單片機實驗教學
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單片機實驗教學范文第1篇
中圖分類號：G642
文獻標識碼：A
文章編號：1007-3973（2012）005-185-02
1 引言
嵌入式系統正在蓬勃發展，應用越來越廣，從最初的MP3、PDA、智能手機到投入工業生產，再到工業機器人、娛樂產品無不是嵌入式的產品。由于單片機的體積小、集成度高、功耗低、抗干擾能力強、控制功能強并且性價比高特點被廣泛用于智能儀器、家用電器、醫療設備、汽車電子、航空領域，儀器儀表和工業控制等嵌入式系統產品。從事嵌入式系統開發的人才也越來越多，而單片機設計是嵌入式系統的基礎部分和核心部分。
2 傳統單片機實驗教學的問題
2.1 理論教學與實踐教學脫節
從單片機課程開設以來，高等院校也遇到了發現學生的實踐能力很差，為了解決這個問題也開設實踐教學，但是由于單片機的理論內容較多并且復雜不易理解，理論教學學時占了很大部分的學時時間，實踐教學時間較短，學生無法通過較短的時間消化理論的學習。另外由于學校實驗室的客觀條件，實驗設備不能滿足一人一臺的標準，使得有些學生只能看不能做，達不到實踐教學的效果。由于大部分單片機課程教學的內容與實踐的內容很難同步配套，使得學生很難很好把理論知識和實踐聯系在一起，學生做完了實驗也沒有達到消化理論知識的效果，這樣使得理論教學與實踐教學脫節。
2.2 匯編語言不適合初學者
目前大部分高校采用的單片機教材是匯編語言編寫的，匯編語言雖然直接控制底層硬件，能夠很好地理解單片機的工作原理。但是其與硬件細節關系密切，編寫代碼需要對硬件有很好的理解；指令復雜較多，程序編寫繁瑣，調試、維護、交流、移植困難，這些對初學者來說增加了很大的難度，使得學生學習興趣越來越低。
2.3 實驗設備的弊端
由于大部分高校實踐所采用的是一些公司設計的實驗箱，這些實驗箱的硬件一般都是固定的，無需學生額外的設計，只需連線而已。這無疑存在一個很大的弊端，學生實踐課的主要任務是機械的連接線路，無法施展自己的創造性思維，使得學生產生認知上的誤區，認為單片機的系統開發就是在一個實驗箱上連線。而事實上單片機與硬件有密切的關系，是需要系統的開發與設計，這樣使得學生在實踐當中無法理解單片機硬件設計的方法和工作原理，對于單片機系統設計無法理解其要領。另外，實驗箱很難擴展其硬件部分，使得學生很難根據自己的想法設計，這樣很難培養學生的創新能力和系統調試能力，使得實踐教學達不到預期的效果。
3 Protues仿真軟件在單片機實驗教學中的探索
3.1 Protues仿真軟件
基于以上目前單片機實踐教學現狀的分析，目前用于單片機仿真的軟件較多，但是大部分側重于軟件仿真和算法的驗證，使得學生無法進行單片機硬件開發；而一些軟件則側重于硬件的仿真，但是僅對CPU進行仿真，對于電路無法仿真，這使得學生無法系統的學習單片機的軟件和硬件。對于單片機這樣實踐性很強的課程，提出了基于Protues仿真軟件的實踐教學。Protues仿真軟件不僅可以對CPU而且對CPU電路的仿真能力很強，使得Protues仿真軟件成為目前業界公認最好的仿真軟件之一。Protues仿真軟件是英國Labcenter electronics公司開發的EDA工具軟件，它不僅具有EDA工具的仿真軟件功能，還能仿真單片機及器件。它是目前最好的仿真單片機及器件的工具。Protues具有顯著的優點：
(1)支持當前的主流單片機，如8051系列、AVR系列、PIC系列等，提供豐富的接口器件。
(2)支持各種虛擬儀器，如示波器、信號發生器、邏輯分析儀等。
(3)支持模擬電路、數字電路及其單片機電路的仿真，如串口，I2C，SPI，鍵盤顯示板，LCD顯示等。
(4)強大的原理圖繪制功能，可以在該軟件中繪制電路的硬件電路原理圖，具有較強的電路仿真能力。
(5)支持調試手段，在硬件仿真系統中可以設置斷點、單步、全速調試，在軟件調試中可以觀察各個變量、寄存器的當前狀態。
