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单片机原理论文范文1
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10.“目录”两个字应该设置为黑体三号加粗居中
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小学教育教学论文范例欣赏：
【摘要】随着社会中各行各业的竞争力度不断增加，大学生就业成为了社会重点难题。特别是计算机行业，近年来的计算机领域快速发展，各高校向社会输送的计算机人才也日渐提升，同时也加大了就业竞争力度。所以，学生掌握一种制约芯片的电路设计，并且熟练使用一种编程语言，不仅能够提高竞争实力，也可以增强自身的技术水平。本文中通过面向技能抽考的单片机教学进行探讨。
【关键词】技能抽考单片机教学多元化单片机
单片机是一种微型计算机的分支，以体积小、功能全、性价比高等特点著称，被运用到工业制约、通信设备、信息处理、电器等诸多领域。单片机技术在整个课程中处于核心位置，是电子信息、机电、自动化等专业学科必备技术，也是工科学生就业的一个基本保障。
一、单片机教学目前状况
单片机教学中，教师以汇编语言版本和C语言版本为编程工具的单片机为学习对象，这种学习策略可以使学生更加深入的了解单片机指令系统的操作，也可以对单片机软、硬结合的特点做深一步的单片机原理理解[1]。
“单片机”是一门专业课程，基于电工学、电子学、计算机组成原理学、接口原理及汇编语言学基础上的一门课程。以上课程是单片机课程的基础，对单片机的学习能够起到推动作用，加强学生对相关课程的理解。对于学生而言，单独的学习单片机课程，没有专业背景和知识结构的因素影响，将会很难入门[2]。
二、单片机教学的理由
2.1单片机教学的实验设备单一
教学中使用的实验设备通常是学校为学生准备好的包含十几种实验内容的实验包，学生对实验包里的设备进行试验并加深对理论知识的理解。但是，通过这种实验包学习产生的理由是无法提供更高层次的动手实验，实验包里的实验项目硬件已经连接完毕，学生只需要通过简单的连线就可以使用，导致了学生动手和动脑的机会少，线路已经固定，学生不能根据自己的设计转变线路，在实验中产生一定的局限性。
2.2教学内容与实际应用不符
学校的教学策略中，基本以理论为主，造成设计效率低、学生学习的难度大、理论性过强、语句不易理解等理由，另外由于编程的代码结构复杂，学生对硬件结构的依赖性比较大，不能够完全在不同种类之间相互移植。
三、技能抽考在单片机教学中的作用
3.1技能抽考的理论
技能抽考是根据教育学的要求，依照专业特点对学生掌握的专业技能进行标准化的考核，需要通过理论和实践的双重考核。具体做法分为三种：制定统一的抽考标准；制作抽考标准的试题库；根据专业学习的人数，采取随机筹钱的方式进行学生的独立抽考。
这种技能上的抽考相当于一种技能竞赛，专业技能竞赛相比职业技能竞赛的方面更为广阔、参与的学生也比较多、比赛的内容全面，抵制了一直以来的“重技能轻综合”的不足[5]。
3.2技能抽考在单片机教学中的作用
技能抽考运用到教学模式中，能够重新建构教学模式，提高教师和学生的专业能力、增强教师的职业道德素质和心理素质等，使学习中实现车间与教室、教师与师傅、学生与学徒、作业与产品、理论与实践、教学与比赛相结合的一种教学改革，推动学校教育水平的发展。
3.3技能抽考重建教学模式
技能抽考是以学生的综合实力为评价标准，在学习范围的完成情况来进行对专业能力的衡量，对能力、策略等进行务实、高效的教学目标。因此，教育教学观念发生了转变。从原有的教学方式转向行动教学方式，让课堂从理论性教学转向实践性教学，以“教学工厂”为实训教学模式，使车间和教室结合、理论与实践结合。
四、结论
单片机原理和教学中的自主研发、开放性和创新性，比较容易符合新世纪人才的培养，符合高校的教育规律。在教学中加快改革步伐，加强基础、培养能力、开拓思维、注重创新、提高素质为教学中心思想，以培养学生的科学实验素质和动手能里为教学目标，将教学层次加深，全面展开单片机教学的最新模式，为电子信息行业培养大批量专业知识强又掌握应用技术的应用型人才。
参考文献
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单片机原理论文范文2
论文关键词：单片机原理及应用技术；设计理念
《单片机原理及应用技术》是机电一体化技术专业的一门必修专业技术核心课程。该课程是根据“机电一体化技术”专业职业岗位要求设置的一门实践性和综合性非常强的专业技能课程，是基于职业标准和工作过程开发的理实一体化的学习领域课程，是属于职业学习领域课程之一，它担负着帮助毕业生在未来职业生涯中从担任单片机程序的编制、控制系统的自动化控制等岗位的重任。通过本课程的学习，旨在培养学生学习单片机的结构和原理、单片机的指令系统、程序设计、单片机的硬件结构及其扩展、单片机的应用等，培养学生具有单片机的编程、硬件的结构设计的能力及团队协作、沟通表达等综合素质，这对提高机电一体化专业人才培养质量、提升毕业生就业能力与就业质量具有重要意义。
一、课程整体设计理念与思路
（一）设计理念
打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为基于工作过程的项目课程开发与设计，工作任务为中心、项目课程为主体，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。
