導(dǎo)語：單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著我們社會(huì)科技的發(fā)展，智能化的生活和智能化的設(shè)備成為越來越多人的關(guān)注熱點(diǎn)。基于單片機(jī)課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用51單片機(jī)設(shè)計(jì)一款智能晾曬衣架。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中發(fā)揮學(xué)生的綜合知識(shí)應(yīng)用能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。在課程評(píng)價(jià)上采用師生、生生之間的多種評(píng)價(jià)機(jī)制，完善課程體系。本實(shí)驗(yàn)涉及的實(shí)驗(yàn)操作簡單，可以作為高等學(xué)校單片機(jī)基本課程實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充，增加學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程內(nèi)容的興趣和提高學(xué)生對(duì)應(yīng)用單片機(jī)的工程化意識(shí)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)；智能晾衣架

一、引言

單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是該課程實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不僅可使學(xué)生鞏固理論所學(xué)的概念、原理、設(shè)計(jì)方法，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力以及動(dòng)手實(shí)踐能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程項(xiàng)目開發(fā)能力和創(chuàng)新能力[1-2]。隨著我們社會(huì)科技的發(fā)展，越來越多的人們希望能夠活在智能化的生活里，對(duì)智能化的生活也是充滿了向往之情。近年來，在各國科技創(chuàng)新的努力下，我們的社會(huì)還有我們居住的環(huán)境即將成為一個(gè)方便快捷智能化的大環(huán)境。目前，我們平時(shí)所使用的家電已經(jīng)在逐步完成一系列的智能化，我們?cè)诠矆?chǎng)所見到的，被服務(wù)到的設(shè)施也是充滿了智能化，智能化的發(fā)展能夠帶給我們便利并且節(jié)約很多社會(huì)資源。本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的智能晾衣架能夠達(dá)到智能晾衣架所需要的智能化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)真正的智能化晾衣。并且它還有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如說占地面積小，操作簡單方便，外形簡潔得體，成本經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。除此之外，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還可以運(yùn)用紅外遙控來完成人工升降的操作。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所涉及的實(shí)驗(yàn)操作簡單，可以作為高等學(xué)校單片機(jī)基本課程實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充，增加學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的興趣和提高學(xué)生對(duì)應(yīng)用單片機(jī)的工程化意識(shí)。

二、整體系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)涉及的智能晾衣架設(shè)計(jì)在控制方面主要是采用STC89C51單片機(jī)完成的。在工作的時(shí)候，通過光敏電阻與DHT11溫濕度傳感器等元器件來檢測(cè)外界空氣中的光線照射情況與濕度情況，然后將自己檢測(cè)到的信息傳送到單片機(jī)上，單片機(jī)經(jīng)過之前設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，來確認(rèn)步進(jìn)電機(jī)是需要進(jìn)行正轉(zhuǎn)操作還是反轉(zhuǎn)的操作，從而完成智能晾衣架的功能。圖1所表示的是對(duì)于智能晾衣架的總系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖。（一）基本控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)邏輯功能簡單，由于大部分的學(xué)校均有開設(shè)關(guān)于51單片機(jī)專業(yè)的課程，學(xué)生比較熟悉其功能與基本知識(shí)，而且51單片機(jī)的價(jià)格相對(duì)于Arduino等芯片來說要便宜不少，并且功能齊全。因此使用ST-C89C51這款單片機(jī)來作為我們所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)上的一個(gè)主要的控制器。（二）DHT11溫濕度傳感器。我們選擇使用DHT11溫濕度傳感器來作為檢測(cè)空氣中濕度的元器件，因?yàn)檫@款傳感器使用的是單總線方式，這樣做的好處在于它可以把系統(tǒng)的集成變得更為簡單和快捷，它的特點(diǎn)不僅如此，卓越的可靠性以及長時(shí)間的穩(wěn)定是這款傳感器的一大特色。這款傳感器的組成也不復(fù)雜。DHT11溫濕度傳感器的測(cè)量范圍廣泛，測(cè)量的相對(duì)濕度是在百分之二十到百分之九十相對(duì)濕度這個(gè)范圍之間，測(cè)量的攝氏溫度在零到五十?dāng)z氏度這個(gè)范圍之間。溫度的測(cè)量精度大約為±2.0℃，濕度的測(cè)量精度大約為±5.0%RH。本模塊之所以會(huì)采用它，也是因?yàn)檫@款溫濕度傳感器的優(yōu)點(diǎn)很多，其中響應(yīng)的速度快，還具有很強(qiáng)的抗干擾性。它對(duì)于信號(hào)的傳輸距離可以達(dá)到二十米以上。（三）光敏檢測(cè)電路。在光敏檢測(cè)模塊里，實(shí)驗(yàn)主要使用光敏電阻來完成在光敏檢測(cè)模塊部分采集到光線照射情況強(qiáng)弱的任務(wù)，利用它的感光特性并且配合好DHT11溫濕度傳感器來判斷出實(shí)驗(yàn)中所處環(huán)境天氣的好壞，以達(dá)到適合不適合把衣服拿出來晾曬還是需要把衣服給收回去的情景模擬，這樣便可以根據(jù)天黑天晴的情況來實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電機(jī)的升降操作，從而完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的智能晾衣架所需要實(shí)現(xiàn)的功能。（四）電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。ULN2003A是由美國TexasInstru-ments公司和美國Sprague公司生產(chǎn)的。7組達(dá)林頓晶體管陣列以及相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)和鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成了ULN2003元器件。它的優(yōu)點(diǎn)是十分的強(qiáng)大：它能夠同時(shí)完成7組負(fù)載的驅(qū)動(dòng)操作，為單片雙極型大功率高速集成電路[3]。

