单片机毕业论文题目范文

2023-09-23

单片机毕业论文题目范文第1篇

2、便携式小型家用智能灌溉系统的研究与设计

3、交通信号智能指挥模型

4、电动汽车智能自适应充电系统的设计

5、基于单片机控制的智能教室系统设计

6、汽车发电机智能电压控制系统研究

7、液体采样泵智能控制系统

8、无线智能家居控制系统设计研究

9、太阳能路灯智能控制系统设计研究

10、基于AT89C51的智能照明控制系统设计

11、发展电子工程技术的必要性及应用要点分析

12、挖掘机智能控制系统的设计及应用

13、智能控制在机械电子工程中的应用

14、智能应急照明系统在建筑电气设计中的应用

15、以技能大赛为指引的电子信息专业智能控制方向的课程开发与实践

16、基于单片机的仓库恒温恒湿监控系统设计

17、智能家居控制系统技术问题的研究与探讨

18、浅析电子工程的现代化技术

19、可视对讲门禁系统设计

20、成人《单片机应用课》工学结合教学模式的探索

21、教室智能灯光控制系统的软件设计实现

22、基于Proteus的植保喷头控制系统设计与仿真

23、基于单片机的汽车车窗智能控制系统研究

24、浅谈装饰装修电气系统设计

25、基于嵌入式系统在广播发射机的应用探讨

26、80C51单片机智能小车设计分析

27、智能控制的日光灯电路

28、智能控制技术在车辆工程中的应用

29、浅谈电磁智能控制运动装置的原理

30、智能家居窗帘控制系统的研究与设计

31、晶闸管智能控制模块的应用

32、以思维能力培养为核心的“C51程序设计”课程改革①

33、浅议电子信息技术在交通信号灯控制上的应用

34、几种常见的排种动力传动系统分析

35、基于单片机恒温室内控制系统设计

36、一种基于单片机的智能混水阀系统

37、智能应急疏散指示灯系统安装施工工法

38、暖通空调系统的计算机控制管理分析

39、记忆合金发电演示仪的设计

40、基于STC89S52单片机的教室照明智能控制系统设计

41、智能化太阳能交通指示灯

42、基于单片机智能照明控制系统设计

43、《蓝牙智能小车项目课程》作为中职电子类主干专业课程的意义

44、智能饮水机控制器的设计与实现

45、某型智能巡线机器人的设计

46、基于语音识别的远程多路智能控制系统设计

47、新型单片机芯片实现家居智能控制的单元设计

48、一种基于SL4A的智能卧室门系统

49、基于IoT的智慧大棚系统的开发

单片机毕业论文题目范文第2篇

2、盛世任我行科技 做盲人出行的“引路人”

