单片机课程设计报告范文1
（重庆三峡学院 重庆 404000）
摘要：针对单片机实训体系存在的理论与实践脱节、缺乏工程应用能力培养等问题，本文介绍了相关的改革情况。采用项目化模式组织理论教学和工程开发模式组织实践教学，将理论教学与实践教学紧密结合起来；改革单片机课程设计模式，增加课题宣讲、系统验收答辩等环节，促进学生动手能力及自主学习能力的培养；组建单片机兴趣小组及与大学生创新性实验的结合，促进课内外单片机学习的良性互动。实践证明，单片机实训体系的多层次多模块改革，提高了学生的应用能力及综合素质，改革经验具有一定的推广价值。
关键词 ：单片机实训课程；教学改革；应用型人才
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2015）02-0060-04
作者简介：谢辉（1969—），女，硕士，重庆三峡学院教授，研究方向为工业测控系统的教学和研究。
基金项目：重庆市教委教改项目“单片机课程‘项目导向型’教学模式的研究与实践”（项目编号：113013）；重庆三峡学院教改项目“应用本科单片机课程实训体系的教学改革”（项目编号：JG120668）
一、现代工程对应用型人才的要求及现行教学模式的不足
现代工程对应用型人才的工程素质与实践能力的要求不断提高。工程素质是一个技术人员创新意识、团队意识及知识技能等的内化表现，实践能力则体现为一个技术人员分析问题、解决问题的外在执行力，二者相辅相成，是应用型人才培养的重要指标。高等院校工程教育是培养造就合格工程师的主渠道，需要每门专业课程理论与实践的有机联动，特别是实训课程的系统化培养。
单片机是现代测控的核心。“单片机原理及应用”是电子、机电等专业的一门重要的专业基础课，同时也是一门软硬件技术结合紧密、理论性与实践性强的课程。特别是单片机实训课程，是对学生进行专业的技能训练，巩固和加强所学理论知识，培养学生动手能力和工程素质的重要环节，与单片机理论课程具有同样重要的地位。
“单片机原理及应用”课程在我院开设多年，虽实践教学经验较丰富，但单片机实训课程体系还存在着很多问题，主要体现在以下几个方面：
第一，单片机实训课程与理论教学结合不够紧密。目前的单片机课程教学仍主要注重理论知识的传授，课堂教学以单元章节划分知识体系，课内实训以验证性实验为主，学生无法将理论知识与实训有机地结合起来。到了课程设计阶段，学生很难对实训课题有一个整体性的认识，不知道软硬件如何分工，如何开展模块化程序的编写。许多时候课程设计变成了教师做课题，学生只能做简单的电路焊接、程序录入等工作，没有达到培养学生应用能力的效果。
第二，实训课题与生产实际结合不够紧密。课程设计是学习单片机系统设计与开发的综合过程的重要环节，实训项目应该与生产实际紧密联系。但目前绝大多数的实训项目都主要停留在理论分析、绘制原理图、编写程序及电路板焊接等方面，对单片机系统在生产实际中可能遇到的重要问题如故障排查、系统优化、抗干扰、性价比等很少涉及。
第三，对学生实践能力与创新精神的培养不足。工科的学生最重要的专业素质就是实践能力与创新精神。单片机课程实训涉及电子、传感、程序设计及系统集成等多方面的知识，是培养学生专业素质优质的载体。但由于现行课程体系的条块分割，课程实训没有与课外实践及相关课程知识进行有机衔接。为保证课程设计在规定的学时内完成，实训项目往往省略了文献资料查阅、设计方案论证、任务分解及答辩等诸多步骤，直接给出一个可以完成的任务。这样，学生的实践能力很难有实质性的提高。
总体来说，现行单片机实训课程任务较单一、考核不够全面，对学生应用能力的培养还停留在较低的层面上。为促进学生实践动手能力的培养及工程素质的提高，单片机实训课程改革十分必要。
二、单片机实训课程体系的改革
单片机课程实训体系的改革，最重要的是通过理论课程学习及实践项目训练，使学生能站在工程应用的角度，更深入地理解单片机的理论知识，掌握单片机系统的开发流程，提高分析问题解决问题的能力，最根本的目的是培养良好的职业应用能力。为此，实训课程的改革主要做了如下几个方面的工作。
（一）项目化教学模式的构建
打破传统的理论教学与实践教学相分离的教学模式，将单片机课程规划为基础知识、单元技能及综合能力三个层次，采用项目化教学模式组织理论与实践教学。
根据电子信息应用本科的人才培养定位将课程内容进行优化重组，精心编选了6个非常贴近实际的工程项目，编写出版了相应的单片机项目化教材。每个项目就是一个相对独立的单片机应用系统，包含单片机的一个或若干个知识模块，从实现实用性、能力化的教学目标；每个模块又由一个或多个任务组成，将单片机应用技术的知识点、能力点加以整合和重组，贯穿在以职业能力培养为核心的工程项目中。
