单片机课程设计报告

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单片机课程设计报告范文第1篇

随着单片机技术的迅猛发展,单片机的应用领域也越来越广泛,特别是工业自动化控制、通信、仪器仪表的智能化及我们日常生活中的各个领域都得到广泛的应用。作为工科类专业的学生,怎样学好《单片机原理》这门专业基础课,作为教师,怎样通过《单片机原理》课程的学习及《单片机课程设计》来培养在校大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决实际问题的实践能力,一直是教育工作者探索的课题。由于这门课程自身的特点和教学目标,实践动手能力的培养非常关键。在实际教学中,我们采用了《单片机课程设计》的教学模式, 激发学生的学习积极性,并对实验内容进行教学改革,引导、鼓励学生积极参加各类竞赛,着力培养学生的实践能力、科研能力及创新能力。

2、利用单片机课程特点,为学生创建一个实践与创新的学习平台

“单片机原理及应用”课程是一门技术性、应用性极强的学科。历年来的全国大学生竞赛试题（电子类）都几乎会汲及到单片机技术的灵活运用。而实验与课程设计又是一个极为重要的环节。我们将实验课与课程设计有机地结合起来,首先做一定数量的验证性实验,让学生充分掌握单片机的基本原理、指令系统、接口技术,使其具备初步的单片机硬件设计、软件开发能力基础上,才进行综合性实验,在综合性、设计性实验做得得心应手的时候,再进行课程设计。单片机课程设计是一个十分重要的环节,它包括单片机软件设计、硬件设计,调试等实践内容。通过这些环节的实践、教学,可以充分调动学生的主观能动性,实现知识向能力的转化。这样,学生通过实践、实战,一步步深入,当学生们将每个实验内容完成、理解、吃透后,就会有能力提升到一个新的高度：独立、高效、有创造性地去开发新的项目。这样,就能很好地、充分地利用实验课及课程设计为学生构造一个实践与创新的学习平台（如图1）。同时又为他们将来参加各类竞赛做了很好的铺垫。

3、对实验内容进行教学改革,提高开发效率,培养具有创新精神、适应能力强、实践能力强的高素质人才

3.1 改用C语言作为开发单片机的主流语言

以前,我们进行实验时主要是以汇编语言为主。因为汇编语言能直接操作计算机的硬件,学习汇编语言能帮助我们去了解单片机的硬件构造,当然同学们必须掌握汇编语言的基本方法。但采用汇编语言编写单片机应用系统程序所花的时间长,且调试及排除错误亦比较困难。为提高编制计算机系统和应用程序的效率,适应社会竞争的需要,改善程序的可读性和可移植性,我们在要求学生了解汇编语言的基础上改用了高级语言编程,用C语言作为开发单片机的主流语言。要求学生用C语言来编写目标系统软件,这样就会缩短开发周期,增加软件的可读性,便于改进和扩充,同时,亦方便学生将C语言编写的程序很容易在不同类型的计算机之间移植。

3.2 采用Keil C51 Windows集成开发软件及51MCU DEMO试验板作开发平台

我们采用了Keil C51 Windows集成开发软件及51MCU DEMO试验板作学生学习单片机技术的开发平台。Keil C51是德国Keil公司开发的基于Windows平台的单片机集成开发环境,可以讲是目前世界上最优秀、最强大的51单片机开发应用平台之一。它包含一个高效的编译器、一个项目管理器和一个MAKE工具。它集编辑、编译、仿真于一体,支持汇编、PL/M语言和C语言的程序设计,界面友好,易学、易用。特别是,它内嵌的仿真调试软件可以让学生采用模拟仿真和实时在线仿真两种方式对目标系统进行开发,而且学生在软件仿真时,不但可以随时模拟单片机的I/O口、定时器、中断之外,甚至还可以仿真单片机的串行通信。而51MCU DEMO试验板功能强大、用途广泛,它集与PC机通信的电平转换电路驱动字符液晶及点阵图形液晶接口、行列式键盘、音响实验电路、中断实验电路、I2C总线、DIP开关、程序的ISP在线下载接口等于一体的51单片机开发板。学生除了能在其上进行一般的验证性、综合性实验外,还可以学习开发、设计较高级的智能化、应用型实验项目如：单片机与PC机的远程交互通信、单片机在线编程控制等。