(6)支持第三方軟件編譯和調試環境。如Keil等。
3.2 Protues在單片機實踐教學中的應用
基于Protues仿真軟件是單片機實踐教學的得力助手，其不僅把單片機具體功能形象化，達到了實物演示的效果，也可以將單片機的一些運行過程形象化，這是實物無法達到的效果。利用Protues提供的大量的元器件，可以解決學生在實驗室有限的時間下和條件下無法完成的問題。學生可以課外根據自己的想法設計自己的作品，這樣對單片機的硬件和軟件可以有一個很好的理解。隨著現代科技的發展，仿真技術已經越來越為重要，尤其是對許多前期產品的設計。它具有很強的設計靈活性，結果、過程的統一性。這樣對實驗室有限的硬件資源無疑提供了極大幫助，并且使得設計時間大大縮短，減少元器件的浪費。這樣讓學生大膽學習，創造性思考和設計，隨之學生的興趣也提高了，形成了一個良性循環，從根本上解決了單片機實踐教學的弊端。
4 構造一個真實的單片機實踐環境
4.1 單片機實踐環境C語言的選擇
單片機的C是在標準C語言的基礎上擴展而來的，對于初學者無疑是最佳的編程語言選擇，其不僅具備了匯編語言的一些特點，支持直接對物理地址的訪問和硬件設備的操作，而且還具備了標準C語言的優點：
(1)簡潔緊湊、靈活方便。這使得其可以像匯編語言一樣的對位，字節，寄存器進行操作。C語言的語法限制不太嚴格，程序設計自由，語法比較靈活。
(2)運算符、數據結構豐富。C語言的運算符類型豐富，表達式類型多樣化，可以靈活的使用各種運算符，數據類型豐富，能夠實現各種復雜的數據結構的運算，這樣對學習單片機的初學者很容易掌握。
(3)C語言是結構式語言。這種結構化編程使得程序層次清晰，便于使用，維護和調試。它是以函數形式提供給用戶的，這些函數可以方便的調用，實現了模塊化編程。
(4)生成的目標代碼質量高，程序執行效率高。C語言不依賴于具體的硬件系統，其對于不同硬件而言，移植起來極為方便。C語言支持多種操作系統，隨著單片機的深入學習，學習嵌入式操作系統的時候，需要移植操作系統，這就是其他語言不可比擬的優點。
4.2 構造一個真實的實踐環境
雖然Protues仿真軟件可以提供很好的仿真實驗平臺，但是與真實的實驗環境還是有差距，首先應用Protues仿真軟件仿真好單片機系統，然后動手實踐設計制作出該系統。所需要的芯片可以通過網站申請獲得或者利用實驗室現有的芯片。現在，隨著制作開發板的公司越來越多，開發板的價格也比較便宜，在100元左右，而且單片機的種類也很多、資源豐富，支持在線下載程序和仿真。利用其開發板的資源如A/D、D/A、PWM、溫度傳感器、串口、紅外傳感器、液晶等制作自己的作品。這樣構造出一個真實的應用環境，在制作過程中可以增強分析問題、解決問題的能力。每年學校都會組織學生參加省電子大賽或者全國電子設計大賽，并且學校會安排老師進行比賽方面的培訓并給予很大的支持。參加電子設計競賽會增強自己調試能力，分析問題，解決問題的能力。經過比賽會學到很多平時學不到的東西，自己的動手實踐能力和實際應用能力會有較大的提高。
5 結束語
單片機實驗教學和實踐是單片機課程非常重要的組成部分，重在培養學生的對單片機乃至嵌入式的濃厚興趣，使得他們在以后的學習過程中，能夠自發的學習各種電子技術。該課程也旨在鍛煉學生的動手實踐能力，分析問題解決問題的能力。作者結合自己在教學的實踐心得，提出了通過Protues仿真軟件來培養學生的軟件設計，接口電路等硬件設計能力并且鼓勵學生自己親手實踐自己制作單片機系統于達到理論與實踐緊密結合的效果。
參考文獻：
[1] 周航慈.單片機應用程序設計技術(修訂版)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2002.
[3] 宗慧.以能力培養為核心的單片機教學與探索[J].中國科技信息,2010,(11).
[3] Proteus介紹.嵌入式系統設計仿真與開發平臺研討會專刊[C].
