开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇单片机课程设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：教学改革；实践性；Proteus+Keil
一、我校单片机教学的现状
我校原有的单片机教学实验环节有两个：单片机课内实验和单片机课程设计。课内实验虽然有硬件设计和软件编程两部分，但由于开发板上硬件的最小系统比较完善，学生相当于只需要进行简单的连线便完成了硬件设计。软件设计则是在伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统上完成的，这些实验基本都是验证性实验或者是很简单的设计性试验，主要目的是让学生通过实验了解单片机的硬件环境，熟悉单片机的编程方法。因此学生总体所完成的工作基本上是简单的软件编程，硬件设计几乎没有，更谈不上是软硬件的综合系统设计。这使学生在以后的工作中应用单片机时捉襟见肘，学不够用。
针对以上情况，我校单片机课程设计通过引入Proteus+Keil两个软件进行较大的改进，既加强了学生硬件电路的设计，又有软硬件联调的综合考量，很好地培养了学生对单片机系统设计的能力，提高了大家学习的积极性和主动性。
此外，之前学校课程设计题目单一，没有考虑到学生的个体差异，导致有些学生无从下手，最终只能模仿别人的电路板，甚至连设计报告也是抄袭别人的；还有些能力较强的学生做起来易如反掌，达不到拔高的效果，这样就违背了课程设计的初衷[3]。
二、Proteus+Keil的完美结合
Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件，能很好地仿真单片机及器件。相对于另一款使用较高的仿真软件Multisim，Proteus的元件库更齐全，使用更方便，最重要的是它可以把软件作用在处理器上，并和该处理器的任何模拟和数字器件协同仿真。除此，Proteus还提供了大量的虚拟仪器和分析工具，用户可以在调试代码时清晰地看到仿真结果或通过节点波形等查找错误原因。
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，易学易用。
在计算机上，安装Proteus仿真软件和集成软件开发环境软件Keil，就已经相当于是一个设备先进、功能完善的虚拟实验室了，可以方便地进行软硬件的级联调试，加强单片机系统设计的概念。
在实际的课程设计中，先在ProteusISIS中设计硬件原理图，确定IO口的端口使用。项目的软件可在Keil中进行设计，生成目标代码文件*.hex，若编译失败，可对源程序进行修改，直至编译成功。把生成的目标代码文件*.hex添加到硬件电路的单片机中，比如AT89C52，然后运行仿真，即可以看到仿真结果。若不正确，可以分析错误原因，修改相应的软硬件，直至仿真正确[4，5]。
三、课题的设置
课程设计不同于平时的作业，它有一定的针对性，要满足高中低各层次不同学生的需求。假如全班同做的是一道很难的课程设计题，学困生根本无从下手，更别说从此获取知识了，这样他们很快没有了学习的积极性，彻底放弃了。于是针对不同阶段的学生，我校单片机课程准备了三个不同层次的题目组。
第一类是拔高性题目，比如简易计算器，学生在短期内必须要完成一些实际应用的题目，要求综合性知识较全面，适合基本功扎实、有想法、爱创新的学生。例如有些学生在低年级段就参加了电子设计竞赛，已经有了单片机系统设计的概念，他们需要的是设计更为复杂实用的系统来提升自我。
第二类是中等难度的题目，比如多功能智力竞赛抢答器，学生除了有基本的单片机知识，还必须有一定的动手实践能力和逻辑分析能力，并且涉及其他知识领域，适合知识面较广的学生。
第三类是基础性题目，比如数字温度计，是学生在掌握了单片机基本知识后所能完成的简单的功能设计，这个层次的题目要求不高，适合底子较为薄弱的学生。也就是说，让每个阶段的学生都能从此次课程设计中汲取相应的养分，有所收获[6]。
由于题目的难度系数不同，最终的评分准则也不同，第一类题满分100分，第二类题满分90分，第三类题满分80分。这样既有针对每个层次学生的题目，又能将大家的差距拉开，让学生付出的劳动与最终给定的成绩基本成正比。
四、总结
参考文献：
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关键词：课程设计教学改革实践能力
单片机技术目前已广泛应用于自动控制、智能仪表、家电、机电一体化等领域。单片机是工科专业的专业基础课，是一门工程实践性很强的课程，课程设计是单片机实践教学过程中最重要的环节。单片机课程设计是培养应用型人才，帮助学生树立实践观念，培养学生发现问题、分析和解决实际问题的能力，启迪学生的思维，提高学生综合分析能力的重要途径。
一、存在的问题
1.实施方案陈旧。传统的课程设计注重理论验证，设计过程是老师给出设计思路，学生按照老师的方案和课本已有资料进行设计，最终造成学生对单片机系统设计过程不能深刻理解，严重束缚学生创新才能的发挥。
3.硬件开发环节依赖试验箱。某些高校采用高度集成的单片机试验箱进行课程设计，试验箱功能强大，集成度高，用户通过简单连线可以完成实验，不利于学生单片机应用开发能力培养。
二、教学改革探索
1.课程设计选题。课程设计中，题目的选取非常关键，一方面要使提供给学生的题目难易适中，让学生能够及时完成任务，另一方面选定的题目要具有科学性和新颖性，能够激发学生的学习热情。考虑以上因素，我们一般采用两种方式：第一种是老师精心挑选题目，并说明要实现的功能；第二种是让学生自拟题目，可以根据自己兴趣拟定课程设计题目，然后与指导老师协商讨论后确定。
2.学生分组。学生三人一组，以强带弱，分工合作，每人负责一个方向：一人负责硬件，一人负责软件，另一人负责报告的整理和撰写。小组还要对项目进行评估和检查，采取组内合作模式，充分调动每个学生的主观能动性，培养学生的团队协作能力。
4.考核方式。考核是检查学生学习效果的一种方式。在实际操作中，可将考核分为平时成绩、调试成绩、答辩成绩和报告成绩几部分。平时成绩考核学生查阅资料、分析整理、工具使用熟练程度等能力。调试成绩考核学生仿真和实物调试，并与预定任务目标相比较而给出成绩。答辩部分反映学生对课题理解程度，针对课题设计中关键问题进行提问。报告部分主要从内容和格式进行评价，包括设计方案合理性、文字叙述条理性、排版规范性等。
三、结语
单片机课程设计注重培养学生的实践动手能力和自主思考能力等，为毕业设计和将来工作打下良好基础。培养学生单片机实践能力是一个长期而复杂的过程，需要不断积累经验，进一步完善培养方法和措施。
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关键词：单片机课程设计；软件仿真；硬件电路联调
在开发单片机嵌入式系统时，使用最多的软件就是Keilc51软件，此软件是由Keil公司研发出来的，软件以uVision2为开发平台，具有的功能包括项目管理、编码、程序生成器等。Keilc51的优点在于：其界面的友好性较高、操作便捷，支持对汇编语言、C语言及混合语言的编程、编译和调试工作，可以在很大程度上缩短设计周期，在对程序进行修改时也是很方便的。与此同时，Keilc51还能够加载Proteus软件的VSM仿真器，加载之后就可以和Proteus软件进行联机调试。
一、课程设计流程
2.选择题目