3.3 开好（重视）综合性、设计性实验,强调学生自己动手完成实验的全过程

在确立了开发语言及实验平台搭建好后,强调学生必须认真对待每一个综合性、设计性实验。在选题时要求学生结合理论课及平时的资料收集,自己确定题目。自己分析、设计、自己动手编程、调试安装,并最后完成一个单片机应用系统设计与实现。强调学生自己动手的目的是使学生在设计过程中,通过查阅资料、确定方案、软硬件设计及调试和撰写设计说明书等,从而对单片机应用系统的设计过程得到一次全面的实践训练,从而使学生获得单片机应用系统开发的基本知识和基本技能,进一步强化学生的动手能力和应用能力的培养,为以后参加种类比赛及将来去设计和实现单片机应用系统打下良好基础。

4、课程设计典型案例分析

4.1 课程设计目的

单片机技术是一门实践性很强的专业基础课程,要求通过理论教学和实验、课程设计等实践性教学环节,使学生能在理论的指导下,主要依靠实践活动,设计出一个小型单片机应用系统。课程设计目的是使学生增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解,掌握单片机内部功能模块的应用,如：定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口等,熟悉单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。同时,树立严谨的科学作风,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过单片机软硬件设计、调试、整理资料等环节,初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。

4.2 课程设计要求

要求学生独立完成课题设计,掌握单片机应用系统设计方法；完成系统的软硬件设计及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识,并写出课程设计报告；通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力；通过实际电路方案的分析比较、器件的选取、安装、调试等环节,掌握单片机应用系统的分析方法和工程设计方法；掌握常用仪器设备实验仿真开发系统的使用方法,学会实验调试,提高动手能力；综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

4.3 单片机课程设计总学时安排

单片机课程设计总学时为18学时,安排学生每天用2学时进行课程设计,具体安排见（表1）同时还安排专门的老师作指导。包括对学生所选课题的深入分析,对实施方案的探讨,对学生所拟定的总体设计方案进行认真研究、论证,以避免定稿后才发现方案上的疏忽,造成开发进程的延误。

4．4 课程设计实例

4. 4. 1 实验题目：单片机与PC机的通信实验

系统开发环境： 采用MCS-51单片机软件Kei C51及51MCU DEMO试验板作开发主平台；采用C语言作为开发单片机的主流语言

实验所需器材：并口下载器、16×2字符液晶显示模组、128×64点阵图形液晶显示模组、5V高稳压电源、一台PC机

实现方法探讨： PC机发送一个字符给单片机,单片机收到后即在个位、十位数码管上进行显示,同时将其回发给单片机。要求：单片机收到PC机发来的信号后用串口中断方式处理,而单片机回发给PC机时用查询方式。

4. 4. 2 MCS-51单片机软件Kei C51的开发过程

1）开发的全过程的过程,请见图2。

2）单片机C源程序清单

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar code SEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

uchar code ACT[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};

/*************************************************************/

uchar code as[]=" Receving Data:\0";

uchar a=0x30,b;

//****************************************************

void init(void)

{

TMOD=0x20;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

SCON=0x50;

TR1=1;

ES=1;

EA=1;

}

//************************

void delay(uint k)

{

uint data i,j;

for(i=0;i

{

for(j=0;j

}

//**************************************

void main(void)

{ uchar i;

init();

while(1)

{

P0=SEG7[(a-0x30)/10];

P2=ACT[1];

delay(1);

P0=SEG7[(a-0x30)%10];

P2=ACT[0];

delay(1);

if(RI)

{

RI=0;i=0;

while(as[i]!='\0'){SBUF=as[i];while(!TI);TI=0;i++;}

SBUF=b;while(!TI);TI=0;

EA=1;

}

}

}

//*****************************************

void serial_serve(void) interrupt 4 ;

{

a=SBUF;

b=a;

EA=0;

}

5、引导、鼓励学生积极参加各类竞赛培养学生科研、创新能力

学生通过理论与实践结合,通过单片机课程设计后,已经掌握了一定的分析问题与解决实际问题的能力,在有了单片机课程设计的经验和掌握了技术知识及具有了实际操作能力的的基础上,老师再去有的放矢地引导、鼓励学生积极参加各类竞赛、全国“跳战杯”、广东省的软件大赛等,通过竞赛努力去培养学生的科研能力与创新能力。为学生们毕业后找工作打下良好的基础。实践证明：《单片机课程设计》做得好,参加过各种类竞赛、参加过学校学生科研立项,广东省大学生创新实验立项、做过大量项目的学生,毕业后都能找到好工作,都会受到用人单位的热烈欢迎,都会成为单位的重要的技术人才。

6． 结论

通过“单片机课程设计”,使学生初步掌握了单片机系统的设计方法,并使学生得到了对项目开发及应用方面的初步训练。懂得了如何去开发一个项目：从总体方案的初步设计、编程、软件硬件调试、编写设计报告、系统使用说明书,到系统功能的最终实现的全过程。真正做到理论联系实际,提高了学生的动手能力和分析问题与解决问题的能力及创新能力,体现了由理论知识的学习到理论知识的实际应用的过渡过程。实践证明,经过这样循序渐进的学习学生的动手能力、实践能力及创新能力普遍得到极大地提高。

参考文献：

［1］张志良.单片机原理与控制[M].北京：机电工业出版社,2002.