單片機實驗教學范文第2篇
【關鍵詞】單片機 虛擬實驗平臺 仿真
一、前言
單片機技術是現代電子工程領域一門迅速發展的技術，是高職高專院校電子、電氣、自動化、計算機、機電一體化等專業掌握的一項基本技能，而學生在該課程學習過程中卻感到難學，單片機課程教師也感到難教[1]。
傳統的搭建實驗對硬件的要求很高，為了節省實驗的投入成本，我院在2009年使用單片機實驗箱進行單片機實驗，這種教學實驗平臺主要是以驗證性實驗為主，實驗箱上面各種實驗裝置的固定搭配，不利于學生拓展思維，使學生們無法進行設計性實驗。從2010年開始，我院采用Proteus仿真軟件和Keil編譯軟件進行的虛擬單片機實驗有明顯的優勢，如實驗內容不受局限性、減少了硬件成本的投入、學生可進行自主性實驗、減少了實驗過程中的損耗、較接近工程實踐等特點。采用虛擬實驗，不但能豐富了實踐教學手段，還有利于更新實驗教學的觀念。
二、采用虛擬實驗平臺的優點
（一） Proteus仿真軟件
Proteus軟件的系統資源豐富，支持單片機匯編源碼級和C源碼級仿真與調試，無需硬件電路就可對單片機電路進行軟硬件的開發與調試[2]。采用Proteus軟件仿真進行實驗，基本沒有元器件的損耗問題，不但在實驗的過程中是比較安全的，還降低了實驗室運行成本。
（二）Keil編譯軟件
Keil軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發調試工具，全Windows界面。該軟件生成的目標代碼效率非常高，多數語句生成匯編代碼很緊湊，容易理解。通過虛擬實驗平臺，學生可以在計算機上自行設計所需的實驗，畫原理圖、編寫源代碼、反復調試、觀察結果，直到達到滿意的結果。這極大地調動了學生實踐動手的興趣，提高了學生學習的主動性和積極性，培養了學生的創新性。
三、虛擬實驗平臺應用實例
下面以簡單計算器設計為例，闡述利用Proteus軟件和Keil軟件進行設計及仿真的過程。
（一）使用Keil 軟件編寫和編譯程序
進入Keil μVision2開發集成環境，新建文件，輸入可實現所設計計算器電路計算功能的源程序。輸入源程序后，將文件保存，文件名加后綴.asm。建立一個新項目，為該項目選擇適合的單片機型號，將載有源程序的文件添加到項目中去。
（二）Keil軟件設置
單擊Project菜單，選擇Options for Target選項，選擇選項卡Output，使其生成HEX文件。點擊Debug選項卡，選擇窗口右側的Use，如圖1所示。在后面的下拉菜單中選擇Proteus VSM Monitor-51 Driver，設置完畢。最后將工程編譯，進入調試狀態，并運行。
圖1 設置Debug選項卡
（三）使用Proteus軟件繪制仿真電路圖
啟動Proteus ISIS，點擊窗口左側P按鈕進行元器件的選擇，會彈出Pick Devices窗口，輸入關鍵詞80C51，在結果欄里找到80C51后雙擊，80C51就被添加到當前左側窗口的元器件列表區。使用同樣的方法，可以依次把電路中所需其他器件添加到器件列表區里。進行合理的布局后，使用列表中的器件，在繪圖區將設計的電路繪制出來，可對器件的屬性進行編輯。
（四）查看仿真效果
在Proteus ISIS中，點擊菜單Debug選項，選中“use romote debug monitor”。雙擊單片機80C51，出現對話框，在Program File中添入在Keill軟件中編譯好的HEX文件，然后點擊“OK”。在ISIS窗口左下角有運行、步進、暫停和停止按鈕，我們點擊運行按鈕，可以進行仿真。
四、使用虛擬實驗平臺的教學效果
在2011、2012、2013三年的單片機教學中，我校采用虛擬實驗平臺進行單片機實驗教學。學生在上實驗課時，可以利用所學知識設計實現指定功能的電路，并使用Proteus繪制出相應電路圖。運用Keil軟件可編寫程序，運行程序。在程序和電路都正確的情況下，會看到仿真效果。我們的學生可以利用此平臺跟蹤、調試并觀察實驗的效果，增強了學生自主學習的能動性。從培養學生運用基礎理論知識和提高實際操作能力出發，Proteus仿真軟件可實現設計的開發和測試，這在單片機實驗教學中發揮著重要的作用。這種新的實驗方式是單片機實驗教學的一種很好的輔助手段，并且為學生進行綜合性、創新性實驗提供了一個很好的平臺，在全面提高教學質量、培養學生思維能力、創新能力和動手能力等方面發揮著重要的作用。
參考文獻：
單片機實驗教學范文第3篇
關鍵詞 單片機；現場教學；實踐教學
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)06-0131-02
Teaching Reform and Practice of Scene Teaching Mode for Microcontroller Course//Fan Jian, Li Jun, Xia Ruting
Abstract The paper discusses the reform and practice of the scene teaching mode in microcontroller course. Three of the main problem in the current microcontroller course teaching was presented at first, some efforts was put forward such as teaching experimental installation, teaching process planning and teaching conception reforming etc. It can be spread and exploitation in teaching other technical curriculum.
