時間：2023-05-30 10:37:11
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單片機項目，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
單片機課程是電子類和電氣自動化類必修的專業基礎課，是一門應用型和實踐性很強的課程，目前單片機技術不僅是相關專業學生尋找工作的敲門磚，也是電子電氣工作在職人員渴望學好的一門技術。隨著科技的進步，市場對單片機人才的需求量增大，給高等職業院校的學生提供了廣闊的就業機會，培養具有能對單片機應用產品進行分析、設計、制作、調試能力的實踐型人才是高職院校的當務之急。
一、項目教學法在單片機課程中的應用
傳統的單片機課程教學采用“先理論，后實驗”的教學模式。在課程入門前，先引入大量的原理引導學生熟知單片機。單片機硬件原理復雜并且有大量枯燥的指令，學生學習興趣不高。傳統的教學模式將理論和實踐分離，學生在教學的前半段時間學習理論，后半段時間學習實踐，也就是在課程將要結束時才能真正接觸到單片機應用系統，沒有做到理論與實踐的融合。采用項目教學法就是把所學的理論知識進行恰當的分解，合理安排在各個小項目中，這樣學生在老師的指導下實現了邊做邊學，從而使理論與實踐相結合。利用Keil 和Proteus軟件仿真來代替實驗箱的硬件電路，使單片機實驗變得簡單形象具體，增強了學生的學習興趣，拓展了學生的創造能力。在單片機課程中采用項目教學法可以完成高職院校的培養任務，提高學生的職業技能。
二、使用軟件輔助單片機項目教學
在單片機的項目教學過程中，需要硬件與軟件相結合。Proteus軟件是目前最好的單片機及器件的仿真工具，集成了高級原理分布圖、混合模式電路仿真、PCB設計以及自動布線實現一個完整的電子設計系統，運行于Windows操作系統上，可以仿真、分析各種模擬和集成電路。
Keil C軟件是開發MCS-51系列單片機的主流軟件。Keil C51支持C語言、匯編語言等各種開發語言，它的開發環境包含項目管理、源代碼編輯和強大的程序調試環境。允許用戶在PC機上完全模擬目標程序、指令集和片內功能。 在Proteus與Keil軟件構建的單片機虛擬實驗室中， 硬件電路的設計在Proteus軟件中完成，程序指令的書寫在Keil軟件中完成，Keil軟件可以實現單片機C51程序的編譯、調試和仿真。Keil與Proteus的整合構建了單片機應用系統軟件與硬件結合的實驗環境。
三、Keil 與Proteus軟件在項目教學中的應用
使用仿真軟件可以突破硬件條件對實驗的限制，使得實驗更容易進行。在本文提到的利用軟件輔助的單片機項目教學法，我們把理論進行分解，并且將分解后的理論分配到不同的實驗中，從而通過實踐來進行理論的學習，使學生更容易掌握單片機理論知識，并培養學生設計實驗的能力和創新能力。
下面以 “基于AT89C51單片機控制單個數碼管循環顯示0～9”為例，說明使用Proteus和Keil軟件進行單片機項目系統設計和仿真的過程。
1.子項目一：提出設計任務，利用Proteus的ISIS軟件繪制硬件電路原理圖，添加51單片機及電路元件并連接，主要元件有RES、RESPACK-8、7SEG-COM-CAT-GRN、CAP、CAP-ELEC、CRYSTAL等。
2.子項目二：根據電路原理圖引入設計任務知識點：掌握延時語句的編寫和數組元素的引用方法，以及循環語句的使用，理解七段碼的硬件顯示原理。
3.子項目三：利用Keil C軟件進行程序編寫并進行編譯，生成.HEX目標下載文件。
4.子項目四：進行Proteus與Keil的聯調，將.hex文件添加到Proteus仿真原理圖的AT89C51芯片上，點擊運行即可仿真。運行效果如下圖所示。
四、結語
（建東職業技術學院電子與電氣工程系，江蘇 常州 213000）
【摘 要】為了更好地培養高職院校學生的實踐動手能力，面對高職自動化、電子信息工程、應用電子、機電一體化專業的學生，對現有的實訓教學進行了設計研究，提出項目化的實訓教學過程，提高實訓教學效率和質量。以單片機實訓教學項目為例，介紹了單片機應用實訓的項目化教學過程實施，提高學生的實踐創新能力。
關鍵詞 實訓；單片機；項目化
0 引言
51系列單片機在工業控制，便攜式儀器儀表，家電電子等領域被廣泛應用。通過不斷升級使得51單片機功能更加強大，應用仍然很普遍。大多數高等職業院校在開設單片機實訓課程時，實訓項目大部分是利用現有的實驗教學設備進行訓練。由于教學設備是成品，線路大多在成品電路板中已經設計好了，從外部根本看不到電路是如何連接的，且生產商很少配備完整的電路原理圖，學生在做實訓時，要求連的線很少，很難參與到電路設計的細節中，動手能力也就很難在實訓課程中得到訓練和提高。而且傳統教學過程中未引入工程項目實踐設計，導致學生缺乏整體設計能力,動手能力普遍較差。
基于該課程應用性較強的特點，必須把實驗和實踐教學環節作為學習的關鍵。通過總結近年實踐教學的經驗，本文將通過過程項目化教學開展實訓，使學生直接參與到項目過程中，以真實的工作過程及工作步驟為依據，融合“教、學、做”一體化的教學手段，用以提高學生的單片機系統設計的動手能力。
本文以簡易音樂播放器設計項目為例講解單片機應用實訓的項目化教學實施。
1 任務引入
該項目任務設計一個簡易的音樂播放器，硬件電路如圖1所示，圖1是由單片機最小系統，獨立式按鍵電路、數碼管控制電路及蜂鳴器電路組成，通過對該項目的proteus仿真實現，學生可以鍛煉綜合運用按鍵、數碼管及蜂鳴器的軟硬件設計方案。在圖1中，利用K1按鍵對選定播放的音樂段，在播放的過程中可用此按鍵暫停；用K2按鍵選擇待播放的幾段音樂中的一段；數碼管顯示當前系統所播放的是選中的是第幾段音樂。該項目硬件電路設計實際上并不復雜，軟件編程主要是單片機定時器技術、中斷技術的應用。教師可以通過對音樂索引和節拍產生原理的講解，讓學生掌握每個高脈沖或低脈沖的延時形成某種頻率的聲音輸出方法，每個不同頻率聲音輸出的時間長短形成節拍的方法，以及高低音的產生方法。
通過硬件和軟件的設計和學習，該項目實施并不復雜，但涉及到學生學習過的課程門類還是比較多的，學生必須通過對Protel課程、C語言課程、單片機課程與音頻產生知識等相結合，把單門課程動手實訓轉換為以實際工作環境為導向的順序工作過程，按照步驟學習的過程就變成了實際項目實施的工作過程，且學習的每一步驟是實實在在的工作過程，有效地將學生的理論知識、實踐知識、職業態度和情感等內容整合成相對完整的有機系統。
2 項目實施步驟
通過項目的內容描述，使學生更加清楚地了解實訓的目的，學生知道該做什么。結合實訓，我們將對實施項目化的過程進行具體研究設計。
2.1 總體設計
根據簡易音樂制作的工作順序，對該實訓項目進行總體設計，將整個實訓過程分解成各個具體工作任務，然后整理成與各個分解內容相適應的八個步驟，實訓時間為二周，內容如表1所示。
2.2 具體實施
表1很詳細的給出了總體設計，這就要求我們教師必須對每一個工作步驟進行認真設計，讓學生有明確的目標，引導學生對每個步驟進行思考和實踐，這樣可以較大地調動學生學習單片機的興趣。
我們對實訓班級進行分組，隨機指定3~5人為一個小組，不允許自由組合。這樣對以后學生的就業是有利，在企業的崗位上是沒有資格挑選同事的，同時也能培養學生的團隊協作能力。
如步驟五，教師設計時的主要內容有：1、學習目標2、工作內容3、教學設計4、教學材料。學生在這一步驟結束時，可以掌握KEIL軟件的使用、匯編程序的編寫、軟件模擬調試的具體應用等相關實際工作內容。且每一個步驟完成后可以在表2中進行評價。
實訓過程中的每一個步驟都必須與指導教師充分交流和探討后方能進行下一步驟，雖然這樣會增加實訓指導老師的指導工作量，但可以從過程中很好地把握學生的完成情況，也讓大多數學生能夠完成項目的任務得到保障。
2.3 成績評定
成績評定的方式如表2所示，它可以很好地評價項目化教學過程中每位同學應該獲得的成績，也可以更好的與其它教學模式進行對比，從而體現出過程項目化教學的優勢。以小組為單位，檢查每個學生制作的產品是否滿足設計要求，K2按鍵按下能否正常的選擇所要播放的歌曲，K1按鍵按下能否正常的播放完一段完整的所選歌曲以及數碼管能否正常顯示所選歌曲的編號。以答辯方式進行考核，要求每位同學回答2到3個有關該項目制作過程中的軟硬件設計、系統仿真制作以及實訓體會等方面的問題，根據這些內容的完成情況由教師填寫教師評定成績；小組互評內容在每個步驟完成后根據教師設計的每一步驟內容完成情況由小組集體評價填寫相應的互評成績，適當增加互評成績在總成績中的比重，這樣有利于對同一水平的產品發現問題和解決問題，讓同學之間進行對比，加深學生對項目實施過程中的產生問題的印象；自評內容是每位同學自己在每次步驟完成后，根據教師設計的每一步驟內容完成情況進行打分，并給出各個步驟的說明。每位同學的最終綜合成績=教師評定成績*30%+小組互評*50%+自評*20%。
3 結語
通過以上對單片機實訓方法的改革探索和實踐，形成了以學生為主體、教師為主導的教學課堂，形成了講與練相結合、教與學互動的教學模式。教學效果已有明顯改善。學生的學習興趣得到了提高，學生在實訓的過程中能積極思考，發現問題并解決問題。學生的知識體系在真實的工作過程中，在小組協作的過程中得以建立。這不僅培養了學生的專業能力、社交能力、團隊精神，同時也增強了學生的自信心。當然，教學改革是一項長期和系統的工程，我們將繼續努力，培養符合社會需求、更加優秀的相關專業人才。
參考文獻
［1］劉燎原,孫秋波.Proteus軟件在單片機項目教學中的應用[J].徐州建筑職業技術學院學報.
