单片机毕业设计【通用多篇】

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单片机毕业设计 篇一

关键词：Proteus；TKStudio；联合调试；毕业设计

作者简介：俞晓峰（1978-），男，安徽淮南人，安徽工程大学电气工程学院，讲师；江娟娟（1981-），女，安徽芜湖人，安徽工程大学电气工程学院，讲师。（安徽？芜湖？241000）

基金项目：本文系2010年安徽省教育厅质量工程一般项目（项目编号：20100733）、2010年安徽工程大学质量工程重点项目（项目编号：2010xjy05）的研究成果。

中图分类号：G642.477???文献标识码：A???文章编号：1007-0079（2012）25-0102-02

毕业设计是本科教育中非常重要的实践教学环节，着重培养学生综合运用知识与解决实际问题的能力。学生在毕业设计中可以受到一次提升其专业素质与实践能力的综合训练。单片机开发技术是电子信息、电气、通信、自动化等专业的学生必须掌握的技术之一，在完善学生专业知识技能结构上占有重要地位，对学生技能的提高和就业有着很大的作用。安徽工程大学电气工程学院（以下简称“我院”）共有自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术、通信工程、电气工程及其自动化专业五个专业，根据以往的统计结果来看：涉及单片机类的毕业设计课题占了课题总数的相当部分，其中2009年为18.6％，2010为21.2％，2011为20.6％。涉及单片机类的毕业设计一般要求学生首先要搭建相应的硬件平台，然后完成软件设计，最后进行系统调试。设计方案在软、硬件系统最后调试之前是较难确定其成功率有多大，一旦出现严重问题，很多情况下需要重新进行系统设计和电路搭建，会影响毕业设计的进度。同时单片机开发需要购买仿真器、编程器及各类元器件，耗费经费较多。而且学生在完成毕业设计的同时，还需要直接面对日趋激烈的考研复试、就业压力等情况，势必对毕业设计工作带来很大的影响。为了解决上述问题，经过认真调研和实践验证，提出了一种完成单片机类毕业设计的新方法：利用Proteus软件搭建虚拟的硬件平台，并结合致远电子推出的嵌入式集成开发环境TKStudio，综合利用两者的仿真和联合调试功能，尝试在毕业设计中使学生摆脱实际电路进行软硬件调试，从而减少系统设计与开发难度，提升学生完成毕业设计的信心和兴趣。

一、Proteus与TKStudio介绍

Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件，由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑软件。Proteus是目前世界上最先进、最完整的多种型号微控制器系统的设计与仿真平台之一。Proteus能够实现单片机与外设的混合电路系统、软件系统的设计与仿真。在仿真过程中，用户可以使用鼠标点击开关、键盘、电位器等动态外设模型，使单片机系统根据输入信号作出相应响应，并将响应处理结果实时地显示在LED、LCD等动态显示器件上，实现了实时交互式仿真。

TKStudio集成开发环境是广州致远电子股份有限公司开发的一款嵌入式芯片级、系统级软件开发平台，是一款内置强大编辑器的多内核编译调试环境，支持Keil C51、SDCC、GCC ARM等编译工具链，支持8051、ARM7/ARM9/ARM11等内核调试，支持Linux程序调试，可以完成从工程建立和管理，编译，链接，目标代码的生成，到软件仿真，硬件仿真等完整的开发流程。和Keil相比，TKStudio的全中文界面更加友好，且操作方式和Keil相似，学生上手简单。但在实际应用中，TKStudio的软件仿真功能不能满足系统调试的要求，而硬件仿真功能又需要挂载仿真器和实际硬件电路。因此，在毕业设计过程中将TKStudio与Proteus 结合起来，充分利用各自优越的仿真和调试功能，使毕业设计的软硬件调试便捷和直观。

二、应用Proteus和TKStudio 毕业设计的实施

1.毕业设计的选题和学生培训

首先对安徽工程大学电气工程学院申报的毕业设计课题进行审核，将适合于应用Proteus和TKStudio进行仿真的毕业设计进行汇总归类，再结合指导教师和选题学生的实际情况，最后确定适用范围。在进行毕业设计之前，对学生做6个学时的培训。培训的内容涉及Proteus软件的交互式仿真技术和TKStudio软件使用。基于Proteus的仿真电路绘制在设计理念和操作方法上和Protel及MultiSim有诸多相似之处，经过实践证明，在6个学时的培训之后，大多数学生能够较好地掌握Proteus和TKStudio的基本操作。

2.资料的收集、毕业设计方案确定及开题报告提交

选题工作结束后，学生在教师的指导下，充分利用图书馆、网络、数据库等资源，进行资料的收集和整理工作，提出毕业设计的总体方案。指导教师对学生提出的方案进行检查和修正，确定最后方案，并协助学生完成器件选型、硬件框图和软件流程图设计、开题报告撰写等毕业设计初期工作。

3.系统的设计和仿真

单片机毕业设计 篇二

1在实例中传授理论知识

打破传统上以“讲概念说原理”为主的教学模式，消除电子设计类课程的神秘感及学生的惧怕心理，提高和改进学习效果，使此类课程被更多学生所接受[2]。设计几个较基础的实例，将理论知识融合其中，使学生对课程有着最直接的深刻认识，可收到事半功倍的学习效果。例如：在讲授单片机的I/O口资源时，直接给学生演示键盘控制LED的效果，这样有利于强化学生对I/O口作用的理解，同时也熟知某引脚具备输入或输出功能时的应用。