3、开放大学的慕课课程体系规划与设计研究

4、嵌入式TCP/IP协议单片机技术在网络通信中的应用

5、基于嵌入式的计算机应用专业人才培养模式的改革探索

6、职业院校计算机专业教学改革思路构想

7、嵌入式软件人才的培养

8、单片机在智能电子设备中的应用研究

9、单片机程序设计中C语言的具体应用

10、浅谈车辆工程中智能控制技术的应用

11、C语言教学的教学模式改革策略解析

12、单片微机技术实践教学模式的改革与实施

13、基于开源硬件的信息技术实验教学 与信息技术实验室建设

14、谈高职院校嵌入式教学中微处理器和操作系统的选择

15、关于发展STEM教育的思考与建议

16、NVIDIA的野心 Tegra处理器揭密

17、面向青少年人工智能教育的多目标识别系统设计

18、智能农业大棚系统的设计与实现

19、高职学生创新能力培养研究与实践

20、软件保护的分析与思考

21、职业学校单片机教学改革的发展方向

22、关于职业学校电子电工专业人才培养的若干思考

23、“嵌入式系统”课程创新型教学模式探究

24、基于机器视觉的齿轮端面缺陷检测方法

25、嵌入式系统应用课程教学方法实践

26、浅析摩斯码声音信号自动识别技术

27、应用型本科机器人方向嵌入式系统课程教学方法探讨

28、“双创+新工科”背景下电子信息技术专业实训基地建设改革研究

29、小高层建筑外墙及玻璃清洁无机设计与验证

30、基于PS021的无线应变测量系统研究

31、计算机专业“嵌入式系统”教学探索

32、试论无触点有载调压配电变压器可靠性技术的研究与实现

33、信息技术环境下创客导师自主成长的策略研究

34、百花文艺出版社等9家出版社书目

35、“以赛促学、赛教融合”混合式教学模式改革研究

36、高职嵌入式应用课程思政教学实践与探索

37、系统集成技术课程教学方法之探讨

38、基于企业需求的嵌入式教学内容设置分析

39、《单片机技术及应用》课程教学研究

40、《汇编语言程序设计》课程教学改革研究

41、风力发电机振动采集分析与监控系统

42、单片机实验教学改革之探索

43、数字信号在电子信息工程中的应用

44、现代高职电子信息类专业实践教学改革研究

45、嵌入式数据库SQLite及其应用研究

46、物流搬运机械手建模仿真与快速成型

47、基于Arduino单片机的解魔方机器人

48、基于虚拟仪器和3D打印的STEAM教育体系设计

49、一种可快速商用的基本型智能家居系统设计

单片机毕业论文题目范文第3篇

【关键词】 单片机 DS1302 DS18B20 GPS授时同步时间

一、课题的研究背景

单片机智能数字钟在于提供一种崭新的智能数字钟。与标准时间相比具有校准精度高,走时准确度也高,布线容易,而且价格也便宜。现在它已变成一种应用非常广泛的计时工具,特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用。利用LED数码管显示的日历钟具有价格低廉、安装方便、显示清晰直观、走时准确等特点,还可以进行夜视,并且还可以扩展多种功能。此外,我们设想了使用GPS全球定位系统的授时同步时间的功能实现钟表自动调时校准,但是由于GPS授时同步时间系统的价格偏高,所以使用其对钟表进行自动调时还具有一定的局限性,并不能广泛投入使用。

二、产品性能

1、基本性能。①具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能;②时间与阴、阳历能够自动关联;③具有温度计功能; ④具备年、月、日、星期、时、分的校准功能。

2、创新性能。① 具有GPS导航定位功能;②用内嵌实时时钟的安全芯片校准其实时时钟。

三、系统硬件设计概述

本电路是由Atmega16单片机作为主控制核心,具有在线编程功能,低功耗,能在3V超低压工作;时钟电路由DS1302提供,它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,并具有闰年补偿功能,工作电压为2.5V~5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒,具有使用寿命长,精度高和低功耗等特点,同时具有掉电自动保存功能;温度的采集由DS18B20构成;显示部份由23个数码管,74LS138、74l54译码器构成。使用动态扫描显示方式对数字的显示。

四、部分电路设计

4.1温度模块设计

采用数字式温度传感器DS18B20作为温度采集信号,它是数字式温度传感器,具有测量精度高,电路连接简单等特点,此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输,使用PA0与DS18B20的I/O口连接,需在电源端与I/O数据口加一个4.7K的上拉电阻。Vcc接+5V电源,Vss为接地端。

4.2 GPS模块的设计思路

全球卫星定位(GPS)由位于海拔11,625英里轨道的一组卫星组成,每个卫星配备了最多四个原子时钟。GPS接收器接收到的时间信息经过运算可以获得精确的时间信息。

GPS信号接收模块接收多颗GPS卫星发送的频率为1575.42Mhz的UTC信号,经处理输出NMEA0183格式或其它标准的信息。微处理单元(MCU)对上述信息进行后续处理,并换算成北京时间等信息后送液晶显示,并按照一定格式和方式经接口电路输出。一旦短时间发生GPS不同步时,系统将自动进行精确的时钟守时。

4.3显示模块的设计

采用动态扫描显示,由23个数码管,3-8译码器74LS138接的A、B端接单片机PC0、PC1,C端接电源端。使能端为低电平有效,4-16译码器74154的A、B、C、D分别接PC口的0~3端。其输出端接到共阴数码管位选段端作为选通位码。

五、系统的软件设计

综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,符合电子仪器仪表的发展趋势,具有广阔的市场前景。

单片机毕业论文题目范文第4篇

关键词:应用;单片机;教学;实践

0 引言

单片机原理是电类专业十分重要的主干课程,该课程对于培养学生综合运用所学电子技术、计算机技术知识分析、设计、制作单片机应用系统具有重要作用。传统的单片机课程教学采用“先理论讲解,再动手实验”的教学模式,以大量原理来引导学生入门,不仅使学生理解困难,而且感觉枯燥乏味;教学过程中以单片机原理为核心,其应用只是点缀,造成学生应用能力培养不足;将软硬件分离介绍,对单片机软硬件结合的系统设计方法强调不够,使学生在构建实际的应用系统时缺少系统化的思路。单片机教学往往存在教学内容、考核方式与实际应用脱节,学生成绩不能真实反映开发能力等问题。改革单片机课程教学,以应用为目标,全面提高学生综合运用知识解决实际问题的能力,实践证明在应用型人才培养的过程中是行之有效的。

1 确定教学内容

1.1 教学目标定位

单片机应用系统开发是电类专业学生必备的技能之一,许多公司在招聘电类学生时也将单片机应用系统的开发能力作为招聘条件,因此,单片机原理课程重点应该放在实际应用方面,培养学生实战能力,以应用为核心是课程教学目标的不二选择。

1.2 优化理论课教学内容

单片机原理开设以前,学生已学习了模拟电子技术基础、数字电子技术基础、C语言程序设计、微机原理与接口技术等课程,单片机系统开发所需要的基础知识已经具备。教材编著者考虑到各方面的问题,往往将教材内容组织得较完备,可以满足大多数读者的需要,但不可能完全满足教师教学的个性化需求,所以教师需要结合实际对教学内容加以优化整合,既要考虑到学生的前期基础减少不必要的重复,又要考虑到单片机自身的特点,将最重要的教学内容梳理出来,在教学中贯彻实施。该课程理论教学安排了36学时,实验教学18学时,教学时间紧,任务重,为了较好地完成教学任务,达成教学目标,经优化后的教学内容详见表1。