關鍵詞：單片機；項目式；理實一體化；改革與實踐
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）10-0114-02
許多高職院校在單片機教學時，仍采用以前本科和專科院校的教學模式，先理論，后實踐，理論教學和實踐教學脫節，而且實踐教學僅限于驗證性的實驗，但是《單片機》課程是一門綜合性課程，不僅要應用C語言或匯編語言進行編程，而且涉及到應用項目的硬件設計，這種實踐性非常強的課程采用以往的教學模式，學生普遍感到內容抽象、枯燥、難學，從而產生厭學情緒，再加上實踐教學的教學環境、教學設備的局限，學生學習的理論知識不能夠當時在課堂上進行實訓，極大地挫傷了學生的學習積極性，致使學生的學習效果不佳，不能適應當今社會的需求。
基于以上情況，我們對《單片機》課程進行了項目式理實一體化教學改革。首先，改革以實際應用為導向，并充分考慮高職學生的接受能力，編制了《MCS-51單片機項目教程》。教材以項目為大章節，任務為教學單元，打破原有的界限，拋開原有的硬件結構、指令、編程的先后順序，將各部分內容分解成一個個知識點，為了完成一個任務抽取不同的知識點加以組合，使得學習過程變成一個不斷成功的完成任務的過程。其次，開發了與教材相配套的教學實驗裝置，使學生在學中做，在做中學，激發學生的學習積極性和主動性，提高學生學習效果。再次，充分利用現代信息技術和通信技術，針對單片機教學中的難點和重點，開發制作相關的微課，滿足了學生對課程知識點的個性化學習，按需選擇學習，既能查缺補漏，又能強化鞏固知識。最后，改變終結性考試為項目的過程考核，針對不同的項目制定不同的考核標準，項目成績是學生學習的壓力和動力，極大地激發學生學習的主動性，提高學生的思維水平，激發學生的潛能。
一、課程教學內容改革
《MCS-51單片機項目教程》以單片機應用為主線，按照人的認知規律，遵循由淺入深、由易到難、逐層遞進的原則，以Atmel公司的AT89C51單片機為例，把單片機的基礎知識，基本結構、指令系統、中斷系統、定時/計數器、串口通信等理論知識和實訓環節合二為一，把整個課程的教學內容融入到九個基礎項目中。每個項目在對單片機的應用知識、相關電路以及編程技巧進行專項訓練的同時，又有新的內容加入，使得學生逐步樹立信心，增強興趣。在教材的最后設立了兩個綜合應用項目，把單片機的知識與現實生活中的實際應用及我們所學習的專業知識結合起來，集中力量訓練學生的綜合運用單片機知識的能力和自身的專業技能。
二、理實一體化的教學模式
在實際的教學實施中，采用了理實一體化的教學模式。在這種模式下，課程的教學內容是以任務驅動的單片機項目的相關知識。課程的教學時間是以教學周為單位，這樣有利于教師和學生利用整塊的時間進行項目的理論學習和實訓操作，不會出現一個項目還沒有完成就要進行下一門課程的學習，干擾本課程教學和學習的情況。課程的教學地點是專門的單片機實訓室，單片機實訓室內既有教師理論授課所需要的多媒體設備、教學白板、計算機、MCS-51單片機教學實驗板，又有供學生實訓所需要的計算機和MCS-51單片機教學實驗板。
在項目教學的實施中，教師首先給出項目目標和項目效果的演示，然后對相關的理論知識進行講解，其次教師對學生進行分組，布置任務，學生在教師的指導下進行硬件電路設計、軟件編程、仿真調試和實際運行。在硬件設計方面，充分利用當前最為流行、常用的仿真軟件Proteus，利用PC，讓學生實際進行硬件電路的設計和仿真。并由學院統一購置部分項目的元器件，讓學生實際進行部分項目硬件電路的焊接和調試。在軟件編程方面，結合學院課程設置和學生的編程基礎，摒棄了與硬件密切相關的匯編語言，采用C51作為編程語言進行項目程序的編寫，利用ISP下載軟件，下載到自行研制開發的MCS-51單片機教學實驗板上進行程序的實際運行、調試和更改。對不同層次的學生，可設計不同難度的程序，對學生進行分層次教學。學生以組為單位進行學習，讓學生在學習過程中相互切磋，相互交流，既有利于學生知識的鞏固和提高，也訓練了學生之間的相互合作精神。對于硬件設計和編程能力較強的學生，可以在完成電路基本設計和軟件編程的情況下，對軟件編程進行進一步拓展，因材施教，最大程度地發揮每個學生的最大的潛能。對于課程教學中的重點和難點和疑點內容，開發制作微課，便于學生在課下反復學習研究。
圍繞項目進行單片機知識教學、以周為教學時間單位，在專用的單片機實訓室進行教學，這些都保證了《單片機》課程理實一體化教學的實施。理實一體化教學模式的改革，將教學內容融入到項目任務中，在教師的指導下，通過“預備知識講解布置任務硬件設計軟件編程仿真調試實際運行任務考核”六個步驟，變學生的被動學習為主動學習，使學生在學中做，做中學，極大調動了學生學習的積極性和主動性，不但理論知識扎實，而且實際動手應用能力也取得了很大的進步，鍛煉了學生的團結合作精神，取得了良好的教學效果和學習效果。
三、課程考核方法的改革
對學生的學習成績評定方面，采取項目的過程考核的方式。針對不同的項目，我們采取不同的考核方式，例如項目二是單片機的C語言編程，我們采取的是“平時成績+卷面考試”相結合的考核方式。平時成績考核學生的出勤、紀律、學習態度及對部分知識的掌握和應用能力，卷面考試比較全面地考察了學生的基礎知識掌握能力和對知識的應用能力。對于學生實踐性較強的項目（例如項目三等），我們不僅考核學對基本知識的掌握，還要考核學生對知識的實際應用能力、創新能力。具體的考核方式如下表所示：
在單片機課程教學中，采用過程考核的方式，旨在考核學生平時掌握知識的程度并靈活運用的程度，以及分析解決實際問題的能力，避免了學生平時不認真學習與實踐，考試前臨時突擊的現象。
四、結束語
經在電氣自動化技術和鐵道通信專業學生中進行實踐，《單片機》項目理實一體化課程改革取得了良好的教學效果。班級學生的學習主動性明顯提高，實際動手能力也有所提高，在學生畢業實習中受到用人單位的好評。
參考文獻：
[1]王正勇.單片機應用技術課程理實一體化教學改革與實踐[J].工業和信息化教育2013（1）
[2]費寶陽.《單片機》綜合實訓的分層次教學[J].機械職業教育2010（2）.
