時(shí)間：2023-03-02 14:58:38
導(dǎo)語：在單片機(jī)應(yīng)用論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
[關(guān)鍵詞]動物溫度傳感器單片機(jī)
一、設(shè)計(jì)指標(biāo)
本系統(tǒng)采用了高精度傳感器AD22100。要準(zhǔn)確測量動物病患體溫，首先應(yīng)全面了解動物的正常體溫。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道.美國科學(xué)家用口腔電子體溫計(jì)對幾十種動物測試得到了一系列數(shù)據(jù)，可將這些數(shù)據(jù)存儲于上位機(jī)之中。考慮到整個監(jiān)控系統(tǒng)的成本，A/D轉(zhuǎn)換采用價(jià)廉的8位芯片.設(shè)計(jì)時(shí)量程范圍確定為36.00-41.10℃。將36.0℃時(shí).輸入到A/D芯片的電壓處理.調(diào)整為0V.溫度41.10℃時(shí).輸入到A/D芯片的電壓處理、調(diào)整為5V。溫度每升高0.02℃，.電壓升高5V/255=0.0196V.保證系統(tǒng)分辨力為0.02c.0.02℃×255—5.10℃.溫度上下限為36.0℃-41.10℃。報(bào)警溫度為36.5℃。
二、方案比較與選擇
本課題的核心問題在于模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換以及數(shù)字量的顯示，筆者對兩種比較理想的方案進(jìn)行討論。
1.硬件實(shí)現(xiàn):在溫度傳感器AD22100將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號后，通過A/D轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)化成八位二進(jìn)制精度的數(shù)字信號，再把該八位二進(jìn)制精度的數(shù)字通過譯碼轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)，并最終用數(shù)碼管顯示。
2.基于單片機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn):在溫度傳感器AD22100將溫度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號后，通過A/D轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)化成八位二進(jìn)制精度的數(shù)字信號，改用51單片機(jī)，通過編寫程序，按照一定的算法來將八位二進(jìn)制精度的數(shù)字轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)，并通過數(shù)碼管顯示出來。
實(shí)踐表明:A/D轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化出來的是八位二進(jìn)制精度的數(shù)字，這個二進(jìn)制數(shù)的大小并不代表真實(shí)的溫度，需要一種算法來實(shí)現(xiàn)而不是單純的譯碼就可以實(shí)現(xiàn)的。而單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)分辨率高，高可靠性且具有一定的智能功能。
所以綜合考慮，確立方案:用單片機(jī)程序?qū)⒃摪宋欢M(jìn)制精度的數(shù)字轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)字，再利用單片機(jī)驅(qū)動顯示器顯示，可以從顯示器上精確的讀出溫度的數(shù)值。
三、硬件設(shè)計(jì)
1.傳感器、放大模塊。測量溫度的時(shí)候，我們選用具有信號調(diào)理的電壓輸出溫度傳感器AD22100。其有以下特點(diǎn):工作溫度范圍為—50~150度；溫度系數(shù)22.5mV/℃；輸出電壓正比于溫度與V+的乘積；線性優(yōu)于滿量程的±1%。；反向電壓保護(hù)；高電壓、低阻抗輸出。
溫度傳感器AD22100將溫度信號通過溫敏電阻R的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號，從運(yùn)放輸出端輸出電壓，對應(yīng)的電壓信號傳輸函數(shù)為:
當(dāng)圖中電源電壓為+5V，—50~150度對應(yīng)的輸出電壓為0.25~4.75V。溫度與輸出電壓呈線性關(guān)系，當(dāng)溫度變化有變化，則會對應(yīng)有一個電壓輸出，通過溫度傳感器AD22100將溫度轉(zhuǎn)化成電壓。
2.A/D轉(zhuǎn)換模塊。運(yùn)用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809將模擬量的電壓信號轉(zhuǎn)化成八位二進(jìn)制精度的數(shù)字量ADC0809芯片介紹可參看有關(guān)文獻(xiàn)。
3.單片機(jī)的顯示數(shù)碼轉(zhuǎn)換模塊
(1)原理與算法。在很多運(yùn)用單片機(jī)進(jìn)行測量的系統(tǒng)中，通過傳感器或A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)只是測量數(shù)據(jù)，并非顯示數(shù)據(jù)，將這些測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的顯示數(shù)據(jù)，才能通過查表的方式正確顯示直觀數(shù)據(jù)。8位二進(jìn)制有0-255共256個值，但是電壓值卻只有0-5V，8位二進(jìn)制的0和電壓的0V對應(yīng)，而8位二進(jìn)制的255和電壓值的5V對應(yīng)，把0-255分成5分，即255/5=51，，1/51=0.0196V，即一個8位二進(jìn)制值所代表的電壓值近似為0.0196伏。再按照這個關(guān)系去除以51，得到十位電壓值；再將余數(shù)與26比較，小于26直接乘以10再除以51，所得商就是個位電壓值；如大于26則先減去26，再乘以10，然后除以51，所得商再加上5，即得個位電壓值；將第二次除以51所得余數(shù)，按第二次除以51的方法進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果為十分位電壓值。(2)單片機(jī)與LED數(shù)碼管動態(tài)顯示接口電路。具體電路可查閱相關(guān)文獻(xiàn)。由于動態(tài)顯示情況下，CPU要定時(shí)掃描刷新顯示，數(shù)碼管的信號在不停的通斷變化，為了保證顯示效果，一般會在數(shù)據(jù)端口接一個緩沖驅(qū)動芯片(如74HC244、74LS244等)，而在位選通端接一個PNP三極管作驅(qū)動(如9012、8550等)。
4.超溫異常報(bào)警模塊。利用AD22100傳感器取得電壓模擬量后，根據(jù)其傳輸函數(shù)公式
可算得當(dāng)溫度TA達(dá)到36.5時(shí)，電壓模擬量V0的值為2.196V。所以，在V0后面加一個比較器，當(dāng)V0大于恒壓源設(shè)定值時(shí)，就會在比較器輸出端輸出一報(bào)警信號，從而引發(fā)報(bào)警裝置。
四、軟件設(shè)計(jì)
1.顯示程序的實(shí)現(xiàn)。在程序設(shè)計(jì)時(shí)一般將具體的顯示部分單獨(dú)分出來組成一個顯示子程序，這樣編程方便、思路清晰，也便于檢查。顯示時(shí)，從主程序調(diào)用顯示子程序，根據(jù)顯示數(shù)據(jù)通過查表程序讀取顯示代碼，將顯示代碼從P0口傳給數(shù)碼管，同時(shí)P2選中1個數(shù)碼管，每個數(shù)碼管亮1MS，顯示完接著顯示第二位數(shù)據(jù)，當(dāng)所有數(shù)碼管第一輪全部顯示完后返回主程序。
2.程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者可按個人習(xí)慣及擅長具體設(shè)計(jì)。
五、問題及展望
此類溫度檢測器只能有一種報(bào)警溫度值，理論上只適用于平均溫度接近的一類動物的檢測，存在局限性，可在此問題上進(jìn)行深入的研究，制造出集成的有各種溫度設(shè)定值得模塊，設(shè)計(jì)更加通用型的溫度檢測儀。
參考文獻(xiàn):
[1]薛鈞義，張彥斌.MCS一51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用.西安交通大學(xué)出版社，1991.
