⑴ 论单片机课程教学改革与应用实践能力的培养 单片机教学改革总结报告
【摘 要】单片机原理课程对于电子、电信、计算机和通信等专业的学生来说,是一门重要的专业基础课程,但由于长期采用传统的教学模式,缺乏一定的改革和创新,导致单片机原理课程的教学内容和手段显得非常陈旧单一。本文主要阐述了针对通信类学科专业学生的单片机课程进行的教学改革,旨在提高学生整体的实践应用素质。
【关键词】单片机课程 教学改革 应用实践能力
【中图分类号】TP368.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2011)24-0039-01
随着微电子学和计算机技术的发展,单片机作为一种具有集成度高、运算速度快、体积小、性价比高等特点的典型嵌入式系统在现代生活和生产中得到了广泛的应用。但学生在以往的教学模式下,普遍感到单片机课程难学,容易产生厌学情绪。教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》提出:“要大力推行工学结合,突出实践能力培养,改革人才培养模式,要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。”因此,职业院校改革传统的教学方式,提高学生的实践应用能力就显得尤为重要。
一 单片机基础知识教学
目前,大多数高校的理论教学过程都采用先基础后应用的模式,即单片机硬件结构、指令系统、汇编语言设计、外部系统扩展、接口技术和应用系统设计,这种方法虽思路清晰,但存在着过于机械性的弊端,缺乏生动、直观的实物等辅助教学手段。历年来,学生对于汇编语言部分知识的掌握情况都比较差,究其原因,薯蚂主要是因为汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言,虽然它具有占用资源少、程序执行效率高等优点,但同时也具有非常冗长单调、易出BUG、调试困难、代码不易维护和阅读、兼容性不好等缺点。针对这一情况,教师可在讲授完单片机原理硬件结构后引入标准C语言来替代汇编语言的教学,以项目任务为教学单元,打破原有界限,不管硬件结构、指令、编程的先后顺序,数桐埋将各部分知识分解成一个个知识点,为完成一个项目任务抽取每个部分的不同知识点,加以组合,完成一个个项目任务就能清楚单片机的开发过程,同时也掌握了相应的知识点。
二 单片机实践、实训教学
传统的实践课教学大多以单片机实验箱为实验平台,而开设的也多为验证性实验。观察中不难发现,学生在做实验时大都是用实验指导书上已经写好的程序资料,几乎没有学生去分析程序的流程,更谈不上研究读懂那些代码了。另外,对于用到电路硬件的实验,也只是按实验指导书要求在实验箱上做简单的连线,没有一个整体的电气原理图概念,再加上实验条件的有限,不是每个学生都能得到老师的辅导,导致学生过度追求实验结果,而忽略了硬件设计、软件调试等过程。教师可尝试改变传统实验过程中以验证性为主的实验模式,仅提供实验的方向,让学生根据实验目的和要求,提前预习,自己到图书馆或网上查阅相关资料,设计实验方案,编写相关的实验程序。让他们在实验中遇到问题与小组成员讨论解决,最后得出实验结果。学生可根据自己的实验过程撰写实验报告,包括学生实验中遇到的问题,以及提出的解决方案。同时教师也可以组织学生间进行交流,对各组实验结果与报告展开分析和讨论,从而提高学生的研究能力和科学实验的能力。
三 考核环节
传统教学注重知识和理论的学习,考核以期末闭卷理论考核为主。高职教育在保证新知识传授和理论系统性的同时,特别强调职业技能的训练,考核的内容和方式要“以能力的考核为中心”作相应改革。就单片机课程来说,关键是掌握它的用法,有些东西忘记了可以查阅资料,现实生活中也没有禁止工程师查阅资料。考核方式可以灵活多样,以开卷考试来考察单片机的工作原理和程序编写;或布置一个小任务,要求编写程序并且上机调试通过,这些都可以作为考核的手段。
