣點的時間間隔，因本例中采樣點為32，將T右移5位即得Ta值；Tb是Ta對應的溢出值，用來產生T0中斷。注意：以上諸量都須機器周期來表示，本例中采用24MHz晶振，一個機器周期的時間為0.5μs。Rm是模擬通道數，范圍是1～8。Rn是采樣點數，范圍是1～32。

工作過程簡述如下：當P13電位下跌時，周期測試開始，到第二次P13下跌時，周期測試結束（區間為AA～AD）。兩次下跌的時間間隔即為工頻的周期，具有準確的跟蹤特性。在周期測試開始后4μs，T0溢出產生中斷，執行中斷子程序，總共32次。中斷子程序都是在AD～AC間執行的，也即在第一周期內所有需要測量的量都已測出。從AD往后便是第二周期，主要用來計

算Ta、Tb的值，并將IC5內的數據傳送出去。由此可見，協處理器的運行為2個周期，約40ms。應說明的是：在上電的第一個周期內，因周期值還未測出，故須對Tb值先行設置。圖3是中斷子程序軟件框圖。

8個通道的A/D轉換數據是先存入片內的RAM。這樣來得快，以減少通道之間的相差（鄰近通道之間的相差約為0.4°），之后，再一次性地由片內RAM轉存于片外RAM。執行一次T0中斷子程序的時間約為256μs。當采樣點為32時，時間間隔為625μs，綽綽有余。若將采樣點增至36，通道增至16個，則采樣點間隔約為555μs，執行中斷子程序的時間約為445μs，仍有足夠的余量。

軟件可以用匯編語言ASM51編寫，也可以用對應的高級語言PL/M51或C51編寫，但前者代碼率高一些。

結束語

以上是協處理器的一般用法，在此基礎上是否能進一步縮短運行周期和提高測量精度，是一個值得研究的課題。提高主處理器IC6和協處理器IC3的工作頻率（如IC6采用16MHz，IC3采用36MHz）可以提高CPU的運行速度，以達到縮短運行周期的目的。但有兩點需要注意：一是CPU的芯片的速度必須跟得上；二是頻率提高后，輻射增強，交叉干擾變得明顯。因面，在印刷電路板的設計上須謹慎處理。

篇（5）

中圖分類號：TP368.1-4

隨著知識經濟的不斷發展，企業對于綜合型人才的需求更加的迫切，培養高素質的創新型人才已被確定為我國高等教育發展的根本目標。單片機課程是電子類專業的一門核心課程，具有很強的綜合性與實踐性特征，該課程不僅為后續課程的學習奠定基礎，并且也提供了一種培養創新能力的良好手段。傳統的單片機課程教學在提升學生創新能力培養方面還存在很大的欠缺性，因此，為了在單片機課程教學中強化創新能力培養，必須對傳統單片機課程的教學模式進行改革。

1.教學與實踐改革存在的問題

1.1教學方式有待改進

在單片機的教學過程中不少教師常常以單片機理論為教學的重中之重，實驗常安排一些與實踐結合不緊密的基礎實驗，從而難以與實踐緊密結合起來；再加上一些教師強調筆試的重要性，勢必造成學生失去學習的興趣和積極性，將更多精力用于考試過關，而難以使理論知識得到實踐和應用。例如循環左移和右移指令的講解，只做理論上的推導，很難加深學生的印象，若能引入適當的EDA技術將這個循環左移和右移過程形象地展示出來，既能加深學生的印象還能提高其學習興趣[1]。

1.2傳統教學的內容問題

由于單片機教材與實際應用有一定的差距，教材中提到的理論與實物已經是幾年前的市場產品或者是面臨淘汰的產品，這樣就會使學生接觸到一些過時的知識卻沒有看到新的改進，從而在一定程度上影響了學生的知識面和實踐能力。實驗課程體系驗證性實驗過多、綜合性、啟發性實驗太少，沒有大型設計性和綜合性實驗，基本沒有對學生動手實踐能力達到提高和訓練[2]。

1.3學生對實踐和動手缺乏積極性

不少學生對單片機的實踐性缺少認識，不主動參與實踐和設計，他們寧愿將時間放在英語考試或計算機等級考試上，卻對單片機技術的實踐和操作缺少興趣，因此培養和調動學生積極性顯得尤為重要。

2.教學實踐改革中的有效建議

2.1教學項目的創新設計

教學項目是課程教學內容的載體，教學項目設計的好壞直接關系到單片機課程的教學效果。為了培養學生的創新能力，筆者設計了一些創新性的教學項目，旨在為學生提供更大的創新設計空間。比如：設計智能打鈴器、盆栽自動灌溉裝置、自動避障小車等。這些教學項目不僅可以鍛煉學生的單片機開發能力，也可以為學生提供很大的創新空間。學生在完成這些項目的基本功能后，還可以根據自己的想象力對其進行改進，使其功能更加完善。

2.2n程題目的創新設計

單片機課程設計是單片機教學的一個重要檢驗環節，其題目的設計對于培養和考核學生的創新能力非常重要。題目的設計和選取可以從以下幾個方面入手：借鑒歷屆電子設計大賽的題目；從日常生活中尋找與們課堂教學相關的資源，將其改良為可行性課題；以在研的教師科研課題為藍本，將部分研究內容作為設計制作的題目供學生練習，培養其創新能力。比如，筆者根據自己的日常生活經驗，設計了智能水杯題目，不限定水杯的具體功能，要求學生充分發揮自己的想象力和創新能力，分組設計出不同功能的智能水杯。各個小組完成了不同的創新設計，有的小組設計了具有自動顯示水溫功能的水杯，有的小組設計了具有定時提醒喝水功能的水杯，有的小組設計了具有音樂播放功能的水杯，等等。

2.3開發單片機創新實驗裝置

傳統的單片機實驗箱內部電路固定，學生只能按照實驗指導書的步驟，機械地做一遍驗證性實驗，無法進行創新性設計。針對傳統單片機實驗箱的缺點，筆者開發了一套靈活性和擴展性強、易于升級的單片機創新實驗裝置。其設計思路是將搭建各種不同功能單片機系統所必需的組成電路分離，設計出各個獨立的功能模塊，在該裝置上學生可自主選擇功能模塊，完成創新性單片機系統的設計。另外，利用Proteus與Keil軟件整合構建單片機創新虛擬仿真實驗室，它可為學生提供豐富的虛擬儀器和元器件資源，為學生提供良好的創新平臺。