对于教材中的部分内容,如数制系统、A/D及D/A接口、8255接口芯片、存储器芯片等与微机原理课程相重复的内容做删减,由学生自主学习;对于c语言部分,只学习单片机C语言特有的内容,其余部分删减,以便节省教学时间。

该课程实验教学安排了18个学时,时间紧张,只能选择开设部分实验项目,其余实验项目需要通过实验室开放等方式由学生自主完成。开设的实验项目通常包括:Keil C51开发环境的使用、基本IO口扩展实验、P1和P3口输入/输出实验、单片机的定时/计数实验、外部中断实验、单片机与PC机串行通信实验、A/D转换实验、键盘显示实验,实验项目根据具体情况可做进一步的优化调整。

在实验系统中,将实验设备附带的源程序全部删除掉,要求学生自己编写程序完成实验项目,所编写的程序中,部分实验项目的源程序要求用汇编语言编写,另外一些实验项目的源程序要求用C语言编写,使学生汇编语言和C语言的编程能力均得到有效提高。

2 加强课堂教学,提高教学效果

2.1 改进教学方法,提高学生学习兴趣

在教学中,课堂教学是主阵地。因此,高校课堂教学效果的好坏直接关系到人才培养质量的高低。教师在课堂教学中要善于总结经验,改进教学方法和教学手段。要注意用灵活多样的教学方法打动学生、吸引学生、激励学生,采用启发式、研究型的教学方法,吸引学生跟上教师的教学节奏,激发学生思考的激情,提高其学习兴趣,从而提高课堂教学质量。

2.2 加强课堂演示

在单片机教学中,Proteus软件是必须让学生学习并基本掌握的一款设计及仿真软件。Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成,其中,ISIS是原理图编辑与仿真软件;ARES是布线编辑软件。教学中,要注意利用Proteus软件强大的系统仿真功能,加强课堂演示,激发学生学习的兴趣,提高课堂教学质量。笔者以串并转换为例,通过位传送方式、定时中断方式、外部中断与定时中断相结合等多种方式加以实现,极大地激发了学生的学习兴趣,课后将相关资料发送给学生,让学生进一步灵活变通,再将仿真的结果在实验室加以验证,有力促进了学生对相关知识的理解。

2.3 精选课后作业

适当的课后作业能促进学生对所学知识的消化吸收,但要注意,单片机课程的作业必须围绕教学的应用目标而布置。笔者所布置的作业通常有2类,一是促进学生掌握基础知识,如关于基本指令、寻址方式等方面的作业;二是锻炼综合应用能力的作业,题量不多,但是要求学生用Proteus软件绘制电路原理图,用Keil C51开发环境调试程序,2者联调进行系统仿真,将仿真结果打印出来,剪切整齐粘贴在作业本上。此外,让部分学生在课堂上对所完成的作业进行讲解和仿真演示,激发其主动学习的潜能,对于知识记忆性的课后习题则由学生自主完成,通常不写在作业本上。

3 加强理论教学与实验教学的融合

在传统的教学过程中,往往存在着理论教学与实践教学脱节的现象。为了避免出现该问题,在教学中须做到理论教学与实验教学的相互融合、相互渗透。例如,在中,一方面在理论课中结合实验讲解键盘显示的接口原理,要求学生课后利用Proteus和Keil软件做仿真实验;另一方面,实验教学中要求学生将仿真结果直接在实验系统中加以验证,键盘显示实验电路图如图1所示。

在仿真实验的过程中,发现该电路在Proteus和Keil软件环境下仿真较困难,经过讨论,认为主要原因在于数码管的位控与按键扫描存在共用P3口的问题,将仿真电路加以简化,如图2所示,仿真成功,再将程序不加任何修改装入实验系统中,实验成功。

通过此实验,不仅实现了理论与实验、课外与课内、软件仿真与实际系统的有机融合,而且还让学生认识到仿真软件强大的功能与不足,感受到了在某些环境下,仿真系统终究还是不能完全替代实际系统,经过实际系统检验过的电路和程序才是更加可靠的。

4 改革考核方式,突出实际应用

4.1 传统考核方式的弊端

传统的考核方式通常采用闭卷考试,总成绩由平时作业、实验成绩、课堂出勤、期末卷面成绩等按一定的比例折算而得,这种考核方式有利于对学生知识掌握情况、平时学习情况作综合的考核,但是存在着对学生实践能力、系统设计能力考核不足的问题,考核成绩高不代表其实际应用能力和系统设计能力高。