Key words microcontroller; scene teaching; practical teaching
Author’s address School of Mechanical Engineering, Taizhou University, Taizhou, Zhejiang, China 310018
單片機課程是實踐性很強的專業技術課，對于臺州學院機械專業的學生而言，他們相關知識學得淺，且先修電控類基礎課程的實踐也相對較少，單從課堂教學來看，其理論概念抽象，教學內容枯燥乏味，學生學習該課程的主動性和積極性不夠，該課程的教學效果不甚理想。通過對單片機課程教學改革，把單片機課程理論教學及時有機地融入實驗教學中，將理論和實踐教學“捆綁”在一起，讓學生邊學邊練，圍繞單片機課程的現場實驗教學模式進行有益的探索和實踐。
1 單片機課程教學中存在的幾個問題
分析臺州學院機械專業單片機課程的理論和實踐教學過程，以下2個問題比較突出。
1.1 單片機課程理論和實驗教學在時空上脫節，實驗教學效果不理想
單片機課程教學安排一般是將某個單元的理論知識系統講完之后再安排實驗教學，這種安排表現為理論和實踐的教學在時間和空間上是分開進行的。由于課程的理論知識內容比較抽象，學生學完理論知識后不容易及時理解和掌握，在規定時間內學生能夠完成實驗的比例不到一半，實驗效果很不理想，甚至出現隨著課程往后推進，學生對課程學習興趣的程度逐漸下降的不良現象。
1.2 單片機應用技術更新速度快，學校不可能同步更新昂貴的教學實驗設備
目前比較主流的實驗設備結構復雜，且廠家一般不提供完整電路設計原理圖，學生難以完整地理解和掌握實驗原理；另一方面，當今時代電子科技發展迅猛，芯片和功能模塊器件更新速度很快，雖然廠家每年都會適時推出新產品，但對于高校而言，不可能每年花費巨資去更新價格昂貴的單片機實驗設備。
2 單片機課程現場實驗教學改革的實踐
針對上述單片機課程教學過程出現的問題，對該課程進行現場實驗教學改革的實踐，把單片機課程理論教學及時、有機地融入實驗教學過程當中，以學生實踐為主體，將單片機課程理論和實踐教學“捆綁”在一起，進行一系列有益的探索和實踐。
2.1 購置單片機學習開發板，用于現場實驗教學，將課程實驗向課外延伸
為有效開展現場實驗教學，課程組在學科的支持下為課程教學改革試點班級的每位學生購置單片機實驗開發板套件。單片機課程的現場教學實踐都是基于該開發板進行的。此外，學生還可以在宿舍利用課余時間自行學習和調試。學生在課程學習期間，每人擁有一套單片機開發板，有利于學生將單片機的學習和實踐從課堂向課外延伸，便于他們進行自主的學習和實踐。
2.2 應用現場實驗教學，更新教學內容，重構教學過程，強化平時訓練
在單片機課程教學計劃的安排上，打破以往理論教學的章節結構，對教學內容更新和整合，根據現場教學的特點，重構教學過程，形成“單片機簡介及其設計開發流程”“單片機內部硬件結構及編程初步調試”“C51初級編程技術及接口技術初步應用”“C51高級編程技術”“單片機中斷控制技術及其應用”等12個專題。以現場理論講解、現場理論實驗驗證、基本應用和綜合設計應用的形式進行現場實驗教學，邊學邊練。應用現場實驗教學進行一系列有目標的實例引導和實踐練習，強化平時訓練，使學生在每堂現場實驗課都有新的收獲和提高。
2.3 改革教學理念，強化學生動手實踐的主體
在以往“灌輸式”教學模式下，學生普遍感覺課堂上學習的理論知識抽象晦澀，他們在實驗時也只能依葫蘆畫瓢，學習的積極性和主動性不高。現場實驗教學徹底打破傳統學習模式，將學生推向教學的前臺，學生實踐成為課堂教學的主體，進一步激發學生學習熱情，提高學生舉一反三、自主創新的能力，使教學過程更加融洽、和諧。
2.4 關注行業最新動態，及時引進和應用最新技術