【關(guān)鍵詞】溫度 at89s52 nrf9e5
1 引言
由于在局部的溫度通常具有不一致性，因此在檢測環(huán)境溫度時(shí)，傳統(tǒng)的單一測點(diǎn)測量溫度的方法并不能夠準(zhǔn)確說明實(shí)際的溫度信息。在同一環(huán)境中，對多點(diǎn)進(jìn)行溫度測量，能夠有效解決這一問題，使得溫度測量更加準(zhǔn)確。但是多點(diǎn)溫度測量的溫度測量點(diǎn)比較分散，如果使用傳統(tǒng)的有線布線方式的話，則系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，十分麻煩。本論文設(shè)計(jì)了一種基于無線傳輸?shù)臏囟炔杉到y(tǒng)，采用了nrf9e5無線芯片，主控芯片采用的是at89s52單片機(jī)，溫度測量的傳感器為ds18b20[1]。
本論文首先介紹系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，然后分別簡要介紹硬件電路設(shè)計(jì)以及部分軟件程序設(shè)計(jì)。
2 系統(tǒng)方案
無線數(shù)據(jù)傳輸按照傳輸方式的不同，可以分為：點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)以及多點(diǎn)對多點(diǎn)。本論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由主控芯片51單片機(jī)、主接收器以及多個測量終端組成。每個測量終端都是通過無線傳輸模塊nrf9e5傳遞數(shù)據(jù)，進(jìn)而形成無線傳輸?shù)臏囟炔杉到y(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
將相應(yīng)的溫度傳感器分布在所要測量環(huán)境的不同位置，就能夠精確評估環(huán)境溫度。然后再將這些測量得到的溫度經(jīng)過無線通信模塊發(fā)送到主控芯片上，主控芯片對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示。
3 硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊
nrf9e5具有和8051相互兼容的微控制器，但是時(shí)序和指令都與其有些差別。nrf9e5與cpu的數(shù)據(jù)交換是通過串口來進(jìn)行的。
nrf9e5和其他模塊通信主要是通過自身內(nèi)部的并行口和內(nèi)部的spi口。nrf9e5與nrf905等具有一樣的功能。收發(fā)器在與微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過程中，主要是通過片內(nèi)的spi和并行口。在要傳輸通信的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好之后，就能夠產(chǎn)生中斷，供微控制器使用。
3.2 溫度測量電路
溫度檢測的方法有很多，比如采用熱電偶等。但是本論文采用的是ds18b20溫度傳感器。該溫度傳感器采用的是one-wire總線，即只采用一根信號線與單片機(jī)進(jìn)行連接。該測溫傳感器能夠測量零下55度到125攝氏度的溫度范圍，同時(shí)分辨率能夠達(dá)到0.5攝氏度。工作電壓范圍很寬，一般為3.0至5.5v。
3.3 主控芯片
本論文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集器使用的主控芯片是at89s52單片機(jī)。msc-51單片機(jī)是八位的非常實(shí)用的單片機(jī)。本論文所使用的at89s52單片機(jī)就是基于這款單片機(jī)的。msc-51單片機(jī)的基本架構(gòu)被atmel公司購買，繼而在其基本內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了許多新的功能，同時(shí)擴(kuò)展了芯片的容量以及加入flash閃存等等。51內(nèi)核的單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此無論是在工業(yè)上還是在一些電子產(chǎn)品上應(yīng)用都很多。全球也有許多大公司對其進(jìn)行擴(kuò)展，加入新的功能。即使是在今天，51單片機(jī)仍然在控制系統(tǒng)中占據(jù)很大市場。
下面對本論文所使用的單片機(jī)作簡要介紹。這款單片機(jī)具有最大能夠支持的64k外部存儲擴(kuò)展，同時(shí)還具有8k字節(jié)的flash空間。該單片機(jī)具有4組i/o口，分別是從p0到p3，同時(shí)每組端口具有8個引腳。每個引腳除了能夠作為普通的輸入和輸出端口外，還具有其它功能，也就是我們通常所說的引腳復(fù)用。其還具有斷電保護(hù)、看門口、計(jì)時(shí)器和定時(shí)器。51單片機(jī)一般的工作電壓是5v。
4 軟件設(shè)計(jì)
4.1 通信協(xié)議
本系統(tǒng)為單點(diǎn)對多點(diǎn)的無線通信，主接收器在可靠通信范圍內(nèi)分別與每個數(shù)據(jù)終端通信。主接收器與每個數(shù)據(jù)終端都有一個唯一的地址，因此在通信過程中必須明確接收方的地址。系統(tǒng)通信協(xié)議定制如表1所示。
4.2 溫度測量程序
本論文采用的溫度傳感器是one-wire總線的器件，與主控芯片進(jìn)行一根數(shù)據(jù)線連接，就能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號的雙向傳輸。但是這樣就要求主控芯片的時(shí)序必須具有嚴(yán)格的要求。在出廠之前，每個器件的rom上都光刻上64位的編碼，這個編碼地址序列是唯一的，我們可以通過這個編碼地址序列來進(jìn)行多
點(diǎn)的組網(wǎng)。但是本論文所設(shè)計(jì)的溫度采集系統(tǒng)，在每一個結(jié)點(diǎn)只是用一個溫度傳感器，因此在程序中并不需要讀取其rom編碼。
5 總結(jié)
在實(shí)際的溫度測量過程中，測量單點(diǎn)的溫度往往并不能夠準(zhǔn)確反映實(shí)際溫度信息，需要對同一環(huán)境進(jìn)行多次測量，同時(shí)要對多個溫度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測量。但是多點(diǎn)溫度測量的溫度測量點(diǎn)比較分散，如果使用傳統(tǒng)的有線布線方式的話，則系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，十分麻煩。本論文設(shè)計(jì)了一種基于無線傳輸?shù)臏囟炔杉到y(tǒng)，采用了nrf9e5無線芯片，主控芯片采用的是at89s52單片機(jī)，溫度測量的傳感器為ds18b20。本論文首先介紹系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，然后分別簡要介紹硬件電路設(shè)計(jì)以及部分軟件程序設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；項(xiàng)目式；課程改革
單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是高職院校電子信息類、自動控制類等專業(yè)的核心課程，這門課程學(xué)習(xí)的好壞直接影響了學(xué)生對專業(yè)研究的進(jìn)一步深入的能力及電子信息類人才培養(yǎng)的基本要求。據(jù)調(diào)研高職院校單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)方式，部分院校按照知識體系講授，講授內(nèi)容順序?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)概論、單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計(jì)等[1]。按照知識體系講解，教師和學(xué)生普遍感覺內(nèi)容枯燥無味，學(xué)生對知識點(diǎn)難以理解，更不用說具備利用單片機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。部分院校目前利用項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)，經(jīng)過實(shí)踐教學(xué)測試，教學(xué)效果良好。
一、教學(xué)模式的改革
教學(xué)模式由知識體系講授轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目驅(qū)動方式。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，知識體系講授對于高職階段的同學(xué)說來說，能夠系統(tǒng)的了解單片機(jī)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)，對指令執(zhí)行的內(nèi)部過程更加清晰，知識點(diǎn)介紹完后再通過一個大的課程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目完成課程的實(shí)踐教學(xué)。項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)方法是通過多個項(xiàng)目的學(xué)習(xí)完成單片機(jī)課程的教學(xué)，即介紹某個項(xiàng)目時(shí)，先介紹理論知識，緊跟著完成實(shí)踐教學(xué)，即設(shè)計(jì)項(xiàng)目硬件電路、軟件程序，然后調(diào)試系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。每個項(xiàng)目能完成具體的某種功能，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣會增加，對課程的理解更加深入。兩種講授方式存在的弊端有：知識講授體系缺乏興趣性、理論較難理解、缺乏實(shí)踐能力的鍛煉；項(xiàng)目驅(qū)動式對單片機(jī)的內(nèi)部原理分析不夠深入，但提高了單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)際開發(fā)能力。
實(shí)際教學(xué)過程中可采用模擬仿真及實(shí)物焊接兩個環(huán)節(jié)。硬件仿真電路使用Proteus硬件仿真軟件，該軟件內(nèi)部集成了多種常用的單片機(jī)芯片、電阻、電容、晶體管、LED、LCD液晶屏等，電路搭建方便，仿真效果良好，目前廣泛的應(yīng)用在單片機(jī)課程的教學(xué)中。軟件采用KEIL軟件，該軟件使用方便，通過建立工程文件到生產(chǎn)HEX文件整個流程清晰易懂，代碼編譯質(zhì)量高。Proteus和KEIL兩個集成開發(fā)環(huán)境具有聯(lián)調(diào)功能，提高了學(xué)習(xí)效率，使得系統(tǒng)開發(fā)流程更加直觀，容易被學(xué)生接受。
二、教學(xué)內(nèi)容的選擇