课程教学按照工程项目开发的模式，即“项目提出模块分解任务完成项目总结”的流程进行。如“单片机最小系统”项目是让学生理解单片机内部结构和最小系统的的简单应用，又将其划分为“51单片机初步认识”、“最小系统构成”、“流水灯控制器“、“简单程序设计”等几个主要任务，每一个任务就是一个或几个项目知能体系指标的具体体现。通过实物演示、多媒体授课及实验室任务程序的调试运行，将单片机理论教学与实验教学紧密结合。在每个任务的完成过程中，还有意识地通过实验思考题的形式引导学生进一步探索。如“彩灯控制器”，除常见的流水、追逐、跳跃等基本控制效果外，还引导学生思考多重跳跃、旋转及不规则闪亮效果，进一步思考更多LED组成点阵的控制方法，更深一层地思考I/O口不够用时的接口扩展问题及延时时间的控制问题；鼓励学生通过钻研教材及课余查阅资料提出想法，并将想法变成可行的系统设计框图；对一些技术难点留到课程设计阶段进行论证与解决。
（二）工程实践型课程设计的开展
课程设计是工科专业培养应用型人才的重要手段，也是单片机实训体系改革的重要环节，其主旨就是加强实训课题与工程实践的紧密联系，真正培养学生具备单片机系统设计开发的基础能力。课程设计改革主要做了课题论证宣讲、过程指导改革、规范设计报告及答辩验收等几个方面的工作。
1.实训课题论证与方案宣讲
课题论证是工程项目开发的一个重要环节，方案的优劣直接关系到后续开发难度、售后维护及产品性价比。在前期项目化教学的同时就有意识地引导学生开展横向与纵向的知识扩展，为课程设计做准备。如“数字电压表设计”横向的知识扩展包括不同种类A/D转换器的选择、显示器及键盘设计方案的比较，纵向的知识扩展包扩电压表量程的切换、电压表到万用表的转换，其他非电量，如温度、流量、湿度、压力的检测，从单机仪表到组网仪表的扩展等。在学生具备一定理论知识水平与实践能力的基础上，教师提出课程设计的要求，并给出相应的实训指导书，鼓励学生开始项目化小组筹备，寻找感兴趣的课题。教师指导学生到专业网站查阅资料、下载模块。必要的时候，还可以思考题的形式让学生写一份相应的文献综述。
课程设计阶段的第一个任务就是实训课题方案论证，要求以小组为单位充分讨论，进行一次公开的课题论证宣讲。宣讲内容主要包括设计方案选择、设计框图、系统原理说明、拟达到的技术指标及及拟解决的关键问题等。教师会在此过程中检查学生的前期准备工作，包括相应芯片数据手册、设计参考范例等，指出设计方案的优点及不足，对可能遇到的设计问题给出参考意见，要求针对方案宣讲中发现的问题再修改整理。如常做的“温度控制系统设计”，要求每个课题组明确控制背景、控制精度，进而选择合适的温度传感器与A/D转换器，鼓励学生选择性价比高的芯片，如内置A/D转换器的单片机，串行总线传输的小尺寸贴片封装的芯片，或一体化的数字温度传感器等，提示学生注意温度是大惯性控制量，需要一定的算法处理以提高控制精度。通过课题论证宣讲过程的训练，可让学生切实感受到工程项目开发的严肃性及系统性，意识到前期准备及系统规划的重要性，从而更全面深入地思考与解决问题。
2.项目化小组的开发过程训练
课程设计以贴近实际的项目化小组的方式开展。根据课题工作量的大小及各自的兴趣爱好，3~4人组成一个项目小组进行系统设计，包括硬件原理图设计、控制程序编写及调试、系统仿真验证及实物制作等。项目小组的形式既能发挥不同学生的能力优势，又有利于锻炼学生的团结协作及产品竞争意识。课程设计强调系统的整合及实践能力的培养，如管理程序编写、系统调试、故障排查、性能优化等，使其更贴近工程实践的开发过程。整个课程设计过程给予学生充分的自主学习与实践探索的机会，从而最大限度地调动学生的学习积极性，教师主要起到启发、把关和解决一些棘手问题的作用。对学生解决不了的难题，教师提出自己的观点和看法，必要时指导学生进行软硬件调试，观察实验现象，从而引导学生向正确的方向发展。如所做的“16×64点阵控制屏”，最先驱动方式是采用串行移位寄存器控制。当做16×16点阵实验时，一切正常，但扩展到16×64点阵，进行字幕左右移动时，会出现重影，通过教师指导及实验验证，确定是串行驱动方式带来的问题，改为并行驱动方式后，很好地解决了该问题。
3.规范设计报告及验收答辩
课程设计后期主要完成设计报告写作及实物验收和答辩。通过这些手段促进学生更全面深入地掌握项目开发各方面的技能。