2课程实践项目的设计

“会考试，不会做”是目前电子信息工程专业学生普遍存在的问题。以实际项目的开发过程和方法为主线，采用“项目驱动、案例导向”模式进行启发式教学，将“边做边学、以做促学”的教学思想贯穿于整个教学过程中。这样，学生不仅加深了对原来只停留在书本上的专业概念和原理的理解，而且每个学生或项目团队都能完成一个完整的、甚至有创造性的作品。充分激发了学生的成就感和自主学习的积极性，有利于显著提高课程教学效果[3-4]。本课题通过建立“三层次实践项目”（基本型项目、提高型项目、研究创新型项目)教学模式和与该模式配套的实践教学管理体系[5]，在每个实践项目中，提出了“基本”与“扩展”内容的不同要求，保证了实践教学的系统性和实践环节的完整性，形成了“基础—提高—创新”的研究型实践教学新体系，从而兼顾了不同层次的学生[6]，使所有学生都能根据自己的知识水平选择适合自己的实验项目，从根本上解决了“单片机只是为少数学生开设的课程”这一问题。单片机实践项目的设计如表1所示。

3课程考核方式

以项目考核代替笔试。以表1中的实践项目完成情况及期末作品（期末作品完全由学生自由选择，可以参考“研究创新型”项目）进行综合评价。为了防止学生拿他人成果作为作品，按毕业设计的要求来验收作品项目———提交完整的设计报告、设计源代码、分组进行答辩，其中设计报告需包括目录、设计题目、设计任务、设计思路（原理组成框图、资源分配）、硬件电原理图和连接图、程序流程图、设计心得和参考资料；设计源代码要有较为详细的注释。这样的做法将是学生对毕业设计过程的一次预练，也有利于督促学生在项目上多花时间和精力，真正掌握单片机的知识及其设计方法。

4项目在课程结束后的延续

在教学过程中发现，很多学生在课程结束后都会存在项目（特别是提高型项目和研究创新型项目）的部分功能未完成或想进一步完善的情况。这时如果继续给学生提供实验室平台和相关资源，将会使学生更进一步。可以按本科毕业设计的难易程度对项目在原有基础上进行功能的添加，修改成毕业设计题目，有助于学生学习的延续，也为毕业设计提前做了准备。

二基于提升毕业设计质量的应用实践

学生在做毕业设计中存在两大问题：一是从毕业设计题目下达到毕业答辩不到一年的时间里，部分学生考研或找工作占用了大四的绝大部分时间，真正进行毕业设计的时间不够；二是学生对所选题目不了解或不感兴趣使得很难进入设计工作状态。这两方面因素最终导致毕业设计质量不高，部分学生到了答辩时还不清楚自己的设计方向，甚至为了应付完成任务，少数人去抄袭或购买毕业设计作品或论文。为了提升毕业设计的质量，很多人提出了各种办法和建议，如：适当延长毕业设计的时间，让学生有充分的时间来深入研究一个课题[7]。增设命题介绍环节，提供选题依据，允许自选题目；采用信息化管理手段，提高管理效率和毕业设计教学质量[8]。增强指导教师责任心，严格毕业答辩[9]。不可否认，这些方法都能从一定程度上提升毕业设计的质量，但不能从根本上解决问题。我们认为，毕业设计质量能否提升，真正的决定性因素在于学生，而不在于教师或管理手段。必须让学生先对题目有深入了解，根据自身的专业水平选题，进而产生兴趣，才有可能真正投入到设计工作中[10]。将设计类课程的项目开发延续到毕业设计中（在原有项目的基础上进行扩展，作为毕业设计的提前准备），学生有了更充裕的时间和更明确的设计任务，可以和指导教师协商选择自己感兴趣的毕业设计课题，从而充分发挥学生的潜能，提高毕业设计质量。实践表明，平时在课堂上按教师的指导完成课程任务的学生对单片机系统设计有较为深入的认知。以课堂上完成的项目为基础，提前进入毕业设计环节，普遍使毕业设计的完成质量有了明显的提高。由学生自由组队进行实践项目开发，培养团队合作能力；鼓励学生自选题目，充分发挥学生的自主想象力和创造力。文中的教学过程主要以单片机为例，项目的设计稍加修改可以推及到嵌入式系统、电子系统设计等课程，具有一定的参考价值和推广意义。

单片机毕业设计 篇三

中图分类号：TN911-33; TP311 文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2010)16-0074-03

Application of Proteus Software in Theoretical and Practical Teaching about Embedded Syetems

WANG Zhong, QIN Ying-lin

(Department of Computer Science and Technology, Shandong Jianzhu University, Jin’an 250101, China)

Abstract: The introduction of Proteus software into all the teaching steps in the course of the embedded systems is proposed to solve the problems of the teaching difficulties and high cost of teaching for the course of the embedded systems. The method proposed in this article is performed in the classroom teaching. The prupose is to let the students master the design of hardware systems gradually and improve the students' abilities. The model design of dynamic simulation can be applied to the graduation projects and innovative design. The application of Proteus software in embedded system teaching can reduce the teaching cost and improve the teaching effect.

