单片机课程设计小结篇1

摘 要：针对当前单片机课程教学效果不佳，学生普遍反映难理解，缺乏实际操作等问题。笔者提出一种基于Proteus仿真与实操的单片机课程教学改革思路。该思路以实操为主、以Proteus仿真软件为辅，引入目前主流的C语言，并采用模块化方式重新整合课程内容，对单片机课程展开全方位的改革。经学校高技层次班级试点，改革能很好地提高学生学习兴趣、增强动手能力、分析与解决问题的能力，取得了较好的教学效果。

关键词：单片机 实操 Proteus 仿真 课程设计 C语言 改革

一、问题的提出

单片机作为电气专业高技层次的专业主干课程，对全面培养在校生的专业能力起着十分重要的作用。但现行的适用教材几乎都是一样的组织架构，即按硬件结构―指令系统―汇编语言程序―接口技术的顺序展开教学。教师如果按照教材内容展开教学，往往只能介绍基本硬件结构、指令系统和汇编语言程序设计等内容，最后再草草编一个“流水灯”就结束课程。这种形式的教学，势必难以取得令人满意的教学效果。作为非计算机专业的技校生，他们缺乏基本的计算机基础知识，往往坚持听讲几次课后，就会因为听不懂而放弃课程学习，转为睡觉、玩手机。哪怕坚持到最后的那部分学生，课程结束后，还在困惑：到底什么是单片机？它有什么用途？我能用它做什么？

笔者在几年的单片机课程教学反思后，认为该课程必须改革，经过几个学期的尝试、实践，逐步形成了基于Proteus仿真与实操的单片机教学改革思路，并在高技班试点。

二、改革思路与实践

1.以实操为主，仿真为辅

技校学生引以为傲的是具备过硬的实操技能，而非扎实的理论知识。技校必须注重对学生实操技能的培养，一方面动手做比听讲“更有意思”，另一方面实操也是学习单片机的捷径。在实际操作中，有两种方法，一是使用现成的学习板，二是使用万能板进行焊接电路板。考虑到学生在先修课程和实训中，已掌握了一定的焊接技能，因此笔者认为，使用万能板让学生自己进行焊接电路，学习一个模块，焊接一个相应电路，并实际操作、验证，能帮助学生理解并掌握单片机系统的设计，并能从“电子技术”课程平稳过渡到“单片机”课程。

在每个模块教学过程中，教师充分利用当前十分流行的单片机仿真软件Proteus开展仿真教学。利用Proteus软件，可以虚拟真实的设计过程（软件名称：From Concept To Completion），完成从基本的原理图绘制―程序设计―仿真调试等全过程。通过软件仿真，可以产生直观的现象，学生可以获取直观的认识，并逐步熟悉单片机系统的设计流程。

2.以C语言作为编程语言

单片机程序设计语言有机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言计算机能直接识别和使用，但对人类而言，则难以理解，因为它全为0、1代码。汇编语言能够直接对底层寄存器进行操作，对深刻认识和学习单片机原理很有帮助，但其实质上是机器语言的“符号化”，依然显得“深不可测”。以此编写简单的小程序还行，若是进行项目设计，会使很多学生头疼，且开发周期长，维护困难。因此，采用高级语言进行单片机开发，自然成为大多数单片机工程师的首选。

C语言是一种结构化语言，按模块化组织程序，具备丰富的运算符和数据类型，可以直接访问内存地址，进行位（bit）操作，实现对硬件的编程操作，既有高级语言的功能，也有低级语言的优势。采用C语言进行程序设计，用户只要大致了解单片机的基本结构、相关部件的结构和特殊功能寄存器即可进行开发，用户如果有需要还可以通过反汇编等手段学习汇编语言，因此C语言获得了广泛的使用。

本着学以致用的原则，笔者坚定认为技工院校的单片机课程必须采用C语言，而非汇编语言。实践证明，由于C语言的简单、易学，学生虽然没学过《C语言程序设计》，但结合项目的案例讲解分析，不断总结，大多数学生均能较好地掌握C语言的基本内容，并进行单片机程序设计。

3.以模块化整合教学内容

传统的单片机教材脱离实际操作，侧重对单片机内部结构的讲解，未能突出实际应用。而且教材中有不少内容，陈旧过时、技术上还沿用几十年前的思路。因此，笔者大胆对教材进行改革，结合学生理解、接收实际，整合出以下单片机教学模块（见表1）。