单片机课程设计报告范文第2篇

（吉林建筑大学，吉林 长春 130000）

【摘要】分析单片机课程设计在实践教学中的重要性，设计一个目的明确、设计方案伸缩性强的单片机课程设计题目。在所设计的题目中，给出实验原理、设计方案指导、教学模式强化等内容。实践表明，所设计的课程设计题目可以提高学生学习兴趣、增强学生的创新意识等。

关键词 单片机；课程设计；探索

0　引言

单片机技术是电子信息专业的学生必须掌握的基本技术。在重视实践环节、强调培养学生创新能力的今天，设计出一个好的单片机课程设计题目，对提高教学效果、培养学生兴趣，在教学改革中具有一定的意义。好的课程设计题目，对培养应用型人才，培养学生发现问题、分析和解决问题的能力，树立实践观念，提高学生综合分析和创新能力具有重要意义。

单片机已经由8位技术，提升到32位技术，乃至64位技术，生产单片机的厂家也由当年Inter的一家独大，到现在的百家争鸣。现在主要的单片机生产厂家有AVR、ST、Freescale、Microchip等，他们生产多应用领域的单片机，更有ARM内核的单片机，与之51内核的8位单片机比较，运算速度快、功能强大。同时，时代变迁，各个领域都可以用到单片机，如何选择贴近生活而又全面反映单片机的功能应用，是我们设计一个号的单片机课程设计题目所要思考的。传统单片机课程设计，要求学生在实验室依据老师给的资料，完成部分设计，主要是把几个较大的程序，改变几个参数，观察现象，学生无法知道程序如何书写，更少有知道原理独自写出程序的学生。造成学生不知道单片机在实践中是如何设计、如何编写程序。为此，对课程设计从选题、设计软件和硬件到调试出正确结果，都做了改革。设计一个实用性强的题目，既体现单片机课程自身特色，又很好培养学生对单片机的兴趣，提高学生的应用技能，收到良好的教学效果。

1　单片机课程设计方案

单片机原理及应用课程的教学内容以实用性和应用技能培养为主线。教学中要理论与实践相结合，并且要提高内容的趣味性。教学中，单片机课程设计是关键环节，单片机课程设计的效果对单片机学习效果具有决定性意义。

1.1　课程设计的目的

单片机课程设计教学环节的目的在于培养学生熟练掌握单片机系统的开发与设计能力，培养优秀的电子信息工程学科人才。具体地说，通过这一新的实践教学的途径，达到以下目标：巩固和掌握单片机技术的基本原理，在此基础上培养学生的综合设计能力；培养、训练理工科学生的创新应用能力，使学生通过这一实践环节的训练，能够独立的设计一个单片机系统，并实现系统的各项功能；着重从以下几个方面培养学生理论联系实际的能力：单片机的应用开发能力；软硬件综合应用能力；单片机应用中的故障判断及排除能力；单片机系统的设计能力；提高学生理论与实践相结合的能力。

1.2　课程设计内容

下面给出设计的参考题目，学生可以根据兴趣进行选择题目，在两周内完成设计。脉搏血氧仪设计；无线传感网络的温湿度采集及控制系统设计。

1.3　课程设计任务要求

针对题目要求进行功能分析。首先对系统的原理进行分析，对硬件电路进行设计，使用Altium Designer软件绘图，对单元电路使用Multisim软件仿真。制作Pcb图后焊接完成硬件的制作。其次根据系统功能要求设计软件并调试。第三步是系统整体调试和脱机运行，这是设计中最为困难和关键的一步。最后要求学生写出系统的详细说明和设计报告。

2　脉搏血氧仪设计实例

下面是以脉搏血氧仪的设计为实例，来说明设计的单片机课程设计题目的要求、教学过程等。

2.1　脉搏血氧仪原理

无创脉搏血氧饱和度测量是以朗伯-比尔定律和血液中还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)对光的吸收特性不同为基础的。通过两种不同波长的红光600～700nm和红外光800～1000nm分别照射组织经反射（或者透射）后再由光电接收器转换成电信号。组织中的其他成分吸收光信号是恒定的，经过光电接收器后得到直流分量DC，而动脉血中的HbO2和Hb对光信号的吸收是随着心跳作周期性变化，经过光电接收器后得到交流分量AC，由于HbO2和Hb对同一种光线的吸收率各不相同，通过测量红光和红外光的光吸收比率便可以计算出两种血红蛋白含量的百分比。血氧饱和度的计算公式如下：