2.4請高校研究生作有趣易懂的產品設計報告

以往常有教師向院上提出應該多請專家給學生作專題報告以拓展學生的知識面，盡管學院作出了一定的努力，然而許多國內專家總是忙于手頭工作，或者因為路程問題最后不能完成這一愿望，即便有的專家過來作完報告，卻也難以收到預期的效果，一些學生往往反映太過深奧，或者難于理解或者與所學知識關聯不大。對此我們可以請來高校一些發表過優秀論文的研究生，利用周末過來講解和展示他們的設計成果這些研究生往往非常樂意奉獻自己的論文成果，因此講解得較為詳細具體，并且可以做到淺顯易懂而本科生在具有一定理論基礎情況下都能聽懂。

2.5 考核方法的創新設計

通常來說考核就是對教師教學效果的檢驗和學生水平的測試，同時也是督促和激發學生認真學習的原因和動力。在單片機的教學與實踐改革過程中，我們提出了一種注重實踐能力和應用能力培養的考核方式，課堂考勤占10%，平時成績占30%期末考試占60%。這種考核方式突出的特點是平時成績比例較高，同時對其考核將一半的分值設定為實驗成績，并對學生在實驗中的具體表現從實驗態度、完成實驗的情況、實踐動手能力和課程設計等幾方面進行量化。

3.結語

單片機技術是電子類專業的核心課程，有較強的實踐性，因此學生只有在單片機開發實踐中才能真正掌握其開發方法、鍛煉創新能力。但加強學生的實踐應用能力和創新能力并不是一件容易的事情，需要教師首先轉變教學的觀念，從教學的教學項目、課程題目上大膽創新，并在實驗裝置上下功夫，做出創新，并通過產品設計報告、以及考核方法創新的輔助，全面的提升學生的創新能力，相信在堅持不斷的推進、實踐和努力中，一定能在學生單片機應用及創新能力提升上有所收獲。

篇（6）

中圖分類號：G712　文獻標識碼：A　文章編號：1671-0568(2012)08-0041-02

目前，計算機硬件技術向巨型化、微型化和單片化三個方向高速發展。自1975年第一塊單片微型計算機芯片問世以來，在短短的三十多年間，單片機技術已發展成為計算機技術一個非常有前途的分支，它具有體積小、性能優越、價格低廉等優點。一方面，單片機芯片是自動控制系統的核心部件，廣泛應用于工業控制、智能化儀器儀表、通信終端設備、家用電器、高檔電子玩具等領域；另一方面，單片機也是電子技術數字化的核心部件之一，在數字化電子產品中承擔著數字信號處理的重任。鑒于單片機技術在實踐中的廣泛應用，很多高職院校電類專業均開設了《單片機技術》課程，但是院校之間的教學模式及教學效果存在著一定的差別，為了找到此類課程的理想教學方法，有必要對單片機課程的教學模式進行研究。

一、傳統的單片機教學模式

傳統的高職院校《單片機技術》課程存在一些比較普遍的問題，主要體現在適合高職學生的優質單片機教材較少，很多教材偏重于理論，相應的教學計劃針對性不強，傳統教學方法因過多體現“講授式”特點，缺乏對學生主動學習與實踐創新能力的關注。傳統的“單片機技術”課程教學模式往往是“理論課+實驗課”。理論課在教室采用多媒體或“粉筆+黑板”的方式，以逐個知識點的講授為主。實驗課在實驗室環境下練習，且實驗內容多為驗證性實驗。這種教學模式的缺點是教學中以教師為中心，理論與實踐相脫節，學生被動地接受知識，學習過后不易理解和掌握。因此，開展《單片機技術》課程教學方法改革，探索適應新形勢要求的教學方法已是必然。

二、單片機一體化教學模式

《單片機技術》自身就是一項實踐性非常強的技術，光靠理論講授和后續的實驗驗證根本不可能使學生很好的掌握這項高新技術，為了改變現狀使學生掌握這項受之有用的技術，唯有在教學過程中加大實踐的力度，使得學生能夠在做中學，學中做，通過自己動手做而獲得成就感，通過自己動手做而找到學習的樂趣，進而自主的學習。基于此，本文對單片機一體化教學模式進行探究，采用“教學做一體化”的教學方式，以項目情景和工作過程為導向，突出學生的主體地位，在做的過程中由教師教和學生學來共同完成教學活動。

三、單片機一體化教學具體實施

整個課程教學過程的實施按照“理論引導普通項目實訓典型項目實訓綜合(創新)項目實訓競賽”的系列步驟展開。

1　實施方案。每個教學過程均安排在實訓室采用“理論講解－分析設計－學生編程－仿真－實訓－設疑－再編程－再仿真－再實訓”的方式進行，邊講邊動手，有目的、有計劃地帶領學生先完成普通項目實訓，再完成典型項目實訓，然后完成綜合(創新)項目實訓。例如，要完成“8個發光二極管輪流點亮”的任務，教師先講解完成這個實例需要掌握的相關電路原理和指令規則，接著引導學生一起來分析思考如何實現任務功能，待學生發現指令和任務之間的聯系之后，讓學生動手寫程序，并仿真看結果對不對。如果仿真正確。再嘗試將程序代碼下載到實驗板看結果是否正確。接下來再適當改變任務要求，讓學生動手完成新任務。通過這樣的過程，調動學生的主觀能動性，提高學生學習興趣，真正將“學－思－知－行”統一起來。

2　實施方法。本課程實踐教學環節的實施按照“普通項目實訓典型項目實訓綜合(創新)項目實訓競賽”的步驟循序漸進地展開，其組織形式也有相應的區別。

(1)普通實訓項目。普通實訓項目采用集中進行，統一指導和個別輔導相結合的方式進行。實訓后學生必須根據要求，寫出項目實訓報告。實訓過程中，教師的作用是導向、糾偏、督促、檢查。重在培養學生自主創新地完成：資料查找、方案構思、電路設計與制作、編程及調試等工作，注重講練結合，教師一般先有統一的入門指導，講解實訓的原理、方法、步驟、注意事項，根據需要作必要的現場操作演示，然后巡回指導。通過普通項目的實訓使學生掌握單片機開發工具、單片機仿真軟件、應用軟件的使用方法，獲得基本實訓技能。掌握單片機指令應用、程序設計基本方法和技巧，提高了動手能力。

