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单片机实训总结精选(九篇)

单片机实训总结

第1篇:单片机实训总结范文

随着科学技术的发展,单片机技术广泛应用于工业、农业、家庭生活等领域,因而《单片机应用技术》这门课程在高职高专相关专业教学中越来越重要。单片机技术涉及的知识面广、理论性强、更新快、实操性要求高,而高职学生基础较薄弱。为了更好地把这门课程教好,要整合教学内容和考核方式,减轻学生的学习负担,纠正学生的学习态度,以提高学生的综合能力,做到情景学习、任务学习,最后能学以致用,零距离上岗。

2.教学内容的整合

传统的教学都是按知识系统的组成原理,逐步介绍单片机的硬件组成及内部结构、指令系统、软件编程、定时/计数及中断、硬件外部接口及扩展、综合应用、按部就班地进行讲解,课程内容涉及模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、C语言或汇编语言、PROTEUS仿真软件和KEIL软件。在课程总实训过程中进行作品制作时还与电子装配工艺这些课程有关,高职高专的学生根本没有较深入地学完上述课程,基础较差,理论知识的讲解根本无法让学生理解和领会。为了提高学生的学习积极性,在教学过程中,尽量把知识要点与内容穿插好,应用到各个情景中来,通过一个一个的情景设计以达到学以致用的目的。运用单片机典型实用的例子,学生理解了单片机是如何应用的,并掌握了相关的知识点。情景设计是单片机知识整合的重要手段,要把知识要点都应用到各个情景中来,又要确保情景内容不要重复和情景场面不能太多。在情景教学中,以资讯――计划――决策――实施――检查――评估为主线,具体设计内容如下:

情景内容设计――知识准备――学习设想――项目方案设计――制作过程――过程中的学习状态和反馈――总结和提高。

信号灯控制系统的设计与制作――单片机硬件系统――单片机结构、引脚功能认识――8个发光二极管依次点亮――分组,器材的准备和认识――知识型习题和技能型习题的检查――知识总结与实训报告填写

音调发声器系统的设计与制作――单片机开发系统的组成及原理,音调发声器原理――开发系统的开发过程――用开发系统设计音调发声电路――独立完成发声器电路的连接,完成源程序的输入、调试与运行――填写综合检查表,*.HEX文件是否生成――KEIL软件的使用

交通灯控制系统的设计与制作――程序结构――根据要求选择合适的程序结构――交通灯指示,LED显示――流程框图的编写――交通灯的显示――软硬件联机调试

秒表的设计与制作――定时/计数及中断――综合定时/计数及中断的应用程序――标准频率(1HZ)进行计数、多功能易修改的秒表――产品的制作过程――整个仿真过程的操作演练――程序的烧录,整机的联调

智能小车的设计与制作――LED、键盘及接口、A/D、D/A扩展――LED显示数字和键控程序实现――遥控,传感器,智能控制,数码管显示――遥控、启停智能小车的设计――智能小车作品的演示――故障的检测与排除

3.考核方式的改革

过去,理论考核和实训考核之比为1∶1,由于单片机的实践教学要求很高,因此学生考核方式大胆进行改革,减小笔试考试成绩所占比重,将评定方式改为“平时成绩20% +项目成绩70% + 卷面成绩10%”,平时成绩以平时作业和到课率为主,卷面成绩以理论考核(期中、期末考试)成绩为主,项目成绩包括实验和实训环节。实验考核主要包括基本操作技能、实训纪律和表现、实训报告及总结、作品的工艺和演示结果。实训方面要求学生在期末之前完成几项由教师事前制定的训练项目,这些项目要求学生自主完成,教师不参与指导,在实训过程中,要填写综合检查表,综合检查表中要考虑学生在实验实训中的文件建立及命名、硬件作图、硬件连接、软件流程图设计、程序编写、程序下载、联机调试等整个开发过程中每一环节的检查,并要求学生简要描述本项目的整个工作过程;实训完成时,教学团队填写项目评估表,项目评估表中要依据计划――决策――实施――检查――评估过程中细节评分再进行项目评分,最后依照每个项目成绩评定每期综合评定实训成绩。到期末,教师根据实验实训来进行项目成绩评定。

第2篇:单片机实训总结范文

[关键词] 项目驱动 单片机教学 课程改革

《单片机应用技术》是电子、电气类专业学生必修的专业技术核心课程,也是学生较难掌握的课程。通过多年的教学改革实践,我们开发了单片机教学实训板,并以此作为实施项目式教学的载体,收到良好的教学效果。

一、开发单片机教学实训板作为项目式教学载体

为帮助单片机学习者创造一个廉价、实用的硬件环境,我们专门设计了单片机教学实训板(图1),利用该板可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学生学习单片机有极大的帮助。由于该板采用了在线可编程的AT89S51单片机,因此,该板还具有单片机程序下载功能,在下载软件的作用下,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。下载完成以后,实验板即可脱机工作。学习者只需有一台电脑就可学习单片机,而无需自备价格较高的仿真器与编程器。

图1 单片机教学实训板

二、以单片机实训板为载体,构建项目式教学学习情境

项目教学就是师生为完成某一具体的工作任务而展开的教学行动。将某门专业课程分为若干知识(技能)单元,每个单元作为一个教学项目,实行理论、实践一体化的单元式教学,每个单元教学以完成一个作业来结束,并进行下一个项目的教学。实施项目式教学,学习情境的构建很关键。

学习情境是教师在典型工作任务的基础上,由教师设计用于学习的“情形”和“环境”,是对典型工作任务进行“教学化”处理的结果,通常用学习任务来表示的主题教学单元。

本课程是以工作过程为导向,以典型任务为基点,综合理论知识、操作技能和职业素质为一体的思路设计的。根据专业能力目标、方法能力目标、社会能力目标,将课程划分成相对独立,整体由简单到复杂的学习情境,见下表:

学习情境的设计既具有真实性,又具有先进性。为了使教学内容更符合工作实际,各学习项目的设计、元器件的选用、电路的焊接、及软件编程都尽可能符合企业产品的生产标准;教学以89S51、89S52为主讲机型,该机型与89C51、89C52相比,具有可在线编程功能,并内置看门狗电路,是比较实用的51系列单片机;教学内容跟踪单片机技术的发展,如引入串行技术,采用I2C总线接口技术的时钟芯片PCF8563、采用单总线(1-wirebus)技术的数字温度传感器DS18B20等。教学中删去了以往以并行接口方式为主的单片机扩展技术,及传统的A/D芯片0809等的介绍。

为避免进行单独的枯燥指令与编程教学,采取体验性学习方式,融理论教学于实践教学及实际工作体验中融编程与指令教学于实训项目中,学生用到哪,学到哪,会用即可,不过于追究指令与程序的原理。

三、学做一体,实施行动导向教学模式

行动导向教学强调不再把教师掌握的现成知识技能专递给学生作为追求的目标,或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价。通过完成任务的行动过程,实现专业能力、关键能力(方法能力―学会学习、社会能力―学会生存、学会交往)的有效培养。下面以一个具体学习情境设计对教学过程作以说明。

教学中充分发挥教与学的积极性,由若干问题启动课堂教学,经过启发式的推衍,最后归纳总结,引导学生循问题而思考,提高对知识的领悟力,加强对关键内容的理解;适当加强师生互动环节,活跃课堂气氛,促进学生自主思考提出问题,解答问题,激发学生潜能。