SpO2=A-BR+CR2

式中，A、B、C为定标常数，可以由定标实验得到，两个波长的光吸收比率R为：

其中，Vredac为红光的交流分量；Vreddc为红光的直流分量；Viredac为红外光的交流分量；Vireddc为红外光的直流分量。

2.2 　电路设计指导

系统设计总体框图如图1所示，图中给出了设计的指导性建议，并不是一定要按照这个框图设计，可以根据学生自身的情况，适当修改。单片机要求学生使用16位单片机或者32位单片机。

2.3　软件设计指导

要求使用C语言或者C++语言来进行软件设计，在设计过程中，要使用模块化思想进行设计。脉搏的计算只依赖红外光的光波信号，通过3个机器周期的采样点的个数来计算脉搏。在所有采样点的数据中，做一个类似模拟迟滞比较器。经过迟滞比较器，脉搏信号变成了矩形波型号，近似测量相邻两个上升沿的时间，最后得出脉搏。如果把脉搏信号看成周期信号，测量上升沿的时间可以转换为测量脉搏信号的频率，由定时器周期查询信号状态并完成查询次数计数，这样可以方便完成脉搏测量。

2.4　教学模式

设计好一个单片机课程设计的实验，老师要用怎样的教学模式把相关的信息传达给学生，至关重要。老师教学的模式，就是学生的学习模式，好的教学模式，才能培养出学生好的学习模式。教育家乔伊斯在《教学模式》一书中，介绍了很多教学模式，我们把三种教学模式综合起来用于我们的课程设计教学中：信息加工型教学模式，构建学习群体教学模式，个人型教学模式。信息加工型教学模式是向学生提供相应的信息和概念，老师给学生布置任务、说明实验目的，讲解实验原理，这是一个概念、理论传达的教学过程；构建学习群体教学模式，实际上就是一个团体学习的模式，实验是三个人一组，大家可以一起讨论，知识共享，火花一起碰撞，同时也是分工明确、各司其职；个人型教学模式，就是要发挥个人潜力，鼓励独立思维、自主创新，学生可以根据自己的知识，创新设计，这时，可以有针对性的对学生进行指导。

3　结论

《单片机课程设计》是实践环节课程，我们所选择的题目，从2012年开设以来得到了学生的好评，取得了非常好的教学效果。用学生的话说：贴近生活的题目进行实践教学，把几年所学数字电路，模拟电路，光电技术，传感器技术等知识综合起来，把所学的知识在实践中应用。在满足了教学任务的同时，学到了更有竞争力的能力。

实践证明，选择合适的单片机课程设计题目，有助于提高学生学习兴趣、有效地掌握所学知识，有效的把理论学习过渡到实际应用。开放式的课程设计题目，有利于增强学生的创新意识，提高学生实践应用能力。

参考文献

［1］王恩荣.MCS-51单片机应用技术实训指导[M].化学工业出版社，2001.

［2］冯克.MCS-51单片机实用子程序及其应用实例[M].黑龙江科学技术出版社.1990

［3］何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M]．北京航天大学出版社，1990.

［4］颜永军，李梅.Protel99电路设计与应用[M].国防工业出版社.2001.

单片机课程设计报告范文第3篇

关键词:单片机;教学改革;应用能力

中图分类号:G4

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)17-0261-01

0 引言

目前,单片机的应用已经相当广泛,在我们身边的很多电子产品中均可以发现它的存在,而且随着科技的进步,这些应用日新月异,创新性也变得越来越强。而单片机作为一门应用性课程进入我们的课堂,当然也具有应用性和实践性的特点。可以说,教学中注重理论和实践相结合是这门课程的重中之重,但是,在多年的教学过程中,这一点突出的还是不够的,有的教师甚至还仅仅停留在一些基础知识和基本原理的讲解上,而对其应用性视而不见,这就严重偏离了该课程的主干,我们在进行单片机课程的教学中通过不断改进教学方法,以及加强学生课内外的实验能力和应用能力,特别总结出以下教学方法来提高教学质量。

1 教学内容的改革

长期以来,在单片机教学中,该课程常常将一些基本原理及系统各部件作为重点来介绍,但是却忽略了其系统性和整体性的重要作用。也就是说,很容易造成只见局部不见整体的不足,更重要的是这样做还使得学生感觉枯燥无味,无法形成单片机应用系统的清晰概念,甚至学习过后依然像没开过该课程似的,不知单片机究竟是什么。为了克服这些不足的地方,我们认为非常有必要对单片机课程的教学内容做如下改革。

