蔣求生+周姣

【摘要】簡(jiǎn)述單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試課程的課程性質(zhì)、目標(biāo)、教學(xué)條件與方法等基本情況，利用學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開(kāi)發(fā)理論構(gòu)建單片機(jī)課程的流水彩燈設(shè)計(jì)、數(shù)碼管循環(huán)顯示設(shè)計(jì)等6個(gè)學(xué)習(xí)情景，每個(gè)情景確定了各自的工作對(duì)象、工具、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容以及注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) ； 學(xué)習(xí)領(lǐng)域 ； 課程開(kāi)發(fā)

【基金項(xiàng)目】湖南省教育科學(xué)規(guī)劃課題《基于“學(xué)習(xí)領(lǐng)域”的應(yīng)用電子專業(yè)中高銜接課程體系構(gòu)建研究》；課題編號(hào)：XJK014CZY072。

【中圖分類號(hào)】TP312.2-4；G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）04-0236-01

《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試》是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的職業(yè)能力拓展領(lǐng)域一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是在學(xué)生學(xué)完電子技術(shù)類基礎(chǔ)課程和計(jì)算機(jī)應(yīng)用類基礎(chǔ)課程之后，為加強(qiáng)對(duì)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)而開(kāi)設(shè)的體現(xiàn)電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合應(yīng)用的一門課程。

一、課程概述

《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試》教學(xué)注重運(yùn)用所學(xué)單片機(jī)的基本知識(shí)和常用接口芯片進(jìn)行單片機(jī)簡(jiǎn)單應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方法。掌握軟件仿真與硬件實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法；鍛煉單片機(jī)電路常見(jiàn)故障檢測(cè)、排除能力；培養(yǎng)與提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，鍛煉溝通及表達(dá)能力。

該課程的教學(xué)實(shí)施條件：一是在計(jì)算機(jī)機(jī)房進(jìn)行，每個(gè)學(xué)生一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)，并安裝有 Protues單片機(jī)仿真軟件及Keiluvision 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。二是配備多媒體教學(xué)設(shè)備一套（投影儀、實(shí)物展示臺(tái)）。三是開(kāi)通局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)主機(jī)控制子機(jī)的功能。四是配備單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板、單片機(jī)編程器設(shè)備。

課程中采用的教學(xué)方法有分組教學(xué)法（2人1小組、10人一大組）、討論教學(xué)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、分段教學(xué)法、教學(xué)做一體化、多媒體演示等。

二、課程的學(xué)習(xí)情景

學(xué)習(xí)情境主要指在學(xué)習(xí)獲知過(guò)程中通過(guò)想象，手工，口述，圖形等手段使獲知達(dá)到高效，通常這種情景伴隨時(shí)代的發(fā)展會(huì)有不同程度的創(chuàng)新。學(xué)習(xí)情景具有懸疑性或活動(dòng)性、生活性、真實(shí)性、復(fù)雜性、情感性、典型性、主體性、可變性等特征。根據(jù)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案以及單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域特征，開(kāi)發(fā)了7個(gè)學(xué)習(xí)情景。

三、學(xué)習(xí)情景的構(gòu)建

學(xué)習(xí)情景的實(shí)施主要包括名稱、工作對(duì)象、工具、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容5個(gè)部分。其中工具均為PC電腦一臺(tái)、Protues仿真軟件一套、Keil編程軟件一套、實(shí)驗(yàn)板一套，教學(xué)模式均為教學(xué)做一體化、分組教學(xué)法、討論教學(xué)法、多媒體演示。

學(xué)習(xí)情景1（流水彩燈設(shè)計(jì)）的工作對(duì)象為單片機(jī)I/O端口、LED驅(qū)動(dòng)。教學(xué)內(nèi)容為Keil編程軟件的安裝與使用方法，Protues單片機(jī)仿真軟件的安裝與使用方法，Led的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法，單片機(jī)I/O端口使用方法，單片機(jī)匯編的基本編程格式，數(shù)據(jù)傳送指令、移位指令的使用方法，軟件延時(shí)程序設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)led單個(gè)、逐個(gè)循環(huán)左移、右移以及兩邊向中間、中間向兩邊移動(dòng)功能。