1、以岗位需求为依据：依据自动化控制系统实践能力要求，设置课程内容，实现课程内容和职业岗位需求紧密结合；2、以工作过程为基础：按照工作过程中活动与知识的关系来设计课程，突出工作过程在课程框架中的主线地位，按照工作过程的需要来选择知识，以工作任务为中心整合理论与实践内容；3、以职业能力为主线：真正以“能力”为主线来设计课程。要按照工作的相关性，而不是知识的相关性来确定课程设置。
（二）设计思路
本课程从应用的角度出发，依据由简到难的原则，以典型工作任务为主线，设立教学项目，通过教师指导学生开展自立学习完成工作任务或项目，实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验，从而形成职业能力。共设置9个学习项目， 每个学习项目均应从知识技能等方面达到教学的标准。
二、课程整体设计
（一）课程目标设计
确定课程目标的依据是根据人才培养方案中岗位具体工作对能力、知识、素质的基本要求。通过教学，本课程总体目标是实现学生能力、知识、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发展，培养可持续发展的满足企业需求的高技能人才的目标。 1、能力目标：（1）具备单片机硬件图的表达、阅读、分析能力；（2）具备单片机汇编语言编程的能力；（3）具备单片机硬件扩展的能力；（4）初步具备单片机的应用能力。
2、知识目标：理解单片机的结构及其工作原理，了解单片机的特点及其发展过程；掌握单片机的指令格式、寻址方式、数据传送类指令、算术运算类指令等各种指令系统。掌握单片机软件编程的方法；掌握单片机的硬件结构及其硬件扩展的方法。
3、态度目标：具有实事求是的科学态度和吃苦耐劳的实践意识；具有开拓和创新精神，具有良好的职业道德和职业素质。
（二）课程内容设计
为了保证学生毕业后能够胜任有关岗位的要求，我们依据专业人才培养方案经过反复研讨后，选择了贴近实际的5个典型项目作为教学内容，以保证学生可持续发展能力的培养。并根据学生的认知规律以及职业能力成长规律，将教学项目组织为5个对应的能力训练项目。
（三）教学方法设计
1、基于教与学的教学方法。一方面以学生为主体，以专业课程和专业技能提高的需求为目的确定综合案例、单项任务和理论知识。通过课堂练习与测验、课后研究报告、课后综合案例及课程实验与学生一起“学中做、做中学”。另一方面，以教师为主导，老师指出课程学习目标和学习方法，进行正确引导（课堂、实验、课后研究报告），了解学生困惑，进行正确指导（课程学习、作业、实验报告、课后研究报告书）；2、创造真实氛围的工作环境，实施一体化教学法。注重学生职业素质的养成，创设真实氛围的工作环境，开展一体化教学，将教室与实训室合二为一，形成仿真的工作场所，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，使学生通过学习亲身体验工作。教学组织过程实施“学做一体”。采用行动导向教学模式，教、学、做过程中，实行以学生为主体的教学互动，以活动为导向的自主学习；3、案例教学法。如讲解单片机编程知识时，引入生活、工业控制实例等开展案例教学，如电动玩具的前进后退、走廊灯光的延时熄灭、仓库货物数量统计、交通灯制作等案例，增加学习兴趣和动力，又为学生利用所学知识解决相应的实际问题奠定基础；4、项目教学法。以生产过程为载体开发教学项目，整个教学围绕各个项目的解决而展开，教师提出引导性问题，学生查找资料进行决策分析，制定出计划，并进行实施，引导学生自主思考。
另外，还充分利用现代化多媒体教学手段，提高教学效率。充分利用网络教学手段，提供了网络教学平台，提高学生自主学习的能力。
三、课程资源设计
使用高等职业教育时空技术专业“双证课程”培养方案规划教材、高职高专系列教材等作为教学参考教材，实行以多媒体技术为主的网络教学环境；推荐优秀网站，建立包括课程标准、教学内容、课件等内容的教学资源库。鼓励、引导学生利用网络自主学习，利用校内实验实训教学条件，让学生有目的的，主动地去学习。
单片机原理论文范文3
本文介绍了一种空调机温度控制系统。本温度控制系统采用AT89C51单片机收集数据，处理数据来实现对温度的调控。主要过程如下：利用传感器将非电量信号转换为电信号，转换后的电信号再进入A/D转换器转换成数字量，传送给单片机进行数据处理，并向设备输出控制信号。由LED实时显示被控温度及设定温度，使系统应用更加方便、直观。
【关键词】单片机、A/D转换系统设计系统调试
绪论
单片机利用大规模集成电路技术把中央处理器和数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。
第1章单片机空调控制系统
随着中国人民环境的改善和人民生活质量的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求，建筑能耗占全社会总能耗的比例巨大且持续增长。据统计，2001年中国建筑能耗已达到3.76亿吨标准煤，占总能耗的27.6%，年增长比例是5%。在发达国家中，供热和空调的能耗很大，可占到社会总能耗的25%-30%。有资料统计，办公楼中空调系统耗能量占总能量的25%左右，所以空调控制系统设计始终是建筑环境与设备领域中的重要研究课题之一。
1.1当前国内研究情况
