前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的單片機綜合課程設計探索，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：單片機綜合課程設計是一門將理論與實踐緊密聯系的綜合性實踐課程。通過仿真調試階段，促進學生綜合運用所學理論知識，提升綜合運用和系統設計能力。通過動手實踐環節，提高學生獨立地分析問題、解決問題的能力，為將來的工作實踐打下一個較好的基礎。

關鍵詞：單片機綜合設計；系統仿真；實踐創新

一、前言

《單片機綜合課程設計》是面向測控及電子通信專業綜合性主干課程，是在學習完成電路原理、模擬電子線路和數字電子技術、單片機原理及應用及微機原理等電子專業課后，進行的一次綜合性、系統性的設計實踐。設計題目包括對信號的采集、濾波、放大，以及應用各種不同類型智能微處理器顯示、控制等。通過本次的動手實踐，鞏固提高學生應用單片機、電子技術進行地震勘探儀器系統綜合設計的水平，提高學生獨立地分析問題、解決問題的能力，為將來的工作實踐打下一個較好的基礎。

二、教學目標

學生通過對本課程環節的訓練，使學生掌握數字及模擬電子技術基本原理，深入了解單片機及其他微處理器系統組成原理及設計技術，并將所學的電子技術理論與項目實踐相結合，完成課程設計內容要求，掌握智能電子系統電路設計及程序設計的一般方法，進而提升解決特定工程問題能力；通過動手實踐，提高學生獨立地分析問題、解決問題的能力。