關鍵詞：項目驅動法；單片機；課程體系
作者簡介：趙永熹（1979-），女，山東青島人，上海電力學院電力與自動化工程學院，講師；黃云峰（1971-），男，江蘇無錫人，上海電力學院電力與自動化工程學院，講師。（上海 200090）
基金項目：本文系2012年上海電力學院教學改革項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0055-01
“單片機應用技術”是電氣工程專業的主干課程，也是讓學生較為頭痛的課程。關于該課程的教學改革探討幾乎每年都有新的思想出來，這是因為單片機技術本身在不斷地發展，學生的素質也在不停發生變化。項目驅動法并不新鮮，該方法的教學實踐已經體現在電工基礎教育各個層次當中。如彭遠芳等人提出了應用驅動法細致地分解單片機技術的教學內容，構建了教學內容體系；程書偉提出以綜合項目訓練為突破口，解決了實際應用環節中的各種問題。在項目驅動法的教學實踐中，大部分教師關注的是任務的分解和任務的實現。而方法的本身是讓學習過程成為人人參與的創造實踐活動，方法注重的不是結果而是過程。本文構建的單片機項目驅動法教學體系，關注實施過程的教學反饋，加強教學輔導，教學結果表明，該方法確實有效提高學生的自覺能動性。
一、項目驅動法原則
所謂的項目驅動法，是師生通過實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。在項目的教學過程中，學習成為一個參與的創造實踐活動，注重的不是最終的結果，而是項目完成的過程。學生在項目的實踐過程中，理解知識和掌握技能，培養分析和解決問題的能力。項目驅動法設計流程如圖1所示。項目選取要以教學的內容為依據，以現實的對象為材料，既要包含基本的教學知識點，注意根據學生的特點，盡可能設計一些帶有趣味性、實用性項目。項目設計要有明確的教學目標，分散教學重點和難點，符合教學認知規律。項目設計有如下原則：應用性強、理論和實踐結合、可自學、有梯度。項目開展是教學的中心環節，教師先講后示，學生以組為單位，合作完成項目。教學輔導是對課堂教學的補充，可通過網站和實驗方式進行。項目評估是重要反饋環節，評價學生學習效果，改善教學方法。
二、課程教學體系構成
1.項目內容構建
傳統的單片機教學模式以“知識為本位”，教學上注重知識的系統性與邏輯性，但卻忽視了對學生能力和創造性的培養。
“項目驅動法”打破原教學結構框架，將單片機課程的核心技術分解為若干知識點，并通過具體實例來體現。一個項目需要用不同的知識點去組合和搭建，每一個項目又分解為若干任務，項目的完成是在教師主導下以學生為主體的一次完整的教學活動。依據電氣工程專業單片機教學內容要求，構建“單片機應用技術”課程項目內容及任務描述如表1所示。對單片機教學內容點進行整理分解為三大部分：基礎、技能、綜合。基礎部分教學內容有單片機組成、實驗教學平臺使用、單片機輸入輸出口、數碼管顯示技術等；技能部分教學內容有：定時器/計數器、中斷、串口通信、電機控制等；綜合訓練教學內容有：數字電壓表設計和路燈控制系統等。每部分教學內容對應具體項目任務，如輸入輸出口對應信號燈控制實驗；中斷系統對應秒表系統設計等。
2.教學體系構建
應用項目驅動法設計單片機教學體系，如圖2所示。在基礎訓練階段，教師通過講解和演示形式帶學生進入實驗狀態，讓學生熟悉實驗教學平臺使用方法和常用的編程軟硬件。單片機教學網站可以利用設備廠商的論壇和單片機技術論壇開設的專門版面來討論技術問題。完成一個訓練部分則寫一個項目報告書。項目報告書不是實驗報告。項目報告分為三個部分：項目內容、實驗方法和結論。項目報告是檢測學習成果的關鍵環節。通過項目報告，教師了解學生學習進度和項目難易程度。基礎訓練階段完畢進入技能訓練環節。這個環節設置與基礎訓練一致。教師先講后演示，學生在項目結束后，撰寫項目報告并由教師據此進行教學評估。綜合訓練環節不再設置講解環節，教師布置題目后，學生自行完成，教師點評項目報告。最后的環節是提升，部分優秀同學可以加入電子科技大賽來提高水平。這種課程體系設計按照從易到難的認知過程設計，符合學生知識水平；每個環節教師起領開頭，點評結局；依據階段成果，教師可以適當調整小組的項目難度和進度；該體系即能覆蓋全面，又能起選拔人才作用。
三、實際教學體會
基于“項目驅動法”的單片機課程一體化教學，打破理論與實踐教學的界限，課堂教學從原來的教學區搬至單片機實驗室，利用實驗室強大的軟硬件資源、網上課程資源及科研資源的優勢，采用多媒體教學手段，并以網絡學習管理系統為平臺，方便地實現了多種教學資源之間快速的無縫鏈接。
1.在基礎訓練階段
教師任務比較繁重。教師除了正常教授知識點外，還需要詳細介紹天煌單片機教學實驗平臺的硬件資源和WAVE仿真軟件使用操作方法。學生初次使用平臺和軟件時會遇到各種問題，但每個問題的解決都是種技能的提高。學生人數多，教師不可能兼顧。只有通過優秀組和優秀學生的示范作用，才能把大家帶入項目訓練狀態。項目報告的撰寫不同于實驗報告，不是每個項目都需要撰寫，只是訓練環節結束后，學生就某個熟悉項目撰寫報告。優秀學生給同學匯報項目報告，教師點評學生報告，給以信心和鼓勵。
2.技能訓練階段
學生熟悉了平臺使用后，進入提高階段。每個目標任務都是要結合具體的知識點。如秒表設計要用定時器中斷技術和調用LED外部硬件資源。學生在調試過程中會有較多的失敗經歷，教師要鼓勵學生面對挫折，尋找科學調試方法。
3.綜合訓練階段
學生學會組織分工和聯合調試。如交通燈控制，學生首先了解交通燈控制流程，設計交通燈相位控制核心內容，把時序控制、顯示、輸入、故障處理各個部分分配到人。以上子項目都涉及傳感器、電子技術和控制理論等，可以幫助學生回顧所學知識，使得“單片機應用技術”這門課程成為一門綜合應用課程。
以項目為驅動的教學方法激發了學生的學習興趣，使得學生能主動分析和思考問題，得到了創新鍛煉。在2012年上海市電子科技大賽中，我校學生取得了二等獎好成績。
四、結論
以項目驅動法為理論重樹單片機課程教學體系，梳理教學內容，以教師為主導，學生為主體進行項目教學活動。在實施過程中加強教學反饋環節，各種軟硬教學資源進行教學輔導，使得項目驅動法取得很好教學成果，學生的科技創新能力得到了培養。
參考文獻：
[1]彭遠芳，陸勤，胡寧，等.基于“項目驅動法”的單片機課程一體化教學的探索與實踐[J].計算機教育，2010，（6）.
[2]程書偉，張丹，程曉旭.基于“項目驅動法”的數字電路課程教學的探索與實踐[J].電腦學習，2010，（3）.
單片機在儀器儀表智能化、機電一體化、家電自動化方面的應用有著獨特的優勢。隨著單片機技術在我國各行各業的廣泛應用，社會急需大量的單片機開發及應用人才。因此我國高職高專院校電氣、電子、計算機、機電一體化等許多專業已經開設了單片機課程。該課程是一門理論性、實踐性和綜合性都很強的課程，學生在學習時普遍感覺到不易理解和掌握，教學效果也不夠理想，特別是機電專業的學生，對電方面的知識掌握得很少，思維方式還沒有建立。因此，要求教師在教學上要多下功夫，積極探索符合學生實際情況的教學模式。筆者結合高職高專院校單片機課程的特點和教學現狀，把項目驅動式教學模式應用到單片機教學中，并取得了比較理想的教學效果。
傳統的單片機教學，均以單片機的結構為主線，先講單片機硬件結構和原理，然后講指令系統，中斷系統和定時/計數器，串行口通信及其接口，單片機擴展系統和D/A和 A/D轉換的接口技術，最后再講一些實例，按照這種教學方法，學生普遍感到學得吃力。第一部分內容講的是單片機的結構和原理，這些還好理解，學生們還能接受。第二部分是單片機的指令系統，一開始就講尋址方式，學生們對地址的概念非常模糊，不知道地址的計算方式，還有111條指令都要掌握，學生們感到很難，學到這里就沒有積極性了。第三部分是單片機的程序設計，這一部分是用匯編語言來進行程序設計，學生的語言基礎很差，甚至可能沒有接觸過C語言，短時間內很難掌握匯編語言的編程技巧。學生們根本不清楚單片機的開發是怎樣的過程，更別說仿真器的應用。后面的中斷系統和定時/技術器和串行口，這一部分更加抽象，學生們往往是一頭霧水。
為了提高學生的學習興趣，取得好的教學效果，我們可以在教學實踐中采用項目教學方法。所謂項目教學，是指在老師指導下，學生從頭到尾完整地實施一個項目。這里的項目有兩個要求：其一是項目應該包含豐富的教學知識點，無論哪種教學方法，教會學生知識，讓學生學會運用知識是教學活動不變的目的，所以，為教學設計的項目應該包含教學大綱要求的全部知識點；其二，項目應該具有一定的應用背景，應該來源于生產生活，也應該能夠應用于生產生活。只有具有一定的使用價值，我們的項目才具有意義，才能充分調動同學們的學習興趣，使學生從“要我學”變為“我要學”。
二、項目教學法的設計原則
