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S KILLS教学探索92ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2015 03中职Arduino单片机图形化编程教学实践——以单片机控制LED灯闪烁课程为例文／王 禹摘 要：单片机历来是中职学校电子电气自动化专业绕不过去又比较难教难学的一门课。
Ａｒｄｕｉｎｏ单片机结合ＡｒｄｕＢｌｏｃｋ插件为中职学校单片机教学的顺利推广提供了另一种途径。
本文以单片机控制ＬＥＤ灯闪烁课程为例，结合中职学生的客观实际情况，探索单片机教学的新思路，为构建高效课堂提供参考。
关键词：单片机教学 图形化编程一、单片机教学的重要性单片机又名“微控制器”或“微电脑”，它把一个计算机系统集成到了一个芯片上，概括地讲：一块芯片就成了一台计算机。
随着物联网、智能化等技术的推广，单片机技术生活中的应用越来越广泛，单片机课程的重要性日益突出。
电类专业中，单片机课程又是核心专业课，在中等职业学校受到越来越多的重视与关注。
二、单片机教学的困境1．编程语言学习困难单片机编程可以选汇编语言或者C 语言，但是无论选哪种语言都需要接触一定量的英文；中职学生的文化基础薄弱，对英文最为头痛。
C 语言灵活强大，语法规则严格，短时间难以掌握；C 语言是大小写敏感的语言，即一个单词只要有一个字符大小写不一样，对C 编译器来说就是完全不一样的两个词。
代码大小写，全角符号等任何的输入错误都会导致编程失败。
初学者在这点上屡屡犯错，入门阶段的失败最容易导致学生产生畏难情绪，影响后续教学。
选汇编语言还需记忆大量指令、寄存器、硬件结构等知识，编程代码更加难写难读，所以学习难度还高于C 语言。
对中职学生来说，单片机入门尤为困难。
2．单片机实训室建设成本高单片机学习需要专业软件和硬件，市场主流都是商业软件，采购价格昂贵。
（1）硬件方面，需要单片机实训电路板（开发板），下载烧写器，电源适配器。
市场上各种单片机实训电路板很多，具有一定指导性的中职单片机全国技能大赛官方指定设备为YL-236。
该设备配备十余种模块，功能丰富，也具备一定的灵活性，但设备体积庞大，万余元价格，不利于普遍推广。
第二届全国技能大赛竞赛项目（共109项）一、世赛选拔项目（共63项）（一）运输与物流（7项）飞机维修、车身修理、汽车技术、汽车喷漆、重型车辆维修、货运代理、轨道车辆技术（二）结构与建筑（13项）砌筑、家具制作、木工、混凝土建筑、电气装置、精细木工、园艺、油漆与装饰、抹灰与隔墙系统、管道与制暖、制冷与空调、瓷砖贴面、数字建造（三）制造与工程技术（21项）数控铳、数控车、建筑金属构造、电子技术、工业控制、工业机械、制造团队挑战赛、CAD机械设计、机电一体化、移动机器人、塑料模具工程、原型制作、焊接、水处理技术、化学实验室技术、增材制造、工业设计技术、工业4.0、光电技术、可再生能源、机器人系统集成（四）信息与通信技术（8项）信息网络布线、网络系统管理、商务软件解决方案、印刷媒体技术、网站技术、云计算、网络安全、移动应用开发（五）创意艺术与时尚（6项）时装技术、花艺、平面设计技术、珠宝加工、商品展示技术、3D数字游戏艺术（六）社会及个人服务（8项）烘焙、美容、糖艺/西点制作、烹饪（西餐）、美发、健康和社会照护、餐厅服务、酒店接待二、国赛精选项目（共46项）（一）传统赛项（26项）数控车、数控铳、电工、装配钳工、焊接、电子技术、CAD机械设计、汽车维修、新能源汽车智能化技术、木工、砌筑、室内装饰设计、网络系统管理、信息网络布线、珠宝加工、时装设计、餐厅服务、烹饪（中餐）、烘焙、茶艺、社会体育指导（健身）、起重设备应用技术、石油钻井技术、电力系统运营与维护、计算机软件测试、机器人焊接技术（二）新职业赛项（20项）智能制造工程技术、集成电路工程技术、人工智能工程技术、工业互联网工程技术、虚拟现实工程技术、互联网营销、连锁经营管理、供应链管理、人工智能训练、健康照护、物联网安装调试、工业机器人系统操作、无人机装调检修、建筑信息模型技术、增材制造设备技术操作、全媒体运营、区块链应用操作、服务机器人应用技术、家政服务（整理收纳）第二届全国技能大赛推荐选手花名册推荐单位（签章）：第二届全国技能大赛推荐裁判员花名册推荐单位（签章）:联系人: 