（1）设计报告写作。进行设计报告写作培训，指导学生从课题任务、设计方案论证、设计内容、硬件及软件工作原理、系统调试、仿真及实物展示等几个方面进行阐述，并要求做实训总结，最后的附录按照规范格式附上完整的硬件原理图、元器件清单表、程序清单及实物照片，成为一份有价值的技术文档。通过培训，学生课程设计报告整体质量较好，报告言之有物、条理清晰、结构合理、描述完整，杜绝了原来抄袭芯片手册，缺乏实质内容的假大空形式。
（2）验收和答辩。原来的课程设计没有验收答辩这个环节，不利于学生总结反思项目经验。程设计引入验收答辩机制，检查学生是否认真完成课程设计及对专业知识的掌握和运用能力，也是确保考核评价真实公平的重要依据。验收主要从系统设计、功能演示、硬件质量及软件功能等几个方面进行考核，并进行作品之间难度的对比与竞争。答辩以小组为单位进行，要求以PPT形式展示课题所做主要工作，每个组员都要回答指导教师的1至2个问题。验收答辩促进学生对系统设计相关原理进行更深入地理解并总结反思项目经验，从而从考核层面督促学生更好地学习。课程设计的改革实现了从以前重结论重报告到重过程重能力的转变。
（三）实训过程的考核改革
考核方式改革是实训体系改革的重要方面。以往的实训课程考核形式相对单一，主要以实训产品及设计报告为考核对象，没有细致地考核实训过程及团队成员知识水平的真实情况。改革的重要理念是重视创新思维与实践能力的培养，采用形成性考核与终结性考核相结合，以能力考核为主的方式进行实训成绩的评定。考核内容主要由“综合能力考核”（30%）、“实训过程考核”（40%）及“总结与答辩”（30%）三部分组成。“综合能力考核”主要包括文献查阅、设计方案论证及课程设计报告等部分，重点考核学生对单片机理论知识及应用能力。“实训过程考核”主要考察学生实训过程的软硬件设计、编程及仿真、实验仪器设备的使用熟练程度、系统的查错与纠正等多方面的实践能力。“总结与答辩”也是实训考核的重要环节。通过课题总结，让学生明白系统设计性价比的重要性，实验室方案与工程实用方案的区别，课题存在的不足与可能的改进措施；验收答辩可以让学生对课题做全面的总结反思，端正学习态度、重视实践过程，重视知识点的细节学习。单片机课程考核方式的改革可以从根本上杜绝“高分低能”现象的发生，是促进学生创新思维和应用能力提高的重要手段。
（四）课外科技实践活动的有机结合
一些综合性的项目开发仅靠课内实验实训环节的训练是远远不够的，将课内实训与大学生课外科技实践活动及电子竞赛等环节有机结合，是培养专业技能、提高综合素质的一个重要途径。
组织成立单片机兴趣小组，建立QQ交流群，将一些优秀的单片机教程、设计范例、芯片手册及常用的单片机开发网址等资料上传到群里共享。每个同学的电脑上都安装了Keil和Proteus软件，相当于建立了一个虚拟实验室。学生可以选择感兴趣的课题进行开发验证，对课程实训过程中的一些技术问题在群里相互讨论并进行进一步的完善，教师也会针对一些难点问题在线答疑。对一些基础较好、能力较强的学生，推荐他们进入创新实验室进行更进一步的学习。
创新实验室是学生进行课余科技实践活动的平台，配备了完善的电子仪器、单片机开发装置及刻版机等设备。学生可以选择实训过程中一些难点课题或综合性较强的课题再进行研究，也可以结合大学生创新实验课题及大学生电子竞赛课题进行研究，甚至可以承担教师主持的研究课题中的一部分内容开展工作。学生在教师指导和高年级学长带领下，独立进行系统设计、编程调试、仿真验证、电路刻版直至实物完成，最后写出课题报告。实验室还要经常召开讲座，介绍一些新型单片机及先进设计方法，并进行设计作品的讲评。通过这些多模块、多层次的课外科研训练与实践训练，学生能够将单片机及其他相关学科知识融会贯通，具有一定的单片机系统综合开发经验，为今后从事相关工作打下了良好基础。
参考文献：
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单片机课程设计报告范文2
【关键词】创新能力；单片机教学；改革
中图分类号：TP368.1-4
随着知识经济的不断发展，企业对于综合型人才的需求更加的迫切，培养高素质的创新型人才已被确定为我国高等教育发展的根本目标。单片机课程是电子类专业的一门核心课程，具有很强的综合性与实践性特征，该课程不仅为后续课程的学习奠定基础，并且也提供了一种培养创新能力的良好手段。传统的单片机课程教学在提升学生创新能力培养方面还存在很大的欠缺性，因此，为了在单片机课程教学中强化创新能力培养，必须对传统单片机课程的教学模式进行改革。
1.教学与实践改革存在的问题
1.1教学方式有待改进
