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單片機原理與接口技術范文1
中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A
0引言
在“大眾創業、萬眾創新”的新形勢下，大學生創新能力的提高關系到我國創新型國家的建設。如何提高大學生的創新能力是一項重要職責和歷史任務。盡管眾多文獻探討了提高大學生創新能力的方法、策略和手段，然而這些文獻均是站在宏觀的角度，給出的建議均比較抽象，沒有把如何提高大學生的創新能力與課程的具體教學活動結合起來，因而收效有限。本文結合《單片機原理與接口技術》課程，以培養“創新型”的新世紀大學生為目標，通過通信工程專業學生必修的《單片機原理與接口技術》課程作為平臺，對如何實現創新型的《單片機原理與接口技術》課程教學活動進行探討。
1面向“創新”的《單片機原理與接口技術》教學
1.1引導學生形成創新性思維
要培養學生的創新思維，就需要不斷激發學生的學習興趣，并引導他們去想象和推理。在進行《單片機原理與接口技術》教學時，教師可以舉一些現實生活中的實際例子以激發學生的興趣。如導彈的導航裝置、計算機的網絡通訊與數據傳輸、電扇遙控、電子寵物等等，這些設備里面都有一顆單片機芯片。筆者在上《單片機原理與接口技術》課程時曾經舉一個例子。我們在學習模擬電子時，學習了P-N結，在P-N結的基礎上構成了二極管和三極管。然后我們學習了三極管的特性，并且知道當三極管處于放大狀態時形成各種形式的放大電路，然后在放大電路的基礎上構成各種集成電路（芯片），如運放、穩壓電源、各種CPU芯片等。這些芯片都是由半導體構成，進一步說是由由半導體構成的P-N結構組成，再進一步說是由P-N結構成的三極管組成。再進一步引導學生思維，如既然現在所有的芯片都是由半導體作為基礎材料，那么這種材料的特性可能會限制芯片的使用溫度和工作速度，能否尋求一種更好的可以替代半導體的材料（比如納米材料）來制造芯片，讓芯片的工作溫度更高、功耗更低、速度更快？這些芯片與未來的量子計算機有什么關系？這樣通過引導進一步激發了學生的創新性思維。
1.2激發學生的創新動力
教師在進行《單片機原理與接口技術》教學時，應注意從學生的內在和外在兩方面不斷激發學生的創新動力。
為了激發學生內在的創新動力，教師應從“以教師為中心”的教學方法轉變到以學生自學為中心、以指導和服務學生為中心的教學方法上來。比如在上“定時器/計數器”章節時，可以利用多媒體手段，形象的解釋定時器和計數器有什么不同。同時還進一步引導學生，單片機的計數器和大一時學習的數字電路基礎中的定時器有什么區別？更進一步，教師還可以將《單片機原理與接口技術》課程的“定時器/計數器”與常用的PC機和手機中的“定時器/計數器”進行比較，單片機中的計數器與PC機中的計數器是總是對著干，比如單片機中的計數器是加法計數器，而PC機中的計數器屬于減法計數器。如此等等。
為了激發學生外在的創新動力，教師在教授《單片機原理與接口技術》課程時，有意識地引導學生與考研、就業等結合起來。比如現有的《單片機原理與接口技術》教材內容安排中，對并口擴展和RS232串口總線講得多，對I2C總線、CAN總線及USB接口技術卻很少涉及。然而現在企業里面對I2C總線、CAN總線及USB接口的開發和應用比較多。為此教師可在課堂上適當向學生補充當前企業和社會使用比較熱門的硬件接口和軟件編程技術。教師需要收集一些與《單片機原理與接口技術》相關公司企業的招聘信息，然后引導學生，告訴學生學好了《單片機原理與接口技術》課程，一定會找到相應的崗位。這樣學生學習的積極性和創新動力自然就具備了。同時可通過歷屆電子設計大賽中的優秀作品及創作者的介紹，或者成功校友的一些經歷作為動力來激勵學生的學習和創新動力。
1.3培養學生創新毅力
為了培養學生創新毅力，教師在講解《單片機原理與接口技術》課程時，可以列舉一些例子。比如第一臺計算機是機械計算機，是一種系列齒輪組成的裝置，它需要使用種鑰匙旋緊發條后才能轉動，只能夠做加法和減法，功能非常弱小，而且無法普及使用，怎么辦？需要一顆永不放棄的恒心繼續創新。于是人們又發明了電子管計算機，但是電子管計算機體積龐大，而且速度太低，還是無法普及，怎么辦？于是晶體管計算機又被發明了。晶體管比電子管小很多，不需要暖機時間、消耗能量較少、處理更迅速、更可靠，但是由于晶體管計算機價格太昂貴，主要用于商業、大學教學和政府機（下轉第86頁）（上接第80頁）關，還是無法普及使用，怎么辦？大規模集成電路（芯片）計算機又被發明了，包括現在的PC機、服務器、單片機、DSP和手機等，都屬于大規模集成電路計算機?？墒侨藗冞€沒有停止探索創新的步伐，功耗更低、速度更高的量子計算機正在研究和實驗中。
另外，教師在講解《單片機原理與接口技術》課程時，可通過加強學生在動手能力上的培養，以增強他們的創新毅力。有科研課題的老師，盡量讓學生參與，編寫一些簡單的程序模塊，焊接一些簡單的芯片和分離元件，讓學生不要怕幸苦、不要擔心失敗。哪怕只是跑腿買元器件、畫原理圖和PCB圖等，學生也能從中得到很大的收獲。通過這些具體的動手，讓學生不斷的嘗試，不斷地改進和創新，從而培養學生的創新毅力。
2結語
通過通信工程專業學生必修的《單片機原理與接口技術》課程作為平臺，結合具體的教學過程，從引導學生打好基礎、形成創新性思維，激發學生的創新動力和培養學生創新毅力等角度多方面出發，積極引導學生學習《單片機原理與接口技術》課程的能動性和創造性，增加了學生學習該課程的氣氛，提高了學生的創新能力。所培養的學生在課外科技活動、開放實驗室課題、電子設計競賽、畢業設計中具備了創新意識，并多次在國家大學生創新計劃、挑戰杯、節能減排比賽中獲得獎項，取得一定效果。
基金項目：2014年，湖北省教育廳，湖北省高等學校省級教學研究項目（2014126）：以“人人卓越”為目標的《單片機原理與通信接口》教學改革與實踐。
參考文獻
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[2] 白璐，田曉柱，牛炳韜，馮虎元.大學生創新性實驗對創新型人才培養的研究[J].實驗室研究與探索， 2015，34（4）：161-164.
