单片机原理及接口技术精选(九篇)

第1篇：单片机原理及接口技术范文

关键词 创新 单片机原理与接口技术 教学

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A

0引言

在“大众创业、万众创新”的新形势下，大学生创新能力的提高关系到我国创新型国家的建设。如何提高大学生的创新能力是一项重要职责和历史任务。尽管众多文献探讨了提高大学生创新能力的方法、策略和手段，然而这些文献均是站在宏观的角度，给出的建议均比较抽象，没有把如何提高大学生的创新能力与课程的具体教学活动结合起来，因而收效有限。本文结合《单片机原理与接口技术》课程，以培养“创新型”的新世纪大学生为目标，通过通信工程专业学生必修的《单片机原理与接口技术》课程作为平台，对如何实现创新型的《单片机原理与接口技术》课程教学活动进行探讨。

1面向“创新”的《单片机原理与接口技术》教学

1.1引导学生形成创新性思维

要培养学生的创新思维，就需要不断激发学生的学习兴趣，并引导他们去想象和推理。在进行《单片机原理与接口技术》教学时，教师可以举一些现实生活中的实际例子以激发学生的兴趣。如导弹的导航装置、计算机的网络通讯与数据传输、电扇遥控、电子宠物等等，这些设备里面都有一颗单片机芯片。笔者在上《单片机原理与接口技术》课程时曾经举一个例子。我们在学习模拟电子时，学习了P-N结，在P-N结的基础上构成了二极管和三极管。然后我们学习了三极管的特性，并且知道当三极管处于放大状态时形成各种形式的放大电路，然后在放大电路的基础上构成各种集成电路（芯片），如运放、稳压电源、各种CPU芯片等。这些芯片都是由半导体构成，进一步说是由由半导体构成的P-N结构组成，再进一步说是由P-N结构成的三极管组成。再进一步引导学生思维，如既然现在所有的芯片都是由半导体作为基础材料，那么这种材料的特性可能会限制芯片的使用温度和工作速度，能否寻求一种更好的可以替代半导体的材料（比如纳米材料）来制造芯片，让芯片的工作温度更高、功耗更低、速度更快？这些芯片与未来的量子计算机有什么关系？这样通过引导进一步激发了学生的创新性思维。

1.2激发学生的创新动力

教师在进行《单片机原理与接口技术》教学时，应注意从学生的内在和外在两方面不断激发学生的创新动力。

为了激发学生内在的创新动力，教师应从“以教师为中心”的教学方法转变到以学生自学为中心、以指导和服务学生为中心的教学方法上来。比如在上“定时器/计数器”章节时，可以利用多媒体手段，形象的解释定时器和计数器有什么不同。同时还进一步引导学生，单片机的计数器和大一时学习的数字电路基础中的定时器有什么区别？更进一步，教师还可以将《单片机原理与接口技术》课程的“定时器/计数器”与常用的PC机和手机中的“定时器/计数器”进行比较，单片机中的计数器与PC机中的计数器是总是对着干，比如单片机中的计数器是加法计数器，而PC机中的计数器属于减法计数器。如此等等。

为了激发学生外在的创新动力，教师在教授《单片机原理与接口技术》课程时，有意识地引导学生与考研、就业等结合起来。比如现有的《单片机原理与接口技术》教材内容安排中，对并口扩展和RS232串口总线讲得多，对I2C总线、CAN总线及USB接口技术却很少涉及。然而现在企业里面对I2C总线、CAN总线及USB接口的开发和应用比较多。为此教师可在课堂上适当向学生补充当前企业和社会使用比较热门的硬件接口和软件编程技术。教师需要收集一些与《单片机原理与接口技术》相关公司企业的招聘信息，然后引导学生，告诉学生学好了《单片机原理与接口技术》课程，一定会找到相应的岗位。这样学生学习的积极性和创新动力自然就具备了。同时可通过历届电子设计大赛中的优秀作品及创作者的介绍，或者成功校友的一些经历作为动力来激励学生的学习和创新动力。

1.3培养学生创新毅力

为了培养学生创新毅力，教师在讲解《单片机原理与接口技术》课程时，可以列举一些例子。比如第一台计算机是机械计算机，是一种系列齿轮组成的装置，它需要使用种钥匙旋紧发条后才能转动，只能够做加法和减法，功能非常弱小，而且无法普及使用，怎么办？需要一颗永不放弃的恒心继续创新。于是人们又发明了电子管计算机，但是电子管计算机体积庞大，而且速度太低，还是无法普及，怎么办？于是晶体管计算机又被发明了。晶体管比电子管小很多，不需要暖机时间、消耗能量较少、处理更迅速、更可靠，但是由于晶体管计算机价格太昂贵，主要用于商业、大学教学和政府机（下转第86页）（上接第80页）关，还是无法普及使用，怎么办？大规模集成电路（芯片）计算机又被发明了，包括现在的PC机、服务器、单片机、DSP和手机等，都属于大规模集成电路计算机。可是人们还没有停止探索创新的步伐，功耗更低、速度更高的量子计算机正在研究和实验中。

另外，教师在讲解《单片机原理与接口技术》课程时，可通过加强学生在动手能力上的培养，以增强他们的创新毅力。有科研课题的老师，尽量让学生参与，编写一些简单的程序模块，焊接一些简单的芯片和分离元件，让学生不要怕幸苦、不要担心失败。哪怕只是跑腿买元器件、画原理图和PCB图等，学生也能从中得到很大的收获。通过这些具体的动手，让学生不断的尝试，不断地改进和创新，从而培养学生的创新毅力。

2结语

通过通信工程专业学生必修的《单片机原理与接口技术》课程作为平台，结合具体的教学过程，从引导学生打好基础、形成创新性思维，激发学生的创新动力和培养学生创新毅力等角度多方面出发，积极引导学生学习《单片机原理与接口技术》课程的能动性和创造性，增加了学生学习该课程的气氛，提高了学生的创新能力。所培养的学生在课外科技活动、开放实验室课题、电子设计竞赛、毕业设计中具备了创新意识，并多次在国家大学生创新计划、挑战杯、节能减排比赛中获得奖项，取得一定效果。

基金项目：2014年，湖北省教育厅，湖北省高等学校省级教学研究项目（2014126）：以“人人卓越”为目标的《单片机原理与通信接口》教学改革与实践。

参考文献

[1] 陈永明.浅谈单片机教学方式改革[J].通讯世界，2015（2）：239-240.

[2] 白璐，田晓柱，牛炳韬，冯虎元.大学生创新性实验对创新型人才培养的研究[J].实验室研究与探索， 2015，34（4）：161-164.

第2篇：单片机原理及接口技术范文

关键词:无线传感器网络;调制解调;图像传输;单片机

中图分类号:TN915 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)21-076-03

Design of Transmission Circuit on Wireless Sensor Network System

CHEN Hong1,LI Wei2

(1.Nanjing College of Information Technology, Nanjing,210046,China;2.Jiangsu Provincial Electric Power Test Research Institute Company, Nanjing,210036,China)

Abstract:Wireless multi-sensor network system is composed of command center and lots of detection units.It mainly includes the following items: design of the data communication by wireless channel,design of the image sampling system and design of different units developed to system including the modem and unit of radio interface.According to the system requirement,the research has constructed under the monolithic integrated circuit control modem module,the modem and the wireless military station′s interface module in the wireless data transmission system aspect.