(2)典型實訓項目。教師下達典型實訓項目任務，提供參考資料書目，學生自己查閱資料，確定設計方案。在教師對設計方案檢查無誤后開始進行硬件原理圖的設計和軟件程序編制，調試硬件電路、調試設計程序直至成功，整個過程由老師提供技術支持。學生根據任務書的時間內容要求完成設計任務。典型實訓項目采用相對集中、任務分散，小組討論，個別輔導相結合的方式進行。通過典型實訓項目的實訓使學生進一步理解單片機的組成及工作原理，掌握接口電路的工作原理，理解接口技術、中斷、定時／計數器等功能部件的基本原理和設計應用方法，培養學生的單片機應用與開發能力以及團隊協作的能力。

(3)綜合(創新)項目實踐。綜合(創新)項目實踐采用課題組形式，每組學生進行任務分工，共同完成一個相對完整的設計任務：審題、查閱資料、方案構思、繪制原理圖、電路板設計與制作、編程及調試、論文撰寫等工作。教師采用相對集中、任務分散，小組討論，個別輔導相結合的方式進行。教師在實訓全過程中起技術指導作用。要真正提高學生單片機實際應用能力，單靠課堂(理論、實驗)教學是不夠的。為了鞏固、提高學生單片機理論教學的效果，單片機應用設計綜合項目，旨在繼續強化學生單片機應用能力的培養，要求學生完成一個比較全面的單片機綜合應用項目，對學生進行全面綜合的訓練，有效地提高學生的創造性思維和獨立分析、解決問題的能力。

(4)競賽。競賽主要采用學生自由創作的形式，教師只對作品進行評價，通過學生獨立對整個作品的設計制作、設計報告的撰寫及答辯，使學生真正達到能夠獨立面對實際問題，獨立分析及解決問題。

通過以上實施步驟有效地解決了傳統理論課加實驗課的單片機教學中遇到的問題，增強了學生的參與感，提高了學生的學習興趣和動手能力，使理論教學與實際應用相結合，實現了一體化教學，對教學產生了積極的影響，增強了學生的創新意識和實踐能力，具有一定的理論價值和實際意義。

篇（7）

作者簡介：楊盛（1973-），男，湖北公安人，三峽大學電氣與新能源學院，工程師；陳星（1988-），女，湖北仙桃人，三峽大學電氣與新能源學院，助教（湖北 宜昌 443002）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）02-0118-02

單片機以其體積小、價格低、功能齊全、抗干擾性高、可靠性好、易于開發擴展等獨特特點，被廣泛應用于工業自動化及智能儀器儀表、通信設備、家用電器等各種設備儀器中。[1]“單片機應用技術”課程是本校電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、通信工程等電氣信息類專業的主干課程，內容豐富，實踐性強。本文在分析本校電氣信息類專業“單片機應用技術”課程教學現狀的基礎上，探討了課程教學中存在的問題及相應改革措施，切實提高學生運用單片機解決實際問題的能力。

一、“單片機應用技術”課程教學現狀及存在問題

1.課程教學現狀

作為電氣信息類專業必修專業基礎課，本校電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、通信工程四個專業開設了“單片機應用綜合實驗”課程，3.5學分，總計56學時，其中理論課24學時，實驗課32學時。該門課程旨在使學生通過實驗加深對單片機結構及單片機指令系統的理解，培養學生運用單片機知識解決實際問題的能力，力求使學生在完成本門課程的相關實驗后，在分析問題的能力、動手能力及創新能力方面得到較大的提高，在今后的工作實踐中具備獨立設計、開發小型單片機應用系統及產品的能力。

課程一般在大二下學期和大三上學期開設，學生先選擇理論教學班（每班120人左右）學習單片機理論知識，理論部分以介紹51系列單片機為主，內容包括：單片機概論（2學時）、MCS-51單片機結構（4學時）、單片機指令系統及匯編語言程序設計（8學時）、MCS-51系列單片機的擴展（2學時，含最小系統與程序存儲器的擴展、數據存儲器的擴展、輸入/輸出口的擴展）、單片機機接口技術（8學時，含LED顯示接口、8255可編程I/O擴展、鍵盤與單片機接口、ADC0809的原理與應用、DAC0832的原理與應用）。理論課結束時教師對學生該課程的評定成績占課程總成績的30％。

理論部分學完后學生進入實踐教學環節（每班60人），二人一組，利用實驗箱完成10個基礎驗證型實驗，1個綜合型實驗，1個設計型實驗，主要實驗內容：實驗系統的組成及軟件編程、I/O口應用及擴展、定時器/計數器應用、串并轉換、8155的應用、A/D與D/A轉換、直流電機轉速測量與控制等。實驗課程結束后每人一組進行開卷考試，考試內容為實現單片機系統一個小的功能，成績占課程總成績的70%。

2.“單片機應用技術”課程教學存在的主要問題

（1）課程定位不準確，課程體系存在缺陷。長期以來，把“單片機應用技術”定位為專業基礎課，沒有考慮學生所學專業和今后就業去向，認為該門課程主要是了解掌握匯編語言、51系列單片機基本原理及編程基礎，培養學生自學能力，為后續掌握其他單片機的應用打下良好的基礎。但實際情況是除了參加各種學科競賽的學生自學其他單片機知識外，由于沒有后續課程支撐，大部分學生基本上只學了“單片機應用技術”課程中所涉及的內容，缺乏對單片機知識更進一步的綜合訓練，往往到畢業找工作時就表現出了這方面的缺陷。

（2）考核方式不合理。理論課環節采用隨堂測試的模式，理論平時成績和測試成績占課程總成績的30％，由于采用大班制教學，教師往往無法客觀評價學生真實的理論水平；實踐環節部分考勤占課程總成績的20％，考試占課程總成績的50％。目前的課程考核方式決定了學生重視實踐教學而輕理論教學，學生往往在理論課上不學習而來實驗室惡補，且學生理論基礎的缺失給實踐環節帶來很大困難，存在理論與實踐教學脫節現象，教師對學生實驗過程缺乏評價。

（3）實踐教學條件不足。目前本校每年有近千名學生進入實驗室完成單片機實踐教學環節，原有40套實驗設備（實驗箱+電腦）僅能勉強滿足教學要求，無法對學生開放；由于實驗箱內部硬件資源和結構固定，學生實驗時只需用導線連接部分模塊、輸入程序即可調試觀察實驗結果，并不能真正理解其硬件電路原理，更談不上硬件電路設計，限制了學生綜合分析設計能力和創新能力的培養。