四 成立课后学习小组,建立网络互动平台,鼓励学生参加相应的技能大赛
成立课后学习小组,积极提高学生学习单片机的学习兴趣,给学生提供学习单片机的实验板,同时,让他们自己制作不同功能的接口板,最后进行综合开发,通过逐一模块的能力训练,可逐步提高学生单片机最小应用系统的设计与调试能力,再轮悉经过综合项目的设计、分析与调试,让学生全面了解各项基本技能综合运用的方法,进一步提高单片机应用系统的综合应用能力。积极组织学生参与校内外组织的各种与单片机相关的竞赛活动,开阔学生的视野,增长他们的才干,逐步培养自己的研究能力和创新能力。利用网络开展自主学习,充分发挥校园网的优势,培养学生自主学习的能力,把课程教学大纲、电子教案、教师精心制作的教学课件等教学资源上网供学生自学,并利用电子邮件、系网站的交流园地与学生进行课外交流,为学生答疑解惑,为学生提供更为广泛的沟通渠道与环境。
五 结论
高职单片机课程体系的改革势在必行,应把培养学生的实际动手能力放在首位,对学生的单片机应用实践能力进行培养和锻炼,使学生结合自己的专业特点,把单片机应用到工程实践中,从而提高学生整体的应用实践能力。
参考文献
[1]杨杰、王晓初、王晓红.单片机课程教学的实践与探讨[J].广东工业大学学报(社会科学版),2009(S1)
[2]李刚等.新概念单片机教程[M].天津:天津大学出版社,2005
[3]刘辉、王新辉、张文希.从电子设计竞赛看单片机实验教学的改革与创新[J].长沙大学学报,2006(5)
〔责任编辑:陈晨〕
⑵ 单片机总是学不会怎么办
学单片机需要掌握这些知识:
模拟电路设计
数字电路设计
看元器件datasheet
PCB设计
汇编语言
C语言
各种开发环境搭建
程序调试和仿真
各种通讯协议的时序
知识跨度较大,要有扎实的电子基础和编程基础,不是通过一次培训就能学会的。
可能很多人觉得PCB设计和单片机开发没多大关系,其实不是,PCB排版决定芯片IO引脚的功能,这样才能尽量减少飞线和过孔,降低生产成本,增加可靠性。
第一你没有压力,第二,现实生活中与单片机打交道太少第三,我猜测除了上课时学习一下,平常都没认真看。
学会单片机的开发和应用其实并不难,关键是你的基础知识够不够用。如果你是一个大三学生,已经有了数学、物理、电路的基本知识,就是自学单片机应该也能很快入门。如果你已经有了单片机原理的基础知识,只是没有实践经验,那就要从实际动手开始。因为光有理论知识,你可能感到抽象而不知从何处下手。
如果你有一块单片机开发板就可以了,有了单片机开发板,你可以在开发板上进行各种实验,不用开发很多的程序,而要一步一步地实现理论与实践的验证,比如,先看看单片机要进行哪些初始化设置,看看显示部分如何显示,串行接口如何传送数正梁据,AD如何采样模拟量变成数字量,DA模块如何将数字量变成模拟信号输出,也可以编一些数学运算程序,编一些位控接口,或者编一些温度控制,功率控制的小程序等等,也可以找一些单片机参考书看一些控制电路的实例,这样多做些单片机的开发实践,你便会得心应手,组织你的单片机开发应用项目了。
世上无难事,只怕有心人!不用太久,你会成为一个单片机开发应用的专业人才。
年轻人,成功都是在不断地努力和刻苦钻研之后取得的。
在这个世界上,人的智力都在90~120之间。通常来说没有谁比谁笨或者聪明多少。所以,只有你肯不肯花时间,能不能静下去心去学。没有举前运什么学不会的。如果你觉得教材上描述得太飘渺的话,悔庆自己可以去买一块单片机的开发板来试验。开始写一些简单的I/O口控制程序,然后是定时器应用、串口通讯、A/D转换......这样一来,你会在试验的过程中一步步掌握各个模块,逐渐建立自己的信心。记住!看再好的教材也没有自己亲自动手做出实物的好!