單片機原理與接口技術范文2
（山東省勞動職業技術學院，濟南 250300）
摘要： 高技能人才“高”在有很高的職業素質和敬業精神，“高”在有較強的動手能力和實踐能力，“高”在有較強的適應能力和后續學習能力，“高”在既會動手又能動腦。技能從其特點和表現特征可分為心智技能和操作技能，傳統的技能注重經驗技術的運用和動作技能的熟練，新型工業化時代的技能人才應該是既掌握理論知識又具備先進的經驗技術，既掌握熟練的操作技能又善于運用心智技能，具備較強動手能力和分析問題的能力是高級應用性人才的標志。
關鍵詞 ：任務驅動；一體化教學；項目教學法
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）24-0195-02
作者簡介：吳倩（1979-），女，山東聊城人，山東省勞動職業技術學院電氣及自動化系講師，研究方向為機電一體化，現教授模擬電子技術課程、單片機原理課程、自動檢測轉換課程。
0 引言
高等職業教育以培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的德、智、體、美、勞等方面全面發展的高等技術應用性專門人才為目標，所以實訓技能是高等職業教育的重點內容。高校應該根據實訓目標合理調配專業課程，重點突出課程及教學方法的實用性，以提高教學質量，使職業教育規范、有序地發展下去。
在傳統教學模式下，理論教學與實習訓練是相互獨立、彼此之間沒有實質聯系的兩個模塊，在實際教學過程中存在諸多弊端，理論講師不懂實習，自然就不知理論教學該講哪些內容，夠用尺度無從把握；實習指導教師理論基礎片面，無法進一步開展新材料、新器件和新知識的實訓，甚至有理論和實習重復講解或遺漏教學重點內容的現象。一體化教學模式在職業教育中得到廣泛認可。要踐行一體化教學模式，首先要建立專業教室，根據教學內容完善室內專業設備，使理論課堂與實驗課堂有機融合，以動手實踐的方式將古板的理論知識分解成易于理解的小項目，由教師逐步引導學生自主實踐。一體化教學模式以“雙師型”教師為主導，以理論學習與實踐訓練的一體化授課模式來優化調整課程內容，突出學生的主體地位，全程構建素質訓練與技能培養雙模式的教學框架，以全面提升教學質量。在單片機原理與接口技術課程教學改革過程中，我們嘗試了以任務驅動為指導的項目教學法，取得了較好的教學效果。
1 項目教學法的介紹
1.1 指導思想 高技能人才“高”在有崗位要求的專業知識和職業素質；“高”在既具有獨立思維能力，同時又具有出色的動手實踐能力；“高”在具有很強的自主學習能力和環境適應能力。技能從其特點和表現特征可分為心智技能和操作技能，傳統單一化教學模式下，技能訓練以經驗傳授和動作技能熟練為標準，而新型工業化時代對學生的技能要求則不僅僅是具有扎實的基本功和經驗技術，還應該具有出色的動手實踐能力和較強的創新意識，能夠獨立處理問題，這是高級應用性人才的標志。面對課堂教學中學生“學了卻不會用”的問題，面對如何提高學生心智技能的問題，項目教學法按照先用后懂，邊用邊學的授課模式，先培養學生的專業興趣，然后逐步引導學生動手實踐，并且在實踐過程中及時解決隨時出現的問題。一體化教學模式不僅要求學習教材內容，而且要求學生主動搜索相關的課外的或其他專業的知識內容，以充分理解本專業內容的精髓。在課程結束后，學生應該懂得如何自主查閱和分析相關資料，掌握獨立解決問題的思維和能力，以切實提高學生的心智技能。
1.2 主要特點
1.2.1 積極引入工程項目作為授課內容 項目教學法基于任務驅動授課思路，從工程項目中找教學內容，在課堂上通過引導學生分析和設計工程案例來培養其專業興趣，使其在分析、設計的過程中體驗養成獨立自主的思維習慣，并獲得成就感。最終，在任務驅動模式下，學生不僅能透徹理解教材內容，全面掌握了相關理論知識，并且能夠掌握實用性的專業節能，這對于提高其心智技能大有裨益。
1.2.2 培養學生的綜合學習能力 項目教學法是整合了多門學科、技能的一種綜合技能教學方法。它強調知識是一套綜合型的系統，重在培養綜合技能型人才。例如在用單片機控制的生產線系統中，包含模電、數電、傳感器、電機拖動、微機原理等課程的內容，用到傳感器、點陣顯示器、報警器、繼電器、單片機、電動機等多種元器件，能夠培養和訓練學生對知識的綜合運用能力。