在項目教學的實施過程中，可以采用小組合作方式進行組織，把學生分成若干個小組，組內合作共同完成一個學習項目。在老師指導下進行小組合作項目教學，使學生在學習單片機基本知識的同時，鍛煉團隊協作能力，是提高學生實踐能力的有效教學方式。在組織實施過程中必須充分重視任務的科學設計，使之從各方面得到優化。讓學生在設計的過程中看到所學知識是有用的，知道應用的方法和技巧，并且在教學項目設計的過程中要采用合理、科學的設計方法，使所設計的項目教學過程由易到難，循序漸進。盡可能采用簡單、短小、易于實現的設計，只要能夠包含要講解的知識點即可。對于復雜的項目可以采用分解的方法，使之變成若干個簡單的子任務，逐步講解，逐步實現，讓學生詳細了解項目的實現過程，學習到蘊涵其中的知識和設計技巧。
項目訓練完成后的總結至關重要，學生應該對每一個項目進行書面總結，詳細說明項目訓練的目的、實現過程與步驟、實驗現象解釋以及知識點總結等。老師在學生總結的基礎上，結合學生對知識點掌握和運用情況，對知識點系統化，加強學生對知識的掌握和理解；對學生的項目方案規劃設計進行總結，增強學生的項目設計、實施的完整性和有效性，提高他們對關鍵問題的解決能力；對學生的合作情況進行總結，強調團隊合作，加強協作能力訓練。
三、項目教學法在單片機教學中的具體應用
下面以生活中最常見的霓虹燈為例(單片機控制發光二極管亮滅)來介紹項目驅動教學模式的具體實施過程。
1.設計項目
在此步驟中，教師要以教材的知識點為依據，精心設計任務，把所要學習的知識巧妙地隱含在任務當中。項目任務：從左到右流水燈的控制，單片機P1端口連接8只LED燈從左向右循環點亮，產生走馬燈效果， LED燈按固定時間間隔循環亮滅。
2.分析項目的任務
項目任務設計好后，分配給學生。學生可以根據自己的知識積累，結合硬件電路和任務描述分析電路如何工作，教師啟發和引導學生完成任務的思路、方法，培養學生分析問題和發現問題的能力。任務分析：8只LED燈接在P1端口，LED陽極連接P1，陰極通過限流電阻接地，P2端口相應引腳輸出1時，才會使LED燈相應地點亮，為產生單個LED燈循環滾動效果，P1端口初值設為01H（00000001B），這會使第1只LED點亮，然后把送給P1端口的數據循環左移，依次為00000010B，00000100B，00001000B，……直到變為10000000B后，第1次循環結束，然后繼續送第1只LED燈高電平，即可使8只LED燈從左向右形成循環走馬燈效果。
LED燈亮滅時間間隔延時子程序采用循環指令來實現，循環時間=機器周期（晶振頻率為12MHz時為1μs，晶振頻率為6MHz時為2μs）×指令所需機器周期數×循環次數。在系統時間允許的情況下可以采用此方法。
3.項目的實施
可以運用兩種軟件來進行實施，一種是基于Keil C51仿真器的設計，另一種是基于PROTUES軟件仿真器的設計，語言方面可以用匯編語言和C語言來進行編程。下面以基于Keil C51仿真器的設計來進行實施的過程。
（1）硬件設計。硬件電路連接圖如圖1所示。P1.0～P1.7分別連接到L0～L7上。
（2）軟件設計。匯編源程序：
//循環左移由函數_crol_完成，需要添加頭文件intrins.h
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit LED=P1^0;
void DelayMS(uint x)
{
uchar i;
while(x--)
{
for(i=0;i
}
}
void main()
{
P1=0x01;
while(1)
{
P1=_crol_(P1，1)
DelayMS(5000) ;
}
}
（3）調試與仿真。在超想-3000TB綜合實驗儀上按硬件電路圖將P1端口的8個引腳連至L0-L7插孔后，在Keil C51中輸入程序、編譯，改正錯誤后，連接、運行程序，觀察8只發光二極管按程序中輸入的時間間隔循環點亮。如果在仿真器中進行調試的話，在Keil C51中的調試仿真結果如圖2所示。
4.分析與討論
學生根據前面觀察測試到的現象及實驗過程中遇到的故障問題進行分析、思考、討論及交流，直至大家找出新的知識點。例如，開關合上時LED點亮，如何對開關狀態進行檢測；又如，程序運行時，發光二極管只能微弱發亮，為了提高亮度應該怎么辦。
5.總結評價
這是學習知識的提高階段。任務實施結束后，教師要對任務實施中涉及的知識點和相關職業技能加以總結，使學生全面掌握知識點，達到教學要求。通過回顧和總結還可以開拓學生視野和思路，擴展學生的知識面。最后，教師應根據每個學生任務完成情況進行客觀評價，提出改進意見，激勵學生更好地完成后續任務。
關鍵詞：單片機；高級技工學生；項目開發能力；交通燈控制系統
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）05-0122-02
隨著科學技術的發展和社會的進步，單片機的應用已滲透到各個領域，從航天裝置、智能機器人、工業自動化過程的實時控制和數據采集及處理，到我們日常生活中的各種家用電器，安全保障監控系統、智能IC卡等，單片機在人們的生活中正發揮著越來越重要的作用。為了增強高級技工學生的就業競爭力及參加工作后的發展潛力，必須全面培養學生的項目開發能力，以適應時代的發展要求。在高級技工技能學習中，學生不僅應該掌握一定的理論與技術知識，而且應該建立及培養相關項目開發的思維觀念與能力。
通過對單片機課程的改革設計，不僅使學生在理解單片機課程理論的基礎上，實際動手開發一個項目，而且培養學生應有的團隊協作、主動學習、創新思維、綜合運用、動手實踐等能力，使單片機課程教學成為開發學生潛力、培養實踐能力的“陣地”，成為體驗項目開發過程的“運動場”。
精心設計單片機課程教學
內容，培養學生的項目開發能力
課程采用模塊教學 培養學生掌握單片機技術在日常生活中的應用，鍛煉學生動手實踐能力、創新能力和新產品設計開發能力，為將來從事單片機新產品設計開發、檢測和維護等工作奠定堅實的基礎。教學實施設想依據單片機系統的開發研制過程，將單片機課程內容分成七個模塊（見圖1），每一個模塊又包含一些子課題。技能訓練按照遞進式模式開展如圖2所示。模塊一單片機結構及開發設計流程包含五個課題：單片機結構、單片機工作條件、單片機輸入/輸出端口結構、單片機開發設計常用軟件、單片機開發設計流程；模塊二單片機指令系統及匯編語言程序設計包含六個課題：程序設計基礎、延時程序、輸入輸出程序、代碼轉換程序、數據排序程序、算術運算程序；模塊三單片機簡單應用電路設計包含九個課題：彩燈控制器設計、加法運算器設計、數顯搶答器設計、籃球比賽計分器設計、密碼電路設計、曝光定時器設計、送料小車控制器設計、LED點陣顯示器設計、交通燈控制器設計；模塊四單片機內部三大功能包含三個課題：中斷系統及其應用、定時/計數器及其應用、串行通信及其應用；模塊五單片機接口電路及其應用包含四個課題：鍵盤接口電路及其應用、顯示器接口電路及其應用、模數轉換接口電路及其應用、數模轉換接口電路及其應用；模塊六單片機C語言程序設計包含兩個課題：C51程序設計基礎、C51簡單程序設計；模塊七單片機系統擴展包含五個課題：并行擴展、串行擴展、LCD液晶顯示應用電路設計、基于I2C總線的E2PROM電路設計、基于SPI接口的D/A轉換電路設計。
教學內容組織特色 將Wave、Keil、Proteus、Protel軟件、仿真器和編程器應用貫穿整個教學活動中；將指令融入程序設計中講解；設置多個系統化的單項及綜合應用訓練項目；有完整的電路原理圖、仿真電路圖、源程序清單、參考印制電路板。
通過模塊學習、技能遞進訓練，學生可掌握單片機硬件設計和程序設計的相關知識，熟悉單片機應用系統的組成和開發方法，懂得單片機系統調試與維護技術，并在實際制作的基礎上，了解單片機控制的電子產品生產工藝和生產管理方法。在“教學做”一體的教學過程中，通過分組實施，提高學生的溝通能力、團隊合作及協調能力，培養嚴謹的邏輯思維能力、縝密的工作方式和強烈的責任意識。
采用適用單片機課程的教學
方法，達到更理想的教學效果
依據教學內容的組織，在單片機課程教學中，主要采用三種教學方法：任務驅動教學法、項目教學法、工作過程導向教學法。根據不同內容選擇相應合適的教學方法，不能機械地采用某種單一教學方法。
任務驅動教學法 適合非項目的知識和技能點教學。任務目標：提出本次課要解決的一個具體的工作任務；任務分析：分析解決本任務的方法及步驟；相關知識：講解實現本任務所必需的知識。任務實施：本任務實現的過程及結果。
項目教學法 適合單項項目教學。項目引入：提出一個具體要實現的工程應用項目；相關知識：講解項目設計所必需的知識；項目實施：講解項目實施的步驟及結果；知識拓展：講解項目拓展應用知識。
工作過程導向教學法 適合綜合項目教學。明確任務：明確本次設計的任務目標；制定計劃：通過自主學習制定本次設計的不同設計方案；做出決定：選擇一個最適合自己的設計方案；實施計劃：完成本次設計的步驟及結果；檢查控制：檢查是否符合本設計提出的各項設計任務要求；評定反饋：對完成的設計進行綜合評價，并給出評定意見。