在学习考核中,既考核学生对基本知识与技能的掌握程度,同时考核学生的创新能力。如在彩灯设计、音乐编程中,鼓励学生大胆想象,充分发挥自主创新意识,根据每人完成的复杂程度及创新程度给以成绩鼓励,取消了期末笔试,以平时大作业成绩及期末综合设计作为课程考核总成绩。

按照这种教学模式,学生仅利用课内时间学习是远远不够的。具体的实践操作内容要求学生在课外时间完成,这也相当于改变了传统的课外作业形式与内容。教师在课外时间为学生辅导,同时开放单片机实训室,并由学生自行管理,为学生提供充分的学习条件。通过举办电子设计大赛,进一步提高了学生的创新意识与团结协作精神及独立工作能力。

四、以单片机教学为核心,合理整合相关课程,提高教学效率

1.与《PROTEL99印制板电路设计》课程教学有机结合

《PROTEL99印制板电路设计》是高职电子专业必开的技能课。通常是单独开设该课,需要较多学时,但由于教学针对性不强,学生学习效果并不好。现将该课作为单片机课程教学的一个实践项目,要求学生在两周时间内以实训的方式完成单片机实训板的电路图绘制及制板工作。教学目的明确,针对生强,学生既掌握了PROTEL制板技能,又进一步掌握了单片机实训板的硬件电路设计原理,对单片机教学起到了良好的辅助作用。

2.与《传感器技术》课程相融合

《传感器技术》也是高职电类专业学生应该掌握的内容。但在以往教学中教师过多讲授传感器原理知识,而对具体应用技术讲授很少,主要是缺乏实践载体。现在可以单片机实训板为载体,利用各种传感元件设计不同的项目,既讲授了传感器知识,又进一步巩固了学生单片机应用能力,相得益彰。

参考文献:

[1]马彪.单片机应用技术[M].上海:同济大学出版社,2009,5.

第3篇:单片机实训总结范文

关键词:模块化生产线;资源共享;RS-232C总线

1引言

在工业控制领域,传统的现场控制方式已经越来越不能满足工业自动化的要求,这种控制方式不但耗时、费力而且很不完善。工业自动化控制系统发展到今天,随着通讯技术的不断提高,摆脱了以传统的现场控制方式为主体的控制方式,出现了利用上位机通过现场总线通信来控制生产线的全新模式。本设计中的控制系统是针对FESTO公司生产的模块化加工生产系统设计的现场总线网络控制系统。

德国FESTO公司的MPS(ModularProductionSystem)模块化生产加工教学与培训系统,是一个完整的面向自动化控制技术的培训系统,它由多个模块组成,是一个完全开放型的操作系统,操作人员可根据不同的需要进行各种模块的组合、扩展和控制。MPS系统很接近实际工业生产系统,因此基于MPS系统的培训在大学工科教学中是很有实际意义的。

但MPS教学培训系统价格昂贵、数量有限,为了最大限度的利用MPS教学培训系统的资源,充分提高实验设备的利用率,并在有限的时间内取得最佳的教学效果,因此需要设计一套完善的资源分配与管理系统,通过资源的优化配置实现资源共享、分时选用等要求。本文对实现资源共享的总线网络系统的结构、功能以及软硬件设计内容进行了描述。

2总体方案设计

德国FESTO公司的MPS模块化自动加工生产线是一套模拟加工生产线教学与培训设备,可以由西门子公司的S7-300型可编程控制器——PLC作为控制系统,对整个自动加工生产线进行过程控制。

总线网络系统设计所要解决的核心问题是:对控制MPS自动生产线的可编程控制器———PLC实现资源共享。所谓资源共享用一句简单的话来描述就是“多选一”和“一选多”。“多选一”就是指多台PC机可以分时与同一台PLC进行通讯,实现多台PC机对MPS生产线的某一个工作站进行控制;而“一选多”就是指某一台PC机能够分别与多台PLC进行通讯,实现一台PC机对MPS生产线的多个工作站进行控制。

在进行总线网络系统设计时,首先要确定硬件设计方案,也就是把总线网络系统中的硬件环境设备——多台PC机和多台PLC,通过硬件电路设计有序的连接在一起,再配合一些必要的其他设备实现资源共享和分配管理工作。为了实现多台PC机对PLC资源共享,本设计提出了一种以一台单片机为控制站的总线网络设计方案。这一总线网络设计方案是由多台PC机,一台AT89C51单片机,通过RS232总线和总线适配电路实现对PLC的资源共享。

要通过总线网络实现资源共享,除了完善的硬件环境外,还必须开发相应的通讯程序与之匹配。通讯程序设计分为两个部分:一是单片机的通讯程序设计,二是PC机的通讯程序设计。单片机通讯程序是利用汇编语言编写的源程序,它的主要功能是轮询各PC机,以便接收PC机发出的联机申请,并根据申请内容发送联机许可信号。PC机通讯程序是应用现成的编程软件来设计的,它的主要功能是发送联机申请并接受联机许可信号。这些通讯程序不是独立的,它需要与总线网络的硬件适配电路相配合,两者只有共同作用才能够实现资源共享和优化管理。

3总线网络的硬件设计

总线网络的硬件设计就是要设计能够实现资源共享和分配管理的总线适配电路。总线适配电路由两部分电路组成,一部分是单片机轮询电路,另一部分是资源共享电路。总线适配器电路所要完成的主要工作是:由作为控制站AT89C51单片机采用轮询的方法,通过RS-232C总线接收各PC机发出的联机申请信号和联机机号等信息,单片机经程序分析后向该PC机发出允许联机信号,并发出指令接通PC机所要连接的PLC的控制信号线,接下来就可以把在PC机已编好的程序通过总线RS-232C下传到PLC,实现PLC的资源共享。

3.1单片机轮询电路设计

单片机要轮询各PC机发出的联机申请,就是要实现PC机与单片机之间的通讯,在实现PC机与单片机之间的通讯时,通常采用标准串行总线通信接口RS-232C。RS-232C是在异步串行通讯中应用最广的标准总线。PC机与单片机最简单的连接是零调制三线经济型,这是进行全双工通信所必须的最少线路。PC机与单片机、PLC通过9芯标准插座连接。本设计的单片机轮询电路由CD4052芯片和MAX232芯片组成。CD4052芯片是双路、四通道模拟多路转换器,一片CD4052芯片可实现对四台PC机进行轮询。MAX232是实现把RS-232C电平转换为TTL电平的电平转换专用集成芯片。

3.2资源共享电路设计

资源共享电路设计是要实现“多选一”和“一选多”的功能。即多台PC机可以分时与同一台PLC进行通讯,而某一台PC机能够分别与多台PLC进行通讯。本设计采用以RS-232C总线和多位数据选择器为核心的集成电路方案。该集成电路通过设计成行列结构形式的开关网络电路来实现资源共享。PC机与PLC的通讯也采用标准串行总线通信接口RS-232C,用最简单的三线连接方式,因此本设计选用CD4053芯片作为数据选择开关。CD4053芯片是三路、双通道模拟多路转换器。以四台PC机共享五台PLC为例,开关网络电路需要四乘五总共二十个数据选择开关,即要用二十个CD4053芯片排列成四行五列(或五行四列)的行列结构形式,构成资源共享电路。

当单片机轮询到某一台PC机要与某一台PLC联机通讯时,由单片机给与之相连的相应的CD4053芯片控制信号线发出控制信号,使该芯片的开关通道接通,实现某一台PC机与某一台PLC联机通讯。