1.2.3 發揮教師的積極性和創造性 高校應該全面貫徹落實民主管理理念,針對教師管理工作制定更為人性化的規章制度,以一體化教學指標來衡量教師的授課能力，充分調動每個教師的積極性,使校園充滿生機活力。
1.2.4 降低教學成本 項目教學法旨在理論分析和專業設計提高學生的心智技能?；谥懈呒壘S修電工的職業要求，我們在教學中應該適當摒棄一些技巧訓練，加強學生對單片機的進行調試過程和故障維修的訓練，以合理調配教學資源，避免課程重復，增加不必要的成本支出。
1.2.5 深化教學改革 在“提高教學質量，深化內涵建設”的總體要求下，高等職業教育必須審時度勢，改革舊的教學思路，使教學質量有質的突破。不求變，一味的墨守陳規、照本宣科，即使備課仔細、教學認真、批改作業嚴謹、考試紀律嚴明，教學質量也不會有本質的提高。提高教學質量的本質在于改善教學理念，創新教學方法，最終才能推動教學改革，推動高等職業教育的發展。實踐證明項目教學法能夠有效的提高教學質量，推動教學改革。
1.3 項目教學法在課堂教學中的方案設計（以單片機教學為例）
1.3.1 每一節設計一個簡單實例 講課中先介紹實例的用法和作用以激發學生的學習興趣，然后與學生一起利用已學知識分析電氣原理圖和程序，發現并提出幾個不懂的問題，學會教材本節的教學內容就能解決實例中提出的幾個問題，達到既學會一個小項目又學會本節基本概念和原理的目的。
1.3.2 每一章分析或設計一個完整的實用工程項目 項目主要采用原理分析的方法，主要目的在于引導學生學會設計系統電路、查閱資料和分析故障。主要教學內容包括：電氣原理圖設計和分析、程序設計與分析、模擬仿真調試、故障分析與排除（如能指導學生完成實物制作更好）。
1.4 教學效果比較（表1）
2 項目教學法的案例
2.1 單片機編程器的制作
編程器是單片機應用中不可缺少的工具，主要作用是把編寫好的程序寫入單片機或存儲器中。買一個成品的品牌編程器需要幾百甚至幾千元，在編程器網上查到一款售價60元的編程器，買到的是電路板、元器件和軟件，買回來后自己動手焊接和調試，制作成一個單片機編程器，既可以練習焊接工藝，又可以使學生掌握單片機的用法，更重要的是教會學生如何從網上查找資料，介紹給學生一些好的電氣專業網站，引導學生從網上學知識，改變學生上網只知道打游戲、聊天看電影的不良習慣。
2.2 電動門上“山東勞動職業技術學院歡迎您”顯示器的設計
在銀行、車站經?？吹降?“點陣式LED顯示屏”學生很感興趣，項目“電動門上‘山東勞動職業技術學院歡迎您’顯示器”通過查找專業資料設計好原理圖，從IT168下載站下載一個“字模生成器”，然后指導學生用PROTEL畫圖軟件繪出電路板，找專業廠家制作，從電子大樓買回元器件制作調試完成。該作品在山東勞動職業技術學院第二屆大學生科技文化藝術節科技制作活動中獲得一等獎。
2.3 “紅外微機遙控器”的設計
在多媒體教室的遙控器只能遙控投影機而不能遙控微機，需要調整幻燈片時經常要回到電腦旁點擊鼠標，一名學生在電腦報上查到一個“紅外微機遙控器”的電路，又從網上下載一個串行口檢測的專用軟件，指導學生大膽實踐，成功實現了利用原來投影機遙控器控制微機的功能，現已成功的應用在多個多媒體教室中，僅用5元的制作成本。
3 項目教學法的展望
當前高等職業教育把立德樹人做為根本任務，那么專業教學中也要注重對學生道德品質和職業素養的引導教育。專業課在教學過程中都可以使用項目教學法，但實踐項目不一定只是局限于專業教學方面，高校可以有目的的開發德育項目，聘任在本校有一定影響力的專業課教師負責德育課，引導學生樹立正確的人生觀和價值觀，并培養高尚的職業道德。比如，在“低功耗設計”的專業課上，可以適當增加“和諧發展、節約型社會”的德育內容；在講解“反饋信號”時，可增加不斷自省、改正錯誤和缺點、完善自身人格、提高綜合素質的話題；在糾正學生上課睡覺錯誤時提出“時間管理，大學生生涯規劃”的話題等等。項目教學法倡導把培養學生的綜合素質貫穿于教學中，不但每節課設計小項目，整個課程要有一個大規劃；不但提高操作技能，還要訓練心智技能；不但設計專業項目，還要設計育人項目。希望項目教學法能夠在高等職業教育發展的探索中成熟壯大，在提高教學質量中發揮作用。
參考文獻：
[1]孫宇丹，成寶芝，郭宗光，劉開緒，張麗麗.單片機課程教學改革探究[J].大慶師范學院學報，2014（06）.