Keywords:wireless multi-sensor network;modem;image transmission;single chip computer

0 引 言

无线传感器网络就是一种RGS系统(远程地面传感器系统),它是一种利用多种传感器作为综合情报采集元件,进行数据融合、编码等处理后,发送给指挥中心,处理还原后在监控平台显示出来的探测系统。它集传感器技术、图像探测技术、震动探测技术、声音探测技术、无线通信技术、数字编码压缩技术、信息融合技术及计算机技术为一体,是由多种高新技术集成的综合性技术[1,2]。无线多传感器网络系统主要由以下几部分组成:

(1) 系统前端传感器[3]及GPS模块――信号采集部分:主要是由图像、声音、震动以及红外传感器组成的探测单元和GPS模块构成,负责完成战场信息监测任务。

(2) 信息传输部分:主要负责将采集到的信息压缩编码和进行远距离无线传输。

(3) 指挥中心测控平台部分:主要完成对监测单元的远程控制及信号接收任务,并对搜集到的各种信息进行融合处理、分析。将处理结果提供给指挥中心人员,使他们能及时准确地把握战场态势,做出相应的决策。本文主要是对无线传感器网络中图像传输系统[4]的硬件设计与软件编程的思想。

1 发射端调制解调器硬件电路设计和工作原理

调制解调器硬件电路在发射方和接收方,由于所需完成的任务不同,实际上是不一样的。发射方调制解调器电路原理图如图1所示。

系统使用+5 V的电源由无线电台的电池变换后供给。MSM7512B[5]使用专用的3.579 545 MHz的晶体,由于其内部有接地电容,不用外接补偿元件;单片机使用频率为11.059 2 MHz的晶体,主要是为了在波特率设置时,可以取得准确的波特率,能有效避免定时器工作产生的积累误差,外接的补偿元件是二个30 pF电容。为了防止单片机程序运行时的误操作,应将单片机EA/VPP端(31脚)置高电平,确保单片机访问内部的程序存储器。由于调制解调芯片MSM75l2B和单片机W77E58都支持TTL电平,所以单片机的第一串行通信口TXD,RXD可以直接与MSM75125B的XD和RD相连;单片机的P1.0,P1.1分别连接MSM7512B的MOD2和MOD1,按通信的要求,在收发之间转换,以控制调制解调芯片的工作状态;P1.4则控制无线电台收/发状态的转换(PTT)。MSM75125B的AO和AI分别通过接口电路与无线电台的送/受话器相连。作为系统外部监视的显示电路全部由发光二极管和电阻构成,其中红色发光二极管D1为电源指示,

亮则表示系统的初始化过程正确;黄色发光二极管D2为发送正确指示,系统每正确完成一次数据发送任务,它应闪烁一次; D3为载波检测指示,如果亮则表示调制解调器检测到了信道中的有效载波信号;D4为数据传输指示,系统在发送数据时它就开始闪烁,直至数据发送完毕。如果前端传感器有数据需要传送时,产生一个下降沿脉冲,触发单片机的外部中断INT0(P3.2),单片机响应中断后,将前方来的8位并行数据由P2口(P2.0～P2.5)读入,由于P2口内部有上拉电阻,因此作为输入口时,可用TTL或MOS电路驱动,而不要外加上拉电阻。W77E58的串行通信口2可留作系统的扩展口备用。

2 接收方调制解调器与单片机的接口电路

接收方调制解调器电路与战场传感器方调制解调器电路在单片机和调制解调芯片的使用[6]和控制是一样的。所不同的是:单片机的第二串行口通过电平转换电路与计算机的RS 232C口相连,把接收到的数字信号传送给微机。接收方调制解调器与单片机的接口电路[7]如图2所示。发光二极管显示电路作用也不完全相同,其中D1～D8为接收数据显示,它能把正确接收的数据以二进数的形式显示出来,D9为系统的电源指示,D10为发送正确指示,D11为载波检测指示,D12为数据传送指示。

图2 接收方调制解调器与单片机的接口电路

3 调制解调器与PC机接口电路的设计

调制解调器与PC机接口实际上也就是调制解调器中单片机W77E58与PC机的接口电路,W77E58支持TTL电平,而微机串行通信口RS 232C支持EIA电平,因此在实现它们之间的串行通信时,必须设计电平转换电路,以满足它们各自的需要。

电平转换电路是指挥中心方调制解调器与微机的接口电路,它也是数据无线传输系统硬件电路(指挥中心方)的一个组成部分。其工作过程如下:由调制解调器解调出来的数字信号[8],由单片机处理后,从W77E58的串行通信口2,经电平转换芯片MAX232、PC机的RS 232C口(DB9)和微机内部的UART,最后传递给CPU,在监控平台上显示出来。其电路原理图如图3所示。

4 图像无线传输软件设计

程序共分五个部分,三个主程序为:发送方单片机程序、接收方单片机程序和微机接收程序;两个子程序为:差错处理子程序、发送延时子程序。

收、发双方及单片机与PC机之间的联络均采用软件“握手”信号联络。所有联络“握手”信号均为#0AAH,接收正确后应答信号为#00H,接收错误则应答为#0FFH。

传感器一方在无数据需要传输时,通过单片机的编程控制使MSM7512B工作在省电模式,此时调制解调芯片(不含W77E58)的功耗仅为0.1 mW,可以最大限度地延长电池的使用时间。

单片机与MSM7512B的逻辑控制关系:P1.0MOD2,P1.1MOD1,P1.5AOG,另外P1.4电台PTT,单片机控制MSM7512B和电台进行收、发转换。前端传感器有数据传输时,产生一个下降沿的脉冲信号启动整个系统的程序运行,数据传输完毕后,系统返回初始状态。单片机的P1.5口控制选择MSM7512B的的输出电平。

设定单片机的2个串行口都工作于串行口工作方式1;定时器T1工作于方式2(自动重装初值)[9],作波特率发生器,通过调整T1的初装值,用来选择1 200 b/s,600 b/s和300 b/s三种速率;定时器T2工作于方式1,作定时器,用来设计安排延时。

在系统的设计过程中,为了减少电台灵敏度不高和信道质量差误码等影响,发送方需连续发5次“握手”联络信号,接收方在连续2次收到正确的联络信号以后,才确认是有效的联络予以响应,否则认为是干扰信号,不予以响应。这样既能减少各类原因造成的接收机程序不启动运行导致漏报的可能性,又能保证接收机不因干扰信号而误操作,减少误报的机率。另外综合考虑电台的收发转换和调制解调芯片的收发转化所需的各类延时时间,在设计程序时专门安排了一个延时时间。经过大量的实验,得出一个比较合适的延时时间,即不论通信哪一方,在由收转为发状态后,都先延时70 ms,因为时间太短了系统不能正常工作,太长了可能会影响数据的传输速率,降低数据传输的时性。系统数据发射端和接收端单片机程序流程图如图4所示。

