单片机项目篇1
摘 要:基于学生学习单片机的厌学情绪和枯燥的单片机理论教学模式,经过多年教学经验和创新教育的开发,我们提出通过模拟实际项目的过程来驱动单片机的教学,既改变了传统的枯燥教学模式,又激发了学生学习的兴趣,同时锻炼了学生的动手能力,为以后学生就业做实际项目打下坚实的基础。
关键词:单片机;创新教学;模拟豆浆机;实际项目驱动
单片机课程是电子、电气自动化等高校专业的基础课程,对于现如今发展迅速的自动化、智能化起着很重要的作用,同时,又渗透到如今各个方面,如现在的智能家居也离不开单片机的发展。为了学生以后的就业及专业技术的发展,学好单片机显得尤为重要。但现在高校中普遍存在学生学习编程吃力,动手能力弱,具体项目接触少,然后课余时间想学习没法学习的状况。这种传统的教学模式挫伤了学生学习的积极性,不灵活的教学方式激发不了学生的学习兴趣。
本文通过多年的单片机课程教学,结合职业学校学生的特点,灵活的改变的传统理论教学,融合多种方式,最大限度的激发学生兴趣和最大限度的利用学生的时间,通过模拟实际项目的过程来驱动单片机教学,改变了传统的教学模式,激发了学生的学习兴趣,能够真正的学到知识。本次以模拟豆浆机为例。
一、项目总体设计
(一)系统功能介绍:模拟豆浆机有纯豆浆和五谷杂粮两种工作模式,每种工作模式下工作流程如下:
(1)纯豆浆加工流程:
(2)五谷杂粮加工流程:
***1 项目功能流程***
学生通过项目功能流程***来了解项目实现功能,做电路设计,我们采用单片机来控制,选择AT89S51单片机来实现控制。
(二)电路设计:
通过功能选择电路所用的芯片及电路设计。
单片机选择AT89S51,热敏电阻根据国标规定,额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度 25 ℃ 时测得的电阻值
R25,这个电阻值就是NTC 热敏电阻的标称电阻值。通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值,亦指该值选择NTC103。
(三)画***制板。设计好电路通过PROTEL 画***,制板实现硬件电路。
(四)软件设计。根据硬件设计以及我们模拟豆浆机的流程以及模拟豆浆机有纯豆浆和五谷杂粮两种工作模式来进行软件编程实现功能。
实现功能的时候我们需要用到的知识,单片机如何检测传感器数据、按键控制、以及报警电路实现,还需要定时器计数器如何使用,通过本次项目实施,我们可以学习单片机中的很多重要的知识点。
二、结束语
本次课程改革主要是从多年单片机教学及实践中不断探索,不断改革的基础上形成的,主要从多维调动学生的学习时间及积极性,全方位的为了学生的学习,同时结合职业院校学生的特点,让学生从设计、制***、制板、到焊接,最后编程实现功能调试等一系列的实际项目过程,使学生有一定的设计开发能力,为以后步入专业殿堂打下坚实的基础。
单片机项目篇2
1项目引领,任务驱动
项目引领也即是将单片机课程整合成若干可实际操作训练的典型项目,每个项目又可分解为若干个具体任务。所谓的单片机项目化教学也就是以教学项目为核心,用项目任务去引领驱动学生主动去学习该课程相关知识与技术,从而完成项目任务。让学生由以前的被动学习变为主动学习,并在主动学习并完成项目任务的过程中提高学生的学习能力,培养学生的学习兴趣,逐步培养学生的自主创新能力。我所设计的单片机教学项目如下表所示:以上九个项目呈阶梯状贯穿于整个单片机的课堂教学和课外学生自主学习之中。
2软件仿真,事半功倍
上述表格中绝大多数的单片机教学项目都可以用Proteus软件仿真实现。所谓软件仿真,即是利用一款优秀的EWB仿真软件—Proteus来辅助单片机教学。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理***布***、代码调试到单片机与电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。Proteus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,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。利用该软件,只要有一台电脑,我们就可以基本实现单片机程序的调试及仿真。
3模拟开发,强化训练
在平时的单片机项目化教学过程中,仅仅学习理论知识,进行软件仿真是远远不够的,还必须进行实际的单片机控制项目强化实操训练。而学生在平时的单片机控制项目强化实操训练中,往往遇到各种各样的制约,比如学校单片机实验实训设备的缺乏,实验实训设备老化后没有及时更新和维修,实践课程的缺少等都会影响到学生的学习效果。而学生想深入学好单片机应用技术这门课,只靠课内这点时间是远远不够的,功夫在课外,必须坚持课内课外两条主线。因此,我指导学生做自己的51单片机开发板,该开发板成本不高,但对于学生普通的单片机开发实习已经够用,相关功能也可以继续扩展。在这块开发板上可以完成表1中所有的单片机教学项目。总之,我的理念是:只要有一台电脑和一个单片机开发板,学生随时随地就可以进行单片机学习,使学生的学习空间不再局限于教室和实验实训室,真正的的贯彻课内和课外两条学习主线,从而提高学生的学习水平。
4结束语
经过一个学期的教学改革,通过实施上述单片机项目化教学方案,学生学习单片机课程的积极性有了明显提高,很多学生都能完成单片机的基本教学项目,一部分学生甚至还主动升级了他们的单片机开发板,加了温控,光控等一些扩展内容。相信学生们所做的这些努力对提高他们的职业能力和职业素养都是很有益的。当然,学海无涯,求知无界,在明确教学目标的情况下,如何更进一步提高自身的教学效率及学生的学习水平,如何制定更加科学的教学方案,应是我们教师永远的追求。