4.2 考核方式的改革

为全面考核学生对单片机应用技术的掌握情况,体现“综合全面,应用优先”的教学目标,课程采用的考核方式为:考核成绩=课堂出勤+平时作业+实验成绩+期终考试+作品加分。在分数的比例分布上,课堂出勤占10%,平时作业占10%,实验成绩占15%,期终考试成绩与作品加分合计占65%。作品加分的办法为:独立完成的加40分,合作完成的每人加30分,每件作品最多允许2人合作完成,作品加分与期末考试成绩合计最高可为100分参加总成绩的折算,考核办法在第一次上课时即宣布,确保每一位同学都有机会和充足的时间设计制作产品获得作品加分,从而提高课程考核的总成绩。

4.3 考核方式改革的理论依据

考核方式的改革是根据高等学校的培养目标、大学生的学习特点、学习心理等多种因素决定的。与中小学生和成人教育学生的学习相比,大学生的学习活动在学习目的、性质、途径、内容和方法上都有很大的不同。大学生学习的主要特点表现为:学习具有较高层次的职业定向、更加突出的主观能动性、学习途径具有多样性、学习具有研究和探究的性质。在教育活动中,要把学生作为实践活动的发出者,激发与调动学生主体的主观能动性和学习积极性,即激发学生的学习兴趣,增强学生学习的主动性,使其发挥到最佳程度,实现学生“要我学”到“我要学”的转变。

4.4 具体做法

(1)树立学生正确的学习理念。经调查,多数学生对所学课程的学习目标和课程价值不明确,往往抱着过关的态度来学习。为改变学生的学习态度,在教学中反复强调“学习要通过考试,但学习的目的不是为了考试,而是为了应用”的理念。

(2)采取多种办法激发学生的学习激情和主动性。为激发学生的学习激情和学习主动性,第一堂课时给学生展示学长们的作品资料,对优秀学生的发展现状做介绍;承诺对于完成作品设计制作的同学给予考核时作品加分并予以报销消耗材料费,激发其想获得高分的愿望;突出就业时的优势,鼓励学生以后参加招聘会时拿着自己的作品去参会,让学生相信凭着作品的魅力应该远远胜过仅拿着一大堆自我介绍材料的竞争者,帮助学生树立参加招聘会时“人有我有,人有我优,人无我有”的观念,并将此观念转化为从现在开始行动的日常学习行为。

(3)为学生创造适当的条件。我校地处武陵山区,所在地区素有“老少边山穷”的地域特点。地域的特殊性使学校区位劣势与基础弱势突出,建设发展与其他地区高校相比要面临着更多的困难,没有条件像其他地区的高校那样给每位学生发放电子技术实验箱。通过实验室开放、实验室预约、网上购物等多种办法帮助学生克服焊接调试设备缺乏、器件不足等多方面的困难。

(4)确定作品制作主题及验收办法。作品设计主题包括:电子钟、数字温度计、交通灯控制系统、键盘显示系统、篮球赛计分器、智能玩具、语音控制系统及学生感兴趣的其他任意课题。验收办法为学生平时设计制作,教师答疑,期末时约定时间集中统一验收,验收时学生需做产品功能说明和演示,教师拍照。此外,学生还需提交作品设计报告的纸质文档及电子文档。

4.5 取得的成效

通过改革单片机课程的教学内容和考核方式,加强课堂教学,取得了显著的成效。学生学习兴趣显著提高,参加作品设计制作的同学多,在学科竞赛中获得了良好的成绩。2009级电子、通信专业共41名同学设计制作了21件作品,在2012年湖南省大学生电子设计竞赛中获得二等奖2项,优胜奖1项;在2012年第八届“博创·恩智浦”杯嵌入式物联网竞赛中获得二等奖1项,三等奖1项,部分学生的作品如图3—5所示。

5 结语

单片机课程教学改革特别是考核方式的改革取得了显著的成效,在学校2012年度教学检查中获得了学校有关领导及教学督导团的一致好评,具有较好的推广价值。

(1)强调启发式教学,激发学生的学习兴趣,增强学生学习的主动性,引导学生理论联系实际开展自主性、研究性的学习。

(2)合理组织教学内容,精讲精练,树立学生学以致用的观念,改变为通过考试而学的被动式学习,真正实现“教师为主导,学生为主体”的教学模式,培养学生的创新精神、自学能力、实践能力和团结协作的意识。

(3)改革考核方式,变传统的以考试为中心,单纯考核学生对知识掌握程度的考核方式为以应用为目标,对学生掌握知识的程度及应用能力进行综合评价的考核方式。

总之,单片机原理课程教学必须以应用为目标,通过各种方式激发学生主动学习的兴趣,理论联系实际,让学生在实践中实现对基本知识、基本技能的掌握。培养其发现问题、分析问题、解决问题的能力,提高学生的工程应用能力,践行人才培养方案中所规定的培养“高级应用型工程技术人才”的人才培养目标。

参考文献:

[1]王海燕,杨艳华.Proteus和Keil软件在单片机实验教学中的应用[J].实验室研究与探索,2012,31(5):88-91.

[2]朱敏杰,罗珩,余亚东.改革单片机教学培养应用型人才[J].实验室研究与探索,2012,31(2):144-147.

[3]谢维成,杨加国.单片机原理与应用7ZC51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2009.

