单片机毕业设计

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇单片机毕业设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

单片机毕业设计范文第1篇

【摘 要】文章介绍了应用单片机一体化教学设备进行技师毕业设计的案例实施，详细分解了完成“循迹避障智能小车”各项功能的学习情境，真正实现了教、学、做一体化，为学生走上工作岗位从事单片机产品的开发和应用奠定了坚实的基础。

【关键词】循迹避障智能小车 单片机一体化教学设备 学习情境

为了改变传统单片机教学中按照理论教材照本宣科，教师教得费力，学生学得辛苦的现象，我们研发了单片机一体化教学设备，将其应用于教学实践中，采用“基础教学―课程设计―毕业设计”三步骤进行分阶段实施。在基础教学中使用基本教学模块，学习单片机I/O接口应用、数据采集、数据显示、按键控制、在线仿真器和Proteus仿真软件的使用，设计制作流水灯、模拟交通灯等项目。在课程设计中，学生仿照应用模块，完成“0～99分倒计时定时器”单片机控制系统的设计、仿真、制作、调试，学习撰写课程设计报告。在技师毕业设计中，以真实的产品8路抢答器、单片机万年历、超声波测距、单片机温度控制系统和循迹避障智能小车等作为载体，以产品功能开发的流程为主线，将单片机技术的学习融合到小型产品的开发与制作的工作中，实现与小型单片机产品的近距x接触。

下面以“循迹避障智能小车”为平台，介绍通过学习单片机一体化教学设备上的有关模块，在技师班进行毕业设计的案例实施。

一、智能小车简介

智能小车是一个集中运用单片机、传感器、自动控制、机电一体化、数据通信、人工智能及机器人学等高新技术的综合体，主要由系统的核心控制――单片机，运动方式――机械传动结构，检测方式――传感器，控制方式――电机、舵机，通讯方式――串口、无线通信等部件组成，能够实现自动识别路线（寻迹），判断并躲避障碍（避障）等功能。

二、学习情境

我们选择了上海益芯科技有限公司开发的产品套件“循迹避障智能小车”作为技师毕业设计的载体，将单片机一体化教学设备上有关中断、定时、传感器监测、数码管显示、1602显示、12864液晶显示、PWM控制、红外发射/接收、直流电机驱动等内容进行综合运用，采用两轮差分驱动直流电机的驱动电路与PWM调速，利用红外线传感器反射接收，检测智能小车车轮的偏转情况，然后输出高低电平传送给单片机，控制小车能够寻找具有一定黑白对比度的黑线，进行沿直线或沿弧线快速行驶；当小车探测到前方有障碍物时，能自动调整，躲避障碍物，从无障碍区通过；为了使智能小车具有良好的人机界面，采用数码管或液晶屏作为显示器，显示小车行驶中的有关参数。我们将以上功能的实现分成4个学习情境，每个学习情境又由2～4个子情境组成。

（一）学习情境1：循迹避障智能小车的焊接与装配

子情境1：组装前的准备。包括了解循迹避障智能小车的功能和组装智能小车电子元器件的选取检测。

子情境2：电路板焊接及装配。包括智能小车控制电路板的焊接和组装。

（二）学习情境2：循迹避障智能小车各功能部件的检测

子情境1：STC89C52单片机芯片程序写入。包括STC89C52最小系统的搭建、单片机ISP编程工具的使用和程序写入芯片。

子情境2：显示系统检测。包括两位数码管显示、1602液晶显示和12864液晶显示。

子情境3：输入系统查询。包括独立按键查询和矩阵按键键盘查询。

子情境4：传感系统检测。包括红外发射管的检测处理和红外接收管的监测处理。

（三）学习情境3：循迹避障智能小车的运动控制

子情境（1）：仿真、编程软件的使用。包括Proteus仿真软件的使用和KEIL2/3/4编译软件的使用。

子情境（2）：路径运行的定义。包括直线型路径的前进与后退和S型路径的前进与后退。

子情境（3）：定时运行。包括延时启停控制和超时警报控制。

子情境（4）：避障与寻迹功能的实现。包括避障功能的实现和寻迹功能的实现。

（四）学习情境4：循迹避障智能小车其他功能的拓展

子情境（1）：语音识别功能。包括特定频率的声音控制和特定音色的声音控制。

子情境（2）：遥控功能。包括智能小车运动红外监控功能的实现和运动中数据传输功能的实现。

三、案例实施成果

技师毕业设计结束时，每个学生对自己设计制作的“循迹避障智能小车”进行总结，撰写相应的技师毕业设计论文，内容包括方案设计、系统功能分析、硬件设计、汇编语言或C语言源程序设计、调试步骤、测试报告、实物图片和视频等。学生制作的“循迹避障智能小车”实物如图1所示。

四、结束语

将单片机一体化教学设备应用于教学实践，通过具体案例――“循迹避障智能小车”的开发与制作，训练和培养了学生在单片机小型作品元器件的选用、产品的焊接与组装、软硬件的设计、仿真、调试与检修等方面的能力，为学生走上工作岗位从事单片机相关工作奠定了坚实的基础。

【参考文献】

[1]姜志玲.简易智能电动车的设计[J].华东交通大学学报，2005（04）：129-133.

