1、单片机项目化教学改革的研究与实践【摘要】本文详细介绍了单片机项目化教学改革方案和具体实施过程，并在实际教学中不断实践与改进，取得良好效果。本方案共设计七个典型的工作项目，每个项目又分解为若干个任务，在教学过程中以学生为主体、教师主导的方式使学生在完成项目的工作过程中完成单片机知识点的学习，实现了理论与实践紧密结合的教学做一体化的教学模式。【关键词】教学做一体化；单片机；项目化教学；教学改革 单片机课程作为高等职业教育电子类、机电类专业的专业核心课程之一，涉及到的知识点很多，理论性、实践性与创新性都很强，是学生普遍反映比较难学的一门课程，为使学生更好的掌握单片机技术，在教学过程中不断对教学内容、
2、方法、手段、模式等方面进行研究与改革，通过长期不断地教学实践与改进，总结出一套有效的项目化教学改革方案以及具体的实施方法，本文详细介绍了教学项目设计和实施过程。 1 项目设计 为使单片机课程变得有趣、易学、有用，在多次的调研、分析、同行交流的基础上，选取以下 7 个典型工作项目作为教学载体，每个项目又设计若干情景任务。7 个项目涵盖了单片机 I/O 口、存储器、定时器/计数器、中断、LED 显示、数码管显示、LCD（液晶）显示、单总线技术、串行通信、蜂鸣器等基本知识，同时各任务训练的知识面囊括了显示、按键、控制、串口通信、时钟芯片等常用模块，教学内容覆盖面广，具有一定的实用性。每个学习项目都是
3、一个完整的工作过程，教学的过程就是学生工作的工程，提高了学生学习单片机的兴趣与积极性。 1.1 认识 51 单片机及其开发环境 （1）项目说明：在 proteus 中设计单片机开关控制灯的单片机系统，编程实现开关的闭合和断开控制灯的亮灭；设计单片机音乐播放系统，播放“同桌的你”这首音乐。 （2）知识要点：单片机常用开发工具 proteus、keil、下载器、编程器等的使用；单片机的用途；单片机常见的外围模块。 1.2 单片机最小系统 （1）项目说明：通过 AT89C52 单片机外加时钟电路、复位电路，组成一个单片机最小系统，通过 keil 编写程序实现数据转换，并仿真观察转换结果。 （2）知识
4、要点：时钟电路的设计；复位电路设计；EA 引脚的作用；BCD 码、数据转换方法；存储器结构；C51 编程方法及基本语句；指针的用法。 1.3 多路花样彩灯的设计与制作 （1）项目说明：在 PTOTEUS 中设计多路彩灯，在 KEIL 中编程实现灯从左到右点亮，从右到左点亮，从两边往中间点亮，从中间往两边点亮等各种花样的显示。 （3）知识要点：单片机 I/O 口应用；LED 发光二极管工作原理和应用方法；C51 编程语句的使用和 C 函数编写方法；软件延时的原理和编程方法。 1.4 数码秒表的设计与制作 （1）项目说明：设计一数码显示的秒表，最大显示 99 秒，有按键控制秒表工作状态：当键按第一
5、次按下，秒表开始工作；第二次按下秒表停止工作，第三次按下，秒表清零。 （2）知识要点：按键、数码管显示、定时/计数器等原理及应用。 1.5 抽奖器的设计与制作 （1）项目说明：设计一四位数码管显示的抽奖器，按动抽奖器按钮，抽奖器自动进行编码，松开按钮时，抽奖器停止运行，当前编码即为抽奖号。 （2）知识要点：单片机中断的应用、C51 库函数的使用。 1.6 温度计的设计与制作 （1）项目说明：设计一数字温度计，能实现温度数据的采集与记录，能实时显示当前温度，精度为 0.1，能设定温度上下限，并实现上下限报警。 （2）知识要点：DS18B20、蜂鸣器的使用及串行通信方法。 1.7 数字钟的设计与制
6、作 （1）项目说明：用 51 单片机、液晶 LCD1602、时钟芯片 DS1302 设计一数字钟，要求能显示当前的时间、日期、星期、年等，有闹铃和相关设置功能。 （2）知识要点：单片机最小系统、按键、蜂鸣器、DS1302、液晶显示器等应用。 2 项目实施 下面以项目四的教学为例来阐述项化教学的实施过程，以起到抛砖引玉的作用。 2.1 项目引入 教师播放图片为学生展示秒表在生活中的广泛应用，激发学生自己想设计产品的欲望，从而引出本次课将要设计的项目秒表；学生分组讨论，教师指点并发放任务单。 2.2 项目分解 根据学生讨论制定的设计方案，将本项目分解为数码管静态显示、数码管动态显示、方波发生器的设
7、计、按键计数器设计、秒表的设计与制作 5 个任务。学生通过各任务实施逐步掌握设计该项目的知识点，从而实现该项目的设计。下面以任务 2 数码管动态显示为例来介绍该项目的任务设计。 任务说明：6 位数码管同时显示字符“-HELLO” 。 知识点讲解：数码管动态显示原理和编程方法。 任务实施：设计硬件电路、编写程序、仿真调试。仿真结果如图 1所示。 2.3 项目实施 发放任务单：学生根据任务单完成方案制定。 知识点讲解：学生根据任务 1 至任务四所掌握知识点来进行项目设计与实施。 项目实施：设计硬件电路、编写程序、仿真调试。仿真结果如图 2所示。 2.4 项目评价 项目完成后，及时给出考核评价结果。
8、项目考核包括两部分： 成员互评、教师评价。成员互评主要体现在工作态度是否积极、与同学协作能力是否融洽、是否具有分析解决问题能力等方面；教师根据成员互评结果、上课纪律、项目完成情况、知识掌握情况、成果展示汇报情况、设计报告编写情况等方面给出综合评价结果。七个项目成绩的平均分作为本门课程的期末考核成绩。 3 结束语 单片机项目化教学能够提高学生学习单片机技术的兴趣和积极性，在教学过程中引入 PROTEUS 仿真实验平台使学生可以自主设计单片机系统，同时也使学生学习环境不仅仅局限于课堂，在课堂外学生也只要在一台装有 PROTEUS 和 KEIL 的电脑上就可以随时设计单片机系统，课堂上的教学做和学生课外的自主创新结合起来，有效提高了学生对单片机技术的综合应用能力。 参考文献： 1孔维功.C51 单片机编程与应用M.北京：电子工业出版社，2013 2王小建，胡长胜.单片机设计与应用M.北京：北京清华大学出版社，2011 3代慧芳.基于工作过程的单片机项目化教学改革与实践J.宿州学院学报，2010， （5）
