单片机课程辅助教学系统的设计与实现探
索
单片机最早是出现在20世纪70年代末期，由于它性价比高，实用可靠，因此被广泛应用于各个领域，如仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天等。

单片机是在工程的具体实践中转化出来的，专业性和技术性很强，因此单片机课程的内容对初学者来说会相对抽象、难懂。

为指导学生更快、更好的获得单片机的专业知识，提高教学质量和效率，加强对单片机课程辅助教学系统的设计与实现研究，就显得尤为重要。

【关键词】单片机课程教学系统设计应用
本文以单片机课程辅助教学系统的重要性为切入点，具体阐述了单片机课程辅助教学系统中实验系统的适用性的设计要求。

针对高校单片机教学的具体情况，对适用性及实用性的设计方案提出自己的观点，以供参考。

以期通过本文的探索能实现提高课堂教学质量的目的，从而达到让学生能比较容易的理解并学到知识的效果。

因为对学生来讲单片机比较的抽象，所以造成教师们的教学任务比较困难。

对单片机课程的辅助教学系统的设计与实现探索就更加的迫切与需求。

虽然使用逻辑分析仪能够
辅助学生学习，但是由于价格昂贵，性价比不高，对于教学并不适用。

单片机课程对于计算机和电子专业的学生来说极其的重要。

但是单片机课程的知识点特别丰富，而且实践性很强，学生学起来时常常会感到很吃力。

因而为了增强单片机课程的教学效果，设计一套很有效果的单片机教学系统就很重要。

1 现代化的知识讲授
在传统的教育中，主要是以学生听教师讲的形式展现。

然而，这种教育方式的缺陷随着信息社会的出现而展露出来。

课堂的讲授效率和效果都比较低。

为了提高效果，首先，可以使用CAI。

这样能够让学生看见更丰富的内容，比如说可以将文字、声音、图片等信息展现在屏幕上。

因而可以充分的调动学生的听觉和视觉，进一步的加强学生对单片机知识的理解与记忆。

其次，单片机课程是一个专业和实践都特别强的学科，在课堂的教学中，也要展示一些相关的器件，这样可以让学生更直观的了解，增加学生的形象思维，并且帮助学生增加印象。

2 灵活有用的实验系统
2.1 传统教学问题
在实验教学的方面，传统的单片机教学实验系统，结构复杂、成本高。

操作繁琐，设计也缺乏整体思维，仅仅是
控制让一组二极管发光等比较简单的程序操作。

如此学生只能简单的运行实验程序，却无法了解所做实验的工作电路，大大影响了学习效果。

其次，传统单片机教学实验系统功能少，扩展性差，无法增添新的功能。

不能够把实验和理论结合起来，不能培养学生的创新和动手能力。

这些原因就造成了传统的单片机教学实验不适合现代单片机课程的要求。

普及性是单片机试验教学系统设计的首要原则。

片机模块和其它扩展模块是单片机实验教学系统的重要组成部分，其中以单片机模块最重要。

因此为确保每个学生能独立拥有和使用，单片机模块必须具备很好的性价比。

可以让每一个学生实现动手又动脑的目的。

2.2 单片机辅助教学的优势
在单片机模块教学内容中，通过学习单片机模块，学生能够掌握C语言程序设计，定时器、中断等编程，单片机的汇编，I/O口的控制等方法，如此学生就能初步了解单片机的接口技术和编程，完成扩展功能模块的设计。

单片机课程辅助教学系统扩展功能模块主要有：矩阵键盘模块、电机控制模块、数码管显示模块、光电检测模块、点阵LCD显示模块、温度测量模块、并行存储器读写模块等。

设计单片机课程辅助教学系统的扩展功能模块时要综合考虑实际的教学目标和学生的个人兴趣，在满足教学目的的前
提下，也能更好的激发学生自主学习和开发的主观能动性，在单片机系统扩展模块教学的过程中，学生能综合掌握单片机系统的输入、显示、数据采集、存储、处理等技术，大大提升教学效率和效果，使学生具备独立从事工业控制设备开发、智能仪表设计等工作的能力。

2.3 单片机课程辅助教学系统的设计与实现
2.3.1 单片机课程辅助教学系统的设计
一般以教学内容来确定单片机的类型，本文基于单片机的性价比高和方便下载等要求，进行单片机课程辅助教学系统设计时，选取5l系列中的STC单片机为核心单片机模块，其它单片机模块设计参考本模块设计方法使用STC公司生产的单片机。

STC完全兼容了ATMEL公司的51单片机，其内部有l280字节的SRAM、8―64K字节的内部程序存储器，内部资源较其它同类型的51单片机要更丰富，且能够直接通过串口线和USB下载程序，其具有功耗低，抗静电、抗干扰性能强，无法解密、可靠性强，高速等优势，是一款性价比非常高的单片机。

2.3.2 单片机课程辅助教学系统的的实现
CP2102电路操作灵活、数据传输可靠，编程、连接简单，USB到UART的CP2102桥接电路M，实现了USB数据和UART数据之间的转换。

其上位机通过该芯片驱动程序的运
行，能够对USB数据依据简单的串口进行读写操作；为方便数据通信，其下位机串行数据转换成USB数据格式。

像CH341、PL2303HX等都是常用于USB数据和UART数据转换的芯片。

虽然单片机模块设计、操作和连接都相对简单，但实用性强大，可进行很多实验项目，如：跑马灯试验；用按钮控制点灯实验；控制单个LED灯的亮、灭实验；嘀声报警信号输出实验；精确定时1秒钟闪灯实验；定时器中断、自动变速跑马灯实验；变频声救护车报警信号实验；4个按键4级变速的跑马灯实验等。

3 结束语
综上所述，单片机课程利用交互式的教学系统设计，整合了多媒体教学优势，充分利用了时间，调动了学生学习的积极性，推动了新一轮教学模式的变革，适应了现代化的教学需求。

单片机实验系统的可扩展性能有利于实验教学系统的更新，紧跟时代步伐，使学生掌握更新进、更实用的技术。

参考文献
[1]高林.单片机软件仿真教学系统的设计及应用[J].科技信息，2013（24）：48-50.
[2]刘瑞凯.虚拟教学系统在《单片机原理与应用》教学中的运用[J].科技致富向导，2012（23）：43.
作者单位
北京科技大学北京市 100083。