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单片机论文 篇一

摘要：

本文针对工科院校单片机课程中存在的问题进行探究，提出了以项目化教学作为主导的改革方案，以学生为本，充分调动学生的主观能动性和学习兴趣。

关键词：

项目；单片机教学；改革探索

单片机课程将程序设计、通信技术、微机接口等多种专业知识综合在一起，是一门工程性、实践性以及技术性很强的课程。单片机课程是电子信息和自动化等专业的核心课程。

1、单片机课程教学现状

1.1教师教学手段较为单一

单片机是大规模集成电路的发展产物，内部结构较为复杂。各大工科类院校对于单片机教学，仍旧采用教师在课堂上面讲述相关的理论知识、单片机内部结构，然后讲解单片机的程序设计以及汇编语言，教学方式较为单一，使学生没能抓住学习的重点，丧失对单片机学习的热情和兴趣，导致教学质量越来越差[1]。

1.2学生没有明确的学习目标

单片机课程的实践性和应用性较强，在学习时要以应用为主要目标，然而有许多教师在教学的过程中忽略了这一点，导致学生没有明确的学习目标，单纯地跟着教师的思路，缺乏学习自主性和探究意识，学习目标不明确，影响教学效率。

1.3学生缺乏实践机会

学生在做实验时，主要的器材就是一本实验指导书、一个集成实验箱，学生按照指导书上面的流程机械式的进行实验，盲目的观察实验结果，对于实验中所应用到的一些原理模糊不清，导致学生在实验结束后仍旧对所学的内容有疑惑，没能掌握相关器材基本使用的方式，更没有将之运用到实际工程中的能力。

1.4考核方式有着一定的局限性

各种工科类院校对于学生单片机课程考试仍旧采用笔试的方式，这种考试形式具有一定的局限性，不能真实客观的反映出学生的学习水平，更不能考察出学生的实践能力和动手能力，这种考试方式没能很好的与实践相结合，导致考核结果不具有客观性。

2、应用项目教学方法

项目教学方法能够很好的适用于技术教育，可以将学科体系的内容转化成若干教学项目，然后围绕着这些项目进行教学，教师要引导学生直接参与到项目教学整个过程中[2]。设计教学项目，着重强调让学生参与其中，在模拟的生产场景中，完成规定的项目，这是理论与实践的完美结合。

在项目教学整个过程中，学生要在规定的时间内，可以自由的进行讨论，安排整个过程的进度，如此有助于激发学生的创新能力和积极性，培养了学生分析、解决问题的能力和团队的协作能力。

3、项目教学法的实施步骤

如今许多单片机教科书中知识结构都是从简单的数制到较为复杂的单机硬件，最后再到复杂的系统接口技术。但项目教学法改变了传统的教学模式，教师能够灵活掌握课程的教学顺序，合理的安排教学任务，并结合自身多年教学经验，总结出几个步骤帮助学生对单片机进行有效的学习。首先应该对单片机有所感知，自己查找一些有关资料，进一步了解对单片机学习的必要性和应用性；其次教师要给学生布置一些项目具体的任务，例如制作秒表、电子万年历等，给每个学生分配具体的任务，让他们由浅及深的了解单片机课程；再次教师要对一些小模块进行具体的讲解和分析；最后以期末的实训内容作为引导，将之贯穿于整个理论教学的过程中，模拟出一些生产场景，增强学生实际动手能力，完成最终的项目教学目标。

4、项目的选择

项目化教学主要是以项目为主要载体，以任务作为动力，将实践和理论紧密的结合起来，使学生在完成任务过程中就能够充分掌握相关的技能和知识，进而不断提高学生的实践能力和学习效果。在设计教学时，要挑选合适的项目来保证改革效果。所选的项目既能包含单片机相关的知识，又不会过大的增加学生的学习负担，给学生造成一定的心理压力。

5、基于项目的单片机改革策略

5.1以项目为主要导向

传统的教学方法主要是以教师讲授知识为主，重视教师、教材以及课堂教学，这种传统的教学模式主要强调理论知识的连续性和基础知识的运用，但却忽略了对学生兴趣以及创造能力的培养。现阶段，在课堂教学中要改变这种教学模式，变换传统的教学结构，打破原有的教学框架，将教材中原有的知识顺序分散成诸多小的知识点，运用一些经典的项目案例将这些小的知识点融入整个课堂教学，从而能够实现以项目为导向教学模式。

