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1、 面向应用型微处理器与系统设计实践教学改革 曾海妮摘要：文章针对高校微处理器课程教学中存在的一些问题，提出了一种项目教学与实验内容相融合的改革方案。以能校时的电子钟项目为例，给出以此项目为目标的教学和实验内容的具体设计安排，从而达到提升微处理器类课程的教学效果。关键词：微处理器;项目教学;教学改革G642.0 文獻标志码：A ：1674-9324（2019）40-0125-02一、引言微机原理、单片机等微处理器和接口技术是电子信息工程等专业的核心能力课程，该课程的重要特点是需要大量的实践练习1。二、微处理器类课程的教学现状微机原理与应用、单片机原理与应用、微处理器与系统设计、数字信号处理与DS
2、P实验、FPGA应用开发等多门与微处理器应用相关的课程和实践环节是本科电子信息专业人才培养方案必须开设的，以此来培养学生的实践动手与研发能力。但就目前的教学情况而言，只注重理论，实验只是验证理论的教学方式，在课程结束后，学生无法真正地掌握微处理器与系统设计类课程的软硬件设计、安装与调试，有些学生甚至都不认识基本的元器件。因此，处理好理论教学与实践教学的关系是微处理器创新实践教学体系建设的首要问题2，3。分析的主要原因如下：1.微处理器类课程在教学中只注重理论教学。教学配有相应的整套的实验设备，以完成课程的几个相关知识的验证和巩固。但教学没有知识系统化环境，导致学生获得的知识分散且与实际脱离，很
3、难建立与各类相关课程体系设计相关的方法。2.现今，理工科类实验室的大多数实验设备都是实验箱，其自身的扩展和开发能力有局限性，只能完成一些特定课本知识的验证性实验。学生只能在规定时间内，根据实验指导书的内容与步骤按部就班地编制相应的程序，运行，看效果。这样的实验课程让学生不能很好地理解其中的设计原理和具体实施方法，学生也不用经历原理设计、PCB板设计、元器件购买、安装与调试的整个过程。这种实验教学过程很难让学生针对实验内容主动地分析电路图和准备需要实验使用的相关器件，这种被动式教学不利于培养学生运用所学的知识去实践和创新的能力。三、微处理器类课程教改思路与措施为了提高微处理器类课程的应用实践能力
4、，同时满足应用型人才的需求，必须对现有的教学与实践模式进行改革，力争实现教学突破。课程教改的基本指导思想是培养学生的工程应用能力和创新能力，提高学生的就业水平，以培养学生的设计能力、研究能力、实践能力和创新能力为目标，构建理论和实践课程体系，确保课程内容的系统性和完整性的统一。1.项目驱动，突出应用。将课程教学与实验相结合，将课程章节内容和项目结合进行知识的教学和实验操作，让学生边做边学，改变理论知识与实践相脱离的情境。但在项目选择中，要注重由简单到复杂、由单一到综合逐一推进，要符合本科学生的认知规律，从而提高学生对课程的学习兴趣。2.虚实结合，加强实践。课程采用学、做、练一体化的教学方法，结
5、合相关的仿真软件和课程搭建的实验平台，紧密结合实验课、课程设计、课外科技活动和学科竞赛等实践活动，推动微处理类课程的实践教学改革。通过此一体化的教学改革使学生既懂知识原理的应用，又懂创新设计，达到培养学生实践技能的目的。3.拉动竞争，促进创新。以课程为载体，大力开展学生科技创新活动3。通过组织学生参加一些国内电子科技公司自己组织的小型比赛4，既可以练手，又可以多接触一些当前实际中正在应用的先进电子信息设备和技术。通过学科竞赛与教育相结合，拉动竞争，以赛促教，激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力和创新创业能力。四、应用型微处理器与系统设计教学改革本课程以MCS-51单片机为学习载体，结合课程内
6、容，采用Proteus和Keil软件进行仿真，以项目驱动导向的方式安排学习课本知识内容。这种教学方式能够使先修课程电路基础、模拟电子、数字电子、C语言编程等课程的知识在微处理类课程中得到实现，又能增强学生学习本门课程的知识应用能力。现以可校时的电子时钟项目为例，分七步进行，分别为项目学习的引入、项目方案设计、液晶LCD1602显示、电子时钟计时和校时程序设计、项目的实现与焊接。1.项目学习的引入：以学生熟知和感兴趣的内容来直观地显示，激发学生学习的积极主动性。如可校时的电子时钟可以引入机械指针的指示时间的时钟、段式液晶屏和数码管制作的电子时钟。以此直观的方式逐步带领学生学习与电子时钟设计有关的
7、理论知识与实践知识。如可校时的电子时钟的基本功能为：显示使用LCD1602、LCD1602第一行显示“beijing_Time”，第二行显示时间：时、分、秒，两个按键分别对“时”和“分”校准。设计电子时钟需要的理论知识点包括单片机液晶1602控制电路及驱动程序设计、单片机外部中断0和外部中断1以及单片机内部定时计数器0的程序设计、实现时、分、秒和校时的应用程序设计。通过此项目应掌握的技能包括会根据功能进行项目方案设计、会根据方案进行项目元件选型、会根据项目功能划分驱动程序模块和会根据子函数的功能设计主函数的算法流程。2.项目方案的设计：包括项目方案设计、项目器件的选型、项目信息的显示设计和16
8、02介绍，让学生清晰地明白此项目是做什么的。如首先给出可校时的时钟设计方案图，见图1。其次项目主要器件选型见表1。最后根据LCD1602的芯片手册介绍如何设计信息显示部分设计。3.程序设计。本例中的LCD1602液晶显示、电子时钟计时和校时程序设计。首先利用Proteus仿真软件画出可校时电子时钟的仿真电路;然后根据项目功能划分为三个程序模块，分别设计液晶LCD显示模块、计时程序模块和校时程序模块。最后将程序下载到仿真电路中实现相关功能的演示。4.项目的实现与焊接。利用Proteus仿真实现可校时时钟设计后，让学生按照仿真图（见图2）在洞洞板上焊接实物图的设计成品。这样做到了学、做、练一体化，
9、使学生既能懂原理，又能懂设计应用，以此培养学生的实践创新能力。五、总结本文通过分析微处理器与系统设计的教学现状、教学改革的思路与现状，给出了一个具体的教改实例，说明了微处理器与系统设计实践教学的方法，让学生知道如何读芯片手册、如何利用芯片手册的知识实现芯片的功能，以此来熟悉电子产品设计的步骤，掌握、了解项目问题的思路和方法。该改革充分调动了学生学习微处理类课程的学习积极性，提高了他们的学习兴趣。参考文献：1张红梅，唐明良.基于应用型人才培养的电子技术综合实验教学设计与探索J.教育教学论坛，2014，（37）：278-280.2李明.微机原理与接口技术课程实验教学改革探究与实践J.南昌教育学院学报，2011，（26）：50-54.3沈敏，唐志凌，唐春玲.单片机课程教学的探索与实践J.科技信息，2012，（25）：261-262.4陈冬鹤，王犇.赛教结合的单片机课程教学改革与探索J.大众科技，2016（4）：97-98，127-全文完-