单片机毕业设计范文第2篇

【关键词】proteus仿真技术;单片机教学;改革;问题;作用

因为“单片机技术”课程是电子信息工程，自动化和机械等专业的重要部分，所以如果能熟练掌握单片机系统设计和熟悉相关先进技术将对该专业学生的发展和就业产生积极影响，也会对proteus仿真技术和单片机系统的创新有很大帮助。如果想要更详细和深入地了解单片机教学改革，就要对单片机的基本概念和单片机教学问题进行分析，根据基本认识对改革后的单片机教学的作用和做法进行阐述。单片机技术是一门对实践性要求较高的课程，不仅要求老师在教学中注重培养学生动手能力和操作能力，使学生具备软硬件开发的综合素质，还需要学生在学习中激发兴趣和保证质量，使得提高教学质量和培养全能性人才的目标得以实现。

1 基于proteus仿真单片机教学的概述

由于社会经济和科学技术发展飞速，使得传统的单片机教学脱离了发展趋势，逐渐被现阶段教学所抛弃。为了挽救这种消极的教学状态，研究人员和老师在实际操作和实验尝试中发现了proteus仿真技术的有效作用。所以，为了给单片机教学研究进一步深入做好铺垫，就需要对传统教学模式和proteus仿真技术及其在单片机教学改革中的应用进行初步了解。除此之外，proteus仿真技术已经在实际应用中有了显著效果，通过把课堂教学流程分类区别，搜集与proteus仿真技术有关的教学案例，总结传统教学中出现的问题，为单片机教学改革的措施执行与作用体现打好基础。

1.1 传统单片机教学的问题

虽然单片机教学已经十分普及，但是其传统僵化的教学模式使得学习效率和教学质量都不能得到保证，出现了许多问题。根据单片机教学的流程，可以在四个环节上总结出现的问题。第一，课堂教学。单片机教学中片内资源，程序设计和接口电路是主要内容，但是由于缺乏实际操作而使得学生在学习后也会对知识一知半解。第二，课内实验。验证性实验较多的特点使得操作实验时只是按照连接导线和观察效果的步骤来做，使得程序编写和电路设计完全被忽略，增加了出现错误的几率。第三，课堂设计。老师在设计课堂时，偏重于讲解和实验，不重视学生个体的差异化。第四，毕业设计。一方面，学生对基础原理和知识不理解，使得实物制作十分困难;另一方面，操作能力和实践机会的缺乏使得仪器破坏的事件频发。

1.2 基于proteus仿真单片机教学的改革

随着科技的快速发展，针对传统教学中的问题，对单片机教学中应用proteus仿真技术的呼声越来越大。首先，proteus的仿真CPU和电路以及资源库可以顶替硬件仿真器进行前期实验，进行调整后再实际操作，减少实验中出现偏差和问题的可能性。其次，单片机教学中直接应用proteus仿真技术。比如，把proteus引入课堂，通过更加真切的仿真技术使得学生对单片机系统有一个完整的概念;还可以运用proteus仿真技术系统中的内外模型，针对课堂实验进行自主设计再进行检验，学生就能在实验整体过程中对编写程序和电路设计有深刻的认识;另外在毕业设计中，老师要给学生充分的学习自主性，在学生进行选题和仿真时进行技术指导，既减少硬件投入的浪费和元器件的损坏，又能提高学生的综合能力。

2 基于proteus仿真单片机教学改革的作用

基于对proteus仿真技术在单片机教学中应用的了解，老师在进行教学时要在基本理解和创新发展中提高教学质量和培养学生能力。所以，为了更好地对proteus仿真技术进行应用，就需要相关人员在研究中实际操作，熟悉单片机教学应用仿真技术的做法，总结出有效的措施和积极的作用，才能在以后的发展和创新中紧跟教学改革的潮流，迎合技术发展的趋势。根据现阶段已经获得信息和技术进行进一步研究，为学生的学习降低难度，为老师的教学开发创新，为proteus仿真技术的发展和单片机教学的改革总结教学经验，提高积极影响。

2.1 提高教学质量，实现教学目标

单片机教学需要改革一方面是因为教学方法的落后，另一方面是课程本身特点的难度。如果在课堂教学中只是进行讲解和多媒体展示，学生对相关知识不理解，学习积极性就会下降。而引进proteus仿真技术使得课堂实验变得实际可操作，学生在把知识具象化的同时锻炼了操作能力，提高了综合能力。例如，中断优先级是众所周知的难点和重点，老师可以在proteus仿真技术的帮助下对实验进行程序和电路的设计，通过操纵不同的开关演示“高优先级中断能中断低优先级中断”的现象，学生在实验过程中参与思考和实际操作，从而使得学生能自主学习。这种先进技术的引用不但为课堂教学和教学计划的顺利实施提供帮助，而且在促进教学事业的发展，提高教学质量，实现教学目标方面有积极作用和良好影响。