在制作课程计划时，需要根据每个章节内容的不同和课程进展程度对学生的实际学习情况进行考量，通过对学生掌握情况的判断再对课程设计进行拟题。课程设计的题目包括针对各章内容的，也包括针对综合应用的：关于MSC-51与A/D转换方面的课程设计题目，关于MCS-51串口方面的课程设计题目，关于定时器与中断方面的课程设计题目，关于I/O接口方面的课程设计题目，关于MCS-51的综合使用方面的题目等。除此之外，还要列出详细的元件表，供学生选择和参考，并对课程设计题目的实现提出相应的具体要求。
3.使用仿真软件和实现电路功能
在课程设计实现中，教师可指导学生分组进行，根据学生所选题目对学生如何在软件和硬件等方面进行设计给予指导，以完成设计的初步内容。在对学生进行指导时，可按照以下步骤进行：
（1）绘制程序流程图，可以使用Visio或Word进行绘制。学生在绘制程序流程图时，不但要依据所选题目的设计要求，还要结合教师的指导内容进行绘制，为接下来的程序设计做铺垫。
（2）设计硬件电路，可以使用Proteus软件进行设计。在这一步骤中，首先要对Proteus软件进行学习，在掌握基本应用原理和方法的基础上，再依据设计要求设计电路。在学习Proteus软件的基础上，由教师组织学生先进行软件的实际操作学习，需要学生掌握的内容有：建立工程文件、选取和使用元件、连接电路和进行调试运行等。
（3）编写程序和编译调试，根据上一步骤得到的硬件电路使用汇编语言编写源程序，再在Keilc51软件中进行编译和调试。教师要指导学生，让他们依据课程设计要求把编写好的汇编代码导入到Keilc51软件中，进行编译调试。
4.面包机设计和电路功能的实现
在这一阶段，教师要先组织学生对集成芯片的用途和管脚功能进行学习，之后再在面包板上建电路，电路连接无误后，使用编程器将程序烧写到单片机的CPU上，最终使电路功能得以实现。
5.实行课程设计考核答辩制
教师采用答辩制的形式对学生的课程设计进行考核，在答辩中真正判断出学生对课程设计的体悟到底有多深。
二、成果总结
本课程设计将软件和硬件的使用集合了起来，完成了对单片机的开发设计，在实践过程中取得了良好的结果，让学生对软件电路、硬件电路以及软硬件联调设计和面包板设计都有了更加深入的了解。
1.理论与实践结合
在教学中，不仅要将学生的实际情况与学习内容结合起来，还要单片机学习中各个章节的内容和实际动手操作结合起来。在本课程设计中，拟定了MSC-51与A/D转换、MCS-51串口、定时器与中断、I/O接口、MCS-51的综合使用等方面的数十个设计题目，并对课程设计提出了具体要求。
2.让学生告别“眼高手低”
3.对能力的培养
在实践课程设计的过程中，通过绘制流程图、画电路图和编程等，可以锻炼学生有步骤地实现目标的能力；通过要求学生对程序进行标注，可以有效锻炼和提高学生的编程能力，增强他们独立思考的能力。
先进和完善的软件能够使硬件的运行达到更好的效果。在单片机课程设计中引入软件，可以使学生在了解和掌握单片机的设计流程的基础上，熟悉联调的技巧与方法。与一般的单片机仿真软件不同，在课程设计中所使用的仿真软件除了能仿真单片机CPU的实际情形，还能仿真单片机周边电力和未参加工作的电路情况。此仿真实验能够很好地将实验和工程衔接起来，仿真结果的无误将为电路的实际实现提供重要依据。同时这样的课程实训也是工程师的最基本实践内容，这也为学生今后的学习和工作奠定了基础。
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（重庆三峡学院重庆404000）
关键词：单片机实训课程；教学改革；应用型人才
作者简介：谢辉（1969—），女，硕士，重庆三峡学院教授，研究方向为工业测控系统的教学和研究。
基金项目：重庆市教委教改项目“单片机课程‘项目导向型’教学模式的研究与实践”（项目编号：113013）；重庆三峡学院教改项目“应用本科单片机课程实训体系的教学改革”（项目编号：JG120668）
一、现代工程对应用型人才的要求及现行教学模式的不足
现代工程对应用型人才的工程素质与实践能力的要求不断提高。工程素质是一个技术人员创新意识、团队意识及知识技能等的内化表现，实践能力则体现为一个技术人员分析问题、解决问题的外在执行力，二者相辅相成，是应用型人才培养的重要指标。高等院校工程教育是培养造就合格工程师的主渠道，需要每门专业课程理论与实践的有机联动，特别是实训课程的系统化培养。
单片机是现代测控的核心。“单片机原理及应用”是电子、机电等专业的一门重要的专业基础课，同时也是一门软硬件技术结合紧密、理论性与实践性强的课程。特别是单片机实训课程，是对学生进行专业的技能训练，巩固和加强所学理论知识，培养学生动手能力和工程素质的重要环节，与单片机理论课程具有同样重要的地位。
“单片机原理及应用”课程在我院开设多年，虽实践教学经验较丰富，但单片机实训课程体系还存在着很多问题，主要体现在以下几个方面：
第一，单片机实训课程与理论教学结合不够紧密。目前的单片机课程教学仍主要注重理论知识的传授，课堂教学以单元章节划分知识体系，课内实训以验证性实验为主，学生无法将理论知识与实训有机地结合起来。到了课程设计阶段，学生很难对实训课题有一个整体性的认识，不知道软硬件如何分工，如何开展模块化程序的编写。许多时候课程设计变成了教师做课题，学生只能做简单的电路焊接、程序录入等工作，没有达到培养学生应用能力的效果。
第二，实训课题与生产实际结合不够紧密。课程设计是学习单片机系统设计与开发的综合过程的重要环节，实训项目应该与生产实际紧密联系。但目前绝大多数的实训项目都主要停留在理论分析、绘制原理图、编写程序及电路板焊接等方面，对单片机系统在生产实际中可能遇到的重要问题如故障排查、系统优化、抗干扰、性价比等很少涉及。
总体来说，现行单片机实训课程任务较单一、考核不够全面，对学生应用能力的培养还停留在较低的层面上。为促进学生实践动手能力的培养及工程素质的提高，单片机实训课程改革十分必要。
二、单片机实训课程体系的改革
单片机课程实训体系的改革，最重要的是通过理论课程学习及实践项目训练，使学生能站在工程应用的角度，更深入地理解单片机的理论知识，掌握单片机系统的开发流程，提高分析问题解决问题的能力，最根本的目的是培养良好的职业应用能力。为此，实训课程的改革主要做了如下几个方面的工作。
（一）项目化教学模式的构建
打破传统的理论教学与实践教学相分离的教学模式，将单片机课程规划为基础知识、单元技能及综合能力三个层次，采用项目化教学模式组织理论与实践教学。
根据电子信息应用本科的人才培养定位将课程内容进行优化重组，精心编选了6个非常贴近实际的工程项目，编写出版了相应的单片机项目化教材。每个项目就是一个相对独立的单片机应用系统，包含单片机的一个或若干个知识模块，从实现实用性、能力化的教学目标；每个模块又由一个或多个任务组成，将单片机应用技术的知识点、能力点加以整合和重组，贯穿在以职业能力培养为核心的工程项目中。
（二）工程实践型课程设计的开展
课程设计是工科专业培养应用型人才的重要手段，也是单片机实训体系改革的重要环节，其主旨就是加强实训课题与工程实践的紧密联系，真正培养学生具备单片机系统设计开发的基础能力。课程设计改革主要做了课题论证宣讲、过程指导改革、规范设计报告及答辩验收等几个方面的工作。
1.实训课题论证与方案宣讲
课题论证是工程项目开发的一个重要环节，方案的优劣直接关系到后续开发难度、售后维护及产品性价比。在前期项目化教学的同时就有意识地引导学生开展横向与纵向的知识扩展，为课程设计做准备。如“数字电压表设计”横向的知识扩展包括不同种类A/D转换器的选择、显示器及键盘设计方案的比较，纵向的知识扩展包扩电压表量程的切换、电压表到万用表的转换，其他非电量，如温度、流量、湿度、压力的检测，从单机仪表到组网仪表的扩展等。在学生具备一定理论知识水平与实践能力的基础上，教师提出课程设计的要求，并给出相应的实训指导书，鼓励学生开始项目化小组筹备，寻找感兴趣的课题。教师指导学生到专业网站查阅资料、下载模块。必要的时候，还可以思考题的形式让学生写一份相应的文献综述。