5.2项目设置的方法

教师要对项目的实例进行选择，认真撰写项目的内容。所选的基础项目能够与学生自身的兴趣相符合，给学生布置一些功能简单易于实现的项目任务。选择技能项目，鼓励学生通过多种形式来实现项目的具体要求，对于学生独立思考的能力有着较高的要求，在教学过程中教师可以指导学生进行分组讨论，主要以学生互相讨论以及师生互动的形式进行。综合项目则是侧重学生知识的提高，对于一些能力较强的学生应该充分发挥出他们的钻研精神，能够在钻研的过程中提升自身专业技能。例如教师给学生布置一些制作秒表的项目任务，让学生自己动手，在制作的过程中将所学的知识运用到操作之中，使得学生们的理论知识与实践能力有效的。结合在一起。

5.3测评环节

以项目为主要导向的教学过程中，考核的方式与传承考试也有所不同，考量学生的学习效果主要是通过综合评价实现的，主要评价有自我评价、教师评价、学生互评以及项目组长的评价等。

从项目框架的设计、需求的分析以及详细的方案等各个环节对学生进行点评打分。教师在评价的过程中，主要以支持和鼓励学生为主，可以增加学生自信心；在小组评价的过程中，应该着重了解学生在整个项目中所起到的作用，观察学生是否属于设计的主要人员，在设计的过程中是否配合等；在自我评价的过程中，要反映出自身在学习过程中所遇到的困难，在面对困难时是否能及时寻找到解决问题的方法，自我测评在今后的学习中有利于提升学生的学习效率。学生应该虚心接受别人的评价，在评价中才能够更快、更好地改善自己的不足之处，不断地完善自己。

6、结束语

项目教学法能够充分调动学生学习的积极性，在整个教学过程中，既提升了学生的实践能力，又促进了师生之间的情感交流。本文着重探讨了工科类院校单片机课程教学的现状，如教师教学手段较为单一、学生没有明确的学习目标、学生缺乏实践机会、考核方式具有一定的局限性。

本文也研究了应用项目教学方法、项目教学法的实施步骤、基于项目的改革策略等，主要是以项目为导向，设置项目方法优化测评环节。如此才能大幅度的提升学生们的实践能力、创新能力以及思维能力。

参考文献：

[1]李冰。单片机课程的项目化教学改革与实践[J]。实验室科学。2014(1)。

[2]郭毅飞，王华。项目教学法在单片机教学改革中的应用[J]。湖南农机。2013(1)。

有关单片机技术论文 篇二

时光飞逝，一转眼，一个学期又进尾声了，本学期的单片机实习课题也在一周内完成了。俗话说“好的开始是成功的一半”。说这次实习，我认为最重要的就是做好程序调试，认真的研究老师给的题目。其次，老师对实验的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有都明白了，做起产品就会事半功倍，如果没弄明白，就迷迷糊糊的去做，到头来一点收获也没有。最后，要重视程序的模块化，修改的方便，也要注重程序的调试，掌握其方法。

虽然这次的实习算起来在实验室的时间只有几天，不过因为我们都有自己的实验板，所以在宿舍里做实验的时间一定不止三天。 硬件的设计跟焊接都要我们自己动手去焊，软件的编程也要我们不断的调试，最终一个能完成课程设计的劳动成果出来了，很高兴它能按着设计的思想与要求运动起来。

当然，这其中也有很多问题，第一、不够细心比如由于粗心大意焊错了线，由于对课本理论的不熟悉导致编程出现错误。第二，是在学习态度上，这次课设是对我的学习态度的一次检验。对于这次单片机综合课程实习，我的第一大心得体会就是作为一名工程技术人员，要求具备的首要素质绝对应该是严谨。我们这次实习所遇到的多半问题多数都是由于我们不够严谨。第三，在做人上，我认识到，无论做什么事情，只要你足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够的挑战困难的勇气，就没有什么办不到的。

通过这次单片机实习，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。 这个设计过程中，我们通过在原有的计数器系统进行了改进，使之增添了暂停、计数、清零等的三个控制功能，使之成为一个更加适用，功能更加完备的属于自己的一个系统。设计结果能够符合题意，成功完成了此次实习要求，我们不只在乎这一结果，更加在乎的，是这个过程。这个过程中，我们花费了大量的时间和精力，更重要的是，我们在学会创新的基础上，同时还懂得合作精神的重要性，学会了与他人合作。作为一名自动化专业的快大三学生，我觉得做单片机实习是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似实习就为我们提供了良好的实践平台。