5 结 语

通过对MSM7512B调制解调芯片性能特点的了解,设计出了发射端和接收端调制解调器的实际电路,然后简单介绍了具有双串口功能的单片机W77E58的性能特点后,给出了数据无线传输系统的接收方单片机与PC机之间串行通信的硬件电路图,并描述了Modem与电台接口电路的设计过程,最后叙述了整个系统单片机软件的特点。从整体上给出了无线传感器网络数据无线传输系统的设计原理图。

无线传感器网络涉及传感器技术、网络通讯技术、无线传输技术、嵌入式计算技术、微电子制造技术、软件编程技术等领域,具有跨学科的特点,在军事、民防、环境、生态、农业、健康、家庭和其他领域都有广阔的应用前景,在空间探索和灾难救助等特殊领域,传感器网络业有其得天独厚的技术优势。

参考文献

[1]纪阳,张平.无线传感器网络的体系结构[J].中兴通讯技术,2005(4):32-35.

[2]盛敏,田野,李建东.无线传感器网络与自组织网络的研究现状[J].中兴通讯技术,2005(4):24-27.

[3]王家桢,王俊杰.传感器技术[M].北京:清华大学出版社,1996.

[4]毕厚杰.图像通信工程[M].北京:人民邮电出版社,1995.

[5]陆赛珍.无线数据通信中调制解调器的设计[J].通信技术与发展,1991(3):40-43.

[6]李键,王立宁.803l单片机控制调制解调器远程数据传输技术[J].电子技术应用,1999(5):37-39.

[7]黄宜适.单片FSK调制解调芯片MSM7512B及其应用[J].电子技术应用,1998(9):4-7.

[8]马光星.调制解调器与传输信道的关系[J].现代电信科技,1994(2):28-32.

第3篇：单片机原理及接口技术范文

关键词：汽车实验;数字量;数据处理;探讨

《汽车电子控制技术》需要实验进行支撑，它直接影响着课堂教学效果，对学生的动手能力起着重要的作用[1]。各个高校对开设汽车电子技术实验课的热情逐渐提高[1]，在不断加大投入的同时，积极参加制定实验指导书[2]。本文将以我校在这方面前期进行的研究，探讨数字量采集及数据处理实验，以期加深学生对汽车电子技术知识的认知，提高学生的汽车电子技术动手能力。

1.实验内容及设备

进行数字量测量的实验，学生通过独立设计、搭建基本的测控系统，编写数据测量、处理、显示的应用程序，提高自己的编程及实践能力。

实验设备：微机、稳压电源、单片机芯片、按键、LED、晶振、复位开关、电烙铁、焊锡丝、电阻、电容、面包板等。

2.实验步骤

2.1 理论学习

学习AT89S52 各引脚的功能，包括（1）VCC：电源。（2）GND：地。（3）P0 口：P0 口是一个8 位漏极开路的双向I/O 口。（4）P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。（5）P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。（6）P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。

了解MCS-51 单片机工作原理，包括（1）复位原理，完成单片机的初始化工作。（2）RST：复位输入。（3）ALE/PROG。地址锁存控制信号。（4）PSEN：外部程序存储器选通信号。（5）EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。

2.2 搭建单片机最小系统

运用电烙铁，在面包板上焊接最小单片机系统，如图1所示。

图1最小单片机系统

2.3 调试实验程序

在KEIL软件中调试程序：

#include<reg51.h>

#include <intrins.h>

void delayms（unsigned char ms）

{unsigned char i; while（ms--）

{for（i = 0; i < 120; i++）;}}

main（）

{unsigned char LED; LED = 0xef; P1 = LED;

while（1）

{delayms（250）; LED = _cror_（LED，1）;//循环右移1位，点亮下一个LED

if（LED==0xfe）{LED=0xef;}P1 = LED;}}

思考题：编写LED流水灯的左移程序。

3.结论

本文基于最小单片机系统设计了汽车电子控制技术实验中的数字量采集及数据处理实验。通过实验的开展，提高了学生的实际编程能力，加强了汽车电子控制技术课程的实验教学，使学生掌握数字量测量的原理及方法。

[参考文献]

[1][尹继明，吕凡任.翟丽.课程设计在实践教学中的应用研究与探索[J].扬州教育学院学报，2011（29）：73～75.

第4篇：单片机原理及接口技术范文

关键词：单片机；实验板；面包板

中图分类号：G712 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）16-0086-02

单片机原理与接口技术是高校电子信息专业学生的一门非常重要的课程，对其开发应用的水平有时会与就业直接挂钩。单片机因其体积小、能耗低、嵌入性好、功能强大，越来越受到人们的重视。随着电子信息技术和通信技术的高速发展，单片机已悄悄地渗透到现代生活的方方面面，如在智能仪器仪表、家用电器、医疗设备、物联网以及航空航天等领域都有广泛的应用。要想在比较短的时间内，快速掌握单片机技术，必须有一套行之有效的学习方法，现将本人的学习心得总结如下：

一、选好参考书

大学单片机教材的特点：系统、严谨、理论性强。教学的顺序往往是硬件结构、指令系统、编程、元件以及应用实例。无论是单片机的内部结构，还是指令、接口电路等都是很抽象的内容，很多学生感到枯燥和空洞，觉得单片机很难学。主要原因是学生们刚刚接触单片机，没有一定的感性认识，缺少一个循序渐进的学习过程。就如同要求小学生阅读古典名著，他们肯定看得很枯燥、很乏味，若换一种呈现形式效果一定会大相径庭，如以连环画或动画片的形式出现，小学生肯定会喜欢阅读和观看的。学习单片机也一样，需要有符合大学生认知特点的学习方式，以及一两本通俗易懂、趣味性强、实践内容丰富的参考书来辅助学习，加深对概念、术语、原理等的理解。我在网上搜索后，看到读者口碑比较好的两本单片机入门书籍《爱上单片机》（第二版）和《新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略》，于是各网购了一本，通过学习发现物有所值。第一本书非常适合初学者的学习，是单片机入门的好帮手，第二本书比第一本书难度有所提高，适合学完第一本书后继续学习，或者两者相互配合着学习。它们的最大优点是内容的呈现顺序按照初学者的思维方式进行编排，动手实践和理论学习相结合，深入浅出地讲解单片机原理。

