單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)是電子電氣類(lèi)一門(mén)"古老”的學(xué)科，單片機(jī) 的發(fā)展往往也被看做人類(lèi)產(chǎn)品智能化的發(fā)展。隨著時(shí)代的進(jìn) 步以及人們對(duì)產(chǎn)品智能化的可求，單片機(jī)不僅從單一的對(duì)機(jī) 械控制發(fā)展到了多領(lǐng)域的智能化控制，更從無(wú)操作系統(tǒng)時(shí)代 發(fā)展到了有操作系統(tǒng)時(shí)代，從而帶動(dòng)了新興產(chǎn)業(yè)一一嵌入式 產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，如今，單片機(jī)及嵌入式產(chǎn)品幾乎深入到了我 們工作、生活和學(xué)習(xí)的各個(gè)領(lǐng)域。那么，作為嵌入式及電子 電氣類(lèi)相關(guān)學(xué)科的一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，單片機(jī)的地位就顯 得舉足輕重了。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；實(shí)訓(xùn)；教學(xué)中圖分類(lèi)號(hào)：tp368文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)： 1007-9599(2012) 21-0000-0

2、2單片機(jī)是電子電氣類(lèi)一門(mén)“古老”的學(xué)科，單片機(jī)的發(fā) 展往往也被看做人類(lèi)產(chǎn)品智能化的發(fā)展。隨著時(shí)代的進(jìn)步以 及人們對(duì)產(chǎn)品智能化的可求，單片機(jī)不僅從單一的對(duì)機(jī)械控 制發(fā)展到了多領(lǐng)域的智能化控制，更從無(wú)操作系統(tǒng)時(shí)代發(fā)展 到了有操作系統(tǒng)時(shí)代，從而帶動(dòng)了新興產(chǎn)業(yè)一一嵌入式產(chǎn)業(yè) 鏈的發(fā)展，如今，單片機(jī)及嵌入式產(chǎn)品幾乎深入到了我們工 作、生活和學(xué)習(xí)的各個(gè)領(lǐng)域。那么，作為嵌入式及電子電氣 類(lèi)相關(guān)學(xué)科的一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程，單片機(jī)的地位就顯得舉 足輕重了。在單片機(jī)的教學(xué)中，單片機(jī)的實(shí)踐教學(xué)是使學(xué)生真正學(xué) 會(huì)運(yùn)用單片機(jī)的必備實(shí)訓(xùn)手段，通過(guò)這樣的教學(xué)手段，不僅 可以讓學(xué)生很好的掌握單片機(jī)知識(shí)，還能達(dá)到為后續(xù)課程打 基

3、礎(chǔ)、為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備、為單片機(jī)實(shí)現(xiàn)直接就業(yè)與企業(yè)工 作環(huán)境對(duì)接的教學(xué)目的。在幾年的教學(xué)過(guò)程中，我們本著以工作過(guò)程為導(dǎo)向，以 企業(yè)典型工作任務(wù)為依托的教學(xué)模式，將單片機(jī)的教學(xué)過(guò)程 按照企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用分階段分任務(wù)分 組合作的教學(xué)模式完成，具體設(shè)計(jì)如下：1明確工作任務(wù)工作任務(wù)是實(shí)訓(xùn)教學(xué)的起點(diǎn)，它傳遞給學(xué)生的信息是 “我們要做什么”。工作任務(wù)明確能夠保證研究方向的準(zhǔn)確 性，工作任務(wù)明確能夠有效的了解任務(wù)所需的知識(shí)和技能， 有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的搜集和學(xué)習(xí)。在教學(xué)中，我們?yōu)榱俗寣W(xué) 生對(duì)工作任務(wù)所需掌握的知識(shí)點(diǎn)一目了然，往往在確定工作 任務(wù)時(shí)采用比較直觀的語(yǔ)言表達(dá)方式提出任務(wù)，如“單片機(jī)

