李翠梅 李天源 黃昌國(guó)

摘 要：本論文基于單片機(jī)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與特點(diǎn)，對(duì)32位單片機(jī)技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了改革方案，經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)課程;改革;理論課;實(shí)驗(yàn)課

基金項(xiàng)目：該論文得到江西科技師范大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新工科背景下的《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)概論》的教學(xué)改革研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：JGYB-18-25-06）基金資助

1 緒論

國(guó)內(nèi)外許多高校進(jìn)行了工程教育環(huán)節(jié)的改革，創(chuàng)建了適應(yīng)社會(huì)需求的人才培養(yǎng)模式、課程體系以及教學(xué)方法手段等， 重視應(yīng)用性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性培養(yǎng)。隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，32位ARM單片機(jī)也快速發(fā)展起來(lái)?，F(xiàn)今32位單片機(jī)已經(jīng)處于主流地位，而物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)的不斷發(fā)展勢(shì)必會(huì)促進(jìn)單片機(jī)更進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)32位單片機(jī)的市場(chǎng)空間也會(huì)更大?，F(xiàn)在許多高校的單片機(jī)技術(shù)課程中已將8位單片機(jī)改為32位單片機(jī)，而32位單片機(jī)教學(xué)改革資料目前國(guó)內(nèi)外能查找到的很少。本課程的改革正是圍繞創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐兩大能力的培養(yǎng)和提高而開(kāi)展，從而培養(yǎng)出學(xué)術(shù)研究型的研發(fā)人員和設(shè)計(jì)工程師，本教學(xué)改革針對(duì)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程的具體特點(diǎn)和存在的實(shí)際問(wèn)題，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新拔尖人才的卓越工程師為目標(biāo)，對(duì)單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的改革進(jìn)行探索。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 軟件仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

這門(mén)課的教學(xué)是離不開(kāi)仿真和硬件的。關(guān)于仿真軟件，可以在實(shí)現(xiàn)一些基礎(chǔ)案例時(shí)，對(duì)基于STM32單片機(jī)控制電路進(jìn)行仿真，建議使用Proteus 8.6仿真軟件。Proteus軟件是英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件。它可以脫離實(shí)物直接對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，可以模擬出不同條件下電路的效果。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，具有豐富的器件庫(kù)和智能布線功能，對(duì)于電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一款非常使用方便的學(xué)習(xí)工具。

Proteus仿真流水燈：上電后，8個(gè)LED等依次流水亮起，是一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)例，幫助學(xué)生快速入門(mén)，對(duì)stm32單片機(jī)、軟件編寫(xiě)、軟件仿真以及硬件實(shí)物制作都能有一個(gè)初步的入門(mén)理解，幫助理解stm32單片機(jī)的一部分引腳。圖1是軟件仿真圖。

2.2 硬件實(shí)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

對(duì)于同一個(gè)案例，不僅可以先用軟件進(jìn)行仿真，還可以將hex文件燒錄到stm32開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行硬件實(shí)物實(shí)現(xiàn)。 圖1的實(shí)驗(yàn)也可以在圖2中的開(kāi)發(fā)板中做。

數(shù)碼管實(shí)驗(yàn) ：實(shí)物圖（如圖2），先要設(shè)計(jì)好數(shù)碼管電路，保證硬件電路沒(méi)有問(wèn)題，將編譯好的HEX文件燒錄進(jìn)stm32f103芯片中，電路上電就可觀察到數(shù)碼管發(fā)光的效果。

2.3 增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

在學(xué)習(xí)時(shí)我們接觸到的案例都是基礎(chǔ)的，基本上一個(gè)例子只涉及到一個(gè)到兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，但一個(gè)實(shí)例的成功都不可能是只有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)支撐的，一個(gè)成功的電子產(chǎn)品都包含著許多知識(shí)點(diǎn)，那么知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通就很重要，例如學(xué)會(huì)流水燈和外部中斷以后，可以進(jìn)行知識(shí)融合，用外部中斷控制燈的流水等這樣的實(shí)驗(yàn)，就可以做綜合 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，就可以試著完成更為復(fù)雜的項(xiàng)目，例如可以和智能家居結(jié)合在一起，既是時(shí)下大熱方向，又可以讓學(xué)生得到充分鍛煉。