二、选购单片机套件

学习单片机可以借助仿真软件（如Proteus）来学习，仿真软件Proteus功能强大，对单片机的主流芯片都支持仿真，学习单片机时可以不需要任何的硬件，它不仅可以电路仿真，而且还可以直接在基于原理图的虚拟单片机上进行编程，实现程序调试，甚至能看到输入和输出的效果。但是，由于仿真精度等原因，仿真的结果还不够精细，有时还会输出错误的结果，而且缺少真实感，也不利于动手能力的培养。有条件的同学可以买一套单片机实验板。现在网上的不少单片机实验板，功能齐全，包括单片机以及发光二极管、蜂鸣器、晶振、数码管等元件，能够满足初学者学习的需要。然而，这些实验板的元件大部分焊接在电路板上，不利于我们了解单片机各个引脚的功能以及元件的作用，也限制了我们对单片机功能的进一步扩展。最好能有一种可以自己组装的实验板，既要方便元件的安装与拆卸，还要便于扩展。起初，我用万能板来学习单片机，每次需要把元件焊上去，调试完成后又要拆下来，既不方便，也容易损坏元件，费时费力。后来看到书上介绍用面包板来代替实验板和万能板，并且网上也有这样的套件卖，一套也就是一百多元，价廉物美，于是网购了一套，发现非常实用，建议将要学习单片机的同学买一套。面包板的优点是即插即用，安装和拆卸都很方便，适合初学者实践的需要。但是，由于元件是直接插在面包板上，并没有进行焊接，所以使用次数多了容易出现接触不良的现象，因此，必需购买质量好的面包板，如果用的次数多了，或者发现有接触不良的现象时要及时更换，一旦在程序调试中，发现不能实现预期的结果，又找不出程序错误时，要想到可能是面包板接触不良，可以换一块面包板试试。

三、“做中学”

单片机是一门实践性非常强的课程，只是课堂上听老师讲或者自己看书学习，纸上谈兵是永远不可能精通的。在课堂上做实验也只是按照指导书上现成的步骤一步步做的，程序也是指导书上写好的，很少有人去分析流程，连接实验箱也是按照给定的电路图去连接的，没有仔细分析电路图和原理，实验结束后在大脑中没有一点印象，这样被动式应付任务的学习，其效果很不好。要想学好单片机，就必须亲自动手做实验，并且，从一开始学习就要自己动手实践，而不是在学完硬件、编程等内容后再做实验。从“做中学”，在动手实践的过程中，逐步掌握单片机硬件结构，熟悉其编程环境。这两本书的最大优点是，打破了传统的教材体系，将复杂抽象的内容分解为几部分，分散到多个章节中，使学习者刚碰到这些内容时能有一个初步的了解，然后再在后面其他章节中从不同的侧面进行阐述，使学习者对这些知识有进一步认识，最终达到深刻理解的目的。几乎每节内容都是以完成实验任务来驱动学习的，每本书都有配套的教学光盘，既可以通过看书来完成实验操作，也可以通过观看视频，模仿完成实验操作。如在学习用单片机控制LED灯时，首先，学习者将现有工程烧写到单片机，观察LED灯的变化，初步熟悉工程这个概念，了解程序的烧写的方法。然后，学习者通过改变程序中参数、变换语句、修改函数，初步了解单片机各引脚的功能、数据类型、函数、语句等知识。最后，自己模仿编程、烧写程序、调试程序、设计程序、优化程序。这样，每一知识点的学习都通过实验操作而得来，充分调动学习者学习积极性和好奇心，对学习的内容印象深刻，并且感觉知识的实用性，增加学习者学习的兴趣。

学习单片机是一个循序渐进的过程，要有持之以恒毅力和不怕困难的勇气，将动手实践和理论学习相结合，“边做边学”，单片机将能很快入门。只有轻松入门后，才能进行后续的学习，进一步提高应用技能，成为单片机应用开发的高手。

参考文献：

[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻[M].电子工业出版社，2009.

[2]杜洋.爱上单片机[M].人民邮电出版社.2011.

[3]张鑫.单片机原理及应用（第2版）[M].电子工业出版社，2010.

[4]张毅刚.单片机原理与应用设计[M].电子工业出版社，2008.

[5]何立民.单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京航空航天大学出版社，2001.

[6]周立功.单片机实验与实践教程（三）[M].北京航空航天大学出版社，2006.

[7]胡汉才.单片机原理及其接口技术（第3版）[M].清华大学出版社，2010.

[8]胡汉才.单片机原理及其接口技术学习辅导与实践教程[M].清华大学出版社，2010.

[9]张义和.例说51单片机（C语言版）[M].人民邮电出版社，2008.

[10]周景润，等.基于PROTEUS的电路及单片机设计与仿真（第2版）[M].北京航空航天大学出版社，2010.

第5篇：单片机原理及接口技术范文

【关键词】加热系统；智能化；单片机；传感器

一、引言

智能系统是指通过计算机技术，实现人类的一些智能的行为。随着科学技术的发展，尤其是近年来，计算机技术的发展，计算机已经完全能够实现很多自动化的功能。在此基础上，发展智能化，已经是大的趋势。人们现在的生活水平也不段的提高，对生活质量的要求也是不段的变化，从手动到自动化，再到智能化。所以现在智能产品的研究和生产也出现了新的发展机遇，本论文从实际的用途和发展出发，详细描述智能加热系统在家庭中的应用。

二、智能加热系统的基本结构

智能加热系统只要依靠各种传感器，采集运行设备的信息，然后通过处理器，进行控制，实现智能化和个性化，方便控制和安全。基本组成包括：水位检测模块，温度检测模块，功能控制模块，处理器，显示模块，加热模块，报警模块。其基本组成如图1。

水位检测模块：通过水位的传感器，测量加热前的水量。防止干加热，引起安全事故。检测信号以开关量送入处理器。

温度检测模块：检测加热后水的温度，分为0℃-100℃。把检测的物理量送入处理器比较得到温度值。

功能控制模块：只要包括洗澡功能键，洗碗功能键，开水功能键。

处理器：根据外部的传感器的信息，产生相应的控制信号，并控制电磁阀，实现相应的功能控制。

显示模块：

（1）按键的功能显示；（2）温度的功能显示。

加热模块：通过电热丝加热。

报警模块：当功能完成时的报警。

三、智能加热系统的工作原理

智能加热系统的处理器采用的是单片机，由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。单片机的特点是：（1）系统结构简单，使用方便，实现模块化；（2）单片机可靠性高，可工作到百万小时而无故障；（3）处理功能强，速度快；（4）低电压，低功耗，便于生产便携式产品；（5）控制功能强；（6）环境适应能力强。通过单片机的可编程控制，我们可以实现不同的功能控制。在现在的技术条件下，单片机通过GMS/3G网络，可以实现家电统一的智能化控制。

其电路的原理图如图2所示。

在原理图中，基本的工作原理如下：

电源部分：本系统需要5V的直流稳压电源。在设计中，采用的是桥式整流，电容滤波，三端稳压官稳压电路。在整流前用变压器降压，得到10V的小正弦交流电，然后再用桥式整理电路，得到9V的脉动直流电，再经过大电容的滤波，可以得到12左右的平滑支流电，但是单片机的要求比较高，所以再用CW7805进行稳压，可以得到5V直流电源，为了防止电路接通的波动，在后面再加小电容进行消振。