2.2 学生学用结合，加强动手能力

针对单片机教学中学生时间机会少，动手能力得不到锻炼的情况，引进proteus仿真技术使得教学实验的操作更加方便，结果更加直观，学生在学习到理论知识的同时能进行实验，这种学用结合不但提高了教学质量和学习效率，而且对于综合能力的培养有很大的帮助。比如，在“拓展单片机RAM技术”的实验中，传统教学方式通常会因为出现实验箱显示和信号出错等问题，实验操作不达标，导致实验结果出现偏差，学生把各种知识弄混。但是proteus仿真技术避免了这些问题，实验过程和结果的清晰呈现在帮助学生完成学习计划的同时，增强学生学习的信心，对学生未来的成长和发展起到良好作用。

2.3 完成独立操作，培养创新能力

独立操作和创新能力的重要性一般体现在毕业设计的完成上。由于操作能力不足，实验设备易损和创新思维缺乏等的问题出现，使得学生在完成设计时没有信心和决心，这就直接影响了学生未来的发展和教学目标的实现。举例来说，在单片机接口技术的实际操作中，首先利用proteus技术对设计图进行仿真检验，对出现的错误进行纠正;其次是进行实物制作。一般来说，如果仿真结果正确，安装和调试不出错，就能完成一件优秀的毕业设计。所以，在进行实验课堂和毕业设计时，需要在正确运用prouteus仿真技术的前提下，给学生自主锻炼和独立操作的机会，注重创新能力和新型人才的培养，为我国信息技术教育和相关先进技术运用的发展打下良好的基础。

3 总结

综上所述，基于proteus仿真单片机教学改革的研究对转变传统教学理念和优化教学模式有很大帮助。首先需要对单片机教学的传统方法和改革进行了解和研究，针对出现的问题进一步分析，才能系统地阐述出应用了proteus仿真技术的单片机教学的作用。虽然proteus仿真技术有积极影响，但是在教学中不能抛弃已有的教学模式和实验手段而仅仅依靠虚拟实验环境。在应用proteus仿真技术时，既要避免出现其他问题，也要重视其产生经济效益，提高教学效率和培养学生软硬件开发能力的作用。基于proteus仿真单片机教学改革的研究不仅促进了单片机教学水平的提高，还为信息技术教学课程未来的发展和创新提供了新思路。

参考文献：

[1] 王京港，张翠平.基于项目驱动及Proteus仿真的单片机教学改革探索[J].中国电力教育，2013，（22）：138-139，143.

单片机毕业设计范文第3篇

我所做的单片机串行通信发射机主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料，个人完成电路的设计、焊接、检查、调试，再根据自己的硬件和通信协议用汇编语言编写发射和显示程序，然后加电调试，最终达到准确无误的发射和显示。在这过程中需要选择适当的元件，合理的电路图扎实的焊接技术，基本的故障排除和纠正能力，会使用基本的仪器对硬件进行调试，会熟练的运用汇编语言编写程序，会用相关的软件对自己的程序进行翻译，并烧进芯片中，要与对方接收机统一通信协议，要耐心的反复检查、修改和调试，直到达到预期目的。

单片机串行通信发射机采用串行工作方式，发射并显示两位数字信息，既显示00-99，使数据能够在不同地方传递。硬件部分主要分两大块，由AT89C51和多个按键组成的控制模块，包括时钟电路、控制信号电路，时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式，控制信号用手动开关来控制，P1口来控制，P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示，软件采用汇编语言来编写，发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发射，同时显示程序对发射的数据加以显示。

毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程，丰富自己的知识和理论，巩固所学的知识，提高自己的动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力。

我做得的毕业设计注重于对单片机串行发射的理论的理解，明白发射机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。

我的毕业设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。硬件部分介绍：单片机串行通信发射机电路的设计，单片机AT89C51的功能和其在电路的作用。介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。AT89C51与MCS-51兼容，4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000次可擦，数据保存10年，全静态工作：0HZ-24HZ，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32跟可编程I/O线，两个16位定时/计数器，5个中断源，5个可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内震荡和时钟电路，P0和P1可作为串行输入口，P3口因为其管脚有特殊功能，可连接其他电路。例如P3.0RXD作为串行输出口，其中时钟电路采用内时钟工作方式，控制信号采用手动控制。数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式；串行通信有两种形式，异步和同步通信。介绍了串行串行口控制寄存器，电源管理寄存器PCON，中断允许寄存器IE，还介绍了数码显示管的工作方式、组成，共阳极和共阴极数码显示管的电路组成，有动态和静态显示两种方式，说明了不同显示方法与单片机的连接。再后来还介绍了硬件的焊接过程，及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。软件部分：在了解电路设计原理后，根据原理和目的画出电路流程图，列出数码显示的断码表，计算波特率，设置串行口，在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发射程序。编写完程序还要进行编译，这就必须会使用编译软件。介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题，及在编译后烧入芯片使用的软件PLDA，后来的加电调试，及遇到的问题，在没问题后与接受机连接，发射数据，直到对方准确接收到。在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问题，例如：通信协议是否相同，数码管是否与芯片连接对应，计数器是否开始计数等。

