提高单片机课程设计实验教学效果方法探索

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1、提高单片机课程设计实验教学效果方法探索杨佳　高晓红　王超（吉林建筑大学，吉林长春130000）【摘要】分析单片机课程设计在实践教学中的重要性，设计一个目的明确、设计方案伸缩性强的单片机课程设计题目。在所设计的题目中，给出实验原理、设计方案指导、教学模式强化等内容。实践表明，所设计的课程设计题目可以提高学生学习兴趣、增强学生的创新意识等。.jyqkDesigner软件绘图，对单元电路使用Multisim软件仿真。制作Pcb图后焊接完成硬件的制作。其次根据系统功能要求设计软件并调试。第三步是系统整体调试和脱机运行，这是设计中最为困难和关键的一步。最后要求学生写出

2、系统的详细说明和设计报告。2　脉搏血氧仪设计实例下面是以脉搏血氧仪的设计为实例，来说明设计的单片机课程设计题目的要求、教学过程等。2.1　脉搏血氧仪原理无创脉搏血氧饱和度测量是以朗伯-比尔定律和血液中还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)对光的吸收特性不同为基础的。通过两种不同波长的红光600～700nm和红外光800～1000nm分别照射组织经反射（或者透射）后再由光电接收器转换成电信号。组织中的其他成分吸收光信号是恒定的，经过光电接收器后得到直流分量DC，而动脉血中的HbO2和Hb对光信号的吸收是随着心跳作周期性变化，经过光电接收器后得到交流分量

3、AC，由于HbO2和Hb对同一种光线的吸收率各不相同，通过测量红光和红外光的光吸收比率便可以计算出两种血红蛋白含量的百分比。血氧饱和度的计算公式如下：SpO2=A-BR+CR2式中，A、B、C为定标常数，可以由定标实验得到，两个波长的光吸收比率R为：其中，Vredac为红光的交流分量；Vreddc为红光的直流分量；Viredac为红外光的交流分量；Vireddc为红外光的直流分量。2.2　电路设计指导系统设计总体框图如图1所示，图中给出了设计的指导性建议，并不是一定要按照这个框图设计，可以根据学生自身的情况，适当修改。单片机要求学生使用16位单片机或者32位

4、单片机。2.3　软件设计指导要求使用C语言或者C++语言来进行软件设计，在设计过程中，要使用模块化思想进行设计。脉搏的计算只依赖红外光的光波信号，通过3个机器周期的采样点的个数来计算脉搏。在所有采样点的数据中，做一个类似模拟迟滞比较器。经过迟滞比较器，脉搏信号变成了矩形波型号，近似测量相邻两个上升沿的时间，最后得出脉搏。如果把脉搏信号看成周期信号，测量上升沿的时间可以转换为测量脉搏信号的频率，由定时器周期查询信号状态并完成查询次数计数，这样可以方便完成脉搏测量。2.4　教学模式设计好一个单片机课程设计的实验，老师要用怎样的教学模式把相关的信息传达给学生，至关

5、重要。老师教学的模式，就是学生的学习模式，好的教学模式，才能培养出学生好的学习模式。教育家乔伊斯在《教学模式》一书中，介绍了很多教学模式，我们把三种教学模式综合起来用于我们的课程设计教学中：信息加工型教学模式，构建学习群体教学模式，个人型教学模式。信息加工型教学模式是向学生提供相应的信息和概念，老师给学生布置任务、说明实验目的，讲解实验原理，这是一个概念、理论传达的教学过程；构建学习群体教学模式，实际上就是一个团体学习的模式，实验是三个人一组，大家可以一起讨论，知识共享，火花一起碰撞，同时也是分工明确、各司其职；个人型教学模式，就是要发挥个人潜力，鼓励独立思

6、维、自主创新，学生可以根据自己的知识，创新设计，这时，可以有针对性的对学生进行指导。3　结论《单片机课程设计》是实践环节课程，我们所选择的题目，从2012年开设以来得到了学生的好评，取得了非常好的教学效果。用学生的话说：贴近生活的题目进行实践教学，把几年所学数字电路，模拟电路，光电技术，传感器技术等知识综合起来，把所学的知识在实践中应用。在满足了教学任务的同时，学到了更有竞争力的能力。实践证明，选择合适的单片机课程设计题目，有助于提高学生学习兴趣、有效地掌握所学知识，有效的把理论学习过渡到实际应用。开放式的课程设计题目，有利于增强学生的创新意识，提高学生实践

7、应用能力。.jyqkCS-51单片机应用技术实训指导[M].化学工业出版社，2001.［2］冯克.MCS-51单片机实用子程序及其应用实例[M].黑龙江科学技术出版社.1990［3］何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M]．北京航天大学出版社，1990.［4］颜永军，李梅.Protel99电路设计与应用[M].国防工业出版社.2001.［5］胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].清华大学出版社，1996.［责任编辑：薛俊歌］