（4）實驗教學模式落后。實驗課以教師為主，學生在規定時間內按照實驗指導書要求完成規定實驗內容，實驗程序大多參考實驗指導書所附參考程序，不利于發揮學生的主觀積極性，部分學生是懾于實驗考核的嚴格性來完成實踐環節；由于實行選課制，各專業學生混選，水平參差不齊，實驗課上指導教師要花大量的時間來講解實驗原理，無法針對專業要求進行專項訓練，更勿論因材施教。

二、“單片機應用技術”課程教學改革措施

針對課程教學中存在的主要問題，結合實驗室建設情況，本校從以下幾方面著手進行了課程教學改革：

1.明確課程定位，完善課程體系

課程定位為電氣信息類專業必修專業基礎課，經教師討論認為由于各專業依托行業背景不同，應區別對待：該門課程應作為自動化專業、電子信息工程專業的專業課，強調工程實際應用能力培養，增加單片機系統的實踐環節教學；而對電氣工程及其自動化專業，由于其就業方向的特殊性，可以僅定位為專業基礎課。

課程內容上，隨著各種高性能、新型號單片機地推出，任課教師都有一個疑問：繼續給學生講授51單片機嗎，是講C語言還是繼續講匯編語言？經探討認為：目前51系列單片機在高校課堂仍屬主流，要把51單片機講好講透，確實提高學生動手能力和綜合素質，課堂上可引入其他型號單片機及單片機最新動態，通過引導學生完成綜述性論文開拓其視野，至于是用C語言還是用匯編語言的問題，認為作為基礎，學生應掌握匯編語言，更加清楚地了解單片機內部結構和其中內容變化，對有興趣有能力的學生可以作更高要求，如對畢業設計學生和參加各類學科競賽的學生要求可用C語言或C語言與匯編語言混合編程。

課程體系上，作為基礎內容將原來“單片機應用綜合實驗”課程理論部分剝離出來成為“單片機原理及應用”課程，32學時2學分，單獨考試，實踐課程仍為“單片機應用綜合實驗”，維持32學時不變；對自動化專業、電子信息工程專業和通信工程專業學生開設“課程設計”（1學分，必修）、“DSP技術與應用”（2學分，選修）、“嵌入式系統”（2學分，選修）作為進階，電氣工程及其自動化專業學生亦可選修；高階部分鼓勵學生積極參加校內外各項學科競賽和課外科技創新活動，激發學生的積極性，提高學生綜合應用和創新能力。

2.改革課程考核方式

原來“單片機應用綜合實驗”課程分成兩門課后，“單片機原理及應用”課程在上半學期學習，單獨考試，平時成績占30%，考試成績占70%，學生考試合格后下半學期再修“單片機應用綜合實驗”課程，確保學生進入實驗室之前已具備相應的理論基礎。“單片機應用綜合實驗”成績由平時成績（占20%）、作業成績（占20%）、考試成績（占60%）三部分組成，其中平時成績綜合實驗出勤、預習報告、實驗操作和實驗成功率等情況評定；作業成績主要考量學生實驗完成后相關知識的掌握情況；考試為一人一組上機開卷考試（資料僅限考生本人使用，不得使用移動存儲設備），評分內容含操作、硬件連接、程序編寫和實驗結果。考核方式的改革基本確保了學生成績評定的客觀公平，杜絕了渾水摸魚的現象，提高了學生的學習積極性。

3.改善實踐教學條件

本校新增了40套雷邁特公司的DPJ-H型單片機實驗箱及配套模塊，實驗箱采用“仿真式”設計思想，所有實驗模塊及CPU資源均對使用者開放，可結合Keil C51 μVision軟件和Proteus仿真軟件進行程序調試、固化，聯機或脫機驗證實驗結果，充分滿足“驗證式—模仿式—探索式—開發式”的由淺入深的各種實驗要求；購置了部分51實驗開發板和凌陽單片機開發板供學生選用，同時可提供分立器件和開放的創新實驗室，由學生自己制作系統版，完成感興趣的實驗內容，極大地激發了學生對單片機的興趣，提高了其硬件設計能力和動手能力。

4.改革實驗教學環節

（1）根據新的實驗設備，重新編寫了實驗指導書。筆者設計編排了軟件實驗、硬件實驗、系統設計三個方面共計16個實驗內容，其中驗證性實驗10個，綜合性實驗4個，設計性實驗2個，每個實驗均附有作業題，取消了參考程序，但驗證性試驗仍給出了參考程序流程圖。實驗指導書后附上了實驗模塊原理圖和仿真、開發工具使用說明，學生可以參考直接進行實驗。

（2）在理論和實踐教學中引入仿真開發工具Proteus。Proteus是英國Labcenter公司開發的電路及單片機系統設計與仿真軟件，可以實現數字電路、模擬電路及微控制器系統與外設的混合電路系統的電路仿真、軟件仿真、系統協同仿真和PCB設計等功能，是目前唯一能對各種處理器進行實時仿真、調試與測試的EDA工具。[2]對于各層次的實驗，學生都可結合Proteus與Keil C軟件進行仿真，基本了解掌握實驗內容，加強了對學生系統硬件設計能力的訓練。

（3）開放實驗室，提高學習過程的開放性。除了驗證性實驗外，在完成實驗作業、綜合性實驗和設計性實驗時實驗室對學生開放，指導教師主要通過啟發式教學引導學生進行思考和討論，讓學生建立“從頂向下”的系統學習和設計思維以及“從底向上”的系統構建方法，實現從以教師為主到以學生為主的教學模式的轉變。

（4）實行分專業選課，小班制試點。學生分專業選擇實驗教學班，有利于教師根據專業特點指導學生選擇完成相關實驗內容，針對專業應用方向加強訓練；考慮到自動化專業學生相對較少（每屆80人左右），對自動化專業試行小班制教學，實驗時每班40人，每人一組，教師可以很好地把握每個學生的情況，做到因材施教。

（5）以課外實踐促進學生實踐創新能力培養。對有進一步學習單片機應用技術要求的學生，采用“競賽+項目”的模式，鼓勵學生積極參加校內外各項學科競賽和課外科技創新活動，參與教師的科研項目，由淺入深提升學生應用單片機的工程實踐能力和創新能力。