首先在做本次实习的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做单片机实习，但我们不是艺术家，他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。

其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：c语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。

最后，在实习之前，我们要对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在实习过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。

有关单片机技术论文 篇三

一、生产实习的目的和意义：

生产实习是培养本科学生理论联系实际，提高实际动手操作能力的重要教学环节。本专业的生产实习旨在使学生广泛了解实际电子产品生产的全过程，熟悉电子产品的主要技术管理模式，并在实习的操作过程中学习、掌握电子产品的焊接、安装、调试的实际操作技能。巩固和加深理解所学的理论，开阔眼界，提高能力，为培养高素质大学本科人才打下必要的基础。通过学习，是理论与实际相结合，可以使学生加深对所学知识的理解，并为后续专业课的学习提供必要的感性知识，同时使学生直接了解本业的生产过程和生产内容，为将来走上工作岗位提供必要的实际生产知识。

二、实习的基本内容：

集中授课，进行相关知识的学习。

学习、掌握电子产品的独立性设计与安装、调试的能力；进一步掌握电子测量仪器的正确使用方法，电元器件的测量与筛选技术。

初步了解电子整机产品的工艺过程。

为能使学生得到充分的锻炼，较大的提高学生的实际动手能力，本次生产实习安排每一位学生独立完成全部系统的设计与安装工作。

本实习环节，学生要独立使用电焊铁及各种电子测试设备电路安装与调试，要学生严格遵守电器设备的使用安全，遵守实验室的各项规章制度。

三、基本要求：

在教师的指导下练习在测试电路德核心板上焊接元件，掌握焊接要领。

熟悉元器件的性能及管脚分配。

在给定的pcb板上焊接跳线，ic插座，电阻，电容，led器件等。

检查焊接是否正确。

插上元器件，运行系统，并观测系统工作是否正常。

四、总体设计电路思想和原理：

本次生产实习用到的开发板和模块共7块，分别为：单片机核心板，电子钟模块，mp3模块，rfid模块，无线传输模块，脉搏传感模块，gps模块。

各模块相互组合，其所能实现的基本功能如下：

单片机核心板+电子钟模块：实现时间的显示，温度的测量，且可通过遥控器调时、定闹等。

单片机核心板+无线传输模块：实现数据的近距离无线传输。

单片机核心板+mp3模块（含sd卡）：实现mp3播放功能。

单片机核心板+rfid模块：实现地铁检票系统的模拟。

单片机核心板+脉搏传感模块：实现人体脉搏传感的测量。

单片机核心板+gps模块：实现gps卫星定位功能。

（一）核心板电路设计

单片机核心板电路主要包括stc12c5a60s2单片机，电子钟模块接口电路，mp3接口电路，无线传输模块接口电路，脉搏传感模块接口电路，gps模块接口电路，串口扩展电路，电源供电电路。该系统的单片机是宏晶科技生产的单时钟机器周期（it）的单片机，是高速、低功耗、超强干扰的新一代8051单片机。通过使用stc-isp软件，该单片机可实现串口在线编程，无需编程器，无需仿真器。

核心板电路的设计思想主要是围绕单片机芯片的工作原理和特点，为其实现合理的设计出外围电路：包括电源电路，显示电路部分，复位电路部分，串行口通信电路，按键电路等。

（二）电子钟模块电路设计

该模块主要用到的芯片有：时钟保持芯片ds1302，单总线数字温度传感器ds18b20，红外遥控解码器tl1838a。

该模块电路设计的思想是了解这三种芯片的工作电压，ds1302的工作时钟频率以及三种芯片与单片机之间的硬件连接。

（三）mp3模块电路设计

该模块用到的主要芯片有mp3音频解码芯片vs1003，3.3v电压转换芯片lm1117-3.3,2.5v电压转换芯片lm1117-2.5。

该电路的设计思想主要是了解芯片的作用和特点，寻找各芯片之间的联系，vs1003芯片是该模块的主要部分。单片机设有单独解码mp3文件的功能，而单片机可与通过vs1003的接口电路的连接，进行mp3的解码，实现音频的输出。通过芯片各引脚的功能和特点，合理的设计出相应的外围电路。