温度控制部分：有温度+控制按钮和温度控制—按钮。温度控制+按钮接单片机的P32端口，每按一次，温度就会+1。温度—控制按钮接单片机的P34端口，每按一次，温度就会-1。

功能选择按键：（1）开水功能：开水功能按钮接单片机的P00端口，当按下开水键，任务就加热水至100℃。首先会选择水位的位置1（低水位），然后单片机控制进水电磁阀，水量增加，此时水位检测会开始工作，当水位没到位置1时，则继续进水，若水量已经达到位置1，水位检测开关会给单片机P00一个开关信号，此时单片机就控制加热电磁阀进行加热。温度检测模块开始工作，当温度小于100℃时，则继续控制电热丝加热，若温度已经达到，温度控制模块会给单片机P20的端口一个信号，则停止加热，并同时P25端口给报警模块信号，进行报警，表示动作完成。（2）洗澡功能：洗澡功能按钮接单片机的开水功能按钮接单片机的P01端口，当按下开水键，任务就加热水至60℃，冬天和夏天对水温度的要求不同，在此时可以选择温度+或温度—的按钮调节自己认为适当的水温。首先会选择水位的位置3（高水位），然后单片机控制进水电磁阀，水量增加，此时水位检测会开始工作，当水位没到位置3时，则继续进水，若水量已经达到位置3，水位检测开关会给单片机P01一个开关信号，此时单片机就控制加热电磁阀进行加热。温度检测模块开始工作，当温度小于60℃时，则继续控制电热丝加热，若温度已经达到，温度控制模块会给单片机P20的端口一个信号，则停止加热，并同时P25端口给报警模块信号，进行报警，表示动作完成。（3）洗碗功能：洗碗功能按钮接单片机的开水功能按钮接单片机的P02端口，当按下开水键，任务就加热水至70℃，若需要的话，在此时可以选择温度+或温度—的按钮调节自己认为适当的水温。首先会选择水位的位置2（中水位），然后单片机控制进水电磁阀，水量增加，此时水位检测会开始工作，当水位没到位置2时，则继续进水，若水量已经达到位置2，水位检测开关会给单片机P02一个开关信号，此时单片机就控制加热电磁阀进行加热。温度检测模块开始工作，当温度小于70℃时，则继续控制电热丝加热，若温度已经达到，温度控制模块会给单片机P20的端口一个信号，则停止加热，并同时P25端口给报警模块信号，进行报警，表示动作完成。

温度检测模块：温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。本设计产用的是DS18S20数字温度传感器，DS18S20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。测温范围为-55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃，工作电源：3～5V/DC，在使用中不需要任何元件，测量结果以9～12位数字量方式串行传送。利用温度传感器，就可以把水温的结果传送给单片机的P20端口。

水位检测模块：液位传感器是一种测量液位的传感器.本设计产用的液位传感器是一种三水位电磁式传感器。分别为：位置1（底位）、位置2（中位）、位置3（高位）。通过传感器产生开关信号，分别接入单片机的P03、P04、P05。

显示模块：在本系统中有两部分的显示。（1）用LED灯显示基本功能按键，当不同的功能键按下时，相应的指示灯会亮，表示工作状态。（2）两个七段数码管的显示。在系统中，温度的高低可以通过两个七段数码管显示出来。在只这里，数码管采用的是共阴极的接法，高电平有效。单片机的从温度传感器得到数据，再把信息送给74LS48译码器，通过编译后，点亮数码管，显示此时的温度。显示模块接的端口分别是P10至P15。

报警模块：当完成功能后，单片机通过P26端口给报警模块信息。报警模块会控制相应的器件，进行报警。

四、结束语

随着科技的发展，智能的家电控制系统的产生不时代的趋势，本加热系统的设计是在此的一个方面。智能化的控制系统将为我们的生活提供更美好的环境。

参考文献

[1]李全利.单片机原理及接口技术[M].高等教育出版社，2003：181-184.

[2]尹建华.微型计算机原理与接口技术（第二版）[M].高等教育出版社，2008，1.

第6篇：单片机原理及接口技术范文

【关键词】MCS-51单片机 多串口通讯技术 实践

随着我国科学技术的飞速进步，现代通讯技术得到了巨大的发展和完善，在工程应用以及系统测控中，多任务同时执行的现象也更加普遍，使得主从式多机分布系统成为工业现代化建设中的主流，而MCS-51单片机与PC微机则是构成该系统的主要构件，应该引起相关技术人员的重视，做好MCS-51单片机多串口通讯技术的实践应用工作。

1 MCS-51单片机概述

单片机，全称单片微型计算机，也称微控制器，是一种将中央处理器、存储器、定时器、计时器以及各种输入输出接口集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与个人电脑中的通用型微处理器相比，单片机更加强调自供应以及节约成本。而MCS-51单片机，是美国INTE公司在MCS-48单片机的基础上，于1980年推出的，结构更加先进，功能更加齐全，增加了更多的电路单元和指令，在速度方面实现了前所未有的突破，因此在工业控制系统中得到了广泛的应用。MCS-51单片机的特点主要包括：

（1）8位CPU，处理能力较强，而且包含范围在1.2MHz-12MHz的振荡器，采用单一+5V电源。

（2）采用单总线结构，附带128B 的寻址空间为64KB的数据存储器以及4KB的寻址空间为64KB 的程序存储器。

（3）具有128个用户位的寻址空间以及21个字节特殊功能寄存器，并且具有8位的I/O并行接口四个。

2 MCS-51单片机多串口通讯技术的实现

从目前的发展情况看，虽然主从式多机分布系统是工业现代化建设中的主流，但是由于技术条件的限制，只有极少数的几种单片机可以实现多串口的通信，MCS-51单片机只能选择Intel8250和Intel8251两种接口芯片。从目前来看，要实现MCS-51单片机的多串口通讯，需要在保证其价格低廉、性价比较高的基础上，采取相应的技术和措施。实现方法包括三种：其一，利用多个单片机的相互协作，实现多串口通讯，相比于其他方案更加容易实现，在价格方面也相对较低。其二，运用HIS和HSO功能，同样可以实现多串口通讯技术，这是由于部分类型的单片机可以在实现高速输入的同时完成高速输出，因此存在很大的可行性。

其三，利用多路模拟开关实现单片机的多串口通讯技术，主要是将单片机的串口通过分别于多路的模拟开关实现各路线路的相互连接，存在良好的技术基础。

这里针对主从式多机分布式系统，对MCS-51单片机多串口通讯技术的实际应用进行简单分析。

2.1 硬件接口技术设计

2.1.1 PC微机的通信

对于PC微机的通信设计，主要是通过8251A可编程串行异步通信控制器实现，对串行数据的工作方式、传送速度以及格式等进行设计，对单片机的通信模式进行改变。而可以通过在系统中植入两个MAX485芯片，实现单片机与PC微机之间的通信以及系统的远距离数据传输功能。