三、結束語

經過近幾年來的不斷改革與探索，逐漸健全了“單片機應用技術課程”體系和教學內容、學生考評機制，改善了實驗教學條件，加大了實驗室開放力度，學生理論水平進步明顯，實驗效率和效果較以前得到大幅提高。“競賽+項目”的模式鼓勵了一批動手能力較強的學生進一步提升自我，參加各類學科競賽和課外科技活動均取得了較好的成績。課程實驗教學環節的改革帶動了本校其他電氣類專業實驗教學模式的改革，后續將進一步擴大小班制實驗教學的范圍、加大實驗室開放力度，不斷提高學生工程實踐能力和創新能力。

參考文獻：

篇（8）

“單片機技術”課程在本科院校里是電子信息類專業的必修課程，這門課程是以電子技術基礎，編程語言，計算機理論等知識為基礎的一門專業性和應用性很強的綜合性課程。基于以上特點，對于初學者來說對單片機的理論知識的正確把握往往感覺比較吃力，給初學者造成學習困難。但是經過我們多年的教學經驗，這類有很強的應用性和實用性的課程，以項目式教學更能推動學生的學習興趣，同時模塊化的教學設計更能降低初學者入門的門檻。兩者相結合教學方法的采用對本門課程的教學效果提升明顯.

1單片機項目驅動教學法

以往的單片機教學模式是以教師為中心，老師在課堂上按照教材，或者教學大綱按部就班的講授理論原理和知識點；以課堂教學為中心，學生學習為被動接受，由于知識點綜合性比較強，理論太深奧使得學生往往學習興趣不高,同時缺乏動手實踐機會，教學效果一般不夠理想。以項目驅動的教學法是學生為主體，教師為主導，以實踐應用為根本目標，圍繞具體的項目構建教學內容體系，通過師生共同參與完成一個具體的項目而展開的教學活動。注重的不是最終的結果，而是項目完成的過程，在項目的教學實施過程中，學生按需學習，親身實踐，學生在項目的實踐過程中，理解知識和掌握技能，學習成為一個參與的創造實踐活動，培養分析和解決問題的能力。引進單片機項目教學方式打破了原有的教學組織安排，以項目的開發步驟作為教學內容，將課程的內容分解為一個個小項目，從項目引入到項目解析再到任務分解然后到知識點講解最后知識點應用，將原教學方案里單片機的知識點穿插到具體項目開發的過程中[2]。這里面包含了軟、硬平臺搭建到項目展開再到項目完成的一系列教學活動，使學生從被動學習變為主動學習，按照這種方法我們將以往教學體系中的知識內容變化為若干個工程項目（見表1），然后圍繞著這些工程項目任務的展開同時開展教學，讓學生以具體工作目標的展開來進行教學環節的工作。有利于激發學生的學習積極性和創新能力，調動了學生的學習積極性。在這整個過程中，學生能很好的把握課程的知識要求，在體驗創新與探索的過程中，又培養了學生們的分析解決問題的能力及團隊協作能力等。

2模塊化的單片機教學方法

任何復雜的系統都是由具有完整基本功能的功能模塊電路組成，單片機應用系統也是如此，一般由cpu系統、中斷系統、I/O口等。同時任何復雜的電路系統都可以分解為多個具備單一功能的模塊電路，按照這個思路，學習單片機系統我們也可以從單片機的功能模塊電路入手，我們根據學生的認知規律,和學習單片的一般原理的方法，機將單片機教學模塊分成幾個部分，這里面每個部分有自己的專用模塊[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在對硬件電路設計部分進行模塊化設計，將單片機的各個功能模塊以獨立的原理圖形式出現，我們把單片機個硬件按功能分為了鍵盤模塊、數碼管顯示模塊、傳感器控制模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、通信模塊等幾大模塊，如圖1。各個模塊通過面包板上預留的連接器與系統主板進行連接,然后用排線組合成所需要的系統。在教學過程中，要不斷收集遇到的各種硬件功能模塊電路，弄清它們的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系統化整為零，建立起自己的硬件模塊庫。指導學生學會搜集、分析別人的設計案例、論文和相關書籍中的功能模塊電路，不斷地充實自己的功能模塊電路庫，日積月累，學生就會覺得自己的單片機系統設計能力越來越強。最后在進行模塊分解時，各模塊功能盡可能專一，聯系盡可能簡單，使模塊獨立性強，方便教學實用的模塊。

3總結

新興本院校定位應用型教學型高校，以培應用型、創新型人才為目標[4]。在此基礎上的以項目驅動法教學和模塊化教學為主線，以實際應用為培養為目標的“單片機技術”課程教學改革思路，按照這個方式能使學生在項目模塊化的環節中一步一個臺階。此教學法脫離了枯燥無味的說教模式，使學生在具體的設計項目的工作環境里輕松自在的狀態來投入到學習中，思維能力、動手能力、學習能力以及團隊協作能力都有了明顯提高，模塊化學習過程中所積累的各種電路系統模塊也促進構建成學生進行科技創新實踐、參加大學生創新創業訓練的重要模塊庫，激發了學生學習的主動性和成就感。法國文化教育學家斯普朗格曾言：教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創造力量誘導出來[5]。本課程的教學改革正是朝著這個方向前進。

參考文獻

[1]胡敬朋,王聰.單片機項目教學研究及實踐[J].南京:電氣電子教學學報,2009(5).

[2]馮冬菊,虹,等.基于項目驅動的機械制圖教學改革[J].實驗室科學,2012,15(3):25-27.

[3]唐鴻儒,夏揚,黃亞忠.單片機課程的實踐教學探索[J].南京:電氣電子教學學報,2009(1).