教學(xué)內(nèi)容的選擇需符合人才培養(yǎng)方案的定位。學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握單片機(jī)實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)流程；能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)常用的單片機(jī)控制系統(tǒng)；具備檢修單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)故障的能力；能夠熟練使用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真測試；提高學(xué)生手工焊接技能等要求。
通過多個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，使得單片機(jī)技術(shù)中的知識點(diǎn)全部介紹，能夠達(dá)到上述要求。教學(xué)項(xiàng)目需從簡到難，然后綜合設(shè)計(jì)多個項(xiàng)目，最終達(dá)到理論和實(shí)踐教學(xué)效果。教學(xué)內(nèi)容詳細(xì)介紹如下：（1）單片機(jī)最小系統(tǒng)的介紹。可選用項(xiàng)目點(diǎn)亮一個發(fā)光二極管。分析單片機(jī)與PC機(jī)的區(qū)別，介紹單片機(jī)的基本知識等，理論分析后，在Proteus中搭建硬件電路，在KEIL中設(shè)計(jì)軟件程序，然后調(diào)試程序，觀察系統(tǒng)是否正常工作，需重點(diǎn)介紹集成開發(fā)環(huán)境Proteus、KEIL軟件的使用。（2）單片機(jī)IO端口的學(xué)習(xí)。如可選用流水燈系統(tǒng)展開介紹，詳細(xì)分析單片機(jī)內(nèi)部IO端口的特點(diǎn)，分析其應(yīng)用場合，通過軟硬件設(shè)計(jì)提高學(xué)生實(shí)踐能力。（3）單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的學(xué)習(xí)?？蛇x用秒表設(shè)計(jì)項(xiàng)目展開教學(xué)，通過對秒表延時(shí)時(shí)間的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，采用定時(shí)器查詢方式完成延時(shí)，能夠較好的掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理及實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。（4）單片機(jī)中斷系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在秒表設(shè)計(jì)中延時(shí)程序可用中斷方式完成，通過與查詢方式的比較，能夠讓學(xué)生更容易理解單片機(jī)定時(shí)與中斷之間的關(guān)系。（5）單片機(jī)鍵盤電路的學(xué)習(xí)。需掌握獨(dú)立按鍵和矩陣鍵盤兩種方式的應(yīng)用，可采用萬年歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在此項(xiàng)目中介紹數(shù)碼管動態(tài)驅(qū)動方式及常用的LCD1602、12864等液晶屏的使用，此項(xiàng)目進(jìn)一步綜合運(yùn)用了定時(shí)、中斷資源，提升了學(xué)生綜合運(yùn)用單片機(jī)內(nèi)部資源的能力。（6）最后通過多個綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，達(dá)到教學(xué)目的。如單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)語言報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。[2-3]
在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，可以網(wǎng)購單片機(jī)學(xué)習(xí)套件，學(xué)生動手從單片機(jī)最小系統(tǒng)焊起，然后焊接接口電路及串口下載電路等。通過實(shí)物的焊接能夠加深學(xué)生對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的理解，且每個項(xiàng)目HEX文件能夠在此套件上驗(yàn)證，包含了仿真與實(shí)物測試。也可以讓學(xué)生在萬能板上焊接每個項(xiàng)目電路，進(jìn)而提高焊接能力及實(shí)物查錯能力等。
三、考核方式的改革
單片機(jī)課程的考核采用平時(shí)成績和期末成績按比例相加得到課程成績。平時(shí)成績應(yīng)占主要部分。平時(shí)成績的重要性提高，學(xué)生的積極性會增加，能讓學(xué)生認(rèn)真的完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。
高職院校的學(xué)生主要是培養(yǎng)實(shí)踐能力的提升，在理論夠用的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化其動手能力的鍛煉。如何對每個項(xiàng)目進(jìn)行考核呢？可考核硬件電路設(shè)計(jì)的正確性、軟件程序設(shè)計(jì)的合理性、功能的完整性等。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)際動手能力，可讓學(xué)生在萬能板上焊接單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，考核學(xué)生的手工焊接能力、實(shí)際電路板查錯能力、團(tuán)隊(duì)配合能力等?？己藘?nèi)容可包含有其他內(nèi)容，如學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況等方面。
四、項(xiàng)目舉例
以電子鐘設(shè)計(jì)為例。項(xiàng)目目的是掌握單片機(jī)定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、鍵盤電路、液晶屏的綜合應(yīng)用。硬件電路設(shè)計(jì)方面，需搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)、時(shí)鐘控制按鍵、顯示電路，通過硬件電路的模擬仿真及實(shí)際電路板的焊接，進(jìn)一步強(qiáng)化了最小系統(tǒng)及擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，掌握了液晶LCD1602的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)原理及引腳的接線方法[4]。
軟件設(shè)計(jì)方面，軟件流程圖如圖1所示。主函數(shù)需先初始化液晶屏1602、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)。初始化結(jié)束后進(jìn)入無限循環(huán)，無限循環(huán)包括有時(shí)、分、秒的顯示程序、按鍵掃描程序。當(dāng)定時(shí)1S到后進(jìn)入中斷服務(wù)程序，秒加1，當(dāng)秒到60時(shí)，分加1，當(dāng)分加到60時(shí)，時(shí)加1，當(dāng)時(shí)為24自動返回到0。按鍵掃描程序需設(shè)計(jì)時(shí)鐘啟動、暫停、復(fù)位按鍵檢測程序，使得時(shí)鐘為可控時(shí)鐘，該程序需在循環(huán)程序中不停的被執(zhí)行，即為按鍵掃描達(dá)到控制效果，為了達(dá)到更好的控制效果，可采用按鍵中斷方式去完成軟硬件的設(shè)計(jì)。
五、總結(jié)
單片機(jī)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等需在實(shí)踐教學(xué)中不斷改進(jìn)。論文簡要的介紹了項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法在單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用，通過實(shí)際教學(xué)效果的考核，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的，教學(xué)效果良好。
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本文系2011年安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級質(zhì)量工程項(xiàng)目“特色專業(yè)--應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)”階段性研究成果。
作者簡介：
關(guān)鍵詞：收費(fèi)器，單片機(jī)，雙音多頻，AT89S51
引言
本文具體介紹了怎樣利用AT89S51單片機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一款低成本的可配置性的單路電話計(jì)費(fèi)器。該計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可識別市內(nèi)或長途電話號碼，根據(jù)號碼進(jìn)行計(jì)費(fèi)；并能顯示通話時(shí)間和費(fèi)用；可自動實(shí)現(xiàn)全價(jià)和折價(jià)的轉(zhuǎn)換；計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確，可方便地查詢話單信息；并具有可配置性，可通過按鍵重新設(shè)置費(fèi)率等參數(shù)。成本低，功耗小。完成其可配置性保證了該計(jì)費(fèi)器可適應(yīng)電信局費(fèi)率的調(diào)整而重新設(shè)置計(jì)費(fèi)參數(shù)。
1 系統(tǒng)工作原理及功能
1.1系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)中利用CPU控制MT8880以實(shí)現(xiàn)DTMF信號的接收與發(fā)送，MT8880能接收全部16個DTMF信號，并對8279的顯示接口及有關(guān)管腳功能進(jìn)行分析,然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種驅(qū)動16位七段十進(jìn)制數(shù)碼管數(shù)據(jù)顯示及鍵盤輸入陣列計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，利用8279可實(shí)現(xiàn)對鍵盤/顯示的自動掃描，以減輕CPU負(fù)擔(dān)，簡化硬件電路。系統(tǒng)總體框圖見圖1.1。碩士論文，單片機(jī)。
圖1.1 系統(tǒng)總體框圖
1.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能
(1) 顯示功能
該系統(tǒng)采用16位LED顯示器，可實(shí)時(shí)顯示計(jì)費(fèi)系統(tǒng)工作時(shí)的各種信息。在撥號時(shí)可顯示被叫號碼，通話時(shí)顯示通話時(shí)長，話費(fèi)合計(jì)，掛機(jī)后可通過按鍵顯示通話記錄和累計(jì)話費(fèi)等。
(2) 通話計(jì)費(fèi)