設置項目開發課題，鍛煉學生項目開發設計應用能力
通過單片機系統項目開發，檢驗學生單片機應用技術的應用能力，以及團隊協作能力、溝通及計劃組織能力，突出學生創新能力和實踐能力培養，從而提升學生職業能力和就業質量。
項目開發課題 城市交道通燈控制系統，交道口模型如圖3所示。
任務 設計并制作一個城市交道通燈控制系統。
項目開發時間與方式 采取團隊方式進行，每組由3名學生組成，其中組長1名，并可配1名指導教師。項目開發時間一個月，以完成的質量與速度作為評定標準。
要求 第一，基本要求。（1）在1m2左右木板上制作交道口模型，安裝交通燈。交道口模型如圖3所示。（2）交通燈控制規則。每個街口有左拐、右拐、直行及行人四種指示燈。每個燈有紅、綠兩種顏色。自行車與汽車共用左拐、右拐和直行燈。共有四種通行方式：一是車輛南北直行、各路右拐，南北向行人通行。南北向通行時間為1分鐘，各路右拐比直行滯后10秒鐘開放。二是南北向左拐、各路右拐，行人禁行。通行時間為1分鐘。三是東西向直行、各路右拐，東西向行人通行。東西向通行時間為1分鐘，各路右拐比直行滯后10秒鐘開放。四是東西向左拐、各路右拐。行人禁行。通行時間為1分鐘。在通行結束前10秒鐘，綠燈閃爍直至結束。第二，發揮部分。（1）有倒計時時間顯示。（2）若交道口出現緊急情況，交警可將系統設置成手動：全路口車輛禁行、行人通行。緊急情況結束后再轉成自動狀態。（3）當有119、120等特種車輛通過時，系統自動轉為特種車放行、其他車輛禁止狀態。特種車輛通過15秒鐘后，系統自動恢復，用模型車演示。
評分標準 基本要求：60分；發揮部分：20分；設計報告：20分。
改變課程考核評價體制，突出自主項目開發的重要性
按以往，這門課程結束后，參加學校組織的期末筆試，只要考試及格，該門課程就算考核通過。這樣做有諸多不利，學生為了應付考試，只顧背指令、背程序，而忽視了單片機是一門實踐性的課程，不注重實際操作，結果導致許多卷面成績非常優秀的學生，連一個流水燈實驗都不能完成。為此，學校應打破傳統的筆試考核模式，學生仍然要參加期末考試，但是期末卷面成績在期末總評成績中所占的比重要大幅下降：期末卷面成績占30%，平時作業占30%，自主項目開發設計占40%。這樣，可利用考核評價體制，激發學生單片機的項目開發熱情，加強自身實踐動手能力培養。這也更為符合高級技工學校的學情，為日后學生應用單片機知識解決工作實際問題打下良好的基礎。
參考文獻：
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關鍵詞：單片機；模仿；教學法；項目式
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 章編號：1009-3044（2016）25-0137-03
1 背景
《單片機技術》這門課程對電子、通信、自動控制、機電等工科專業的學生來說是一門非常重要的課程，但是很多學生都普遍感到這門課很難學，聽不懂，老師也覺得這門課不好教。我想原因是多方面的，復雜的。一方面，學生的基礎差，學習的興趣不高，缺少了學習的積極性和主動性；另一方面，老師的教學方法沒有與時俱進，仍然是一支粉筆、一本書，從頭講到尾，整個教學過程缺少了學生參與，不能夠很好地理論聯系實際，自然吸引不了學生。因此要教好單片機這門課程，首先就要改變傳統的教學方法，提高學生的學習興趣，要充分利用現有的多媒體技術、單片機仿真軟件和單片機開發板等實驗室設備和條件，把理論與實踐有機地結合起來，使抽象的內容具體化，復雜內容簡單化，讓同學們看得見，摸得著，從而提高了學生的學習興趣，達到事半功倍的效果。
下面以單片機教學過程當中最常用的霹靂燈項目為例，介紹項目式模仿教學法在整個單片機教學中的過程。
2 項目的設計要求及工作原理
2.1 項目的設計要求
所謂“霹靂燈”就是指八個發光二極管（LED燈）排成一排，任何時候只有一個發光二極管亮，其他都是滅的。燈亮的順序先是從左到右依次點亮，間隔時間為1秒，然后再從右到左依次點亮，如此反復。八個發光二極管由單片機的P0端口驅動。當P0端口的某位為0時，對應的LED燈點亮，反之為1時，對應的LED燈熄滅。
2.2 實際電路展示
老師在課堂上首先把制作好的“霹靂燈”電路的實物拿出來，并接上電源演示給同學看。為了方便展示，可用四節1.5v電池串聯作為單片機工作電源，現場實物演示。同學們看到8個LED燈從左到右，再又從右到左的流水效果，都感覺十分新奇，自然學習的興趣也就提高了。這時，老師就可以從電路的結構、工作原理、制作方法等方面一步步展開教學了。
2.3 工作原理
要達到該項目的地，方法有很多種，最終的目的都一樣，就是如果左循環只要將單片機的P0口先送11111110（即0xfe），0亮，1不亮，然后再循環左移變成11111101（即0xfd）……依次類推，最后送入01111111（即0x7f）；如果是右循環只要將單片機的P0口先送01111111（即0x7f），然后再循環右移變成10111111（即0xbf）……依次類推，最后送入11111110（即0xfe）。在這里我們可以利用左移后在利用OR運算，即LED=（LED1）|0x80指令。當然，也可以利用C51自帶_crol_（） （循環左移）和_cror_（） （循環右移）的庫函數指令來實現。
3 項目的硬件電路設計
3.1 單片機最小系統的設計
單片機最小系統的設計主要包括時鐘電路，復位電路，電源電路以及存儲器引腳處理電路。51系列單片機內部已經具備振蕩電路，只要在單片機的18、19兩個引腳連接簡單的石英晶體與電容組成的并聯諧振回路即可。如圖1所示，時鐘電路主要包括C1、C2和CRYSTAL（晶體）。單片機的工作頻率主要取決于晶體的振蕩頻率，一般工作頻率為0～24MHZ，而本項目設計中采用的是12MHz。電容C1、C2一般取30pF左右，電容的大小對工作頻率的影響很小，只起微調的作用。
復位電路如圖1所示，主要由電容C3、電阻R1和按鈕開關PB組成。復位端（Reset）是單片機第9腳，當該引腳上出現2個機器周期的高電平就可產生復位動作。因本電路中采用的是12MHZ晶振，2個機器周期約為2us時間。而在復位電路中使用的電阻R1為100KΩ，電容C1為0.1uF，其充電的時間常數遠大于2us的時間，所以足以使單片機產生復位的動作。電容兩邊并聯的按鈕開關PB是一個手動復位開關，當按下PB后，約產生10ms左右的高電平脈沖，同樣起到復位的動作。
3.2 “霹靂燈”電路的設計
如圖1所示，“霹靂燈”電路主要包括八個發光二極管D1～D8和排阻RN1組成。發光二極管通過排阻RN1分別接到單片機的P1口，排阻RN1在這里起到限流作用，通常取150Ω～470Ω之間。
4 軟件的設計、仿真和調試
4.1 流程圖
如圖2所示。
4.2 程序設計、編譯、調試和仿真
5 實際電路的演示
當通過Keil C軟件調試/仿真功能正常后，就可以使用在線仿真器進行在線仿真，看是不是達到預期的效果，如果有問題，則反過來再仔細檢查線路的連接和程序，直到問題解決為止。若沒有在線仿真器也可以直接把hex文件通過專門的數據線和程序下載到單片機芯片中，再按照圖1的原理圖用面包板和導線把各個元件連接起來，以取代在線仿真器，然后送電以達到預期的教學目的。在這里我們用的單片機應采用89S51/89S52系列的單片機，因為這種系列單片機采用的是Flash技術的內存，只要5V電壓即可刻錄與擦除，可以反復擦除達1000次以上。圖6為具有USB下載功能的單片機開發板，通過此開發板可以很方便地把編寫的程序燒錄到單片機的芯片里去，再通過面包板、把元件按圖1所示用導線連接起來，達到預期的效果。
6 學生模仿制作
當實際電路演示成功后，學生各個興趣都很高漲，躍躍欲試，都想自己親自試一下。趁著學生興趣正濃時，適時地發給學生一些元器件、導線和面包板，讓學生對照原理圖去模仿連接電路、按老師剛才講的過程一步步去模仿編程、調試和下載等。當然，學生在模仿制作過程當中肯定會出現不少問題，例如二極管的正負極接錯、單片機引腳弄錯、編寫的程序有問題，不能順利通過編譯等等。當學生出現問題時，提倡學生自己去查找原因，找資料或相互之間討論，實在找不到原因時老師才給予幫助。當學生模仿制作成功后，就會感到十分有成就感，同時學習單片機的興趣也就逐漸提高了起來。
7 結束語
通過項目式模仿教學法，使學生從最初的簡單項目“點亮一個發光二極管”開始模仿制作到定時中斷、數模轉換等較為復雜的項目學習，最終完成教學大綱所規定的內容。這種教學模式改變傳統的只重理論不重實踐方法，把理論與實踐有機地結合起來。從理論到實踐，再從實踐到理論正是項目式模仿教學法的精髓所在，它是直觀教學、實踐教學、情景教學和仿真教學的有機結合。通過一段時間的模仿后，學生的讀圖能力、動手能力、分析解決問題的能力都得到較大地提高，興趣也變得很濃，再也感覺不到單片機很難學了，老師教起來也感到輕松很多。