三、教學內容

在教學實踐中，為達到較好的教學效果，單片機課程設計內容上采用仿真教學與實踐動手相結合的教學模式。1.通過仿真調試階段，提升綜合設計能力。課程設計分為兩個階段，第一階段，為仿真調試階段。通過這一過程階段，意在促進學生綜合運用所學理論知識，提升綜合運用和系統設計能力。針對課程設計題目進行仿真調試，采用PROTEUS專業軟件，設計題目以單片機綜合設計題目為主，通過三個步驟進行設計。系統設計階段：學生根據設計題目，進行系統架構設計，包括選擇應用芯片類型，電路分類及程序流程等；硬件電路設計階段：結合所選擇芯片，完成電路設計，并在PROTEUS環境下完成電路圖繪制。軟件設計：在硬件電路完成后，根據題目要求，編寫硬件程序。在日常單片機及數字模擬電路教學中，學生往往針對一種電路及模塊進行設計，系統設計概念比較欠缺，通過完成綜合仿真設計，真正將電路設計與C語言編程緊密結合，將知識融會貫通，達到學以致用的效果。以“多通道模擬量信號的采集與動態顯示設計”題目為例，題目要求包括：①從多個通道輸入可調模擬量電壓信號，分時采集各通道輸入信號；②將多通道采集數據連續存儲到單片機片內數據存儲器；③設置獨立式按鍵，確定顯示的通道，在數碼塊上顯示相應通道采集的模擬量數據，顯示控制方式為動態掃描方式實現。題目分析：設計題目包括信號處理、數據采集、數據存儲、動態顯示四個方面功能，題目設計的知識點包括模擬電路中信號濾波放大的知識，包括數字電路中4—7段數碼塊譯碼顯示的內容，同時包括單片機中數據存儲及與功能芯片接口設計的技術，在功能的實現上，還需要根據不同功能，編寫C語言驅動程序，并將程序與電路聯通調試，實現對應功能。題目綜合多門課程涉及內容，同時需要軟硬件配合調試。學生在設計中，既復習運用所學各門課程的知識，又需將各個知識點加以綜合靈活運用，達到復習鞏固所學知識，掌握電子系統電路設計及程序設計的一般方法，進而提升解決特定工程問題能力的教學目的。2.通過動手實踐環節，提升實踐創新能力。在仿真設計完成基礎上，指導學生進行實際電路的制作和調試。學生采用2—3人為一個小組，首先運用所學電子技術基礎知識，查閱相關文獻資料、電子線路參考設計手冊、電子元器件手冊，進行電路設計、程序編制，在設計過程中，鍛煉自己熟練掌握和使用先進的計算機電路仿真軟件工具，提高設計效率。其次進行電子市場調研、購買相應元器件，完成電路設計制作、功能調試、參數測定，通過這一過程，學生與實際電子元器件緊密接觸，從書本的知識物化為實際電子器件，并通過繪制電子線路版圖，焊接電子元件，進一步增加實踐技能，將書本上的理論與實踐結合，達到學以致用、學為所用的實際教學效果。最后由教師組織全班進行設計交流、現場功能演示和提問答辯，同時教師完成每組的成績評定和設計總結，為下次的課程設計提出合理化建議。從教學角度，在課程設計的內容選擇上，更突出設計內容的綜合性，并適當增加設計應用技術的難度，并與現代電子新技術緊密結合，激發學生學習的積極性。除此而外，增加設計內容的工程性，增加電子線路板設計及繪制環節，為學生講解PCB電路板的設計方法及技巧，多層電路板的設計技術及高速電路板的設計等，進一步提高學生應用所學知識進行工程綜合設計的水平。目前，開設的新增加的課程設計題目包括：基于CAN局域網絡的遠程數據采集板卡設計實現；基于凌陽單片機的音樂播放器設計開發實例；基于I2C總線的公交語音報站播放器設計；基于ZIGBEE無線通信系統設計；基于GPRS無線數據采集系統等。通過大量新穎的具有高技術含量的綜合設計，充分調動學生的熱情，讓學生從實驗中掌握知識，提升技能。3.以課程設計為基礎，積極參與各類科技創新活動，提升科技創新水平。深入貫徹學以致用、理論聯系實際的教學理念，在單片機課程設計基礎上，鼓勵學生應用課堂設計中獲得的實踐技能解決實際問題，積極參與大學生科技創新活動以及各類電子競賽等活動，將知識活學活用。在大學生科技創新活動中，在指導教師引導下，結合科研項目，應用單片機及電子技術解決問題，自身綜合設計能力和創新能力獲得提高。以大學生科技創新題目“抽油機皮帶輪自動檢測裝置”為例：油田現場抽油機皮帶輪脫落會影響生產，原始的皮帶輪脫落檢測采用施工圖數據進行分析，經常出現誤報錯報事故的現象。根據工程需求，學生們大膽設想，通過霍爾傳感器檢測抽油機工作速度，再通過速度大小判別皮帶輪工作狀態。以單片機為核心，控制霍爾傳感器采集速度信息，并將顯示結果通過RS485上傳到計算機顯示結果。設計思路新穎獨特，較好解決了工程實踐中的難題，自身的設計水平也達到大幅度提高。開展以科技創新為核心的課外科技創新活動，最終是以培養學生實踐能力，創新能力和提高教學質量為宗旨，通過科技創新活動，讓學生通過課外的電子科技活動，切實感受到自己所學知識的應用價值，將理論教學與研究實踐相結合，激發學生對電子專業課程的學習興趣，使學生由被動學習狀態轉入主動學習狀態，并以此鼓勵學生開拓進取。

四、、結束語

理論教學與實踐教學是高校教育的兩個重要組成部分，單片機綜合課程設計是一門將理論與實踐緊密聯系的綜合性實踐課程，通過綜合設計實驗教學，對于鞏固課本上學習的理論知識，培養引導學生掌握科學的思維方法，培養綜合分析問題和解決問題的能力，嚴謹求實的工作作風和協同工作的團隊精神等方面具有獨特的，不可替代的作用。

參考文獻：

[1]曹旭東,李卓然.全日制專業學位研究生的《DSP芯片原理及應用》課程實踐教學方法研究[J].教育教學論壇,2014,6(24).

[2]曹旭東,張少華.《單片機原理及應用》課程實踐教學方法研究[J].教育教學論壇,2015,7(30).

[3]王英紅.淺析開放式電工電子實驗室的建設[J].電氣電子教學學報,2012,(8):24-27.

[4]江錦花,大學生科技創新與開放實驗室管理模式[J].實驗室研究與探索,2009,(12):32-48.

[5]曹曉達,現代電子專業實驗室的規劃與開放式管理[J].華章,2012,(7):23-26.

[6]王英紅,淺析開放式電工電子實驗室的建設[J].電氣電子教學學報,2012,(8):24-27.

作者:曹旭東 李俊杰 曹衛東 單位:中國石油大學(北京)地球物理與信息工程學院