课程设计阶段的第一个任务就是实训课题方案论证，要求以小组为单位充分讨论，进行一次公开的课题论证宣讲。宣讲内容主要包括设计方案选择、设计框图、系统原理说明、拟达到的技术指标及及拟解决的关键问题等。教师会在此过程中检查学生的前期准备工作，包括相应芯片数据手册、设计参考范例等，指出设计方案的优点及不足，对可能遇到的设计问题给出参考意见，要求针对方案宣讲中发现的问题再修改整理。如常做的“温度控制系统设计”，要求每个课题组明确控制背景、控制精度，进而选择合适的温度传感器与A/D转换器，鼓励学生选择性价比高的芯片，如内置A/D转换器的单片机，串行总线传输的小尺寸贴片封装的芯片，或一体化的数字温度传感器等，提示学生注意温度是大惯性控制量，需要一定的算法处理以提高控制精度。通过课题论证宣讲过程的训练，可让学生切实感受到工程项目开发的严肃性及系统性，意识到前期准备及系统规划的重要性，从而更全面深入地思考与解决问题。
2.项目化小组的开发过程训练
课程设计以贴近实际的项目化小组的方式开展。根据课题工作量的大小及各自的兴趣爱好，3~4人组成一个项目小组进行系统设计，包括硬件原理图设计、控制程序编写及调试、系统仿真验证及实物制作等。项目小组的形式既能发挥不同学生的能力优势，又有利于锻炼学生的团结协作及产品竞争意识。课程设计强调系统的整合及实践能力的培养，如管理程序编写、系统调试、故障排查、性能优化等，使其更贴近工程实践的开发过程。整个课程设计过程给予学生充分的自主学习与实践探索的机会，从而最大限度地调动学生的学习积极性，教师主要起到启发、把关和解决一些棘手问题的作用。对学生解决不了的难题，教师提出自己的观点和看法，必要时指导学生进行软硬件调试，观察实验现象，从而引导学生向正确的方向发展。如所做的“16×64点阵控制屏”，最先驱动方式是采用串行移位寄存器控制。当做16×16点阵实验时，一切正常，但扩展到16×64点阵，进行字幕左右移动时，会出现重影，通过教师指导及实验验证，确定是串行驱动方式带来的问题，改为并行驱动方式后，很好地解决了该问题。
3.规范设计报告及验收答辩
课程设计后期主要完成设计报告写作及实物验收和答辩。通过这些手段促进学生更全面深入地掌握项目开发各方面的技能。
（1）设计报告写作。进行设计报告写作培训，指导学生从课题任务、设计方案论证、设计内容、硬件及软件工作原理、系统调试、仿真及实物展示等几个方面进行阐述，并要求做实训总结，最后的附录按照规范格式附上完整的硬件原理图、元器件清单表、程序清单及实物照片，成为一份有价值的技术文档。通过培训，学生课程设计报告整体质量较好，报告言之有物、条理清晰、结构合理、描述完整，杜绝了原来抄袭芯片手册，缺乏实质内容的假大空形式。
（三）实训过程的考核改革
考核方式改革是实训体系改革的重要方面。以往的实训课程考核形式相对单一，主要以实训产品及设计报告为考核对象，没有细致地考核实训过程及团队成员知识水平的真实情况。改革的重要理念是重视创新思维与实践能力的培养，采用形成性考核与终结性考核相结合，以能力考核为主的方式进行实训成绩的评定。考核内容主要由“综合能力考核”（30%）、“实训过程考核”（40%）及“总结与答辩”（30%）三部分组成。“综合能力考核”主要包括文献查阅、设计方案论证及课程设计报告等部分，重点考核学生对单片机理论知识及应用能力。“实训过程考核”主要考察学生实训过程的软硬件设计、编程及仿真、实验仪器设备的使用熟练程度、系统的查错与纠正等多方面的实践能力。“总结与答辩”也是实训考核的重要环节。通过课题总结，让学生明白系统设计性价比的重要性，实验室方案与工程实用方案的区别，课题存在的不足与可能的改进措施；验收答辩可以让学生对课题做全面的总结反思，端正学习态度、重视实践过程，重视知识点的细节学习。单片机课程考核方式的改革可以从根本上杜绝“高分低能”现象的发生，是促进学生创新思维和应用能力提高的重要手段。
（四）课外科技实践活动的有机结合
一些综合性的项目开发仅靠课内实验实训环节的训练是远远不够的，将课内实训与大学生课外科技实践活动及电子竞赛等环节有机结合，是培养专业技能、提高综合素质的一个重要途径。
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关键词：单片机；实践教学改革；项目驱动
0引言
因此，如何进一步改革单片机技术课程的实践教学内容和模式，充分调动学生的积极性，培养学生自主解决实际问题的能力迫在眉睫。本文丰富了单片机实践教学内容，引入开发环境KeiluVision、Proteus仿真软件和C语言的教学；构建突出实践性、系统系和工程性的多层次实践教学平台；引入“项目驱动式”教学法，对单片机实践教学内容和模式进行改革探索。
1单片机实践教学现状
目前，大多数应用型本科院校单片机实践教学主要存在以下问题：
1.1实践教学内容陈旧、单一、不足单片机实践教学内容陈旧，主要是单一性的传统验证性实践项目，缺乏工程背景，缺乏新颖的设计性、创新性实践项目，综合训练程度低。另一方面，仍有部分高校仍采用纯汇编语言教学，脱离了用C语言进行单片机开发的发展趋势和社会需求。
1.2实践教学模式落后实践教学附属于理论教学，实践教学以教师为核心，实验中，教师简单讲授实验的基本思路和操作流程，学生按照教师的思路、方法和步骤做，学生就懒于思考，完全处于被动接受状态，不利于学生科技创新及动手实践能力的培养。
2单片机实践教学改革探索
2.1实践教学内容改革在单片机实践教学中，由于汇编语言可以帮助学生理解单片机内部结构、堆栈、中断执行流程等内容，因此我们用汇编语言做单片机实践教学的基础铺垫；同时单片机C语言具有丰富的函数库、运算快、编译效率高、可移植、可直接控制硬件等优点，用C语言进行单片机程序开发是大势所趋，引入单片机C语言、单片机开发环境KeiluVision和单片机Proteus仿真软件，与汇编语言对照教学。
2.2实践教学体系构建结合单片机传统实验箱、Proteus仿真软件和便携式自主开发实践设备，构建了突出实践性、系统系和工程性的“传统实践平台+仿真实践平台+便携式自主开发实践平台”的单片机多层次实践教学体系，如图1所示。
传统实践平台主要进行验证性实验，认知单片机的内部结构、基本汇编和C语言程序设计等知识，学生完成从理论知识学习到实验设备认知的过渡。
便携式自主开发实践平台突出工程性、自主设计性、整机软硬件综合调试性等特点，为学生搭建基本模块（包括最小系统、三总线扩展模块、通信模块等），然后依据教师指定的项目设计要求，学生自主设计，并进行整机软硬件综合调试。
“项目驱动式”教学法以实践项目实现为核心，从项目需求出发探究所需的科学知识，绝大多数实践项目都涉及到了单片机硬件结构、指令系统、编程知识、实践知识、系统开发知识等诸多方面。伴随着一个个项目的实现，逐步学习了单片机的软硬件知识，并激发了学生的兴趣，增强了的信心，培养了动手实践、解决实际问题和探索创新能力。
3单片机实践教学的拓展
参加单片机系统的设计开发是学生学习单片机的最好途径，因此，应积极探索单片机实践教学的各种有效途径，让学生参与到单片机系统的设计开发中，训练学生的软硬件设计能力和独立解决实际问题的能力。