（四）rfid模块电路的设计

该模块的电路所用到的主要芯片为13.56mhz的非接触式通信读卡芯片fm1702。该芯片是基于iso/4443标准的非接触卡读卡机专用芯片，采用0.6微米cmos 、eeprom工艺，支持13.56mhz频率下的type a非接触式通信协议，

支持多种加窗算法，兼容philips的mfrc530（spi接口）读卡机芯片。

该模块的电路设计思想是基于fm1702各引脚的功能和特点，合理的设计芯片的外围电路，其中的电容和电感所构成的天线是芯片与s50卡通信的工具。

五、单元电路设计：

单片机核心板电路分析

单片机核心板是本次实习中最重要的部分，它是实现各种模块功能的基础部分。单片机核心板的核心是stc12c5a60s2单片机芯片，围绕该芯片设计出相应电源供电电路，蜂鸣器驱动电路，按键电路，串行口通信电路，复位电路，液晶屏驱动电路以及各模块的接口电路，由以上的电路部分就构成一个核心板电路系统。

电子钟模块电路分析

电子钟模块配合单片机核心板，可在lcd1602液晶屏上显示当前的日期（年月日）时间（时分秒），环境温度值，和红外遥控解码值。用户可通过遥控器或单片机核心板上的按键来进行日期和时间的设置。

通过遥控上的“eq”键，可控制led显示界面在时间、温度、红外解码之间的切换。如果想调整时间，需要首先使用遥控器的“eq”键将lcd显示调制时间界面；之后通过按“播放停止键”将时间停止；然后再按“左快捷键”向右切换；最后按“加减键”可以进行数值的加减操作，调整完成后，再次按“播放停止键”，时间开始运行。另外通过单片机核心板上的k1-k4键也可以完成时间的调整：其中k1键对应遥控器的“右快捷键”，即实现向右切换年月日时分；k3键对应遥控器的“加键”，即实现年月日时分的加1；k4键对应遥控器的“减键”，即实现年月日时分的减1。

mp3电路模块分析

是一单芯片mp3/wma/midi音频解码和adpcm编码芯片，其拥有一个高性能低功耗的dsp处理器核vs-dsp。5k的指令ram，0.5k的数据ram，串行的控制和数据输入接口，4个通用io口，1个uart口；同时片内带有一个可变采样率的dac，一个立体声dac以及音频耳机放大器；vs1003通过一个串行接口来接收输入的比特流，它可以作为一个系统的从机。

与单片机连接的引脚主要有7个，分别为：so、si、sclk、xdcs、xreset、dreq、mosi，只有保证它们与单片机正确可靠的连接，才能对vs1003进行有效的操作与控制。另外，vs1003各部分的供电电压与输出电压值是不同的。

芯片各部分供电电压如下表：

供电部分最小电压推荐电压最大电压

模拟）

数字）

卡是一种大容量，性价比高，体积小，访问接口简单的存储卡。sdimmc卡大量 应用于数码相机、mp3、手机、大容量存储设备。作为这些便携式设备的存储载体，它具有低功耗，非易失性，保存数据无需消耗能量的特点。

卡只使用了1-7触点。对于1号引脚（cd/dat3）扩展的dat线（dat1-dat3）在上电后处于输入状态，它们在执行set-bus-width命令后作为dat线操作，当不用dat1-dat3线时，主机应使自己的dat1-dat3线处于输入模式，这样定义是为与mmc卡保持兼容。上电后，cd/dat3作为带50k上拉电阻的输入线（可用于检测卡是否存在或选择spi模式）。用户可以在正常的数据传输中用set-clr-card-detect（acmda口）命令断开上拉电阻的连接。mmc卡的该引脚在sd模式下为保留引脚，在sd模式下无任何作用。对于2号引脚cmd，mmc卡在sd模式下为io/pp/oo，mmc卡在spi模式下为i/pp。

