单片机课程设计教学改革

单片机课程是高校电子信息类专业的一门重要的专业基础课，单片机在多个领域如工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子产品、武器装备和通信设备等有着广泛的应用。“单片机课程设计”是单片机课程教学中很重要的一个环节，通过该环节达到提高学生的单片机开发技能的目的。难度合适的课程设计题目，对培养学生发现问题、分析和解决问题的能力，提高学生的综合分析和创新能力具有重要意义。

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。通过课程设计达到以下目标：巩固单片机技术的基本原理，培养学生的综合设计能力和创新应用能力。通过这一实践环节的训练，使学生能够独立设计一个单片机系统，并实现系统的各项功能，从而提高学生的单片机应用开发能力以及单片机系统的设计能力。

2单片机课程设计的现状

在单片机原理学习中，有的学生偏重理论考试，轻视实践课程。以前有的学生对单片机课程设计无从下手，所提交的报告有抄袭现象。我校电气专业学生的毕业设计课题有一部分是单片机应用类的，如单片机火灾报警控制装置的设计、单片机温湿度控制等，虽然多数学生通过查找资料，最终完成了一篇毕业设计论文，但完成实物的人很少。针对以上情况，我校在单片机课程设计中引入Proteus和keiluvision4两个软件，组建了51单片机虚拟实验系统，即以Proteus为仿真工具，设计和搭建虚拟硬件平台。这种方法提高了学生参与课程设计的积极性和主动性，培养了学生的单片机系统设计能力。

3课程设计的有序组织

指导教师向学生推荐若干个单片机应用课题，学生根据自己的能力选择课题，在实践中由学生自己设计硬件电路、软件框图和程序清单，自己进行电路调试，软硬件仿真，如电子钟、汉字显示屏、温度检测显示等。教师向学生布置课程设计任务书，教师讲解必要的电路原理和程序设计思路，明确设计任务，必要时可演示仿真效果，增强学生的感性认识，帮助学生尽快选择设计方案。在指导教师的指点下，组内学生之间可以相互讨论。通过课程设计的各个环节，应使学生达到巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解，培养学生查阅手册和文献资料的能力，学会软硬件的设计和调试方法。

4课程设计仿真方法

ProteusPro是著名的EDA工具软件，Proteus软件除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图，PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，配合系统配置的虚拟仪器如示波器，逻辑分析仪等，Proteus为用户建立了完备的电子设计开发环境。keiluvision4提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起。单片机C语言软件开发系统，易学易用。在计算机上，安装Proteus仿真软件和集成软件keiluvision4后，相当于有了一个功能完善的虚拟实验室，可以方便地进行软硬件的调试。在实际的课程设计中，运行Proteus的ISIS程序，进入仿真软件的主界面，点击Library选择PickDevice／Symbol以打开元件库，选择电路所需的元件并调整其相对位置，设置好元件参数，将各个元器件按设计原理图连线。利用keiluvision4编译器编写相应程序，编译无误后生成．hex文件，把生成的目标代码文件.hex加载到硬件电路的单片机中，最后点击Play键进行电路仿真，即可以看到仿真效果。

5、结语

在单片机课程设计中引入Proteus仿真软件，使课程设计生动直观、丰富多样。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、培养了学生的合作探究的能力，有利于增强学生的创新意识，提高了学生的实践应用能力。

作者：王爱华 李传江 单位：上海师范大学信息与机电工程学院