在接通電話后，根據(jù)所撥電話號碼，由計(jì)費(fèi)器自動識別通話類型（市話、長途），接通以后，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)立即開始計(jì)費(fèi)，并實(shí)時(shí)顯示通話時(shí)間及話費(fèi)金額。掛機(jī)后，顯示器上顯示此次通話的時(shí)間及費(fèi)用。
(3) 話單查詢
在掛機(jī)后，通過鍵盤可直接查詢通話記錄及費(fèi)用，通過按鍵盤上的“查詢”鍵、“上翻”鍵、“下翻”鍵，可查詢最近的5條通話記錄。掛機(jī)狀態(tài)，按“查詢”鍵，計(jì)費(fèi)器顯示最后一個話單序號及電話號碼；延時(shí)后顯示通話時(shí)長及費(fèi)用。“上翻”鍵功能是顯示上一條話單信息；“下翻”鍵功能是顯示下一話單信息。
(4) 話費(fèi)累計(jì)
話機(jī)處于掛機(jī)狀態(tài)時(shí)，按“累計(jì)”鍵，屏幕顯示已撥打電話的費(fèi)用總計(jì)。
(5) 設(shè)置參數(shù)
在設(shè)置狀態(tài)下按“下翻”鍵，設(shè)置費(fèi)率；若按“0”號鍵，清除話費(fèi)累計(jì)。
2 電路模塊的設(shè)計(jì)
2.1 AT89S51及其外圍電路
AT89S51的P1口作為DTMF信號輸入口。MT8880的D0－D3分別接AT89S51的P1.0－P1.3，CP、RSO、R/W¯、CS¯、分別接AT89S51的P1.3－P1.7，IRQL接INT0，工作原理: MT8880每接收一個外部信號IRQL由高變低一次，IRQL接AT89S51的中斷0(P3.2)，單片機(jī)在中斷期間將數(shù)據(jù)D0－D3從MT8880讀入內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器,中斷服務(wù)完成后，IRQL由低變高,開始接收下一個信號(設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意中斷服務(wù)時(shí)間小于拔號內(nèi)部數(shù)字時(shí)間間隔)。當(dāng)對外命令時(shí),AT89S51將內(nèi)部數(shù)據(jù)D0－D3傳送到P1口，然后再從P1口傳送到MT8880的D0－D3,數(shù)據(jù)MT8880中經(jīng)雙音頻調(diào)制后從TONE腳輸出DTMF信號。讀寫信號R/W¯由P1.6提供,寄存器選擇信號由P1.5提供。OSC1、OSC2接3.58Hz晶振,EST和ST/GT端外接RC積分電路,使解碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個延時(shí),讓CPU可正確讀取數(shù)據(jù)。碩士論文，單片機(jī)。
當(dāng)手動按下S1，就把RESET引腳拉高，只要該高電平能持續(xù)兩個以上的機(jī)器周期就能使系統(tǒng)復(fù)位。系統(tǒng)正常工作時(shí)RESET保持在低電平。
時(shí)鐘電路為CPU提供精確的工作頻率，電容C6、C7對振蕩頻率有穩(wěn)定作用，其容量的選擇通常為30PF左右，振蕩頻率的選擇一般為1.2MHz－12MHz，本系統(tǒng)采用了12MHz的石英晶體振蕩器。
2.2 DTMF信號收發(fā)電路
目前，電話通信基本上使用雙音多頻(DTMF)發(fā)號，而MT8880是一種完整的DTMF發(fā)送與接收器，容易與單片機(jī)接口，且可編程控制，故選用MT8880，初始化時(shí)，將其設(shè)置為DTMF模式，可接收撥號。用戶線上的各種信號音(包括撥號音、回鈴音、忙音等)都是450Hz的FSK信號。鈴流信號：25Hz±3Hz，輸出電壓90V±15V，電流為300mA。
(1) 接收接口電路設(shè)計(jì)
當(dāng)MT8880作為DTMF接收器的時(shí)候,DTMF信號經(jīng)由IN+和IN-輸入,經(jīng)過運(yùn)算放大并且濾除信號中的撥號音頻率,然后發(fā)送到雙音濾波器,分離出低頻組和高頻組信號。通過數(shù)字計(jì)數(shù)的方式檢出DTMF信號的頻率,并且通過譯碼器譯成四位二進(jìn)制碼。四位二進(jìn)制編碼被鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中,此時(shí)狀態(tài)寄存器中的延時(shí)控制識別位復(fù)位,狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)識位置位,對外來說,當(dāng)寄存器中的延時(shí)控制識別位復(fù)位時(shí)IRQL由高電平變?yōu)榈碗娖?。如果用IRQL作為單片機(jī)的中斷信號, IRQL由高電平變?yōu)榈碗娖?向CPU發(fā)出中斷申請,當(dāng)CPU響應(yīng)中斷,讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后，IRQL返回高電平。
MT8880的Q1－Q4與單片機(jī)的P1.0－P1.3相連，P1.4－P1.7分別與CP，RSO，R/W¯，CS¯相連， DTMF－IN、DTMF－OUT為雙音多頻信號的輸入和輸出端子；輸入端和輸出端分別加了濾波電路。
(2) 發(fā)送接口電路設(shè)計(jì)
當(dāng)MT8880作為DTMF發(fā)送器時(shí),數(shù)據(jù)總線D0－D3上四位二進(jìn)制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中,發(fā)送的DTMF信號頻率由3.58MHz的晶振分頻產(chǎn)生。分頻器首先從基準(zhǔn)頻率分離出8個不同頻率的正弦波,行列計(jì)數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù),以八取二方式分離出一個高頻信號和一個低頻信號,經(jīng)開關(guān)電容作D/A轉(zhuǎn)換,在加法器中合成DTMF信號,并從TONE端輸出。OSC1、OSC2接3.58Hz晶振,EST和ST/GT端外接RC積分電路,使解碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個延時(shí),讓CPU可正確讀取數(shù)據(jù)。
2.3 模擬摘機(jī)電路
根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不論任何電話機(jī)，摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)≤300Ω，有“R”鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng)≤350Ω。在掛機(jī)狀態(tài)下，其漏電流≤5μA。因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路電流突然變大為約30mA的電流，交換機(jī)檢測到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。
當(dāng)單片機(jī)檢測到有效信號時(shí)，從CPU送出的摘機(jī)信號驅(qū)動光耦導(dǎo)通使負(fù)載接入，進(jìn)入摘機(jī)狀態(tài)，使電話線上的電流變?yōu)?0mA左右，交換機(jī)檢測到該電流后將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷?，完成摘機(jī)。碩士論文，單片機(jī)。
2.4 顯示/鍵盤驅(qū)動電路
AT89S51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的鍵盤顯示驅(qū)動電路8279的A、B口顯示數(shù)據(jù)輸出線分別與2個7447譯碼/驅(qū)動器的輸入端相連。碩士論文，單片機(jī)。碩士論文，單片機(jī)。SL0－SL3掃描輸出線接在3－8線譯碼74LS138的輸入端，輸出經(jīng)8位驅(qū)動電路后，每位同時(shí)驅(qū)動2位七段數(shù)碼管。因此該電路可同時(shí)驅(qū)動16路七段十進(jìn)制數(shù)碼管。74LS47的消隱輸入BI¯端與8279的BD端連，當(dāng)8279的顯示數(shù)據(jù)切換時(shí)，D端輸出低電平,使74LS47的輸出均為低電平，將顯示熄滅。由于74LS47的輸出驅(qū)動電流可達(dá)20mA，能直驅(qū)動七段數(shù)碼管。來自RL0-RL7的8根回復(fù)線的回復(fù)信號,由回復(fù)緩沖器并鎖存。在鍵盤工作方式中，回復(fù)線作為行列式鍵盤的行列輸入線。在逐行列掃描時(shí),回復(fù)線用來搜索每一行列中閉合的鍵。當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，去抖電路被置位，延時(shí)等待10ms后，再檢驗(yàn)該鍵是否繼續(xù)閉合，并將該鍵的地址、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)被送入8279內(nèi)部FIFO(先進(jìn)先出)存儲器，即是8279的IRQ端。8279由單片機(jī)AT89S51控制，片選線為P2.7,命令/數(shù)據(jù)選擇線A0與單片機(jī)地址總線P0聯(lián)接，這時(shí)8279的端口地址為；數(shù)據(jù)口：7FFEH，命令/狀態(tài)口：7FFFH。碩士論文，單片機(jī)。CLK直接與單片機(jī)ALE聯(lián)接，即以AT89S51的ALE引腳輸出作為8279芯片的時(shí)鐘源，AT89S51內(nèi)部晶振頻率fosc=12MHZ,則fALE=2MHZ,可由8279的時(shí)鐘分頻命令進(jìn)行20分頻，從而使8279工作在100KHZ的最佳頻率。
3 總 結(jié)
該計(jì)費(fèi)器的特點(diǎn)是低成本，可配置性好，可適應(yīng)各種不同的費(fèi)率要求，該計(jì)費(fèi)系統(tǒng)自動識別所撥號碼，實(shí)現(xiàn)自動計(jì)費(fèi)。但它也存在很多不足之處，我們可以在以下方面進(jìn)行完善：增加打印機(jī)接口，用來打印收費(fèi)單據(jù)等；增加語音錄放接口，進(jìn)行語音提示；還可增加實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片接口，可以方便的看到時(shí)間。
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論文摘要：目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，本文介紹了單片機(jī)的應(yīng)用并且根據(jù)自己的一些經(jīng)驗(yàn)談了單片機(jī)應(yīng)用過程中應(yīng)該掌握的幾個技巧。
目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，廣泛使用的各種智能IC卡等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
一、單片機(jī)的特點(diǎn)應(yīng)用