篇（9）

1.引言

《單片機應用技術》是電氣工程及自動化類專業的核心專業課程，也是一門硬件與軟件相結合的實踐應用性極強的綜合性課程。這門課程涉及數字電路、微機原理、匯編語言程序設計等相關知識，邏輯嚴謹、內容抽象，不容易理解。教好《單片機應用技術》這門課程，是對教師在學識、能力、技巧諸方面的一種嚴峻考驗。目前，我校電專業《單片機應用技術》課程教學普遍存在的問題是，大部分學生在掌握基本理論的基礎上，只能看懂教師寫的程序，自己動手編寫程序普遍比較困難。因此，課程教學改革的目標是讓學生能積極動手，將所學的知識運用到單片機產品的設計開發上，能獨立設計制作一般的單片機控制電子產品，使這門課程成為學生所感興趣的課程。筆者以“培養學生分析問題、解決問題的能力，提高實踐動手能力”為目標，在《單片機應用技術》教學中從課程教學內容、教學方法、考核方法三個方面作了一些探討。

2.教學內容的探討

在單片機課程教學過程中，將單片機應用系統作為教學主線貫穿始終。在講授第一堂課時，首先向學生展示并演示單片機應用系統在日常生活中的典型應用實例，如電子時鐘系統、音樂電子琴系統等。通過演示學生建立了單片機應用系統的初步概念，直觀地感受到了單片機應用系統的實際應用，從而明確了本課程學習的目標。

改革教學內容，最重要的是對教學內容進行精選，突出實踐性環節。在教學中，教師應力求做到縱觀全書，抓住關鍵，突出重點，解決難點；把主要時間花在講解重要概念、基本原理和基本方法上，注重講清難點，分析并引導學生掌握課程內容的內在關聯性，而不是把一本書一堂課從頭講到尾。

《單片機應用技術》課程體系包括理論知識講授、實驗和課程設計三大部分，理論知識64課時，實驗12課時，課程設計2周。在理論課教學中，按照“理論教學以應用為目的，以必需、夠用為度”的原則，精選教學內容。單片機理論講授涵蓋的內容包括以下幾個方面的內容：

（1）單片機概念、發展概況、以51為核心的MCS-51系列及其廣泛應用。

（2）MCS-51單片機的邏輯結構，信號引腳，以及內部存儲器；單片機的I/O口的功能，以及時鐘電路與時序、復位方式和復位電路。

（3）單片機的尋址方式、指令系統和偽指令。

（4）程序設計的基本方法，要求學生能獨立編寫一些簡單的程序。

（5）中斷的基本概念、中斷源、中斷控制、中斷響應過程；定時/計數器的功能、控制寄存器及工作方式的應用。

（6）串行通信的基礎知識；MCS-51單片機串行口的UART結構及串行通信控制、MCS-51單片機串行口通信工作方式及其應用。

（7）I/O口的直接使用，I/O編址技術和I/O控制方式、簡單I/O擴展及用8155可編程接口芯片實現I/O擴展。

（8）鍵盤的接口設計和程序設計、LED顯示器的接口設計和程序設計。

（9）存儲器擴展機構及其實現、程序存儲器和數據存儲器的擴展及其地址映像范圍。

（10）單片機與A/D、D/A轉換器的接口及其應用。

在設計實驗教學時，針對教學要點設計實驗內容，引導學生用不同的方法實現同一個任務，讓枯燥的理論知識融會貫通到實踐中去。具體實驗安排為：單片機實驗箱、仿真系統的認識；廣告燈實驗；定時/計數器實驗；中斷系統實驗；數碼管顯示實驗；串并口實驗六個實驗。

兩周的課程設計是學生進行單片機應用能力的綜合訓練，是建立在學生已學完理論課程及實驗教學和相關課程之后所進行的綜合實訓。可給出若干題目，學生按照長處、性格，采取自愿的原則，組織若干個小組。在實施過程中，要求嚴格按照軟件工程的要求，完成實物的制作。要求給出具體的階段計劃、人員分工、設計說明書、原理圖、PCB圖、程序、測試計劃、測試方案、測試結果等。學生通過設計初步了解項目立項、方案論證、電子元器件的選型和焊接、硬件設計、軟件設計、系統調試等全過程，充分發掘學生的潛能和創新意識。另外，組織學生到實習基地實習，通過多種形式的實踐環節，著重培養學生對于單片機系統的綜合分析能力和實際應用能力。

3.教學方法的探討

在教學方法上，教師不僅要向學生傳授知識，更要教會學生學習的方法，培養學生的知識處理及知識轉換能力和分析問題、解決問題能力及創新能力。

（1）在講解一個新的理論時，強調以實際應用引入理論體系。以一個具體的項目實例為主線，理論教學和實踐教學均圍繞如何實現這個項目進行。

比如在講MCS－5l單片機匯編語言程序設計時，通過具體的課題提出問題，比如“廣告燈如何控制？”“十字路通燈如何控制？”在講定時計數器時，給學生提出“電子鐘如何實現”的課題。每一章節圍繞“提出問題，思考問題，解決問題”的思路，使學生達到理解和靈活應用知識的目的，引導學生在不同的設計方案中尋求設計程序的最佳方案，激發學生的學習興趣和成就感。學生在學習單片機知識的同時學會解決實際工程應用問題的思路和手段，通過采用“教”“學”“做”合一的方法，筆者不僅向學生傳授了知識，而且教會了學生學習的方法，鍛煉了學生動手能力。

（2）在教學手段上，多媒體教學和板書教學相結合，教學內容中涉及邏輯圖、原理圖、結構圖等圖、表之類的知識時，采用多媒體教學更加直觀，比如單片機內部邏輯結構、中斷控制系統等內容采用多媒體教學。另外，用MCS-51仿真軟件直接在課堂上對程序進行運行調試、與理論配套的相關器件的演示等。基本的重要的概念反復強調，貫穿整個教學活動。

（3）硬件和軟件結合緊密是《單片機應用技術》課程的特點之一。在教學上筆者采取了一些教學方法，比如直觀教學法。在介紹“什么是單片機”時，將單片機芯片實物展示給學生，使學生了解到在這樣一個小小的集成電路芯片中集成了微型計算機的主要部件，用這種方法給學生建立起單片機的感性認識。在硬件知識的講解上，力求教學內容的條理性。比如，在講授“單片機中斷系統”時，畫出中斷過程結構圖，將中斷系統所有的知識點全部標識在結構圖中，按照“中斷源―中斷控制寄存器―中斷響應―中斷處理―中斷返回”的思路講解中斷系統，使學生有一個明確的學習思路。

在講解“程序設計”這一章時筆者作了這樣的處理：在順序、分支、循環三種結構的程序中各舉一個例子，重點放在講述解題思路上面，而將其它各種類型的程序設計的內容放在習題課中進行講解。這樣使得學生能夠及時將所學的理論應用于實踐，使前面提到的教學規劃得以實施。

