1、    面向應用型微處理器與系統設計實踐教學改革    曾海妮摘要：文章針對高校微處理器課程教學中存在的一些問題，提出了一種項目教學與實驗內容相融合的改革方案。以能校時的電子鐘項目為例，給出以此項目為目標的教學和實驗內容的具體設計安排，從而達到提升微處理器類課程的教學效果。關鍵詞：微處理器;項目教學;教學改革：g642.0     文獻標志碼：a     ：1674-9324（2019）40-0125-02一、引言微機原理、單片機等微處理器和接口技術是電子信息工程等專業的核心能力課程，該課程的重

2、要特點是需要大量的實踐練習1。二、微處理器類課程的教學現狀微機原理與應用、單片機原理與應用、微處理器與系統設計、數字信號處理與dsp實驗、fpga應用開發等多門與微處理器應用相關的課程和實踐環節是本科電子信息專業人才培養方案必須開設的，以此來培養學生的實踐動手與研發能力。但就目前的教學情況而言，只注重理論，實驗只是驗證理論的教學方式，在課程結束后，學生無法真正地掌握微處理器與系統設計類課程的軟硬件設計、安裝與調試，有些學生甚至都不認識基本的元器件。因此，處理好理論教學與實踐教學的關系是微處理器創新實踐教學體系建設的首要問題2，3。分析的主要原因如下：1.微處理器類課程在教學中只注重理論教學。教

3、學配有相應的整套的實驗設備，以完成課程的幾個相關知識的驗證和鞏固。但教學沒有知識系統化環境，導致學生獲得的知識分散且與實際脫離，很難建立與各類相關課程體系設計相關的方法。2.現今，理工科類實驗室的大多數實驗設備都是實驗箱，其自身的擴展和開發能力有局限性，只能完成一些特定課本知識的驗證性實驗。學生只能在規定時間內，根據實驗指導書的內容與步驟按部就班地編制相應的程序，運行，看效果。這樣的實驗課程讓學生不能很好地理解其中的設計原理和具體實施方法，學生也不用經歷原理設計、pcb板設計、元器件購買、安裝與調試的整個過程。這種實驗教學過程很難讓學生針對實驗內容主動地分析電路圖和準備需要實驗使用的相關器件，

4、這種被動式教學不利于培養學生運用所學的知識去實踐和創新的能力。三、微處理器類課程教改思路與措施為了提高微處理器類課程的應用實踐能力，同時滿足應用型人才的需求，必須對現有的教學與實踐模式進行改革，力爭實現教學突破。課程教改的基本指導思想是培養學生的工程應用能力和創新能力，提高學生的就業水平，以培養學生的設計能力、研究能力、實踐能力和創新能力為目標，構建理論和實踐課程體系，確保課程內容的系統性和完整性的統一。1.項目驅動，突出應用。將課程教學與實驗相結合，將課程章節內容和項目結合進行知識的教學和實驗操作，讓學生邊做邊學，改變理論知識與實踐相脫離的情境。但在項目選擇中，要注重由簡單到復雜、由單一到綜

5、合逐一推進，要符合本科學生的認知規律，從而提高學生對課程的學習興趣。2.虛實結合，加強實踐。課程采用學、做、練一體化的教學方法，結合相關的仿真軟件和課程搭建的實驗平臺，緊密結合實驗課、課程設計、課外科技活動和學科競賽等實踐活動，推動微處理類課程的實踐教學改革。通過此一體化的教學改革使學生既懂知識原理的應用，又懂創新設計，達到培養學生實踐技能的目的。3.拉動競爭，促進創新。以課程為載體，大力開展學生科技創新活動3。通過組織學生參加一些國內電子科技公司自己組織的小型比賽4，既可以練手，又可以多接觸一些當前實際中正在應用的先進電子信息設備和技術。通過學科競賽與教育相結合，拉動競爭，以賽促教，激發學生

6、的學習興趣，提高學生的實踐能力和創新創業能力。四、應用型微處理器與系統設計教學改革本課程以mcs-51單片機為學習載體，結合課程內容，采用proteus和keil軟件進行仿真，以項目驅動導向的方式安排學習課本知識內容。這種教學方式能夠使先修課程電路基礎、模擬電子、數字電子、c語言編程等課程的知識在微處理類課程中得到實現，又能增強學生學習本門課程的知識應用能力。現以可校時的電子時鐘項目為例，分七步進行，分別為項目學習的引入、項目方案設計、液晶lcd1602顯示、電子時鐘計時和校時程序設計、項目的實現與焊接。1.項目學習的引入：以學生熟知和感興趣的內容來直觀地顯示，激發學生學習的積極主動性。如可校

7、時的電子時鐘可以引入機械指針的指示時間的時鐘、段式液晶屏和數碼管制作的電子時鐘。以此直觀的方式逐步帶領學生學習與電子時鐘設計有關的理論知識與實踐知識。如可校時的電子時鐘的基本功能為：顯示使用lcd1602、lcd1602第一行顯示“beijing_time”，第二行顯示時間：時、分、秒，兩個按鍵分別對“時”和“分”校準。設計電子時鐘需要的理論知識點包括單片機液晶1602控制電路及驅動程序設計、單片機外部中斷0和外部中斷1以及單片機內部定時計數器0的程序設計、實現時、分、秒和校時的應用程序設計。通過此項目應掌握的技能包括會根據功能進行項目方案設計、會根據方案進行項目元件選型、會根據項目功能劃分驅

8、動程序模塊和會根據子函數的功能設計主函數的算法流程。2.項目方案的設計：包括項目方案設計、項目器件的選型、項目信息的顯示設計和1602介紹，讓學生清晰地明白此項目是做什么的。如首先給出可校時的時鐘設計方案圖，見圖1。其次項目主要器件選型見表1。最后根據lcd1602的芯片手冊介紹如何設計信息顯示部分設計。3.程序設計。本例中的lcd1602液晶顯示、電子時鐘計時和校時程序設計。首先利用proteus仿真軟件畫出可校時電子時鐘的仿真電路;然后根據項目功能劃分為三個程序模塊，分別設計液晶lcd顯示模塊、計時程序模塊和校時程序模塊。最后將程序下載到仿真電路中實現相關功能的演示。4.項目的實現與焊接。

9、利用proteus仿真實現可校時時鐘設計后，讓學生按照仿真圖（見圖2）在洞洞板上焊接實物圖的設計成品。這樣做到了學、做、練一體化，使學生既能懂原理，又能懂設計應用，以此培養學生的實踐創新能力。五、總結本文通過分析微處理器與系統設計的教學現狀、教學改革的思路與現狀，給出了一個具體的教改實例，說明了微處理器與系統設計實踐教學的方法，讓學生知道如何讀芯片手冊、如何利用芯片手冊的知識實現芯片的功能，以此來熟悉電子產品設計的步驟，掌握、了解項目問題的思路和方法。該改革充分調動了學生學習微處理類課程的學習積極性，提高了他們的學習興趣。參考文獻：1張紅梅，唐明良.基于應用型人才培養的電子技術綜合實驗教學設計與探索j.教育教學論壇，2014，（37）：278-280.2李明.微機原理與接口技術課程實驗教學改