⑶ 入门了51单片机后该怎样去提升,精通,给个具体做法
工科是实践的学科,唯有动手做项目才能事半功倍。
单片机是智能化仪器的核心器件,其主要作用是控制,而不是数据处理。单片机必须与外围电路构成一个完整的数字系统,才能完成特定的功能。基本的输入电路有:按键、键盘矩阵、A/D、脉冲计数;输出电路有:七段数码管、LCD、D/A、继电器、可控硅。学会编程控制这些硬件,还有中断、定时器、通信等模块也要掌握。
仅有一块单片机开发板是不够的,要买一块面包板,再买一些元器件,动手搭建电路,检验自己的能力。
实践一段时间后,自己觉得有收获,对单片机确实感兴趣,就可以开始学习新的单片机知识,如精简指令集(RISC)的 单片机,如 PIC 系列。
⑷ 单片机学习如何入门
想学好单片机其实并不困难,单片机是一门实践性非常强的的学科,学习时要理论与实践并重量,现在网上学习单片机的资料比较多,你可到有关单片机的论坛上找找,再次就是有准备必要的学习单片机的一些基本的装备,电脑你肯定有,哪就准备一些实践用的工具器件,如:单片机、相关的电子元件,有备件时购一台单片机学习板,这样的学习板附带的例程非常多,你可以边看例程边实践,这样的学习方法入门比较快,等有了一定的基础后,可以自己动手焊的些简单的板子,检验一下自己的学习效果。学习过程中要学习一定的专业知识,比如数电和模电。单片机语言就学语言C,也可用汇编,根据自己情况而定;不管您要学什么型号的单片机51也好,AVR也好,可以先找一个小的项目例子,比如流水灯一类的做,以提高兴趣。总之学习单片机要持之以恒,不断实践,新手学习时注意以下几点:
1、学习理论知识,书的话新手建议看看__王云51单片机教程,结合书带的视频一起看好理解;
2、最好有一个开发板,在开发板上从最简单的功能开始实现,比如做一个流水灯、蜂鸣器音乐盒等;
3、实现简单的功能后,开始尝试更复杂的程序,例如LCD显示、数字时钟、串口通信、中断控制等;
4、在上述功能均可以实现之后,可以组合实现,做一个多功能的单片机系统了;
5、如果对硬件熟悉,可以自己尝试做一个单片机开发板!
⑸ 学习单片机有什么计划
勤学苦练,多动手,多做实验
1, 选择好一款欲要学习的单片机(例如51,PIC,AVR)
2,选择一本相对应单片机的书籍
3,选择一款对应的单片机开发板
4,掌握好对应单片机之编译环境,例如51的Keil,PIC的MPLAB
5,照着课本的程式范例,点亮一个灯,给自己一点信心,掌握编译环境以及在线方针,程式下载,通过这个程式。
6,学习端口控制,定时器,串行通讯
7,掌握到一定程度就开始学习C(如果之前会C就更好,直接用C撰写程式啦)
8,历练与提升,多看别人的程式,多思考使用不同的方式实现同一个目的
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剩下就是经验与积累,用心程度啦
⑹ 如何学好单片机
1、熟悉单片机的原理,结构;
2、学好数电,模电,为设计电路打好基础;
3、熟练使用C语言,多学习别人的程序;
4、对操作系统原理有一定的了解;
5、Protel至少要有点基础;
6、要实际动手调试电路的能力。
学习单片机的步骤
当前的单片机种类很多,但是 51 是最基础的,因此单片机的学习最好也是从 51 开始,不仅容易上手,而且相当实用。然而 51 单片机毕竟过于基础,后来的很多单片机在功能上都有很大的扩展,因此按照我们实验室多数人的路线接下来大多数人会学习 AVR 单片机, AVR 单片机在功能上较 51 有很大提升,集成了 A/D 、快速 PWM 等很多实用的功能,而且和很多大型的单片机在功能上有很多类似之处,因此如果以后还想掌握其他单片机 AVR 无疑是一个很好的跳板。
学习的过程
学习单片机最终要的是当然是练,我所说的学习跟课堂上的单片机学习不同,我以前也看过一些单片机教材,有些教材讲的是单片机的工作原理和内部结构,这些东西对于我们暂时并不需要,等以后开课的时候在学习好了。现在要学习的是暂时抛开内部结构原理不谈,如何能用单片机写一些简单的小程序,是从实用性的角度出发,网上有一种说法称之为先实践后理论的学习方法。
因此我的观点如下,单片机的硬件结构首先要有一个基本的了解,最起码要知道各引脚的功能、区别,能自己动手搭一个单片机的最小系统,然后就可以直接从程序入手,程序最好还是用 C 语言编程,从简单的跑马灯做起,逐渐深入,陆续可以做一些数码管、液晶、 DS1302 、 DS18B20 等电子元器件的应用,在深入就可以结合一些具体实例扩展一些中断、串口通讯等功能。还有一点要声明的是单片机里用到的 C 语言其实很有限,课堂上学习 C++ 的很大一部分内容在初期单片机编程中都用不到,因此没必要因为觉的自己的 C 语言基础不是很好而对单片机望而止步!