联系电话:填报单位:展示交流和中华绝技展演项目推荐表推荐单位（签章）:联系电话: 填报单位: 联系人:第二届全国技能大赛选手报名表第二届全国技能大赛裁判员推荐表。
2016年全国职业院校技能大赛中职组“单片机控制装置安装与调试”赛项规程、赛项名称赛项编号：ZZ-047赛项名称：单片机控制装置安装与调试英语翻译：MCU equipme nt assembly and debugg ing赛项组别：中职组赛项归属产业：加工制造二、竞赛目的通过竞赛，检验和展示中职院校单片机控制装置安装与调试等相关专业的教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引领和促进中职院校与本赛项相关专业的教学改革，激发和调动行业企业关注和参与教学改革的主动性和积极性，推动提升中职院校的人才培养水平。
三、竞赛内容根据赛项工作任务书的要求，设计并制作单片机控制系统。
主要包括：单片机控制装置硬件电路的安装、搭建与调试、单片机控制系统软件程序的编写与调试、与工作过程相关的元器件选用、单片机控制技术应用、接口技术等相关的理论知识考查。
（一）具体内容1.按竞赛任务书要求设计并选择相应的控制模块和元器件搭建单片机控制系统装置。
2.合理确定各模块的摆放位置，按相关技术规范连接模块电路；3.根据竞赛任务书要求编写单片机控制程序。
4.调试单片机控制程序，系统和器件的有关参数，达到任务书规定的工作要求和技术要求。
5.应用相关的理论知识和工作过程知识，完成相关的工艺及工作过程记录分析表。
（二）竞赛时间单片机控制装置安装与调试竞赛时间为240分钟（4小时）。
（三）成绩比例根据单片机控制装置安装与调试实际企业中权重比例，本赛项成绩配比如表1所示：表1成绩比例权重分配表四、竞赛方式（一）组织机构在全国职业院校技能大赛组委会的指导下，在赛区组委会与赛项执委会的领导下，由中国职业技术教育学会中职分会牵头成立2016年全国职业院校单片机控制装置安装与调试赛项执委会，下设赛项专家组、组织保障工作组、裁判组、监督组、仲裁组等。
（二）竞赛选手单片机控制装置安装与调试技能赛项为个人赛，由参赛选手单独完成书面作答与实际操作一体的工作任务。
亚龙YL—236型单片机实训设备介绍
亚龙YＬ-2３6型单片机功能控制实训考核台是根据中等职业学校《单片机及其应用》的教学内容和要求，按照职业岗位的工作内容研发的实训考核设备。
适合中职学校资源与环境、能源、土木工程、交通运输、制造、信息技术类相关专业的单片机课程的教学。
亚龙YL－236型单片机功能控制实训考核台采用烤漆钢板制作的台式结构。
实训台的抽屉柜用于存放实训模块,抽屉柜与台面之间布置实训模块安装支架,最上一层是工作台台面。
用于技能竞赛时在台面上放置设备安装底板，在底板上安装试题拟定的单片机控制装置需要的模块,连接控制电路，编写的控制程序输入单片机后，按下运行指令开关,单片机控制装置就按程序运行。
放置在单片机实训室中，这就是一张实训台。
当讲解理论或实训项目中的相关知识时，可以当做课桌；当需要进行实际操作时,将台面打开，就露出放置在安装支架上的模块,在需要的实训模块间按实训要求连接电路，编写控制程序,就可以按照设计的实训项目进行单片机技术的教学了.