我所设计的单片机串行接口现在已经发展到无线收发的阶段，本文参考无线发射部分就是参考南华大学黄智伟、朱卫华的《单片机与嵌入式系统应用》一文，该串行无线发射电路结构简单、工作可靠，可方便地在单片机与单片机之间，构成一个点对点、一点对多点的无线串行数据传输通道。单片机无线串行接口电路由MICRF102单片发射器芯片、MICRF007单片接收器芯片组成，工作在300~440MHzISM频段；具有ASK调制和解调能力，抗干扰能力强，适合工业控制应用；采用PLL频率合成技术，频率稳定性好；接收灵敏度高达－96dBm，最大发射功率达－2.5dBm；数据速率可达2Kb/s；低工作电压：4.75~5.5V；功耗低，接收时电流3mA，发射时电流7.75mA，接收待机状态仅为0.5μA，发射待机状态仅为1.0μA；可用于单片机之间的串行数据无线传输，也可在单片机数据采集、遥测遥控等系统中应用。

最后介绍了毕业设计做完后的结论以及自己的心得体会。

2硬件

2.1硬件的基本组成：

单片机89C51、6M晶震、30pF电容、22uf/10V电容、1K电阻、共阳极数码显示管、按键。

2.2电路图

（见附录A）

2.3硬件介绍

2.3.1单片机概述

单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。单片机一词最初是源于“SingleChipMicrocomputer”,简称SCM。随着SCM在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能，单片机已不能用“单片微型计算机”来表达其内涵。国际上逐渐采用“MCU”(MicroControllerUnit)来代替，形成了单片机界公认的、最终统一的名词。为了与国际接轨，以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。在国内因为“单片机”一词已约定俗成，故而可继续沿用。

2.3.1.1单片机的发展历史

如果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段：

第一阶段（1976—1978）：单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog等。都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单片机”一词即由此而来。

第二阶段（1978—1982）：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。

1.完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。

2.CPU功能单元的集中管理模式。

3.体现工控特性的地址空间及位操作方式。

4.指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。

第三阶段（1982—1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。

第四阶段（1990—）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。

2.3.1.2单片机的发展趋势

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗化、低电压化、低噪声与高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低价格化、电路内装化和串行扩展技术。随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小和功能将更强。

2.3.1.3单片机的特点

单片机主要有如下特点：

1.有优异的性能价格比。

2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

3.制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

4.低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

5.外部总线增加了I2C（Inter-IntegratedCircuit）及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

2.3.1.4单片机的应用

由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：

1.单片机在智能仪表中的应用

2.单片机在机电一体化中的应用

3.单片机在实时控制中的应用

4.单片机在分布式多机系统中的应用

5.单片机在人类生活中的应用

单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能通过单片机来实现了。这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。

A：由单片机组成控制器的结构和特点：

单片微型计算机是微型计算机发展中的一个重要分支，是把构成一台微型计算机的主要部件如中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)和各种功能I/O接口集成在一块芯片上的单芯片微型计算机(SingleChipMicroComputer),简称单片机.由于它的结构与指令功能都是按工业控制要求设计的,且近年来单片机着力扩展了各种控制功能如A/D、PWM等,因此我们更多时候称其为一个单片形态的微控制器(SingleChipMicroController),或直接称其为微控制器(MicroController)。

B：用单片机组成的微机控制系统具有以下特点:

1.受集成度限制,片内存储器容量较小,一般片内ROM小于4—8K字节,片内RAM小于256字节;但可在外部进行扩展,如MCS—51系列单片机的片外可擦可编程只读存储器(EPROM)、静态随机存储器(SRAM)可分别扩展至64K字节。

2.可靠性高。单片机芯片本身是按工业控制环境要求设计的,其抗工业噪声的能力优于一般通用CPU;程序指令及其常数、表格固化在ROM中不易破坏;常用信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。

3.易扩展。片内具有计算机正常运行所必须的部件,芯片外部有许多供扩展用的总线及并行、串行输入/输出端口,很容易构成各种规模的微机控制系统。

4.控制功能强。为了满足工业控制要求,单片机的指令系统中有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。一般来说,单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。

5.一般的单片机内无监控程序或系统管理软件,软件开发工作量大。但近年来已开始出现了片内固化有BASIC解释程序及FROTH操作系统的单片机,使单片机系统的开发提高了一个新水平。

此外,单片机成本低、集成度高、控制功能多,可灵活地组装成各种智能控制装置,并能有针对性设计成专用系统,解决从简单到复杂的各种需要,实现最佳的性价比。特别是单片机与传统机械产品相结合,使原有机械产品的结构简化、控制智能化。如数控机床就是典型实例。近年来,单片机发展极快,其产量占微机产量的70%以上。目前，至少有50个系列400余种机型，性能和结构各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等公司都有系列单片微型计算机。国内普及的几乎都是INTEL公司的产品。