學(xué)習(xí)情景2（數(shù)碼管循環(huán)顯示設(shè)計(jì)）的工作對(duì)象為單片機(jī)I/O端口、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)，教學(xué)內(nèi)容為數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)方法為掌握數(shù)碼管的靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方法，數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方法，實(shí)現(xiàn)單個(gè)數(shù)碼循環(huán)顯示0-9，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)碼管循環(huán)顯示00-99，實(shí)現(xiàn)四個(gè)數(shù)碼管循環(huán)顯示0000-9999，數(shù)據(jù)傳送指令、除法指令、查表指令的使用方法，軟件延時(shí)程序設(shè)計(jì)方法。

學(xué)習(xí)情景3（四位數(shù)顯計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)）的工作對(duì)象為單片機(jī)I/O端口、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、按鍵掃描識(shí)別。教學(xué)內(nèi)容為數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)方法，四合一共陽(yáng)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方法，單按鍵的電氣特征及其驅(qū)動(dòng)方法，單按鍵的邊沿識(shí)別方法及其消抖方法，位轉(zhuǎn)移、位傳送等指令的使用方法，實(shí)現(xiàn)按鍵控制顯示循環(huán)加一功能實(shí)現(xiàn)。

學(xué)習(xí)情景4（電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)）的工作對(duì)象為單片機(jī)I/O端口、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、按鍵掃描識(shí)別、單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器。教學(xué)內(nèi)容為電子時(shí)鐘由兩個(gè)四合一數(shù)碼管構(gòu)成，HH-MM-SS顯示格式，由三個(gè)按鍵顯示小時(shí)、分鐘、秒鐘調(diào)整功能，單片機(jī)定時(shí)器的構(gòu)成及其使用方法，掌握定時(shí)1秒的程序設(shè)計(jì)方法， HH-MM-SS顯示格式的設(shè)計(jì)方法，小時(shí)、分鐘、秒鐘調(diào)整功能實(shí)現(xiàn)方法，程序方框圖設(shè)計(jì)方法，定時(shí)器中斷程序設(shè)計(jì)方法，了解中斷服務(wù)地址。

學(xué)習(xí)情景5（簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)）的工作對(duì)象為單片機(jī)I/O端口、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、A/D、D/A。教學(xué)內(nèi)容為簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表由3位半數(shù)碼管顯示、A/D電路、單片機(jī)處理電路構(gòu)成了解A/D、D/A的構(gòu)成及其工作原理， A/D器件的硬件、軟件設(shè)計(jì)方法， A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與電壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及顯示設(shè)計(jì)方法。

學(xué)習(xí)情景6（交通燈與急救車設(shè)計(jì)）的工作對(duì)象為單片機(jī)I/O端口、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器、單片機(jī)中斷。教學(xué)內(nèi)容為單片機(jī)外部中斷的構(gòu)成及其使用方法實(shí)現(xiàn)急救車信號(hào)中斷交通燈信號(hào)實(shí)現(xiàn)急救車優(yōu)先安全通過(guò)的設(shè)計(jì)，交通燈的工作流程及其設(shè)計(jì)方法，中斷系統(tǒng)的工作原理及其中斷現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)、恢復(fù)功能實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)led簡(jiǎn)易交通燈設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)led簡(jiǎn)易交通燈及急救車設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)顯倒計(jì)時(shí)交通燈及急救車設(shè)計(jì)。

學(xué)習(xí)情景7（三機(jī)通訊智能燈控設(shè)計(jì)）的工作對(duì)象為單片機(jī)I/O端口、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、按鍵掃描識(shí)別、串口通訊。教學(xué)內(nèi)容為串行通訊的工作原理及其設(shè)計(jì)方法，單片機(jī)串口的程序設(shè)計(jì)方法，三機(jī)通訊智能燈控系統(tǒng)由三個(gè)單片機(jī)構(gòu)成，每個(gè)單片機(jī)對(duì)等相對(duì)獨(dú)立，每個(gè)單片機(jī)由控制器、數(shù)碼管、按鍵構(gòu)成，當(dāng)數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)1、2、3時(shí)按鍵對(duì)應(yīng)分別控制單片機(jī)1、2、3對(duì)應(yīng)的燈的兩滅。

四、實(shí)施效果

基于學(xué)習(xí)領(lǐng)域的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試課程教學(xué)改革在湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)、醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用技術(shù)專業(yè)中實(shí)施2年來(lái)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，學(xué)習(xí)積極性高，教學(xué)效果提高明顯。endprint