單片機原理與接口技術范文3
關鍵詞：單片機；通信接口技術；應用；分析
中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 10-0083-01
在整個電氣信息專業的課程中，單片機通信接口技術是一門重要的專業課，由于主要是對單片機接口應用進行研究的學科，因此具有很強的實踐性，在日常的學習過程中，需要依賴一個先進的實驗室作為基礎，在電類專業課程中，尤其是弱電類的專業，單片機知識貫穿在整個學習過程中，幾乎所有的智能設備，都是建立在單片機基礎上的，甚至在畢業設計中，還是有很多單片機的題目，由此可以看出單片機接口技術學習的重要性，除此之外，單片機接口技術在學生畢業后的工作中，也有很大的幫助，例如在一些研發工作中，目前的很多電器還使用單片機作為核心，利用單片機來組建一個電路，從而實現相應的功能。
一、單片機通信接口技術簡述
（一）單片機簡介。在目前的圖靈計算機中，其結構都是由計算器、控制器、存儲器、輸入和輸出組成，計算機的出現對于各個領域來說，改變都是革命性的，但是受到計算機體積的影響，在很多領域應用的不是很好，雖然隨著科學技術的發展，計算機經過幾代的更新，超集成電路的出現，筆記本電腦使得計算機的體積大幅減小，但是在一些工業領域中，希望計算機的體積能夠進一步縮小，單片機就是在這種背景下產生的，從本質上來說，單片機就是一種微型的計算機，是將計算機的幾個主要結構，都集成在一個芯片中，這樣性能上雖然比計算機差很多，但是體積卻得到了最大程度的控制，能夠滿足更多領域的需要，從需求分析上來看，這種犧牲性能為代價，縮小計算機體積的方式，也符合加工業等需求，對于這些急需小體積計算機的環節中，通常都是只是一些簡單的控制功能，例如控制整個生產線的速度，加工模式的改變等，這些簡單功能的實現，并不需要復雜的計算功能，對于計算機性能的需求也不高，因此單片機可以很好的勝任，而且隨著科技的發展，單片機自身也在不斷的更新換代，目前常用的單片機有51系列和52系列，這兩種單片機都是Intel公司生產的，每個系列都有多個型號，可以滿足各個領域的需要。
（二）單片機通信接口技術簡介。研究單片機通信接口技術，主要就是對單片機每個接口的功能進行分析，由于目前市面上的單片機型號較多，而且每種單片機的接口都會有一定的變化，這在一定程度上提高了單片機通信接口技術學習的難度，在目前的單片機通信接口技術的學習中，通常都會選擇一種單片機作為參考，在日常的教學過程中，單片機接口的功能都是根據選擇的單片機進行實例教學，然后根據單片機自身的特點，雖然單片機型號的不同，接口的功能會有一定的差異，但是總體的變化不大，單片機接口的整體功能相同，只是相同功能接口的位置會有所變化，這樣實例教學時，在單片機通信接口的功能介紹完成后，只需要進行一定的拓展，學生們就能夠很清楚的了解到其他單片機的接口分布，而且在單片機應用之前，通常需要一些軟件對單片機接口的功能進行測試，由于單片機在實際的應用過程中，需要通過一些軟件來進行程序的編譯，并寫入到單片機中，為了保證編寫程序的準確性，通常都會在模擬軟件中，對單片機的運行情況進行模擬，這樣在模擬的過程中，也能夠知道單片機每個接口的功能。
二、單片機通信接口技術的應用分析
（一）單片機通信接口的功能。以目前使用最多的51單片機為例，按照通信接口的功能可以分成幾種類型，如顯示接口、模擬信號和數字信號的轉換接口、鍵盤接口、串行接口等，通過這些接口的配合，可以組成一些特殊功能的電路，也可以利用單一的通信接口，組成具有簡單功能的系統，單片機的每個通信接口，都可以得到很好的應用，從而實現特定的功能，由于單片機的應用范圍很廣，在機械制造、加工業、微電子生產領域中，很多環節都是利用單片機來進行控制，由此可以看出單片機通信接口應用的重要性，而且每個接口都有很重要的功能，但是單片機體積比較小，也在一定程度上限制了其應用，無法擔任一些復雜計算的核心，在單片機進行實際應用的過程中，要想實現一定的控制功能，就需要寫入相對應的程序，如果要改變控制功能，就要改變單片機的程序，而單片機程序的寫入，需要借助計算機來完成。
（二）單片機通信接口技術的應用。單片機通信接口技術在很多范圍內都進行了很好的應用，但是在實際的應用時，在具體的控制環節中，單片機通常作為控制系統的核心，被集成在系統中，甚至是直接焊接在電路上，這樣單片機內的程序就固定了，無法通過改變單片機的程序，從而實現控制功能的改變，一些經常需要改變的加工環節中，單片機就不能采用焊接的方式，而是插在系統的電路板上，這樣在進行程序改寫時，就可以將單片機拿下來，寫入程序后，再將單片機插入到電路中，但是考慮到單片機的接口是有插拔次數的，插拔到一定次數時，單片機就無法繼續使用，雖然利用最新的單片機通信接口技術，可以實現在線寫入程序，極大的改善了單片機通信接口技術的應用環境，但是在實際的應用過程中，還是需要注意單片機通信接口的壽命問題，當單片機出現問題需要換一個單片機使用時，應該注意型號必須與之前的完全相同，為了保證單片機通信接口功能的相同，應該對每個接口的功能進行測試。