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關鍵詞：項目導向；任務驅動；效果
中圖分類號：TP368.1-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 20-0000-01
現如今，科技正在飛速發展，很多智能電子技術以及產品在不知不覺中早已滲入到了人們的日常生活中，在各個領域都可以看到智能化技術帶給人們的方便與快捷。嵌入式微控制器又被稱作單片機，無論是在工業控制、通信設施、醫療研究、家用電器還是汽車配件上，都可以看到嵌入式微控制器的身影。而對于《單片機應用原理》這門學科來講，是學生感到最為迷茫和困難的一門課程，因為它除了要求學生掌握枯燥、乏味的編程語言之外，還要求學生對各種硬件電路的調試和設計方法有一定了解。為了可以幫助學生擺脫《單片機應用原理》枯燥、乏味、學習困難的心理現狀，給學生創造一個輕松、有趣、實用的學習氛圍，我院將“項目導向、任務驅動”教學模式引入了課堂，并取得了良好的教學效果。
一、“項目導向、任務驅動”教學模式概述
（一）項目導向教學模式的含義
“項目”是“項目導向”的首要前提，它是指在規定的時間內，使預算項目能夠達到預定質量的一次性任務，因此被稱之為“項目”。對于一個項目而言，它自身具有明確的開始時間以及結束時間，同時還有確定的目標。能夠使學生通過實踐方式去設計項目、管理和履行項目的全過程，所以被稱之為“項目導向”。這種方法是要讓學生在具體的實施過程中更好的配合老師完成規定的教學任務。在實際教學過程中，這種方法顯得極其重要。
（二）任務驅動的含義
站在學習者的角度上講，“任務驅動”模式實際上就是一種傳統意義上的教學方法，同時也是一種學習策略，特別適用于操作類技能的學習。這種“任務驅動”教學模式可以很好地抓住學生的學習興趣以及愛好特點，使學生的學習目標變得明確，使教與學變得生動有趣，便于學生更好的接受。對于“任務驅動”本身而言，它主要目的是圍繞著項目本身而展開的教學，所以在“項目”的建設上顯得至關重要，除了要融入各種信息技術的文化性、差異性、綜合性之外，還應當著重注意它的知識體系以及教學方法，使其能夠與其他學科進行滲透結合。
二、《單片機原理及應用》課程中教學模式的實施以及效果
本文以AT89S51為主要機型來進行課程中“項目導向、任務驅動”教學模式的實施，這種方法改變了以往的理論化教學模式，實現了教與學，以及實踐的結合。簡單來說，就是把理論與實踐有機的結合在一起，最后再進行課程設計。通過這樣的系統辦法，有利于學生對知識的有效掌握，提高他們學習的積極性。
在《單片機原理及應用》課程教學中，大量的運用了虛擬仿真對策，使學生在虛擬的環境下對知識有了更進一步的了解，提高了學習效率，并減少了資金數量，提高了學生的學習積極性。為了有效檢測學生的最后學習成果，還通過測試的形式對他們進行了評定。在測評中有卷紙形式和實際操作兩種手段，明確了學生的具體任務和基本要求，并將學生分為小組進行分析和討論，明確了主動性的重要意義。
三、實施“項目導向、任務驅動”教學模式的感受
在《單片機原理及應用》課程中實施“項目導向、任務驅動”教學模式，與以往的課程教學存在很大的差異，它對學生動手能力的要求更高，其特點也更清晰。具體來說有以下幾個方面：
（一）“項目導向、任務驅動”教學模式是以產品為載體的課程教學。簡單來說，也就是將教學內容進行劃分，把主要知識點分成幾個單獨的項目進行訓練，并把每個項目進行細化，使其內部有多個組成部分。這樣一來，任務會變得更加多元，學生的學習積極性和主動性都有了良好的提高。
（二）實現了理論與實踐的有機結合。在《單片機原理及應用》課程中實施“項目導向、任務驅動”教學模式，能夠把做與學進行完美的結合，保證每個任務都是由硬件電路焊接、軟件編程等系統組成的，從而使學生在學習中要進行動手操作，轉變了以往枯燥的教學模式，變“呆板課堂”為“高效課堂”，使課堂教學變成了實際的產品開發工廠。
（三）教學任務中融合了指令與編程教學。新的教學方式在課程中的應用，克服了以往教學內容的局限性，教學也不再是一味的講解指令與編程，而是實現了課堂的精心設計，通過實地訓練使學生掌握了有關的指令技術與結構程序。
四、課程中新的教學模式對教師提出的高標準
“項目導向、任務驅動”教學模式在《單片機原理及應用》課程中的進一步應用，對教師提出了更高的要求。教師在具有良好專業能力和素質的基礎上，還要能夠準確熟練的對設備進行操作，能夠設計出符合實際需求的項目，并具有較好的組織能力，保證教學的有效性。近年來，我國各大院校不斷進行探索，為教師素質能力的提高提供了實踐機會，并增加了資金的投入力度，實現了設備的更新，提高了學生的動手能力和操作能力，保證了教學模式在課程中的良好應用。
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【關鍵詞】項目教學法；單片機應用技術
《單片機應用技術》在高等職業學院開設以來，對普通單片機知識，推動單片機在工業、家庭及自動化領域的應用，直到了積極有效的促進作用。這門課程針對技術應用型人才的培養而開設，因此教學中側重于對學生進行應用能力的培養，強化技能訓練。
一、教學情況現狀
目前國內大多數高職院校都開設了《單片機應用技術》的理論教學，也有相關的實踐環節，由于這是一門理論與實踐性較強的學科，對于高職學生來說有一定難度。若采用傳統的知識驅動式式教學法，即先理論后實踐的方式，大量時間花在理念的講授上面，但高職學生的特點是缺乏抽象思維，擅長形象思維，因而導致學生逐漸失去了學習的興趣。另外，知識驅動教學法是以知識為核心，在課程教學中很多知識是分散的，缺乏貫穿所有知識的主線，學生在學完整門課程后難以建立系統的思想，形成不了體系，導致對單片機系統的開發僅停留在感性的認識上，這樣很難培養學生的學習能力、解決問題的能力、動力能力以及必要的職業素養。
目前各類高職院校采用各種教學改革來提高教學質量、培養學生的綜合能力，其中項目教學法以其直接性、整體性、自主性、實踐性等特征，在課程教學中廣泛使用。本文討論的重點就是項目教學法在《單片機應用技術》課程中的實施方法。
二、項目教學法的概念
項目教學法是師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動。該教學法的思路是以實際項目為目標，以“項目驅動”為主要形式，指導學生掌握項目實施的必備的理論知識，將實踐項目貫穿于整個教學活動的始終。學生在實踐過程中學習理論知識，掌握操作技能，將理論和實踐結合在一起，通過技能培養，學練結合，大大增強學生學習的信心、興趣和學習動力。
1、項目的選取
項目教學法中的項目來源是此教學方法的關鍵問題之一。選擇項目的主要標準是學生能夠接觸到的現實生活實例和教師自己的科研項目，能解決現實生活中的實際問題，并且市場也對此項目有所需求。在教學過程中，應盡量選取簡單而基礎的項目，涵蓋學生應掌握的知識點，并充分考慮學生現有的知識水平和完成項目任務的能力，難度適宜。
另外所選的項目最好能分階段性地完成。如果一開始就把整個項目呈現在學生面前，面對從未接觸過的新知識和“龐大”的項目，學生可能會產生恐懼情緒，不利于教學工作的開展。但如果把項目分成幾個子項目，每個子項目有一定的連貫性，通過由易到難的過程來逐漸完成整個項目，這樣學生容易接受，也符合認知的規律。在《單片機應用技術》課程中所選擇的項目就是按照這樣的規律來編排的，如從發光二極管顯示秒表鍵盤與數碼管交通燈（整個項目）。這樣隨著知識的逐漸積累和應用能力的逐步提高，學生的綜合能力逐漸形成。
2、項目教學法的實施過程
在教師講授某個新知識點之前，先給學生展示一個現實存在的項目情景（這里以交通燈為例）。首先讓學生分析十字路通燈運行的過程及規律，這些都是學生熟知的，能引起他們的興趣。然后在教師的引導下逐漸分析出完成交通燈系統所需要解決的問題：如發光二極管的亮滅怎樣通過單片機來控制？亮滅時間的確定是用軟件方法還是用硬件方法來實現等。
分析出所面臨的問題之后就要按照難易規律逐個解決，首先解決的是第一個階段的子項目“如何控制發光二極管的亮滅及如何確定時間”。子項目提出之后，并不急于給學生講授相關的理論知識，也不急于給學生布置任務讓他們去查找相關資料，而是先在實驗室里用仿真設備來模擬簡易交通燈——只有發光二極管在定時地亮滅。這樣做的目的是給學生一個參照模型，告訴他們行動的具體方向。
接下來按照學生情況進行分組，采取自愿組合+適當調配的原則，盡可能地使不同層次的學生在同一組里，起到相互幫助、相互激勵的作用。具體的任務如何分配，由組中選出的“項目組長”來決定，分配的原則是人人有任務，人人每次分到的任務性質不同（軟硬件交叉），使每位學生在一學期里得到各方面的鍛煉。
待每組成員找到各自的解決方案之后，首先進行組內討論，使組員相互了解對方的內容，形成系統整體概念。在這個討論的過程中，教師一定要參與到學生中間，以便了解學生目前掌握的情況，為后面的講解工作做準備。