作者:劳胜领 董会锦 单位:周口职业技术学院
单片机项目篇3
【摘要】针对单片机课程的传统教学模式中存在的问题,提出了以项目化教学为主导的改革方案并进行实践。设计了11个教学项目,将单片机的相关知识点贯穿于各个项目中,形成“做中学、做中教”的教学模式,大大提高了学生的学习兴趣,教学质量也有了明显好转。
【关键词】单片机 项目教学 教学改革
【中***分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)11-0227-02
《单片机原理及应用》是电子信息类专业的一门极其重要的专业课程,教学质量的好坏直接影响着学生实践能力的培养和就业情况[1]。传统的单片机教学以理论为主,依次讲解单片机内部结构,汇编语言,定时器、中断、外部扩展技术等知识点,在整个知识体系的讲解中辅以一定的实例。在“教师讲、学生听”的教学模式下,学生难以理解相关知识点,觉得单片机非常难学,教学效果不理想。为了适应新形势下应用型人才的培养目标,单片机教学的改革势在必行。
一、项目化教学改革的思路
《单片机原理及应用》课程的培养目标是培养具有单片机软/硬件设计、系统调试和设计的应用型人才。由于传统的教学方法不能达到培养目标的要求,更无法考核学生的实际的操作技能,因此需要探索出一种新的教学方法。项目化教学过程中采取以应用为主线,把课程内容分解成各种典型的项目与任务,将教学内容进行整合,建立“做中学、做中教”的教学模式;以自编教材--《单片机原理及应用项目化教程(C语言版)》为参考教材,利用项目来进行教学设计,采用项目化结构模式,每个项目包含一个或几个任务;应用 Proteus仿真软件、Keil C软件对相关项目进行课堂分析讲解[2],给学生配置单片机开发板实物进行项目任务的设计练习。在课堂教学过程中,教师先对项目、任务进行分析,然后对该任务所涉及的单片机知识点进行讲解,最后通过子任务让学生自己动手进行相关的设计与制作。
二、项目教学设计与实施
1. 教学项目设计
教学内容将单片机相关知识点融入到各个项目或任务中,使学生在学习单片机应用的同时掌握相关知识点,以达到对单片机技术的灵活应用的目的[3]。项目划分如表1所示。项目中涵盖了51系列单片机的重要知识点。各项目的编排采用了由浅入深,由易到难的顺序,学生易于接受。
表1 单片机课程项目具体划分
2.项目教学实施
该项目教学法是基于KST-51开发板的,开发板包含单片机最小系统、键盘、LED灯、数码管、1602液晶、EEPROM模块24C02、蜂鸣器、温度传感器DS18B20、AD与DA转换模块PCF8591、实时时钟模块DS1302、红外接收模块HS0038、步进电机28BYJ-48等,用此开发板能够完成表1中所有项目。此外,开发板配套光盘资料里有各个模块的例程和视频资料,为学生自学提供了良好的条件。
学习该课程前,要求每位学生到实验室借一套KST-51开发板,并将相关软件Keil、Proteus、USB转串口驱动等在自己的笔记本电脑上安装好,上课时带上开发板和笔记本电脑进教室,老师边讲,学生边学边做,老师每讲完一个知识点都会下发一个小任务促进学生消化吸收相关知识,学生每完成一个小任务都能直观的看到实验现象,能够真切的感受到收获的喜悦,从而大大的激发了学习兴趣。每学完一个项目都有几道思考题需要学生课后去设计完成,并计入平时成绩,从而充分调动学习的积极性。
3.考核方式改革
项目化教学模式的考核应该是学生对单片机综合应用能力的考核,侧重于对单片机的软件编程、各硬件模块使用的考核[5]。因此取消了传统的试卷式的考核方式,采用项目考核方式。成绩评定方法:本课程的考核是平时出勤、平时项目操作以及期末技能测评成绩相结合。具体比例为:上课出勤占20%,平时项目操作占30%,期末技能测评成绩占50%。其中,平时项目操作是指每个项目学完以后课后的思考题完成情况;期末技能测评是老师根据教材上的知识点以项目的形式出题,且班上每人题目不重复,学生在2周内完成设计并进行项目答辩。这种考核方式学生可以随时查阅各种相关资料,主要考察学生发现问题和解决问题的能力,改变过去纯粹考核学生对单片机知识点掌握程度的考试方式。
三、结束语
针对传统单片机课程教学中存在的不足,结合本人多年的教学实践,将项目化教学方法应用到单片机的教学改革中并实施,通过项目化、任务化的方式将单片机的知识点学习融合到了解决问题的过程中,充分调动了学生学习兴趣和积极性,培养了学生分析问题和解决问题的综合能力,增强了学生的对单片机的综合应用和动手实践操作能力。该项目教学已进行了两轮,大大提高了学生的学习兴趣,与进行教学改革之前相比,教学质量有了明显好转,学生的动手能力和创新能力也有了较大提高。
参考文献
[1]陈飞,顾启民,王伟. 基于Proteus和Keil的项目教学法在单片机教学中的应用[J].实验科学与技术,2013,11(5):48-52.
[2]李冰.单片机原理及应用课程的项目化教学改革与探索[J].教学研究,2015,38(1):70-73.
[3]胡敬朋,王聪. 单片机项目教学研究及实践[J]. 电气电子教学学报,2009,31(5) :82-84.
[4]宋雪松,李冬明,崔长胜. 手把手教你学51单片机-C语言版[M]. 北京:清华大学出版社,2014.
[5]王艳林,李东. 单片机原理及应用教学项目设计[J].教育教学论坛,2016,(5):64-65.