1）在城市现代化建设过程中，用电结构发生变化，其中用在建筑物空调系统的电力负荷比例日益增加。据不完全统计，北京已有250余幢宾馆、办公楼和50余家大商场采用中央空调，其空调用电负荷达40万kW。相当于华北电网为了调峰，耗资27亿元而兴建的十三陵抽水蓄能电站的1/2装机容量。以广东省为例，现有装机容量已达30万kW,并以每年30%的速度递增，其用电负荷已占总共电量的40%以上。
2）改革开放以来，我国经济的高速发展和人民物质生活水平的不断提高，对电力供应不断提出新的挑战。尽管我国发电装机容量已超过2亿Kw,年发电量已突破9000亿kWh。然而，目前我国电力供应仍很紧张。突出的矛盾是电网峰谷负荷差加大，夜间至清晨谷段负荷率低，而高峰段电力严重不足，有的电网峰谷负荷之差达25%-30%，造成白天经常拉闸限电，夜间有电送不出的现象。
3）由于空调用电负荷一般在电力谷段用量甚少，对城市点昂具有很大的“肖锋填谷“潜力，而在中央空调中，制冷系统的用电量通常占整个空调系统用电量的40%-50%，如以商场为例，每10万m2空调制冷系统的须用电功率约为7000-9000KW。因此，空调蓄冷系统应运而生，并将日益展示他广阔的应用前景
1.2空调控制系统的组成以及基本工作原理
空调系统的基本组成形式可分为三大组成部分，分别是：冷热源设备（主机）、空调末端设备、附件及管道系统。该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
1.2.1控制器原理
该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
本系统硬件简单可靠，软件具有更完善的控制功能和抗干扰能力。系统具有很高的性能价格比
系统CPU根据遥控器或按键输入的命令，对采集到的温度进行智能判断，然后作出相应的制冷、制热或除温运行。再通过接口电路，驱动压缩机、换向阀、风向电机和室内风机作相应动作，并对温度用LED指示。系统的原理框图如图1所示。
1.3软件设计
软件设计采用模拟化处理，主控程序包括以下几个部分：程序的初始化、试运转、数据和信号的采集与处理、温度LED指示、室内风机的闭环积分控制、室内风向电机的步进控制。功能子程序包括制冷、制热、除湿、自动四种运行模式。中断程序包括遥控接收。各种定时的中断查询处理、速度检测等。系统的主控程序流程如图4所示。
1.4硬件设计
1.4.1单片机的选择
系统有3路温度模拟信号输入，还有1路电压和1路电流模拟输入，共5路模拟输入要求；而模拟信号要转换成数字信号才能用单片机CPU处理。为提高系统的性能价格比，应采用含有A/D转换器的单片机。经过各方面的综合比较，我们选用了美国Microchip公司的PIC16C72单片机作为控制核心。它具有5路模拟量输入的A/D转换器，恰好满足系统的模拟输入要求。另外，它在1块芯片上集成了1个8位逻辑运算单元和工作寄存器、2KB程序存储器、128个数据存储器、3个端口（A口、B口、C口）共22条I/O线、3个定时器/计数器。另外，只有35条易学易用而高效的RISC（精简指令集计算机）指令，同时，芯片具看门狗功能，并提供对软件运行出错的保护。
1.4.2模拟输入电路
本系统直接用热敏电阻进行测温，再加一级电容滤波。对外交换温度检测电路，因其干扰较大，特加上二极管限幅保护。对传感器的不同电阻值，将其所对应的不同分压值输入至PIC单片机的A/D转换口，在单片机内部转换成数字信号。该检测电路结构简单，性能价格比高。又因采用的单片机为8位，所以温度转换精度高，可为0.5℃，完全满足了空调的信号检测精度要求。对过流信号的检测，不用经过比较器，节约了资源；而是采用模拟信号整流分压后直接输入，通过单片机自带的A/D转换器，每500μs对其进行一次检测，并进行软件比较，以确认是否过流。对过零电压信号的检测，也是采用模拟信号整流分压后直接输入。因两个半的过零点都要检测，所以用桥式整流。模拟输入电路如图2所示。
1.5单片机控制系统的调试
1.5.1硬件调试
根据设计的原理电路做好实验样机，便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。
1）脱机检查
用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片，先对各管座的电位（或电源）进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。
1.5.2仿真调试
暂时排除目标板的CPU和EPROM，将样机接上仿真机的40芯仿真插头进行调试，调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是一种经验性很强的工作，一般来说，设计制作的样机不可能一次性完好，总是需要调试的。通常的方法是，先编调试软件，逐一检查调试硬件电路系统设计的准确性。其次是调试MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。
1.5.3硬件电路调试的一般顺序
1）检查CPU的时钟电路。通过测试ALE信号，如没有ALE信号，则判断是晶体或CPU故障，这称之为“心脏”检查。
2）检查ABUS/DBUS的分时复用功能的地址锁存是否正常。
3）检查I/O地址分配器。一般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计，则排除地址重叠故障。