[4]胡亚琦.单片机原理及应用系统设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,2010.

[5]黎奇升,吴青峰.地方性高校课堂教学中存在的问题及对策探索[J].高等理科教育,2011(5):142-145.

[6]燕良轼.高等教育心理学[M].长沙:湖南大学出版社,2005.

[7]胡弼成.高等教育学[M].长沙:湖南大学出版社,2005.

[8]游俊.西部地方高校在建设创新型国家中的地位与作用:以吉首大学的办学实践为例[J].中国高教研究,2006(12):15-17.

(编辑:赵廓)

单片机毕业论文题目范文第5篇

关键词:项目法;单片机;教学改革

近些年来,学习方式的创新和改革已经成为世界各国教学改革研究的重点内容。以美国为首的西方各国,倡导“设计学习”、“探究学习”,充分调动学生的学习主动性;亚洲的日本主导“综合学习”,提高学生学习的能力和效率;我国的台湾推崇“激发式主动探究”,以此来提高学生学习的质量;我国内地目前主要贯彻教师教学方式和学生学习方式的转变,由要求学生学习转变为学生主动探究学习,构建多种教育教学体系,激发学生学习兴趣,提高教学质量。

2003年,德国职教所提出了项目教学法,此教学法以行动为导向,以完成项目为目标,以学习知识为出发点。教学过程中,教师把所要学习的内容分解为若干个具体的工程项目,制定具体教学方案,实施相关课程的教学。教学过程中,要求学生按照各个项目制定相關设计方案,并进行相关探讨。项目实施中,教师将进行项目相关知识点的讲解,最后学生自行完成项目。这样的教学过程,不仅仅传授了学生相关课程的知识,还培养了他们的操作技能,锻炼了他们的职业能力。项目法教学在高等教育中,尤其是工科相关专业的教学中,有着独特的优势,利于学生各项综合能力的培养,应该得到大力的推广。

一、单片机传统教学方法

单片机自从问世以来,由于其功能强、可靠性高、体积小、价格低等优势,已经被广泛应该用于工业生产的各个领域,成为我们身边相关产品必不可少的一个重要核心部件。单片机课程也已经成为全球高校工科专业的一门必修课程,是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程,它是建立在《微机原理与接口技术》、《模拟电路》、《数字电路》和《汇编语言》这些课程基础之上的。课程教学要以培养学生的实践能力和综合应用能力为依据,根据课程的教学目标,制定具体教学方案并进行实施,形成以培养学生专业能力、方法能力、社会能力的课程结构。

传统的单片机教学一般首先介绍单片机的基础知识、单片机的组成结构、单片机的指令系统以及汇编语言程序设计,然后依据前序基础知识进行单片机中断系统、定时系统、存储器扩展、单片机的I/O口扩展、单片机的A/D、D/A转换等的讲解。讲授内容理论性较强,而且教师在教学过程中,大都采用传统灌输式教学,将一个个知识点逐个的灌输给学生。由于单片机课程相关知识点的延续性不是很强,相关知识点之间的关系不是很密切,教学的过程就变成了枯燥无味的单片机组成的陈述,学生缺乏学习兴趣,学习效果差。而且单片机是一门非常注重实践的课程,是大学课程中非常接近生产实践的一门课程,传统的理论讲授根本不能满足教学的需求,不能达成这门课程真正的教学目标。

二、项目教学法

项目教学法是一种新的教育理念,以学生为主导,教师进行辅助规划,师生共同完成一个个工程项目的教学活动。在这里,项目是指以实际生产生活中一个个具有实际应用价值的产品或系统研发任务,它必须满足以下条件:

1. 项目的实施过程,必须能够包含一定的课程教学内容;

2. 项目必须具有一定的工程应用价值;

3. 能够将相关课程的理论知识和实际生产应用技能相结合;

4. 和目前相关产品的生产设计过程有比较大的相关性;

5. 项目具体实施计划必须由学生制定,由学生自行组织、安排;

6. 项目的实施必须有明确的可考察的成果;

7. 项目必须具有一定的难度和工作量,要求学生运用新学习的知识去解决新的实际问题;

8. 每个项目结束时,学生进行项目相关工作的总结汇报,师生共同评价项目成果。

在项目法教学实施的过程中,不断的学习成为学生必须一直参与的实践活动。教学注重的不是最终的考试分数,而是课程中各个项目完成的过程。通过项目法教学,可以促使每个学生在项目实施过程中理解课程的要求,掌握课程的知识体系,锻炼专业的职业技能,体验创新的艰辛与乐趣,更好的培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力。

另外,在《单片机原理及应用》课程中,通过应该于实践的相关项目的融入,可以摆脱枯燥无味的纯理论教学,可以更好的提高学生学习的积极性和主动性,提高教学的质量,提高学生理论和实践结合的能力。