Keywords: computer application; embedded system; Proteus; keil

0 引 言

嵌入式系统是一门涉及计算机体系结构、计算机软件以及其他相关电子技术的综合技术。目前，嵌入式系统技术已经成为最热门的技术之一，各类企业对具备嵌入式系统设计开发能力人才的需求量非常旺盛。在目前各高校开设的嵌入式系统课程中，普遍采用的微处理器是8位的单片机8051,32位ARM7TDMI核的飞利浦NXP LPC系列和三星S3C44B0芯片。首先以单片机作为嵌入式系统设计学习的入门，掌握了基本的概念和设计方法之后，再把ARM7内核CPU作为一种“功能更强大的单片机”,无缝升级到流行的ARM平台。

传统的嵌入式系统教学，课堂环节多是纯理论教学，实践环节一般也是使用传统的实验箱，实验项目较少，内容固定，创新手段不足，很难为学生的创新实践创造良好的实验平台。鉴于传统教学模式中面临的问题，在课堂教学、实验、毕业设计、创新设计中引入Proteus软件，可达到事半功倍的效果。

1 Proteus软件介绍

Proteus是由英国Labcenter公司开发的嵌入式系统仿真及开发平台，该软件具有以下特点[1-3]:

(1) 能进行智能原理布图；进行单片机软件调试和单片机与电路的协同仿真；满足单片机软件仿真系统的标准。

(2) 支持常见的单片机类型和飞利浦公司ARM7(LPC系列)处理器及常见的器件如8255,ADC0809。

(3) 可以与Keil μVersion 3,ADS1两个集成开发环境结合，把用汇编和C语言编写的程序编译后，进行软、硬件结合的系统仿真。

2 Proteus软件在教学中的应用

在教学环节中，教师可以将Proteus和Keil 建立的虚拟实验平台搬到课堂上，将实践教学与理论教学融为一体，从而改进教学效果[4]。下面是一个实际的课堂案例。

在讲述外部中断处理过程时，将Proteus 和Keil 联调，通过仿真步骤，可以将单片机处理中断的软件执行过程和单片机内部资源变化的情况以直观、清晰的画面呈现给学生，从而带来单纯理论分析难以达到的效果。

汇编程序如下：

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0003H

AJMP INT0

ORG 0100H

MAIN: MOV IE,#0FFH ;开中断

SETB IT0 ;INT0 为边沿触发方式

SJMP $INT0: CPL P1.0

RETI

END

全速运行Protues,可以看到Proteus 中电路的按键闭合时，P3.2 引脚产生一个下跳沿，PC=0x0003H,指向AJMP INT0 转移指令，堆栈指针SP=0.9H,数据存储器的08H 和09H 单元存放着01H 和05H,即存放了下一条指令的地址。由此学生可以知道，当发生外部中断请求时，程序会自动保存断点的地址，同时程序将会转移到中断服务程序的入口地址。由于是外部中断0产生的中断请求，因此程序会转移到外部中断0 的入口地址0003H 单元。而AJMP INT0 是一转移指令，所以程序会转移到标号INT0 处，即真正的中断服务程序。随着CPL P1.0 指令的执行，Proteus 电路图中的发光二极管会改变当前的状态。当程序执行完RETI后，PC=0x0105H,说明中断程序执行完后，程序又回到断点的位置。RETI 指令能把断点地址取出，送回到程序计数器PC 中去。至此，一个完整的中断处理过程执行完毕。

通过外部中断执行的例子可以看出，在课堂上使用Protues 和Keil 联调建立的实验平台[5],许多抽象概念都可以以直观的方式介绍给学生，使得学生不仅能够观察到软件执行时单片机内部的I/O 口和存储器的变化，还能够观察到软件程序和电路互动的过程。

3 Proteus软件在实验和课程设计中的应用

现有的单片机实验教学环节通常包括2个部分：课内实验和课程设计。所有这些实验都是在实验箱上完成的。由于硬件实验箱的结构固定，资源有限，学生在做实验时无法将所学的知识融会贯通。所以到课程设计阶段，很多学生无法完成综合性实验。采用Proteus 软件仿真可以弥补硬件实验的不足。基于Proteus的实验可以分为以下3个阶段逐步完成[6]。

(1) 验证阶段。主要让学生熟悉Proteus与Keil软件环境，使学生对单片机虚拟系统仿真有感性认识。实验指导书给出实验任务与要求、Proteus实验原理图、实验操作步骤、多媒体课件、程序流程图及程序源代码等。学生根据实验步骤或实验操作录像进行实验操作、实验调试，并观察程序运行结果。

(2) 设计阶段。主要培养学生用Proteus绘制系统原理图，以及用Keil进行源程序设计的能力。实验指导书给出实验任务与要求、实验原理图。学生根据实验原理图用Proteus绘制硬件电路图，按照实验要求设计程序，在Keil环境编写源代码，调试成功，加载程序到Proteus硬件图仿真。仿真成功后按照实验原理图在实验箱上搭建硬件电路，加载程序，观察实验现象，并与仿真结果相比较。