單片機(jī)的特點(diǎn)主要有 ：高集成度，體積小，高可靠性 ；控制功能強(qiáng)；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 ；易擴(kuò)展；優(yōu)異的性能價(jià)格比。目前，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 主要包括：辦公自動化設(shè)備；單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用；在實(shí)時(shí)過程控制中的應(yīng)用；單片機(jī)在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用；在各類儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用；商業(yè)營銷設(shè)備；單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；汽車電子產(chǎn)品；航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域，單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。
二、單片機(jī)開發(fā)中的幾個基本技巧
在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機(jī)抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著。現(xiàn)歸納出單片機(jī)開發(fā)中應(yīng)掌握的幾個基本技巧。
1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應(yīng)該先考慮系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵參數(shù)、采集處理中的運(yùn)行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應(yīng)用參數(shù)：這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。過程參數(shù)：指系統(tǒng)運(yùn)行中的有序變化的參數(shù)。
2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。如果使用C編程時(shí)，要達(dá)到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗(yàn)一下每條C語言編譯以后對應(yīng)的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時(shí)候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時(shí)間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復(fù)雜而開發(fā)時(shí)間緊的項(xiàng)目時(shí)，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調(diào)試起來問題就會很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語言。
3、如何解決單片機(jī)的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強(qiáng)了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時(shí)，軟件抗干擾以其設(shè)計(jì)靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機(jī)干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實(shí)也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。一般單片機(jī)都會有一些標(biāo)志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時(shí)，通過判斷這些標(biāo)志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運(yùn)行有連續(xù)性，用戶在使用時(shí)也不會察覺到程序被重新復(fù)位過。
4、如何測試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)一個單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，對于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項(xiàng)目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機(jī)軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時(shí)候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機(jī)系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機(jī)系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。
綜上所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外在開發(fā)和應(yīng)用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】鋰電池;充電;安全保護(hù);動態(tài)管理
1.引言
鋰電池最早出現(xiàn)于1958年[1]，20世紀(jì)70年代進(jìn)入實(shí)用化。20世紀(jì)80年代趨向研究鋰離子電池，以后日益發(fā)展。隨著科技進(jìn)步與社會發(fā)展，像手機(jī)、筆記本電腦、MP3播放器、PDA、掌上游戲機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等便攜式設(shè)備已越來越普及，這類產(chǎn)品常常采用二次電池進(jìn)行供電。
市面上廣泛使用的便捷式二次電池主要有鎳鎘電池、鎳氫電池、二次堿錳電池及鋰電池，其中鋰電池包括鋰離子電池和鋰聚合物電池。而可充電鋰電池是目前便攜式電子設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的電池，其以體積小、容量大、質(zhì)量輕、無記憶效應(yīng)、無污染、電池循環(huán)充放電次數(shù)多（壽命長）等優(yōu)點(diǎn)，受到大家的青睞[2]。
鋰電池能量密度高，難以確保電池的安全性，在過度充電狀態(tài)下，電池溫度上升后能量將過剩，于是電解液分解而產(chǎn)生氣體，容易使內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂的危險(xiǎn)[3];因此鋰電池的過度充電及過電流保護(hù)很重要，所以通常都會設(shè)計(jì)保護(hù)電路，用以保護(hù)鋰電池。
本論文基于實(shí)際應(yīng)用情況，以10節(jié)鋰電池為一組，研究鋰電池組充電安全保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，其中鋰電池組充電時(shí)采用并聯(lián)模式。
2.鋰電池組充電安全保護(hù)電路硬件設(shè)計(jì)
并聯(lián)充電，即所有單體電池并聯(lián)獨(dú)立充電，均充滿時(shí)（4.2V）[4]，充電結(jié)束。鋰電池組并聯(lián)充電系統(tǒng)框圖如圖1所示，單片機(jī)LPC768通過四位選通控制位來依次選通CD4067 的第0～9位，即依次對充電的十節(jié)鋰電池進(jìn)行監(jiān)測和控制。單片機(jī)不停的掃描，并將采集到的電壓與電流信息與基準(zhǔn)電壓與電流進(jìn)行比較，通過控制相應(yīng)的模擬開關(guān)的開斷程度來保證充電過程在恒流恒壓模式下進(jìn)行。
圖1 鋰電池組并聯(lián)模式充電系統(tǒng)框圖
單片機(jī)CPU 通過模擬多路器（CD4067）從V0～V9采集電池兩端電壓，包括50mΩ 采樣電阻壓降，線路損耗壓降。從I0～I(xiàn)9采集流過電池的電流。向C0～C9發(fā)送控制信號，控制MOS場效應(yīng)管的導(dǎo)通程度，從而實(shí)現(xiàn)電池恒流恒壓充電。
當(dāng)電池兩端電壓低于4.2V時(shí)，控制場效應(yīng)管，保持以2A電流恒流充電。當(dāng)電池兩端電壓接近4.2V時(shí)，控制場效應(yīng)管，保持恒壓充電。單片機(jī)控制10路單體充電電路，輪流采樣，調(diào)整。
2.1 單片機(jī)LPC768
LPC768單片機(jī)[5]是一種MCS-51 兼容的CPU。只有20個管腳，內(nèi)部有4 路8bit A/D 轉(zhuǎn)換器，2 路8bit D/ A 轉(zhuǎn)換器（768 有4 路10bit PWM 型D/A轉(zhuǎn)換器），具有內(nèi)部看門狗。價(jià)格便宜，功能齊全，抗干擾能力強(qiáng)，基本不需要外部譯碼控制元件與電路。其不足之處是只有4k 字節(jié)內(nèi)部程序存儲器，128 字節(jié)用戶存儲空間。不過通過優(yōu)化程序，完全滿足程序存儲。
圖2 基于單片機(jī)控制的鋰電池組并聯(lián)模式充電軟件流程圖
2.2 單刀多擲開關(guān)CD4067
CD4067[6]相當(dāng)于一個單刀十六擲開關(guān)，有四個二進(jìn)制輸入端A、B、C、D和控制端INH，具體接通哪一通道，由輸入地址碼ABCD來決定。INH=1時(shí)，關(guān)閉所有的通道。
3.鋰電池組充電安全保護(hù)電路軟件設(shè)計(jì)
圖2給出基于單片機(jī)控制的鋰電池組并聯(lián)模式充電軟件流程圖。
4.鋰電池組充電安全保護(hù)電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
PC機(jī)上位串口通信監(jiān)測程序采用LabVIEW 圖形化編程語言編程，通信協(xié)議設(shè)置如下：1）異步串行通訊;2）串行通信波特率為9600Hz;3）幀格式為：1位開始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位;4）單片機(jī)通過查詢方式接受PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù);5）PC機(jī)接收單片機(jī)由串口發(fā)送的數(shù)據(jù)后，由LabVIEW程序進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，分別取出電壓信號、電流信號等。
由于篇幅限制，圖3出示部分鋰電池充電過程監(jiān)測圖，并對10節(jié)鋰電池組進(jìn)行充電監(jiān)測，約5h充電完成后，監(jiān)測數(shù)據(jù)表1所示。
通過上面的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，充電結(jié)束后對每一節(jié)鋰離子電池電壓測量得到的數(shù)據(jù)可以看出，本論文設(shè)計(jì)的鋰電池組安全充電電路具有過壓過流保護(hù)功能，過壓保護(hù)終止電壓為4.2V，過流保護(hù)終止2A，保證充電過程中的安全性，實(shí)現(xiàn)了對鋰電池組充電過程的均衡管理。