关于电压匹配问题，sd卡的逻辑电平相当于3.3v ttl电平标准，而单片机的逻辑电平为5v。因此，它们之间不能直接相连，否则会有烧毁sd卡的可能。解决逻辑器件接口的电平兼容问题，原则主要有两条：一为输出电平器件输出高电平的最小电压值，应大于接受电压器件识别为高电平的最低电压值；二为输出电平器件输出低电平的最大电压值，应小于接受器件识别为低电平的最高电压值。考虑到sd卡在spi协议的工作模式下，通讯都是单向的，于是在单片机向sd卡传输数据时采用晶体管加上拉电阻法的方案。在sd卡向单片机传输数据时，可以直接连接。因为它们之间的电平刚好满足上述的电平兼容原则，既经济又实用。该方案可以双电源供电（一个5v电源，一个3.3v电源供电），3.3v电源可用asl1117稳压管从5v电源稳压获取。

rfid模块电路分析

基于fm1702sl的非接触式ic卡读写器，只要稍加改动就能开发成不同的射频识别应用系统，如考勤系统，门禁系统，公交车收费系统等。s50非接触式卡符合mifare的国际标准，容量8k位，数据保存期10年，又可改写10万次，读无限次。s50卡不带电源，自带天线，内含加密控制逻辑电路和通用逻辑电路，卡与读卡器之间的通讯采用国际通用des和res保密交叉算法，具有较高的保密性能。

单片机与fmitdisl通用spi总线通信，采用中断工作模式，在fmitdisl复位后，必须进行一次初始化程序以便初始化spi接口模式，而且可以同步实现单片机和fmitdisl的启动工作。信息存储在mifarse卡里，读写器与卡通过各自的天线建立起二者之间非接触信息传输通道。当卡进入系统的工作区时，读写器向卡发射一组固定频率的电磁波，卡内有一个lc串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，lc谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端接有一个单向导通的电子粟，将带内容内的电荷送到另一个电容内存储，当所有积累的电荷达到2v时，此电容可做到电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或读取读写器的数据。

根据互感原理可知，读写器天线半径越大，匝数越多，读写器上的天线和卡上的天线的互感系数就越大。根据国际标准的要求，卡和读写器的通信距离为10cm，通过调整天线驱动电压可以改变通信的最长距离。天线的传输带宽和品质因数成反比关系。过高的品质因数会导致带宽减小，从而减弱读写器的调制边带，会导致读写器无法与卡通信。

无线传输模块分析

是一无线通信芯片，采用fsk调制，可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度最高可达2mbps，只需为单片机系统预留5个gpio，1个中断输入引脚，就可很容易地实现天线通信的功能，非常适合用mcu系统构建无线通信功能。

具有收发模式，待机模式和掉电模式，四种工作模式，并由ce、寄存器内部pwr、vp和prim、rx共同控制。nrf24l01所有的配置都由配置寄存器来定义，这些配置寄存器可通过spi口访问。spi接口由sck、mosi、miso及csn组成，在配置模式下单片机通过spi接口配置nrf24l01的工作参数，在发射或接收模式下单片机spi接口发送和接收数据。

单片机的控制指令从nrf24l01的mosi引脚输入，而nrf24l01的状态信息和数据是从其miso引脚输出并送给单片机的。利用spi传输数据时，是先传输低位字节，再传输高位字节，并且在传输每个字节时是从高位传起。

六、单片机软件系统工作流程

通过使用stc-isp软件，stc12c5a60s2单片机可实现串口在线编程。由于现在大的数据计算机都不存在提供单独的串口，所以需要usb转rs232串口线。

usb转rs232串口设备驱动程序的安装

stc-isp v483串口下载软件

七、实习过程心得：

新学期伊始，就迎来了为期四周的单片机生产实习。在这次生产实习过程中，我受益颇多。这是我们经历的第一次广泛了解实际电子产品生产的全过程。从最初的设计，到焊接，安装，调试，我们都是逐一亲自动手操作完成的。在这次实习中，我们遇到了不少问题，但正是因为有了这些问题，才有了我们更加深入学习的机会。为了解决这些问题，我们查资料，探讨，请教老师，充分利用自己身边的一切资源来学习。这样的学习过程让我们对所学内容理解的更深刻，而且大大提高了我们的团结协作能力。()在实际操作焊接的过程中，我们从笨拙到熟练，动手能力不断提高，有了很大的进步。这为我们以后步入工作岗位做了良好的铺垫。

总之，通过这次生产实习，我受益匪浅，各方面的能力都有了提高。最后，感谢在实践过程中悉心指导的每一位老师！

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