(3) 综合阶段。主要激发学生学习兴趣及主观能动性，提高学生创新能力。学生根据实验任务及要求设计硬件电路(包括CPU选型、元器件选型及参数设置、电路连接等)并绘制Proteus硬件原理图；根据硬件功能模块进行软件设计(包括系统原理框图、程序流程图及源代码编写等)。软硬件设计完成后，进行两者间联调，充分利用Proteus与Keil的联合仿真功能，及时发现并改正硬件电路或程序源码的错误。系统仿真成功后，再制作实物。

在课程设计环节中，要求学生在Proteus 中绘制硬件电路图，在Keil 中编写程序，同时在设计硬件电路时尽可能考虑实验箱的资源，以便在Keil 中编写的程序能够很好移植到实验箱上。这样学生可以随时进行课程设计和课题研究，在联合仿真验证成功后，再进入实验室使用实验箱做进一步验证。

学生可以针对不同的应用，选择最适宜的单片机，而不用局限于课堂上常讲解的51系列单片机。学生可以在联合仿真成功之后，再进行电路焊接、系统调试和程序固化，避免因设计方案不正确所造成的浪费。同时也可以使学生了解与本课程相关的科技发展最新动态和成果，掌握自己不熟悉的单片机，提高实验能力和开发能力[7-8]。

4 Proteus软件在毕业设计和创新设计中的应用

在毕业设计中，单片机控制类的设计由于时间短，人数多及实验设备缺乏，给毕业设计带来了一定的困难。采用Proteus仿真软件后，只需要一台电脑就可以开展工作。学生前期的仿真工作可以利用Proteus仿真软件在电脑上完成，再进入实验室进行现场调试，┮环矫妾可缓解设备不足的问题，也可不影响正常的教学。

在项目研究和创新设计中，利用Proteus软件进行辅助设计，可以做到缩短研发周期，减小硬件成本的投入。动态元器件仿真模型是Proteus 的特色动态模型，具有动画效果[9],如LED发光管、按键开关等。这是Proteus 的特色。但有些动态模型在库中没有，Proteus在创建动态模型方面给予用户广阔的创作与发挥空间，可以设计自己的动态模型，展现出Proteus 在动态仿真方面的无限魅力。它不但使人机交互式仿真得以实现，而且使仿真形象、生动，创造出极为接近现实的课程教学与产品研发的情境。

5 结 语

采用Proteus仿真软件作为单片机和ARM的教学平台[10],可充分利用机房的现有设备，减少实验设备的硬件维护、实验环境，又与实际工程系统非常接近，拉近了学习与就业的距离。

近年来，将Proteus 仿真软件应用在教学、课程设计、毕业设计、山东省大学生电子设计大赛中，使用该开发环境对学生进行培训，在不需要硬件投入的情况下，学生普遍反映比以往单纯学习书本知识更易于接受，更易于提高，增加很多实践经验。实践证明，这种教学方法不但可以降低成本，经济优势明显，且具有较高的推广价值。

参考文献

[1]万军，马正华。嵌入式系统及应用课程实践教学的研究[J].中国现代教育装备，2009(15):77-79.

[2]李芳，李家庆。基于Proteus+Keil的单片机实验仿真平台 [J].中国教育技术装备，2009(4):78-79.

[3]乔建华，李临生，田启川。Proteus在单片机教学中的应用分析[J].电气电子教学学报，2008(3):70-73.

[4]陈燕，李娜娜。Proteus 和Keil 在单片机教学中的应用[J].中国科技信息，2009(20):194-195.

[5]孙凌燕，黄允千。Proteus与Keil软件的整合在单片机实验开发中的应用[J].实验室研究与探索，2008,27(4):33-34.

[6]伍冯洁，谢斌。基于Proteus与Keil的单片机实验教学改革[J].实验室研究与探索，2009,28(7):35-37.

[7]王玮，曹会宁。Proteus仿真软件在单片机一体化教学中的应用[J].机电产品开发与创新，2009,22(5):12-15.

[8]冯友谊。Proteus软件仿真技术在单片机教学中的应用[J].武汉职业技术学院学报，2008,7(2):5-7.

[9]周灵彬，张靖武。创建Proteus动态器件仿真模型的技术[J].现代电子技术，2009,32(12):153-155.

单片机毕业设计 篇四

【摘 要】文章介绍了应用单片机一体化教学设备进行技师毕业设计的案例实施，详细分解了完成“循迹避障智能小车”各项功能的学习情境，真正实现了教、学、做一体化，为学生走上工作岗位从事单片机产品的开发和应用奠定了坚实的基础。

【关键词】循迹避障智能小车 单片机一体化教学设备 学习情境

为了改变传统单片机教学中按照理论教材照本宣科，教师教得费力，学生学得辛苦的现象，我们研发了单片机一体化教学设备，将其应用于教学实践中，采用“基础教学―课程设计―毕业设计”三步骤进行分阶段实施。在基础教学中使用基本教学模块，学习单片机I/O接口应用、数据采集、数据显示、按键控制、在线仿真器和Proteus仿真软件的使用，设计制作流水灯、模拟交通灯等项目。在课程设计中，学生仿照应用模块，完成“0～99分倒计时定时器”单片机控制系统的设计、仿真、制作、调试，学习撰写课程设计报告。在技师毕业设计中，以真实的产品8路抢答器、单片机万年历、超声波测距、单片机温度控制系统和循迹避障智能小车等作为载体，以产品功能开发的流程为主线，将单片机技术的学习融合到小型产品的开发与制作的工作中，实现与小型单片机产品的近距x接触。