在单片机的教学过程中不少教师常常以单片机理论为教学的重中之重，实验常安排一些与实践结合不紧密的基础实验，从而难以与实践紧密结合起来；再加上一些教师强调笔试的重要性，势必造成学生失去学习的兴趣和积极性，将更多精力用于考试过关，而难以使理论知识得到实践和应用。例如循环左移和右移指令的讲解，只做理论上的推导，很难加深学生的印象，若能引入适当的EDA技术将这个循环左移和右移过程形象地展示出来，既能加深学生的印象还能提高其学习兴趣[1]。
1.2传统教学的内容问题
由于单片机教材与实际应用有一定的差距，教材中提到的理论与实物已经是几年前的市场产品或者是面临淘汰的产品，这样就会使学生接触到一些过时的知识却没有看到新的改进，从而在一定程度上影响了学生的知识面和实践能力。实验课程体系验证性实验过多、综合性、启发性实验太少，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手实践能力达到提高和训练[2]。
1.3学生对实践和动手缺乏积极性
不少学生对单片机的实践性缺少认识，不主动参与实践和设计，他们宁愿将时间放在英语考试或计算机等级考试上，却对单片机技术的实践和操作缺少兴趣，因此培养和调动学生积极性显得尤为重要。
2.教学实践改革中的有效建议
2.1教学项目的创新设计
教学项目是课程教学内容的载体，教学项目设计的好坏直接关系到单片机课程的教学效果。为了培养学生的创新能力，笔者设计了一些创新性的教学项目，旨在为学生提供更大的创新设计空间。比如：设计智能打铃器、盆栽自动灌溉装置、自动避障小车等。这些教学项目不仅可以锻炼学生的单片机开发能力，也可以为学生提供很大的创新空间。学生在完成这些项目的基本功能后，还可以根据自己的想象力对其进行改进，使其功能更加完善。
2.2n程题目的创新设计
单片机课程设计是单片机教学的一个重要检验环节，其题目的设计对于培养和考核学生的创新能力非常重要。题目的设计和选取可以从以下几个方面入手：借鉴历届电子设计大赛的题目；从日常生活中寻找与们课堂教学相关的资源，将其改良为可行性课题；以在研的教师科研课题为蓝本，将部分研究内容作为设计制作的题目供学生练习，培养其创新能力。比如，笔者根据自己的日常生活经验，设计了智能水杯题目，不限定水杯的具体功能，要求学生充分发挥自己的想象力和创新能力，分组设计出不同功能的智能水杯。各个小组完成了不同的创新设计，有的小组设计了具有自动显示水温功能的水杯，有的小组设计了具有定时提醒喝水功能的水杯，有的小组设计了具有音乐播放功能的水杯，等等。
2.3开发单片机创新实验装置
传统的单片机实验箱内部电路固定，学生只能按照实验指导书的步骤，机械地做一遍验证性实验，无法进行创新性设计。针对传统单片机实验箱的缺点，笔者开发了一套灵活性和扩展性强、易于升级的单片机创新实验装置。其设计思路是将搭建各种不同功能单片机系统所必需的组成电路分离，设计出各个独立的功能模块，在该装置上学生可自主选择功能模块，完成创新性单片机系统的设计。另外，利用Proteus与Keil软件整合构建单片机创新虚拟仿真实验室，它可为学生提供丰富的虚拟仪器和元器件资源，为学生提供良好的创新平台。
2.4请高校研究生作有趣易懂的产品设计报告
以往常有教师向院上提出应该多请专家给学生作专题报告以拓展学生的知识面，尽管学院作出了一定的努力，然而许多国内专家总是忙于手头工作，或者因为路程问题最后不能完成这一愿望，即便有的专家过来作完报告，却也难以收到预期的效果，一些学生往往反映太过深奥，或者难于理解或者与所学知识关联不大。对此我们可以请来高校一些发表过优秀论文的研究生，利用周末过来讲解和展示他们的设计成果这些研究生往往非常乐意奉献自己的论文成果，因此讲解得较为详细具体，并且可以做到浅显易懂而本科生在具有一定理论基础情况下都能听懂。
2.5 考核方法的创新设计
通常来说考核就是对教师教学效果的检验和学生水平的测试，同时也是督促和激发学生认真学习的原因和动力。在单片机的教学与实践改革过程中，我们提出了一种注重实践能力和应用能力培养的考核方式，课堂考勤占10%，平时成绩占30%期末考试占60%。这种考核方式突出的特点是平时成绩比例较高，同时对其考核将一半的分值设定为实验成绩，并对学生在实验中的具体表现从实验态度、完成实验的情况、实践动手能力和课程设计等几方面进行量化。
3.结语
单片机技术是电子类专业的核心课程，有较强的实践性，因此学生只有在单片机开发实践中才能真正掌握其开发方法、锻炼创新能力。但加强学生的实践应用能力和创新能力并不是一件容易的事情，需要教师首先转变教学的观念，从教学的教学项目、课程题目上大胆创新，并在实验装置上下功夫，做出创新，并通过产品设计报告、以及考核方法创新的辅助，全面的提升学生的创新能力，相信在坚持不断的推进、实践和努力中，一定能在学生单片机应用及创新能力提升上有所收获。
