單片機電子臺歷設(shè)計在電子信息工程中的應(yīng)用

于智超 李秋實 唐文濤 何志國

摘要：單片機電子臺歷設(shè)計在電子信息工程的教學中，能夠有效提高學生的在專業(yè)方面的學習興趣、豐富教學內(nèi)容、提供實驗素材，提高學生的綜合能力，在教學中應(yīng)用越來越廣泛。本文就從單片機電子臺歷設(shè)計的角度進行分析，淺談單片機電子臺歷設(shè)計在電子信息工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：單片機電子;臺歷設(shè)計;電子信息工程;應(yīng)用

從現(xiàn)階段上，在電子信息工程中應(yīng)用單片機電子臺歷設(shè)計，能夠提高教學的效果，也能夠從側(cè)面推動電子信息工程的發(fā)展。但是由于現(xiàn)在對單片機電子臺路設(shè)計的認識并不是很深入，在電子信息工程上，也沒有科學有效的應(yīng)用方法，再加上相關(guān)的技術(shù)理論不甚成熟，因此，對單片機電子臺歷設(shè)計在電子信息工程中的應(yīng)用進行研究很有必要。

一、單片機電子臺歷設(shè)計分析

（1）設(shè)計概念

電子臺歷可以說是一個比較常見的生活工具，對于人們來說，最重要的作用就是計時，秒、分、時和日、月、年等是其常用的計時單位。電子臺歷不僅走時精準，而且出現(xiàn)的誤差比較小，不管是在時間的設(shè)定上，還是功能的調(diào)整上，都相當方面快捷。電子臺歷有一個最主要的特點，那就是軟硬件的同步設(shè)計。在硬件方面，主要有單片機和調(diào)試按鍵電路以及顯示電路等。軟件方面，如果在Proteus的環(huán)境下，電子臺歷能夠進行仿真，如果在Keil環(huán)境下，電子臺歷能夠進行軟件編寫，如果需要調(diào)試已經(jīng)編寫好的程序，那么就需要通過軟件的聯(lián)動功能，利用兩個功能來實現(xiàn)操作。

（2）軟件設(shè)計與硬件設(shè)計

電子臺歷的軟件設(shè)計，主要有幾個方面構(gòu)成：一是程序的初始化，二是數(shù)據(jù)的顯示，三是按鍵的檢測。電子臺歷的硬件設(shè)計，由于其主要構(gòu)成是電源、11.0592MHz的CRYSTA?L、30pF的CAP以及AT89C52等，因此，在設(shè)計上主要是針對以上幾個硬件進行性能優(yōu)化和改善。如果在電子信息工程專業(yè)開展單片機課程，對單片機臺歷的軟件和硬件設(shè)計進行實驗，從而對單片機臺歷的電路、定期器、控制、顯示器等方面有一定的了解，從而達到全部時間都能夠得到設(shè)定的目的。

（3）單片機電子臺歷設(shè)計應(yīng)用現(xiàn)狀

單片機從本質(zhì)上說還是一種集成電路芯片，但凡是集成電路，都必不可少的會有CPU和并行口、串位行口和計數(shù)器等、還有部分單片機的結(jié)構(gòu)簡單，在設(shè)計上采取模塊化的設(shè)計，不僅操作簡單，而且控制能力非常強，能夠進行較大規(guī)模的計算，而且也有比較強大的問題處理。因此，一些比較特殊的電子臺歷，不僅僅能夠進行簡單的時間日期的顯示，還能夠?qū)χ苓叺沫h(huán)境溫度進行感應(yīng)，并通過顯示板顯示出來。隨著我們技術(shù)的發(fā)展，電子臺歷的種類越來越多，功能也越來越多，單片機技術(shù)的應(yīng)用是電子臺歷種類越來越多的關(guān)鍵因素所在，這一方面是因為單片機的性能比較強。從本質(zhì)上說，單片機電子臺歷傳感器的不同，所得到的功能和效果也不同。從可靠性的角度考慮，單片機能夠保證電子臺歷長時間的工作而不會出現(xiàn)意外，而且單片機的體積較小，在電子臺歷的設(shè)計中應(yīng)用比較明顯。單片機的外部接口比較多，使用的環(huán)境也比較復雜，因此，小小的系統(tǒng)卻有著比較齊備的軟硬件，比如說日期、電流源、電源燈，為了確保電子臺歷的正常工作，通常采取二級發(fā)光管，保證數(shù)碼管的使用正常。