单片机毕业设计范文第4篇

关键词：单片机教学；仿真资源

1现状

目前高职院校电子信息工程、应用电子、微电子技术、光电技术、通信技术、计算机应用、数控设备维修和自动化等专业都开设了《单片机原理及应用》课程，学院一般都配套建成了单片机硬件实训室，但存在硬件实验费用和实验室维护开支高，应用范围有限等问题，很有必要在教学中引入教学仿真资源，建成基于单片机仿真软件的单片机虚拟实验室，与已有的单片机硬件实训室结合，实现仿真和实践相结合，相辅相成，提高实验、实习和实训教学效果，同时降低教学成本，减少硬件实验费用和实验室维护开支。

2研究价值

在长期的单片机教学过程中学生普遍反映《单片机原理及应用》课程难懂，难学。一方面是因为上理论课时很难现场演示，学生对一些知识点不容易接收，不能理解；另一方面是因为该课程是一门实践性很强的课程，只学理论知识是学不好的，必须进行实践操作和训练，而学校能提供的实践机会只有一些生硬死板的实验台、实验箱电路连线，这是很不够的。如果在教学中引入单片机仿真技术就可以大大地提高教学质量和教学效果：

2.1将单片机仿真演示教学引入课堂教学，其极为接近实际的动态演示可以激发学生兴趣、提高了学习的积极性，使抽象变形象，使重点易懂、难点化解。

2.2教学仿真资源只需一台电脑就可以仿真大量元件和仪器设备，并且效果非常好。建立以此为基础的单片机虚拟实验室，学生就有机会完成更多的实验项目和内容，免费使用大量元件和仪器设备，从而提升了学生的知识面和应用能力，并且虚拟元件和仪器设备不存在损坏和维护问题，也就降低了教学成本，减少了硬件实验费用和实验室维护开支

2.3单片机教学仿真资源对学生实验的预习、单片机课程设计、全国大学生电子竞赛以及毕业设计等都有非常大的帮助，对提高他们的学习和工作效率，减轻劳动强度都有非常大的好处。

3重点研究内容

3.1研究单片机教学仿真资源的开发与利用方法。

3.2研究在单片机、微处理器控制技术相关课程实验、实习和实训教学中引入单片机虚拟实验室，实现仿真和实践相结合，相辅相成，提高实验、实习和实训教学效果，同时降低教学成本，减少硬件实和验实验室维护开支的方法。

3.3研究基于单片机仿真软件Proteus的单片机虚拟实验室建设方案。

3.4 研究在单片机相关课程课堂教学中引入Proteus软件对难点和重点进行实时演示，增强课程生动性和更易理解的方法。

3.5研究引导学生通过单片机虚拟实验室自学单片机相关课程的方式方法，及通过单片机虚拟实验室应用，在单片机课程设计、全国大学生电子竞赛和毕业设计中引入Proteus仿真软件提高学习效果和工作效率的方法。

4思路方法

4.1先进的教学理念融入教学资源：推广应用“四环相扣”国家教学成果一等奖的教学模式，开展电子信息专业教学整体改革，在教学整体解决方案中做到：依托行业企业开发能力标准（典型工作任务与职业能力分析）；面向职业岗位设置模块课程（学习领域课程归并）；立足真实任务组织工学交替（全程工学交替以保障教学实施效果）；基于工作过程实施职场鉴定（开放多元的考核方式，引入社会评价）。

4.2“五步工作机制”选取仿真项目：采用“534”课程设计方法优化课程体系、整合教学内容。即“五步工作机制”：通过“行业专家确定典型工作任务学校专家归并行动领域行业专家论证行动领域学校专家开发学习领域校企专家论证课程体系”，以实现校企专家共同参与课程体系设计；“三阶段转换”：通过工作任务实现“典型工作任务到行动领域”转换，通过工作过程实现“从行动领域到学习领域”转换，通过工作任务实现“从学习领域到学习情境”转换，以构建基于工作过程的专业核心课程教学内容；“四项主要成果”：人才培养方案、课程体系、课程教学方案和优质教材。

4.3搭建立体教学资源体系：主动适应行动导向教学模式转型的需求，搭建资源平台，为工学交替教学和定单培养的教学模式提供运行的环境和资源的支持。引进了虚拟教学系统模拟真实的环境，包括三维交互式设备结构演示、虚拟操作、虚拟编程软件等。建设真实企业环境，即“真实的工作岗位”、遵守“真实的行业规范”、操作“真实的设备”、采用“真实的工艺”、生产“真实的产品”等，营造了“虚实互补”的教学环境。

4.4仿真与实作结合的创新教学组织形式：以仿真与实作结合的形式组织教学，倡导理实一体，使学生经历单片机系统设计的全过程，使师生的分析与解决等方面能力全面提升，积累丰富的实践经验，为学生向单片机设计开发工作者身份的转变搭好了桥梁。