4总线网络的通讯软件设计

4.1PC机通讯程序的设计

PC机通讯程序是要实现PC机发送联机申请信号,并可接收单片机发回的联机许可信号等。为此要设计一个如图3所示的控制面板。

图3控制面板示意图

在总线网络系统通讯中,是采用询问与应答的方式进行通信联络。为保证通信的可靠性及信息传递的准确性,故为通信中主要的命令字制定了一个简单的通讯协议。PC机通信软件和单片机软件命令字约定如下:

该命令字有八位数据组成,其中最高两位为命令字,最低三位为PLC机号,中间三位为PC机机号。

00XXXXXX为PC机退出联机命令字;

01XXXXXX为PC机申请联机命令字;

10XXXXXX为单片机允许联机命令字;

11XXXXXX为资源占用命令字。

PC机通讯程序完成的功能是当PC机要与某台PLC的进行联机调试时,先在控制面板的对话框中输入由两位申请联机命令字、三位PC机机号和三位PLC机号组成的字符串,点击确定按键,此时PC机通讯程序将这八位字符串通过RS-232C总线发送给单片机的串行口;当该台PLC没有被占用时,接收单片机发回的联机允许信号,并点亮控制面板上的绿色指示灯;一旦该台PLC已被占用,则接收单片机发回资源占用信号,并点亮控制面板上的黄色指示灯;当PC机与某台PLC的联机调试完成,则在控制面板的对话框中输入由两位退出联机命令字、三位PC机机号和三位PLC机号组成的字符串,点击确定按键,此时PC机通讯程序将这八位字符串通过RS-232C总线发送给单片机的串行口,并关断控制面板上的指示灯。点击退出按键,则退出通讯程序。

PC机通讯程序是应用VB编程软件来设计的。控件MSComm可设置串行通讯的数据发送和接收,对串口状态及串口通讯的信息格式和协议进行设置。它是一个标准的十位串口通讯,包括八位标准数据位、一个起始位和一个停止位。

4.2单片机通讯程序的设计

在单片机与PC机进行数据通信的过程中,每次通信是由相应的PC机发送命令数据帧,单片机通讯程序完成的功能是通过串行口轮询接收PC机发出的命令字符,并对此字符进行分析判断,以确定哪台PC机与哪台PLC联机,当该台PLC没有被占用时,再由软件发出联机控制信号给两者对应的开关芯片,使该芯片导通,则使该台PC机与所选定PLC的进行联机调试,并给PC机发回允许联机信号。一旦该台PLC已被占用,则给PC机发回资源占用信号,暂缓联机。当PC机结束与PLC的通讯后,向单片机发送退出信号,单片机接到该信号后断开开关芯片,继续轮询。

AT89C51单片机内部有一个可编程的全双工串行通信接口,可以同时进行数据的发送和接收。串行通信是采用工作方式1,波特率9600b/s,单片机接收数据和发送数据采用查询方式。定时器T1选用工作方式2,初值为FDH,晶振频率11.0592HZ。

5结束语

本文从最大限度地发挥MPS生产线的价值的角度出发,本着优化资源管理与配置的思想,围绕MPS生产线开展的大量、基础性的且有使用价值的设计工作。本设计不仅可以充分利用MPS教学培训资源,使MPS生产线的工作效率得到提高,还可以实现辅助教学,实现了实验室管理的智能化、网络化,并可以激发学生学习兴趣,对于学生认识了解现代工业自动化技术领域的知识,增强他们的实践能力都是非常有益的。

本文作者创新点:采用CD4053芯片作为数据选择开关,设计了行列结构形式的开关网络电路来实现资源共享。

参考文献

[1]李全利,仲伟峰,徐军.单片机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2006

第4篇:单片机实训总结范文

【关键词】高职;单片机;工程实践

单片机推动了嵌入式系统的发展,成为现代电子系统中重要的智能化工具。无论是尖端科技,还是现代工业、农业、仪器仪表、汽车电子系统、家用电器、玩具及个人信息终端等诸多领域,都离不开单片机。目前,高职院校许多专业都开设了“单片机原理及应用”课程,这门课程也是高职院校的电子类、电气类等电类专业的核心专业课程。但是单片机是一门实践性非常强的课程,又是一门抽象的课程,教师在课堂教学中采用传统的授课模式,往往存在许多问题。

一、高职单片机课程教学现状

1.传统理论教学枯燥抽象。在传统的单片机教学中,基本沿袭传统的授课方法:“板书+讲解”。加上现行使用的教材理论内容偏多,实例偏少,理论教学占据了2/3以上的学时。大量抽象的原理、概念使得学生难以接受和理解,感觉枯燥无味,激不起学生学习的热情和主动性,使老师和学生在教学过程中都感到很辛苦,缺少感性认识的演示平台。

2.理论教学和实践教学分开,且实践教学缺乏启发性和创新性。传统的单片机技术课程教学模式中,采用理论和实验实训分开,在进行课堂教学时,讲授的是对学生而言是晦涩难懂的纯理论知识;在进行实验实训时,基本都采用电路固定的试验箱,由学生参照实验指导书提供的范例程序,按部就班地通过编程软件,将编程文件编译、下载到试验箱中进行验证。进行的只是对理论结果验证的实验,实验缺乏综合性、开放性和创新性。这种教学模式使得理论和实践严重脱节,学生不可能真正掌握单片机技术的精髓,从而无法培养学生的实践动手能力和创新能力。

3.课程之间联系较少。单片机课程是一门联系广泛的课程,不仅涉及本课程的知识,还与数字电路、模拟电路、C语言程序设计、protel电子线路设计等课程有着密切的联系。但大部分高职院校的单片机课程教学并未与其他课程联系起来,造成了课程间的脱节。

二、单片机工程实践教学

1.单片机工程实践教学的目的。单片机工程实践的目的是让学生在理论学习的基础上,通过完成一个设计MCS-51系列单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用,使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能进一步加深对电子电路、电子元器件、印制电路板等知识的认识与理解,同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高,为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。着重提高学生在单片机应用方面的实践技能,树立严谨的科学作风,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过单片机硬件和软件设计、安装、调试、整理资料等环节的培训,使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。

2.单片机工程实践教学的具体要求。单片机工程实践是单片机技术课程的实践教学环节,是以工程项目和工程应用为课题的。它充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式,以学生为认知主体,充分调动学生的积极性和能动性,着重培养学生的工程实践能力、独立工作能力及创新能力,是对学生进行单片机的综合性训练,这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、制作、调试来完成的。具体要求如下:

①系统方案设计与论证。综合运用单片机技术课程中所学到的理论知识,学生根据所选项目的任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过方案比较,确定总体方案。然后对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算,包括元器件的选择和电路参数的计算,并画出总体电路图。

②硬件电路制作。设计方案经指导教师审查通过后,学生可向指导教师领取所需元器件等材料,进行电路制作,并对制作的硬件电路进行调试及测试,分析测试结果是否满足设计要求。

③软件的编程与仿真。根据已设计出的软件系统框图,用C语言编制出各功能模块的子程序及整机软件系统的主程序,程序设计时,要充分考虑与设计硬件电路的连接及有关定量要求。

④撰写实践总结报告。书写高质量的工作总结也是反映工程实践素质高低的一个重要方面,工程技术人员应能用书面形式系统、完整、清晰地表达自己的研究成果,其目的是让人很容易地看懂所研究项目的内容、方案、原理、实现方法等。因此,书写实践总结报告也是单片机工程实践的主要内容之一。

三、结束语

单片机技术实践教学是灵活多样的,教学方法也是非常之多。只要不断改进教学方法,丰富教学手段,加强实践能力的培养,注重理论联系实践,就能激发学生的学习兴趣,能有效提高单片机教学的质量,并且紧随着单片机新的技术的发展,不断更新单片机教学的内容、形式、方法和手段,我相信单片机教学工作将不再是枯燥乏味、难教难学的老大难课程了。

参考文献:

[1]皮大能.单片机课程设计指导书.北京理工大学出版社,2010-07.