参考文献：
单片机课程设计报告范文3
【关键词】单片机 接口设计 考试 实践
【基金项目】2012年河北省高等教育教学改革研究项目（2012GJJG084）；2012年河北省高等教育教学改革研究项目（2012GJJG149）。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）01-0242-01
一、考试方法改革内容
按照石家庄铁道大学电气与电子工程学院的培养计划，与单片机相关的课程有《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》，三门课单独上单独考。
通过整合《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》课程，找到一种更为科学、更为合理的综合考试方法。进而提高学生的学习兴趣，让学生学会学习，提高学生的实践能力、创新精神，提升学生的综合素质，提高毕业生的就业竞争力。通过整合课程体系，提高教师的综合素质。
二、改革方法
将《单片机原理及应用》、《计算机制图技能训练》、《单片机接口设计》三门课程综合考核。在开始学习《单片机原理及应用》课程时，学生2～3人一组，选择课程设计题目，整个学期每组做不同的课程设计，学生根据自己所选课程设计的情况，自主设计实验内容，在《单片机原理及应用》课程的理论内容讲授完毕后，学生根据自己课程设计情况，设计系统原理图，利用protel软件绘制系统的原理图，板图，然后交于厂家进行加工，学生根据所设计的原理图，购买元器件，然后进行焊接，编写软件程序，最后进行系统调试。
三、改革与实践的重点
（1）调整教学内容。针对单片机原理及应用，强化学以致用的教学指导思想。
（2）灵活设置实验项目。根据课程设计内容，自主设计实验内容。指导教师也可根据自己的科研实际，给学生设计一些典型应用案例。
（3）实施过程中进行阶段性检查。为了监管进度情况，每组学生需提交阶段性报告，对这一阶段的成果进行总结，在实施过程中遇到的问题，以及解决的方法。
（4）注重引入和应用典型新技术。在教学过程中，教师应注重给学生介绍实现同一系统目标可以采用传统方案，也可以采用新方案。给学生讲解不同的技术方案，不同的系统构建方式及其优缺点，根据自己的系统实现的功能不同采用最优的技术方案。
（5）采用综合考核方法。根据学生在不同阶段对课程设计的不同内容进行考核，可分为单独实验，综合实验，系统设计，原理图及板图绘制，系统功能实现等等环节的完成情况对学生进行考核打分，最终成绩由报告、作品、答辩情况而定。把学生的课程设计放到课程网站上，形成独具特色的考核方式。
四、改革的步骤
（1）组织调查研究讨论，制定符合单片机原理及相关实践课程体系的考核方式、方法。
（2）选择有普遍性的试点班，做“单片机原理及应用课程体系考试方式改革实验班”。
（3）贯彻落实单片机原理及相关实践课程体系考核方式方法实施计划。
（4）总结讨论单片机原理及相关实践课程体系课程考核方式方法实施过程。及时总结经验教训，好的方面要保留下来，以便在后续的学年实施时进行借鉴，对于实施过程中发现的问题，讨论解决的方法，以便提高教学效果。
五、改革成果
顺利完成了三门课的教学任务；学生在独立设计、绘图、选件、焊接、调试的过程中，发现了不足，也发现了乐趣，获得了成就感，大大提高了动手实践能力，激发了学习兴趣，提高了综合素质。
电1002-2班为实验班，电1002-1班为对照班，图1为《单片机接口设计》的成绩比较，图2为《计算机辅助制图技能训练》的成绩比较。通过成绩比较可以看出，实验班的成绩比对照班的成绩都有提高。
参考文献：
[1]张震宇，周克宁等.单片机与电子技术课程实践教学模式探索[J].浙江科技学院学报。Vol.24， No.4，Aug.2012，P338-342.
单片机课程设计报告范文4
【关键词】PBL教学法;单片机技术;实验教学
【Abstract】This paper analyzes the necessity of the application of using PBL teaching method on MCU technology experimental teaching， described the characteristics of PBL teaching method， especially for the putting forward of the problem has unique understanding.