通過現場實驗教學，及時引入最新的功能模塊，讓學生及時把握行業發展動態，提高自身的競爭力。而且，在當今產業激烈競爭、企業轉型升級的關鍵時期，越來越多的用人單位更加注重于學生掌握并運用最新技術的能力。
3 取得的教學效果
通過臺州學院單片機課程組教師的共同努力，學生對單片機課程的學習取得明顯的成效。
3.1 學生對課程的學習興趣濃厚，教學效率、實驗效果明顯提升
隨著課程教學的推進，學生從開始學習時表現得很依賴教師指導，逐步過渡到基本能夠獨立完成實驗，到課程學習的后期，大部分學生已經能夠根據教師分配的課題獨立進行設計和實驗。學生逐漸養成主動思考分析的習慣，學習能力有很大提高，課堂學習常常出現“你追我趕”的好現象，減輕了指導教師的壓力，培養了學生的合作精神和創新意識。
3.2 學生參與科研實踐的積極性和動手能力顯著提高
單片機課程教學為學生進行機電一體化設計打下良好的基礎，學生參與科研實踐的積極性和動手能力顯著提高。自2009年以來，該教改試點班級有近90%的學生申請并完成實驗室開出的電控類開放性實驗，有近80%的學生參與了學校舉辦的浙江省大學生機械設計競賽選拔賽，學生申請并獲批浙江省新苗計劃項目有3項，由學生申請并已受理的實用新型專利有5項。
4 結語
單片機課程應用性很強，針對這個特點，通過對單片機課程進行現場實驗教學改革的實踐，教學質量顯著提高，進一步提升了學生學習專業課程的興趣，為后續專業課程的學習與實踐提供了很好的學習基礎和學習方法。現場實驗教學模式經過近2年的教學實踐檢驗，顯示出良好的實踐效果，對其他專業課程的教學也有較大推廣價值。
參考文獻
[1]陳亮.單片機課程的教學改革[J].實驗室研究與探索,2008,27(9):121-123.
[2]徐敏,盧周平.“單片機原理及應用”課程教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2006,25(1):82-84.
單片機實驗教學范文第4篇
關鍵詞：單片機；教學改革；實踐教學；創新能力
中圖分類號：G4文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2013）08-0129-02
1當前單片機實踐教學存在的問題
單片機系統是一門軟硬件相結合強調實踐性和應用的課程，很多應用型高校在單片機實踐教學中都存在一些問題，主要表現在下面一些方面。
1.1現行的單片機實驗教學存在脫離實踐的傾向
很多高校，單片機實驗教學平臺是單片機實驗教學的主要設備，采用這種設備進行教學教師和學生操作使用方便。然而試驗箱的總體結構往往已經固定，學生很難自主地進行創新性的實驗設計，導致學生對單片機的硬件教學內容無法深入細致的學習，使學生應用單片機進行系統設計時，對單片機的內部結構和電路不能直觀的認識，實驗箱基本上透明了單片機的內部結構和工作原理，學生只能參照廠家提供的實驗指導書，一步一步進行操作，最終得到一個事先預知的結果。這最終導致學生失去對單片機學習的興趣，更無法提高學生的設計動手能力。
1.2重理論輕實踐現象嚴重
單片機課程的開設，很多教師按照課程教學大綱要求，有計劃的對單片機原理、內部結構、時序電路和設備等知識點認真教授，理論知識成了單片機教學的主體，實踐教學只作為理論知識的一個驗證，形成了以教師為主體的知識傳授型的教學模式，在實踐教學中，教師把主要的實驗步驟、程序代碼都提供給了學生，造成實驗教學中學生動手機會很少，思考看、發揮的空間更是有限。甚至一些教師認為學單片機就是學習基于單片機的編程，再加上相對硬件教學，只需要一臺微機加上仿真軟件和編程環境就好了，學生學習的熱情要高，也比較容易上手，完全忽略了單片機系統開發的整機思想，教師課程考核依然是以試卷筆試為主，必然導致學生對硬件實驗課程的學習缺乏興趣，并最終失去了對該課程硬件學習和硬件實驗的興趣，也就失去了對實驗學習的主動性。