第5篇:单片机实训总结范文

关键词:单片机;课程;教学改革;探讨

单片机控制技术及应用课程专业性强,学习难度大,不少高校学生由于刚接触单片机,无法透彻的理解课程中的相关概念,感觉学习难度比较大。不仅挫伤其学习单片机的兴趣,而且影响其综合素质的提高,因此,怎样通过教学改革,提高课程教学效率与质量一直是高校关注热点。为此,笔者结合实际,对单片机教学谈谈自己的看法。

1 重视课堂教学,改革教学方法

课堂是学生学习单片机技术的重要场所,因此高校教师应重视课堂,充分利用课堂,在课堂上实现教学方法的改革,以提高课堂教学效率,激发学生学习单片机技术的热情。

首先,帮助学生认清课程重要性。教师在课堂上应以当今社会为背景,为学生讲解单片机控制技术及应用课程的重要性,将该课程列为专业人才培养的重点课程。同时,为学生讲解单片机技术在不同领域中的应用,使学生充分认识到学有所用,从而更加主动的参与到单片机学习活动中;其次,利用CAI课间,激发学生学习兴趣。单片机课程不仅抽象,而且注重实践性,很多学生刚接触对程序执行、时序、存储器等相关概念比较陌生,理解难度较大,因此,为提高学生的学习兴趣,教师应结合单片机教学目标,注重CAI课间的开发,利用先进的教学手段,将抽象的概念具体化与直观化,降低学生学习难度,以加深对相关概念的理解与掌握;最后,借助模拟软件,增强编程技能。单片机工作需要一定的程序支撑,但教学过程中不少教师发现,学生在编程方面知识比较薄弱。因此,为增加学生的编程能力,教师可借助模拟软件要求学生进行编程的练习,以提高学生的编程能力。

2 重视操作实训,合理设计课程

学生要想灵活运用单片机知识,提高有关单片机的各项技能,需要从实训中获得经验,因此,教师应根据教学目标及内容,安排合适节数的操作实训。在实训过程中要求学生根据所学的电机、电子技术以及电路知识,查询相关资料,根据自己的理解完成方案的设计。同时,还应注重课程设计的合理性。注重理论知识讲解与实训相结合,使学生在实训过程中加深对理论知识的理解与掌握。尤其在实训过程中对于学生理解难度较大的知识,教师给予针对性指导,例如在电路硬件设计时教师可指导学生选择合适的元件。另外,在实训过程中教师应注重灵活应用多种教学方法。例如项目教学法、案例教学法等,这些方法经证实取得的教学效果非常明显,因此,教师应结合实训内容加以利用。

3 改革考试方法,全面考核技能

高校应结合单片机课程特点对考试方法进行适当改革,实现对学生的全面考核。首先,考试过程中为提升学生的综合能力,应多设置一些涉及知识面广、灵活性大题目,将重点放在考查学生的综合分析问题及解决实际问题的能力上;其次,在考试方法上应适当进行改革。例如,可采取实验操作、课堂提问以及开卷笔试相结合的方法进行测试,使学生重视日常单片机课程的学习;最后,在考试分数的评定上,应将学生的平时表现,期中、期末考试按照一定的比例进行计算,如此才能确保学生掌握单片机知识考核的全面性。实践证明采用不同考核分数按照一定的比例组成最终的成绩,实现对学生进行最终的评定,能够真实的考查出学生的实际水平,为此教师应注重上述方法的利用,并合理设置不同阶段学生分数,在总分数的所占比例,确保分数的公平性、合理性。

4 拓宽学生知识面,注重创新能力培养

当前科技发展迅速,单片机种类层出不穷,而且无论性能还是功能较之前都有较大提升。因此,高校教师在讲解单片机课程时应注重学生知识面的拓宽,尤其应注重将单片机新知识、新技术融入到课堂之中,使学生了解单片机的发展趋势,激发其内心的学习欲望。同时,教师还应鼓励学生在学习单片机基础知识的同时,利用互联网学习有关单片机的专业知识,以不断丰富学生知识面,帮助学生构建完善的知识体系。另外,为满足社会发展要求,教师应注重学生创新能力的培养。例如,成立专门的学习兴趣小组,定期举办研讨活动,鼓励学生针对单片机操作敢于提出新的看法、新的解决思路等,并给予充分的肯定。当然教师还应推荐学生参加省、市举办的电子制作、大学生科技创新等活动,使学生将所学知识与实践充分结合,锻炼学生的思维能力、观察能力以及动手能力,将其培养成真正的创新型人才。

5 总结

单片机控制技术及应用课程是高校的重点课程,为切实改善以往教学的弊端,高校教师应立足实际,分析传统教学法存在的问题,在此基础之上积极探索新的教学方法,尤其应重视教学的改革,充分利用高校教学资源优势,在激发学生学习单片机知识兴趣的同时,培养更所适合当今社会发展的高素质人才,进一步推动我国单片机的发展与进步。

参考文献:

第6篇:单片机实训总结范文

[关键词]单片机技术课程教学实践性改革与实践

[作者简介]刘晓莉(1977-),女,山西长治人,焦作大学机电学院,讲师,硕士,主要从事单片机技术的教学和科研工作;张燕玲(1977-),女,河南焦作人,焦作大学信息学院,讲师,硕士,主要从事嵌入式系统方面的教学和科研工作。(河南焦作454000)

[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)27-0134-02

单片机具有体积小、功能强、应用面广等特点,目前正在迅速地取代着传统数字电路与模拟电路,完成以前由硬件完成的工作。单片机技术是现代电子工程领域一门飞速发展的技术,广泛应用于机电、自动控制以及电子等多个领域,它是自动化智能控制装置的核心技术。“单片机技术”课程是高职高专电气、电子、信息技术、计算机等专业的必修课,为从事机电产品、电子产品生产与开发的企业培养具有单片机应用产品设计、分析、调试和制作能力的实践型人才,对学生职业岗位能力培养和职业素质提高有着重要支撑作用。

在单片机课程的学习过程中,涉及的知识点比较多,既有数字电路和模拟电路的基础知识,又有以汇编和C语言为代表的程序设计知识。同时,由于现在超大规模集成电路的迅猛发展,单片机的工艺也得到了很大的改进,其型号层出不穷,更多新的知识需要学习。因此,不管是教师还是学生,在教学过程中都没有太多固定的经验可以借鉴。基于以上现状,作者针对高职高专相关专业对单片机技术课程的要求,并充分考虑该课程具有内容多、更新快、学时少的特点,对单片机技术课程从理论教学、实践教学、教学方法和教学手段三个方面对单片机技术课程的改革与实践进行了相关探析。

一、理论教学的改革与创新

1.传统教学的弊端分析。传统的单片机教学长期受普通教育的影响,注重课程本身的知识结构,过于讲究系统性和完整性以及前后的逻辑联系,忽视了教学的对象和对象的接受能力,因此,很多初学者尤其是职校的初学者,在学习过程中感到很困惑吃力。总体来看,职校学生学习单片机觉得困难,主要体现在以下三方面:首先,单片机课程本身具有综合性,整合度高。其次,教材不适合高职高专学校的学生。最后,传统单片机教学中理论和实践不能紧密结合。

