單片機課程設計教學改革

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單片機課程是高校電子信息類專業的一門重要的專業基礎課，單片機在多個領域如工業自動化、智能儀器儀表、消費類電子產品、武器裝備和通信設備等有著廣泛的應用。“單片機課程設計”是單片機課程教學中很重要的一個環節，通過該環節達到提高學生的單片機開發技能的目的。難度合適的課程設計題目，對培養學生發現問題、分析和解決問題的能力，提高學生的綜合分析和創新能力具有重要意義。

1課程設計的目的

單片機課程設計教學環節的目的在于培養學生熟練掌握單片機系統的開發與設計能力。通過課程設計達到以下目標：鞏固單片機技術的基本原理，培養學生的綜合設計能力和創新應用能力。通過這一實踐環節的訓練，使學生能夠獨立設計一個單片機系統，并實現系統的各項功能，從而提高學生的單片機應用開發能力以及單片機系統的設計能力。

2單片機課程設計的現狀

在單片機原理學習中，有的學生偏重理論考試，輕視實踐課程。以前有的學生對單片機課程設計無從下手，所提交的報告有抄襲現象。我校電氣專業學生的畢業設計課題有一部分是單片機應用類的，如單片機火災報警控制裝置的設計、單片機溫濕度控制等，雖然多數學生通過查找資料，最終完成了一篇畢業設計論文，但完成實物的人很少。針對以上情況，我校在單片機課程設計中引入Proteus和keiluvision4兩個軟件，組建了51單片機虛擬實驗系統，即以Proteus為仿真工具，設計和搭建虛擬硬件平臺。這種方法提高了學生參與課程設計的積極性和主動性，培養了學生的單片機系統設計能力。

3課程設計的有序組織

指導教師向學生推薦若干個單片機應用課題，學生根據自己的能力選擇課題，在實踐中由學生自己設計硬件電路、軟件框圖和程序清單，自己進行電路調試，軟硬件仿真，如電子鐘、漢字顯示屏、溫度檢測顯示等。教師向學生布置課程設計任務書，教師講解必要的電路原理和程序設計思路，明確設計任務，必要時可演示仿真效果，增強學生的感性認識，幫助學生盡快選擇設計方案。在指導教師的指點下，組內學生之間可以相互討論。通過課程設計的各個環節，應使學生達到鞏固和加深對單片機原理和接口技術知識的理解，培養學生查閱手冊和文獻資料的能力，學會軟硬件的設計和調試方法。

4課程設計仿真方法

ProteusPro是著名的EDA工具軟件，Proteus軟件除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖，PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，配合系統配置的虛擬儀器如示波器，邏輯分析儀等，Proteus為用戶建立了完備的電子設計開發環境。keiluvision4提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境將這些部分組合在一起。單片機C語言軟件開發系統，易學易用。在計算機上，安裝Proteus仿真軟件和集成軟件keiluvision4后，相當于有了一個功能完善的虛擬實驗室，可以方便地進行軟硬件的調試。在實際的課程設計中，運行Proteus的ISIS程序，進入仿真軟件的主界面，點擊Library選擇PickDevice／Symbol以打開元件庫，選擇電路所需的元件并調整其相對位置，設置好元件參數，將各個元器件按設計原理圖連線。利用keiluvision4編譯器編寫相應程序，編譯無誤后生成．hex文件，把生成的目標代碼文件.hex加載到硬件電路的單片機中，最后點擊Play鍵進行電路仿真，即可以看到仿真效果。

5、結語

在單片機課程設計中引入Proteus仿真軟件，使課程設計生動直觀、豐富多樣。選擇合適的單片機課程設計題目，有助于提高學生學習興趣、培養了學生的合作探究的能力，有利于增強學生的創新意識，提高了學生的實踐應用能力。

作者：王愛華 李傳江 單位：上海師范大學信息與機電工程學院