3.1建设开放型单片机实验室和实践项目开放型实践教学是正常单片机实践教学的有力补充[5]，为积极调动教师、学生的积极性，学校应拨付建设开放型单片机实验室和实践项目的专项经费，并设立课外实践学分制度（包含单片机方向和其他方向），学生在大学期间必须修够一定的课外实践学分。在每个学期初教师提供开放实践项目，学生进行选题，每个课题组学期末按时完成项目开发内容，系院对每个项目进行验收，项目设计较好的课题组给予相应的学分或奖励。
3.2积极开展单片机课程设计训练综合设计能力课程设计能够锻炼学生的综合设计能力，是学生吸收知识、锻炼动手实践能力的重要过程[6]，教师应重视课程设计的质量，强调独立完成课程设计的重要性。教师以项目的形式布置课程设计任务，提供参考资料，学生自行融合所学知识，首先提出自己的方案，进行小组讨论，教师参与，确定优秀方案；其次在Proteus仿真实践平台进行仿真调试，调试通过后，制PCB板并领取元器件，进行焊接，然后进行软硬件结合的整机调试。
4结语
本文首先分析了应用型本科院校单片机技术课程实践教学存在的教学内容陈旧、单一、不足，实践教学模式落后，实践教学设备存在缺陷与设施场地限制等问题；其次充实了实践教学内容，引入了单片机开发环境KeiluVision、Proteus仿真软件和C语言等教学内容，构建了突出实践性、系统系和工程性的“传统实践平台+仿真实践平台+便携式自主开发实践平台”的单片机多层次实践教学体系，引入了“项目驱动式”实践教学模式；最后对单片机实践教学进行了拓展，积极建设开放型单片机实验室和实践项目，开设单片机课程设计，组织学生参加电子设计竞赛，以增强学生的动手实践、自主解决实际问题和创新能力。
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关键词：proteus软件仿真单片机
随着科技和经济的发展，社会和企业对应届毕业生分析问题、解决问题的能力要求越来越高，这就要求高校要重视学生实践动手能力的培养。事实上，各高校对学生实践动手能力及创新能力的培养十分重视。一直以来，高校都把实践环节作为教学活动中重要的一环，针对实践环节也设置了多类型的实践课程，如课内实验、课程设计及毕业设计等与实践有关的课程，来提高实践环节的教学质量。
近几年来，各高校也积极参加各种创新比赛或电子竞赛，为培养学生的实践动手能力提供了一个良好的平台，但目前这些实践环节依然不能满足要求，原因是两方面：一是日益增加的应届毕业生队伍，二是社会对应届毕业生能力的要求日渐提高。因此改进和加强实践教学环节是当前各高校的一个重要任务。
一、单片机课程实践教学环节现状
怎样才能更好地培养学生的实践动手能力呢？很多高校都借助单片机课程安排较多的实践内容，来提高学生利用已学知识去解决实际问题的能力，这是因为单片机课程是数字电路、微机原理等课程的后续课，又是嵌入式系统、FPGA、DSP等课程的前续课程，其难易程度适中，又能方便地与模拟电路、数字电路等各种智能仪器中的常用模块进行结合，所以高校往往将单片机作为培养学生动手能力的一个重要课程。就单片机课程来讲，已经有实验课、课程设计及大规模的电子设计比赛等实践课程，但这些课程还是不能满足新形势对学生实践动手能力的要求，其原因如下：
再次，近几年来各种围绕单片机课程进行的大规模竞赛的兴起，有效地推动了学生实践能力的培养，通过这些比赛，学生的实践能力得以提高，为学生的就业升学都打下了良好的基础；但是能参与比赛的学生人数非常少。
二、proteus软件的特点及优势
基于上述proteus软件的种种特点，我们将单片机课程中的一些实验迁移到了proteus平台上进行。传统的单片机实验平台大多是一个编译软件加一个固定的实验箱，实验箱里的硬件电路是固定不变的，造成学生在硬件电路设计上的锻炼少之又少。但是采用proteus仿真平台后，就可以将单片机及器件如LED、发光二极管、键盘、AD/DA转换器都设计到该平台中，显然这样能给学生提供足够的自由设计空间，学生可以根据自己的想法来设计硬件电路，而且仅用这一个protues平台就能实现软硬件的仿真，这样，学生就可以将实验场所“搬进”寝室，随时随地进行设计。因此将protues仿真软件引入单片机或其他课程必将完善实践环节，是培养学生实践动手能力的得力平台。
三、Proteus软件在单片机中的应用举例
本实例是采用proteus软件完成流水灯实验的设计及仿真，其过程如下：
1、原理图设计
图1是该设计的硬件原理图，单片机采用AT89S52，8个发光二极管经8个限流电阻接在单片机的P1口。
2、采用proteus软件设计原理图
按照图1中的电路，在proteus软件中完成电路原理图的设计，如图2所示。
图1、流水灯电路原理图
图2、proteus中设计好流水灯原理图
3、仿真
在proteus软件里设计好图2之后，加载已经编译好的流水灯程序（这里不再列出详细程序），点击仿真“运行”按钮，即可以在图2所示的电路图中观察到8个发光二极管轮流点亮，此时利用拷屏键对仿真效果进行截图，得到图3，该图表示截取时恰巧是发光二极管D5被点亮的瞬间。
图3、截取仿真瞬间图
四、小结
由上述实例不难看出，proteus软件界面非常友好，易于入门，仿真结果可以直接在proteus界面上进行显示，能直观判断系统设计的正确与否；且色彩表示分明，效果生动逼真，综上所述，将proteus软件与单片机或其他控制器合理结合，定会在实践教学环节起到良好的推动作用。
参考文献
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2、代启化.proteus在单片机电路系统设计中的应用.自动化与仪器仪表，2006，（6）。
关键词实验教学体系电信与计算机分中心信息工程教学改革
中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/ki.kjdks.2016.10.047
AbstractTheoreticalteachingandexperimentalteachingisforcollegestotraintwoessentiallink，forinformationengineeringandotherrelatedmajors，experimentalteachingisparticularlyimportant，keystepsofapplicationtypetalentstraining.Withthecontinuousdevelopmentofinformationtechnology，traditionalexperimentalteachingcontentandteachingmethodhasandsocialdemandcannotadaptswithmyschoolexperimentteachingcenteroftelecommunicationsandcomputercenterspecificexperimentteachingpatternandsystem，describesthevariousproblemsencounteredbytheinformationengineeringspecialtyinexperimentalteachingandsolutions，inordertodeepenteachingreformandimprovethequalityofexperimentalteachingplayanimportantrole，butalsoforfutureapplicationkeyprovincialexperimentalteachingdemonstrationcenterprovidesabasicguarantee.