2.改革与创新。第一,根据高职特点,优化教材。目前,大部分高职高专的单片机教材都是参照大学教材或技术书籍编写的,以单片机原理和应用理论作为学习重点,缺少实际的操作环节。针对高职高专学生基础知识薄弱、理解能力较差的特点,我们经过广泛调研与论证,本着知识够用、知识点新、技能应用性强、利于理解和自学的原则,编写了相应的教材。本教材联合多家职业院校以及相关企业编写而成,由河南科学技术出版社出版。该教材将单片机技术整合为两大主线:一是单片机硬件资源部分;二是单片机接口及电路部分,最后结合程序的设计编写而成。

本教材的首要特点是“教、学、做”一体化。每章都配备实训模块,每个模块的选择都配有普遍易懂的实例,教师在教授过程中可以先从实训模块入手,调动学生的学习兴趣和积极性,将每章的知识点讲解融入浅显生动的实例中。其次,反映了单片机技术的新发展,在介绍常用机型时,适当介绍了新机型的发展和应用。第三,以汇编语言为主进行讲解,考虑到C语言的应用越来越广泛,适当介绍了C语言的应用。第四,内容编排上顺序合理,力求简明扼要,深入浅出,通俗易懂,可读性强,方便读者学习和掌握。第五,教材正文与例题、习题紧密配合。习题除了配备与正文知识点相对应的题目以外,还增加了拓展环节,增加了一些小的实训设计,为动手能力较强的同学提供了帮助。

第二,理论和实践相结合,引入情境教学。单片机应用技术强调硬件与软件的结合。首先,要掌握大量的硬件资源,对单片机的硬件结构非常熟悉,诸如存储方式、接口电路、定时\计数器的选择、串口通信等资源,而且还要对其进行合理的硬件电路设计。其次,要完成软件部分的工作,也就是在硬件电路设计的基础上完成软件编程及资源的运用。最后,在完成了硬件和软件的基础上,还要实现软硬件的联调工作,因此,如果能结合一个综合实例来进行教学,就可以达到一个比较好的教学效果。

针对于此,我们引入了智能小车控制系统作为载体,该产品以单片机作为控制核心,包括电机驱动模块、显示模块、语音模块、遥控模块、液晶显示模块以及多种转换模块,从多个角度达到对单片机知识的深入学习。各个模块的控制方式灵活,可以通过多种方式实现。例如,显示模块可以选择数码管、液晶等方式;语音模块可以采用蜂鸣器或语音芯片等,所以选用智能小车作为载体有很好的可选性和可扩展性。

本课程共设计了以下几个学习情境。时间模块设计:依次利用单片机的软件延时实现;再利用单片机定时器实现。显示模块设计:依次用发光二极管、数码管、字符液晶、图形液晶实现。控制模块设计:依次练习独立式按键、矩阵式按键、无线遥控实现。电机驱动模块设计:主要练习直流电机的转速、方向的控制;步进电机的换相。语音模块、通信模块设计:是该项目产品的扩展性模块,当然还可以扩展其他更丰富的功能。

第三,完善教学资源,提供自学环境。(1)制作教学录像。制作完整的视频录像资料以便于课程教学,学生根据需要,可重复观看教学录像,以更好地掌握单片机技术应用课程的相关知识和技能。视频指导学生学习的形式是将整个实验、实训过程播放出来,相当于老师在实验室手把手地指导,起到示教的作用,学生因此可以在课前课后参照视频进行实验实训的操作。(2)完善教学课件。制作了理论课、实践课教学用课件后,为了解决教学中重点、难点问题,可通过图片、动画、视频使教学内容以直观、生动的形式表现出来,提高教学效率和质量,促进学生的学习。(3)及时更新习题、教学资源库。结合课程内容,完成多媒体课件的制作,建立试题库,完成所有实验实训及教学视频的制作,实现课程网络教学。同时,课程的电子教材、教案、学习指导、习题库等都可在网上操作,为学生创造自主学习平台。

二、实践教学的改革与实践

1.改善实验条件,更新实验设备。单片机实验室近几年来取得较大的发展,对外交流合作也得到了不断扩展。2009年引进了浙江天煌公司THWSKW-2型单片机开发综合实验装置和THGDK-2K型单片机控制对象实验箱。

其中THWSKW-2型实验装置是针对各大中专院校开设的单片机课程而设计的实验装置,本实验装置提供了75个实验项目,既有软件编程,又有硬件仿真,还有CPLD实验。既增加了实验的灵活性和生动性,使学生从抽象的软件编程中解脱出来,加深对单片机和CPLD的认识,同时还提高学生的学习兴趣。THGDK-2K型单片机控制对象实验箱则可以GPS、位置控制、航模舵机控制、伺服电机等综合性设计,帮助学生完成单片机课程的实验进阶,提高学生对于单片机综合知识的应用。

2.注重创新,自主开发实用型学习板。为切实提高学生的动手能力,可根据课程实践性强的特点,在课程教学过程中,给学生提供较为完善的自主学习平台,使课内教学与课外自学相互结合,相得益彰。针对市场中单片机实验、实训装置费用较高,我们开发设计了基于51单片机最小系统的开发学习板,每个学生只需花费50元左右就可以拥有一套实验实训装置,有效地打通了课内与课外的局限,为学生提供了“做中学”的空间。

3.组织学生开展电子设计竞赛。实现实验室对外开放,让学生可以在业余时间内,在教师的指导下,选择一些趣味性、实用性强的项目(如智能时钟、温度计、智能风扇等)。自己购买元器件,完成硬件焊接与调试、软件编程以及软硬件联调等工作。学生还可以分组合作,分模块设计,既能加深对所学知识的理解,增强学生的动手能力,同时还增进学生之间的团结协作能力。学院每学年都组织一次电子设计大赛,并设置一定的奖项。一方面,可以提高学生的学习积极性;另一方面,也为学生提供了参加全国电子设计大赛的参赛资格。

三、教学方法与教学手段的改革与实践

在教学过程中,坚持“以教师为主导,以学生为主体”的教学理念。针对课程内容和学生特点,灵活采用讲演教学、启发讨论、案例教学、任务驱动、交互式等多种教学方法,以启发学生思维,提高其分析问题、解决问题的能力。

1.讲演教学。这一教学方法主要通过教师的课堂讲授完成。在教学中,强调与其他相关学科之间的密切联系,精心梳理知识系统的逻辑性,便于理解与掌握;充分利用多媒体课件,增加课程的形象性、直观性,拓宽学生思路。同时,注重师生互动,通过讲授、提问、启发讨论等方式活跃课堂气氛,激发学生思维,增加学生学习的积极主动性。

2.启发讨论。讲解知识点时,老师提出问题,启发学生思考并展开讨论、归纳总结出一般规律。比如教师在讲单片机定时器概念时,让学生以简易秒表为例来进行讨论,秒、分钟的计数如何解决,秒的进位如何实现。先让学生先分组讨论,然后给出答案,这样既能帮助学生掌握知识点,又能充分发挥学生的主动性,激发其学习兴趣。

3.案例教学。案例教学法是体现理论与实践、知识与能力、教学与研究相结合的一种方法。教师借助生产实践中的案例,对控制对象某一功能的背景和过程进行全面描述,将学生融于特定的单片机技术情境之中,进而组织学生对相关技术问题进行讨论、分析,解决理论知识与实践应用之间的矛盾,注重学生创新能力的培养与提高。