通过上述模块的学习，大多数学生可以掌握单片机的基本操作、简单的程序设计，并能够形成单片机系统的认识，熟悉单片机系统开发的基本流程。如此，单片机教学目标也就实现了。

4.以课程设计全方位考核

通过各个模块的学习，学生理解并掌握了单片机的基本知识和操作技能，可以自行搭建最小系统，诸如发光二极管、按键灯的简单外设。但这只是相对独立的各个模块，无法真正形成应用系统。因此，在教学安排上，笔者建议安排1～2周时间开展微机控制课程设计。这也是对教师、学生综合、全方位技能的考验。

在设计课程设计题目时，笔者充分考虑到学生的实际情况，力求避免过于复杂、难度大的题目，而偏向于总体难度不大，但具备一定综合性的题目。以笔者的实际经验看，经过1～2周的设计、调试，当学生完成相关任务形成“作品”后，大多数学生的表现是自豪的。下面是笔者给出的几个课程设计题目，每个课题给出相应的控制要求、设计指导，学生可根据自身的学习情况，自行选择设计课题（见表2）。

三、小结

技工院校以“技”立身。笔者结合教学经验、项目经验、技校学生特点，提出一种单片机教学改革思路，并积极探索实践。通过教学实践表明，这种教学改革是可行的，能很好地提升学生的学习积极性、培养学生动手能力、资料检索能力和一定的分析问题、解决问题的能力。

参考文献：

[1]徐爱钧.单片机原理实用教程――基于Proteus虚拟仿真[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]凌明.嵌入式系统高级C语言编程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

（作者单位：广东省粤东高级技工学校）

单片机课程设计小结篇2

摘 要：本文就proteus软件的特点、应用领域及在单片机实践教学环节的作用做了较为详细的论述，最后给出了一个基于proteus软件仿真单片机实验的例子，进一步说明了该软件的优点。

关键词：proteus软件 仿真 单片机

随着科技和经济的发展，社会和企业对应届毕业生分析问题、解决问题的能力要求越来越高，这就要求高校要重视学生实践动手能力的培养。事实上，各高校对学生实践动手能力及创新能力的培养十分重视。一直以来，高校都把实践环节作为教学活动中重要的一环，针对实践环节也设置了多类型的实践课程，如课内实验、课程设计及毕业设计等与实践有关的课程，来提高实践环节的教学质量。

近几年来，各高校也积极参加各种创新比赛或电子竞赛，为培养学生的实践动手能力提供了一个良好的平台，但目前这些实践环节依然不能满足要求，原因是两方面：一是日益增加的应届毕业生队伍，二是社会对应届毕业生能力的要求日渐提高。因此改进和加强实践教学环节是当前各高校的一个重要任务。

一、单片机课程实践教学环节现状

怎样才能更好地培养学生的实践动手能力呢？很多高校都借助单片机课程安排较多的实践内容，来提高学生利用已学知识去解决实际问题的能力，这是因为单片机课程是数字电路、微机原理等课程的后续课，又是嵌入式系统、FPGA、DSP等课程的前续课程，其难易程度适中，又能方便地与模拟电路、数字电路等各种智能仪器中的常用模块进行结合，所以高校往往将单片机作为培养学生动手能力的一个重要课程。就单片机课程来讲，已经有实验课、课程设计及大规模的电子设计比赛等实践课程，但这些课程还是不能满足新形势对学生实践动手能力的要求，其原因如下：

首先，单片机课内实验是最基本、最常见的实践能力培养方式，通过课内实验，能使学生掌握相关课程的关键知识点，能使学生加深对理论知识的理解，但课内实验一般课时较少，实验间隔时间长，各个实验题目相对独立，关联性不强。课内实验是理论课程的必要补充，但对学生实践能力培养的深度和广度不够。

其次，单片机课程设计往往集中安排2周左右的时间，其特点是时间集中，内容较为综合，一般涉及到两门课或更多门课的知识，而且往往安排在高年级，通过课程设计能使学生掌握几门课的综合应用与设计，是培养学生实践能力的有效手段。其不足主要是时间较短，培养力度不够。