Keywordsexperimentalteachingsystem；telecommunicationsandcomputersubcenter；informationengineering；teachingreform
我校信息工程学院所开设的四个专业分别为电子信息工程、通信工程、物联网工程、计算机科学与技术，其80%以上的实验课是在电信与计算机分中心的实验室开设。这四个专业的共同特点就是实验课比例要多于理论课，而且，随着信息技术的不断发展，实验课程的教学模式和实验内容如果一成不变，则会极大地影响人才培养效果，如何让实验课程和社会接轨是目前电信与计算机分中心亟需解决的问题。
1实验教学体系主要研究内容
1.1实验课程结构
（1）基础类、专业类、综合设计性以及创新性实验课程的比例不够合理，基础类实验所占比例过大；（2）大一可以开设和学科专业特点相近的基础性实验；大二可以以各种竞赛为导向、把硬件故障诊断的实例融入实验教学中去；大三可以把企业中实际的项目和大学生科技创新活动等渗透到平时的实验教学中去。
1.2实验教师结构
（1）学历结构；（2）年龄结构；（3）职称结构；（4）双师型教师比例。
1.3实验教学大纲
因为电信、通信、物联网技术发现迅速，需要及时更新实验内容，陈旧的设备和技术手段不能满足社会发展趋势。相对应的实验教学大纲最少三年要更新一次。
1.4实验教学质量评价
（1）对实验教师的评价主要包括实验讲授方法、以及能否及时处理实验中遇到的各种问题，因为理论课中描述的都是在理想的环境中得出的规律和现象，而在实际进行的实验过程中会有各种不可预知的问题出现，需要教师能逐一分析并解决问题；（2）对学生的评价主要包括实验现象和数据的分析，遇到故障的处理方法等。
2我校信息工程学院各专业实验课教学体系结构
2.1电子信息工程专业实验课程体系
（1）专业基础实验课：大学物理实验、C语言程序设计、电信工程导论、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验、电工基础实验、电路分析基础实验、数据结构；（2）专业实验：通信原理实验、数字信号处理实验、高频电子线路实验、信号系统实验、单片机技术应用实验、计算机网络实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信系统实验、汽车电子实验；（3）项目综合实训：电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、实用电源实训、FPGA课程设计、嵌入式应用实训。
2.2通信工程专业实验课程体系
（1）专业基础实验课：大学物理实验、C语言程序设计、通信工程导论、数据结构、JAVA程序设计、电工基础实验、电路分析基础实验、数字逻辑电路实验、模拟电子线路实验；
（2）专业实验：信号系统实验、单片机技术应用实验、通信原理实验、高频电子线路实验、计算机网络实验、数字信号处理实验、嵌入式与多核技术实验、数字图像处理实验、移动通信技术实验、现代交换技术实验、光纤通信技术；
（3）项目综合实训：电子电路实训、电子工艺实训、C语言程序课程设计、模拟电路课程设计、单片机技术课程设计、嵌入式与多核课程设计、传感器技术实训、安卓技术开发、通信系统综合实训。
2.3物联网工程专业实验课程体系
（1）专业基础实验课：物联网工程专业导论、大学物理实验、数据结构、电路与电子技术实验、计算机概论、计算机组成原理、JAVA程序设计、计算机网络、C语言程序设计；
（2）专业实验：数据库原理、传感器原理实验、操作系统、RFID原理实验、物联网通信技术实验、嵌入式系统设计、JAVAWEB开发技术、单片机原理实验、无线网络技术实验、网络互连技术、CC2530原理、软件工程；
（3）项目综合实训：C语言程序课程设计、数据结构课程设计、语言类综合实训、关系数据库课程设计、嵌入式课程设计、Zigbee应用课程设计、网络通信课程设计、物联网应用项目实训、智能家居模拟实训、移动应用开发实训；
2.4计算机科学与技术专业实验课程体系
（1）专业基础实验课：数据结构实验、面向对象程序实验、计算机组成原理；
（2）专业实验：JAVA程序设计、操作系统、网页设计、计算机网络、数据库原理、JAVAWEB、计算机系统、软件工程、单片机原理实验、网络管理、XML技术、多媒体技术；
（3）项目综合实训：嵌入式课程设计、JAVAWEB课程设计、数据结构课程设计、单片机技术课程设计、JAVA课程设计、软件测试课程设计、Android系统课程设计、网络工程课程设计、LinuxC课程设计。
3目前实验教学面临的问题和解决方案
3.1实验课时分配不合理
单片机课程设计、模拟电路课程设计、数字电路课程设计等综合设计类实验为16学时，而通信原理以验证性为主的实验课则安排有34学时，明显设置不合理，今后更新培养方案可重新分配学时。
3.2实验内容陈旧
（1）电子工艺实训仍使用potel99的最老版本，而目前经过升级后已有最新的potel2008版本；（2）嵌入式系统仍使用的是2006年流行的arm9的操作系统，而目前使用的主流操作系统应该是arm11；（3）移动通信仍使用的是3G技术，而目前4G移动技术已经非常成熟，且有部分高校向5G扩展；（4）单片机技术仍使用的是51系列单片机芯片，而目前应用较多的是STM32系列的单片机，相比处理速度更快，内存更大。（5）计算机网络实验仍是以有线网络教学为主，而目前应用较多的是无线网络技术。
根据以上问题，可在培养方案中注明要求必须使用某种软件或实验方法，实验教学中心适时的淘汰过时的硬件或者软件设备。
3.3单个教师承担一门课程的局限性
3.4各专业实验课的专业性不强
电子信息工程专业可不开设移动通信实验、数字图像处理，可增开设自动控制原理实验，微波技术等实验课程；通信工程专业可不开设电子工艺实训、FPGA技术，可增开设射频技术，光纤通信等实验课程；物联网工程可不开设计算机组成原理；计算机科学与技术专业可增开部分专业基础实验课。
3.5大部分实训课程未能和生产实际紧密结合
例如软件类实验相互抄袭、网上拷贝较多，学生毕业后不能胜任项目开发工作，因为真实的项目开发不同于普通按部就班的实验课教学，其整个过程中会遇到各种不可预知的困难，为了让学生学会分析处理各种问题，应把企业中实际的项目融入平时的实验教学中，让学生真实体验项目开发整个过程，这样学生踏上工作岗位后就能直接进入企业第一线工作。
实验教学体系改革是一个长期的过程，要根据社会发展趋势，学科专业特点随时改进，而信息工程专业实验发展尤为迅速，这就要求实验教师长期不断地学习，经常深入企业掌握先进的技术和方法，实验教学中心也要适时更新硬件和软件设备，保障实验教学体系的实用性、先进性、创新性和完整性。
[1]柴文妍，王皖贞.电子信息工程专业“综合课程设计”教学实践与探讨[J].北华航天工业学院学报，2011.21（3）.