通過參與學生的討論之后，收集學生中普遍存在的問題，如對于交通燈的亮滅時間問題，很多同學對延遲程序中延遲數值的確定不太明白是怎么算出來的，這個時候就要重點講解這個問題。由于學生帶著問題去聽課，效果自然好很多。在突出講解重點、難點之后，要對整個子項目所涉及的知識系統化地給學生整理一遍，對整個子項目做出總結。由于學生參與了前面的活動，自己有了一定的思考和認識，再來聽理論就能夠帶著問題去聽課，和教師之間有了更多的互動性。
最后一個步驟就是在實驗室中對學生所采用的方法進行驗證，當學生看到自己編寫的程序能成功實現簡易交通燈的功能時，能獲得較大的成就感，激勵他們更好地投入到下一個子項目的工作之中。
3、對學生的考核方法
傳統的對學生進行考核的方式是平時成績+期末考試成績，所謂的平時成績也就是通過點名、交作業情況給出，這樣容易出現學生人到教室而心不到，作業抄襲等現象；而期末考試也只是學生死記硬背教師劃下的復綱。這樣的考核方式不能調動絕大多數學生的積極性，同時也不能真實反映教學成果。
項目教學法最大的特點之一是學生作為參與項目的主體，充分發揮了學生的主動性。因此對學生的評價方式可以改為：增加平時成績的比重，側重點放在考核學生在平時的各個子項目中的表現，查找資料、相互討論、積極思考、創新性等幾個方面，最終將這些子項目的成績進行匯總作為平時成績，這樣就能調動學生的積極性。而期末考試也盡可能地根據條件和要求，將筆試改為機試或實操等。
三、項目教學法對教師提出的新要求
在項目教學法中教師的角色不再是一味地站在講臺上對學生進行滿堂灌，而是不斷變化的角色：當學生學習新技能時，教師是知識的傳授者；當學生運用已學技能時，教師是導航員；當學生自主討論時，教師是觀察員與參與者。正是由于這多種角色，在宏觀上，教師要把握好項目的選取方向、項目的難度、項目的實施進度等；在微觀上，要觀察學生的動態，掌握他們的最新狀況，不斷啟發學生學習的主動性。無論從哪個角度來說，項目教學法對教師能力都提出了更高的要求，只有不斷地提高自己，才能發揮項目式教學法的最大優勢，培養出合格的學生。
關鍵詞:單片機;在線仿真;實操訓練
單片機一詞最初是源于“SingleChipMicrocomputer”，簡稱SCM，它的主要作用包括運算和控制，單片機又稱為嵌入式微控制器，在智能儀表、工業控制、智能終端、家用電器等很多領域得到廣泛應用，單片機也成為各高校專業必修的的課程。學習掌握單片機對于學生來是相對困難的，因為單片機控制電路項目中包括硬件電路的設計與調試、軟件的程序設計，以及軟件和硬件結合問題。所以采用單個方式，或者部分方式，掌握起來相對因難。本文針對上述問題，提出一種結合方式，通過Keil、Proteus和萬能板器件電路實物，通過實物的練習，實物的調試，增加實操訓練，提高掌握效率。
1單片機課程教學現狀
1．1單片機課程理論化
現有部分單片機開設課程理論化，只有理論的學習，缺少實操過程，或者是沒有虛擬的練習。因為單片機的特點，它是由硬件、硬件電路、軟件、軟件調試組合課程，并且涉及到單片機內部結構構成，及內部控制電路、運算電路、存儲寄存器、軟件編程思想等內容，所以，這樣會造成理論非常困難，成倍增加難度。不能滿足學習多樣需求，也達不到深入淺出的必要條件。
1．2單片機課程實踐單一化
這里單一化指的是實訓只有虛擬，或者是只有實驗箱的實訓過程。一定程度上解決了單片機學習困難的問題，將單片機項目化，模塊化。由于缺少實操部分，缺少了實物項目化，實物模塊化。少了工作為導向，少了項目的完整過程，還是有一定的難度，一定程度會減少學生的積極性，會形成以老師為主導，學生被動接受知識的現象。
1．3單片機項目內容簡單化
由于缺少單片機實操部分，或是缺少單片機項目完整性。為了達到培養要求，降低項目難度，在項目選擇上，傾向挑選簡單的項目內容，減少的項目豐富內容，好的單片機項目，好的創新思想得不到實現。達不到人才培養的目的和目標。
2在線仿真
Keil、Proteus在實驗教學當中的應用單片機是注重理論，也注重實踐的一門課程，也是綜合各學科的課程，完整的單片機實驗項目，需要涉及到各方面知識，其中包括:模擬與數字電路、Protel電路設計、匯編與單片機C語言編程、單片機接口設計、單片機通信顯示設計等。在項目實驗過程中，采用理論與實踐相結合的方式，實物與虛擬操作相對照的方式，通過理論指導實踐，達到明顯的提高效果，反過來虛擬操作增加興趣點，提高自信心。在線傳真包括如下三個步驟:
2．1單片機的理論
單片機理論學習必不可少，注重解析出教學內容的重點、難點、易點，通過項目導向，任務驅動，內容模塊化，項目化，充分發揮學生的主動性、積極性，帶著問題、帶著疑問在實踐和實操過程中尋找答案。深入淺出的學習各部件的工作原理、軟件方面的編程思想。
2．2單片機
Protel電路設計通過工學結合，模擬工作過程，利用AD14設計軟件，設計繪制出單片機外圍電路原理圖，生成原理圖的網絡表，利用網絡表設計繪制PCB印刷電路板，通過原理圖和PCB的設計，加深了對模擬和數字電路認識，以及項目設計中的各種設計規則，增加的項目設計的興趣點，減少了單片機外圍電路設計的困難點。
2．3單片機
Proteus在線仿真利用Keil和Proteus仿真單片機開發過程，提高單片機的開發清晰度，減少單片機開發時間，提高開發效率。Keil開發單片機C程序，編譯和鏈接，生成．hex文件，可以熟練掌握編程思想和編程方法。通過Proteus下載．hex文件，模擬單片機程序的燒寫，Proteus搭建單片機電路和外圍電路等，通過搭建好的電路上運行燒寫的程序，運行結果反映出程序編程的效果，方便找開發程序的漏洞，提高了程序調試能力。
3搭建單片機實物電路實操過程
3．1PCB萬能板搭建
前述提到Protel電路設計，設計出PCB印刷電路，開發出PCB電路板，焊接PCB電路板單片機所有器件，包括單片機常用的晶振電路、電源電路、接口電路、I2C電路、顯示電路、驅動電路等。實物焊接進一步促進掌握單片機電路各器件的工作原理、理論參數、連接方式、電磁兼容、電路布局和布線等知識。有助于減少單片機理論知識枯燥性，和提高對整體項目的把控。如下圖所示:
3．2焊接電路工具實操
單片機焊接時涉及到各種的工具，其中包括電烙鐵、萬能表、示波器、吸槍等，焊接工具的使用進一步提高了對器件融通，增強了對器件參數理解，能幫助理解掌握各器件的特性、參數指標，通過工具的實測得到的值后了解各部件的工作原理及運行過程。通過實操的練習增加了對單片機的樂趣，打通了單片機理論與仿真到項目實戰的最后一步的問題。
3．3單片機項目運行
單片機課程項目化、模塊化，以項目為導向，提供一整套的搭建、編程、燒錄、調試的工作過程。單片機萬能板電路、單片機．hex開發程序、單片機燒錄程序STC、單片機燒錄終端等，運行步驟如下:(1)計算機操作系統與單片機燒錄終端連接;(2)運行STC燒錄程序，為單片機燒錄．hex程序;(3)安裝燒錄好的單片機;(4)單片機項目上電運行;(5)項目測試。此方法運用了案例教學、項目驅動、產教融合等方法，相對較好的解決了單片機硬件電路的設計與調試、枯燥語言程序設計的兩大難題，為學生提供了范例，適應了單片機教學需求，達到了以學生為中心，老師為輔導，調動了學生的積極性，有助于進一步增加學習的動力。
一、章節教學VS項目教學
通常單片機教材的章節有緒論、單片機的結構和原理、指令系統、程序設計、中斷系統及定時/計數器、串行接口、系統擴展、測控接口、應用系統設計方法等。理論性較強，每一個章節都是單片機應用系統的一個局部，學生要把所有局部都學完，才能完整地了解單片機。對于高職學生而言這種只見樹木不見森林的學習方法實在是難度大、效率低。學到最后學生還是不知道單片機怎么應用，更不用說單片機設計、編程、調試能力的培養了。
因此要培養學生的單片機應用能力，按書本一講到底不符合高職教育的需要。本課程的教學改革首先要打破章節的局限，以實際的項目為載體進行項目教學，把企業中實際的、常用的項目引入教學中，并且每一個項目都是一個完整的單片機應用系統開發設計過程。起初的項目可以非常簡單，比如點亮一個發光二極管，相對容易實現的項目在學習的初期就容易激發他們的學習興趣。通過實訓，發現單片機的學習并不是那么高不可攀，學生就會信心倍增，更加努力的學習。在項目教學法中，不同的項目體現不同的單片機應用知識點，用一個一個的項目把整個教學內容貫穿起來。隨著項目的不斷深入，學生對單片機的認識水平將逐漸提高，應用能力和編程能力也會越來越強。這種項目化教學融“教、學、做”于一體，是符合高職學生認知規律的教學方法。
針對高職院校的學生，本文對《單片機編程及接口技術應用》課程教學做了一定的規劃和改革。具體的項目安排如表1所示。
二、匯編編程VS C語言編程