学习的工具
软件方面方面, 51 单片机用的是 KEIL 软件,这个软件在学校图书馆软件下载和其他网站上都有,具体用法自己查找相关资料, AVR 的软件就比较多了,我用的是 CVAVR ,另外还有 ICCAVR 等多款编译软件,这要看个人喜好了,建议有了一定的 51 基础再学。另外就是烧写软件,烧写软件的作用就是将编译器生成的 HEX 文件烧写至单片机里,这要配合下载线实用,如果有并口的话最好用并口下载线,软件最好用广州双龙的 SLISP 软件,如果是笔记本没有并口的话则要自己买一个下载器了,名称为 USBASP ,网上电子市场有卖 20 块钱左右,软件会随光盘自带。
硬件方面,首先是要有单片机,对于单片机有一点要注意, 51 单片机最好买 89S51 、 89S52 这两种型号,上面我所说的烧写程序是 ISP 方式,这两种单片机支持 ISP 下载,所以如果买其他型号的烧写程序可能会不太方便, AVR 单片机常用的就是 ATmega16L 其它型号的区别也不是很大,甚至有些兼容。至于单片机开发板,目前的价格都很贵,从一百到几百不等,不过像上次学校里广告的那个六十多块钱的最好还是免了,没什么作用。能买一块当然好,没有的话也不要紧,自己动手买个电路板搭一下也很方便,引出 ISP 接口,烧写程序十分容易,然后将 I/O 口引出扩展也很方便。
学习单片机的其它几个注意点:
1 .理论与实践并重
对一个初学单片机的人来说,如果按教科书式的学法,上来就是一大堆指令、名词,学了半天还搞不清这些指令起什么作用,也许用不了几天就会觉得枯燥乏味以致半途而废。所以学习与实践结合是一个好方法,边学习、边演练,循序渐进,这样用不了几次就能将所用到的指令理解、吃透、扎根于脑海,甚至 “ 根深蒂固 ” 。也就是说,当你学习完几条指令后 ( 一次数量不求多,只求懂 ) ,接下去就该做实验了,通过实验,使你感受到刚才的指令产生的控制效果,眼睛看得见 ( 灯光 ) 、耳朵听得到 ( 声音 ) ,更能深刻理解指令是怎样转化成信号去实现控制的,通过实验看到自己所学的成果不仅有一种成就感也能提升你对单片机的兴趣。说句实在话,单片机与其说是学出来的,还不如说是做实验练出来的,何况做实验本身也是一种学习过程。因此边学边练的学习方法,效果特别好。
2 .合理安排时间持之以恒
学习单片机不能 “ 三天打鱼、两天晒网 ” ,要有持之以恒的毅力与决 4 心。学习完几条指令后,就应及时做实验,融汇贯通,而不要等几天或几个星期之后再做实验,这样效果不好甚至前学后忘。另外要有打 “ 持久战 ” 的心理准备,不要兴趣来时学上几天,无兴趣时凉上几星期。学习单片机很重要的一点就是持之以恒。
3 .遇到问题耐心检查
单片机有软硬件两方面的内容,有时一个程序怎么调都不出效果,然而从理论分析却又是对的,这是就要仔细找原因了,学习单片机经常碰到很多问题,有时一两天都不能解决,这是就要有耐心,从底层找起,相信每找出一个错误都会有一个新的收获。切不可轻言放弃!!!