[2]王青云，宗慧.电子信息工程专业的“课题式”教学改革研究[J].中国科教创新导刊，2011.34.
分类号：G642文献标识码：A
1.单片机课程特点及现状分析
单片机原理是一门理论性和实践性都较强的课程，在工业控制，人工智能，仪器仪表等
方面都得到了广泛应用[1]。为满足市场需求和生产需要，高等院校工科专业都开设了单片机技术课程。
2.课堂教学的改革
2.1变革课程教学方式
传统的教学方式多数为填鸭式教学，这种方式很难充分调动学生学习积极性，也不能有
效引导学生创新性思维。而现代教学强调“研究型”教学，在教学中增加更多的互动环节，积极引导学生对所学知识进行深入挖掘，强调学生自主学习能力培养[3]。传统型教学方式重视基础知识讲授，教师在单片机教学中应将研究型与传统型教学方式合理结合，既侧重基础知识讲授，同时也要引导学生积极思考、勤于实践，为以后工程实践活动打下坚实理论基础。
2.2充分利用多媒体
目前，单片机教学中已普遍采用多媒体技术。计算机图文声像并茂的特点对激发学生学
习兴趣有一定积极作用，多媒体使课堂教学不再枯燥，但学生从多媒体演示图片中也只知其然而不知其所以然。因此，在使用多媒体教学中，还需要结合单片机开发调试软件，比如Keil等，实时演示程序设计过程中每一条指令执行后单片机数据存储器、程序存储器、寄存器的变化，以及PC如何引导指令的执行顺序等。
2.3在单片机课程教学中引入Proteus软件
现给学生，笔者在课堂教学中引入Proteus。Proteus软件是一款包含大量系统资源、丰富硬件接口电路，具有强大调试功能和软硬件相结合的仿真系统[4]，它在单片机系统开发中占有极重要地位。
在课上，老师可以使用Proteus软件，先将实例电路原理图画好，然后再将程序源代码装入单片机仿真元件中，在仿真系统运行过程中，学生能看到跟实际电路板一样的运行效果，这样将使抽象的单片机软硬件设计过程具体化、形象化。学生在课堂上不仅能看到单片机应用电路搭建画面，还看到了调试过程，再加上老师的详细讲解，这非常有利于提高学生的学习兴趣。教学实践表明，Proteus的应用，不仅能有效解决单片机教学中理论知识讲解和实际应用脱节的问题，还能增强教学的生动性，提高教学效率。
3.实验教学内容的改革
单片机课程实践性和应用性很强，因此教学上不仅要培养学生具备扎实的理论基础，还要注重实践教学，培养学生动手能力和应用能力。
3.1合理安排实验内容
3.2加强课程设计环节，提高系统设计能力
3.3引导学生参加科技竞赛
单片机作为一种通用的微控制器，非常适合应用到各类科技竞赛中去。组织一些学习兴
4.考核方式上的改革
目前，单片机课程考核是由平时成绩、实验成绩和期终成绩三部分组成，期终测试重点考核理论知识，而且通常采用闭卷考试。这种考试形式会使学生误以为学习单片机只需死记硬背知识原理即可。改革后的课程考核结合开卷考试、实验考试和开放性自选作业考核三种方式。改闭卷考试为开卷考试是由于单片机课程是一门偏应用性课程，它侧重于学生对单片机的掌握并将其应用到实践中的能力，而不强调学生对知识点的记忆，开卷考试更能考察学生对知识灵活运用能力。同时，借助实验环节考核，来加强学生动手实践能力培养。最后在平时布置些开放性作业，让学生自由选择。开放式作业大多是让学生借助Proteus软件完成一些小的作品设计。仿真软件的使用让学生不再受限于有限实验课时和实验设备，使其能够更加灵活深入地学习单片机知识。
关键词：《单片机原理及系统设计》课程教学教学改革理论教学实践教学
1.引言
《单片机原理及系统设计》课程是高等学校工科非计算机专业本科生的一门应用类课程，主要讲述单片微型计算机的硬件结构特点、工作原理、接口电路和程序设计的方法，目的是使学生从应用的角度了解单片机的基本原理和基本应用，从而具备对单片机进行软、硬件设计开发的能力。
2.理论教学内容改革
不同高校在开设该课程时，学时的安排不尽相同，教材的选择面也较宽。但是理论教学的内容基本相同，大致分为单片机内部功能结构，汇编语言及其程序设计，系统扩展三大部分[1]。
根据工科院校的特点，对教学内容做了适当的改革，形成了讲义，并在2012年出版。把教学内容分为单片机的基本原理介绍（基础篇），系统的扩展（扩展篇），应用系统配置及设计（应用篇）三个部分。
基础篇主要涉及单片机的内部功能结构和单片机汇编语言及单片机C语言程序设计。由于单片机的开发环境日益更新，软件的开发环境都已经支持单片机的C语言，为了使学生很好地把所学知识融入今后的工作和满足社会的需求，对单片机C语言内容的教学提上了日程，故在基础知识的教学内容中加入了单片机C语言的教学。
扩展篇的内容主要涉及了单片机的系统扩展，即由于单片机的内容资源有限，必须对相应的资源进行扩展，主要包括对I/O口、存储器的扩展。该部分内容与以往的教学内容没有太多的区别。
应用篇的内容主要涉及单片机外围电路的接口电路设计和应用实例。包括前向通道A/D转换器及其与单片机的接口设计；后向通道D/A转换器及其与单片机的接口设计；人机接口设计即单片机的键盘显示接口电路设计。其中，前向通道和后向通道的内容以最基本的器件为引子，而后在此基础上介绍新型的器件。实际案例以教师的课题、项目[2]或者以竞赛的题目为例介绍如何构造一个单片机应用系统。
最后，在考核方面全部采用设计思考题的形式，既要求学生掌握最基本的概念和原理，又要求学生对所学的知识灵活掌握，举一反三。
3.实践教学内容改革
《单片机原理及系统设计》是一门实践性很强的课程，强调学生的动手能力。所以，在课程设置上一定要注重对学生的动手能力的培养，实践教学的学时数一定要占一定的比重。学生动手实践能力的培养可以在教学上分为如下三个方面。
3.1实验教学方面
实验教学环节是与课程同步进行的。也就是说实验教学环节一定要和理论教学环节同步相结合，而且实验课时要占相当的比重。理论联系实际，让学生对所学的知识有感性的认识，把抽象的理论教学内容通过实验具体化。实验的内容分别为：KeilC软件的使用实验，数据类实验（数据排序），Proteus软件的使用实验，中断系统实验，定时器/计数器实验，串行通信接口实验，存储器扩展实验，8155键盘及显示接口实验，A/D转换实验，D/A转换实验。