单片机的课程学习单从内容上,可以分为两大部分:

第一部分:单片机理论的学习,内容包括单片机的结构、指令、工作方式、通讯模式等等。因为实践虽然重要,但是理论学习毕竟是基础,只是在学习理论的同时必须多讲一些实例,而不能是光停留在学理论的基础上。

第二部分:课程设计,这也就是我们通常说的理论结合实践,具体的做法是,选择一些与生活贴近、学生感兴趣、有一定的难易区分度的实验项目作为单片机课程设计的题目,从而使绝大部分学生得到锻炼。这些煅练可以在课堂上,并且与教学同步,采用这样的教学体系,可以使学生建立起单片机应用系统的概念,由简单的应用到复杂的应用,使学生的学习由被动变为主动,应用单片机进行开发的思路逐渐由模糊变得清晰,逐步掌握单片机开发技巧,以培养学生独立开发与应用的能力。

2 教学方法的改革

我们始终认为教学方法改革的重点有两个:首先需要打破以前教师完全讲授理论知识的局面,加强互动性和学生的积极性,从而增强学生的自主学习能力;其次是通过一些新的教学方法和手段增强学生的理解能力,真正做到让学生在快乐中接受知识,巩固知识。

具体的做法是,在讲解理论知识时,以一个或几个具体的实验项目为例,例如设计一个流水灯,让学生从项目的分析、设计、仿真调试和制作硬件的整个过程中学会应用单片机。在这个教学过程中广泛采用启发式、讨论式、自主式学习法等新方法,调动学生学习的积极性和主动性,从而可以提高教学质量。再例如在讲授传送指令时,在单片机P1口上接八个发光二极管,我们先分析一下如何让二极管亮灭,通过分析知道只要给P1口送高低电平就可以实现这个功能,这里就用到数据传送类指令,讲解后要求学生编程控制发光二极管亮灭。当学生完成后就会有一定的成就感,这样学习的兴趣也有了。整个授课过程都是依照这个思路,用到哪部分知识讲哪部分的知识点。这样当项目完成时,这门课的主要知识点也都讲授了,同时学生也主动地学完了单片机课程,而且掌握程度较好。

在课程设计完成过程中,由学生提出设计方案;教师组织学生对设计方案进行论证、比较,确定最后方案,并且通过引入Proteus等仿真软件对电路进行仿真,仿真通过进行实际电路的安装调试,最后撰写课程设计报告。在课程设计指导时,教师以启发引导为主,鼓励学生相互讨论,对实验中出现的问题,给出解决问题的思路,不做具体解答和具体帮助,培养他们自学能力和独立分析解决问题的能力,使所学的理论知识真正应用到实践中,在实践中检验理论的正确性。通过课程设计,一方面有利于巩固理论基础知识,缩短从理论知识到实际应用的过程;另一方面也可以使学生产生一种成就感,有利于培养他们的学习兴趣,增强其创新意识,提高其实际应用能力。

3 考核方式的改革

通常来说,考核就是对教师教学效果的检验和学生水平的测试,同时也是督促和激发学生认真学习的原因和动力。由于长期以来,教师和学生都习惯于以讲授和死记硬背的办法来教和学。所以考核的方式,经常就是教师出一套试题让学生去做,然后理所当然地以卷面成绩的高低来完全评估学生的学习能力高低,这样做不仅不能较为全面地考核到学生学习能力,更是忽略了这门课的重点考核,也就是实践、应用以及创新的多项考核是重中之重。

因此,在教学内容和方法得以改变的大前提下,这种传统的考核方式必然不能适用应用性较强的单片机课程。换句话说,对这门课的考核方式进行改革具有必然性和紧迫性。

具体做法是:除了传统的考勤、平时作业和期中期末考试的笔试外,我们着重加强学生实践成绩在平时成绩中所占比重,而且这个比重我们认为要占较大一部分,只要学生平时认真参与和注重了这一能力,就要得到一定的成绩,对动手能力、应用能力尤其感兴趣甚至做得极好的学生可以得到该项的满分。具体来说又体现在平时实践练习、课堂实践讨论、实验报告、课程设计、期终实践技能测试等方面。总之,这种新的考核方式更注重实践能力的培养。4 结束语

通过这几年教学实践,我们发现采用这种办法不仅可以使学生建立起单片机应用系统的概念,还可以加强学生的学习兴趣和积极性,许多教师和学生甚至都认为这种项目实践已经等于或者相当接近真正在企业里做项目,从这一点来看,增加学生的实践训练显然增加了他们在今后工作中的应用能力和工作信心。

总之,无论从教学内容上、方法上还是考核方式上,单片机课程改革的重点和方向都是为了适应当前发展极快的

单片机技术,只是这种改革方式提高了对教师的要求,要求教师不仅要熟悉理论知识,同时还需要具有相当的实践经验和科研能力,不断学习和了解新的技术应用和创新是一个相当必要的条件。

参考文献

[1]周向红,李建军.单片机实践教学的探讨与研究[J].实验技术与管理,2007,(07).

