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单片机原理与接口技术及其课程设计的教学改革研究① 王苏彧摘 要：通过分析测控技术及仪器专业单片机教学中存在的问题，从课堂教学、实验教学以及课程设计改革方面，探讨了单片机原理与接口技术优化理论教学和实践教学的方法，使课程与相应课程设计成一套体系，为单片机课程建设及培养符合专业特色的创新型优秀人才提供一套改革方案关键词：单片机原理与接口技术 课程设计 测控技术与仪器：TP368 文獻标识码：A ：1674-098X（2019）05（b）-0198-02《单片机原理与接口技术》是高校电子信息及控制类专业的一门重要基础必修课，该课程以C语言程序设计、模拟电子技术、数字电子技术为基础，重点讲解单片机的CPU的结构、存储器配置及其他硬件系统，指令系统、程序设计方法、系统的扩展和基本接口技术等内容，培养学生在工业控制方面运用单片机技术解决实际问题的能力[1]由于专业特色的不同，各高校、各专业对本课程的教学提出了不同的要求本文面向测控技术与仪器专业，提出单片机原理与接口技术及其课程设计的教学改革方案，通过理论与教学实践相结合，使学生能够在有限学时内最大程度掌握单片机的原理及使用发法。

1 单片机及其课设存在的问题目前，针对测控技术与仪器专业的《单片机原理与接口技术》课程，采用“32+8”学时的模式进行授课，以STC15系列中的STC15F2K60S2单片机为教学机型，介绍51单片机组成、接口技术和应用设计等内容经过长期授课并进行总结，结合学生的反馈，存在的问题如下1.1 理论学时不足，学生掌握效果欠佳按照教学大纲，32学时的分配为绪论2学时、STC单片机内核4学时、指令系统2学时、程序设计2学时、存储器的应用3学时、中断系统3学时、定时/计数器3学时、串行口2学时、A/D转换3学时、CCP/PCA/PWM模块2学时、系统设计与接口技术4学时、抗干扰设计2学时但实际情况是，从存储器的应用这一章开始，大部分时间都在讲解基本原理，若将例程都讲完，就造成拖延学时的现象，导致接口技术等重要知识点没时间讲解;若将全部知识点都讲解完毕，则从串行口开始就完全跟不上，授课效果欠佳1.2 实验环节只是单纯的知识点验证，缺少创新性目前，课内实验设置的模式比较固定，前两个实验内容主要对单片机程序设计、中断系统、定时/计数器等进行原理性验证，后面两个实验为综合性实验，分别是NTC温度检测及数码管显示，以及红外发射-同时接收数码管显示用户码键值。

功能性差一些的实验枯燥乏味，综合性实验又无从下手，并不能达到理论支撑实验、实验充实理论的目的2 教学改革探讨本文从课堂教学、实验教学，以及课程设计三个方面对单片机课程的教学改革进行探讨，具体方案如下2.1 课堂教学改革（1）采用案例式教学[2]，理论与实践相结合[3]，增强学生对课程的理解及兴趣在控制系统中，常常要求有定时或延时控制，也要求有计数功能，能对外部事件进行计数因此，定时/计数功能对于学习单片机及其在测控系统中的应用都尤为重要，那么，这一章节即可引入具体两个实例并进行演示后再详细讲解其原理及使用方法以同学们非常熟悉的十字路口的交通灯为例，首先介绍使用单片机简单模拟交通灯的工作原理图1为交通灯扩展板正面图，纵向的R、Y、G表示上下方向道路上的两组红黄绿灯，横向的R、Y、G表示左右方向道路上的两组红黄绿灯将纵向的R、Y、G依次接到单片机的P0.6、P0.7、P0.4端口，横向的R、Y、G依次接到单片机的P0.5、P0.2、P0.3端口，如图2所示，单片机的I/O口可以控制交通灯的亮、灭变化这一实例涉及到两个知识点：①如何正确分配单片机的I/O;②学习如何编写延时小程序第一个知识点在前面章节已经介绍过了，这里再结合实例的原理图进行巩固。

第二个知识点即为要学习的定时/计数功能可以看出，以案例式为主线，贯穿理论与实验教学的手段，可以在激发学生兴趣的同时，加深对基本原理的理解，并促发主动思考能力，动手实验验证改进的方法，提高课堂学习的质量2）针对专业特色，增加工程案例讲解结合专业特色甚至学校特色，增加典型工程应用案例的讲解，拓展思路，使学生对单片机的应用有更广泛了解的同时，也对今后的就业起到引导过渡的作用2.2 实验教学改革目前教学实验设备从最初的注重验证性，已逐步发展到现在的强调创新性，但是单片机课内实验大部分还是基于教学实验箱，没有实质性的变化，造成学生在基础实验时用一种教学设备，到课程设计时，又换成另外一种实验设备，没有将课程与课设综合考虑为一体实验与实践课时有限，让学生很难真正去理解和消化吸收，往往都是走过场，仅仅看看实验现象，并没有真正达到工程性人才的培养标准同时，可对实验进行创新性设计：提供给学生一些框架代码，学生只编写一部分核心代码，即可实现相应的功能，激发动手的潜力2.3 课程设计改革课程设计即进行综合实践的过程，可以通过控制实体对象，如无线智能小车，结合新型传感器进行智能硬件系统的设计，并可利用智能行车、图像识别等演示和操作来激发学习兴趣，加深对单片机的理解能力。

3 结语通过分析测控技术及仪器专业特色，根据单片机教学中存在的问题，从课堂教学、实验教学，以及课程设计改革方面，探讨了优化理论教学和实践教学的方法，使课程与课程设计成一套体系，系统并完整地提高学生单片机的理解及应用能力，并通过增加专业特色工程案例的讲解，培养符合专业特色要求的优秀创新型人才今后，将逐步按照上述改进方案进行具体改革，在具体实践的过程中不断改进完善，期待得到满意的效果参考文献[1] 刘寅东.“单片机原理及接口技术”课程建设与改革探讨[J].科教文汇（中旬刊），2015（1）：58-59.[2] 金琦淳，倪月，刘清翔，等.案例式教学在《单片机原理及接口技术》课程中的应用[J].装备制造技术，2015（1）：216-218.[3] 魏建崇.基于理论与实践相结合的单片机原理与接口技术课程教学改革研究[J].中国现代教育装备，2018（19）：27-29. -全文完-。