5研究目标

通过研究与实践，使单片机教学仿真资源内容更为科学系统合理，更能适应师生和社会人员的需要，并能提高教学质量和学生的实践能力。在学校现有单片机实训室硬件基础上，建成一套基于单片机仿真软件的虚拟实验室系统，投入单片机相关课程实验、实习和实训教学使用，在不增加硬件投入负担的前提下，通过自主完成配套软件系统，提升教学效果和工作效率，降低教学成本，减少硬件实验费用和实验室维护开支。

总之，“单片机教学仿真资源开发与利用研究”对单片机课程教学环节改革，促进教学工作、提高教学质量，降低教学成本，减少实验维护开支，提高实验效果有重要的作用和意义。研究完成后，可将研究成果推广到各种类似课程建设中，为高职教育的课程建设和实验实习改革带来新的思路。

参考文献：

[1]韩冰、顾京.浅析我国职业教育数字化教学资源建设的现状[J].教育理论与实践，2013（2）

[2]孙方；数字化教学资源的设计新视角：从知识加工到教学活动支持[J].现代教育技术，2013，（3）

作者简介：

单片机毕业设计范文第5篇

关键词：单片机；教学模式；教学过程；实践教学

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0201-03

单片机又称为微控制器（MCU），由于其体积小、功能强、价格便宜等优点，得到了广泛的应用，现已被应用于自动测量、仪器仪表、工业控制及家用电器等各个方面。民办高校电子信息工程专业是培养电子信息工程领域中的应用型人才，单片机课程是该专业重要的专业技术基础课程；同时本课程所研究单片机技术是电子工程师必备的应用技能，因此本课程在专业人才培养中占有非常重要的地位与作用。

一、民办高校电子信息工程专业单片机课程教学目标

根据民办高校电子信息工程专业单片机课程教学大纲的要求和学生实际，单片机课程的教学目标如下：

1.知识目标：使学生掌握单片机的基本概念、典型应用电路、程序设计方法等知识。

2.技能目标：使学生具备单片机控制系统电路分析、设计，程序编写，仿真，安装，调试的能力。

3.素质目标：培养学生独立思考、资料查询、沟通协调、团队协作、科技创新的素质。

二、传统单片机课程教学的弊端与民办高校电子信息工程专业学生的特点

（一）传统单片机课程教学的弊端

1.理论与实践脱节。传统单片机教学都是以教学为主，实验为辅。学生们对单片机的系统结构、硬件接口、编程语法都能学得很好，可是一提到利用单片机系统开发产品时，真正能动手的学生就寥寥无几了。

2.教学内容与社会需求脱节。在教学过程中，往往单片机课程教学大纲得不到及时的更新[1]，教材得不到及时的更换，因此出现教学内容跟不上社会对单片机人才的需求。

3.教学方法与教学手段落后。单片机课程授课过程中，仍是以教师为主，学生为辅，学生被动地学习知识，缺乏学习兴趣，学习效率较低。

4.实验简单。许多高校都增加了实验课的比重，尽管学生们可以在实验设备上进行一些实验，但由于实验设备大多是由生产厂家做好的试验设备，程序大多数也是由厂家提供好的，许多学生做实验只是将现成的程序下载到实验设备上，观察一下结果，学生的动手能力得不到真正的提高。

5.实践少，动手能力不强。目前许多高校都认识到提高学生动手能力的重要性，也鼓励学生参加各种电子类竞赛。但对于大多数学生来说，由于之前的实践机会很少，动手能力不强，就没有勇气参加竞赛。因此，在平时的教学当中就应该多为学生提供实践的机会。

（二）民办高校电子信息工程专业学生的特点

民办高校电子信息工程专业学生男生比例大，思维活跃，爱动手操作，对喜闻乐见的实例感兴趣，可塑性强，但是一部分学生缺乏良好的学习习惯，学习主动性不高，与专业相关的知识有限。

三、单片机课程教学模式的构建与实践

根据民办高校电子信息工程专业单片机课程的定位与学生的特点，对单片机课程教学内容、教学方法、教学手段及实践教学进行了研究和改革，构建出了适合民办高校电子信息工程专业单片机课程的教学模式[2]，并且在我院电子信息工程专业进行了实践，取得了非常好的教学效果。具体内容如下：

（一）教学内容的研究与改革

1.教材。教材的选择上，应选择应用性强、案例分析多的教材。例如，我院选用了哈尔滨工业大学出版社的、张毅刚主编的《单片机原理与应用》作为教材。该教材论述清楚、实例丰富、通俗易懂，适合民办高校学生。

2.教学内容。单片机课程教学内容可分为单片机基本原理与单片机接口技术两大部分。根据课程目标，以实际工程应用能力要求为核心、以工作项目为基本参照点、以学生的个性发展为根本，突出实用性与应用性，作为教学内容的选择依据，舍去了第七章存储器的扩展，因为现有的单片机片内存储器资源已经足够用了，不用再扩展，同时增加了编程仿真软件的使用与单片机应用领域中的一些前沿知识。如果完全按教材顺序进行授课，各知识点的学习相对独立，因而学生很难掌握单片机开发的完整过程。本着“以应用能力开发为教学目标，以学习项目为教学载体，以行动导向进行教学过程”这些原则为依据，打破现有的教材体系，把教学内容重新整合为10个学习项目，具体有流水灯、电机控制器，键控彩灯、双机通信，简易计算器、数字电压表、波形发生器等。这些项目从简单到复杂，从单项到综合，其教学目的具体而明确，能够激发学生浓厚的学习兴趣，有利于学生知识的掌握，更有利于学生动手能力及工程实际应用能力的培养。