4、讓一個(gè)led燈閃爍”、"單片機(jī)讓一個(gè)led燈定時(shí)1秒閃 爍”、“單片機(jī)讓單數(shù)碼管顯示09十個(gè)十進(jìn)制數(shù)”等等, 這種直觀的語(yǔ)言描述往往可以降低任務(wù)的復(fù)雜性，讓學(xué)生更 快更直接的了解知識(shí)點(diǎn)，從而有利于后續(xù)工作的開(kāi)展。2確定工作目標(biāo)工作目標(biāo)指導(dǎo)任務(wù)完成的方向性。工作目標(biāo)明確才能進(jìn) 一步分析工作任務(wù)的具體需求和目的；工作目標(biāo)明確才能具 體分析和選擇下一步工作該做什么、怎么做、做的目的是什 么。通常在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們會(huì)將學(xué)生組織成若干個(gè)開(kāi) 發(fā)工作組，將工作任務(wù)看成招標(biāo)商的招標(biāo)任務(wù)，將工作組定 位為若干個(gè)投標(biāo)公司，通過(guò)一種企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)式的模式，組織學(xué) 生完成工作任務(wù)。這一環(huán)節(jié)，主要是各個(gè)工作組進(jìn)

5、行組內(nèi)討 論，分析工作目標(biāo)；通過(guò)工作目標(biāo)，進(jìn)一步確定工作任務(wù)所 需的知識(shí)點(diǎn)、進(jìn)而通過(guò)工作組對(duì)資料的查找和搜集，在提出 工作任務(wù)的前提下，組織組內(nèi)學(xué)生完成對(duì)芯片的選擇、元器 件的選擇以及開(kāi)發(fā)工具的選擇的任務(wù)。3完成任務(wù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)在單片機(jī)的企業(yè)開(kāi)發(fā)流程中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是十分重要的階 段。單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是在保證工作目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ) 上，以提高系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性、可行性、可靠性、完整性、可擴(kuò) 展性、可維護(hù)性、安全性以及經(jīng)濟(jì)效益等為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)一步 詳細(xì)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)完成工作任務(wù)的設(shè)備及芯片的參 數(shù)選型，如輸入信號(hào)的類(lèi)型和數(shù)量，輸出控制的對(duì)象和數(shù)量, 接口設(shè)備的種類(lèi)及類(lèi)型，環(huán)境配置，工作電源要求以及產(chǎn)品 整

6、體成本要求等。4電路原理圖設(shè)計(jì)原理圖是硬件組裝的依據(jù)，原理圖的設(shè)計(jì)好壞直接關(guān)系 到制作產(chǎn)品的可行性，因此，學(xué)會(huì)繪制原理圖是學(xué)生走向工 作崗位操作的第一步。我們所使用的原理圖設(shè)計(jì)工具是 protel軟件。protel是個(gè)龐大的eda軟件，它不僅可以繪 制電路原理圖繪制，還可以模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿 真、多層印制電路板設(shè)計(jì)等等，目前幾乎所有的電子公司都 要用到它，因此這里使用protel軟件的另一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn) 能夠最大限度的縮小學(xué)校和企業(yè)的差距，從而做到校企對(duì) 接。5軟件程序設(shè)計(jì)單片機(jī)是靠命令完成工作的，命令是靠軟件編寫(xiě)的，因 此軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必不可少。軟件設(shè)計(jì)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生良好 的問(wèn)題分析

7、能力，組織能力、順序協(xié)調(diào)能力等社會(huì)必要能力, 更重要的是一個(gè)好的程序往往決定了產(chǎn)品的興衰和成敗，因 此軟件設(shè)計(jì)也是單片機(jī)開(kāi)發(fā)中不容忽視的階段。軟件設(shè)計(jì)的流程一般分為：設(shè)計(jì)軟件的功能和實(shí)現(xiàn)的算 法和方法、軟件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試、 程序聯(lián)調(diào)和測(cè)試以及編寫(xiě)、提交程序幾個(gè)過(guò)程。由于低級(jí)的 匯編語(yǔ)言過(guò)于依賴(lài)固定單片機(jī)芯片，往往不便于程序的移 植，因此我們?cè)诮虒W(xué)中，使用高級(jí)語(yǔ)言一一c語(yǔ)言進(jìn)行單片 機(jī)的程序設(shè)計(jì)，使得程序設(shè)計(jì)更易于理解，更有利于系統(tǒng)擴(kuò) 展和學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)。6電路仿真設(shè)計(jì)仿真是指在計(jì)算機(jī)上采用特定的軟件模擬單片機(jī)運(yùn)行 的狀態(tài)，進(jìn)而確定單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。我們?cè)谶@一環(huán)

