邵丹

摘? ?要：在經(jīng)濟社會迅猛發(fā)展的帶動下，社會各行各業(yè)的發(fā)展都步入到了快速發(fā)展的列車軌道上來，其中就包括信息工程技術(shù)的迅猛發(fā)展。在此背景下，單片機被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)領(lǐng)域，其中包括單片機在通信設(shè)備、儀器儀表、家用電器、機電一體化等領(lǐng)域的有效應(yīng)用。高校作為我國專業(yè)型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的基地，單片機應(yīng)用課程已經(jīng)成為高校信息工程類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)課程之一。本文就是基于此背景下展開對單片機應(yīng)用課程平臺的設(shè)計和實踐相關(guān)問題的研究。

關(guān)鍵詞：課程平臺? 設(shè)計? 實踐? 方法? 單片機? 應(yīng)用

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0186-02

當(dāng)前，隨著信息化程度的不斷加深，單片機的應(yīng)用日趨廣泛，并且單片機相關(guān)原理、專業(yè)知識等被廣泛應(yīng)用于高校信息化專業(yè)教學(xué)中。我們作為單片機應(yīng)用課程教師都知道單片機應(yīng)用課程知識相比于其他學(xué)科知識抽象性和實踐性都比較強，學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度較大，因此需要我們高校、教師采用較為先進的課程教學(xué)平臺、需要我們不斷優(yōu)化課程平臺的設(shè)計、不斷強化課程的實踐環(huán)節(jié)，來提高學(xué)生對單片機相關(guān)理論知識的理解，可以說單片機應(yīng)用課程的設(shè)計是單片機原理課程的發(fā)展與延伸。只有不斷強化單片機課程應(yīng)用平臺的設(shè)計與實踐工作，才能幫助學(xué)生將抽象的單片機課程理論知識轉(zhuǎn)化為實踐應(yīng)用，才能將二者融會貫通，可以說這一環(huán)節(jié)在整個單片機課程教學(xué)中占據(jù)舉足輕重的位置。本文針對當(dāng)前單片機應(yīng)用課堂平臺設(shè)計和實踐現(xiàn)狀，提出了一套可以有效改變當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀，提高學(xué)生單片機實踐應(yīng)用能力的課程平臺，通過對該課程平臺的有效應(yīng)用，可以有效提高學(xué)生對單片機課程相關(guān)概念的認識和理解能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，進而促進學(xué)生綜合能力的全面提高。

1? 單片機應(yīng)用課程平臺的軟硬件設(shè)計分析

1.1 單片機應(yīng)用課程平臺中的硬件設(shè)計研究

本課程平臺的硬件設(shè)備是以STC89C52 為主的處理芯片，外加五個功能拓展模塊，其中包括信息數(shù)據(jù)儲存模塊、輸入和顯示模塊、外部溫度、濕度采集模塊、電機控制模塊，這樣就可以在保證核心處理芯片正常運轉(zhuǎn)的情況下有效實現(xiàn)對外部溫度的采集、信息數(shù)據(jù)的設(shè)定和儲存、電機的運行功率的調(diào)節(jié)以及實現(xiàn)操作者和設(shè)備之間的交互等。其中在硬件設(shè)備中輸入鍵盤顯示部分可以選擇當(dāng)前使用較為廣泛的串行HD7279A 芯片。外部環(huán)境采集模塊我們可以選擇電路相對簡易的信息傳感器，這個環(huán)境信息采集系統(tǒng)需要配備一組直流風(fēng)機，并控制風(fēng)機的運行速度，這樣就可以與直流風(fēng)機形成一個相對簡易的閉環(huán)控制系統(tǒng)，來保證硬件設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。信息數(shù)據(jù)采集與儲存模塊我們主要選擇24C16 E2PROM 芯片。最后，整個硬件設(shè)備系統(tǒng)還需要我們安裝與PC機相匹配的通信接口，接受系統(tǒng)的各種操作指令，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和反饋。

1.2 單片機應(yīng)用課程平臺的軟件設(shè)計分析

在平臺軟件設(shè)計過程中，需要我們安裝一套外部溫度測量及電機控制系統(tǒng)，這樣在整個系統(tǒng)供電以后，就能保證我們教師、學(xué)生與系統(tǒng)的交互功能，能夠滿足我們教師和學(xué)生在系統(tǒng)中選擇各項菜單，來實現(xiàn)對外部溫度、濕度的監(jiān)測和控制、流風(fēng)機速度的調(diào)控、系統(tǒng)運行參數(shù)的設(shè)置以及數(shù)據(jù)的接收和存儲。其中對溫度檢測環(huán)節(jié)要求能夠做到對外部溫度的實時檢測和對數(shù)據(jù)的采集，并在顯示系統(tǒng)中顯示出來，同時顯示的溫度要保證精確到小數(shù)點的后兩位。廣大用戶可以通過直流風(fēng)機控制系統(tǒng)來設(shè)定所需要的使用參數(shù)，在設(shè)定參數(shù)后顯示器上會根據(jù)參數(shù)顯示出風(fēng)機的實際PWM波占空比。其中，系統(tǒng)中恒溫控制系統(tǒng)主要是通過溫度傳感器來實現(xiàn)對溫度的監(jiān)測，同時系統(tǒng)對風(fēng)機轉(zhuǎn)速的有效控制來保證溫度的有效控制。工藝參數(shù)設(shè)置功能設(shè)置風(fēng)機轉(zhuǎn)速和恒溫控制的設(shè)定溫度值，工藝參數(shù)設(shè)置功能支持設(shè)置多組工藝參數(shù)。數(shù)據(jù)通信功能通過RS232串行接口與上位PC機進行數(shù)據(jù)通信，實時接收上位機的各種命令，并將風(fēng)機運行參數(shù)值和實際采樣的溫度值發(fā)送至上位機進行保存。

