周婷

摘 要：?jiǎn)纹瑱C(jī)是機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修課程，在其中占有重要地位，然而學(xué)生普遍反映單片機(jī)課程太難太抽象。分析個(gè)中原因，在于大專(zhuān)學(xué)生理論基礎(chǔ)普遍薄弱，實(shí)踐機(jī)會(huì)少。為了提高學(xué)生動(dòng)手能力以及學(xué)習(xí)興趣，本文改革創(chuàng)新設(shè)計(jì)單片機(jī)課程教學(xué)環(huán)節(jié)，除了單一的流水燈數(shù)碼管等典型實(shí)驗(yàn)，還加入了基于單片機(jī)的洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生參與到整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中。

關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)；單片機(jī)；實(shí)訓(xùn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM925.33；G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 收稿日期：2016-04-01

1.現(xiàn)階段單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程中存在的問(wèn)題

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，單片機(jī)在工業(yè)控制、家用電器設(shè)備、航空航天、通信等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)企業(yè)、市場(chǎng)需求，單片機(jī)已然成為機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課程。

現(xiàn)階段學(xué)校單片機(jī)課程使用的設(shè)備有實(shí)驗(yàn)箱、實(shí)訓(xùn)臺(tái)、萬(wàn)能板、實(shí)驗(yàn)開(kāi)放板，其中實(shí)驗(yàn)箱和實(shí)訓(xùn)臺(tái)的內(nèi)部線路已接好，學(xué)生只要將外部的簡(jiǎn)單線路連接好即可，因此學(xué)生不能深刻理解實(shí)訓(xùn)原理，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也不會(huì)解決；實(shí)驗(yàn)開(kāi)放板體積小，價(jià)格較便宜，性價(jià)比高，但功能較少，適合初學(xué)者使用；學(xué)生按照項(xiàng)目原理圖進(jìn)行萬(wàn)能板焊接，能夠?qū)υ韴D有更加深刻的理解，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，但耗時(shí)長(zhǎng)，不適合作為課堂教學(xué)用。

2.單片機(jī)實(shí)訓(xùn)過(guò)程教學(xué)改進(jìn)

單片機(jī)課程教學(xué)更注重應(yīng)用，理論夠用就行，采用項(xiàng)目化教學(xué)，理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生能更好理解比較抽象的單片機(jī)課程知識(shí)。設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)項(xiàng)目有：①LED流水燈。通過(guò)編寫(xiě)各種流水燈程序，比如小燈依次點(diǎn)亮、奇數(shù)位燈閃爍等，學(xué)生熟練使用for語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句等。②電子表、LED顯示屏。采用數(shù)碼管顯示時(shí)間，學(xué)生熟練掌握數(shù)碼管的工作原理，了解定時(shí)器、計(jì)算器的編程方式。③搶答器、模擬交通燈設(shè)計(jì)。學(xué)生了解中斷概念及使用方法。④串口控制數(shù)碼管顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)。學(xué)生了解單片機(jī)串行口工作原理以及常用的通信協(xié)議。

通過(guò)上述基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的練習(xí)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)的基本原理有了一定了解， 但與實(shí)際工作項(xiàng)目之間仍有一定差距。所以在課程后期分組讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)際項(xiàng)目，經(jīng)歷前期市場(chǎng)調(diào)研、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、元器件購(gòu)買(mǎi)、硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件編程等完整的開(kāi)發(fā)過(guò)程，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式提高學(xué)生技能水平。

3.基于AT89C52控制的洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一步，調(diào)研搜集資料。首先讓學(xué)生搜集洗衣機(jī)相關(guān)資料，讓學(xué)生將信息整理成一份洗衣機(jī)方面的調(diào)研報(bào)告，對(duì)后續(xù)任務(wù)有著指導(dǎo)意義。

第二步，洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)第一步的調(diào)研，學(xué)生已經(jīng)了解了各洗衣機(jī)特點(diǎn)。目前市場(chǎng)上有很多類(lèi)型的洗衣機(jī)，其控制系統(tǒng)主要以PLC和單片機(jī)為主，其中單片機(jī)以其低廉的價(jià)格、優(yōu)異的性能占據(jù)較高的市場(chǎng)份額?；趩纹瑱C(jī)實(shí)訓(xùn)課程學(xué)習(xí)要求，本設(shè)計(jì)選用AT89C52系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)各部分控制要求。洗衣機(jī)系統(tǒng)工作過(guò)程主要有四種：輕柔、快洗、標(biāo)準(zhǔn)和脫水，并且用LED燈指示選中模式，數(shù)碼管顯示工作時(shí)間。啟動(dòng)洗衣機(jī)后，先程序初始化，上水電磁閥，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，并開(kāi)始注水，當(dāng)達(dá)到設(shè)定限位上水位時(shí)，檢測(cè)傳感器把信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)處理關(guān)閉上水電磁閥，電機(jī)按設(shè)定的頻率開(kāi)始運(yùn)行，洗衣進(jìn)入洗滌程序；洗衣完成后自動(dòng)進(jìn)入脫水模式，脫水模式指示燈亮；循環(huán)兩次洗衣完成，蜂鳴器報(bào)警提示洗衣完成。

硬件設(shè)計(jì)以單片機(jī)芯片為主體，加上時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、按鍵開(kāi)關(guān)、多位數(shù)碼管、蜂鳴器以及欠壓檢測(cè)電路組成洗衣機(jī)系統(tǒng)，外部硬件電路由繼電器、三極管、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、壓力和濁度傳感器組成。洗衣機(jī)工作部件主要有電機(jī)、進(jìn)（出）水閥，通過(guò)輸入不同的頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢跟正反；進(jìn)出水閥控制水位進(jìn)水高低，一般處于開(kāi)或關(guān)兩種狀態(tài)。洗衣時(shí)間顯示采用74LS47譯碼器，把輸出的BCD碼譯成共陽(yáng)數(shù)碼管顯示碼。洗衣機(jī)設(shè)置了安全保護(hù)，當(dāng)洗衣過(guò)程中開(kāi)蓋或衣物不平衡，觸發(fā)中斷對(duì)電機(jī)停止工作處理，保證洗衣過(guò)程的安全。

第三步，采用Keil與Proteus相結(jié)合聯(lián)合調(diào)試軟硬件電路，能夠同時(shí)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行隨堂軟件仿真和電路仿真，大大提高了學(xué)習(xí)效率，降低了實(shí)驗(yàn)成本。

通過(guò)把實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程加入實(shí)訓(xùn)課程中，把學(xué)生難理解的抽象教學(xué)內(nèi)容與具體實(shí)例相結(jié)合，學(xué)生參與到實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)項(xiàng)目運(yùn)用有了更深入的理解，大大增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣，取得了較好教學(xué)效果。

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