8、節(jié)中使用protues電路仿真軟件模擬電路原理圖的結(jié)構(gòu)，通 過(guò)導(dǎo)入程序觀察運(yùn)行結(jié)果來(lái)確定設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。對(duì)于初學(xué)者 來(lái)說(shuō)，如果直接焊接電路不僅可能帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失， 更可能在焊接中由于出現(xiàn)不確定的問(wèn)題而導(dǎo)致無(wú)法觀察執(zhí) 行效果，無(wú)法確定產(chǎn)品的問(wèn)題來(lái)自于軟件還是硬件，因此仿 真往往是解決這一問(wèn)題的一個(gè)好辦法，它即節(jié)約了成本又能 讓學(xué)生明確看到自己制作的產(chǎn)品的執(zhí)行效果，進(jìn)而能夠是學(xué) 生正確分析問(wèn)題的所在。實(shí)際教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的 實(shí)施往往給學(xué)生帶來(lái)了極大的學(xué)習(xí)樂(lè)趣，從而有效的提高的 學(xué)習(xí)效果，鼓勵(lì)了學(xué)生繼續(xù)專(zhuān)研的信心，為后續(xù)任務(wù)打下更 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。7繪制電路板電路板是元器件連接的平臺(tái)，電路板

9、的設(shè)計(jì)有利于優(yōu)化 設(shè)備間的布局，因此電路板設(shè)計(jì)也是單片機(jī)設(shè)計(jì)中比較嚴(yán)謹(jǐn) 的工作環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中我們?nèi)匀唤柚鷓rotel軟件來(lái)完 成。8成品焊接焊接是一種以加熱方式接合金屬或其他熱塑性材料如 塑料的制造工藝及技術(shù)。焊接是電裝生產(chǎn)中不可避免的的重 要環(huán)節(jié)。這里我們通過(guò)焊接技術(shù)完成成品的組裝，到這里為 止基本的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程就初步設(shè)計(jì)完成了。9成品調(diào)試成品制作完畢后，就進(jìn)入成品整體的調(diào)試環(huán)節(jié)了，在這 一環(huán)節(jié)的實(shí)施中，工作組學(xué)生根據(jù)成品的運(yùn)行效果，將問(wèn)題 的研究方向確定為軟件和硬件兩種因素，通過(guò)組內(nèi)成員的分 析及教師的從旁指導(dǎo)，反復(fù)調(diào)試直至問(wèn)題解決。10小組測(cè)評(píng)測(cè)評(píng)是檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)成果的手段，我們?cè)谶@一環(huán)節(jié)中，將測(cè) 評(píng)分為三種：組內(nèi)測(cè)評(píng)、組間測(cè)評(píng)和教師測(cè)評(píng)。通過(guò)組內(nèi)測(cè) 評(píng)，對(duì)組內(nèi)成員的學(xué)習(xí)態(tài)度、探索精神、合作意識(shí)等做一個(gè) 合理的評(píng)價(jià)，以激勵(lì)和端正組內(nèi)學(xué)生間的學(xué)習(xí)態(tài)度和合作態(tài) 度；通過(guò)組間測(cè)評(píng)，組織各小組互評(píng)，通過(guò)學(xué)生互評(píng)促使組 間學(xué)生的學(xué)習(xí)和交流，以此達(dá)到促進(jìn)學(xué)生