（三）單片機通信技術的發展前景分析。單片機通信是計算機通信技術中主流的通信技術之一，其存在的意義重大，并且能夠在很大程度上現實遠程通信。其主要的優勢在于方便、精確，能夠在多個領域進行應用，并起到了非常廣泛的控制作用。未來發展中，單片機通信將更加自動化以及智能化，從而實現智能化的單片機通信技術。
三、結語
通過全文的分析可以知道，單片機是在工業生產領域需要的基礎上，將計算機的幾個部分，集成到一個電路中，從而形成的一個微型計算機，雖然在性能上，單片機與計算機有很大的差異，但是考慮到實際的應用環節中，需要的只是一些簡單的控制功能，并不需要復雜的計算，因此對單片機的性能并沒有過高的要求，但是在實際的應用過程中，需要對單片機每個通信接口的功能進行分析，在這個基礎上才能進行深度的應用。
參考文獻：
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單片機原理與接口技術范文4
但是由于該課程的特殊性，在傳統的教育教學過程中存在不同專業對該課程的要求不同，教學目標定位與實際教學過程存在差異，教學難點與重點處理，8086芯片在實際使用中的局限性等諸多問題。面對這些問題，對該課程的教學改革探討就顯得尤為重要。尤其是定位為應用型本科院校，對該課程的思考可能更加緊迫。
《微機接口技術》是工程學科教學的一門非常重要的專業基礎課程，在學生的知識體系構建過程中承擔了計算機底層工作原理與應用的知識體系支撐，為學生在將來的工作過程中利用微型計算機或者單片機解決相關領域的應用問題奠定了基礎[1]。但是由于該課程的特殊性，在傳統的教學過程中也存在一些需要深入思考的問題。
一、微機接口技術的現狀分析
由于《微機接口技術》課程的教學內容通常是講述Intel公司的8086芯片及外圍接口技術，教學重點隨著教學目標和教學對象的不同而存在差異，比如：通常本科院校與高職高專校學生都會學習該課程，但是由于學生知識的結構性差異，講授內容的基本相同的情況下，學生對該課程中解決問題的方法和系統構建的思路掌握程度相差較大。再比如，某些重點高校學生與應用型本科院校學生同樣會安排改課程的學習，盡管一些院校課程名稱是《微機原理》，但是教學內容基本一致。
通過作者調研發現，這兩類院校相同專業學生安排課時數基本相同，但是由于學生的培養目標不同，學生基礎差異性決定了學習該課程之后，對知識的掌握程度差別較大。因此，該課程在教學過程中存在較多的問題[2]。尤其是在聆聽了國防科技大學鄒逢興教授關于該課程的理解后，認為該課程的教學需要改進和思考的地方較多。
1.計算機基礎教學的定位。計算機基礎教學通常情況下是指為計算機專業或者非計算機專業學生提供計算機基礎知識的教學。具體情況因專業不用而設置課程有別，這里主要是強調非計算機專業的計算機基礎教學工作。
一般來說，非計算機專業的計算基礎教學從大學一年級的《大學計算機信息技術基礎》開始，學習計算機基本知識。并且通過學習一種計算機編程語言，掌握計算機程序設計的基本思路和方法，為學生將來在實際工作中的應用打下基礎。通常情形下，在大學三年級開設《微機接口技術》或者《微機原理》課程，使學生對計算機的理解深入到芯片級的底層。
2.非計算機專業學生對該課程的要求。通常情況下，對非計算機專業的學生來說，該課程的目標是通過8086底層芯片的和外圍接口技術的原理學習，理解微型計算機在搭建控制系統時的思路和方法。由于不同的專業，對計算機技術的基礎程度不同，比如非計算機專業的近電專業通常情況下會學習較扎實的電工學知識或者類似的課程，而某些學科專業則相關課程的學習相對較少，因此這兩個不同專業的同學在學習《微機接口技術》這門課程的時候，接收知識的速度和思維方式的轉變過程差異較大，學生對待該課程的要求和出發點也不會相同，這樣就要求教師在教學前需要詳細的分析學生的實際情況和不同專業的學科特點與該課程之間的聯系。
3.學以致用。學習的目的一方面是為了提高學習者自身的素質和能力，另一方面從工程角度出發則是為了實際工作中的應用。目前就該課程的開設情況，各高校也不盡相同，就是同一所高校，不同的專業所開設的內容也存在區別，比如：某些高校的非計算機專業開設《微機接口技術》課程，主要講解Intel公司的8086和8088系列CPU及外圍芯片。但是在實際的工程應用背景下，8086已經很難買到，取而代之的則是大量使用的單片機，于是基于實際的使用需求，一些高校的非計算機專業已經開始開設《單片機原理與應用》課程，代替原先的《微機接口技術》，使學生從一開始就從實際使用角度出發，解決問題。但是這類學校的學生在學習了《單片機原理與應用》后又會面臨其他問題，如：在計算機三級偏硬的考試中，涉及到單片機的內容較少，而大量的是8086的相關內容。再如：一些學校的研究生入學考試會考《微機接口技術》，但是開設《單片機原理與應用》課程學校的學生必須要自學該課程，這就帶來了很多問題，由于《微機接口技術》實踐性很強，因此，自學的效果可想而知。
另外一些學校的解決方法是：在大三第一學期開設《微機接口技術》，大三第二學期開設《單片機原理》，但是在課時數非常緊張的情況下，對相似的體系結構重復上課無疑會帶來巨大的浪費。