4）对扩展的RAM、ROM进行检查调试。一般先后写入55H、AAH，再读出比较，以此判断是否正常。因为这样RAM、ROM的各位均写入过‘0’、‘1’代码。
5）用户级I/O设备调试。如面板、显示、打印、报警等等。
1.5.4软件调试
软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法：
1）交叉汇编
用IBMPC/XT机对MCS—51系列单片机程序进行交叉汇编时，可借助IBMPC/XT机的行编辑和屏幕编辑功能，将源程序按规定的格式输入到PC机，生成MCS—51HEX目标代码和LIST文件。
2）用汇编语言
现在有些单片STD工业控制机或者开发系统，可直接使用汇编语言，借助CRT进行汇编语言调试。
3）手工汇编
这种方法是最原始，但又是一种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。这种方法的实质就是对照MCS—51指令编码表，将源程序指令逐条地译成机器码，然后输入到RAM重新进行调试。在进行手工汇编时，要特别注意转移指令、调用指令、查表指令。必须准确无误地计算出操作码、转移地址和相对偏移量，以免出错。
4）以上3种方法调试完成以后，即可通过EPROM写入器，将目标代码写入EPROM中，并将其插至机器的相应插座上，系统便可投入运行。
硬件、软件仿真调试经过硬件、软件单独调试后，即可进入硬件、软件联合仿真调试阶段，找出硬件、软件之间不相匹配的地方，反复修改和调试。实验室调试工作完成以后，即可组装成机器，移至现场进行运行和进一步调试，并根据运行及调试中的问题反复进行修改。
1.5.5调试
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。根据工作经验，前面叙述的系统调试方法将会有助于从事这方面工作的技术人员及本专业的学习者。
第2章单片机的空调控制系统技术和量化要求
2.1空调控制系统的数字化控制
（以Infineon的8位单片机C504/C508）为例
2.1.1模糊智能控制
与普通空调的运行方式不同，变频空调的压缩机需要连续运行。其速度调节变得更加重要，要确保室内温度波动限制在较小范围内。事实上永磁直流无刷电机是一个多变量，非线性，强耦合的对象，需要智能控制才能取得比较满意的效果。考虑到8位单片机的资源有限，本系统采用模糊控制来实现电机转速的控制。因为C504/C508的CCU单元的通道0在块交换模式下降了参与电机换相外，还可用来完成捕获动作，故这个通道可以同时用于电机速度检测。系统所用的模糊控制规则如下式：U=αE+（1-α）E式中，E为位速度误差，Ec为速度误差变化率，α为加权系数，在0和1之间取值，U为控制器输出。通过调整加权系数，本系统可以对控制规则进行在线修正。
2.1.2功率变换电路
功率变换电路及其驱动和保护是直流无刷电机调速系统的最核心的部分。功率变换电路主要是整流桥和逆变桥。目前在国内变频空调产品中这部分电路的角色主要是由智能功率模块（IPM）来充当。所谓IPM，就是将功率变换电路，驱动，保护，检测，辅助电源都集成在一个模块内。
2.1.3单片机控制系统中控制算法
(1)直接数字控制
当被控对象的数学模型能够确定时，可采用直接数字控制。所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式，它表示系统输入输出及其内部状态之间的关系。一般多用实验的方法测出系统的特性曲线，然后再由此曲线确定出其数学模型。现在经常采用的方法是计算机仿真及计算机辅助设计，由计算机确定出系统的数学模型，因而加快了系统模型的建立。当系统模型建立后，即可选定上述某一种算法，设计数字控制器，并求出差分方程。计算机的主要任务就是按此差分方程计算并输出控制量，进而实现控制。
(2)数字化PID控制
由于被控对象是复杂的，因此并非所有的系统均可求出数学模型，有些即使可以求出来，但由于被控对象环境的影响，许多参数经常变化，因此很难进行直接数字控制。此时最好选用数字化PID（比例积分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2种PID为基础，根据系统的要求，可对PID控制进行必要的改进。通过各种组合，可以得到更圆满的控制系统，以满足各种不同控制系统的要求。
2.2单片机控制系统的数字化
2.21采用数字化负荷随动控制理论
运用现代化计算机技术、数字化自动控制技术，对中央空调设备运行进行综合、优化；针对中央空调主机和辅机系统运行的工况和末端负荷的变化，采集其瞬间多种变化参数，对负荷进行随动跟踪；自动、准确、及时地对冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔风机设备的运行参数进行采集，对系统各设备自动进行实时优化控制，使中央空调主机运行环境得以优化，使得主机工质和辅机系统各种流量跟随末端负荷的变化而同步变化，确保中央空调系统在满足舒适性的前提下，大幅度降低系统的能源消耗。即把负荷运行所不需要的，而系统运行又将会产生的这部分多余的冷量节省下来。
2.22中央空调数字化负荷随动节能控制系统
控制精度高，同频精度和稳定性好，可使中央空调系统节能达到20%以上。该技术、产品在国内、国外处于领先水平，具有高效节能、安全、舒适和方便管理的显著效果。
第3章结论