1.3教師本身的實踐能力和工程開發能力有限
很多教師，教學效果的確很好，他們有著自己的教學方法和手段，有的甚至是教學名師，然而單片機開發技術是一門多學科相結合的實踐性、應用性很強的課程，要想上好這門課程，必須要求教師有單片機系統開發和工程實踐的經驗。照本宣科只做課內的實驗，不能將實際單片機系統開發方面的知識和方法傳授給學生，不能引入單片機發展的主流技術和單片機開發的新型工具軟件，遠遠達不到單片機這門課程對培養學生創新能力和動手能力的要求。
1.4實驗內容缺乏創新性
從很多高校的單片機實驗教學大綱來看，存在實驗內容單一、陳舊，缺乏綜合型和設計型項目的情況，實驗教學中，學生依據實驗指導手冊，按部就班進行實驗，整個實驗過程不求甚解，最后給實驗教師提交一份實驗報告，就算完成了本次實驗，這就導致很多單片機的知識在實踐教學中不能涉及到。學生也根本沒有理解和掌握單片機開發和設計的這些知識。學生的創新能力和實踐能力根本得不到很好的培養和提高。更有甚者，學校的教學實驗設備和實驗內容安排多年未更新，很多新技術和主流元器件沒有引入教學，使得培養出來的學生無法得到用人單位的認可。
2單片機實驗教學的改進
2.1創新單片機課程教學方案
以就業為導向，完善教學體系和內容，根據應用型本科院校的人才培養定位，制定了切合實際的單片機人才培養方案，修訂專業教學計劃。以提高應用能力為出發點，制定出切實可行的單片機課程教學方案，突出應用型人才培養模式，強化單片機實踐教學。著重體現學生的實踐能力、創新能力和單片機系統開發能力，逐步改善實踐教學條件，盡量擺脫傳統實驗教學對實驗平臺的依賴，采用多種實驗教學方式，突出學生動手和創新能力，同時加強教師能力培養，盡量讓“雙師型”教師上課，增強課程的工程實踐性。
2.2調動學生學習主動性
學校要根據人才培養定位和單片機課程教學的要求，合理安排單片機實驗教學的內容，優化實驗教學大綱，在實驗項目設計時，給學生預留可發揮的空間，促使學生變被動實驗為主動參與、思考，這樣便能在實驗中體會到樂趣，實驗中的思考以及實驗成功后的成就感，能提高學生學習單片機的信心和興趣，達到更好的教學效果。同時引入現代化的教學手段和主流的單片機開發技術，讓學生能夠貼近單片機開發的實際，不但能夠讓學生模擬仿真實驗，而且可以讓學生有單片機系統設計的思想，提高學生單片機實際開發和應用能力。
2.3構建多級實驗體系和能力培養體系
根據單片機教學的實際和課程對人才能力培養的要求，可以把單片機實驗教學劃分為基本模塊實驗、設計型實驗、和綜合型實驗，基本模塊實驗以驗證型實驗為主，包括單片機匯編語言程序開發、并行口、中斷、串行口、、定時/計數器各種幾口等，主要是讓學生學習單片機基本單元模塊的組成、理解單元模塊的工作原理和內部結構，同時掌握基本實驗儀器的使用和基本的實驗方法。綜合性實驗階段是綜合型實驗為主，主要建立單片機系統開發設計的整體思想，是能力培養的提升階段，也是培養動手能力和創新能力的關鍵階段。通過這一階段的實驗，使學生能對實際應用問題提出解決方案。并利用基礎性試驗階段的積累，完成自主設計實驗所用的單元模塊以及實驗步驟，并通過多次的優化，提高學生的動手能力和創新能力，為以后單片機開發積累經驗。
2.4軟硬件學習相結合
單片機課程涉及到的知識面非常的廣，如果透明掉硬件的原理和學習，學生的實際動手能力和單片機產品設計開發能力就不能得到很好的提高，因此在單片機實踐教學中，不能忽略硬件學的學習，在做單片機實驗過程中，要盡量不完全依賴已有的實驗箱，而是要求學生盡量自己設計開發單片機的最小系統，這樣學生對單片機的設計和學習能夠更加直觀，也能夠把元器件選型與應用、線路板設計、電子產品的焊機與調試等硬件的知識引入到單片機的實驗教學中，雖然過程難度較大，也比較繁瑣，但對學生的自制力、學習意志能夠很好的鍛煉，也是培養他們的創新能力和強化他們的動手能力重要階段，能夠更加有效地提高學生單片機的實際開發能力，也符合用人單位對他們能力的要求。同時，單片機軟件開發時仿真實驗軟件的使用也十分重要，軟件的使用也十分的方便，在實踐教學中引入偉福、KEIL、PROTEUS等仿真軟件，使學生在課外也能隨時隨地模擬實驗過程。學生既可以模擬再現實驗室硬件電路實驗的過程，也可以模擬未做的實驗達到預習目的。還可以模擬實驗室條件不具備的實驗達到補充擴展目的。
