江蘇省常州技師學院
　　【摘 要】文章介紹了應用單片機一體化教學設(shè)備進行技師畢業(yè)設(shè)計的案例實施，詳細分解了完成“循跡避障智能小車”各項功能的學習情境，真正實現(xiàn)了教、學、做一體化，為學生走上工作崗位從事單片機產(chǎn)品的開發(fā)和應用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
　　【關(guān)鍵詞】循跡避障智能小車 單片機一體化教學設(shè)備 學習情境
　　為了改變傳統(tǒng)單片機教學中按照理論教材照本宣科，教師教得費力，學生學得辛苦的現(xiàn)象，我們研發(fā)了單片機一體化教學設(shè)備，將其應用于教學實踐中，采用“基礎(chǔ)教學—課程設(shè)計—畢業(yè)設(shè)計”三步驟進行分階段實施。在基礎(chǔ)教學中使用基本教學模塊，學習單片機I/O接口應用、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、按鍵控制、在線仿真器和Proteus仿真軟件的使用，設(shè)計制作流水燈、模擬交通燈等項目。在課程設(shè)計中，學生仿照應用模塊，完成“0～99分倒計時定時器”單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計、仿真、制作、調(diào)試，學習撰寫課程設(shè)計報告。在技師畢業(yè)設(shè)計中，以真實的產(chǎn)品8路搶答器、單片機萬年歷、超聲波測距、單片機溫度控制系統(tǒng)和循跡避障智能小車等作為載體，以產(chǎn)品功能開發(fā)的流程為主線，將單片機技術(shù)的學習融合到小型產(chǎn)品的開發(fā)與制作的工作中，實現(xiàn)與小型單片機產(chǎn)品的近距離接觸。
　　下面以“循跡避障智能小車”為平臺，介紹通過學習單片機一體化教學設(shè)備上的有關(guān)模塊，在技師班進行畢業(yè)設(shè)計的案例實施。
　　一、智能小車簡介
　　智能小車是一個集中運用單片機、傳感器、自動控制、機電一體化、數(shù)據(jù)通信、人工智能及機器人學等高新技術(shù)的綜合體，主要由系統(tǒng)的核心控制——單片機，運動方式——機械傳動結(jié)構(gòu)，檢測方式——傳感器，控制方式——電機、舵機，通訊方式——串口、無線通信等部件組成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動識別路線（尋跡），判斷并躲避障礙（避障）等功能。
　　二、學習情境
　　我們選擇了上海益芯科技有限公司開發(fā)的產(chǎn)品套件“循跡避障智能小車”作為技師畢業(yè)設(shè)計的載體，將單片機一體化教學設(shè)備上有關(guān)中斷、定時、傳感器監(jiān)測、數(shù)碼管顯示、1602顯示、12864液晶顯示、PWM控制、紅外發(fā)射/接收、直流電機驅(qū)動等內(nèi)容進行綜合運用，采用兩輪差分驅(qū)動直流電機的驅(qū)動電路與PWM調(diào)速，利用紅外線傳感器反射接收，檢測智能小車車輪的偏轉(zhuǎn)情況，然后輸出高低電平傳送給單片機，控制小車能夠?qū)ふ揖哂幸欢ê诎讓Ρ榷鹊暮诰�，進行沿直線或沿弧線快速行駛；當小車探測到前方有障礙物時，能自動調(diào)整，躲避障礙物，從無障礙區(qū)通過；為了使智能小車具有良好的人機界面，采用數(shù)碼管或液晶屏作為顯示器，顯示小車行駛中的有關(guān)參數(shù)。我們將以上功能的實現(xiàn)分成4個學習情境，每個學習情境又由2～4個子情境組成。
　�。ㄒ唬�學習情境1：循跡避障智能小車的焊接與裝配
　　子情境1：組裝前的準備。包括了解循跡避障智能小車的功能和組裝智能小車電子元器件的選取檢測。
　　子情境2：電路板焊接及裝配。包括智能小車控制電路板的焊接和組裝。
　�。ǘ�）學習情境2：循跡避障智能小車各功能部件的檢測
　　子情境1：STC89C52單片機芯片程序?qū)懭�。包括STC89C52最小系統(tǒng)的搭建、單片機ISP編程工具的使用和程序?qū)懭胄酒��?br>　　子情境2：顯示系統(tǒng)檢測。包括兩位數(shù)碼管顯示、1602液晶顯示和12864液晶顯示。
　　子情境3：輸入系統(tǒng)查詢。包括獨立按鍵查詢和矩陣按鍵鍵盤查詢。
　　子情境4：傳感系統(tǒng)檢測。包括紅外發(fā)射管的檢測處理和紅外接收管的監(jiān)測處理。
　�。ㄈ�）學習情境3：循跡避障智能小車的運動控制
　　子情境（1）：仿真、編程軟件的使用。包括Proteus仿真軟件的使用和KEIL2/3/4編譯軟件的使用。
　　子情境（2）：路徑運行的定義。包括直線型路徑的前進與后退和S型路徑的前進與后退。
　　子情境（3）：定時運行。包括延時啟停控制和超時警報控制。
　　子情境（4）：避障與尋跡功能的實現(xiàn)。包括避障功能的實現(xiàn)和尋跡功能的實現(xiàn)。
　�。ㄋ模�學習情境4：循跡避障智能小車其他功能的拓展
　　子情境（1）：語音識別功能。包括特定頻率的聲音控制和特定音色的聲音控制。
　　子情境（2）：遙控功能。包括智能小車運動紅外監(jiān)控功能的實現(xiàn)和運動中數(shù)據(jù)傳輸功能的實現(xiàn)。
　　三、案例實施成果
　　技師畢業(yè)設(shè)計結(jié)束時，每個學生對自己設(shè)計制作的“循跡避障智能小車”進行總結(jié)，撰寫相應的技師畢業(yè)設(shè)計論文，內(nèi)容包括方案設(shè)計、系統(tǒng)功能分析、硬件設(shè)計、匯編語言或C語言源程序設(shè)計、調(diào)試步驟、測試報告、實物圖片和視頻等。學生制作的“循跡避障智能小車”實物如圖1所示。
　　四、結(jié)束語
　　將單片機一體化教學設(shè)備應用于教學實踐，通過具體案例——“循跡避障智能小車”的開發(fā)與制作，訓練和培養(yǎng)了學生在單片機小型作品元器件的選用、產(chǎn)品的焊接與組裝、軟硬件的設(shè)計、仿真、調(diào)試與檢修等方面的能力，為學生走上工作崗位從事單片機相關(guān)工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
　　【參考文獻】
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　　[3]郭天祥.新概念51單片機C語言教程——入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

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