4.任务驱动。通过实践教学中各关键知识点的单项应用、综合应用,提高学生的实践动手操作能力,培养学生独立分析问题、解决问题的能力。教师通过布置任务、答疑、辅导,起“引导”作用,学生也可充分利用单片机DIY教学平台、实验实训仪器设备、相关专业网站等各项资源,完成项目任务。

5.交互式教学。利用校园局域网,将课程的学习指导、试题库、实训指导书、多媒体课件等教学辅助资料全部放在网上建立起翔实的教学资源。学生可在课余时间上网,进行自学或提出疑问,教师在网上进行答疑,实现师生交互式教学与学习。

四、改革考核方式,促进教学

单片机技术课程是一门实践性很强的课程,首先,学生要掌握单片机的硬件资源,并能合理地调配硬件资源,完成元器件的焊接和调试工作;其次,学生要掌握软件编程能力,即以C语言或汇编为基础的编程能力;最后,在硬件和软件实现的基础上进行软硬件联调。所以,单片机课程的考核如果仅仅依靠试卷考核的方式根本不能满足教学的要求。于是,我们将该课程的考核方式进行了改革,将课程的考试分成三大模块,理论成绩、实训成绩和平时成绩。学生期末的试卷成绩占总成绩的40%左右。学生的实践动手能力即实训成绩占总成绩的40%左右。平时成绩中可以包含提问、出勤和作业以及实验等,占总成绩的20%左右。另外,教师可以根据自己学校的实际情况,结合自己学生的特点分配各考核项所占的比例。

[参考文献]

[1]刘守义.单片机应用技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.

第7篇:单片机实训总结范文

【关键词】单片机;接口技术;教学实验

单片机实验在单片机理论教学中,具有非常重要的实践作用。我们通过单片机教学实验,可以很好的提升学生动手能力,让学生在动手的过程中认识到其工作的特性和原理,对理论知识有一个非常直观、系统的认识和了解;除此之外,还可以加深学生对理论知识的印象和解读能力,使得学生在实践的过程中掌握单片机的关键理论知识和相关技术。

一、现有实验教学方式的不足

1、内容的系统性存在缺陷。实验课程的学时在课程总学时当中受到非常明显的遏制,假如说在原有的计划上安排了10个学时的实验课程,但是这些实验学时对单片机实验教学的实践需求是远远不够的。为了在有限的时间内把单片机的实验内容最大化讲解,实验课程的环节中穿插了非常多的论证性实验,并且教师会给出一定的程序步骤。在实验的时候,学生都是被动跟着教师进行,对于实验内容的认识依然停留在书本知识方面,缺少新器件和电路应用方面的实际操作训练。虽然说这么做加快了实验的周期时间,但是本着实验课程锻炼学生的实践操作能力和思维能力的目标依然没有实现。虽然说部分学生对于知识是一知半解,但是完全依照书本操作步骤进行,也可以完成相关的实验,但是这样的情况依然无法满足学生训练单片机内容的实践操作要求。

2、时间的灵活性非常古板。因为实验成绩是课程总成绩的少部分,因此当课堂教学内容全部结束的时候,所有的实验教学课程都要结束,要不然会影响到学校安排考试和成绩测评的安排,鉴于这样的原因,实验周期时间短和相对集中就成为了主要问题。在这部分时间内,实验室出现高负荷情况,每个班级的实验时间都安排的很集中,经常会出现下组学生等待上组学生做完实验等实验设备的情况,灵活的时间因此受到非常大的限制,并且影响到学生实验课程的教学质量。

3、综合性实验无法开展。因为单片机的价格非常低廉,体积还很小,相应的功能也在不断的完善,成为现代工业技术中非常理想的一种微控单元核心构件,尤其实在工业过程控制和智能仪器仪表方面应用非常广泛。单片机实例应用是非常容易就可以被利用在实验教学过程中的,因为这样不单单可以让学生建立一个非常系统的单片机知识系统,还能够让学生体验到单片机在实际应用中的价值。但是因为现实教学情况的限制,如此综合性的教学实验并没有被安排实验教学中,只是作为小部分的选修内容。

二、单片机实验教学的有效改革

1、专门开设单片机实验教学课程。真正意义上掌握单片机的理论知识,必要的实践操作是不能缺少的。现在的学生普遍感觉到单片机的理论知识很难把握,最主要的一个原因就是实践操作程度的不深刻,所以在改革单片机原理和接口技术实验课程的时候,必须把理论教育和实践操作一分为二。把传统课本知识中的实验内容全部分离开来,重新进行规划和分类,并且为此专门编纂特定的实验教材,从根本地位方面改变实验教学的存在价值。如此一来,实验课时得到了充分的保证,并且在实验内容的安排方面更加全面和具体,可以让学生在程序编写、通讯方式、存储器结构和系统综合应用方面得到全方位的训练和提升。目的是培养学生正确地思维方法和健康的学习态度。

2、柔和化的实验教学时间。单片机课程被设置为单独的实验课程之后,就不会依附于传统的理论知识教育,所以说在时间的安排方面非常充裕,基本上实现了实验时间的真正开放。实验时间贯穿于整个学期,每个小组之间可以进行不同类别的实验,随后进行对比和交流。实验时间不再依照传统理论课程时间的安排,而是全天都在实验,目的是确保不同层次的学生有充分的消化知识时间。实验课程的时间占据总课时的50%,学生可以自身学习的需要选择实验的类型。对于选修课程,不再要求学生在一个单元课时内完成,一个实验可以分成若干个小实验进行,留给学生充分思考的时间。

3、层次分明的实验内容。单片机实验教学的内容可以大致分为三部分,就是①基础实验部分,②设计实验部分,③系统试验部分。基础实验就是说对单片机基本知识的理解和学习,让学生根据指导书中的步骤设计进行,教师编写非常系统的实验步骤,使得学生在完成基础实验之后,具备一定的总结和编程能力。设计实验就是说对某一个单独的方面进行深入化的研究分析,只是针对一个知识点进行认真讨论,要求学生自己动手设计路线、编写程序、自行调试、发现问题和修改等。系统试验就是对毕业设计内容和专业领域设计内容,采用应用系统设计方式。

4、虚拟仿真技术和实践操作技术的完美结合。Proteus是现在最好的电路仿真实验软件,其中具备非常优秀的数字电路、模拟电路和电路系统,支持AVR和51系列等主流单片机系统和不同样的调试环境。比如说Keil C51 uVision2 软件,就是一款很好的单片机仿真实验软件。所以说在单片机实验课程改革过程中,我们将Proteus融入到单片机实验教学当中,要求学生在掌握基础知识之上,对于一些综合性的实验,学会使用Proteus软件进行设计和修正,然后再把自己做实验的内容移植到实验室硬件电路当中。很好的减小了原材料的损耗,也达到了训练学生操作能力的目的。

5、改良实验课程的测评方式。完善测评方式不单单是对学生所掌握知识的一个客观评价、对学生实践操作能力的肯定,更是成为激励学生努力学习的手段。测评的方式要具有一定的公平性和公正性。学生进行的每一项实验记录都占据一定的分值,学校不再需要进行单独的实验测验,而是对学生整个实验过程进行综合评价,尽可能规避偶然性和片面性情况的出现。

总结:单片机原理和接口技术的实验教学,最终目的是锻炼学生的动手解决问题的能力,所以在掌握理论知识的前提下,学习和熟练应用实验方法是非常关键的。因为单片机实验教育是一项漫长久远的任务目标,所有我们在只有单片机实验教学的基础上,融入科学发展观的理念,才可以更好的建立一套实验教学综合体系,顺应时展的要求。

参考文献:

[1]丁保华、陈军、张有忠. 单片机原理独立实验教学体系的改革与探索[J]. 实验室科学. 2010,(11):120-123.