（二）教学方法及手段的研究与改革

1.教学过程的研究与改革。传统的教学方式以“教师中心，教材中心，课堂中心”的“三中心”为理论核心，强调教师的主导作用，这种教学模式不利于学生实践能力与创新能力的培养。在单片机课程教学改革中，根据教学目标、课程体系及学生特点，为了更好地提高教学效果，精心构建了教学过程[3-4]。下面以键控彩灯项目为例说明教学过程的设计，整个教学过程共分为5个阶段。

第一阶段：任务布置。在上一个学习项目完成时，利用20分钟布置下一个学习项目。具体操作为首先用单片机开发板或实验箱演示键控彩灯项目实验现象，让学生感受控制现象，从而激起学生的浓厚的学习兴趣，调动学生学习的积极性，提高学习效率；然后下达项目任务书，每个项目任务分为4个层次，以满足不同层次学生的需要。项目4的任务描述：没有键按下时，控制8个LED循环点亮（流水灯）。通过按键（采用外部中断方式）随时改变彩灯的运行方式。（1）基本任务1：按一次K1，8个LED同时闪烁4次，然后恢复按键前的状态。（2）基本任务2：按一次K2，8个LED反向循环点亮一次。（3）提高任务3：按两次K1，LED以自定义花样闪亮1次。（4）发挥任务4：K2按下后，同时按下K1，中断嵌套。（5）课后电子创新：音乐彩灯。这样学生就可以利用课余时间自己去查资料，发挥自己的能动性和想象空间来完成任务。同时可以提高学生独立解决问题的能力，学生有很大的发挥空间。第二阶段：知识学习。分为三方面：（1）理论讲解。讲解中断系统的结构、原理及使用方法等必需的知识点。（2）示例分析。通过实例分析，引导学生掌握中断的应用模式，同时突出重点，突破难点。（3）课堂提问。通过课堂随机提问，检查和强化学生对中断知识的学习效果。第三阶段：系统设计。具体实施分为三步：第一步分组讨论，以小组为单位进行讨论，论证键控彩灯项目设计方案；第二步共同决策，老师下到每一组，对设计的方案进行评价，师生共同决策，选择最佳方案；第三步分工合作，每小组根据分工分别设计硬件电路和程序。第四阶段：操作实施。分为三步：首先用软件仿真验证软硬件设计的正确性，调试直至成功，然后使用实验箱进行软件调试，调试直至成功，最后学生可以利用课余时间制作电路板实物。第五阶段：评价总结。可以分为三步：第一步教师检查每组学生的实际完成情况；第二步根据考核标准进行评分，考核标准见表1；最后总结本项目中学生的完成情况，提出优点和不足，并总结本项目涉及的知识点，强调重点。

键控彩灯项目的学时安排为第一阶段和第二阶段2学时，第三阶段2学时，第四阶段和第五阶段2学时，共计6学时。

2.教学方法的研究与改革。以“实用、有趣、建立学生自信”为指导思想，本课程采用了多种教学方法。（1）项目教学法。它的关键是紧紧围绕这10个学习项目组织教学。通过这种教学方法确实激起了学生极大的学习兴趣，从而在教学内容的掌握和动手能力的培养方面取得了显著地效果。（2）分层次教学法。考虑到学生学习基础的差异性，对于学习基础好的，提高要求；对于学习基础差的，只要求达到基本目标。例如在学习项目4中，项目任务分为四个层次，即基本任务、提高任务、发挥任务、课后电子创新。（3）启发式教学。为了让学生顺利完成相关学习任务，在教学中注意通过“设计问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”等过程启发学生，从而使学生积极主动地探索问题、解决问题。（4）分组教学与角色扮演法。在完成学习项目时，以3人为一个团队，让每个学生扮演相应的角色，如项目经理、软件工程师、硬件工程师，通过这种教学方法能够激起学生的学习兴趣，而且进一步培养了他们的团队协作能力。（5）案例教学法。兴趣是学好单片机这门课程的前提和基础。如果我们能够通过引入一些有趣的教学案例，让枯燥的知识趣味化，就可以引发学生的学习激情，激发学生的学习潜能，点燃学生的智慧火把。例如在讲授PWM知识时，我们引入“小星星”播放控制的教学案例，学生面对的不再只是寄存器、分频、占空比等一些抽象枯燥的概念理论，而且可以欣赏到一段美妙的音乐。他们对所学的内容立即会变得兴趣盎然，甚至跃跃欲试。这样学习的兴趣和积极性就调动起来了。