三、项目法在《单片机原理及应用》课程中的应用

项目法主导的单片机教学首先必须体现对单片机相关知识的学习,同时,在项目实施的过程中要注重学生分析能力、动手能力、方法能力、实践能力、团结协作能力、社会适应能力等的培养。所以,在教学过程中通过了解项目、提出方案、问题分析、知识点讲解、设计电路、编写程序、制作电路、电路调试、项目答辩总结等过程来培养学生的各种能力。

项目教学法的基本特征是:以相关项目为主线,学生为项目实施主体,教师为实施主导。学生作为项目实施的主体,通过独立规划、设计完成项目,把书本理论和实际生产实践有机地结合起来,既可以提高自身的理论水平和实践能力,又可以在教师的引导下,锻炼培养合作解决问题的综合能力,为学生工作后更好更快的融入工作环境打好基础。其次,项目法教学,由于其独特的联系实践的特点,可以引起学生浓厚的学习兴趣,帮助学生养成良好的自主学习的习惯,增强学生学习积极性,使学生由被迫学习转变为想学、愿学、会学,切实提高学生的学习品质,全面落实以学生为本的教育教学理念,使我们的教育真正达到育人的目标。

教师在项目法教学中,也要积极进行角色的转换,从传统的填鸭式讲授、灌输,转变为有序的组织引导和规划;从重复的三尺讲台上的讲解,转变为融入学生中,和学生一起交流探讨、合作学习。项目法教学要求教师必须明确自己在其中所承担的角色,要认识到被动的填鸭式教育得不到良好的教学效果和学习效果,要主动协助学生进行项目法教学相关步骤的实施,提高教学的质量和学生学习的效率。在整个教学过程中,虽然学生是主体,但是教师并不是可有可无、无事可做的,而是比传统教学中的作用更加重要、更加不可缺少。因为整个项目教学的主导还是教师,缺少了教师的引导,项目教学法根本达不到相关教学的效果,也将失去它本质的意义。

采用项目教学法进行教学,项目的质量直接影响教学的效果和质量,因此,项目的规划、设计非常重要。首先,要根据单片机课程的特点和目前单片机研究的热点提出一定数量的项目,每个项目的设计要有明确的可量化的目标,教师要在总体目标的构架下,协助学生把每个项目细分为一个个的小目标,并把每一个学习模块的内容细化到一个个小的目标中,通过这些小的目标的实现来带动项目的实施,进而实现整个项目的总体学习目标。

其次,项目的设计还要符合学生的特点,教师在进行整体项目设计规划时,要从学生的学习实际出发,充分考虑学生现有的知识水平,充分考虑学生前序基础课程的学习状况,充分考虑学生认知能力、兴趣爱好等特点,做到因材施教,才能達到最好的教学效果。

再次,项目的规划设计要注意将课程相关知识点中的重点和难点进行分散。学习掌握一门课程的相关知识是一个逐步积累的过程,循序渐进才能达到最佳的教学效果。所以,在进行项目法教学时,要考虑每个项目的大小,要考虑每个项目中知识点的含量,以及每个项目中知识点的难度等多方面因素。

最后,传统教学引入相关概念和知识点的步骤往往是按提出概念-解释概念-举例说明的顺序。而在项目教学法中,知识点和新概念、新知识的引入,应以学生的认知为规律,在项目实施的过程中,以学生遇到的问题为切入点引入有关概念和知识点,展开相关教学。

具体实施过程中,实施步骤为:

1. 对具体项目目前的研究现状和市场前景进行讲解。

2. 讲解本项目完成过程中所需要用到的相关单片机的软硬件知识。

3. 要求学生思考项目完成的方法、步骤,并利用课堂进行交流、讨论。

4. 教师对学生的交流讨论进行评价,并按照交流和讨论的结果逐步给学生讲解项目的具体完成步骤。

5. 学生根据自己查阅的相关资料和教师的分析讲解,拟定任务书,进行软硬件规划设计,完成仿真,制作电路板,焊接元器件,最后完成成品。

6. 组织相关教师对学生的作品进行答辩验收。

例如,在《交通灯设计》项目:

问题的提出:某十字路口为东西和南北走向,要求合理设计此十字路口的红绿灯控制电路。

根据项目问题的提出,首先要求学生通过项目需求,通过了解背景、问题分析、方案提出及讨论来制定方案、实施计划。紧接着,教师对学生制定的方案、计划进行分析评价,对方案实施过程中用到的单片机知识点进行讲解。紧接着是计划的实施,包括电路的设计、程序的编写、仿真的模拟、元器件的选择、电路焊接调试。最后学生进行成果展示、项目总结,教师对学生成果进行评价。图1为学生设计的交通灯仿真电路,图2为制作的实物电路。

四、项目法教学实施的成效

单片机课程项目法教学在2017级相关班级中进行试点,效果显著,学生学习积极性显著提高。从成绩上看,如表1,无论是及格率还是高分率都较前几届明显提高。从应用实践的能力训练上来看,试点的班级多名学生参与全国及江苏省各项电子竞赛,并取得了较为优异的成绩。