下面以“循迹避障智能小车”为平台，介绍通过学习单片机一体化教学设备上的有关模块，在技师班进行毕业设计的案例实施。

一、智能小车简介

智能小车是一个集中运用单片机、传感器、自动控制、机电一体化、数据通信、人工智能及机器人学等高新技术的综合体，主要由系统的核心控制――单片机，运动方式――机械传动结构，检测方式――传感器，控制方式――电机、舵机，通讯方式――串口、无线通信等部件组成，能够实现自动识别路线（寻迹），判断并躲避障碍（避障）等功能。

二、学习情境

我们选择了上海益芯科技有限公司开发的产品套件“循迹避障智能小车”作为技师毕业设计的载体，将单片机一体化教学设备上有关中断、定时、传感器监测、数码管显示、1602显示、12864液晶显示、PWM控制、红外发射/接收、直流电机驱动等内容进行综合运用，采用两轮差分驱动直流电机的驱动电路与PWM调速，利用红外线传感器反射接收，检测智能小车车轮的偏转情况，然后输出高低电平传送给单片机，控制小车能够寻找具有一定黑白对比度的黑线，进行沿直线或沿弧线快速行驶；当小车探测到前方有障碍物时，能自动调整，躲避障碍物，从无障碍区通过；为了使智能小车具有良好的人机界面，采用数码管或液晶屏作为显示器，显示小车行驶中的有关参数。我们将以上功能的实现分成4个学习情境，每个学习情境又由2～4个子情境组成。

（一）学习情境1：循迹避障智能小车的焊接与装配

子情境1：组装前的准备。包括了解循迹避障智能小车的功能和组装智能小车电子元器件的选取检测。

子情境2：电路板焊接及装配。包括智能小车控制电路板的焊接和组装。

（二）学习情境2：循迹避障智能小车各功能部件的检测

子情境1：STC89C52单片机芯片程序写入。包括STC89C52最小系统的搭建、单片机ISP编程工具的使用和程序写入芯片。

子情境2：显示系统检测。包括两位数码管显示、1602液晶显示和12864液晶显示。

子情境3：输入系统查询。包括独立按键查询和矩阵按键键盘查询。

子情境4：传感系统检测。包括红外发射管的检测处理和红外接收管的监测处理。

（三）学习情境3：循迹避障智能小车的运动控制

子情境（1）：仿真、编程软件的使用。包括Proteus仿真软件的使用和KEIL2/3/4编译软件的使用。

子情境（2）：路径运行的定义。包括直线型路径的前进与后退和S型路径的前进与后退。

子情境（3）：定时运行。包括延时启停控制和超时警报控制。

子情境（4）：避障与寻迹功能的实现。包括避障功能的实现和寻迹功能的实现。

（四）学习情境4：循迹避障智能小车其他功能的拓展

子情境（1）：语音识别功能。包括特定频率的声音控制和特定音色的声音控制。

子情境（2）：遥控功能。包括智能小车运动红外监控功能的实现和运动中数据传输功能的实现。

三、案例实施成果

技师毕业设计结束时，每个学生对自己设计制作的“循迹避障智能小车”进行总结，撰写相应的技师毕业设计论文，内容包括方案设计、系统功能分析、硬件设计、汇编语言或C语言源程序设计、调试步骤、测试报告、实物图片和视频等。学生制作的“循迹避障智能小车”实物如图1所示。

四、结束语

将单片机一体化教学设备应用于教学实践，通过具体案例――“循迹避障智能小车”的开发与制作，训练和培养了学生在单片机小型作品元器件的选用、产品的焊接与组装、软硬件的设计、仿真、调试与检修等方面的能力，为学生走上工作岗位从事单片机相关工作奠定了坚实的基础。

【参考文献】

[1]姜志玲。简易智能电动车的设计[J].华东交通大学学报，2005（04）：129-133.

[2]夏继强，沈德金，何立民。单片机实验与实践教程（二）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

单片机毕业设计 篇五

1. 1 课题的提出及意义

单片机作息时间控制实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来控制时间的长短的不便，实现代学校必不可少的设备。

1. 2 设计的任务及要求

1.作息时间能控制电铃

2.作息时间能启动和关闭放音机

单片机作息时间控制的功能如下：

? 使用4位七段显示器来显示现在的时间。

? 显示格式为“时分”