5.結(jié)論
對鋰電池組并聯(lián)充電安全保護(hù)電路中，選用了LPC768 單片機(jī)做為充電器的核心控制單元，通過CD4067 多路模擬開關(guān)依次掃描并監(jiān)測十路鋰離子電池的充電狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)過充電和過電流等情況時(shí)，能夠及時(shí)對出現(xiàn)異常情況的單體電池做出調(diào)節(jié)，保證了充電過程的安全性、均衡性和可靠性。最后，論文使用了LabVIEW 程序進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，該充電電路的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的效果。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：匯編語言，C語言
單片機(jī)的開發(fā)離不開單片機(jī)的開發(fā)語言，對于一個開發(fā)者來說，選擇適合的語言是非常重要的一個開發(fā)環(huán)節(jié)。
目前的單片機(jī)的編程語言主要有匯編和高級語言兩種，每一種類型的單片機(jī)都有自己的匯編語言，軟件可移植性不是很好。而高級語言有C 語言，PLM 語言，PASCAL 語言，BASIC語言等幾種。BASIC 語言主要應(yīng)用在MCS51 系列單片機(jī)上，但效果不是很理想，現(xiàn)在已經(jīng)基本上不用。PLM 語言主要應(yīng)用在MCS51 和MCS96 系列單片機(jī)中，對硬件的控制能力和代碼效率都很好，PLM51語言是介于C語言和匯編語言之間的一種高級語言， 是由一種曾經(jīng)用于大中型計(jì)算機(jī)的高級語言 PLM 語言移植來的。PLM 的程序書寫格式相當(dāng)靈活，其說明語句寫在輸入行的位置不受限制，而且程序的元素之間可以隨意插入空格。PASCAL語言在MOTOROLA 單片機(jī)中有應(yīng)用。C語言是現(xiàn)代單片機(jī)開發(fā)中較常用的高級語言，其程序的可讀性，可移植性都很好，對硬件的控制能力也很強(qiáng)，唯一不足的是其代碼效率較低，在程序量較大時(shí)需使用大容量的程序存儲器。下邊本文就主流的匯編語言與C語言的語言結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行研究。
首先是匯編語言的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。
匯編語言是一種采用助記符來編寫程序的語言，它由操作符和操作數(shù)兩個部分組成，其中操作數(shù)又分為源操作數(shù)和目的操作數(shù)。匯編語言比用機(jī)器語言的二進(jìn)制代碼編程要方便些，在一定程度上簡化了編程過程。論文大全，匯編語言。。匯編語言的特點(diǎn)是用符號代替了機(jī)器指令代碼，而且助記符與指令代碼一一對應(yīng)，基本保留了機(jī)器語言的靈活性。使用匯編語言能面向機(jī)器并較好地發(fā)揮機(jī)器的特性，得到質(zhì)量較高的程序。
由于匯編語言中使用了助記符，用匯編語言編制的程序必須通過預(yù)先放入計(jì)算機(jī)的'匯編程序'的加工和翻譯，才可以變成能被計(jì)算機(jī)識別和處理的二進(jìn)制代碼程序。用匯編語言等非機(jī)器語言書寫好的符號程序稱為源程序，運(yùn)行時(shí)匯編程序要將源程序翻譯成目標(biāo)程序。目標(biāo)程序是機(jī)器語言程序，它一經(jīng)被安置在內(nèi)存的預(yù)定位置上，就能被計(jì)算機(jī)的CPU處理和執(zhí)行。
匯編語言像機(jī)器指令一樣，是硬件操作的控制信息，因而仍然是面向機(jī)器的語言，使用起來還是比較繁瑣費(fèi)時(shí)，通用性也差。但是，匯編語言用來編制系統(tǒng)軟件和過程控制軟件，其目標(biāo)程序占用內(nèi)存空間少，運(yùn)行速度快，有著高級語言不可替代的用途。
其次是C語言的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。
C語言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，在國際上十分流行，它既可用來編寫計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序，也可用來編寫一般的應(yīng)用程序。以前計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件主要使用匯編語言編寫的，對于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來說更是如此。由于匯編語言程序的可讀性和可移植性都較差，采用匯編語言編寫單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序的周期長，而且調(diào)試和排錯也比較困難。而一般效率高的高級語言難以實(shí)現(xiàn)匯編語言對于計(jì)算機(jī)硬件直接進(jìn)行操作（如對內(nèi)存地址的操作移位操作等）的功能。而C語言既具有一般高級語言的特點(diǎn)，又能直接對計(jì)算機(jī)的硬件進(jìn)行操作，并且采用C語言編寫的程序能夠很容易地在不同類型的計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行移植，因此許多以前只能采用匯編語言來解決的問題現(xiàn)在可以改用C語言來解決。
C語言可以用來編寫科學(xué)計(jì)算或其他應(yīng)用程序，但它更適合于編寫計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)程序以及其他一些需要對機(jī)器硬件進(jìn)行操作的場合，有的大型應(yīng)用軟件也采用C語言進(jìn)行編寫，這主要是因?yàn)镃語言具有很好的可移植性和硬件控制能力，表達(dá)和運(yùn)算能力也較強(qiáng)。
概括來說，C語言具有以下一些特點(diǎn)：
1．語言簡潔緊湊，使用方便靈活 ：C語言一共只有32個關(guān)鍵字，9個控制語句，主要用小寫字母表示，壓縮了一切不必要的成分；C語言程序書寫形式自由，可以用簡單的方法構(gòu)造出復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型和程序結(jié)構(gòu)。
2．運(yùn)算符豐富 ：C語言把括號、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理，從而使C的運(yùn)算類型極其豐富，共有34 種運(yùn)算符。C表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)其他高級語言難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。
3．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型豐富 ：C的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型豐富,根據(jù)需要可以采用：整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等多種數(shù)據(jù)類型來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算，尤其是指針類型數(shù)據(jù)使用起來非常靈活多樣。
4．可進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) ：C語言是以函數(shù)作為程序設(shè)計(jì)的基本單位的，用函數(shù)作為程序模塊以實(shí)現(xiàn)程序的模塊化，是結(jié)構(gòu)化的理想語言。
5．語法限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大 ：C語言的語法規(guī)則不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)的自由度比較大，限制和靈活是一對矛盾。C語言放寬了語法檢查，所以程序員應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查程序，而不要過分依賴C編譯程序去查錯。
6．C語言允許直接訪問物理地址 ：C語言允許直接訪問物理地址，能進(jìn)行位（bit ）操作，能實(shí)現(xiàn)匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進(jìn)行操作，這樣它可以對單片機(jī)的內(nèi)部寄存器和I/O口進(jìn)行操作，可以直接訪問片內(nèi)或片外存儲器。
7．生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高 ：眾所周知，匯編語言程序目標(biāo)代碼的效率是最高的，但統(tǒng)計(jì)表明，C語言編 寫的程序生成代碼的效率僅比匯編語言低10～20%。
8．程序可移植性好 ：匯編語言完全依賴于機(jī)器硬件，因而不具有可移植性，C語言是通過編譯來得到可執(zhí)行代碼的。C語言的編譯程序便于移植，基本上不作修改就能用于各種機(jī)器和操作系統(tǒng)。
盡管C語言具有許多的優(yōu)點(diǎn)，但和其他任何一種程序設(shè)計(jì)語言一樣，也有其自身的缺點(diǎn)。但總的來說，C語言的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它的缺點(diǎn)。論文大全，匯編語言。。
因此我們在使用中通常將匯編語言和C語言相結(jié)合，利用共同的優(yōu)點(diǎn)來完成開發(fā)工作。那在C語言中如何使用匯編語言呢？這個問題在不同的編譯器中，具體實(shí)現(xiàn)方法是不同的。不過在實(shí)現(xiàn)大方上也不過就是有兩種，而且各種編譯器的實(shí)現(xiàn)方法也是大同小異。論文大全，匯編語言。。通常的方法是：一、對C語言程序編譯后形成的匯編程序進(jìn)行手工修改與優(yōu)化；二、在C語言程序中直接嵌人匯編語句；三、分別編寫C語言程序和匯編語言程序，然后獨(dú)立編譯成目標(biāo)代碼模塊，再進(jìn)行鏈接。第一種編程方式要求對匯編與C語言都極其熟悉，并且這樣的編程方式對程序的可讀性和擴(kuò)展性的負(fù)面影響比較大，一般不建議使用。第二種方法適用于語句執(zhí)行頻率非常高，并且C編程與匯編編程效率差異較大的情況，例如進(jìn)入中斷的通用中斷子程序等。第三種方式是混合編程最常用的方式之一，在這種方式下，C語言程序與匯編語言程序均可使用另一方定義的函數(shù)與變量。通過這樣的方法就可以使二者結(jié)合起來，達(dá)到混合使用的目的。
以上就是本文對多種單片機(jī)的開發(fā)語言特點(diǎn)進(jìn)行的研究。
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論文關(guān)鍵詞：單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)；設(shè)計(jì)理念
