《AVR单片机项目教学平台的设计与应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AVR单片机项目教学平台的设计与应用.doc（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、AVR单片机项目教学平台的设计与应用 介绍了一种AVR单片机教学平台。该平台由“基本知识技能学习级模块”、“训练提高级模块”、“项目教学级模块”和“拓展提高级模块”等四个层级模块装置组成，是一个项目性与开放性相结合的多级教学平台。该平台的核心模块智能数字调节器，承载有AVR单片机的主要技术，可以作为单片机教学载体，基于其设计与制作工作过程开展项目教学。 单片机是自动化专业一门极其重要的专业基础课程，该课程对学生进一步学习掌握数字仪表、计算机控制系统等专业课程有着承上启下的作用。目前各高校采用的单片机实验教学装置主要有以下几种 （1）自制简易实验板； （2）购置通用型单片机实验板； （3）利用仿
2、真软件构建虚拟仿真实验环境； （4）构建硬件仿真实验平台。 这些实验装置能满足采用任务教学方式对学生进行单片机的知识和技能训练，但是难以实现“在基于工作过程的项目教学中培养学生的专业能力、方法能力和社会能力”的高职改革要求。因此，我们设计了具有如下特性的AVR单片机教学平台 （1）开放性和项目性相结合； （2）具有层级性； （3）能使课程基于工作过程开展项目教学；（4）和专业紧密结合。 1 教学平台整体概述 该单片机教学平台由“基本知识技能学习级模块”、“训练提高级模块”、“项目教学级模块”和“拓展提高级模块”等四个层级模块装置组成。 基本知识技能学习级模块装置为单片机分项实训板。主要用于以任
3、务教学方式让学生进行基本知识和基本技能的学习与训练。 训练提高级模块装置包含智能数字电压表、智能里程表等。主要用于学生入门后的提高训练。 项目教学级模块装置为一数字调节器。该调节器包含了AVR单片机的主要技术内容，是整个教学平台知识点与技能点汇聚的核心。AVR单片机课程可以以该智能数字调节器设计与制作工作过程序化单片机知识和技能，开展项目教学。另外，数字调节器是自动化生产中的重要部件，该装置的设计制作可以为今后专业课的学习打下坚实的基础。 拓展提高级模块包含数字温度挂表、数字万年历等，主要用于学生的课外拓展学习。 2 基本知识技能学习级模块 基本知识技能学习级模块装置如图2所示，其由分项实训主
4、板和辅助电路板构成。主板为一最小单片机系统，辅助电路板包括7219串行数码板、1602液晶显示器、8X8LED点阵板、4X4矩阵键盘等，辅助板采用插接方式与主板相连。教学时，可首先从主板（即单片机最小系统）开始，尽量排除其它不必要部件的干扰。随着教学的深入，再逐渐将各辅助电路板接入。从而由浅入深、由单一到综合，使学生逐渐掌握单片机系统。 3 训练提高级模块 训练提高级模块装置主要由智能数字电压表和智能数字转速里程表组成。图3为数字电压表机壳外形图，图4为智能数字电压表原理方框图。由于篇幅限制，数字转速里程表不再赘述。学生通过焊装制作数字电压表和数字转速里程表，编程实现其功能，从而更加深入理解单
5、片机的原理、应用和编程技巧，熟悉单片机设备开发的方法和步骤，能力得到进一步提高。 4 项目教学级模块 项目教学级模块装置为一智能数字调节器。图5是数字调节器硬件原理框图，图6是数字调节器外形设计效果图。该数字调节器的显示部分包括数码管显示、液晶显示、发光二极管状态显示；输入部分包括按钮等开关量信号以及420mA电流、热电偶、热电阻等模拟量信号的采集；输出部分包括420mA电流输出和开关量信号输出；液晶部分需要显示时间及各项参数；PID运算需要定时中断执行；手自动切换以外部中断方式完成；参数需要保存到EEPROM；数字调节器需要和其它设备通信等。该数字调节器较为全面、系统地整合了单片机的I/O接
6、口、外部中断、定时/计数器、模拟量输入及处理、串行接口、EEPROM应用、字符显示、键的处理、I2C总线、模拟1-Wire总线等单片机的知识和技能。在教学中可以以该调节器的设计与制作工作过程序化单片机知识和技能，用调节器的设计制作项目作为一个大的贯穿项目来开展单片机的教学。 5 拓展提高级模块 该模块包括数字温度挂表和数字万年历。主要用于学生的第二课堂学习，旨在拓宽学生知识面，启迪学生更好的将单片机控制技术与实际应用联系起来，做到学以致用。由于篇幅所限，不再赘述。 6 结语 我院自动化专业选用该教学平台作为单片机教学的载体，以数字调节器的设计与制作工作过程为主线系统地重构了单片机的知识和技能，并编写了项目化教材。教学采用从简单到复杂、由单一到综合的原则。首先借助单片机分项教学板从单片机最小系统开始，让学生建立自信心；之后着手数字电压表、电子里程表等简易产品的设计与制作，激发学生的学习兴趣；最终完成真实产品数字调节器的设计与制作，培养学生的职业能力。数字调节器的设计与制作项目贯穿了整个课程，学生在以数字调节器的设计与制作项目为载体所设计的综合化情境工作中不但构建了自己的知识和技能，也学会了如何完成一个完整的工作过程，从而形成整体职业能力，为将来的可持续发展奠定了良好的基础。