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。随着我国经济实力的增长，开发新产品的思路上过去那种过多注重价格因素而使新产品开发上不了档次的弱点有所改善，开始注意使用当前最先进的单片机开发高档次的产品。由于单片机的开发手段目前仍以仿真器为主，公司能否提供廉价的仿真器，提供方便的技术服务与培训，较之能否提供高性能、低价位的单片机有着同等的重要性。各单片机厂商在开发工具以及技术服务方面也进行着激烈的竞争。这种竞争与推出新型的单片机以显示高技术方面的优势是相辅相成的。竞争的结果是为单片机应用工程师提供更广阔的选择空间，而最终受益的是单片机产品的消费者，由于单片机对各行各业都有用，这种电子技术的进步导致各行各业的进步，也带动了人类文明的进步。
【参考文献】
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第5章致谢
本论文设计在（）老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着（）老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，（）老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向（）老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。
单片机原理论文范文4
关键词：单片机； 酒精浓度检测系统； 气敏传感器
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.006
1 引言
现代社会的经济正处于高速发展之中，越来越多的人拥有私家车，并且在近几年，故据事故的比重很大。在如今中国，由酒后驾车所引发的交通事故每年可达上万起，其危害之严重可见一斑，已成为交通事故的第一大“杀手”。
为了实现对于人权的尊重，对于生命的关爱，使更多人的生命权，健康权以及幸福美满的家庭能够得到更好的保护，需要设计一种智能的酒精检测系统可以检测驾驶员的体内的酒精含量。本论文研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，检测酒精的浓度，并且具有显示和报警功能的基于单片机的酒精检测系统。
2 基于单片机的酒精测试仪的总体设计方案
此次设计是采用STC12C5A60S2纹机作为主控芯片，设计一款酒精浓度测试仪，用C语言编写主控芯片的控制程序，再结合所构建的特定的电路，使酒精测试仪可键盘输入数据，控制其在LCD显示器上所显示的酒精的阈值，以便于应对在不同情况下，该酒精检测仪进行实际的应用。通过酒精浓度的检测，LCD显示器上会显示出准确的酒精的数值，而经过程序的运行与判断，对不符合的酒精值进行警告，从而引起响应电路的报警，表明驾驶员已经达到酒驾的标准。
在本设计中，由于人饮酒之后，酒精被人体利用消化系统吸收，大约有90%的酒精通过肺部被转化为气体，通过呼吸系统排出，因此直接测量呼出气体中的酒精含量，所以利用气敏传感器来测量呼出的气体，就可以检测出人体大概的酒精含量了。
以下为基于51单片机的酒精测试仪的总设计框图：
3 硬件电路设计
硬件电路分为电源模块，单片机最小系统模块，电源模块，MQ-3传感器模块，1602液晶显示模块，声光报警模块，按键模块。下面分别介绍电源模块，MQ-3传感器模块，1602液晶模块，声光报警模块，按键模块。
（1）电源模块电路。为了进行实物演示的方便，我们并没有给这个单片机系统运用电池供电，而是直接运用DC电源座与数据线将其连接在电脑上，用电脑直接给其供电，使单片机满足5V电压的运行环境。
（2）MQ-3传感器模块。在设计中需要应用到MQ-3气敏传感器，该传感器能够准确的检测出人体呼出气体中酒精的含量，然后通过STC12单片机中内部的A/D转换线路，可以将传感器所检测到的模拟信号转换成数字信号发送到1602液晶上，显示出相应的酒精浓度。
（3）1602液晶显示模块。1602液晶是两行各16字符的字符型液晶，该液晶拥有体积小、功耗低、显示操作简单等优点，刚好满足本设计对于液晶的要求。同时还要加上一个蓝白电位器，便于调节液晶的电压与电流。
（4）声光报警模块。为了能够使酒精浓度的检测产生更加具体的视听感受，所以加上了声光报警模块。当所检测的酒精浓度已经达到或超过所设定的阈值时，由蜂鸣器与LED灯所组成的模块，就会产生蜂鸣器发出刺耳的声音，led二极管发出红光的警告。
4 软件代码调试
系统开始工作，对LCD液晶、阈值、IO口等数据进行初始化，初始化结束，程序进入循环，用MQ3采集酒精气体，对测得气体数值进行AD转换，使得其数据在LCD上显示，若酒精浓度大于阈值，会有声光报警产生。
5 结论
由于本设计使用的是以单片机作为核心控制元件和灵敏的MQ-3气敏传感器，使本酒精浓度检测系统具有功能强、性能可靠。电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。但在实际的操作中，发现气敏传感器浓度下降过快，不方便测量，没有密闭的呼吸管，所测酒精浓度不准确等问题。接下来将以此为基础，更加深层次的探究基于单片机酒精检测系统设计过程，实现理论研究的应用价值。
参考文献：
[1]何道清.传感器与传感器技术[M].科学出版社.
[2]张毅刚.单片机原理及应用[M].高等教育出版社.
[3]黄惠媛.单片机原理与接口技术[M].海洋出版社.
[4]万福君，潘松峰.单片机微机原理系统设计及应用[M].合肥：中国科学技术大学出版社.