所有的实验项目都是与理论教学紧密结合的，在相应理论教学内容结束后，直接安排实验内容。实验指导书采用启发式的方法，而不是“傻瓜式”的。学生必须下去预习并且自己完成接口电路的设计及其程序的编写，而不是按照实验指导书直接进行接口的连接和按照实验指导书把程序输入到计算机，这样能够充分调动学生的主观能动性和培养学生的动手能力。
3.2课程设计方面
课程设计环节是在该课程理论教学和实验教学结束后，学生对该课程的综合应用。也是衡量学生对该课程掌握情况的重要指标和培养学生动手能力的重要手段。
在教材建设方面也涉及了课程设计指导书，并且形成了讲义。主要题目有：水塔水位控制系统设计，电子时钟设计，多功能信号发生器设计，汽车转向灯设计和数字频率计设计等。并且要求指导教师另外给出两个以上的题目供学生选择，学生也可自行选择题目。
学生可以利用开放实验室的便利条件和资源对所选的题目进行实际操作和验证。
3.3指导竞赛方面
4.结语
《单片机原理及系统设计》课程的教学中通过以上的改革方法的实施，充分调动了学生的积极性，提高了学生对该课程的学习兴趣，增强了学生的实践动手能力，培养了学生独立分析、思考和解决问题的能力。绝大多数学生都利用实验板制作出了自己的“产品”，达到了预期的效果。
关键词：教学改革；实验教学；实践教学
【中国分类法】：G420
传统的单片机教学采取先基础后应用的模式，即先讲授单片机的硬件结构，再讲指令、编程、系统扩展和各种器件的应用，最后讲一些实例，按照这种教学结构，往往使学员感觉枯燥无味，学习兴趣不浓，有的学员甚者认为单片机用处不大，体会不到单片机在实际应用中的重要作用。怎样才能激发学员对单片机课程的兴趣和积极性呢？我认为单片机理论知识教学中应紧密联系实际，使抽象知识形象化，同时在教学手段上也要进行改革，如在实践教学中采用在实验室上课的方式，通过课程设计和毕业设计的教学实施来提高学员对单片机的应用能力。
1教学方法的改进
在课堂教学中，利用多媒体作为教学的辅助手段，与传统的教学手段相结合。对于需了解的内容，采用多媒体教学可以提供更多的教学内容，对于需要理解和掌握的内容，则采用传统教学和多媒体教学相结合的方式。因多媒体教学只能在形象上方便学员的认识与理解，不能代替课堂上理论和概念上的训练过程，所以教学中采用两种方法相结合的教学方式，通过发挥其各自的优势，是提高教学质量的好方法。
在理论知识教学中紧密联系实际，使抽象知识形象化。如可以这样介绍单片机中的“堆栈”：如在仓库里存放货物时，最先存放进去的货物总是最后才能取出，反之最后存进去的货物总是最先取出，这种存取货物的规则就是“先进后出，后进先出”，在单片机中把这种存放数据的操作为“堆栈”。为什么要这样存放数据呢？当存放一批数据时，通过堆栈定义可知用户只需知道第一个数据的地址单元即可，简化了数据存放操作。那么堆栈位于单片中的哪个区域？在单片机中采取用户根据需要自己确定堆栈区域，即通过设定堆栈指针sp的值来实现，如sp的值等于66H，即堆栈指针指向66H单元？在51单片机中，sp所指位置并非就是数据存放位置，而是数据存放的前一个位置，如指针指向66H单元，那么第一数据的位置是67H单元，而不是66H单元，为什么会这样？教员可在讲堆栈命令时再详细的将其原因。介绍单片机理论知识时引入生活中的实例，可使学员把难想象、难理解的内容变得易于理解。
2在实验室现场教学
实验室现场教学法可以弥补多媒体教学的不足，两种方法相互结合，发挥各自的优势，能最大的提高教学效果。
3增大实践教学环节
学员在教员的指导下进行课程设计，通过学员独立完成课题达到对学员的综合性训练。在设计中既涉及到许多设计原理与方法，还涉及到许多实际知识与技能，在设计中可以使学员对所学的内容的掌握逐层递进、逐渐深入，最终达到融会贯通，有利于培养学员运用课程中所学的理论知识独立分析、解决实际问题的能力。
在课程设计中，教员的指导作用也是主要体现在工作方法和思维方法的引导上，应以学员为主体，充分发挥其自主性和创造性，达到培养学员创新能力的目的。
在教学中把一些典型的例子引入课堂，使学员更容易理解所学的知识，增强学员的学习兴趣，促进学员学习的自觉性和主动性，使学员能够感受到主体地位，就能更好的发挥学员的主观能动性并激发他们强烈的求知欲；此外加强实践环节的教学，比如实验、课程设计和毕业设计，这种将灵活的授课方式融于教学之中，有利于培养学员发现问题、分析问题和解决问题的能力和独立思考能力。
关键词：《单片机原理及应用》课程改革教学实践
本课程是一门综合性、实践性很强的课程，通常分为理论教学与实践教学两部分[2]。从理论教学来说，基本以教师课堂讲授为主，由于该课程接口芯片多、内容抽象、编程难度大，对初学者来说入门较难，学生无法深入理解芯片的原理和指令与程序的运行。从实践教学来说，实验内容多为验证性实验，学生只需要观察和分析实验结果，没有充分发挥自主学习能力，教学效果有限。
现依据多年来的教学实践过程，摸索出一套基于“理论讲授、实验练习、课程设计、电子实习”四阶段的教学新模式，现谈谈此模式下的改革措施。
一、改革课程内容
以知识为基础，以能力为核心，构建“基于应用对象的单片机硬件设计及编程”课堂教学新方法，确保教学内容的合理性、实用性和先进性。打破传统的循序渐进式的教学方法，以典型项目实例分解模块，以各个模块构建知识，前后连贯，层层递进。最后，将前述内容以应用实例进行综合，达到以“应用”为主线连接所学知识内容的目的，加深学生对教学内容的理解和运用。
对教材内容进行选择与结构优化，体现新知识、新技术、新方法，力求“适用、通用、实用、易用”。在突破传统教材框架的方面进行了一些尝试与探索，考虑了教材内容编排的基础性、系统性，引入了反映最新科技发展的知识。内容选材上，选用了STC89C52RC系列单片机作为介绍微处理器的重点，加深对单片机组成与工作原理的理解；在内容上淡化芯片内部组成，从编程所需角度介绍功能，强化其接口连线、应用及总线连接技术，为应用单片机硬件开发奠定基础；从实用的角度着重介绍了串行A/D、TLC2543、SED1330系列大屏幕LCD、全双工单片MODEM、高速并行USB接口芯片与单片机接口电路的设计和使用方法。