【Key words】PBL teaching method; Single chip technology; Experiment teaching
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。
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END
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】
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单片机课程设计报告范文5
【关键词】大学生电子设计大赛单片机实践教学改革
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号10450-9889（2013）03C-0032-02
由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同举办的全国大学生电子设计大赛，其参赛的规模和对社会的影响力不断扩大，现在发展为每两年一次，逢单数年举行。由此可看出大学生电子设计大赛越来越得到重视，并且社会的认可度越来越高。大赛的目的是为了促进高校相关课程体系以及授课内容的改革，提高高校的素质教育质量，培养大学生的创新意识与动手能力、团队合作精神。所以大学生电子设计大赛不仅有利于锻炼学生对具体方案进行电子设计制作的能力和创新能力，同时也有利于促进实践教学的教学内容、教学模式、考核机制等方面的改革，使实践教学更加符合社会科学发展的需要。
一、大学生电子设计大赛对高职单片机实践教学改革的推动作用
以往的单片机综合应用课程都在大三才开展，而参加电子设计大赛的选手大多是刚升人大三的学生，他们刚学习单片机原理、数字电路和模拟电路等相关课程，但是所学的各门课程相对独立，并没有综合在一起。这样学生往往缺乏相应的大规模应用电路设计经验，难以在大赛中取得好成绩。对此，可以在大二第二学期开设单片机综合应用选修课，给学生提供更多的锻炼机会。在这门课中，根据比赛的流程，按照电路设计制作、调试、撰写实验报告步骤对学生进行训练。可见，大学生电子设计大赛贵单片机实践教学改革能够起到积极的作用。此外，大学生电子设计大赛对教师实践教学中教学方法的改善以及教学水平的提高都有很大的促进作用，因为几乎所有学校的电类专业学生都会参加这项比赛，比赛的成绩在一定程度上反映了学校的教学水平，这就大大调动了参赛学校及教师改善实践教学的积极性。
二、高职单片机实践教学存在的问题
大学生电子设计大赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式，统一命题，时间为4天3夜。每队参赛选手下载大赛试题后，在规定时间可以通过网络查阅相关资料，制订设计方案，设计并制作相应作品。最后需要提交作品实物、设计报告、测试报告等相关材料。大学生电子设计大赛检验了学生的综合素质，同时也暴露了高职单片机实践教学中存在的问题。
（一）学生获取信息的能力不高。在大学生电子设计比赛开始时，学生面对设计题目，需要先审题，从题目要求中获取信息，结合自己的知识面，选择适合自己的题目。但是学生往往理解题意不够深切，不能从题目中获取有效信息，不能理解出题者的意图。确定题目后，就开始进入比赛的设计阶段，参赛选手可以通过网络查找需要的资料，但是很多参赛学生不清楚从何处查资料，不懂得下载芯片使用说明书，缺乏获取对比赛有用信息的能力。这是因为平时的实践教学没有加强这方面的训练。
（二）学生的知识不够全面。大学生电子设计大赛是一项综合性的比赛，对学生各方面的要求比较高。但是学生在基础知识方面得分不高，对知识掌握不够全面。这与平时的实践教学有一定的关系，很多教师在实验课中，没有做到理论与实践有机结合，致使学生只是机械地完成实验，对实验知识目标、能力目标以及素质目标不清楚；也没有实现举一反三，让学生达到以点到面的学习效果。
（三）学生设计的报告质量较低。在大学生电子设计比赛结束后，每队参赛成员需要提交设计报告。从多次比赛结果来看，学生设计的报告质量比较低，格式不规范，语句不通顺，电路设计没有理论分析以及相应公式推导。这体现了平时实践教学中对学生的实验报告要求不严，没有按照一定要求规范编写。
（四）学生的创新能力不强。学生除完成比赛试题的基本要求外，很少有创新。究其原因，是因为平时的实践教学内容陈旧、形式比较呆板、方法单一，没有从培养创新精神和实践能力的角度出发，培养基本功扎实、知识面广、富有竞争意识的高技能型专门人才；在实验教学中过多强调共性训练，没有根据单个学生的特征，有针对性地开展个性训练。在训练学生的理性思维的同时，应加强学生非理性思维方面的训练，因为加强学生的非理性思维对创新能力的培养是非常重要的。
三、大学生电子设计大赛导向下的高职单片机实践教学改革
在大学生电子设计大赛的导向下，高职单片机实践教学应加强以下方面的改革：