[2]王建萍.优化单片机课程实验教学的新思路与实践[J].实验技术与管理,2006,(11).

[3]肖伸平,凌云,何小宁,曾红兵.单片机应用技术课程实践化教学改革的探索[J].实验技术与管理,2006,(12).

[4]郎朗,江明,王冠凌,陈进.单片机课程实验教学的研究与探讨[J].中国现代教育装,2006,(06).

[5]张德伟.单片机课程教学模式的探索与实践[J].中国科技信息,2007,(12).

单片机课程设计报告范文第4篇

关键词：本科实践教学；管理模式；开放实验室；创新

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0048-02

一、引言

大多数高校是以培养应用型人才为主的教学型院校，尤其是工科院校着重培养能适应社会发展需求的应用型技术人才。在这种大趋势下，高校对学生实践环节的培养是非常重视的，对学生的实践动手能力、分析问题的能力和解决问题的能力提出了很高的要求。近年来，我校在对学生创新能力的培养和管理方面做了不少探索性的工作，现以我校《单片机原理与应用》课程设计为例，介绍一下我院在提高实践教学的效果以及实践教学管理方面积累的一些经验。

二、传统的课程设计教学管理模式中出现的一些问题

传统的本科教育，过分于注重学生的理论考试分数而轻视对学生创造能力的培养，造成教师和学生对实践教学的轻视，实践教学效果一直不甚理想。

1.实践教学的课时不能保障。由于实行学分制以来，学生选修的课程越来越多，课程安排较满，不再允许学生通过整周停课来进行专门的课程设计学习，这使得大多数学生没有足够的时间和精力对课程设计进行前期准备和后期的调试。

2.实验实习场地受到限制。由于实验室场地紧张，每个实验室排课都很满，没有为实习设计安排专门的实验场所，只能利用实验室没课的时间进行，时间上的连贯性得不到保障，学生不能专心的投入到设计中去，严重影响了实习设计的质量。

3.指导教师和学生对实践教学不够重视。因为没有专门的课程实习场所和时间，同学们只能利用课余时间对设计题目进行资料的收集整理并设计完成。又由于受仪器设备和场地所限，指导教师也没法跟踪指导，完成的设计质量令人不甚满意，有些同学的设计报告还存在抄袭现象。

三、单片机课程设计全过程的管理模式

单片机课程设计管理模式包括四个过程：①制定教学目标及要求。单片机课程设计教学需要制定教学目标、教学要求、教学内容以及教学时间安排。②管理活动的全过程包括组织与职责，对设计团队、设计器件、实验设备等资源的管理，组织实习设计的完成。③实习的实施过程包括设计题目的选择、设计的运行、设计验收3个阶段，这是实习管理中的重点。④持续改进的过程，通过每一轮实习设计完成后的总结、分析、评价，提出改进的措施与方法，达到提高教学质量的目的。

1.组织与职责。单片机课程设计实训课程的顺利开展，必须要有严密的组织保障和制度保障。教师既是实训课程的指导者，也是直接管理者，因此必须制订详细的指导教师授课计划，然后提交实验中心主任批准，最后中心主任安排具体的实验场所和协助教师指导的实验员。

2.资源管理。①设计团队的组建。首先指导教师布置若干题目，学生自由选择想要设计的题目，然后根据选题情况将学生分组，以4～5人一组为宜，鼓励自由组合，并确定责任心强、创新能力强的学生作为团队负责人。②器件管理。根据选择设计题目的人数购买相应实验元器件与原材料的数量，由实验中心统一采购管理。同时，学校还应要求各科研实验室、实验教学示范中心、教学实验室要积极配合，为学生提供项目所需场地、设备、设施等必要的训练条件。学生在实验过程中，指导教师或实验室管理教师，要监督、记录实验室设备仪器的使用状况，保证实验设备的运行质量，避免因实验设备的错误操作带来的损失。