正如國防科技大學的鄒逢興教授所言，無論是開設《微機接口技術》還是《單片機原理》，他們的體系結構是類似的，解決問題的方法也是類似的，思路是相同的，只學習其中一門課程即可。對于類似體系結構教學內容的選擇，無論是從實際的工程應用角度出發，還是從理解底層系統的搭建方法出發，或者是從實際問題出發，只要授人以漁，應該說都可以達到教學目標。
4.該課程的實踐性特點?！段C接口技術》課程的教學內容是講解芯片的使用方法，講解底層系統的建立方法。因此具有很強的實踐性，從學習的角度，理解了書本上面的內容還需要在實際的動手過程中消化知識，只有這樣才能變為學生自己的知識能力[3]。
由于該課程的實踐性特點決定了在課程的實踐環節中，教師應該予以足夠的重視，通過設計多種試驗方法，盡量減少驗證性試驗，增加設計性試驗和綜合性試驗，通過在試驗中反復遇到問題—思考問題—查找資料—解決問題這個過程，學生最終才能夠深入理解這部分內容。這里也可以借鑒的做法還有教師先做一些預先有錯誤的試驗，讓學生通過實際動手來找出錯誤，并且最終解決問題，提高動手能力和分析問題解決問題的能力[4]。
5.課程的重點與難點。該課程的難點較多，但是重點與難點重合度隨著不同的專業要求有差異。在課時數相對有限的前提下，重要的是解決重點問題，解決思路和方法問題，理解結構和使用方法問題，對于較復雜的原理性知識點，比如分頁存儲等學生不容易理解的難點，可以適當的引導，或者點到即可，不必花費太多寶貴的時間。但是某些既是重點又是難點的方面，最好能夠利用多種方法進行講解，甚至可以在實驗室通過學生自己動手理解知識點[5]。
6.該課程的考核方式。該課程的考核不同的學校也不相同，通過調研發現，相對較好的方法是：試題中課后習題占15%左右，實驗占15%，其余試題約占70%左右，平時成績由于考核的標準不同，差異較大，因此平時成績反應在課后習題的試題上面。
二、教學改革的再思考
1.培養定位思考。從學生進入不同的院校開始接受高等教育階段開始，不同的培養目標決定了培養過程的和培養結果。因此立足于自身的教學要求，按照培養目標開設和改革相應的課程已經勢在必行。落實到《微機接口技術》課程中，一定要從學生的培養定位出發，只有這樣才能有的放矢。
2.學生學習習慣思考。不同專業的學生由于受到專業相關知識的引導，對問題的思考方式不會完全相同，甚至相同專業的不同學生也有不同的學習習慣。想講好這門課程，需要從學生的思維方式開始，了解教學對象的思考方法，才能事半功倍。
3.教學內容與實際應用的思考。教學過程中往往存在著教學內容與實際應用過程存在差異的問題，這主要是因為教學過程突出基本原理和基本方法的講授，而實際工程中往往是多種復雜情況的組合。但是無論是基本原理還是實際工程應用，問題的分析方法是一致的，這就要求教師在講解過程中，突出的是解決問題的思路，解決問題的步驟，遇到問題后的分析思路和解決方法。一般來說，如果教師能夠具有相關的工程背景，就會大大增強課堂上的說服力，教給學生更多的解決問題的技巧，往往這樣的教師深受學生的愛戴。
4.課程定位再討論。該課程與其他技能性課程類似，在許多地方性本科院校面臨轉型的機遇中，需要對服務于學生能力與知識構成起到支撐作用的教學內容，教學體系和課程定位做出相應的變革。目前眾多高校在探索高職加本科對接過程。其中面臨了諸多需要解決的難題，類似于《微機接口技術》類的技能性課程的定位與教學方法、教學定位的改革也迫在眉睫。
單片機原理與接口技術范文5
介紹了MCS51系列兩單片機之間采用單向并行通信接口、主從雙向并行通信接口、無主從雙向并行通信操作實現雙機互連的方法,分析了在每一種并行通信接口方式下數據傳送的特點,為單片機系統互連提供了新的方法。
關鍵詞:
單片機;并行通信;接口;數據傳送
中圖分類號:TP368.1文獻標識碼:A文章編號:16723198(2009)21028001
MCS51系列單片機具有性能穩定、工作可靠、價格低廉等優點。以8051為例,其包含有256B的RAM、4KB的ROM、5個中斷源、四個并行I/O口和一對通用串行通信接口等資源。但即便如此,在一些復雜的單片機應用系統中,常常需要兩個以上的單片機同時工作,并要求他們之間能夠進行數據通信。MCS51系列單片機都帶有串口,利用串口進行通信極為方便,但如果系統要求通過串口擴展其他系統資源,或對單片機之間的數據傳送有一定的速度要求時,串口就不能再用作多個單片機間的通信接口了,這時我們可以利用單片機的并行端口來進行數據通信。根據單片機并行接口的特點,這些端口可以不用其他外設而直接相連,并可以按照不同的通信要求,采用以下三種連接方式進行數據通信。
1 單向并行通信
在應用中,如果只需單方向傳送數據,則可以采用單向并行通信接口方式,
這種方式較為簡單。根據接收機工作原理的不同又可分為中斷方式和查詢方式。由于查詢方式下單片機工作效率低,所以一般均采用中斷工作方式。圖1所示即為中斷工作方式下單向并行通信接口的組成方法。圖中,單片機A為數據發送方,單片機B為數據接收方,8位端口可以使用P0口。數據傳送的流程是:單片機A將數據送到端口后,通過STB信號中斷單片機B,單片機B進入中斷并從端口讀取數據,讀完后,利用BUSY信號進行應答,單片機A在檢查到端口線CLK上的應答信號后,就可以發送下一個數據了。