2.5通過競賽，提高學生工程開發能力
對于工科學生，全國有很多很有影響力的比賽，比如全國大學生挑戰杯比賽，全國大學生電子設計大賽等，各地高校也會結合本地域或本校的情況，舉辦各類的創新大賽，任課教師在給學生授課過程中，積極把這些信息通報給學生，鼓勵學生早做準備，積極參與，通過這些比賽，刺激學生利用單片機做出各類實用性作品，讓學生能夠通過比賽掌握單片機設計過程，讓他們親自做一回工程師，這種課外形式的學習，更能使學生充分掌握單片機各種基礎知識和實際開發技能，能夠提高學生創新能力和動手能力。事實表明，有過參賽經歷的學生，他們的分析解決問題的能力，單片機的實際開發能力，都得到了很好的提高和鍛煉，也更受用人單位的歡迎。
3總結
單片機的學習與社會人才需求和主流技術的發展要嚴密結合起來，只有抓好單片機實踐教學環節，才能培養出滿足社會需求的合格人才。應用型本科院校一定要合理安排課程內容，努力提高教師教學水平，協調單片機軟硬件教學比重，積極引導學生參與各類競賽。這樣才能培養出具有工程設計能力、創新能力及較強動手實踐能力的合格的應用型人才。
參考文獻
[1]曹建樹.單片機創新實踐教學改革與實驗室建設[J].實驗室研究與探索，2005，（9）.
[2]朱紅.引入電子設計競賽，深化實踐教學課程改革促進實驗室建設[J].中國現代教育裝備，2006.
單片機實驗教學范文第5篇
【關鍵詞】單片機；接口技術；教學實驗
單片機實驗在單片機理論教學中，具有非常重要的實踐作用。我們通過單片機教學實驗，可以很好的提升學生動手能力，讓學生在動手的過程中認識到其工作的特性和原理，對理論知識有一個非常直觀、系統的認識和了解；除此之外，還可以加深學生對理論知識的印象和解讀能力，使得學生在實踐的過程中掌握單片機的關鍵理論知識和相關技術。
一、現有實驗教學方式的不足
1、內容的系統性存在缺陷。實驗課程的學時在課程總學時當中受到非常明顯的遏制，假如說在原有的計劃上安排了10個學時的實驗課程，但是這些實驗學時對單片機實驗教學的實踐需求是遠遠不夠的。為了在有限的時間內把單片機的實驗內容最大化講解，實驗課程的環節中穿插了非常多的論證性實驗，并且教師會給出一定的程序步驟。在實驗的時候，學生都是被動跟著教師進行，對于實驗內容的認識依然停留在書本知識方面，缺少新器件和電路應用方面的實際操作訓練。雖然說這么做加快了實驗的周期時間，但是本著實驗課程鍛煉學生的實踐操作能力和思維能力的目標依然沒有實現。雖然說部分學生對于知識是一知半解，但是完全依照書本操作步驟進行，也可以完成相關的實驗，但是這樣的情況依然無法滿足學生訓練單片機內容的實踐操作要求。
2、時間的靈活性非常古板。因為實驗成績是課程總成績的少部分，因此當課堂教學內容全部結束的時候，所有的實驗教學課程都要結束，要不然會影響到學校安排考試和成績測評的安排，鑒于這樣的原因，實驗周期時間短和相對集中就成為了主要問題。在這部分時間內，實驗室出現高負荷情況，每個班級的實驗時間都安排的很集中，經常會出現下組學生等待上組學生做完實驗等實驗設備的情況，靈活的時間因此受到非常大的限制，并且影響到學生實驗課程的教學質量。