3.单片机课程设计的实施过程。课程设计的实施是实习实训环节中的关键、核心环节，决定着实习实训教学目标是否能够实现。课程设计的实施过程包括选题、运行和验收3个阶段。这3个阶段密切相关，哪一个阶段出现问题，都将会影响到实践教学的质量。选题直接关系到设计研究的成败，设计运行是实践教学管理的重点，设计结果的验收是对实习成果的检验，也是评分的依据。①设计选题。结合单片机课堂理论教学的内容，针对课程设计的目的，在规定的时间内，选择符合教学、符合学生水平、符合实验室条件的几个课题。题目既不能太难也不能太简单，太难则会使学生产生畏难情绪而失去信心，太简单则达不到提高学生动手能力和分析问题、解决问题的能力。同学们根据自己的能力和兴趣爱好选择设计题目，然后发挥自己的主观能动性，查阅文献资料，发现问题、提出问题、解决问题，最终完成设计选题。②设计运行。在设计运行过程中，要求学生在单片机课程结束前3周开始设计专项实训的准备工作安排，一周调研选题，一周设计软硬件，一周制作、焊接、调试电路板，完成设计作品。在课程设计过程中，教师积极对学生进行引导，最大限度地调动和发挥学生在设计中的主体作用。从实施方案的制订、硬件电路的设计、PCB板的设计与制作、电路板的焊接、软件编程与调试，到撰写设计报告，全程启发学生自己寻找解决方法，训练学生遇到问题（提出问题）─寻找方法（分析问题）─解决问题的方法和技巧，培养学生独立工作的能力，使课程设计更具有实践性和实用性。为了减少设备的损坏率和器件的消耗，要求先通过仿真软件仿真，通过之后才能进行PCB板的制作和电路的焊接工作。③设计验收。验收阶段是全面评审课程设计预期目标的实现情况、成果的质量，也是完善课程设计的最后阶段。通过对课程设计验收的管理，不仅可以促使学生端正实习态度、认真完成课程设计的任务，而且能帮助学生发现问题、解决问题，找到差距。

四、实验中心对开放实验室的管理模式

为了方便课程设计的顺利开展，实验中心为学生们提供了专门的创新室和机房，但由于课程设计时间紧张，学生们多是利用课余时间进入实验室完成，这就要求实验室能够全天开放，满足不同时间段学生的使用需求。因此，智能化实验室管理系统就成为开放实验室必不可少的辅助工具。

1.仪器设备的管理和使用。学生登陆校园网，通过实验中心固定资产管理系统能够显示设备数量、当前状态（运行、保养、维修、报废）、所有预约或排队情况，了解当前仪器设备谁在使用，哪些时间段有空余，方便同学查看并预约。学生可以在网上提出使用请求，管理员审核通过后，按照申请者的申请时间顺序和需求分配给申请者。对于简单的仪器设备，提供视频培训资料和说明书，对于复杂、贵重的大型仪器，由实验室管理人员提供专门的培训和指导。

2.实验室门禁的管理和考勤。实验室管理子系统是可以对学生的信息进行注册登记，学生进入实验室之前，只需持校园卡靠近读卡器，门禁系统自动识别是否为合法用户。如果是合法用户，门禁系统允许用户进入，同时系统智能的判断每张卡的使用期限，有效的进出时间，且系统可以自动分配座位号，接通座位电源。另外，系统还可以实时显示实验室座位的分配情况，以及每个座位人员的详细信息和进行何种实验等相应的信息。用户离开实验室前必须划卡注销，系统自动记录其使用的时间，作为考勤依据。

3.学生成绩考核的管理。实习设计结束后，统计学生实习成绩时，学生成绩客户端提交系统将统计出学生实习期间的考勤结果和实习报告的统计结果，然后再结合教师提交的根据课程设计验收成果所得的成绩提交给成绩考核管理系统，系统再根据教师提供的权值分配情况给出学生的课程设计的最终成绩。

五、结语

实践教学管理工作是本科实践教学的一个重要组成部分，也是培养高素质应用型人才的重要途径。经我校2011级、2012级电气工程、自动化两个专业学生的实践表明，通过实践教学管理模式的改革，学生对实践教学的态度更加端正，热情更加高涨，在后续进行的毕业设计和参加各种竞赛的时候，能够拥有更多的自信，将理论与工程实践更紧密的结合起来，不仅降低了设计成本，缩短了开发周期，提高了工作效率，而且扩展了学生的思路，提高了学生的学习兴趣，学生们一致反映教学效果很好。

参考文献：

[1]曾树洪，唐明星.应用型地方本科院校创新实验室的建设与管理模式探索[J].实验技术与管理，2015，32（7）：16-18.