? 由led闪动来作秒计数表示

? 具有4个按键来作功能设置，可以设置现在的时间及显示定时设置时间

? 一旦时间到则发出一阵声响，同时继电器启动，可以控制放音机开启和关闭。

第二章 总体方案设计

2. 1 芯片比较

2.1.1 单片机选型

当今单片机厂商琳琅满目，产品性能各异。常用的单片机有很多种：intel8051系列、motorola和m68hc系列、atmel的at89系列、台湾winbond(华邦)w78系列、荷兰pilips的pcf80c51系列、microchip公司的pic系列、zilog的z86系列、atmel的at90s系列、韩国三星公司的ks57c系列4位单片机、台湾义隆的em-78系列等。我们最终选用了atmel公司的at89c52单片机。at89c52是美国atmel公司生产的低电压，高性能cmos8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(perom)和256bytes的随机存取数据存储器(ram),器件采用atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准mcs-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器(cpu)和flash存储单元，功能强大at89c52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。

2.1.2显示器接口芯片的选择

led显示器接口芯片的选择常用的显示器接口芯片有cd4511,cd4513,mc14499,8279,max7219,74hc164等，它们的功能有：1.cpu接受来自键盘的输入数据，并作预处理；2.数据显示的管理和数据显示器的控制。cd4511是bcd锁存，7段译码，驱动器，但在显示6和9时，显示为b和q,不是很好看。cd4513是bcd锁存，7段译码，驱动器(消隐),但现在市面上不好买。mc14499为串行输入bcd码——十进制译码驱动器，用它来构成单片机应用系统的显示器接口，可以大大减少i/o口线的占用数量。但是，由片内震荡器经过四分频的信号，经位译码后只能提供4个位控信号，使信号的采集受到限制；并且，mc19944的价格偏高，也不经济。同样，8279为intel公司生产的通用键盘/显示器接口芯片，其内部设有16*8显示数据ram,若采用8279管理键盘和显示器，可以减少软件程序，从而减轻主机的负担，但我们同时也发现，由于其功能比较强大，不可避免将会使设备与操作过程复杂化，同时价格比较贵。对比一下max7219和

单片机毕业设计 篇六

【关键词】单片机；教学改革；实践教学

引言

高职院校电子信息专业是培养电子信息工程领域中的应用型人才，单片机课程是该专业重要的专业技术基础课程。该课程理论性和实践性都很强 采用传统的教学方法已经不能适应现代高职教育的要求 虽然很多院校已经开展了项目化教学改革，但教学效果仍然不太理想。笔者结合多年教学经验，对单片机课程教学内容、教学方法、教学手段及实践教学进行了研究和改革，构建出了适合高职院校电子信息专业单片机课程的教学方法，并且在我院电子信息专业进行了实践，很好地改善了课程的教学效果。

1.课程内容改革

高职院校单片机课程的教学内容普遍偏多偏难，老师在教学过程中又想面面俱到地教给学生，学生学习有困难，就容易失去学习兴趣。然而，高职学生的思维却十分活跃，只要教学内容符合他们的需求，引起他们的兴趣，就能激发他们学习的动力和创造力。这就需要老师精心备课，将一定数量的单片机系统实例融入教学中，并向学生展示单片机系统的规划思路，软/硬件设计方法，而不是让学生忙于记下晦涩的、一条条的指令和单片机的知识点。这样容易调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣。

例如：可以把典型案例作为教学的载体，共分解成基础知识（案例：万丈高楼平地起）;显示器（案例：系统的“脸蛋”）;模拟与数字之间的转换（案例：从收录机到CD唱机）;扩展存储器（案例：凝固的数据）;输入输出技术（案例：触角的延伸）;通信技术（案例：信息沟通无极限）六个项目。每一个项目中又用若干个任务模块对学生进行职业岗位知识与能力的训练。每个知识点没有复杂的计算和指令介绍，取而代之的是以“讲故事”的形式把单片机的知识，潜移默化地带出，用真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化成这六个项目。融基础理论与实际制作为一体，尽量让高深的单片机系统开发贴近生活，以众多实例来扩展单片机视野。

2.实践教学改革

实践教学是高职课程教学的一个重要环节，为了使得学生的应用能力符合社会对单片机人才的需求，实践教学设计了多层次的任务环节，提供了大量的实践机会，提高了学生的实践技能。

2.1 精心设计课程实验

课程实验，严格选用成熟的、新颖的单片机应用实例来展示单片机的各个功能，其中也包括最新外设

的应用，如指纹识别，射频标签和电话远程控制等。

2.2 充分重视课程设计

课程设计是在课程结束后对课程内容进行综合性应用，要求学生在两周时间内，通过查阅资料、设计

方案、开发软硬件，启发学生设计出完整的系统实例，如心理参数监护仪，电子器件测试仪，电话远程遥控器等，培养学生的综合职业能力。

2.3 自主开发创新项目

为了更好地培养学生从系统角度设计和开发单片机产品，利用课余时间，自主开发创新项目。学生完成方案确定、元器件选择、原理图设计、PCB板绘制、程序设计和调试整个开发过程，教师也可以根据自身的科研课题可以设计多个功能比较完善、规模合适的子课题，让感兴趣与有能力的学生参与进来，加强学生的科技创新能力。

2.4 鼓励学生参与竞赛

通过准备和参与竞赛，使得学生与高手过招，取长补短，增强了自身的实践创新意识、团队协作意识和理论联系实际的综合应用能力。充分培养学生的自主学习、知识综合应用的能力。