2 主從雙向并行通信
主從雙向并行通信接口的特點是兩單片機都能夠將數據發送到對方,
但這種方法必須有一個單片機處在主機狀態,另一個單片機處在從機狀態。圖2為主從并行通信接口原理圖。單片機A是主機,單片機B是從機,該接口使用了一個8位端口(可以使用P0口)和4根控制信號線。在主從工作方式下,該接口的工作方式包括主機發送從機接收和主機接收從機發送。
2.1 主機工作流程
(1)主機發送從機接收。
①主機設置數據傳送方向控制位DIR為0,以表示主機有數據發送到從機;
②主機在STB端口產生一個負脈沖,以使從機進入中斷,并準備接收數據;
③主機將數據送8位數據端口,再設定ACK信號表示數據有效;
④主機檢查CHK端口,等待從機從8位端口取走數據;
⑤數據發送完成返回。
(2)主機接收從機發送。
①主機設置數據傳送方向控制位DIR為1,以表示主機將從從機讀取數據;
②主機在STB端口產生一個負脈沖,以使從機進入中斷,并準備發送數據;
③主機查詢CHK端口,等待從機將數據送到8位端口上;
④主機從8位端口上讀取數據,再設定ACK信號以表示數據已被讀取;
⑤數據接收完成返回。
2.2 從機工作流程
(1)進入中斷服務程序。
(2)檢查數據傳送的方向。
(3)如果DIR為0,則等待CHK信號有效,再從8位端讀取數據,讀完后設定ACK信號有效。
(4)如果DIR為1,從機將數據送到8位端上,再設定ACK為有效,并等待主機取走數據(即CHK信號有效)。
(5)退出中斷服務程序。
3 無主從雙向并行通信
無主從雙向并行通信接口的特點是兩個單片機處在平等的地位,
兩個單片機均可隨時提出申請,向對方發送數據,當然也可通過簡單的接口協議從對方讀取數據。這種情況下,就有可能出現兩個單片機同時提出申請而發生沖突,從而影響雙方數據的傳送。要解決這個問題,就要求每一方必須在數據傳送之前進行檢查,以判斷8位端口是否被對方所使用,從而避免沖突的發生。圖3是無主從雙向并行通信接口的原理圖。該接口中采用了5根控制信號線,其中CHK/ACK控制信號線的功能可以復用,8位端口可以使用P0口。
在無主從雙向并行通信接口中,由于單片機A與單片機B沒有主從關系而處在平等位置,所以單片機A與單片機B的數據接收發送流程完全相同。這里以單片機A為例討論數據接收發送的流程。
3.1 數據發送流程
(1)檢查CHKREQ,判斷單片機B是否提出了數據傳送申請。
(2)如果單片機B提出了申請,則轉(1)繼續等待;否則,單片機A提出申請,將REQ置為有效。
(3)再次檢查CHKREQ,判斷單片機B是否同時提出了申請。
(4)如果單片機B提出了申請,則發生沖突;清除REQ并延時;然后執行(1)。
(5)將數據送8位端口,設定STB有效。
(6)檢查CHK,等待單片機B將數據取走。
(7)檢查單片機A的數據是否全部送完,如沒有則轉執行(5)。
(8)撤銷REQ信號,釋放8位端口。
(9)數據發送完成,退出流程。
3.2 數據接收流程
(1)進入中斷服務流程。
(2)從8位端口讀取數據。
(3)設置ACK信號有效,表示數據已成功讀取。
(4)退出中斷服務流程。
4 三種并行接口方式的特性分析
本文介紹的三種并行通信接口連接方式能夠適用于不同的要求。下面分別對三種工作方式的優缺點分析如下。假設單片機的工作時鐘頻率為12MHz,系統中每一個單片機只使用一個中斷源。在單個中斷源情況下的中斷響應時間為3-8μs。在單向并行通信接口工作方式下,線路結構最簡單,數據只從單片機A向單片機B傳送,假設接收方單片機B以中斷方式接收。其數據發送程序的一般寫法為:
MOV P0,#DATA
CLR STB
JB CHK,$
那么在這種方式下,一個字節的傳送時間在10μs左右,最短可到5μs,因此數據的數傳率較高,但同時該方式也只能進行單一方向的數據傳送。
在主從并行通信接口方式下,線路結構相對復雜,數據傳送包括接收和發送兩個方向,由于數據傳送均在主機控制下進行,且數據的接收和發送兩個方向的時間大體相等。根據其數據傳送流程,主機發送數據的程序如下:
CLR DIR
CLR STB
MOV P0,#DATA
SETB ACK
JB CHK,$
這種方式下一個字節的傳送時間在12μs左右,最短可到7μs,可見仍有效高的數傳率。但該方式下已經可以進行兩個單片機之間的數據交換了。
在無主從并行通信接口方式下,線路結構最復雜,此時兩個單片機之間可以自由的進行數據交換,。根據圖3和其數據發送流程可知,在沒有8位數據端口使用沖突的情況下,其數據傳送的基本步驟與主從方式數據傳送的步驟基本相同,但需要對8位端口的使用進行聲明確認的撤銷,這需要執行至少4條指令,時間約需4μs,因此,這種方式單字節數據的傳送時間在11-18μs。當遇上8位數據端口使用有沖突時,則數據傳送的時間還會受8位數據端口被占時間的影響,因而變得不確定。
參考文獻
[1]
余錫存,曹國華.單片機原理及接口技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2000.