（一）加强单片机实验室的建设。大学生电子设计大赛是对学生综合能力和创新意识的检验，但目前的实验室在很大程度上制约了学生的发展。大学生电子设计大赛比赛的时间长，学生需要在竞赛场地内完成全部工作，而高职院校目前的实验室大多是“封闭式”的，所以建设开放性的实验室显得尤为重要。由于近几年的比赛试题跟社会科技发展主题密切相关，比如增加了环保、节能等方面内容。这些试题融合了当前的前沿知识和先进的芯片技术，这需要及时更新实验室设备，使学生在平时的实验、实训中有更多机会接触这方面的知识。
（二）加强教学内容和教学方法的改革。根据社会和企业发展需要，应优化单片机实践教学内容。把现有的教材中一些过时的、过于理论化的内容删掉，增加一些跟生活密切相关的以及与当前先进技术相关的实验。多增设一些综合性的实验项目，减少一些验证性实验。采用循序渐进的步骤，实验由易到难。每次实验内容分基本部分、发挥部分，重点指导学生完成发挥部分，并引导学生采用多种方法完成实验。
在单片机实践教学中，采用任务驱动、项目导向的实践教学模式。在单一的实验课教学中，以学生为中心，按照学生接受任务、学生自学、学生提问、学生观摩、学生训练、学生评价这六个步骤完成教学项目，如图1所示。最开始由教师根据教学内容和培养目标，设计实践教学项目，向学生布置教学项目后，学生通过课外自学，查找相关资料。这一环节可以培养学生的信息获取能力。学生在经过课外自学后，会有很多疑惑，在提问阶段进行师生互答，回答完学生的疑问后，学生观摩教师的演示，理解项目的实施过程。然后让学生分组训练，根据完成情况学生互相评价，最后教师对本次任务进行总结，布置新的任务。
对于综合性的实验、实训，按照电子设计大赛的竞赛流程，教师布置综合实验项目后，学生分成3人一组，采用信息、计划、确定、实施、检验、评估六步法进行项目的实施，如图2所示。在这类综合实验中，学生的自我发挥空间更大。在接到教师的任务后，学生自己独立收集制订项目计划以及项目实施所需要的资料，然后根据项目要求制订切实可行的计划。为了提高项目的成功率，教师对该计划进行总体把关，分析其是否可行，并分析项目的关键点以及难点。接着学生按照项目计划独立完成项目，再按要求独立检验项目完成情况，进行自我评价。最后教师同学生对每组的结果进行评估，并对项目进行总结。
单片机课程设计报告范文6
关键词：电子技术专业教学内容连贯性知识整合
1引言
电子技术专业是以现代电子设备及通讯信息系统为主要方向，掌握电工电子技术、信息控制技术等专业知识的一门学科。电子技术专业主要涉及的课程包括电工原理、电子线路、模拟电路、数字电路、高频电路、微机原理、控制技术、通信原理等[1-3]。目前的教学方式基本上采用单课程单教师模式，教师只针对自己负责的课程，完成教学大纲任务，学生掌握本门课程的知识点，并进行实践运用。这样一来往往学生会把每一门课程当作一个个独立的个体，容易犯“学过就忘”的问题。若将每一门课程串联构成一个完整的体系，将有利于学生对电子技术这一专业的整体认知学习。本文以电子线路技术、微机原理与接口技术、电子设计自动化技术、电子综合设计四门课程为例，结合教学实例，谈谈如何实现电子技术专业连贯性教学的问题。
2教学过程连贯性
2.1电子线路技术
航空工程类电子技术专业学生在大一下学期或大二上学期便开始接触电学类的专业基础知识，如电学基础、模拟电路、数字电路。在有一定的专业基础知识后，开始接触电子线路技术这门课程，电子线路技术这门课程主要涉及基本电子元器件的特性、用法、性能检测和电路设计方法[4]。学以致用是学习的根本也是最终目的，因而在掌握课程知识点后会紧跟有实际操作设计电路。根据课程知识内容设计了“飞机起飞30秒计时器设计”、“飞机尾灯显示控制电路设计”、“机场信号灯循环控制电路设计”等多组题目的电路设计，并将学生分组，协作探讨完成电子线路设计任务。以“飞机起飞30秒计时器设计”为例，要求学生设计一个飞机起飞30秒计时器，具有30秒计时功能。设置外部操作开关，具有直接清零、启动和暂停功能。计时器为30秒递减计时器，其计时间隔为1秒，数码显示器实时显示，计时器递减到零时，发出光电报警信号。要求学生：1）拟定设计方案，画出原理框图；2）设计单元电路，画出逻辑电路图；3）设计总电路原理图；4）撰写课程设计报告。“飞机起飞30秒计时器设计”需要学生掌握模拟电子技术和数字电子技术，所以设计的本身既是对电子线路技术这门课程知识点的考察，又是对模拟电路、数字电路这两门课程的回顾。采用555构成的多谐振荡器产生周期1.0秒脉冲，74LS192芯片计数，192芯片8421码计时，4511芯片译码推动LED显示。计时器设计启动和暂停/连续计数功能，实现断点计时，当计时器倒计时为零时，会发出光电报警信号。飞机起飞30秒计时器采用模块化结构，主要包括计时模块、控制模块以及译码显示模块。在设计计时器时，指导学生采用模块化设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。学生在熟练掌握电子线路器件知识的同时，还要会运用proteus仿真软件进行仿真验证设计线路的准确性，掌握知识，提高技能，又会在仿真过程中排除故障，达到电子线路技术这门课程的教与学的目的。对学过PCB设计与制作技术这门课程的学生，设计亦要利用protel完成SCH原理图的设计，从而完成课程之间的链接，使得电子线路技术这门课程与之前所学诸多课程连贯性交叉网状衔接，达到学生连贯性学习运用知识的目的。