3、綜合性實驗無法開展。因為單片機的價格非常低廉，體積還很小，相應的功能也在不斷的完善，成為現代工業技術中非常理想的一種微控單元核心構件，尤其實在工業過程控制和智能儀器儀表方面應用非常廣泛。單片機實例應用是非常容易就可以被利用在實驗教學過程中的，因為這樣不單單可以讓學生建立一個非常系統的單片機知識系統，還能夠讓學生體驗到單片機在實際應用中的價值。但是因為現實教學情況的限制，如此綜合性的教學實驗并沒有被安排實驗教學中，只是作為小部分的選修內容。
二、單片機實驗教學的有效改革
1、專門開設單片機實驗教學課程。真正意義上掌握單片機的理論知識，必要的實踐操作是不能缺少的。現在的學生普遍感覺到單片機的理論知識很難把握，最主要的一個原因就是實踐操作程度的不深刻，所以在改革單片機原理和接口技術實驗課程的時候，必須把理論教育和實踐操作一分為二。把傳統課本知識中的實驗內容全部分離開來，重新進行規劃和分類，并且為此專門編纂特定的實驗教材，從根本地位方面改變實驗教學的存在價值。如此一來，實驗課時得到了充分的保證，并且在實驗內容的安排方面更加全面和具體，可以讓學生在程序編寫、通訊方式、存儲器結構和系統綜合應用方面得到全方位的訓練和提升。目的是培養學生正確地思維方法和健康的學習態度。
2、柔和化的實驗教學時間。單片機課程被設置為單獨的實驗課程之后，就不會依附于傳統的理論知識教育，所以說在時間的安排方面非常充裕，基本上實現了實驗時間的真正開放。實驗時間貫穿于整個學期，每個小組之間可以進行不同類別的實驗，隨后進行對比和交流。實驗時間不再依照傳統理論課程時間的安排，而是全天都在實驗，目的是確保不同層次的學生有充分的消化知識時間。實驗課程的時間占據總課時的50%，學生可以自身學習的需要選擇實驗的類型。對于選修課程，不再要求學生在一個單元課時內完成，一個實驗可以分成若干個小實驗進行，留給學生充分思考的時間。
3、層次分明的實驗內容。單片機實驗教學的內容可以大致分為三部分，就是①基礎實驗部分，②設計實驗部分，③系統試驗部分。基礎實驗就是說對單片機基本知識的理解和學習，讓學生根據指導書中的步驟設計進行，教師編寫非常系統的實驗步驟，使得學生在完成基礎實驗之后，具備一定的總結和編程能力。設計實驗就是說對某一個單獨的方面進行深入化的研究分析，只是針對一個知識點進行認真討論，要求學生自己動手設計路線、編寫程序、自行調試、發現問題和修改等。系統試驗就是對畢業設計內容和專業領域設計內容，采用應用系統設計方式。
4、虛擬仿真技術和實踐操作技術的完美結合。Proteus是現在最好的電路仿真實驗軟件，其中具備非常優秀的數字電路、模擬電路和電路系統，支持AVR和51系列等主流單片機系統和不同樣的調試環境。比如說Keil C51 uVision2 軟件，就是一款很好的單片機仿真實驗軟件。所以說在單片機實驗課程改革過程中，我們將Proteus融入到單片機實驗教學當中，要求學生在掌握基礎知識之上，對于一些綜合性的實驗，學會使用Proteus軟件進行設計和修正，然后再把自己做實驗的內容移植到實驗室硬件電路當中。很好的減小了原材料的損耗，也達到了訓練學生操作能力的目的。
5、改良實驗課程的測評方式。完善測評方式不單單是對學生所掌握知識的一個客觀評價、對學生實踐操作能力的肯定，更是成為激勵學生努力學習的手段。測評的方式要具有一定的公平性和公正性。學生進行的每一項實驗記錄都占據一定的分值，學校不再需要進行單獨的實驗測驗，而是對學生整個實驗過程進行綜合評價，盡可能規避偶然性和片面性情況的出現。
總結：單片機原理和接口技術的實驗教學，最終目的是鍛煉學生的動手解決問題的能力，所以在掌握理論知識的前提下，學習和熟練應用實驗方法是非常關鍵的。因為單片機實驗教育是一項漫長久遠的任務目標，所有我們在只有單片機實驗教學的基礎上，融入科學發展觀的理念，才可以更好的建立一套實驗教學綜合體系，順應時展的要求。
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