2.1.2 MCS-51单片机串行通信

结合之前提到的通信标准，如果要实现PC微机与MCS-51单片机之间的串行通信，同时保证系统的长期稳定运行，需要在两者之间建立相应的串行接口对接。如果选择TTL电平实现MCS-51单片机的串行通信，则RS-232串行接口需要选择EIA电平，并将电平准换芯片设置在两者之间，以满足数据转换的需求。在满足相应技术指标的前提下，从经济方面考虑，在MCS-51单片机中，一般使用MAX232 芯片，该芯片为单电源供电，自身设置有电压电源变换器，因此功耗相对更低。

2.2 串行通信程序设计

这里主要针对单片机多机串口通信协议进行分析。为了实现PC微机与MCS-51单片机之间的有效通信，需要植入电平准换芯片，保证两者具有相同的起始位、停止位、奇偶校验位、等，确保数据传输目标的实现。如果有需要，还应该建立相应的通信应答信号。

首先，PC机通信。PC机的通信接口为异步通信接口，可以设定1位、1.5位以及2位停止位，以保证数据传输可以在5-8位之间任意实现。通常情况下，需要将通信频率控制在0-9.6Kbps，涉及帧校验、奇偶校验以及溢出校验三种基本校验方式，同时可以以此为基础，实现相应的初始化处理。PC机自身确定的控制口和数据口地址，以及能够通过状态数字寄存器，对其工作状态进行保持，从而为MCS-51单片机读取CPU。其通信协议主要涉及三点：其一，遵循主机的相关原则，以呼叫方式对从机进行选择，实现数据的双向传递，从机之间的通信以主机为载体进行；其二，帧格式为8位数据；其三，串行通信波特率为1200bps。

然后，单片机通信。单片机自身较强的灵活性，可以同时运行于通用异步收发器方式与同步移位寄存器方式下。特殊功能寄存器SCON会直接控制串行口的通信方式，其工作模式通常表现为SM1或者SM0，中断标志的接受和发送为RI以及TI，数据的发送和接收均为TB8和RB8的第九位。

3 结语

综上所述，MCS-51单片机的多串口通讯技术的设计和实现，设计多个方面的内容，如从机主程序、主机程序等，在多个专业领域得到了广泛应用。从目前的发展情况看，单片机已经朝着单片化、网络化和微型化的方向发展，凭借其自身的优势，必将推动相关产业的发展和进步。

参考文献

[1]黄秀亮.浅谈MCS-51单片机多串口通讯技术的应用[J].信息系统工程，2013（8）：92-93.

[2]胡谦珀.MCS-51 单片机多串口通讯技术应用分析[J].科技致富向导，2013（14）：55.

[3]杨顺景.MCS-51单片机多串口通讯技术的应用探析[J].电子制作，2013（9）：34.

第7篇：单片机原理及接口技术范文

关键词： 电子专业 单片机产品设计 教学改革

电子专业学生主要从事以下三类岗位工作：核心岗位（电子产品装配工、电子产品调试工）、从属岗位（电子产品检修员、电子技术员）、拓展岗位（电子技术工程师、产品生产管理员）。对于核心岗位的需求量最大，但相对比例会有所下降，对知识与能力的要求会有所提高；从属岗位和拓展岗位的人才需求量呈上升趋势，需求紧迫。单片机技术及应用系统设计这门课程的主要任务是培养学生成为在智能控制系统检测维修与设计方面的专门人才，直接反映从属岗位和拓展岗位的工作要求，具有鲜明的职业性与实践性。通过本课程的学习，培养学生典型的智能控制系统调试与设计的能力。

传统教学以教师讲授为主，学生只能被动接受。在实训课中传统教学方法已不能充分激发学生的学习兴趣，无法使学生更好地提高操作技能，使实训课逐渐变得枯燥无味。参照单片机产品设计工作过程和工作情境，进行课程教学改革。

1.课程改革思路

根据高职教育数控技术专业人才的培养目标，遵循以“就业为导向，能力为本位”的职教理念设计。本课程从职业成长过程，按照从易到难、由浅入深的认知规律，确定合适的载体，运用教学论、方法论方式分析处理后，参照企业中单片机产品系统设计工作过程和工作情境，进行选材。

2.学习情境创设

通过调研，针对智能控制系统检测维修与设计行动领域下的单片机技术及应用系统设计学习领域需要具备以下能力：

（1）专业能力

①读懂单片机电路图纸的能力；②掌握单片机工作原理及内部结构的能力；③具备相应的单片机硬件线路的调试能力；④具备能看懂单片机程序流程图的能力；⑤具有基本的单片机编程的能力；⑥具备单片机软硬件安装和联调的能力；⑦具备单片机产品开发的基本流程和工艺的能力。

（2）方法能力

①资料收集整理能力；②制订、实施工作计划的能力；③单片机应用系统综合应用设计能力；④单片机应用系统故障的检查分析能力；⑤理论知识的综合运用能力。

（3）社会能力

①语言表达能力、沟通协调能力；②团队组织能力；③班组管理能力、责任心与职业道德；④安全与自我保护能力。

为了实现上述能力，在此将课程划分为：循环彩灯的设计制作（22课时）、交通控制灯的设计制作（30课时）、数字电子钟的设计制作（40课时）、温度控制系统的设计制作（40课时）四个学习情境。其中，此四个学习情境的创设是根据单片机应用电子产品的设计由简到难的过程确定的。

3.学习情境教学实施

以子情境循环彩灯的设计制作为例，进行教学实施。

（1）教学背景

教学目标：能够读懂单片机I/O口控制电路原理图，能够掌握单片机I/O口的内部结构和工作原理，能够选用单片机I/O口作外部硬件电路的设计，能够编制简单的程序实现单片机I/O口对外部电路的控制，能够熟悉单片机系统硬件电路的组成及控制原理，能够掌握基本的单片机软硬件调试能力，能够正确使用测量相关的仪器仪表，具备劳动组织能力、具备团队协作能力、具备安全操作规范的意识。

学生应具备的知识：单片机的整体认识、基本电子电路图整体认识、I/O的整体认识、计算机使用能力、简单硬件电路调试能力、电子仪器设备检测及规范操作能力。

具体任务：使用相关电子仪器仪表对电路参量进行测量、掌握电路故障排除方法及处理思路、掌握应用环节、确定方案、制定实施步骤、开发工具的使用。

准备文件：任务书、引导文、指导作业文件、演示视频文件、单片机I/O口作外部控制电路相关文件、检查单、评价表。

本任务旨在在该学习领域培养学生团队合作能力、沟通能力、检修组织实施能力等；教师需合理引导学生完成小组讨论，确定单片机I/O口控制硬件电路的设计及软件编程的方案。

（2）教学组织形式

①针对循环彩灯的控制功能要求，学生设计相应的功能接口电路，编制出程序及完成产品的调试。

②学生独立工作和合作学习相结合，通过小组讨论、和教师谈话培养交流能力。

（3）具体实施

①资讯：（2学时）

下发任务书，描述项目学习目标，交代项目任务，发放相关学习资料，最后回答学生的提问。

②计划（4学时）

学生自愿组织工作小组，推选班组长，以小组为单位，确认工作任务，分解任务，制订工作计划，教师对学生方案进行检查、指导。

③决策（2学时）

确定掌握单片机I/O口基础知识需要的资源及学习步骤，确定控制电路的设计与编程的学习步骤，确定任务完成的展示方式。

④实施（10学时）

第一，单片机I/O口的控制电路设计。小组成员分工收集资料，掌握单片机I/O口的结构及工作原理，最后进行资料汇总，小组讨论、教师指导下确定方案，完成I/O电路设计。