五、结束语

激发学生的学习积极性、主动性,改善目前高校学生的学习惰性是项目教学法的一个重要作用。在项目法教学实施的初期,学生有可能还不适应这样的教学方法。此时,教师合理的激发和引导显得尤为重要,对此每一个教师需要有充分的准备。只有充分的调动了学生的学习兴趣、学习积极性,把学生的身心引领到项目的实施中去,让学生在每个项目实施完成的过程中体会到这些“活动”的乐趣,学生的学习才会由被动变成主动,由消极变成积极,由被动接受变成主动探求。只有这样,项目法教学才能得到很好的实施,教学的进程才容易把握,学生才能真正学到相关的知识,才能达到不教而教的地步,收到事半功倍的效果,实现教育的真正目标。

传统教学方式和教学理念的改变并不是一门课程、一段时间、一个项目、一次实践就可以实现的。对一个国家、一个学校、一个教师的教学理念是如此,对每个学生的教学理念更是如此。教学方法、教学理念的转变需要一个较为长期的实践探索过程,需要大量教师的付诸行动,需要多届学生的配合实施,需要国家相关政策的扶持和帮助。相信通过各部门的不懈努力,项目法教学将被越来越多的高校和课程所使用,课程的教学效果也将更上一个台阶。

参考文献:

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[5]张妍,郭维威,尹衍林,等.基于创新应用型人才培养的单片机教学改革探究[J].黑龙江工业学院学报(综合版),2017,17(8):18-20.

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[10]贡雪梅.项目教学法在单片机原理课程设计中的应用[J].实验技术与管理,2009,26(7):115-117.

单片机毕业论文题目范文第6篇

摘 要:本文重点介绍了PC机与单片机的无线通信系统。该系统通过无线收发模块RF418实现PC机与单片机之间的数据异步串行无线传输,可用于小区无线抄表、GPS及柱上断路器远程控制等。本文从工程实际的角度,设计了硬件电路及相应的上下位机程序。

关键词:单片机 无线通信 RF418 PC机

近年来,随着单片机及微机技术的不断发展,特别是网络技术的广泛应用,采用PC机与多台单片机构成的测控系统越来越多。但在一些场合,如与移动的测控对象进行通信、较远距离通信不适合布线的地方等,则不适合采用有线通信。随着无线技术的不断完善和发展,无线通讯技术逐渐应用于PC机与单片机之间。在本文中的无线通讯主要采用无线收发模块RF418,通过一定频率的电磁波实现PC机与单片机之间的无线通信,由此可以方便地进行数据处理和远程控制。该无线通信系统可实现的通信距离为6~15公里,完全克服了红外无线传输的直线性、静止性、受环境因素影响等缺点。

一、无线通信系统的构成及工作原理

(一)无线通信系统的构成

1.PC机

PC机在该无线通信系统中作为DTE(数据终端设备),主要用于接收由下位机部分采集到了数据,并对数据进行计算、处理、动态显示等。同时可以把一些数据、命令字等数据传给下位机部分,用于与下位机部分的双向信息沟通或对下位机部分控制等。

2.无线收发模块RF418

该模块作为DCE(数据通信设备),在该无线通信系统中有着重要的作用,主要用于两个或多个数据终端设备之间数据传输。通过该模块可以把数据的电平信号转换成无线电信号,以一定频率电磁波的方式传送出去。同时也可以接收电磁波中的无线电信号,并把其转化成数据的电平信号传输到数据终端设备。

3.RS-232C总线标准接口板

由于计算机内部的数据信号是TTL电平标准,而通信线上的数据信号却是RS-232C电平标准,该接口板主要用于较远距离通信的DCE与DTE之间的TTL电平和RS-232电平的相互转换。

4.单片机系统

单片机通过一定的方式与控制元件相连,起到了数据采集、处理和发出控制指令的作用。对于点对多点的多机通信则需采用多个单片机。单片机要采集处理数据,需要软件支持,要控制下位机模块RF418也要软件来支持。因此,要用程序存储器来存储单片机要执行的程序。无论单片机采集到的数据,还是上位机传给单片机的数据,都需要存储起来,然后才能进行处理或传输,而大容量的数据存储器起到了数据存储仓库的作用。同时单片机系统还需要电源模块,外围控制输出继电器等。

5.无线收发模块RF418

该模块与上位机部分的模块完全相同,在作用上也是一致的。在数据传输过程中,两个模块的频率必须保持一致,并且每个模块的发送与接收不能同时进行,而两个模块的发送与接收必须协调一致。对于点对点通信只需要一个RF418模块,而对于点对多点的无线通信则需要多个RF418模块,并且每个模块有不同的地址。

(二)无线通信系统的工作原理概述

单片机向PC机发送数据:单片机将采集到的数据经转存处理后,把其传出,送入模块B的缓冲区,模块B检测到TX空闲时间超过5毫秒后把要发送的数据以打包方式或自动跳频抗干扰模式发送出去,从而模块A接收到模块B发出的数据,测试RTS是否有效,当RTS有效时,模块A则接收字节,并发送到PC机。