[2]李勇军，张海燕.大学生创新能力训练模式探索与实践[J].实验技术与管理，2014，31（4）：17-19.

[3]王峰，鱼静.高校开放实验室与学生创新能力培养[J].实验室研究与探索，2011，30（3）：320-322.

[4]林健.构建工程实践教育体系，培养造就卓越工程师[J].中国高等教育，2012，（13）：15-18.

[5]刘宝存.深化改革稳步提高本科人才培养质量[J].中国高等教育，2010，（12）：12-15.

[6]郭瑾莉.完善地方高等院校实践教学质量监控的策略探索[J].实验技术与管理，2012，29（6）：161-163.

[7]朱金秀，金纪东，周妍，等.实践教学与就业能力培养相融合的研究与探索[J].实验室研究与探索，2011，30（4）：105-107.

[8]王亚军，周勇，李春娥.基于工作过程以项目团队模式完成高校工程毕业设计的改革实践[J].兰州文理学院学报，2014，28（4）：103-106.

单片机课程设计报告范文第5篇

【关键词】项目驱动法 测控系统 课程设计

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0055-01

一、引言

测控系统课程设计是自动化专业学生的重要实践环节，主要让学生利用学习过的微型计算机原理、接口技术、传感器、测量电路和控制电路等知识搭建一个满足特定要求的测控系统[1]。原来的课程设计方式受限于实验硬件设备资源和电子元件的不足，仅进行电路设计，在大图纸上画出原理图即达到设计要求。原来的课程设计选题往往只侧重于测控系统一个方面或几方面的知识点，如有的侧重上位机程序设计;有的侧重采集系统设计;有的侧重控制系统设计;有的侧重单片机与键盘、显示等硬件电路接口设计。学生难以了解该课程的整个体系，难以实现巩固学生相关专业知识，提高学生理论应用能力和培养学生工程实践能力和创新意识的教学目标[2]。

二、课程设计要求和考核

测控系统课程设计改革是采用项目驱动法，选择几个可以将多个基础课程联系起来，有特定要求的测控系统作为工程项目，让学生在工程项目实践的情境中进行设计，激发学习兴趣和热情，加深对基础知识的理解，培养学生的系统设计思维，获得实践创新、综合应用的能力[3]。

1.课程设计基本要求

根据设计题目及要求，查阅有关资料，理解题目的背景和意义，了解所需设计的系统及特点等;根据深入分析，进行方案设计，选择所需元器件类型，进行电路原理设计;根据系统功能进行模块划分，进行程序编写，完成系统调试;撰写课程设计报告。

2.课程设计考核

成品任务书、电路原理图、软件流程图、系统仿真结果、设计说明书齐全后参加答辩;答辩表现、系统现场演示、成品的完善作为主要的成绩考核依据。

三、项目驱动法在课程设计中的应用

本文选用多通道测控系统设计这一实例，介绍项目驱动法在该课程设计中的应用。本例采用51单片机作为控制核心，搭配合理的电路，设计一款多通道测控系统，主要包括通道选择、数据采集、模数转换、数据处理及控制、数模转换、显示和上位机通信等电路的设计。

通道选择是通过八个按键构建的独立式键盘进行。八路模拟信号是由滑动变阻器分压模拟产生，再经过ADC0809进行A/D转换。转换成的数字量进入单片机AT89C51进行数据处理。处理后将数据送入数码管或LCD中进行显示，显示位数由数据范围和精度确定。数据还通过MAX232芯片进行电平转换后，经串行端口送入上位机进行显示。数据再通过DAC0832进行数模转换，转换得到的模拟量送入执行器进行控制。

软件设计时首先进行模块划分，画各模块流程图，设计模块程序;再进行各模块整合完成系统流程图，设计系统程序。

在Keil软件平台中编写程序，调试后编译生成HEX文件，在Proteus仿真平台下将该文件加载至单片机，点击运行，根据仿真结果进行系统软硬件调试，验证系统功能和课程设计成果。

四、结语

通过几年的项目驱动课程设计的实践，学生不但能够根据自己所学的知识，针对具体的任务进行设计，同时又能够根据设计结果，巩固理论基础。通过锻炼，学生的项目分析、设计和创新的能力得到明显提升。近5年来，在省市和国家各部门组织的大学生“飞思卡尔杯”智能车竞赛、大学生电子设计竞赛、“挑战杯”大学生课外科技作品大赛和机器人竞赛等各种赛事中，本学院学生取得优异的成绩，获国家级竞赛奖项10项，省级竞赛奖项20余项。在实践教学过程中取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1] 孙传友， 李涛. 测控系统原理与设计（第3版）[M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2014.