第二，程序的编制。根据所设计的I/O接口电路及控制要求，在小组讨论、教师指导下确定方案，画出程序流程图，最后学生自己完成具体程序。

第三，软硬件的调试。烧入程序，对设计的系统进行软硬件调试，在调试过程中，记录好调试出现的问题，并归纳总结经验。

教师应合理安排时间，即使有个别小组在规定时间中没有完成任务也必须停止，并要求该小组对未完成任务的原因进行详细分析。教师应安排课余时间让未完成的小组完成项目的制作。如果大多数小组均未完成，教师应根据实际情况查找原因，是否项目设置过难、是否学生还没有掌握本次课的内容，在以后的课程中做出相应的调整。

⑤检查及实施（4学时）

根据设计产品的功能及具体过程，教师及小组互检评分。同时每人撰写产品说明书，根据个人在小组活动中的表现进行小组互评。

选小组代表按照任务书的要求，在全班介绍工作过程，改进提高并总结系统设计及调试经验，结合班级所有方案，优化小组方案。

4.结语

采用工作过程系统化的《单片机技术及应用系统设计》课程，大大提高了学生的学习兴趣和参与主动性、积极性，收到了良好的教学效果。通过对企业的用人调查，学生产品的调试与系统设计能力很强，不需再进行专业培训。今后还将对工作过程系统化的课程改革进行进一步完善，提高教学水平和教学质量，提高学生的工程实践能力。

参考文献：

[1]王斌.《电子设计自动化》课程工作过程系统化方案的开发[J].化工职业技术教育，2010（01）.

第8篇：单片机原理及接口技术范文

摘 要：本文阐述了理论与实践一体化教学模式在单片机原理与应用课程中的应用，介绍了以万能板为载体设计硬件电路的理论与实践一体化项目教学以及项目实施具体步骤、项目教学过程中的关键点。

关键词 ：单片机原理与应用 理实一体化教学模式 项目教学

一、实施以万能板为载体设计单片机硬件电路理实一体化项目教学

传统的理论教学和实践教学是在不同的时间和不同的地点由不同的教师分别进行的。由于教学目标和教学任务不同，教学组织形式分离，因此容易造成理论教学内容和实践教学内容脱节，降低学生学习兴趣，增加教学难度，直接影响到人才培养的质量。

单片机原理与应用是一门实践性很强的应用性课程，在电子产品开发设计中应用非常广泛，并需要硬件电路开发与软件程序设计同时进行。如果只进行理论教学而不进行实践教学，则教学效果不理想；如果只进行实践教学而不进行理论教学，教学效果也不明显，因此学好单片机技术必须是理论、实践“两条腿走路”，缺一不可。理论知识的学习可以通过听课、看书、看视频教程等方式进行，实践技能就必须亲自动手操作。

为了能更好地培养现代生产企业需求的单片机技术人才，根据笔者学院多年来对用人单位的跟踪反馈，以及多种教学模式的比较、实践，笔者主张在单片机原理与应用课程中实施理论与实践一体化教学模式，即把理论与实践结合起来，理论融入到实践中，学一个知识点、做一次产品、编一次程序、总结一次学习成果，真正做到“边学边做”。

在项目教学环节采用万能板设计与制作单片机产品，这种项目教学方法，不仅能锻炼学生的焊接技术，同时还能提高学生识读单片机硬件电路图的能力，更重要的是能让学生掌握单片机开发的基本步骤，提高软硬件的编程与设计能力，为日后开发设计电子产品打下坚实的基础。

二、实施单片机理实一体化教学的项目设计

为了实现统筹单片机原理与应用课程的知识目标和能力目标，笔者将整个课程重新整合为由易到难的具有连贯性的教学项目。每个教学项目包含了必需的理论知识和岗位能力需要的实践技能，以任务驱动教学，把理论知识和实践技能渗透到教学项目的每个环节中。按照这个教学思路，设计了三个教学项目，项目中包含了三个硬件电路和100个程序范例。

1.项目一：单片机最小系统硬件电路设计与制作

单片机最小系统，是指满足单片机的工作条件，可以正常工作的单片机系统。

该项目的学习目的是掌握单片机入门基础知识和单片机的引脚功能，掌握单片机延时程序的多种编写方法，掌握单片机开发的基本步骤和关键环节，掌握单片机简单程序编辑、编译、在线下载等基本步骤。掌握单片机开发软件Keil uVision4和ISP在线编程软件progisp的使用方法。

2.项目二：基于单片机控制的十六路LED霓虹灯设计与制作

霓虹灯广泛应用于商店广告牌、城市美化等场所，采用单片机控制的霓虹灯，显示花样随程序的改变而改变，样式千变万化，深受商家和居民的喜爱。

该项目的学习目的是掌握单片机P0、P1、P2、P3口作为输入输出口的使用方法，掌握单片机键盘的工作原理及使用方法，掌握单片机C语言源程序的结构特点、标志符与关键子、数据类型与运算符、C语言的语句、数组、指针、函数等用法。

3.项目三：基于单片机控制的红外二极管感应计数报警器

红外二极管感应计数报警器可以实现当用手经过红外发射管和红外接收管时，蜂鸣器发声、二位数码管数字加1的功能，其灵敏度非常高。该电路设计思路来源于企业商品自动计数器的应用实例，当有商品从传送带上经过感应器前，计数器加1，并发出提示声。该电路在现实生活中应用广泛，可以作为单片机设计人员的基本电路模块。

该项目的学习目的是掌握单片机的定时器、计数器、中断及接口技术，掌握LED数码管的工作原理和接口电路，能综合运用模拟电路、数字电路、传感器等基础知识设计与制作比较复杂的作品。

三、组织实施单片机理实一体化教学的关键点

1.前期准备是组织教学的起点

在教学准备阶段，推荐购买单片机制作常用工具和用万能板设计的单片机学习套件。

2.课堂管理是组织教学的难点

由于学生的学习动力、接受能力差异较大，教师要有针对性地将学习动力、接受能力较强的学生与学习动力、接受能力较弱的学生组成一个小组，同时指定一个小组长，协助教师进行课堂管理。