（4）在組織課堂教學時，注意調動學生的主觀能動性，啟發學生，多用提問的方式，讓學生自己動腦筋解決問題。在每一章節中為幾個知識點設計提問和討論，使學生不是完全被動地聽課，而是邊學邊想、邊學邊問。另外，交互式教學方法在實踐中也是切實可行的。以學生為中心，進行分組教學，這樣既可以提高學生的自主性學好知識，又可以因材施教，更可以提高學生的團結與協作能力，而這種能力在產品開發過程中更是不可缺少的。

4.考核方法的探討

目前的考試形式尚存在諸多問題：

（1）考試內容不合理。考試內容局限于教材，每到期末復習時給學生劃范圍、定重點，這樣助長了一部分學生的惰性，有些學生會認為平時可以不來聽課，只要最后一節復習課來了劃好范圍就能過關，造成了學生實際掌握知識的程度和卷面成績不相一致的后果，嚴重降低了教學質量和教學意義。

（2）考試方式單一。考試閉卷多，開卷少；筆試多，口試、答辯方式少，理論考試多，技能、操作、實踐能力考查少；一次考試定結論多，數次考試綜合評價少。

（3）考試題型不合理。客觀性試題比例大，而綜合性題少，這很不利于學生思維、分析、綜合能力的培養和創新精神的形成。

針對以上幾點問題，筆者對《單片機應用技術》課程的考核方法的改革提出以下幾點思考：

（1）豐富考試方法。根據《單片機原理及應用》課程的特點，我們可以采用筆試、口試、做設計、寫論文、進行實際操作，以及開卷、閉卷等多種方式。考試如果能夠強調能力，必然會引導教學走上“打好基礎、培養能力、發展智力”的正確軌道。

（2）改革考試成績評定分布。考前不劃重點，嚴肅考場紀律。堅持集體閱卷，閱卷后對試卷進行分析。平時成績占40%，包括出勤、作業、課堂回答問題的能力；實驗占30%，包括實驗報告成績及實驗考試成績。這些在課程開始即告之學生。由于平時成績占比例較高，學生從一開始就會注意避免重理論、輕實際，重考試、輕能力的傾向。另外，教學結束后，教師根據學生的專業，以及學習情況讓學生按要求完成一個綜合設計實驗，作為學生本門課程總成績的加分項。

（3）合理分配考試題型。針對大綱的要求，教師應合理分配客觀題目和主觀題目的比例，注重考核學生熟悉運用知識的能力。

（4）建立考試結果分析制度，不斷總結教學經驗。當發現問題時，教師應及時糾正，拓寬、疏通教學質量的有效反饋渠道，建立健全溝通機制。

5.結語

《單片機應用技術》是高職電專業學生一門重要的技術課程，學好該課程不但要掌握硬件知識，還要掌握軟件知識，是學生感到最難學的一門技術課之一。筆者本著激發學生的學習興趣，擴大學生的知識面，培養學生的創新精神的原則，提出了《單片機應用技術》課程改革的具體思路，所探討的教學的內容、方式和考核方法已經部分在實際教學過程中得到貫徹，有了一些初步的成果。《單片機應用技術》發展極快，要講好該門課程，教師要具有相當的實踐經驗和科研能力，并且要不斷地學習充實自己。教學是一門藝術，教學過程是一項復雜的系統工程，要建立一個完善的、更加合理的單片機課程教學體系，我們還需要不斷地進行探索和實踐。

參考文獻：

篇（10）

關鍵詞:電力電纜;檢測;故障;診斷

在實際的電力傳輸過程中,由于電纜接頭眾多,并且容易發生內部故障和外部故障,引發的電纜火災在整個電纜事故中約占一半以上。為了有效地避免隱患事故的發生, 采用對電纜接頭進行實時的溫度監測, 全面準確地了解各個接頭點的工作狀況,確定維修計劃,可確保送電安全。

一、電纜故障的現狀與特點

電力電纜的故障不是一下發展起來的,而是由于長期運行造成絕緣老化而最終導致擊穿。有調查顯示,現在全國運行的電力電纜故障80%以上是由于電力電纜附件故障引起的,其中電纜接頭引起的事故占一半以上。電纜接頭故障也可分為外部熱故障和內部熱故障兩類:第一類是外部熱故障。第二類是內部熱故障。電纜接頭處過熱造成的電纜短路放炮所引起的火災,將導致大面積電纜燒壞,設備停機,短時間內無法恢復生產,造成重大經濟損失。研究設計電力電纜火災在線監測系統就是為了能夠實時監測電力電纜的溫度變化,在溫度越限或溫升速度越限時能及時報警,并指出發熱點位置,通知運行人員及時處理,從而保證運行安全,避免經濟損失。

二、電纜故障在線監測方法及比較

在線檢測是一種對運行中電纜絕緣狀況的有效檢測手段。了解電纜絕緣老化的機理,根據電纜運行環境分析可能造成電纜絕緣老化的因素,并積極開展電纜絕緣的在線監測,掌握運行中的交聯電力電纜的絕緣狀況,及早發現電纜存在的缺陷,并采取相應的對策,消除事故根源,對提高電網供電可靠性有著重要的作用。該方法的優點:①測試設備接入時,不用斷開現場任何回路和接點,也不影響電纜網絡輸電運行;② 增加的測試接地點常常選擇電纜接頭處,而且只在監測時接通,不測時仍斷開,不改變原系統的運行環境和運行性能;③對于長電纜可沿電纜線路增加多個測點,使故障點查找更為準確;本系統無須另外布設測試電纜,全系統使用無線通信,被測電纜線路長度不限。

三、基于單片機的電力電纜故障在線監測的原理

基于C8051單片機的電力電纜故障在線監測系統的硬件主要有:計算機、單片機系統、無線收發模塊以及各種適配器等組成。便攜式計算機作為主機,控制和協調單片機系統的工作,單片機系統作為子機,完成對電纜的檢測。在進行電纜檢測時,便攜式計算機首先向單片機系統發送一串同步信號.協調主機和子機之間的通信,緊接著主機向子機發送待檢測電纜的芯數和子機啟動電纜檢查信號;在子機檢查結束之后,主機主要用來接收子機傳送來的電纜檢查信息,經過分析之后,給出電纜的通、短、斷、電纜接頭溫度,環境溫濕度、電纜泄露電流等信息以及排故方案。