4 .对只短暂学过一遍的知识,充其量只比浮光掠影稍好。因此,较好的方法是过一段时间后 (1-2 个月 ) 再重新学一遍,学过的知识要经常运用,这样反复循环几次就能彻底弄懂消化,永不忘却。
5 .要进行适当投资购买实验器材及书籍资料
单片机技术含金量高,一旦学会后,给你带来的效益当然也高,无论是应聘求职还是自起炉灶开厂办公司,其前景都光明无限。因此在学习时要舍得适当投资购买必要的学习、实验器材。另外还要经常去科技图书店看看,购买一些适合自己学习、提高的书籍。一本好的书籍真的很重要,可以随时翻阅,随时补充不懂或遗忘的知识。
学习使用单片机就是理解单片机硬件结构,以及内部资源的应用,在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置,以及实现各种功能的程序编制。
第一步:数字I/O的使用
使用按钮输入信号,发光二极管显示输出电平,就可以学习引脚的数字I/O功能,在按下某个按钮后,某发光二极管发亮,这就是数字电路中组合逻辑的功能,虽然很简单,但是可以学习一般的单片机编程思想,例如,必须设置很多寄存器对引脚进行初始化处理,才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用单片机的一个功能,就要对控制该功能的寄存器进行设置,这就是单片机编程的特点,千万不要怕麻烦,所有的单片机都是这样。
第二步:定时器的使用 学会定时器的使用,就可以用单片机实现时序电路,时序电路的功能是强大的,在工业、家用电气设备的控制中有很多应用,例如,可以用单片机实现一个具有一个按钮的楼道灯开关,该开关在按钮按下一次后,灯亮3分钟后自动灭,当按钮连续按下两次后,灯常亮不灭,当按钮按下时间超过2s,则灯灭。数字集成电路可以实现时序电路,可编程逻辑器件(PLD)可以实现时序电路,可编程控制器(PLC)也可以实现时序电路,但是只有单片机实现起来最简单,成本最低。
定时器的使用是非常重要的,逻辑加时间控制是单片机使用的基础。
第三步:中断
单片机的特点是一段程序反复执行,程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间,如果程序没有执行到某指令,则该指令的动作就不会发生,这样就会耽误很多快速发生的事情,例如,按钮按下时的下降沿。要使单片机在程序正常运行过程中,对快速动作做出反应,就必须使用单片机的中断功能,该功能就是在快速动作发生后,单片机中断正常运行的程序,处理快速发生的动作,处理完成后,在返回执行正常的程序。中断功能使用中的困难是需要精确地知道什么时候不允许中断发生(屏蔽中断)、什么时候允许中断发生(开中断),需要设置哪些寄存器才能使某种中断起作用,中断开始时,程序应该干什么,中断完成后,程序应该干什么等等。
中断学会后,就可以编制更复杂结构的程序,这样的程序可以干着一件事,监视着一件事,一旦监视的事情发生,就中断正在干的事情,处理监视的事情,当然也可以监视多个事情,形象的比喻,中断功能使单片机具有吃着碗里的,看着锅里的功能。
以上三步学会,就相当于降龙十八掌武功,会了三掌了,可以勉强护身。
第四步:与PC机进行RS232通信
单片机都有USART接口,特别是MSP430系列中很多型号,都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接,它们之间的逻辑电平不同,需要使用一个MAX3232芯片进行电平转换。
USART接口的使用是非常重要的,通过该接口,可以使单片机与PC机之间交换信息,虽然RS232通信并不先进,但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口,需要学习通信协议,PC机的RS232接口编程等等知识。试想,单片机实验板上的数据显示在PC机监视器上,而PC机的键盘信号可以在单片机实验板上得到显示,将是多么有意思的事情啊!
第五步:学会A/D转换
MAP430单片机带有多通道12位A/D转换器,通过这些A/D转换器可以使单片机操作模拟量,显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间,转换速率,转换误差等概念。
使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表。
第六步:学会PCI、I2C接口和液晶显示器接口
这些接口的使用可以使单片机更容易连接外部设备,在扩展单片机功能方面非常重要。
第七步:学会比较、捕捉、PWM功能
这些功能可以使单片机能够控制电机,检测转速信号,实现电机调速器等控制起功能。
如果以上七步都学会,就可以设计一般的应用系统,相当于学会十招降龙十八掌,可以出手攻击了。
第八步:学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的,因为这是当前产品开发的发展方向。
到此为止,相当于学会15招降龙十八掌,但还不到打遍天下无敌手的境界。即使如此,也算是单片机大虾了