《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》是機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的一門必修專業(yè)技術(shù)核心課程。該課程是根據(jù)“機(jī)電一體化技術(shù)”專業(yè)職業(yè)崗位要求設(shè)置的一門實(shí)踐性和綜合性非常強(qiáng)的專業(yè)技能課程，是基于職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工作過程開發(fā)的理實(shí)一體化的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程，是屬于職業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程之一，它擔(dān)負(fù)著幫助畢業(yè)生在未來職業(yè)生涯中從擔(dān)任單片機(jī)程序的編制、控制系統(tǒng)的自動化控制等崗位的重任。通過本課程的學(xué)習(xí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理、單片機(jī)的指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及其擴(kuò)展、單片機(jī)的應(yīng)用等，培養(yǎng)學(xué)生具有單片機(jī)的編程、硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通表達(dá)等綜合素質(zhì)，這對提高機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量、提升畢業(yè)生就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量具有重要意義。
一、課程整體設(shè)計(jì)理念與思路
（一）設(shè)計(jì)理念
打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榛诠ぷ鬟^程的項(xiàng)目課程開發(fā)與設(shè)計(jì)，工作任務(wù)為中心、項(xiàng)目課程為主體，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識，并發(fā)展職業(yè)能力。
1、以崗位需求為依據(jù)：依據(jù)自動化控制系統(tǒng)實(shí)踐能力要求，設(shè)置課程內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容和職業(yè)崗位需求緊密結(jié)合；2、以工作過程為基礎(chǔ)：按照工作過程中活動與知識的關(guān)系來設(shè)計(jì)課程，突出工作過程在課程框架中的主線地位，按照工作過程的需要來選擇知識，以工作任務(wù)為中心整合理論與實(shí)踐內(nèi)容；3、以職業(yè)能力為主線：真正以“能力”為主線來設(shè)計(jì)課程。要按照工作的相關(guān)性，而不是知識的相關(guān)性來確定課程設(shè)置。
（二）設(shè)計(jì)思路
本課程從應(yīng)用的角度出發(fā)，依據(jù)由簡到難的原則，以典型工作任務(wù)為主線，設(shè)立教學(xué)項(xiàng)目，通過教師指導(dǎo)學(xué)生開展自立學(xué)習(xí)完成工作任務(wù)或項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對工作過程的認(rèn)識和對完成工作任務(wù)的體驗(yàn)，從而形成職業(yè)能力。共設(shè)置9個學(xué)習(xí)項(xiàng)目， 每個學(xué)習(xí)項(xiàng)目均應(yīng)從知識技能等方面達(dá)到教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。
二、課程整體設(shè)計(jì)
（一）課程目標(biāo)設(shè)計(jì)
確定課程目標(biāo)的依據(jù)是根據(jù)人才培養(yǎng)方案中崗位具體工作對能力、知識、素質(zhì)的基本要求。通過教學(xué)，本課程總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力、知識、情感態(tài)度與價(jià)值觀等不同層面職業(yè)素養(yǎng)的綜合提升和協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的高技能人才的目標(biāo)。 1、能力目標(biāo)：（1）具備單片機(jī)硬件圖的表達(dá)、閱讀、分析能力；（2）具備單片機(jī)匯編語言編程的能力；（3）具備單片機(jī)硬件擴(kuò)展的能力；（4）初步具備單片機(jī)的應(yīng)用能力。
2、知識目標(biāo)：理解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，了解單片機(jī)的特點(diǎn)及其發(fā)展過程；掌握單片機(jī)的指令格式、尋址方式、數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令等各種指令系統(tǒng)。掌握單片機(jī)軟件編程的方法；掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及其硬件擴(kuò)展的方法。
3、態(tài)度目標(biāo)：具有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和吃苦耐勞的實(shí)踐意識；具有開拓和創(chuàng)新精神，具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì)。
（二）課程內(nèi)容設(shè)計(jì)
為了保證學(xué)生畢業(yè)后能夠勝任有關(guān)崗位的要求，我們依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案經(jīng)過反復(fù)研討后，選擇了貼近實(shí)際的5個典型項(xiàng)目作為教學(xué)內(nèi)容，以保證學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律以及職業(yè)能力成長規(guī)律，將教學(xué)項(xiàng)目組織為5個對應(yīng)的能力訓(xùn)練項(xiàng)目。
（三）教學(xué)方法設(shè)計(jì)
1、基于教與學(xué)的教學(xué)方法。一方面以學(xué)生為主體，以專業(yè)課程和專業(yè)技能提高的需求為目的確定綜合案例、單項(xiàng)任務(wù)和理論知識。通過課堂練習(xí)與測驗(yàn)、課后研究報(bào)告、課后綜合案例及課程實(shí)驗(yàn)與學(xué)生一起“學(xué)中做、做中學(xué)”。另一方面，以教師為主導(dǎo)，老師指出課程學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法，進(jìn)行正確引導(dǎo)（課堂、實(shí)驗(yàn)、課后研究報(bào)告），了解學(xué)生困惑，進(jìn)行正確指導(dǎo)（課程學(xué)習(xí)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課后研究報(bào)告書）；2、創(chuàng)造真實(shí)氛圍的工作環(huán)境，實(shí)施一體化教學(xué)法。注重學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成，創(chuàng)設(shè)真實(shí)氛圍的工作環(huán)境，開展一體化教學(xué)，將教室與實(shí)訓(xùn)室合二為一，形成仿真的工作場所，使教學(xué)過程變?yōu)樯a(chǎn)過程，學(xué)習(xí)任務(wù)變?yōu)楣ぷ魅蝿?wù)，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)親身體驗(yàn)工作。教學(xué)組織過程實(shí)施“學(xué)做一體”。采用行動導(dǎo)向教學(xué)模式，教、學(xué)、做過程中，實(shí)行以學(xué)生為主體的教學(xué)互動，以活動為導(dǎo)向的自主學(xué)習(xí)；3、案例教學(xué)法。如講解單片機(jī)編程知識時(shí)，引入生活、工業(yè)控制實(shí)例等開展案例教學(xué)，如電動玩具的前進(jìn)后退、走廊燈光的延時(shí)熄滅、倉庫貨物數(shù)量統(tǒng)計(jì)、交通燈制作等案例，增加學(xué)習(xí)興趣和動力，又為學(xué)生利用所學(xué)知識解決相應(yīng)的實(shí)際問題奠定基礎(chǔ)；4、項(xiàng)目教學(xué)法。以生產(chǎn)過程為載體開發(fā)教學(xué)項(xiàng)目，整個教學(xué)圍繞各個項(xiàng)目的解決而展開，教師提出引導(dǎo)性問題，學(xué)生查找資料進(jìn)行決策分析，制定出計(jì)劃，并進(jìn)行實(shí)施，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。
另外，還充分利用現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段，提高教學(xué)效率。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，提供了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
三、課程資源設(shè)計(jì)
使用高等職業(yè)教育時(shí)空技術(shù)專業(yè)“雙證課程”培養(yǎng)方案規(guī)劃教材、高職高專系列教材等作為教學(xué)參考教材，實(shí)行以多媒體技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境；推薦優(yōu)秀網(wǎng)站，建立包括課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容、課件等內(nèi)容的教學(xué)資源庫。鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)，利用校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件，讓學(xué)生有目的的，主動地去學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；一體化；教學(xué)模式
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568(2012)08-0041-02
目前，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)向巨型化、微型化和單片化三個方向高速發(fā)展。自1975年第一塊單片微型計(jì)算機(jī)芯片問世以來，在短短的三十多年間，單片機(jī)技術(shù)已發(fā)展成為計(jì)算機(jī)技術(shù)一個非常有前途的分支，它具有體積小、性能優(yōu)越、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。一方面，單片機(jī)芯片是自動控制系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、通信終端設(shè)備、家用電器、高檔電子玩具等領(lǐng)域；另一方面，單片機(jī)也是電子技術(shù)數(shù)字化的核心部件之一，在數(shù)字化電子產(chǎn)品中承擔(dān)著數(shù)字信號處理的重任。鑒于單片機(jī)技術(shù)在實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，很多高職院校電類專業(yè)均開設(shè)了《單片機(jī)技術(shù)》課程，但是院校之間的教學(xué)模式及教學(xué)效果存在著一定的差別，為了找到此類課程的理想教學(xué)方法，有必要對單片機(jī)課程的教學(xué)模式進(jìn)行研究。