PC机向单片机发送数据:首先,PC机把要发送的数据(包括命令字等)经过RS232接口板的电平转换,把其送入模块A,当模块A检测到TX空闲超过5毫秒则将以无线电波的形式发射出去,当模块B检测到RTS有效时则接收数据,并把其送入单片机,存在下位机部分的RAM中。单片机对接收到的数据进行判断与识别,并根据预先设好的情况进行动作。

二、硬件设计

(一)下位机部分电路设计

单片机的P2口为外扩RAM和ROM提供高8位地址,P0口分时提供低8位地址和8位双向数据总线。片外RAM的片选信号由单片机的P2.7控制。其读和写由8031的RD(P3.7)和 WR(P3.6)信号控制,而片外ROM的输出允许端OE由读选通 PSEN信号控制。并且使其片选端CE接地,处于常选通状态。

外RAM和外ROM由于控制信号及使用的数据传送指令不同,故不会发生总线冲突。扩展后的电路原理简图如图2-1所示。从原理图中可以看出,外RAM的存储空间地址为0000H~7FFFH,外ROM的存储空间地址为0000H~1FFFH。

根据RF418的使用参考手册,RF418的8个引脚中,引脚3为3.3V引脚,使其空着不用,对于引脚4为电源开关,在接电源或空开时,电源则为打开,而接地则为关断电源。在这里,为了简便,空开引脚4从而打开电源。RF418的RX和TX引脚要与8031的RXD与TXD引脚对应相接,从而可以使RF418与8031之间自由的传送数据。至于RF418的RTS和CTS引脚分别由8031的P1.0和P1.1口控制,并且只有在它们为低电平时有效。电路原理简图如图2-1所示。

图2-1单片机外部存储器扩展及与RF418电路原理简图

(二)上位机部分电路设计

PC机内部为TTL电平,而传输线上为RS232电平。为了使TTL电平与RS232电平能互相转化,须使用RS232接口板(9针)把PC机与RF418模块连接起来。其原理简图如图2-2所示。

三、软件设计

(一)PC机程序设计方法

PC机程序采用VB中的Mscomm控件来实现。本设计为点对多点(一PC机对多单片机)、双向(PC机可以向某一单片机发送数据,又可以从某一单片机那里接收数据)通信。采用PC机主动向所有单片机发出握手信号,然后所有的单片机对接收到的握手信号进行判断处理的方式。在PC机发出的握手信号中包括五个字节,第一个字节和第二个字节为握手信号的起始符(分别为FEH、EFH),第三个字节为想要与之通信的从机地址(00H~0FFH,可达255台从机),而第四个字节为从机接收或发送数据的命令字(00H表示从机接收数据,01H表示从机发送数据),第五个字节则为握手信号的结束符(FFH)。所有单片机接收完握手信号,并判断握手信号中的第三个字节是否与自己的地址相符,如相符则清SM2位,并且把PC机发过来的握手信号原样发回去,以通知PC机握手成功。然后则开始判断PC机发给的命令字,如果是从机接收数据的命令,则单片机就转到从机接收子程序;如果是从机发送数据的命令,则单片机就转到从机发送子程序。相应的PC机也开始做好发送或接收数据的准备。本设计没有校检和部分,并且上位机也不向下位机传输从机接收或发送数据的个数。对于单片机的握手应答信号则在相应的子程序进行处理判断。采用Timer事件反复查询的方式来接收单片机发给PC机的数据;采用Output属性向单片机发送数据。数据接收或发送完,则通过相应的信号通知单片机。

(二)单片机的通信程序设计方法及流程

本方案为点对多点(一PC机对多单片机)、双向(PC机可以向某一单片机发送数据,又可以从某一单片机那里接收数据)通信。采用PC机主动向所有单片机发出握手信号,然后所有的单片机对接收到的握手信号进行判断处理的方式。在PC机发出的握手信号中包括五个字节,第一个字节和第二个字节为握手信号的起始符(分别为FEH、EFH),第三个字节为想要与之通信的从机地址(00H~0FFH,可达255台从机),而第四个字节为从机接收或发送数据的命令字(00H表示从机接收数据,01H表示从机发送数据),第五个字节则为握手信号的结束符(FFH)。所有单片机接收完握手信号,并判断握手信号中的第三个字节是否与自己的地址相符,如相符则清SM2位,然后开始判断PC机发给的命令字,如果是从机接收数据的命令,则单片机就转到从机接收子程序;如果是从机发送数据的命令,则单片机就转到从机发送子程序。相应的PC机也开始做好发送或接收数据的准备。本方案中没有校检和部分,并且上位机也不向下位机传输从机接收或发送数据的个数。其中寄存器R6中存放着从机发送字节个数,寄存器R7中存放从机接收字节个数,从机要发送的数据存在外RAM的0000H~5FFFH单元里,从机接收到的数据存在外RAM的6000H~7FFFH单元里。程序流程如下图所示:

参考文献:

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[4]李振亭.Visual Basic程序设计教程.北方交通大学出版社

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[6]贾惠芹,张拥军.用VB通信控件开发微机与单片机的串行通信程序.西安矿业学院

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