3.教学手段的研究与改革。为了提高教学效果，本课程采用了多种教学手段辅助教学。（1）实物教学。课堂上利用实验箱、仿真器、开发板等实物辅助教学，有利于学生动手能力的培养。（2）虚拟仿真技术。虚拟仿真技术受到了学生的普遍欢迎。例如，传统的单片机控制交通灯实验，需要购买元器件，并进行焊接，然后进行调试，成本较高，耗时较长，效率较低。若设计方案有误，还要重新进行制作。给学生实验带来了一定的困难。通过虚拟仿真技术，可以有效克服这些问题，学生想做什么实验，都可以完成。而且通过仿真验证后的控制系统，可以直接做成电路板实物。因此虚拟仿真技术可以有效地激发学生的成就感，从而提高学生的求知欲和学习兴趣，提高学习效率。（3）技能竞赛。组建电子协会、鼓励学生积极参加校内外竞赛，有利于学生单片机系统应用水平和创新能力的提高。（4）板书与多媒体的和谐配合。对需要精讲的重点内容用板书边讲边写，而对一般性的内容、理论联系实际的大电路图、动画及模拟仿真电路等用多媒体讲，以提高课堂实效。（5）网络技术。制作单片机教学网站，为学生提供了丰富的网络资源，如授课课件、授课计划、项目任务书等，有利于学生课前预习与课后复习，网站还提供了“在线答疑”、“常见问题解答”等内容。

通过教学过程的精心设计与教学方法和教学手段的改革和创新，能够很大程度上践行因材施教，有效调动学生学习的积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，受到学生的普遍欢迎，教学效果明显。

（三）实践教学的研究与改革

单片机是一门技术性很强的课程。为了使得学生的应用能力符合社会对单片机人才的需求，设计了多层次的实践环节，提供了大量的实践机会，提高了学生的实践水平。

1.精心设计课程实验。通过在实验室授课，把课堂实验贯穿在整个教学过程的10个学习项目中，使它由原来的20学时变为现在的40学时，大大增强了课堂实践环节。

2.充分重视课程设计。课程设计是在课程结束后对课程内容进行综合性应用。要求学生在两周时间内以小组为单位协作完成一个简单的实际单片机课题开发，包括资料查阅、方案设计、软硬件开发。通过一些实际的例子，让学生系统掌握单片机系统的设计方法，具有单片机系统设计开发的实践能力以及独立分析、解决问题的能力。

3.加强科技创新。科技创新是学生自发组队，利用课余时间预约实验室，自主开发创新项目。目前参加科技创新的学生积累了丰富的单片机开发经验，进一步培养了创新能力。最近两年我院学生在全国大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛、全国电脑鼠竞赛等中都取得了优异的成绩。

4.鼓励学生参与竞赛与科研课题。为了更好地培养学生从系统角度设计和开发单片机产品，积极培养和组织学生参与各种层次的竞赛，通过准备和参与竞赛，学生完成方案确定、元器件选择、原理图设计、PCB板绘制、程序设计和调试整个开发过程，使得学生充分增强了自身的实践创新意识、团队协作意识和理论联系实际的综合应用能力。另外，教师根据自身的科研课题可以设计多个功能比较完善、规模较小的子课题，让感兴趣与有能力的学生参与进来，充分培养学生的自主学习、科技创新和知识综合应用的能力。

5.选择提供毕业设计课题。毕业设计是大学四年所学知识的综合检验。教师可结合单片机的实际应用，提供与学生实践创新及实际工作相关、受益面大的毕业设计课题，比如监控系统、智能家电等，不仅要求学生从系统的角度进行分析与设计，还要求考虑系统的可靠性、准确性等功能要求。通过毕业设计，学生的综合应用能力大大提高，为毕业生择业奠定基础。

四、根据自身条件改善师资

单片机专业的知识更新很快，民办高校需要鼓励参与单片机教学的任课教师参加各种单片机技术专题的会议和培训，使其了解行业技术发展的动态。定期派遣教师到相关企业进行学习，把实际的工程经验和企业的技术发展方向引入到单片机教学中，从而丰富教学内容，同时更多地参加工程和科研项目，把最新的应用技术和最前沿的研究成果吸纳到课程中。因此也培养出了适应民办高校学情和培养目标的双师型青年教师。

五、结语

根据单片机课程的教学目标、课程体系的自身特点以及学生特点，在教学中整体采用基于工作过程的项目驱动法，具体实施采用教、学、做结合，理论、实践一体化模式，同时根据实际需要采用多种教学方法与手段，能够取得较好的教学效果，提升学生的就业能力。

参考文献：

[1]吴伶锡，詹杰，周仁龙.电子信息科学与技术专业特色课程体系研究[J].当代教育理论与实践，2010，2（1）.

[2]张淑艳，马春龙，等.嵌入式系统课程教学改革与实践[J].中国科教创新导刊，2012，11（1）.

[3]赵方，赵霞，等.“教学做一体化”教学模式在高职单片机教学中的应用[J].中国现代教育装备，2010，（22）.

[4]许芝龙.项目教学法在单片机课程教学中的应用[J].中国科技信息，2008，（17）.