2.5 提供毕业设计课题。

毕业设计是高职三年所学知识的综合检验，融技术资料的搜集、硬件的选择与检测、电路的布局、程序设计、系统硬件与软件的融合方式等为一体。教师可结合单片机的实际应用，提供与学生实践创新及实际工作相关、受益面大的毕业设计课题，比如监控系统、智能家电等企业资源，不仅要求学生从系统的角度进行分析与设计，还要求考虑系统的可靠性、准确性等功能要求。通过毕业设计，拉近学生与工作岗位的距离，为毕业生择业奠定基础。

3.效果

将学生塑造成与社会需求、企业岗位要求相适用的工程技术人才是高职院工程教育的根本出发点，“单片机”课程改革后，教学内容丰富且工程性强，调动了学生的学习积极性，激发了学生的学习兴趣，形成以下三个优势：

（1）教学内容以“讲故事”的形式实施后，学生易于把握和体会所学知识的精髓，极大地调动学生探究学习的兴趣。具体实施采用教、学、做一体化模式，同时根据实际需要采用多种教学方法与手段，取得了较好的教学效果。

（2）充分利用企业资源使学生比较深入地了解工程产品开发流程方面的知识，培养学生技术知识和推理、个人职业技能、团队协作和工程系统等方面的能力。

（3）从企业岗位能力出发进行教学改革，课程实践性教学内容与社会需求的知识和技术能力紧密配合，工程项目案例与实际应用高度融合， 学生上岗实现“零距离”，提升学生的就业能力。

作者简介：

郭鹏勃（1979―），男，陕西富平人，大学本科，陕西工业职业技术学院助理实验师，研究方向：电子信息。

单片机毕业设计 篇七

关键词：单片机；实践教学；创新精神

随着科技的不断发展，单片机的应用也越来越广泛，它渗透到了我们生活的各个领域。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。高校的很多专业，单片机是必修课。单片机是一门应用性很强的课程，为了让学生学好这门课程，教学实践是非常好的手段。单片机实践教学包括单片机基本理论试验、典型功能实验（课程设计）、应用开发实验（毕业设计）以及新技术使用实验等多环节训练。

一、单片机实践教学的意义及现状分析

随着经济和科技的飞速发展，社会需要很多素质高、能力强、有开拓精神的人才。高校单片机教学，不仅要传授给学生单片机理论上的知识，还应该让学生掌握基本实践手段，更为重要的是要让学生拥有运用这些手段从事科学研究的能力。高校单片机教学中的实践教学，就是基于上述原因考虑的。但是，在实践教学中，教师传授学生实践技术还远远不够，尤其是不能培养学生的能力，不能让学生的知识和能力得到全面的发展。因此，在单片机实践教学中，教师必须选择合适的教学方法，培养创新型人才。

在传统的单片机实践教学课程中，单片机实验均是以单片机实验箱或者单片机技术开发装置为实验器材，这些实验都是验证性试验和训练性实验，学生在进行这些实验时，只是被动根据教师的指导和实验讲义一步一步来完成实验的相关内容。在进行这些实验时，学生非常被动，同时，这些实验又与实际应用完全脱轨，因此经常出现学生学完了整个单片机课程但是却不知道单片机的应用场合的现象。这样培养出来的学生，根本就不具备实际开发能力，更别说是创新型人才了。

为了从根本上解决这个问题，我们应该在单片机实践教学中注重对学生能力的培养，这样就要求我们建立单片机实验教学新体系，打破单片机实验教学依附于理论教学、为理论教学服务的传统观念。建立这个新的实验教学体系，首先就得改变传统观念，提高实验教学的地位。新体系中的实验不应再是简单的验证性试验和训练性试验，而应该是各阶段的实践训练。为了把学生培养成为有单片机开发能力的高素质人才，我们必须利用实验室的有利条件，运用现代化的实践教学手段，改革和完善单片机实践教学的内容和方法。

二、单片机实践教学改革的具体途径

（一）改变教育观念，提高单片机实践教学的地位

在以前的单片机教学中，教师普遍重视理论教学而轻视实践教学，实践教学只是附属和服从于理论教学。要培养出高素质的、具有单片机开发能力的人才，教师必须改变传统观念，重视实践教学，把实践教学放在和理论教学同等重要的地位。另外，在以前的单片机教学思想上，注重的是继承，要培养创新型人才，就必须改变这种教育思想，树立创新教育观念，努力培养学生创新的思维方法和敏锐的观察力。

（二）完善实践教学方法，丰富实践教学内容

1.改革实践教学方法

将实验过程在理论教学中体现。教师在进行理论教学时，可以联系实际，联系学生设计的课题，在课堂上进行互动式教学，激发学生的学习积极性，培养学生独立思考的能力。单片机实验是一个内容丰富、灵活机动的设计性、综合性实验，它要求学生自行进行电路设计、程序编写、安装、制作、仿真调试、烧录到脱机运行。学生进行实际操作以及排除各类故障的过程，实际上是一个培养他们动手能力和独立创新意识的过程。这个过程让学生将理论知识和实际操作进行结合，让他们的综合素质得到锻炼和提升。在实验课程中增加新技术实验，让学生在学习新技术的过程中了解该技术的发展空间，会激发学生的学习积极性。采用全开放的实验教学模式，让学生参与单片机实验室和单片机科研基地的建设，参与科研项目的设计开发，这样能够锻炼学生各方面的能力。在各个阶段的实训中，教师要特别注意自己的定位，要把自己定位为一个实验组织者和指导者，让学生发挥主体作用。在实验中，要让学生自始至终都是主角，把传统教育中成功的方面与创新教育有效地结合起来，培养学生的创新精神。