2.4 引入新技術(shù)

32位單片機(jī)的一大個(gè)特點(diǎn)就是它的軟件編寫(xiě)不同與以往的單片機(jī)。51單片機(jī)軟件編寫(xiě)用的還是標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)也叫固件庫(kù)，而以stm32系列單片機(jī)為例，新加入了HAL庫(kù)的編寫(xiě)。HAL庫(kù)也是現(xiàn)在推薦使用的，標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)與HAL庫(kù)兩者互不兼容，相互獨(dú)立?，F(xiàn)今市面上STM32系列芯片的全線產(chǎn)品都支持HAL庫(kù)的使用，但標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)卻不是，可以說(shuō)，HAL庫(kù)是發(fā)展趨勢(shì)，也可能是單片機(jī)軟件編寫(xiě)的未來(lái)。

2.5 開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目

在學(xué)習(xí)技術(shù)的同時(shí)，學(xué)校可以鼓勵(lì)學(xué)生們自己去發(fā)揮創(chuàng)造性、設(shè)計(jì)性，自己動(dòng)手去完成一些有創(chuàng)意的項(xiàng)目，學(xué)校的老師給與技術(shù)支持，學(xué)校給與一些資金上的支持，例如創(chuàng)新項(xiàng)目基金等。在學(xué)習(xí)后能進(jìn)一步地鞏固所學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)造型、技術(shù)型、動(dòng)手型三合一人才。

除了創(chuàng)新項(xiàng)目，學(xué)校應(yīng)該大力鼓勵(lì)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)，可以開(kāi)設(shè)一些創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，不同于創(chuàng)新項(xiàng)目偏向于技術(shù)，創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目可以更偏向于商業(yè)價(jià)值性和可行性，想法要新穎獨(dú)特。大學(xué)生就業(yè)問(wèn)題，是近幾年較為困難的社會(huì)問(wèn)題，鼓勵(lì)大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，也是解決大學(xué)生就業(yè)問(wèn)題的一大助力，并在一定程度上幫助大學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想，創(chuàng)造自己的價(jià)值。

2.6 校企合作

要想不和社會(huì)脫節(jié)，只引進(jìn)新的教學(xué)模式、教學(xué)技術(shù)是不夠的，同時(shí)我們也可以引進(jìn)企業(yè)合作項(xiàng)目。校企合作，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓學(xué)校與企業(yè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了資源、信息共享從而形成一種合作共贏的模式。校企合作更注重質(zhì)量的培養(yǎng)、注重動(dòng)手實(shí)踐，注重社會(huì)需求，和市場(chǎng)接軌，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相結(jié)合的全新理念，為教育事業(yè)發(fā)展創(chuàng)造出了一種新的可能。學(xué)?？梢岳闷髽I(yè)的資源來(lái)對(duì)本校學(xué)生提供更為全面的培訓(xùn)和教育培養(yǎng)，而學(xué)校也可以通過(guò)為學(xué)校提供教育資源，來(lái)為企業(yè)自己提供新鮮的后備力量。

3 總結(jié)

我們?cè)趦蓚€(gè)年級(jí)學(xué)生當(dāng)中進(jìn)行教學(xué)改革試點(diǎn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革，培養(yǎng)了學(xué)生工程思維，實(shí)驗(yàn)中增開(kāi)綜合、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，增加了面向工程實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，積極指導(dǎo)了學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)立項(xiàng)和科技制作，使學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到有效提高，增強(qiáng)了學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為培養(yǎng)學(xué)生將來(lái)成為卓越工程師及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)以上幾個(gè)方面的教學(xué)改革與實(shí)踐，我們單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革實(shí)踐中取得了明顯成效，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)造思維能力與過(guò)去相比得到了較大的提高，并積極參與到電子大賽與大學(xué)生科研創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中。

參考文獻(xiàn)

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