2? 單片機應(yīng)用課程實踐環(huán)節(jié)研究

在開展單片機應(yīng)用課程實踐環(huán)節(jié)的過程中我們會遇到一些問題，如果這些問題得不到科學(xué)、有效的解決勢必會影響實踐課程教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，最終無法達到我們教學(xué)的預(yù)期效果。對此，我們教師在課前設(shè)計好預(yù)定教學(xué)方案，在實踐教學(xué)中及時梳理和解決出現(xiàn)的問題對于教學(xué)質(zhì)量的提高意義重大。在單片機應(yīng)用課程實踐過程中，首要問題就是端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，這樣學(xué)生才能對單片機實踐課程有一個全新的認識，進而才能親力親為實踐課程的每一個環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實踐課程教學(xué)中為了節(jié)省課堂教學(xué)時間，往往以兩個學(xué)生為一組展開實踐操作來完成項目的制作，學(xué)生實踐課程的考核往往以作品或者書面報告作為主要評判標準，這樣的分組實踐形式和考核標準往往導(dǎo)致許多學(xué)生出現(xiàn)濫竽充數(shù)或者抄襲的問題。對此，我們要想有效解決這一問題，杜絕此類問題的發(fā)生，必須改變傳統(tǒng)分組教學(xué)模式以及創(chuàng)新考核評價標準，第一，我們實踐教學(xué)過程中保證學(xué)生一人一組，這一學(xué)生要想完成一個項目的制作就必須親自動手，包括硬件的焊接以及軟件的編程環(huán)節(jié);第二，創(chuàng)新評價標準，我們教師可以以開卷考試的形式，根據(jù)不同的實踐內(nèi)容來出題目，這樣我們教師就可以通過對學(xué)生答題情況的觀察得知學(xué)生對知識的掌握情況。第三，在學(xué)生作品考核環(huán)節(jié)我們可以增設(shè)答辯這一環(huán)節(jié)，既根據(jù)學(xué)生制作的作品來提出一些硬件設(shè)計和軟件編程有關(guān)的問題，來增強學(xué)生對知識的復(fù)習(xí)和鞏固。與此同時，在單片機實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中諸多同學(xué)存在焊接工藝水平不高的現(xiàn)象，對此，我們教師要將這一問題重視起來，不斷強化焊接工藝要領(lǐng)，而且要對焊接過程進行一一科學(xué)的示范，對于焊接水平薄弱的同時要強化輔導(dǎo)工作。此外，在焊接過程中一些學(xué)生可以出現(xiàn)焊壞或者焊錯的問題，為了方便學(xué)生，我們所設(shè)計的PCB板的焊接尺寸可以適當(dāng)放寬一些，這樣學(xué)生經(jīng)過不斷的嘗試和練習(xí)達到標準要求。軟件編程是單片機實踐課程的重中之重，我們教師在軟件編程教學(xué)環(huán)境中，要以軟件調(diào)試方式為主，發(fā)現(xiàn)問題及時將問題反饋給學(xué)生，并加以指導(dǎo)，告訴學(xué)生用什么方法來保證軟件編程的程序正確，這樣學(xué)生在這一學(xué)習(xí)過程中得到強化鍛煉的機會。由于學(xué)生的編程能力參差不齊，在布置任務(wù)時可以分層布置，一些程序功能可以作為加分的選做項，學(xué)有余力的同學(xué)可以嘗試完成更多功能，獲得更好的成績。

3? 結(jié)語

單片機應(yīng)用課程具有抽象性強的特點，學(xué)生學(xué)習(xí)起來相對困難，因此，我們在教學(xué)展開過程中要設(shè)計符合學(xué)生學(xué)習(xí)的軟硬件平臺，這是學(xué)生攻破單片機實踐課程的基礎(chǔ)和前提，同時在實踐過程中我們教師要制定科學(xué)、嚴格的考核機制，注意學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，這樣學(xué)生才能獲得較好的學(xué)習(xí)效果。文章闡述的課程教學(xué)內(nèi)容和考核方法值得同類實踐課程借鑒和推廣。

參考文獻

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