以全开放的实验教学模式为例，全开放式实验教学是指实验内容、实验时间和实验仪器设备的“三开放”实验教学模式。这种实验教学模式是由学生自主完成实验，教师在其中只是起引导作用。实行开放式实验教学能够有效地提高实验教学的效果，对学生自主学习能力的提高有着显著成效，同时，还能够有效地培养学生的实践动手能力和创新精神。开放式实验教学的具体做法是：每个学期开学的前两周，通过学校的网络实验室开放时间以及实验项目类型，其中实验项目类型包括计划内实验项目和可选实验项目。学生提前预约，然后由教师安排时间进行试验。学生在实验时，可以做计划内项目，也可以做可选实验项目，甚至可以自己设定一些实验进行操作，教师可要求学生把实验情况记录下来，做一份实验报告，由教师进行指导和审核。教师应该尽量保证实验在教学时间、教学内容和教学环境上的开放。所谓教学时间上的开放是指实验室一直对学生开放，只要学生愿意，可以随时去实验室做实验，而且实验过程不受计划学时的限制；所谓教学内容上的开放是指教师不必拘泥于教学计划，可以适当地突破限制，根据学生的实际需要进行教学；所谓教学环境上的开放是指教师应该为学生提供自主学习的环境。因此，教师必须改变传统教学观念，改变教学方法，给学生更大的独立思考的空间，为学生提供充分的教学课件和实验手段等，真正做到让学生能够放开手脚、大胆探索。

2.实践教学内容的改革

教师在实践教学中，要增加设计性、研究性的实验，而减少验证性实验。教师在进行实验项目的挑选时，要特别注意区别对待不同层次的学生，对实验项目进行适当修改，让实验既可以变得困难，也可以变得容易，真正让学生得到锻炼和提升。比如，在单片机实践教学中最常用的电子时钟系统设计，用LED数码管或者LCD液晶来显示时、分、秒，教师可以让学生完成正常功能设计，而对有更高能力的学生，则让他们更充分地发挥，将其设计成竞赛记分牌、定时器、秒表等，以激发学生的学习兴趣和创造力。另外，教师还可以先选择一些课题，然后让学生对这些课题进行发挥，设计出一系列的子课题，再引导学生进行电路设计、程序编写，最后完成产品。要真正提高学生的单片机应用和开发能力，就必须进行教学方法和教学内容的改革。

3.加强单片机应用系统毕业设计的实践教学

毕业设计是学生大学生活中一次大型的综合性训练，也是提升学生单片机应用和开发能力的一个平台。学生完成一次毕业设计，电路的设计、程序的编写、产品的制作完成，对学生的单片机应用和开发能力会有很大的提升。教师可以选择一些实际生活中应用到的课题，这样不但可以让学生将所学的知识应用于实际，也能够有利于学生学会站在实际的角度考虑问题。在毕业设计的过程中，要要求学生先进行方案的设计和论证，然后再进行软件系统和硬件系统的设计，再进行调试和安装，最后完成论文编写。毕业设计对学生实践能力的培养有极大的好处，教师应该利用这个平台，提升学生能力。

（三）建立高水平的教师队伍

优秀人才的培养不仅仅需要相应的教学条件和教学环境，更加需要高水平的教师队伍。温家宝总理曾在科教领导小组会议上指出：“百年大计，教育为本，教育大计，教师为本。有好的教师才能有好的教育”。教学质量和教学水平是由教师水平的高低决定的。作为单片机实践教学的教师，应该具备产品研发能力和科技研究能力，同时，还要教书育人，对学生进行新技术指导。

三、结语

单片机实践教学应该具备相应的目标和功能。它的目标不应该是传统教学中的进行理论验证，最起码不能是单纯地进行理论验证，而应该是培养学生的单片机实践能力和创新精神。它的功能应该是培养学生在实践中设计电路、编写程序、发现问题、分析问题、最后解决问题的能力，培养学生科学严谨的作风和科学研究的能力。在单片机实践教学中，只有要求学生既要动脑又要动手，才能达到单片机实践教学的目标，实现单片机实践教学的功能。在单片机实践教学中，教师只有有效地培养学生的实践能力和创新精神，加强学生独立思考的能力，丰富教学内容和教学方法，才能推动单片机实践教学水平的发展，提高人才培养的质量，更好地为国家、为社会培养优秀人才。

参考文献：

［1］ 章万静，刘长荣，刑海霞，顾军林。软硬联合仿真在单片机实践教学中的应用［J］.电脑知识与技术，2010，17（21）：256-257.

［2］ 陈淑洁。“开放―自制―开发”一体的单片机实践教学创新研究［J］.中国现代教育装备，2009，12（9）：105-107.

［3］ 张宏伟，阎有运，王新。单片机实践教学改革的探索与实践［J］.实验室研究与探索，2009，28（4）：215-217.

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