再次，近几年来各种围绕单片机课程进行的大规模竞赛的兴起，有效地推动了学生实践能力的培养，通过这些比赛，学生的实践能力得以提高，为学生的就业升学都打下了良好的基础；但是能参与比赛的学生人数非常少。

二、proteus软件的特点及优势

为改进单片机实践教学环节，使更多的学生得到更多的锻炼，本研究所在单片机课程中引入了PROTEUS仿真软件。该软件由英国Labcenter公司开发，可以实现数字电路、模拟电路、单片机、FPGA、ARM等微控制器系统及相关常用器件（发光二极管、LED、电动机、按键、LCD等）电路的仿真、软件仿真、系统协同仿真以及PCB图设计等功能，是目前最理想、最普及的能够对各种处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具。该软件简洁易学，软件界面与学生熟悉的protel软件类似，操作简便，自带丰富的元器件及控制器库如电阻、电容、电感、LED、LCD、发光二极管、按键、虚拟探针、虚拟示波器、信号源及单片机、ARM等，便于硬件电路原理图的设计，并且该软件带有大量的实例可以参考，给学生的学习带来方便。在proteus软件中设计好电路原理图，加载用户编制的单片机或其他控制器软件，即可进行仿真，生动的仿真结果可以在proteus界面上直接进行观察，比如LED点亮相应的数字或符号、发光二极管发光或熄灭、或者其他工程结果，这对提高学生学习的兴趣和积极性有很大帮助。

基于上述proteus软件的种种特点，我们将单片机课程中的一些实验迁移到了proteus平台上进行。传统的单片机实验平台大多是一个编译软件加一个固定的实验箱，实验箱里的硬件电路是固定不变的，造成学生在硬件电路设计上的锻炼少之又少。但是采用proteus仿真平台后，就可以将单片机及器件如LED、发光二极管、键盘、AD/DA转换器都设计到该平台中，显快乐寒假作文然这样能给学生提供足够的自由设计空间，学生可以根据自己的想法来设计硬件电路，而且仅用这一个protues平台就能实现软硬件的仿真，这样，学生就可以将实验场所“搬进”寝室，随时随地进行设计。因此将protues仿真软件引入单片机或其他课程必将完善实践环节，是培养学生实践动手能力的得力平台。

三、Proteus软件在单片机中的应用举例

本实例是采用proteus软件完成流水灯实验的设计及仿真，其过程如下：

1、原理图设计

图1是该设计的硬件原理图，单片机采用AT89S52，8个发光二极管经8个限流电阻接在单片机的P1口。

2、采用proteus软件设计原理图

按照图1中的电路，在proteus软件中完成电路原理图的设计，如图2所示。

图1、流水灯电路原理图

图2、proteus中设计好流水灯原理图

3、仿真

在proteus软件里设计好图2之后，加载已经编译好的流水灯程序（这里不再列出详细程序），点击仿真“运行”按钮，即可以在图2所示的电路图中观察到8个发光二极管轮流点亮，此时利用拷屏键对仿真效果进行截图，得到图3，该图表示截取时恰巧是发光二极管D5被点亮的瞬间。

图3、截取仿真瞬间图

四、小结

由上述实例不难看出，proteus软件界面非常友好，易于入门，仿真结果可以直接在proteus界面上进行显示，能直观判断系统设计的正确与否；且色彩表示分明，效果生动逼真，综上所述，将proteus软件与单片机或其他控制器合理结合，定会在实践教学环节起到良好的推动作用。

参考文献

1、周润景、张丽娜.基于proteus的电路及单片机系统设计与仿真.北京航空航天出版社，2006.5。

2、代启化.proteus在单片机电路系统设计中的应用.自动化与科幻故事作文500六年级仪器仪表，2006，（6）。

3、许文斌.proteus软件在单片机系统仿真实验教学中的应用.商业经济，2006，（3）。

4、李雪.基于proteus的单片机项目式教学设计与实施.软件导刊，2007.7 vol9 No.7。

单片机课程设计小结篇3

摘 要：单片机技术已经发展成为计算机技术中一个非常有前途的分支，由于其具有广泛的市场需求和重要的实用价值，很多中职院校电类专业均开设了单片机技术课程，而传统的理论讲授和后续的实验验证根本不可能使学生很好地掌握这项高新技术，故有必要对单片机课程的教学模式进行研究改革。