编写“单片机应用案例”讲义，将整个单片机工程开发的过程以案例形式进行讲解，从硬件电路的设计到开发工具、环境的使用方法，再到具体的应用案例，同时运用汇编语言和C语言的编程方法，系统培养了学生的单片机产品开发工程应用能力。
二、注重实验环节，培养创新能力
为了建立面向21世纪的通信专业教学新体系[3]，必须重新认识课堂教学与实验教学的关系。我们认为，课堂教学和实验教学是相辅相成的，二者都是学生学习与掌握知识的重要手段，其先后顺序也不是固定的。在课程设置上，我们不求按部就班，而求高效率地向学生传输知识，充分调动学生的积极性和主动性，变被动学习为主动学习。以课程内容中的案例为基础，开发“单片机教学、实验、设计系统板”，将理论知识的讲述和硬件电路的现场调试相结合，使学生对单片机的整个开发有了直观的认识，加强了对理论知识的理解。
实验过程[4]从软件和硬件两方面入手，软件实验通过编写程序，上机调试并运行，提高学生编程的能力；硬件实验能够实现学生设计硬件，编写接口程序，完成控制任务的目的。以单片机实习项目的开发和调试代替理论考试，系统考查学生的应用能力和解决实际问题的能力。
实验内容既要满足基本教学实验的要求，又要为课程设计和实习实训所用，通过这3个环节从基础到简单再到复杂的实践过程，从验证性实验向设计性实验过渡，提高学生独立思考解决问题的能力。
三、教学与科研相结合
要求教师能力双向发展。《单片机原理及应用》是一门面向实际应用的课程，要突出学生的工程应用能力。因此，要求教师尽可能做到双向发展，充实理论知识、发展教学能力；多动手实践，提高工程应用能力。
鼓励学生参与电子竞赛。通过这个创新性平台，使学生灵活运用所学知识，并了解设计开发项目的过程，为以后的学习和工作奠定良好基础。
鼓励学生参与科研[5]。在培养学生基本技能的基础上，鼓励学生参与老师的科研项目，在承担力所能及的工作的基础上，积极尝试难度更大的工作，锻炼学生的学习能力和解决问题的能力。
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关键词：CDIO教学模式；创新能力；教学改革；单片机
中图分类号：TP368.1-4
1单片机课程教学现状分析
单片机作为一门多理论、重实践的课程，传统的先基础后应用、重理论轻实践的教学模式无法有效解决理论知识的学习与实践能力的培养间的矛盾，严重影响了课程教学效果。目前，国内高校单片机课程教学中主要存在以下几方面的问题。
1.1理论教学内容与教学手段有待改进
1.2软硬件学习脱节，缺乏综合能力的训练
受客观条件限制，单片机的实验教学大多采用商品化的实验箱或开发板，围绕有限的知识点进行验证性实验，缺乏综合项目的实训。普遍做法是，学生按实验指导书“照方抓药”，进行简单连线并下载实验程序，用万用表、示波器等观察实验结果。由于大量的实验都是按照实验指导书完成，学生缺少独立思考、独立动手的机会，导致大部分学生不会自行编写程序，更不会扩展实验或设计新的实验内容；另一方面，由于学生不了解实验箱的电路结构，无法建立单片机软、硬件结合的系统设计理念，导致大部分学生系统开发经验严重缺失。
1.3考核评价方式过于单一
2基于CDIO的课程教改探索
针对单片机教学中存在的主要问题，根据平时教学中的经验和体会，以提高学生解决实际问题的能力为目标，对《单片机原理与应用》课程教学采取了下列改革措施。
2.1以项目为载体，优化整合教学内容
2.2通过多维立体式实践教学，体会“做中学”
根据单片机课程的知识点，我们按照基础项目、简单项目、综合项目三种不同层次精心设计实训项目，如图1所示。
图1层次化的单片机实训项目
其中，基础项目完成对基础知识和技能的培训，如通过“单片机最小系统板的设计与制作”使学生了解并认知单片机的几大功能模块；简单项目完成对单片机基本模块的设计制作，如图2所示，通过层次化的模块设计，使学生掌握单片机的硬件资源及软件编程；综合项目由学生独立构思、设计、实施和运作，如通过“自动响铃系统”、“智能交通灯控制器”等应用系统的设计使学生熟知单片机应用系统的软硬件开发与调试过程。为帮助学生尽快地进入到项目设计中，在项目实施前通过实物展示将往届学生的设计成果带进课堂，使学生对单片机系统有感性认识，并引导学生进行讨论。在项目实施过程中，通过“Proteus+Keil+单片机开发板+课程设计+学科竞赛”的多维立体式实践教学，让学生在做中发现问题，经过讨论分析或教师指导后解决问题，在不断修正错误的过程中积累实战经验。
图2简单项目模块
2.3实行分组项目设计，推进团队协作学习
把CDIO思想引入单片机的课程教学，目的之一是培养学生的团队合作及项目研发能力，让学生在团队环境下获得较真实的软硬件开发经验，提高学生在项目规划、工作分配、成员交流等多方面的能力，培养学生积极向上的合作精神。在微型项目的设计及后续的课程设计中，我们采用学习小组的形式，一般3-4名学生一组，每组推选1名组长，在组长的带领下，各组成员相互合作、相互交流，在培养实践能力、掌握理论知识的同时，还注重职业素养的提高。
2.4采取多元考核评价方式
3结束语
将CDIO理念运用于我院的《单片机原理及应用》课程教学改革，经过连续3个年级的教学实践，收到了较为理想的教学效果。学生的学习兴趣有所提高，实际动手能力有所增强，同学间的合作意识和交流沟通能力得到了培养，对后续课程的学习、毕业设计及就业有很大帮助，还需在今后的教学实践中不断探索与完善。
[1]王硕旺，洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式---基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究.2009（04）.
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作者简介：王艳玲（1965-），女，山东济南人，教授，获山东大学无线电物理硕士学位，研究方向：汇编语言、单片机原理等计算机硬件课程的教学及图像处理、信息隐藏等。