二、單片機電子臺歷設(shè)計在電子信息工程中的應(yīng)用

（1）有效提高學生的在專業(yè)方面的學習興趣

傳統(tǒng)的電子信息工程在教學上，教學的模式和方面大同小異，都比較標準和固定，對于學生來說，這類知識都是相當枯燥乏味，除非是對這方面特別喜歡并想深入研究的學生，而對大多數(shù)學生來說，對于電子信息工程的專業(yè)知識，并沒有太大的學習興趣。尤其是在程序的學習上，學生不僅需要課前的實驗預習，而且還需要檢測編寫好的程序，這類操作不僅復雜，而且繁瑣，極大的打擊了學生在實驗方面的學習熱情。但是如果使用單片機教學，通過在軟件方面的設(shè)計長信，能夠?qū)W生的思維進行一定程度的轉(zhuǎn)化，提高學習的興趣，進而提高學習的效果。在加上單片機技術(shù)相當簡單且操作方面，學生自己都能夠獨立完成操作，因此，在現(xiàn)階段，單片機技術(shù)在電子信息工程方面進行教學服務(wù)是非常有效的。

（2）豐富教學內(nèi)容

電子信息工程在計算機領(lǐng)域，是應(yīng)用科學中比較重要的一個環(huán)節(jié)，主要是在科學技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)在衍生而來的，并且不斷法發(fā)展創(chuàng)新。在當今信息技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)在，任何一項技術(shù)的發(fā)展都有可能改變?nèi)藗兊纳罘绞剑虼穗娮有畔⒐こ痰膶W習是相當重要的。而電子信息工程教學中，實驗室非常重要的一環(huán)，不僅能夠讓給學生精準且深刻的了解電子臺歷的設(shè)計情況，并且能夠?qū)烧哌M行融合，作出各種設(shè)想模擬實驗。具體來說可以分為以下幾個步驟：一是掌握單片機電子臺歷的結(jié)構(gòu)、性能及各方面的知識，第二步是掌握單片機技術(shù)及其相關(guān)的接口相接技術(shù)，在掌握的技術(shù)上能夠靈活的應(yīng)用。第三步是在實驗過程中，根據(jù)掌握的知識和技術(shù)進行自我實驗，如果出現(xiàn)問題，就能夠跟理論知識相印證，從而更好的了解自身在知識掌握中的漏洞。這種學習方法和傳統(tǒng)的教學方法相比，不管是效率上，還是質(zhì)量上，都比較突出，而且也能夠豐富教學內(nèi)容，激發(fā)學生學習興趣。

（3）基于STC單片機與CPLD控制器的電子臺歷設(shè)計

該設(shè)計中外圍功能的擴展由CPLD來完成，"STC-CPLD-單元模塊”主要采川的方式，其中單元模塊的內(nèi)容有：ISD1 120P語音模塊、DS1302時鐘模塊、LCD1602液溫顯示模塊、Dsl SB20溫皮采集模塊、人機交有控調(diào)接1模塊. RS232通信接口模塊等。CPLD具有比較強烈的邏輯性，不管是怎樣的數(shù)字元件具備的功能都能夠穩(wěn)定完成。單片機之間的鏈接可以靈活應(yīng)用不同的擴展方法，總線接口方案在這次試驗中被采用，即包含地址、控制、數(shù)據(jù)三總線結(jié)構(gòu)，地址譯碼、地址所存主要由CPLD來實現(xiàn)，并且它產(chǎn)生控側(cè)邏輯電路來滿足LCD1602.?ISD1420P時序以及外用其他對象與單片機邏輯時序匯配電路接口設(shè)計。