[2]杨金泉、郝志华、张国旭、田红霞、田丽欣. 单片机原理及应用实验教学改革研究与实践[J]. 黑龙江科技信息. 2011,(23):150-155.

[3]饶伟、周俊. 关于高职院校的单片机课程教改的研究[J]. 黑龙江科技信息. 2012,(29):200-205.

第8篇:单片机实训总结范文

关键词 单片机;Proteus;仿真

中图分类号:TP391.9 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)20-0052-03

Abstract The simulation experiment is done during the class consi-dering present status and problems in the teaching of the Principle and application of single chip microcomputer major. The demonstra-tion of Proteus simulation experiment can make the students further understand and master the contents they learned from the class. Themethod putting the teaching theories into practice, it is proved throughpractice that effects of teaching can be improved by this means.

Key words MCU; Proteus; simulation

1 前言

单片机原理及应用是电气工程类、电信类和机电类等专业开设的一门非常重要的专业基础课,也是学生参加大学生电子竞赛和进行科技创新活动必须熟练掌握的一门课程。单片机课程具有理论知识体系严谨,抽象和逻辑性强、应用性强等特点,单片机的学习需要硬件和软件相结合进行。多年的教学实践使笔者深感单片机原理及应用既难教又难学,教学效果一直不太理想,主要有以下几项原因。

1)教学模式采用传统的先基础后应用模式,学理论时学生感觉枯燥无味,学习积极性不高,同时有畏难情绪。

2)单片机的学习需要理论和实践相结合,而目前兰州工业学院的单片机教学则是实践环节和理论教学环节相脱节。兰州工业学院的单片机原理及应用这门课程的教学主要包括课堂理论教学环节、课外实验环节、课程设计环节和实训环节。理论教学主要介绍单片机硬件结构、软件指令编程、硬件资源的使用以及和接口芯片的应用等,实验是在实验室利用实验箱所提供的硬件资源来设计能完成一定功能的程序或验证一些程序的运行结果,课程设计和实训等环节又在课程结束后进行。由于学生在理论教学时只听到教师在讲解每段程序,不能及时观察到程序运行的结果,很难理解和掌握;而做实验时,只是按部就班,也谈不上灵活应用,致使学生容易对该课程学习缺乏兴趣。

3)由于受到硬件资源的限制,学生动手训练太少。单片机的课程设计和实训等环节是对所学知识的一次系统综合应用,但是由于受硬件资源的限制,学生在课程设计时所设计的硬件电路有些不能在实训环节实现,设计的程序不能观察到运行的结果,学生容易失去继续学习的兴趣。

为增强单片机课程的教学效果,在单片机课程教学中,结合重点、难点,适当将Proteus仿真技术引入课堂。Proteus仿真技术可动态实时模拟程序在硬件元器件(如显示、按键、电机等)运行的状态和结果,有利于形象化教学,吸引学生的学习兴趣,增强教学效果;有利于开阔学生的视野,让学生了解单片机的发展和新技术的应用;有利于培养学生的编程能力和仿真实验能力,建立科学的分析设计理念;有利于提高学生的科学探索能力和自主创新能力。同时,以往在实验室进行的单片机的实践环节,如单片机实验、课程设计和实训,都可以在Proteus软件中进行仿真。Proteus就相当于一个可以移动的、功能非常强大的单片机实验室,给学生提供了自主学习和创新的平台。

2 Proteus简介及特点

Proteus软件是由英国Labcenter公司开发的世界上著名的EDA工具(仿真软件)。Proteus从原理图分布、代码调试到单片机与电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现从概念到产品的完整设计,是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台[1]。它运行于Windows操作系统上,具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其电路组成的系统的仿真等功能,目前支持的单片机类型有MCS-51系列、DSP

系列、Arm系列等[2]。Proteus软件有以下特点。

1)具有强大的原理图绘制功能:Proteus自带35 000多种电子元器件,并且提供总线器件和总线布线,方便使用者绘图。

2)具有完善的电路仿真功能:Proteus可提供常见的激励源,如直流信号、脉冲信号、正弦信号、分段线性脉冲、音频等,并可以设定和改变性能参数;可提供多种仪器仪表的仿真,在虚拟面板上进行参数调节,如交直流电压/电流表、示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

3)单片机协同仿真功能:Proteus支持主流单片机系统的仿真,包括68000系列、8051系列、AVR系列、PIC系列、ARM系列等;支持字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键等通用外设模型[3]。

4)提供软件调试功能:Proteus软件可对8051、PIC、AVR等单片机进行汇编语言调试,同时支持Keil等第三方的软件编译和调试。

5)强大的PCB设计平台:Proteus具有PCB的自动布局/布线功能和原理图到PCB的自动转换,为电路的硬件实现提供方便,并支持多种输出格式。

3 Proteus仿真在单片机原理及应用课程教学中的应用

在单片机原理及应用课程教学中,LED数码管的动态显示技术在课堂讲授时,因为学生没有感性认识,教师的各种理论分析使学生感到烦躁,失去兴趣。如果利用仿真电路来展示程序在单步执行和全速执行时LED数码管所显示的状态,将有助于激发学生的兴趣并加深理解。下面以LED数码管的动态显示技术为例,说明Proteus仿真技术在课堂教学中的应用。

运行Proteus的ISIS程序,进入仿真软件的主界面,点击Library选择Pick Device/Symbol以打开元件库,将电路所需的元件添加到对象选择器窗口,在图形编辑窗口将各个元器件按设计原理图放置并连线。利用Keil编译器或文本文档编写相应程序,生成.ASM文件,在主菜单栏点击source菜单,选择Add,添加源程序.ASM文件,再选择Builled All进行编译,编译无误后生成.hex文件,并加载到51芯片中。最后点击菜单DebugExecute或按Play键进行电路仿真。LED数码管的动态显示原理图及仿真结果如图1所示[4]。

在本例中,将要显示的数据的显示码从P0口送出,位选信号从P2.0―P2.3送出,教学中先让学生观察全速执行和单步执行时的显示结果,再结合程序进行单步演示,并引导学生实时观察P0寄存器(80H)和P2寄存器(A0H)的值,如图2所示。此时P0寄存器或P0寄存器物理地址80H的值均为2的共阴极字形码值5BH,P2寄存器或P2寄存器物理地址A0H的值均为FDH,目的是使P2.1引脚输出为0,其余位为1,从而使2能在指定位点亮。通过观察,使学生看到段选码信号和位选码信号的配合输出,有了感性认识,同时增加了学生对动态显示的程序的理解,活跃了课堂气氛,激发了学生学习兴趣,达到事半功倍的效果。

4 结束语

教学实践证明,将仿真软件引入单片机的课堂教学中,可以把抽象的理论知识通过仿真实验形象化,使学生对单片机的学习从不愿学、学不懂到喜欢学、容易学。同时,Proteus软件中有很多实际中不易接触到的仪器,可以很方便地从软件中选用,不受硬件资源的限制,能够增强课堂教学的直观性和生动性,加深学生对概念、原理、编程思路的理解,激发学生的学习兴趣和积极性,从而提高教学质量,增强教学效果。

参考文献

[1]张文梅,黄晓红,崔楠.仿真技术在电类课程实践教学中的应用[J].广东农工商职业技术学院学报,2013(2):42-46.