单片机原理论文范文5
论文关键词：教学改革，单片机，实验实训装置
1.课程特点与教学现状分析
《单片机应用技术》课程是高职电子类和电气类专业的必修课，这门课程的特点是：实用性和实践性强，一方面，单片机技术在生活和生产的各个领域都有它的应用，具有实用性；另一方面，学习这门课程必须重视实践环节才能真正掌握这门技术，具有实践性。但是专业教师在多年的教学当中，感觉到传统的单片机课程教学模式存在许多不足之处：
（1）理论讲授以老师为主体。学生作为一个听众，被动地跟着老师走实验实训装置，普遍地感到课程抽象、难学，缺乏学习热情。
（2）现在的大多数教材对单片机的原理、内部结构、编程等内容作了深入的介绍，但在如何应用单片机进行系统设计方面的引导明显不足，这就使得教材和教学活动有脱离实践的倾向。
（3）在教学活动中，实验和实践环节未得到应有的重视，学生缺乏学习兴趣，抑制了学生的创造力和学习上的主观能动性。
（4）现在的实验普遍采用实验箱作为平台，学生做实验时动手进行连线的部分很少，导致学生动手机会少，做完实验看到的只是一种表面现象，至于单片机工作电路的结构和原理还是搞不清楚。另外，实验箱做的实验是一种仿真实验，与利用单片机开发应用系统还有很大的差距，学生做完实验后，对单片机的实际开发过程还是不清楚中国期刊全文数据库。
由此可见，传统教学模式不能更好地适应单片机应用技术课程的教学，必须尝试新的模式和方法。
2.课程教学改革的探索及实践
2005年在学院领导和系领导的教学安排下，我们开展了教学改革试点工作。提出“以充分培养学生的实践动手能力为本位；以专业知识够用为度”的原则来实施理论教学；通过教师的主导作用和学生的主体作用完成专业教学活动；经过不断实践和完善实验实训装置，逐步构建出了一套使高职学生能具备单片机应用技能的课程培养方案，并在计算机控制技术专业05、06、07、08、09级十个班进行试点运行。结果是试点班级全部按照教改的各项内容完成了《单片机应用技术》课程的学习，教学效果超出预期的想象。
2.1理论授课改革
根据单片机课程培养的主要能力，本着理论知识“必须、够用”的原则重新构建课程内容，以“智能寻迹车”――作为教学的载体。“智能寻迹车”设计有运动系统、传感系统、显示系统、通信系统四大系统，具备自动行驶、自动识别、自动避障、数据处理和传输、液晶显示等功能，涵盖了单片机技术在工程中的常见应用，可以培养学生的电路焊接及电子产品装配能力、电子线路的检测与调试能力、单片机硬件电路的设计和程序开发能力以及单片机系统综合开发和创新能力。整个课程紧紧围绕“智能寻迹车”功能开发与实现这一工作过程展开教学，以能力培养为目标，将课程内容重新构建为实际产品的生产设计过程。
2.2教学方法与手段设计
课程组在教学方法和教学手段上不断下功夫。对于比较抽象的教学摘要以基于工作过程的任务驱动方式安排实践操作任务，在指导学生实践动手过程中，运用举例法、演示法等各种教学方法。在课后，教学课件及视频指导等资料全部在网络上共享，方便学生查阅与练习。
2.3实验实训改革
课程组教师自主研发了“FX-A单片机实验实训平台”、“Mini_51DIY编程开发系统”等一系列用于单片机课程教学的实验、实训和开发装置，自2005年以来，已经历了四次更新。
研发的单片机实验开发板、单片机编程器等装置是从事单片机技术应用工作必须的开发工具。装置具有重复性搭建单片机硬件电路、实现单片机应用系统编程、调试、仿真等功能。装置配备有详细的使用说明和操作案例，编写有实验实训指导书。在教学过程中，学生人手一套实验实训装置，在一体化教室里完成单片机实验、任务试验、实训练习、自主创新开发等学习内容中国期刊全文数据库。在课后，学生可在网络资源的指导下在学生工作室、电子协会及宿舍里使用装置继续进行实践练习，寒暑假学生也可将装置带回家里学习。
学生一人一套单片机实验实训和开发装置，有效地打通了课内与课外的界限，实现以学生为主体的教学思路。对实际工作任务可进行长时间的、反复的动手实践，使能力为本位的教学得以较好地体现
2.4考核方式改革
课程考核以任务和项目为单元进行，每完成一个项目或任务，教师均根据每个学生的完成情况、工作态度、操作规范度和回答问题情况进行评价，期末结合理论考试成绩给于整体评分。结合其它专业能力课程，毕业前，学生应取得“电子仪器仪表装调工”或“单片机设计师”职业资格认证（信息产业部电子行业职业技能鉴定指导中心授权，由中国电子企业协会认证）。
2.5管理方式改革
为了保证课程改革的相关举措能够按要求进行，项目组成员规划设计了该课程的学习管理方式。在学习进度管理方式上采用学生实践任务进度公示的方案，对完成情况比预期慢的学生予以重点帮助，对实践项目完成优秀的作品进行展示，并鼓励动手能力强的学生起带头示范作用。
2.6专业学习环境改革
学生的学习具有不可替代性规律和自主学习的原则，在此基础上才能培养出具有更高创新能力的学生，为建设这样的一个能激发学生创新潜能的环境实验实训装置，我们制定了相关的奖励措施，成立了学生兴趣活动小组，并配备几名指导教师，兴趣小组经常开展专业相关的技能展示，并组织小组成员利用专业知识服务社会，对有条件的实验设备及实验场所进行开放管理，鼓励学生独立开发实践项目，提供条件让学生自己来开发更多更好的实践案例。
3.应用效果与社会效益