2.2微机原理与接口技术
在大二下学期的时候，民航类航空工程电子技术专业普遍会开设微机原理与接口技术或者单片机及嵌入式微机技术这门课程，主要介绍微机系统的原理以及语言程序设计。学生在了解了微处理器结构、存储器、CPU接口、输入输出以及常用的微机接口电路后，最主要的是运用单片机进行汇编语言或C语言的程序设计，进而实现某种功能[5-6]。为了达到学以致用的教学目的，在课程的后期添加了实际操作部分。实现“飞机起飞30秒计时器设计”、“飞机温度仪设计”、“机场流水灯设计”、“多功能电压检测仪”等设计功能。同样以“飞机起飞30秒计时器设计”为例，此时无需多谐振荡器产生脉冲和74LS192芯片计数，只需学生采用C51单片机编写C语言程序，实现计时器功能。本部分设计主要考察学生对C51编程定时器、中断服务的运用，以及数码管赋值显示。数码管赋值前需提醒学生查看原理图中数码管的链接方式是共阳极还是共阴极，以及区分段码和位码的赋值，从而正确显示计数数值。同样需要设计单片机电路图，利用protel完成SCH原理图的设计，运用proteus仿真软件进行仿真验证，并完成课程设计报告。有实验条件的学校，还可以下载到单片机开发板上进行功能验证。同电子线路技术这门课程相比较，可以发现，完成同样的任务，采用了不同的设计方法和思路，但又有相同的部分，如数码管显示部分的设计，proteus仿真工具的运用等。两门课程之间很好地做到了连贯性教学，使学生既对先前学到的知识进行了回顾，又比较了新的设计思路与先前的设计思路的不同，连贯性的教与学得以体现。
2.3电子设计自动化技术
电子设计自动化技术也就是通常所说的EDA技术，航空工程电子技术专业会在大三上学期开设这门课程。电子设计自动化技术主要让学生了解CPLD／FPGA基于硬件描述语言和原理图的基本开发流程，并利用VHDL语言完成小规模数字系统设计开发或底层模块设计。同样，可以采用实际操作练习，实现连贯性教学，提高学生的动手操作能力。设计了“机场电子时钟设计”、“机场交通灯控制器的设计”、“飞机起飞30秒计时器设计”、“数控脉冲宽度调制信号发生器”、“五相十步步进电机脉冲分配器设计”等多个实际操作题目供学生练习。还是以“飞机起飞30秒计时器设计”为例，同样还是实现30秒的计时显示，并附加有清零、装数、启动和暂停/连续等多种功能。不同的是，在EDA设计中，需要学生选择适当的CPLD/FPGA芯片并设计相关电路，利用VerilogHDL语言设计计数器程序，并在QuartusII仿真环境下验证相应设计功能。利用protel完成SCH原理图的设计，并完成相关设计报告。飞机起飞30秒计时器的设计采用HDL语言生成74LS161作为分频器，然后和74LS192递减计数器，74LS48七段码显示器分别组成从30到00的递减功能并显示，且在为00的时候报警器工作。控制模块是由防抖动开关，控制清零、暂停、启动的按键组成。计时器的设计采用自上到下的设计思想，使设计的思路更加清晰，也更加便于功能的仿真。显然，电子设计自动化技术与先前学习的电子线路技术、微机原理与接口技术两门课程达到了三门课的连贯性教学，使得教学内容连续，知识点连续，进而使得学生对电子技术专业整体知识完成衔接，达到连贯性教学目的。
2.4电子综合设计
在学生掌握一定的电子技术专业知识后，在大三下学期或大四上学期会开设一门综合性电子设计相关课程电子综合设计。该课程是对先前所学知识的综合和扩展，仍然沿用连贯性的教学思路。可针对民航学生设计如下实际操作题目：“可程控飞机温度监测系统”、“可程控飞机起飞30秒计时器”、“基于LCD液晶显示的机场多功能数字钟”、“带温度显示的多功能机场数字钟的设计”、“太阳能供电的飞机测速装置”等。以“可程控飞机起飞30秒计时器”为例，继续沿用之前设计思路，以单片机AT89C52为控制中心，数码管显示计时，同时利用VB或LabVIEW编写上位机程序，RS232串口通讯，实现上位机计时器的显示，以及对下位机单片机的控制。综合电子设计除了需要考察学生对下位C语言的编程能力，亦考察了学生上位机程控界面的设计能力。通常要求学生采用LabVIEW编写程序控制界面。虚拟仪器技术在高校教学方面发展迅速，采用可视化图像编程，可让学生快速上手，采用模块式编程方式，可让学生对各部分精确把握，进而增强整体编程效果，达到一定设计要求。要求学生选择合适的元器件，焊接最小系统开发板，并调试设计程序，完成设计报告。在微机原理与接口技术这门课程的实操部分已经完成部分C语言程序的开发，学生只需要添加通讯控制模块，但又要修改已有程序，使其完成设计要求。这更符合工作单位的工作模式，一项程序的开发都是在已有的工作基础上进行扩展或更改。同样，课程智能化设计技术这门课程的设计也提高了学生对于上位机界面设计的能力，学习了新的知识点。可见，连贯性教学在电子技术专业是可实现、可操作的。
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