[2]乔建华,李临生,田启川.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].电气电子教学学报,2008(3):70-73.

第9篇:单片机实训总结范文

中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)10-0397-02

1 现代工业控制技术实训教室建设的内容

为加快落实《国务院关于大力发展职业教育的决定》和全国职业教育工作会议精神,按照学校十一五计划的要求,我校在成为广西第一所万人技校“作大”的同时,将再次“作强”;而要想“作强”,光靠发展数控技术、模具制造技术等机加工专业是不够的,也是和我校“广西机电技师学院”的牌子不相符的,机强电弱,泾渭分明,无异于一条腿走路,只有机电齐飞,相互渗透,才能将我校机电技师学院的牌子做得更大更强。鉴于我校实际现状,开展电类专业高技能人才教育大势所趋,迫在眉睫。在2006年里,由电工专业两位骨干教师负责对电类专业和数控维修专业高技能人才教育的教学设施、设备课题进行了调研。通过对省内外几所高职高专技术学院、高级技工学校和广西十几家大型企业的调研后发现,在我校建设单片机、PLC系统综合实训教室是必要的和可行的。于是,在2007年初成立了“单片机、PLC系统综合实训教室的建设” 教学科研课题立项筹备小组,对课题进行了策划及申报;经过大家的共同努力,经学校学术委员会审核后,学校研究决定,同意立项并下文批准建设。

“单片机、PLC系统综合实训教室的建设”教学科研课题的内容主要包括三个部分:一是PLC、触摸屏、变频器综合实验台的制作;二是西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏的制作;三是单片机、PLC系统综合实训教室的整体布局。

2 实训教室建设实施过程

第一阶段主要是完成单片机、PLC系统综合实训教室整体布局、单片机、PLC系统综合实训教室设备的调试、单片机、PLC系统综合实训教室设备的试运行阶段。

在这个阶段首先是制订课题所需设备材料;其次是电脑桌及PLC、触摸屏、变频器综合实验台的设计并制作;再次是完成单片机、PLC系统综合实训教室整体布局的部分布局,进入单片机、PLC系统综合实训教室设备的调试和试运行阶段。在这个试运行阶段中,先后分别成功的举办了由柳州市总工会和柳州市科协组织的2007年柳州市紧缺人才(电类高技能人才)培训班的培训;举办了2007年广西社会化技师、高级技师考核培训班的培训和考核鉴定;举办了2007年上汽通用五菱职工维修电工技能竞赛;举办了2007年上汽通用五菱职工维修电工技能竞赛;举办了由市总工会组织的2007年柳州市职工维修电工技能竞赛;另外,还利用单片机、PLC系统综合实训教室,开展了我校参加全国第二届技工院校维修电工专业竞赛(广西赛区)选手的强化训练。

第二阶段主要是课题调试、运作及修补过程。通过第一阶段的试运行后,课题进入调试、运作及修补过程。在这个过程中,完成了我校数维专业的PLC模块的实习教学任务;成功的举办了2007年广西柳工机械工程责任有限公司职工维修电工技能竞赛;完成了玉柴机器股份有限公司五名选手和柳州市六名选手的强化训练,该11名选手在2007年11月参加广西第二届职工维修电工技能竞赛中,分别取得了个人第一、第三、第四、第六、第七、第八、第十名,团体第一、第二名的好成绩,得到了玉柴机器股份有限公司和柳州市总工会的嘉奖,为学校争得了荣誉;在整个第二阶段的课题调试、运作及修补过程中,不断完善,最后在2007年底,本课题中“PLC、触摸屏、变频器综合实验台的制作”分课题,先后在参加2007年学校教科研成果评比和第六届全国技工学校科研课题开发成果评比中,都取得了“一等奖”的荣誉。

第三阶段主要是“西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏”分课题的制作阶段。该阶段的主要工作内容:西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏和三菱Q系列工业现场控制总线配电盘的设计及制作;课题模块的安装、设计编程过程、为课题调试、运作及修补过程;请有关企业专家和兄弟院校的专家对课题成果进行评估。

3 实训教室建设的研究成果形式、创新之处

3.1 研究成果形式

“单片机、PLC系统综合实训教室的建设”教学科研课题成果属于实验实训教室的建设类课题,其中该成果中的“PLC、触摸屏、变频器综合实验台的制作”和“西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏”两个分课题,都属于教学设备设施类课题。

3.2 成果创新之处

该成果是集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体的多功能的电类高技能人才实训教室。该教室的整体设计的最大创新之处是利用了计算机仿真技术,使得投入六套PLC设备便可满足42人同时练习,大大降低了投资成本,具有教学模块先进、齐全、实用、高效等特点。

该教室内设43台计算机,其中1台计算机作为教师多媒体教学的主机,其他42台计算机作为学生学习单片机、PLC、触摸屏、电子电路等模块的编程设计及模拟仿真;这43台计算机通过两台24口的交换机构建成多媒体计算机教学网络。

自制的6台PLC、触摸屏、变频器综合实验台,它是一个多功能实验台,主要用于PLC设计、变频器、触摸屏的设计安装调试技能训练。该实验台采用目前最为先进的FX-3U 三菱可编程序控制器及三菱系列的触摸屏、变频器等设备作为控制模块,并与Q系列机组成工业现场总线控制,实验台上的计算机分别通过网络与教师主机和学生的编程电脑相连,实现编程计算机与实验台的信息共享。在实验台上还装有活动的I/O外部接线的配线控制板。

自制的西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏,主要用于电类高技能人才与时俱进培训现代自动化工控的模块。它采用目前应用最为广泛及先进的西门子S7-300、200系列的PLC、触摸屏、MM440系列变频器,特别是采用了CP343-1 TCP工业以太网通讯处理器,该PLC网络教学展示屏与42台编程电脑相连,实现了机屏分离而信息共享。

4 实训教室建设成果应用前景及产生的效果

4.1 应用前景

由于该成果的整体设计主要解决了演示教学、编程设计、模拟仿真以及安装调试四位分离的问题。它将构建成集演示教学、编程设计、模拟仿真以及安装调试四位一体的流程式实训环境,营造工程氛围,改革教学方式,有利于高技能人才的培养,因此,在应用前景方面相当乐观,主要体现在:一是“优化实训资源配置,构建流程式实训环境,营造工程氛围,改革培训方式,创新评价方式”。二是使建成的实训教室和已建的数控维修实训教室以及数控模具中心实训基地,一起建成为具有一定科技含量、职业氛围强、功能齐全实用、产学结合密切、职教特色明显、管理规范、使用效率高的校内技能培训基地群,一方面满足本校专业教学需要,另一方面面向社会,服务当地各企业职工职业资格证考试、服务当地劳动力转移培训、服务相关企业行业职工培训,成为集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体的多功能实训基地。它主要承担维修电工中、高级工、技师和高级技师等高技能人才的单片机设计、PLC设计、变频器、触摸屏以及电子CAD的设计安装调试的技能训练和鉴定。

另外,该成果之一的“PLC、触摸屏、变频器综合实验台”和“西门子自动化工控产品PLC网络教学展示屏”,可以作为教学设备开发产品,面向中、高等职业技术学校电类高技能人才培训进行推广应用,打造广西职业技术教育电类高技能人才培训先进设备的品牌。

4.2 产生的效果