（4）提供實驗素材，提高學生綜合能力

在以往的電子信息工程相關(guān)專業(yè)的教學中，理論知識是教學的主要手段，實驗教學僅僅起到輔助作用，主要是為了增加學生對知識點的理解，因此，不僅實驗課程比較少，而且也沒有足夠的重視。對于學生來說，沒有充足的實驗操作，也就不能精準的掌握更多關(guān)于電子信息工程方面的知識，同時也不能掌握深層西的單片機技術(shù)。因此，在電子臺歷的實驗課堂中，將單片機技術(shù)引進其中，是對之前教學模式的一個重大突破，不僅能夠在老師的引導下讓學生對單片機電子臺歷設(shè)計有一個更加清晰直觀的認識，而且還能夠有效的提高學生的想象力，并將其在實驗中得到實現(xiàn)。除此之外，在實驗的過程中不僅能夠發(fā)展自身知識和實驗上的不足，而且能夠和教師所傳授的知識相印證，在這個過程中不斷完善自身的知識體系，這對于學生的專業(yè)知識學習來看，也有一定的提升作用。事實上，單片機電子臺歷的學習應(yīng)用，能夠在很大程度上使學生的學習興趣得到提升，學習的知識體系和架構(gòu)得到完善和擴大，對電子信息工程專業(yè)教學方面有些較大的積極意義。

三、技術(shù)應(yīng)用

由于單片機上設(shè)置了通信端口，因此單片機設(shè)計早期階段便能夠與計算機建立相互之間的連接。此外，如若將單片機放置于通訊設(shè)備之中，便能夠給計算機網(wǎng)絡(luò)提供有力的數(shù)據(jù)支持。從使用角度考慮，像手機、列車通訊裝置等單片機的裝配運用均已完成。時鐘模式為信息數(shù)據(jù)異步傳輸?shù)淖钪饕Ｊ街弧Ｖ悄軘?shù)據(jù)的控制是由發(fā)送方和接收方通過時鐘控制來完成的。因為單片機具有體積小巧的特點，所以智能儀表便成為了流行的電子設(shè)備，它在測量途徑方面出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，靈活性是它最根本的演變方向。由于單片機實現(xiàn)了智能儀表儀器的智能化，如此一來便對國內(nèi)原有的半自動儀器儀表產(chǎn)生了巨大沖擊。由此帶來的儀器儀表性能的提升、功能的豐富使得它們的作業(yè)效率提高，最終有助于人類生活品質(zhì)的提升、社會生產(chǎn)的進步。這些技術(shù)上的問題，不僅對人們的生活有著一定的改變，而且也對電子信息工程教學有著極大的改變，這是因為這些技術(shù)的存在在很大程度上解決掉了電子臺歷在電子信息工程應(yīng)用中的問題，在促進其發(fā)展的同時，也能夠有效的提高技術(shù)方面的深度應(yīng)用，同時也為電子信息工程教學中所遇到的問題提供了技術(shù)上的支持，使教學方法得到有效的擴展，教學理念向全面化、科技化、信息化的方向發(fā)展。

結(jié)束語：

電子信息工程是不斷發(fā)展的，只有不斷的改革，不斷的創(chuàng)新，才能保證在當今信息時代能夠緊跟時代發(fā)展的步伐。因此，高校為了確保在教育方面的持續(xù)發(fā)展，就必須引進先進的信息技術(shù)來為教學服務(wù)，在電子信息工程教學中單片機電子臺歷設(shè)計就是一個很好的切入點，已經(jīng)具備深入發(fā)展和應(yīng)用的條件。所以，高校應(yīng)當加上單片機電子臺歷得應(yīng)用，從實驗、知識面等多角度擴寬學生的學習途徑，在提升學生動手能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上，為電子信息工程發(fā)展和普及鋪平道路。

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（作者單位：遼寧工業(yè)大學）