经过三年多的实践教学，各项改革措施不断深化和完善，教学效果十分明显，学生的学习积极性高涨，学生在课程中的实践项目完成情况比预期的要好，学生动手实践能力提高很快。通过考核反映出学生掌握理论知识和实践技能的效果比改革前大有提高。通过调查问卷，普遍对改革后的教学方式、管理制度等表示欢迎。学生普遍认为自己在这一门课程的学习过程中不但掌握了以前难于掌握的理论知识，更重要的是通过亲自动手实践提高了自己的动手能力和认知能力。
改革后的教学方式，使从事该课程的教师感受到了教学改革后带来的优越性，教师的教学工作效率得到了提升，理论授课实验实训装置，实践指导环节的教学质量显著提高，而教师的教学负担反而减轻。这样，教师有更多的时间投入到科研开发中来，有更多的时间来指导学生进行实践操作，教与学通过改革与实践很好的融合在了一起。
项目组开发的实践装置成本低、功能全、体积小巧、维护方便，能做到“人手一套”、“时时能练”、“处处能练”，配套开发的实践项目案例越来越丰富，为该课程的教学改革工作创造了条件。多年的应用表明，该实践装置的可靠性高，教学功能突出，非常适合我国高等职业教育中同类课程实践教学的需要，具有大规模推广的前景和价值中国期刊全文数据库。目前，已有多家教学仪器公司有意向进行合作推广，特别是上海大中教学仪器有限公司，不但积极吸呐我院毕业生，还提供资金与我们合作进行项目开发及使用推广。
该课程的教学改革工作也带动了其它课程的教改与实践，为同类课程的教改工作提供了模板和示范作用。经过大量的实践动手，学生的综合应用能力显著提高实验实训装置，毕业生也受到了多家用人单位的青睐。其中中船重工郑州713研究所下属的海神工程公司几年中点名使用我专业的优秀毕业生，认为学生能在工作岗位上很快接受实践操作，动手效果好，做出的工程项目质量过硬。
“千里之行，始于足下”，几年来的教学改革与实践让我们倍尝艰辛，更多的是感受到了教学改革的效果，也让我们发现了教学改革中的新问题。经过不断的完善和实践，建设一套能有效培养学生职业能力的课程培养方案是完全有可能的。虽然我们个人的专业技术力量有限，但投身于高职教学改革的激情与信心是无限的。在学院各部门的支持下，只要大家共同努力，不断实践，不断完善改进教学改革的各项内容，必定能实现有特色的课程培养方案。
参考文献:
[1]姜大源.职业教育学研究新论协[M]北京:教育科学出版社，2007.
[2]李立.高校精品课程建设的几点思考[J].武汉科技学院学报，2006,(8)
[3]陈铁军，等《单片机》精品课程建设实践探索[J].教育与职业，2006,(7)
单片机原理论文范文6
关键词 单片机实验 实验教学 教学改革
0引言
“单片机原理及应用”课程也在高校的计算机类、电子类、电气类、机械类等专业的教学计划中有着特殊的地位。这些专业除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程设计、毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机系统都是应用最广泛的手段之一。近年来，在高校中大力推行的各种电子设计竞赛中，单片机已成为主要方法。
1单片机实验改革的必要性
“单片机原理及应用”是一门理论性和实践性都很强的课程，在重视理论教学的同时，必须重视实验教学。学生通过设计硬件电路、编制软件程序、仿真调试等实验过程，才能更好地掌握单片机的理论知识和应用技能。
传统的实验教学形式单一、方法呆板，实验课一直以教师为中心，学生在规定的时间内，用统一的模式，按照指导书上规定的步骤做相同的实验。实验技术、手段相对较落后，效率不高。这种实验教学方法不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，也不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，为了适应当今社会对单片机行业人才的需求，必须对单片机实验教学进行改革。
2单片机实验教学的改革与探索
2.1 实验教学内容的改革
根据单片机课程的特点，将实验教学内容分为基础实验、基本接口实验、综合设计实验三个部分。
基础实验主要有硬件的认知、指令系统实验、汇编语言程序设计实验。考虑到学生已学习了一些相关的课程，掌握了一定的硬件知识、软件知识以及编程方法，基于学时的限制，这部分的内容可让学生利用课外时间自行完成。
基本接口实验安排在课堂进行，是实验教学的重点。它包括硬件接线与软件编程两部分。学生在进行实验时，首先要根据实验任务完成硬件设计、搭建主体电路，然后编写程序，最后调试。
实践环节应充分发挥学生的自主性。传统的单片机教学中，实验内容通常是理论知识的验证，很少有应用理论知识去解决实际问题的综合设计性实验。综合设计实验旨在帮助学生全面掌握所学内容，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。安排的内容主要是简单电子产品的设计。在进行综合设计实验时，指导书只给出了任务、要求和原理性说明，学生必须根据实验的目的和要求，独立完成软硬件设计和调试。学生要自己分析解决实验中出现的问题，在解决问题的过程中进一步加深对单片机系统软硬件设计的理解。观察实验现象，分析实验结果，写出实验报告。