关键词：单片机 教学改革 中职院校 实践

一、单片机课程一体化教学改革的必要性

传统的单片机课程的教学方法重理论、轻应用，理论与实践不能紧密结合。学生在学完理论知识之后，通过实验或课程设计来达到实践的目的，理论学习与实践练习之间的时间差导致学生学到的理论不能及时进行实践，知识没有得到及时的巩固。理论加实验或者理论加课程设计这种传统的高职院校单片机授课方式，很显然在教学过程中已无法令中职院校学生所接受。 中职院校单片机课程一体化教学改革势在必行。

二、单片机一体化教学改革的举措

1.单片机一体化教学课程指导方案的研究和制订

深入企业调研，按企业职业岗位要求进行学校课程体系构建与课程内容的合理整合，将理论与实践教学有机结合。以岗位需要和职业标准为依据，确定单片机一体化教学培养目标和就业领域及专业发展方向。制定改革分析调查报告，开展课题改革座谈。编写单片机一体化教学大纲，包括教学单元（包括子单元）的教学要求、能力要求、学时安排、设备要求和教学建议。编写单片机一体化教学计划表，包括课程课题名称、所用课时内容及目标。

2.建立新的项目课程制度

开发与相关行业、企业用人要求密切结合的，对学生就业有帮助的，与相应职业资格认证和培训认证相结合的项目课程，开发与之相适应的切合学校实际的专业课程校本教材。

3.探索新的教学模式

积极推进理实一体化教学和研究性学习，让师生在实际训练中围绕具体的实践任务和目标，通过边教、边学、边做来完成某一教学任务，建立以学生和教师分别为主体的评价方式。

三、一体化教学实践情况

我们在进行课程标准设置的时候，不盲目追求专业教学的高新含量，而是以打好基础、拓宽就业及知识面、增长能力为出发点。我们结合本校学生情况及企业调研情况，大胆推翻了传统的章节式教学程序，采用“工作页”为课程载体，从基础性、贴近时展性入手，特别是在制定学习目标中，除引导学生完成学习知识、增长技能的能力目标外，更将重点着力在教学中引导学生培养自我学习、团队协作能力等情感目标的培养。

每一个工作页的工作任务，都以派工单的形式下发到由若干学生组成的工作组手中。学生通过派工单了解到此次工作的内容和要求，以及此次的学习目标。根据工作任务描述，主要工作内容如下。

1.制订工作任务计划

学生制订的工作任务计划中要包括如下内容：小组讨论任务控制原理，程序要达到的功能要求；输入点和输出点分配；流程图设计；完成外部接线；将编写好的程序写入仿真器；当程序不能实现原定功能时，如何判断问题出在哪里；如何调试修改程序等。

2.根据计划逐项进行实施

（略）

3.对扩展问题进行思考

每一个工作任务都会提出若干个在任务基础上的扩展问题，学生以工作任务为基础进行发散性思考，进一步巩固和拓展知识技能。

4.作品展示

把经过小组讨论后完成的计划实施结果拷贝到教师电脑，由教师投影到大屏幕，各小组派代表解释自己组的计划实施结果，由其他小组和教师来评价是否正确。

5.评价

评价由自我评价、小组评价和教师评价组成，其中自我评价主要包括学生对于自己小组负责完成的计划实施结果是否正确、自己和小组的表现是否满意以及评价自己在小组中发挥的作用。小组评价主要包括小组的实训内容是否按时完成、小组的实训结果是否正确、小组分工是否合理、有否出现纠纷、配合是否良好、这次任务是否达到学习目标，以及有哪些地方需要在今后的学习任务中改进。

四、小结

单片机程序设计工作页的设计，不仅强化学生的专业知识与能力，更为重视对学生的职业道德和职业素养、责任心、学习习惯和学习方法的培养，加强学生在学习过程中提高自身自立能力、团队精神、创新精神等非智力因素的品德和品格培养训练，力争使学生更能顺应企业的需要。

经过单片机一体化教学的实践，我们发现学生对单片机课程从原来的畏惧到喜欢，从教师敦促学生学习到学生主动学习，从原来无从下手到自行开发出实验产品，这都是单片机课程教学一体化改革的成果。但是，在实验教学改革中仍有大量的工作要做，还有许多课题有待进一步探索。

（作者单位：秦皇岛技师学院）