四、基于單片機的電力電纜故障在線監測系統的組成

1.硬件系統

本電纜接頭的溫度監測與預警系統采用以C8051單片機為核心的監測方案。整個系統由兩大部分組成:一是硬件系統,二是軟件系統。本系統由上位PC機、主控制機和溫度采集器三部分組成。整個系統從結構上可分為三層:由微型計算機系統構成的上位機用戶監控層,單片機系統分別構成的主控制機控制層和采集器測量層。

2.軟件系統

本系統采用組態軟件和VB語言實現了電纜溫度,環境溫濕度,泄露電流監控系統的數據采集和人機界面。本系統包括電纜接頭溫度,環境溫濕度,電纜泄露電流監測主畫面,報警窗口,歷史曲線,實時曲線及幫助等畫面。系統工況界面可以顯示地理接線(電子地圖)和電氣接線。本系統以顯示某變電所的電氣接線圖為電纜溫度監測主畫面。圖中對電纜進行編號,顯示出相應電纜接頭的溫度。當某電纜接頭溫度超過設定溫度值時,系統自動產生報警信號相應的溫度指示燈顏色變化,通知現場管理人員及時排除故障。

五、數據分析

1.電纜在線絕緣信息分析

電纜線路名稱、編號、初始泄露電流、測試時間、運行時電纜泄露電流隨電壓變化的情況,泄露電流隨溫度、濕度變化的情況。

2.電纜運行絕緣故障信息分析

電纜線路名稱、編號、故障時間、對應泄露電流、電纜型號、電壓等級、輔助測量電流、計算故障點位置、電纜運行絕緣變化情況分析、電纜故障原因分析、電纜運行及故障情況統計。具體處理過程為:開始時,測試儀處于待機狀態,等待主機發出工作命令,一旦接收到主機發送來的命令字后,就對命令字進行分析,按照一定的工作方式和采樣頻率進行脈沖的發送、接收、數據的采集和存儲,采集夠8 k數據則認為此次數據采集任務完成,然后,把RAM中的數據通過串行口發送回主機處理,于是,本次工作過程完成,返回等待狀態,等待下一次命令。同時系統還可將各個測溫點的溫度值實時地以表格形式和曲線形式表示出來。由于上位管理計算機可對各個采集器的歷史數據進行存儲,所以,每次啟動該在線監測系統,便會自動地讀出歷史數據,利用表格或曲線圖可以把具體到某個監測點的歷史數據顯示出來,并可將該表格或曲線圖打印出來,以備管理者通過對歷史數據分析進而得到溫度趨勢的發展預測,及時獲取報警信號。在監測各個采集器和網絡的運行情況時,如發現異常,可及時采取措施進行維護或修復。

六、結論

本文介紹的基于單片機C8051在線監測系統通過對電纜連接頭的溫度,環境溫濕度,電纜泄露電流進行實時監測,可以有效地防止由于動力電纜連接頭絕緣降低導致過熱故障而引發的火災。本系統可應用于電力、冶金、煤礦和港口等企業、實現對動力電纜接頭溫度的在線監測。另外, 該系統如稍加改造, 也可用于糧庫、檔案室、圖書館、蔬菜大棚等溫度監測與控制系統。

參考文獻:

[1] 孫涵芳.單片機原理與應用[M].北京:北京航空航天大學出版社.1991.

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在專業課程體系中的定位 《電機應用技術》是浙江大學城市學院自動化專業的專業方向課程，該課程的學習將為后續《電氣控制與PLC應用》《交直流調速技術》和畢業設計等課程環節建立必要的基礎，是自動化專業承上啟下的重要專業課程。

在專業能力培養中的定位 該課程定位于讓學生樹立以交直流電機為控制對象的完整的自動控制系統的概念，結合已學過的電路原理、數字電子技術基礎、模擬電子技術基礎、單片機、電力電子技術等課程，搭建以電機為控制對象的閉環控制系統，并完成對電機性能的調試和控制。

與核心課程群中其他課程在知識體系與能力培養上的整體設計 《電機應用技術》與自動化專業的其他核心課程之間的關系，如下圖所示。在一個完整的閉環控制系統中，《計算機控制》《單片機》《PLC》是控制手段，《電力電子技術》《數電》《模電》提供電機的驅動電路，《電機應用技術》構成系統的控制對象，《運動控制技術》和《控制系統設計》提供系統的理論概念和分析方法，《自動控制理論》《系統建模與仿真》《智能控制》偏重原理性地介紹和理論的分析，主要定位培養學生的系統概念和理論分析能力。

基礎知識要求 要求掌握直流電機的結構和基本工作原理、直流電動機的電力拖動、變壓器基本工作原理和變壓器組別判斷、交流電機的結構和基本工作原理、三相異步電動機的電力拖動、同步電機、微特電機以及電動機的容量選擇等。知識點：電力拖動系統的運動方程式;直流電機的工作原理、內部結構、用途、運行特性以及他勵直流電機的起動、調速和制動;變壓器的結構和工作原理、變壓器空載運行和負載運行特性、變壓器的接線組別判斷;三相異步電動機的工作原理、內部結構、用途、工作特性、參數的測定、運行特性、三相異步電動機的起動、制動和調速問題;了解伺服電機、步進電機、測速發電機、無刷直流電動機的結構和基本工作原理。

能力培養要求 培養學生了解直流電機、變壓器、交流電機的運行特性分析，同時結合已經學習過的電路原理、數字電子技術基礎、模擬電子技術基礎、單片機、電力電子技術等課程，搭建以電機為控制對象的閉環系統，樹立閉環反饋系統的整體概念，完成對電機的性能分析和控制。技能點：能夠搭建以電機為控制對象的閉環控制系統，并對電機性能進行分析，同時借助單片機等控制手段完成對電機的智能控制，能夠獨立完成閉環系統硬件搭建和調試，掌握PID等經典控制算法在實際系統中的應用。

實踐教學要求 利用課外時間以三四人的小組為單位，搭建直流電機的閉環控制系統，要求完成硬件系統搭建、軟件程序編寫與調試以及報告的撰寫。通過本次設計，增加學生對電機理論知識的感性認識，完成理論到實踐的轉換。

作業要求 隨堂課后作業、課外引導性項目實踐設計、網上在線測試。隨堂與課堂講授知識點匹配的作業要求跟隨進度完成;課外引導性項目實踐設計分6周完成，完成硬件系統搭建、軟件程序編寫與調試以及報告的撰寫，實施分組進行。