正确处理好三类实验关系。基础实验、基本接口实验是综合型实验的基础。必要的基本实验是不可缺少的，学生可以通过基本实验掌握单片机的基本原理。综合设计型实验可以培养学生的动手能力和综合应用知识的能力，充分发挥学生的主观能有裕激发学生的学习兴趣。基本实验可安排在教学环节的前期，其目的在于在教学开始之初帮助学生熟悉单片机软硬件环境。而综合设计实验是为了培养学生综合运用所学知识的能力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究训练，没有现成的模式可循，主要利用实验后期、开放实验室结合课程设计、课外兴趣小组、大学生电子设计大赛、毕业设计进行。综合设计实验和课程设计虽然有一定难度和深度，但对学生很有吸引力，能使学生从被动应付实验变成主动实验，不仅提高了基本操作技能，也发挥了学生的学习自主性和创造性。
2.2 精选实验内容
实验内容的选取要做到典型的芯片都安排有相关的实验内容，要适应不同层次学生的需要，将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展，增强学生的参与意识，提高学生的动手能力，增加以设计性、系统性为主的实验内容。
单片机实验既要进行硬件接线，又要编写程序，且程序的准确编写是实验成功的前提条件；有些实验，学生要在有限的时间内完成任务是不容易的。因此，编写实验指导书时，要精心设计，对程序比较复杂的实验，给出部分的程序，并将其中的关键语句删去或是用错误的语句来取代，由学生去完善。这样可以缩短学生编写程序的时间，又能使学生掌握其中的关键。重视思考分析题的设计，使学生通过完成思考分析题，拓宽知识面、提高分析问题和解决问题的能力。
2.3 改进实验教学方法
2.3.1要求学生进行实验预习
实验预习是提高实验效果的一个重要环节。在每次实验完成后，就布置下一个实验的内容，并在上实验课时通过提问、检查预习报告等形式进行检查。学生通过预习并听了教师的讲授之后，在做实验时就能做到心中有数，实验操作的过程也比较容易实现，还能提出一些问题与指导教师探讨，效果较好。
2.3.2启发式教学
在实验过程中，积极对学生进行引导，最大限度地调动和发挥学生在实验中的主体作用。对学生在实验过程中提出的问题，不做正面的回答，而是围绕问题引导学生积极地对待实验中出现的问题，并自己动手独立解决问题。将传统的以教师和课堂教学为主的教学模式，逐步演变成基础实验以教师为主导，综合实验教师与学生并重，创新实验以学生为主的多种形式。鼓励学生结合实际自己立项，独立完成项目。
在实验过程中启发学生寻找解决方法，就能训练学生遇到问题（提出问题）―寻找方法（分析问题）―解决问题的方法和技巧，培养独立工作能力，使实验更具有实践性和实用性。
2.3.3通过多种渠道实现实践教学
教学过程中要与学生的实践活动紧密结合；通过课堂实践教学、课外科研训练实践、大学生电子设计竞赛等多种渠道实现真正的创新型实践教学。利用课程设计进行系统设计级综合实验，使学生将各章学到的知识进行综合归纳，提高学生对单片机应用系统的认识和应用水平。以全国大学生电子设计竞赛、河南省大学生电子设计竞赛为契机，充分调动学生学习的积极性。
2.3.4鼓励学生利用课外时间到开放实验室进行实验
开放实验室是由教师组织学生利用课余时间开展的教学活动，它是对课堂教学的补充和完善，是学生独立思考、亲自动手的实验环节，也是解决学时少与内容多这一矛盾的重要手段。指导教师可以结合课堂上的内容，提出一些设计性题目或学生自行设计实验题目与方案，由学生独立操作调试，最后写出实验报告及收获。基础好的学生得到了施展才能的机会，可以设计出颇有特色的实验方案，写出很好的实验报告，一般学生也会感到有压力，增强了实验的自觉性。
2.4在专业课程设计中融入单片机内容
为了进一步加强单片机的应用，在专业课程设计中融入单片机应用内容，使之成为专业课程设计的重要组成部分，从而使学生通过专业课程设计获得综合培养和锻炼，具备单片机应用系统的设计、开发能力。
2.5规范实验报告，改革考核模式
实验完成后，要求学生按规范写出实验报告。实验报告的规范完成，是实验效果的综合反映。
改革考核模式，从理论和实践两方面进行，重点考核和评价学生的实际应用和创新能力。考试成绩采用百分制：期末考试占50%、平时成绩（作业、答疑、课堂提问）占10%、实验占40%，加大实验成绩在整个课程成绩的比重，以促M学生应用创新能力的培养与提高。若实验成绩不合格，则取消其笔试资格。实验成绩的评定方法为：预习报告占10%，硬件电路连接占25%，软件设计占25%，系统调试占25%，实验报告占15%。另外，对实验中出现的问题，根据解决的情况可奖励0～50分（百分制）。
为了充分发挥学生的主动性、创造性，全天开放实验室。保证学生在规定的学时内顺利完成相关实验，并对实验结果当面考核。
2.6 注重实验教学队伍的培养，提高教师素质
实验教学离不开实验教师，由于加强了综合设计型实验项目，使得学生进行同一项目的实验时，实验程序和实验电路有所不同，这就对实验教师提出了更高的要求。必须加强对实验人员的培训，造就一支稳定的、高素质的实验教师队伍。
3结语
通过对单片机课程的实验教学进行改革，提高了学生的创新能力和综合素质，激发学生的学习积极性、主动性，使学生能够真正学会单片机的原理和应用。
参考文献