三、實(shí)驗(yàn)考核體系的構(gòu)建

（一）實(shí)驗(yàn)效果的驗(yàn)證將學(xué)生。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求搭建的電路板進(jìn)行通電測(cè)試，可以充分驗(yàn)證學(xué)生是否完整地完成了實(shí)驗(yàn)的全部內(nèi)容。我們可以通過幾步操作根據(jù)測(cè)量和控制對(duì)應(yīng)的結(jié)果對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行驗(yàn)證。如圖2所示，我們打開電源開關(guān)，經(jīng)過DHT11溫濕度傳感器檢測(cè)到我所在的寢室里濕度值為70，紅色小燈亮起代表為處于自動(dòng)模式下，此時(shí)的濕度值小于我們所設(shè)定的參數(shù)，并且光照充足，綠色小燈亮起代表電機(jī)處于正轉(zhuǎn)情況。圖3濕度高且沒有光照電機(jī)反轉(zhuǎn)如圖3所示，我們用噴霧噴一些水汽，使得濕度值變高，經(jīng)過DHT11溫濕度傳感器檢測(cè)到的濕度值95，用一張卡片遮住光敏電阻擋住光源，紅色小燈亮起代表為處于自動(dòng)模式下，此時(shí)的濕度值大于我們所設(shè)定的參數(shù)，而且光線被擋住了處于黑暗的情況，黃色小燈亮起代表電機(jī)處于反轉(zhuǎn)情況。（二）實(shí)驗(yàn)課程的評(píng)價(jià)體系。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，一般是采用在教師指導(dǎo)下，學(xué)生實(shí)驗(yàn)以基本設(shè)計(jì)目標(biāo)為主，自主發(fā)揮實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程是一門理論性、實(shí)踐性和技術(shù)性都很強(qiáng)的課程，因此對(duì)于本課程實(shí)驗(yàn)達(dá)成目標(biāo)一定是多樣的。采用實(shí)踐性設(shè)計(jì)該課程的實(shí)驗(yàn)并對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果考核評(píng)價(jià)，既需要評(píng)價(jià)學(xué)生掌握學(xué)科知識(shí)的情況，又需要評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的技能，還需要評(píng)價(jià)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,更需要評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)等等。因此，要求考核評(píng)價(jià)內(nèi)容要盡可能全面,這樣才能真實(shí)反映學(xué)生該課程的具體掌握情況以及體現(xiàn)教學(xué)過程參與主體的多元性。并且教師、學(xué)生都參與評(píng)價(jià)，可使師生、生生之間得到更多的情感交流，增進(jìn)團(tuán)結(jié)，關(guān)注合作，促進(jìn)學(xué)生共同進(jìn)步。本實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)采用教師評(píng)價(jià)（占60%），學(xué)生的自評(píng)（占40%），這樣的評(píng)價(jià)方式既可提高學(xué)生對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的認(rèn)可程度，還可促進(jìn)學(xué)生反思，提高他們的反思能力[4]。

四、結(jié)語

采用51單片機(jī)設(shè)計(jì)一款智能晾曬衣架，并以此設(shè)計(jì)帶入單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)中去。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中發(fā)揮學(xué)生的綜合知識(shí)應(yīng)用能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。在課程評(píng)價(jià)上采用師生、生生之間的多種評(píng)價(jià)機(jī)制，完善課程體系。本實(shí)驗(yàn)涉及的實(shí)驗(yàn)操作簡單，可以作為高等學(xué)校單片機(jī)基本課程實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充，增加學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的興趣和提高學(xué)生對(duì)工程化應(yīng)用單片機(jī)的意識(shí)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]袁明新,申?duì)D,王琪.單片機(jī)能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建及實(shí)施[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2014,12(3):72-75.

[2]葛浩,林其斌.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011,28(10):138-140.

[3]萬天才.高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品及其應(yīng)用[J].國外電子元器件,2001(2):19-21.

[4]馮小安.實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建與實(shí)施[J].中國電力教育,2010(13):125-126.

作者:王一 吳竹晶 單位:貴州大學(xué)大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院