3.教师现场技术指导是组织教学的重点

当学生进行实践操作的时候，教师一定要巡视，及时解决学生遇到的困难，批评教育个别不遵守纪律的学生，要求其加强组织性和纪律性。

4.项目报告是组织教学的落脚点

第9篇：单片机原理及接口技术范文

【关键词】单片机；项目式；课程改革

单片机应用技术是高职院校电子信息类、自动控制类等专业的核心课程，这门课程学习的好坏直接影响了学生对专业研究的进一步深入的能力及电子信息类人才培养的基本要求。据调研高职院校单片机技术应用课程教学方式，部分院校按照知识体系讲授，讲授内容顺序为单片机技术概论、单片机体系结构、汇编语言程序设计等[1]。按照知识体系讲解，教师和学生普遍感觉内容枯燥无味，学生对知识点难以理解，更不用说具备利用单片机设计应用系统的能力。部分院校目前利用项目驱动式教学，经过实践教学测试，教学效果良好。

一、教学模式的改革

教学模式由知识体系讲授转变为项目驱动方式。这两种方式各有优缺点，知识体系讲授对于高职阶段的同学说来说，能够系统的了解单片机的内部体系结构，对指令执行的内部过程更加清晰，知识点介绍完后再通过一个大的课程实训项目完成课程的实践教学。项目驱动式教学方法是通过多个项目的学习完成单片机课程的教学，即介绍某个项目时，先介绍理论知识，紧跟着完成实践教学，即设计项目硬件电路、软件程序，然后调试系统等环节。每个项目能完成具体的某种功能，学生学习兴趣会增加，对课程的理解更加深入。两种讲授方式存在的弊端有：知识讲授体系缺乏兴趣性、理论较难理解、缺乏实践能力的锻炼；项目驱动式对单片机的内部原理分析不够深入，但提高了单片机应用项目的实际开发能力。

实际教学过程中可采用模拟仿真及实物焊接两个环节。硬件仿真电路使用Proteus硬件仿真软件，该软件内部集成了多种常用的单片机芯片、电阻、电容、晶体管、LED、LCD液晶屏等，电路搭建方便，仿真效果良好，目前广泛的应用在单片机课程的教学中。软件采用KEIL软件，该软件使用方便，通过建立工程文件到生产HEX文件整个流程清晰易懂，代码编译质量高。Proteus和KEIL两个集成开发环境具有联调功能，提高了学习效率，使得系统开发流程更加直观，容易被学生接受。

二、教学内容的选择

教学内容的选择需符合人才培养方案的定位。学生通过本门课程的学习，能够掌握单片机实际项目的开发流程；能够独立设计常用的单片机控制系统；具备检修单片机应用系统故障的能力；能够熟练使用仿真软件进行系统仿真测试；提高学生手工焊接技能等要求。

通过多个项目的设计，使得单片机技术中的知识点全部介绍，能够达到上述要求。教学项目需从简到难，然后综合设计多个项目，最终达到理论和实践教学效果。教学内容详细介绍如下：（1）单片机最小系统的介绍。可选用项目点亮一个发光二极管。分析单片机与PC机的区别，介绍单片机的基本知识等，理论分析后，在Proteus中搭建硬件电路，在KEIL中设计软件程序，然后调试程序，观察系统是否正常工作，需重点介绍集成开发环境Proteus、KEIL软件的使用。（2）单片机IO端口的学习。如可选用流水灯系统展开介绍，详细分析单片机内部IO端口的特点，分析其应用场合，通过软硬件设计提高学生实践能力。（3）单片机定时/计数器的学习。可选用秒表设计项目展开教学，通过对秒表延时时间的准确设计，采用定时器查询方式完成延时，能够较好的掌握定时/计数器的工作原理及实际应用程序设计。（4）单片机中断系统的学习。在秒表设计中延时程序可用中断方式完成，通过与查询方式的比较，能够让学生更容易理解单片机定时与中断之间的关系。（5）单片机键盘电路的学习。需掌握独立按键和矩阵键盘两种方式的应用，可采用万年历系统的设计，在此项目中介绍数码管动态驱动方式及常用的LCD1602、12864等液晶屏的使用，此项目进一步综合运用了定时、中断资源，提升了学生综合运用单片机内部资源的能力。（6）最后通过多个综合项目的设计，达到教学目的。如单片机温度控制系统设计、单片机测距系统设计、单片机密码锁系统设计、单片机语言报警系统设计等。[2-3]

在项目设计过程中，为了达到更好的教学效果，可以网购单片机学习套件，学生动手从单片机最小系统焊起，然后焊接接口电路及串口下载电路等。通过实物的焊接能够加深学生对单片机应用系统的理解，且每个项目HEX文件能够在此套件上验证，包含了仿真与实物测试。也可以让学生在万能板上焊接每个项目电路，进而提高焊接能力及实物查错能力等。

三、考核方式的改革

单片机课程的考核采用平时成绩和期末成绩按比例相加得到课程成绩。平时成绩应占主要部分。平时成绩的重要性提高，学生的积极性会增加，能让学生认真的完成项目的设计。

高职院校的学生主要是培养实践能力的提升，在理论够用的基础上，强化其动手能力的锻炼。如何对每个项目进行考核呢？可考核硬件电路设计的正确性、软件程序设计的合理性、功能的完整性等。为了进一步提高学生的实际动手能力，可让学生在万能板上焊接单片机应用系统，考核学生的手工焊接能力、实际电路板查错能力、团队配合能力等。考核内容可包含有其他内容，如学习态度、出勤情况等方面。

四、项目举例

以电子钟设计为例。项目目的是掌握单片机定时器、中断系统、键盘电路、液晶屏的综合应用。硬件电路设计方面，需搭建单片机最小系统、时钟控制按键、显示电路，通过硬件电路的模拟仿真及实际电路板的焊接，进一步强化了最小系统及扩展电路的设计要点，掌握了液晶LCD1602的内部电路结构原理及引脚的接线方法[4]。

软件设计方面，软件流程图如图1所示。主函数需先初始化液晶屏1602、定时器、中断系统。初始化结束后进入无限循环，无限循环包括有时、分、秒的显示程序、按键扫描程序。当定时1S到后进入中断服务程序，秒加1，当秒到60时，分加1，当分加到60时，时加1，当时为24自动返回到0。按键扫描程序需设计时钟启动、暂停、复位按键检测程序，使得时钟为可控时钟，该程序需在循环程序中不停的被执行，即为按键扫描达到控制效果，为了达到更好的控制效果，可采用按键中断方式去完成软硬件的设计。

五、总结

单片机技术是一门实践性很强的课程，教学内容、教学方式、考核方式等需在实践教学中不断改进。论文简要的介绍了项目驱动式教学法在单片机技术课程教学中的应用，通过实际教学效果的考核，达到了预期的教学目的，教学效果良好。

参考文献

[1]汪万维.单片机课程教学改革探讨[J].武汉大学学报(理学版),2012(10):95-97.

[2]张涛,韩春贤,等.单片机课程教学改革之我见[J].天津职业院校联合学报,2012(8):101-102.

[3]王静霞.单片机应用技术(C语言版)[M].北京:电子工业出版社,2009.

[4]杨利亚,潘海燕,等.《单片机原理与应用》教学改革与探索[J].电子世界,2012(11):167-168.

本文系2011年安徽商贸职业技术学院院级质量工程项目“特色专业--应用电子技术专业”阶段性研究成果。

作者简介：