單片機原理與接口技術范文6
【關鍵詞】太陽能；半導體制冷；單片機；控制器
1.設計背景
溫室效應的加劇，生活水平的提高，人類對空調的需求急劇上升。以中國為例，普通空調發展很快，大部分使用的空調技術是一種以電能為動力，把室內熱量加以吸收排除到室外的循環系統，但這種空調系統具有耗電大、熱島效應嚴重的問題，在世界能源日益緊張的今天，采用更為節能的空調系統是人類的共同需要。本太陽能半導體制冷控制器正是基于這種節能的思想而設計，由于該裝置是半導體制冷控制，半導體制冷是利用熱電制冷效應的一種制冷方式，借助各種傳熱器件，使熱電堆的熱端不斷散熱，并保持一定的溫度，把熱電堆的冷端放到工作環境中去吸熱，產生低溫，達到制冷的效果。它具有低速、中速、高速和自動制冷的功能，能實現實時顯示制冷溫度，同時該系統還具有自檢測功能，能實時檢測并顯示關鍵元件或部位的相關參數，例如溫度、電壓、電流、頻率等，制冷效果顯著又安全。
2.總體方案設計
2.1總體方案
2.2方案選擇
2.2.1太陽能電池的選擇
太陽能光電轉換器[3]可以選擇晶體硅太陽能電池或納米晶體太陽能電池，按照制冷裝置容量選擇太陽能電池的型號。晴天時，太陽能光電轉換器把照射在它表面上的太陽輻射能轉換成電能，供整個系統使用。
2.2.2儲能設備的選擇
儲能設備一般使用蓄電池，它把光電轉換器輸出的一部分或全部能量儲存起來，以備太陽能光電轉換器沒有輸出的時候使用，從而使太陽能半導體制冷系統達到全天候的運行。
2.2.3溫度傳感器的選擇
DS18B20相比其他溫度傳感器如AD590具有很多優點：如采用單總線專用技術，測溫范圍為-55℃～+125℃，測量分辨率為0.0625℃，片內自帶AD轉換，硬件接線簡單等。鑒于DS18B20這些優點，選擇它作為溫度檢測的元件。
2.2.4存儲芯片的選擇
存儲芯片有很多種，相比于其它存儲芯片，AT24C01具有獨特的功能。它的價格便宜，掉電后數據不丟失，存儲的容量也符合設計的要求，而且它具有I2C功能，硬件接線非常簡單。不過和DS18B20一樣，對AT24C01的編程也較困難，但原則上能用軟件實現而又能減少硬件復雜度的功能就用軟件實現，所以選擇AT24C01作為存儲器。
3.半導體制冷裝置硬件線路介紹
本設計主要分為四個硬件部分：單片機電源、供應部分、電機控制部分以及單片機控制部分，頻率電壓變換電路部分，MCS-51單片機與ADC0809接口部分。
3.1單片機電源供應部分
3.2電機控制部分
單片機的輸出腳P0.7經240Ω電阻和光耦來控制電機的轉動，這里光耦起隔離的作用，9V穩壓管使場效應管的柵極G和源極S保持在9V，以防過高的回饋電壓損害管子，二極管能消去電機的回沖電流，對電機起保護作用，電機的電壓是12V。電機是通過直流電機脈沖寬度調制來控制[2]。
3.3單片機控制部分
單片機在整個控制單元中處于核心地位，控制著各個元器件的工作，這是整個電路硬件設計[4]中最為復雜的部分。
半導體制冷裝置主程序的結構比較復雜，程序[13]開始后先要初始化，然后再判斷開始鍵有沒按下。若開始鍵位=1則表示已經開了風扇，此時每按動一次設置鍵則改變一次風扇的狀態；若開始鍵位=0則表示已經關了風扇，若此時沒有按動設置鍵，那么程序不會去判斷加減一鍵，即是說加減一鍵處于失效狀態，程序只是一直在判斷設置鍵有沒按下。
當按動了設置鍵后，SET=1表示程序仍處于設置狀態，這時加減一鍵是處于有效狀態而開始鍵無效。如果沒有按動加減一鍵則重新去判斷開始鍵狀態，如果按動了加減一鍵就改變設置的狀態，例如溫度上、下限加1或減1的操作，定時時間改變的操作?！科]
【參考文獻】
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