一、傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式
傳統(tǒng)的高職院?！秵纹瑱C(jī)技術(shù)》課程存在一些比較普遍的問題，主要體現(xiàn)在適合高職學(xué)生的優(yōu)質(zhì)單片機(jī)教材較少，很多教材偏重于理論，相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃針對性不強(qiáng)，傳統(tǒng)教學(xué)方法因過多體現(xiàn)“講授式”特點(diǎn)，缺乏對學(xué)生主動學(xué)習(xí)與實(shí)踐創(chuàng)新能力的關(guān)注。傳統(tǒng)的“單片機(jī)技術(shù)”課程教學(xué)模式往往是“理論課+實(shí)驗(yàn)課”。理論課在教室采用多媒體或“粉筆+黑板”的方式，以逐個知識點(diǎn)的講授為主。實(shí)驗(yàn)課在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下練習(xí)，且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式的缺點(diǎn)是教學(xué)中以教師為中心，理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生被動地接受知識，學(xué)習(xí)過后不易理解和掌握。因此，開展《單片機(jī)技術(shù)》課程教學(xué)方法改革，探索適應(yīng)新形勢要求的教學(xué)方法已是必然。
二、單片機(jī)一體化教學(xué)模式
《單片機(jī)技術(shù)》自身就是一項(xiàng)實(shí)踐性非常強(qiáng)的技術(shù)，光靠理論講授和后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證根本不可能使學(xué)生很好的掌握這項(xiàng)高新技術(shù)，為了改變現(xiàn)狀使學(xué)生掌握這項(xiàng)受之有用的技術(shù)，唯有在教學(xué)過程中加大實(shí)踐的力度，使得學(xué)生能夠在做中學(xué)，學(xué)中做，通過自己動手做而獲得成就感，通過自己動手做而找到學(xué)習(xí)的樂趣，進(jìn)而自主的學(xué)習(xí)?；诖耍疚膶纹瑱C(jī)一體化教學(xué)模式進(jìn)行探究，采用“教學(xué)做一體化”的教學(xué)方式，以項(xiàng)目情景和工作過程為導(dǎo)向，突出學(xué)生的主體地位，在做的過程中由教師教和學(xué)生學(xué)來共同完成教學(xué)活動。
三、單片機(jī)一體化教學(xué)具體實(shí)施
整個課程教學(xué)過程的實(shí)施按照“理論引導(dǎo)普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)競賽”的系列步驟展開。
1 實(shí)施方案。每個教學(xué)過程均安排在實(shí)訓(xùn)室采用“理論講解－分析設(shè)計(jì)－學(xué)生編程－仿真－實(shí)訓(xùn)－設(shè)疑－再編程－再仿真－再實(shí)訓(xùn)”的方式進(jìn)行，邊講邊動手，有目的、有計(jì)劃地帶領(lǐng)學(xué)生先完成普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，再完成典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，然后完成綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。例如，要完成“8個發(fā)光二極管輪流點(diǎn)亮”的任務(wù)，教師先講解完成這個實(shí)例需要掌握的相關(guān)電路原理和指令規(guī)則，接著引導(dǎo)學(xué)生一起來分析思考如何實(shí)現(xiàn)任務(wù)功能，待學(xué)生發(fā)現(xiàn)指令和任務(wù)之間的聯(lián)系之后，讓學(xué)生動手寫程序，并仿真看結(jié)果對不對。如果仿真正確。再嘗試將程序代碼下載到實(shí)驗(yàn)板看結(jié)果是否正確。接下來再適當(dāng)改變?nèi)蝿?wù)要求，讓學(xué)生動手完成新任務(wù)。通過這樣的過程，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，真正將“學(xué)－思－知－行”統(tǒng)一起來。
2 實(shí)施方法。本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施按照“普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)競賽”的步驟循序漸進(jìn)地展開，其組織形式也有相應(yīng)的區(qū)別。
(1)普通實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。普通實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用集中進(jìn)行，統(tǒng)一指導(dǎo)和個別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。實(shí)訓(xùn)后學(xué)生必須根據(jù)要求，寫出項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)報(bào)告。實(shí)訓(xùn)過程中，教師的作用是導(dǎo)向、糾偏、督促、檢查。重在培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新地完成：資料查找、方案構(gòu)思、電路設(shè)計(jì)與制作、編程及調(diào)試等工作，注重講練結(jié)合，教師一般先有統(tǒng)一的入門指導(dǎo)，講解實(shí)訓(xùn)的原理、方法、步驟、注意事項(xiàng)，根據(jù)需要作必要的現(xiàn)場操作演示，然后巡回指導(dǎo)。通過普通項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生掌握單片機(jī)開發(fā)工具、單片機(jī)仿真軟件、應(yīng)用軟件的使用方法，獲得基本實(shí)訓(xùn)技能。掌握單片機(jī)指令應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)基本方法和技巧，提高了動手能力。
(2)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。教師下達(dá)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)，提供參考資料書目，學(xué)生自己查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案。在教師對設(shè)計(jì)方案檢查無誤后開始進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計(jì)和軟件程序編制，調(diào)試硬件電路、調(diào)試設(shè)計(jì)程序直至成功，整個過程由老師提供技術(shù)支持。學(xué)生根據(jù)任務(wù)書的時(shí)間內(nèi)容要求完成設(shè)計(jì)任務(wù)。典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用相對集中、任務(wù)分散，小組討論，個別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。通過典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生進(jìn)一步理解單片機(jī)的組成及工作原理，掌握接口電路的工作原理，理解接口技術(shù)、中斷、定時(shí)／計(jì)數(shù)器等功能部件的基本原理和設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。
(3)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)踐。綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)踐采用課題組形式，每組學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分工，共同完成一個相對完整的設(shè)計(jì)任務(wù)：審題、查閱資料、方案構(gòu)思、繪制原理圖、電路板設(shè)計(jì)與制作、編程及調(diào)試、論文撰寫等工作。教師采用相對集中、任務(wù)分散，小組討論，個別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。教師在實(shí)訓(xùn)全過程中起技術(shù)指導(dǎo)作用。要真正提高學(xué)生單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力，單靠課堂(理論、實(shí)驗(yàn))教學(xué)是不夠的。為了鞏固、提高學(xué)生單片機(jī)理論教學(xué)的效果，單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目，旨在繼續(xù)強(qiáng)化學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生完成一個比較全面的單片機(jī)綜合應(yīng)用項(xiàng)目，對學(xué)生進(jìn)行全面綜合的訓(xùn)練，有效地提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和獨(dú)立分析、解決問題的能力。
(4)競賽。競賽主要采用學(xué)生自由創(chuàng)作的形式，教師只對作品進(jìn)行評價(jià)，通過學(xué)生獨(dú)立對整個作品的設(shè)計(jì)制作、設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫及答辯，使學(xué)生真正達(dá)到能夠獨(dú)立面對實(shí)際問題，獨(dú)立分析及解決問題。
通過以上實(shí)施步驟有效地解決了傳統(tǒng)理論課加實(shí)驗(yàn)課的單片機(jī)教學(xué)中遇到的問題，增強(qiáng)了學(xué)生的參與感，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力，使理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一體化教學(xué)，對教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
參考文獻(xiàn)：