匯編語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言，最接近機器碼。主要的優點是每一條指令都對應單片機的一個執行動作，因此程序執行效率高，可以避免生成龐大的、效率低的程序。匯編語言還可實現精確的時序控制。但是不同型號的單片機其指令系統是不完全相同的，因此匯編程序的移植性差。并且由于匯編語言是助記符，不利于記憶。
單片機C語言是一種編譯型語言，兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。C語言是高級語言，程序符合人類的思維邏輯，可讀性強；不需要了解單片機指令系統，只要對單片機的內部資源稍有認識就可以進行編程控制。C語言可根據功能劃分為不用的函數進行調用，有利于程序的模塊化設計和分工合作。此外，由于C語言控制不基于特定的單片機底層結構和指令系統，因此程序的移植性好。用單片機C語言進行程序設計已成為單片機軟件開發的一個主流。
基于以上分析比較，對于高職學生而言，完全掌握單片機的內部結構和上百條的指令系統是困難的，也是沒有必要的。完全可以用C語言作為編程語言。同時C語言也是一些高級控制器的編程語言，學習C語言的單片機編程有利于學生未來的發展。
三、實驗箱平臺VS仿真實驗平臺
單片機實驗箱實驗在全國范圍內的單片機教學中是非常普遍的，其獨特的優勢是實驗箱中集成了單片機及其應用接口和常用的被控對象，實驗的硬件設計部分簡單且可靠性高，學生在實驗中能夠集中精力在系統的架構和軟件開發上，而不會造成硬件線路搭建不當的問題，從而加深學生對實驗目的的掌握。但問題是實驗箱的功能有限，箱內固定的器件配搭限制了學生的思維，使其無法真正發揮主觀能動性及創造思維。
針對上文提及的情況，本文提出用時下流行的單片機仿真軟件Proteus作為實驗平臺進行單片機仿真實驗。該軟件支持單片機匯編源碼級、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、測試與調試。并且這款軟件支持的單片機類型非常多，包括8051、ACR、PIC10/12、PIC16、PIC18、HC11、ARM7等。與此同時，對學校而言構建實驗室的硬件投入也相應減少了，只需提供計算機和相應的軟件即可。并且整個使用過程中損耗很小，基本沒有元器件的損耗問題。這樣實驗室的運行成本就會大幅降低。當然使用Proteus也會有不可避免的缺點，對于系統而言，開發不能只停留在仿真階段，教學中不能只使用仿真實驗，否則學生不可能認識真正的元器件，不會使用實際的儀器儀表，不會排查和調試電路故障。因此，筆者在實現仿真后還加入了學生自己動手制作實物的過程，并要求學生完成簡單的排故和調試工作，讓學生能夠真正了解單片機系統是如何一步步開發并付諸于現實的。
四、試卷考核VS多樣的考核方法
考試的目的在于檢查教學效果、教學目標實現的程度，以便于改進教學工作、提高教學質量，鞭策學生積極努力地學習。由于本課程應用性強、實踐性強，對學生的動手能力要求比較高，所以僅一張試卷閉卷考核不能完全完成考試目的。本文認為總體來講單片機教學有以下幾種考核形式:(1)理論+實踐=最終考核成績；(2)課內實踐+實習實訓=最終考核成績；(3)課內實踐+設計作品=最終考核成績；(4)理論+設計作品=最終考核成績。
針對高職院校的學生，本文把表1所示的四個教學模塊分為三個階段考核，如表2所示。
五、課內VS課外
單片機課程教學改革能夠保證培養學生的實踐動手能力、儀器使用能力、單片機技術應用能力。但是單片機的課程效果應該不僅僅局限于課內。可以在課堂教學的基礎上，發展單片機興趣小組，并引導和鼓勵學生參加各種級別的電子設計競賽等，從而進一步提高學生的實踐技能和創新能力。
本文僅對單片機課程教學改革中比較突出的五個方面進行了闡述。除此之外，在教學過程中還應該注重校企合作、工學結合等各種教學模式，開發適合高職院校教學的教學教材，運用多種生動有趣的教學方法等。
總之希望經過教學改革實踐，學生不再認為單片機是門晦澀難懂的課程，從而激起他們對該課程的學習熱情，使其真正能夠成為培養高職學生成為市場上搶手的單片機應用技能型人才的金鑰匙。
關鍵詞：單片機；課程實踐；答辯；KEIL C
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）36-8369-02
單片機課程實踐是高校自動化專業集中實踐環節的必修課，是學生學習《單片機原理》課程后，進行的一次全面的綜合實踐，其目的旨在加深對單片機基礎理論和基本知識的理解，培養學生具有單片機系統應用軟件設計和開發的能力，在具體實現過程中強化學生的實踐意識，提高應用能力、創新意識和合作精神。在項目的實踐中，使得學生掌握一定的理論與技術知識，而且應該樹立管理理念，建立項目工程思維觀念，而這一點正是高級語言編程思維的一種體現。
通過將單片機課程實踐和高級語言程序設計實驗相結合，使學生在理解單片機理論和高級語言編程思想的基礎上，實際動手開發一個實際的應用系統，來提高綜合運用所學理論知識的能力。
1 研究內容或對象
引導學生運用已學的單片機理論知識、單片機程序設計方法和高級語言編程思想，具體設計一個實用的小型單片機應用系統，開發設計過程按以下順序進行――選定課題、調查用戶需求、總結歸納數據流程、分析性能、書寫需求分析及總體設計報告（包括組成原理圖、硬件連接、程序流程、系統功能模塊）、完成應用系統的開發、撰寫課程實踐報告、系統驗收、組織課程實踐答辯。讓學生在這一系列工作中綜合運用單片機系統原理以及編程語言等相關課程知識，培養學生的綜合素質。
根據單片機課程實踐和專業課程實踐兩個實踐教學環節各有4～5周但分散的實際情況，考慮將其進行整合。并在實踐教學環節中安排相應的指導老師對學生進行必要的指導和幫助，為學生提供分析思路，解決學生項目完成中碰到的實際問題。
2 研究擬達到目標
通過在單片機課程實踐中結合高級語言編程思想，使學生在掌握單片機理論基礎知識的同時，通過參與項目的分析、設計與實現，建立軟件工程理念，具備一定的理論與單片機實物實踐相結合、解決實際應用問題的能力。同時在完成項目的過程中，鍛煉科研開發能力和科研論文寫作能力，為大四的畢業設計和畢業論文的順利完成奠定基礎，并為以后工作中的理論與實踐相結合奠定良好的基礎。
使學生在單片機課程實踐和高級語言程序編程實踐相結合的實踐教學環節中，利用所學的單片機系統原理和C語言程序設計基礎知識設計單片機應用系統，解決單片機系統應用中的實際問題，掌握高級語言編程思想，借助相關編程工具，完成一個小型項目的自主分析、設計與實現。
3 主要研究方法
教師提供部分項目供學生選擇，學生亦可自擬項目，但課題的選擇要由教師審查核準。項目盡量選擇實際需求的題目，讓學生走出校園，通過調查走訪，了解國內單片機應用發展的狀況，開闊眼界，而且在開發一個真實項目的過程中，帶來求知的源動力，激發學生自主學習的渴望以及創造力；對于虛擬項目，要求學生做到切合實際需求，能解決一定的應用問題，有一定的應用價值。
編程開發工具原則上推薦學生使用KEIL C，如果學生認為其它開發工具更適合可由學生自主選擇。由于實際可用的編程開發工具與日俱增且不斷更新，為此在課程實踐中，對學生開發工具的選擇不做過多限制，使得學生可以選擇自己感興趣的程序設計工具進行項目開發，既鍛煉了學生自學的能力，又能讓學生成為項目開發的決策者，這種主人翁意識使得學生變被動學習為主動學習，從而激發學生自主學習的積極性。
為了防止學生對課程實踐任務敷衍了事，對課程實踐的考核方式由原來的提交程序和文檔改變為答辯的方式。且在集中教學環節之前就讓學生明確單片機課程實踐的任務，同時考慮在集中教學環節結束后適當放寬學生上交可運行的項目程序和課程實踐報告以及組織答辯的時間，讓學生能更好的延續自主學習的積極性并進一步完善項目的開發。
4 特色、創新及推廣應用價值
通過將單片機課程實踐和高級語言程序設計基礎實驗相結合，讓學生在項目的分析、設計、與實現的過程中掌握單片機理論知識、單片機系統應用的設計方法和高級語言程序編程思想 ，提高自動化專業學生理論與實踐相結合的能力，激發學生的學習積極性和主觀能動性，提高學生解決實際應用問題的能力。
《單片機原理》課程實踐教學，將單片機課程實踐和高級語言程序設計實驗兩個教學環節有機整合，讓學生能在該實踐教學環節中綜合運用單片機系統原理和高級語言程序設計基礎以及相關編程思想等多種知識，培養初步的科研能力和科研論文寫作能力以及團隊合作精神。并通過組織課程實踐答辯使學生進行類似畢業答辯的演習。
在自動化專業學生的單片機課程實踐教學環節中，通過團隊合作的方式，以共同完成項目為目標，讓學生在單片機課程實踐中綜合運用所學的單片機系統原理和高級語言程序設計基礎的理論知識來完成項目的分析與設計，并借助相關的編程語言來完成項目的編程實現。將原本獨立但有高度關聯的兩個實踐教學環節進行有機整合，可以讓學生有更多的時間來系統而連續的綜合運用所學的相關知識，進而更好的將理論與實踐進行有機結合，激發學生的學習熱情，提高學生的學習積極性。