亚龙YL-236型单片机功能控制实训考核台模块清单:
注:１．单片机控制装置模块可根据需要配置;
2。
本配置中不包含计算机．。
（整理）《电⼦产品装配与调试》试题带答案全国技能⼤赛.《电⼦产品装配与调试》试题题⽬：智能楼宇呼叫系统完成时间：4⼩时⼯位号：⽇期：______________________________智能楼宇呼叫系统第⼀部分电路说明部分⼀、电路功能概述为适应现代智能化社会，本系统详细的模拟了现代⼩区楼宇对讲智能化控制系统⼯作形式，让学⽣能更直观地了解到楼宇智能化⼯作流程及原理。
学习⾃动化控制技术功能。
本系统包含：驻极体拾⾳电路、LM386⾳频功放电路、电机正反转控制电路、⾳乐发⽣电路、红外对管电路、555振荡电路、LM358⽐较器电路、键盘控制电路、Nokia5110屏显⽰电路等，构建⼀个⽐较完整的系统。
模块功能介绍：嵌⼊式程序控制：系统选⽤STC公司的10系列单⽚机为主控芯⽚，⽤它强⼤的处理功能操控整个系统的运作流程。
驻极体拾⾳电路：系统选⽤驻极体话筒搭建经典拾⾳电路，将⾳频信号转为电信号。
LM386⾳频功放电路：本系统介绍LM386典型功放电路，在⽤户接通过程中⾳频放⼤实现对讲。
电机驱动电路：本系统选⽤分⽴元件搭建经典H桥电路，驱动门控电机的正（开门）、反转（开门）动作。
⾳乐发⽣电路：系统选⽤px088a⾳乐芯⽚发出24和弦⾳作为门铃，提⽰户主客⼈来访。
红外检测模块：门控电机在开门状态下，利⽤红外对管检测⼈已通过后，安全关门动作。
555振荡电路：系统选⽤NE555⽅波发⽣电路驱动发光⼆极管发光闪烁，提⽰当前系统⼯作模式。
LM358模拟硬件开锁电路：系统利⽤LM358集成运放芯⽚搭建⽐较器功能，调试系统⼯作于不同的模式。
让学⽣学会⽐较器的⼯作原理及其应⽤。
键盘控制电路：系统选⽤数字矩阵键盘为输⼊设备，输⼊密码或访问房号。
显⽰模块：系统选⽤Nokia5110显⽰屏实现⼈机通讯，显⽰当前⼯作状态。
⼆、电路原理图及PCB图（见附录）三、元件清单（见附录）四、主要元件功能介绍1.LM386功放：LM386是⼀种⾳频集成功放，具有⾃⾝功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围⼤、外接元件少和总谐波失真⼩等优点的功率放⼤器，⼴泛应⽤于录⾳机和收⾳机之中。
选择题：
单片机的主要组成部分不包括以下哪一项？
A. CPU
B. 存储器
C. I/O接口电路
D. 显示器（正确答案）
在单片机系统中，用于存储程序和数据的是？
A. CPU
B. 定时器
C. 存储器（正确答案）
D. 并行口
单片机I/O口的基本功能不包括？
A. 数据缓冲
B. 数据锁存
C. 数据计算（正确答案）
D. 信号电平转换
以下哪一项不是单片机编程常用的语言？
A. C语言
B. 汇编语言
C. Java（正确答案）
D. 机器语言
单片机定时器/计数器的主要功能不包括？
A. 定时
B. 计数
C. 产生时序
D. 数据存储（正确答案）
在单片机系统中，用于实现与外部设备串行通信的是？
A. 并行口
B. 串行口（正确答案）
C. 定时器
D. 中断系统
单片机中断系统的主要作用不包括？
A. 实现多任务处理
B. 响应外部事件
C. 提高CPU效率
D. 增加存储容量（正确答案）
以下哪一项不是单片机应用系统的开发流程？
A. 需求分析
B. 系统设计
C. 编程与调试
D. 用户培训（正确答案）
在单片机应用系统中，用于实现人机交互的输入设备是？
A. 键盘（正确答案）
B. 显示器
C. 打印机
D. 传感器。
“2013年全国职业院校技能大赛”中职组单片机控制装置安装与调试赛项规程一、赛项名称单片机控制装置安装与调试二、竞赛目的通过竞赛，促进与控制技术相关专业的行动导向的课程体系建设和改革创新的步伐，探索与电气技术和机电技术相关的《单片机应用技术基础》、《自动控制原理》、《传感器及其应用》等课程理实一体化的教学方法和培养企业需要的高素质技能型人才的新途径、新方法。
推动职业教育专业建设和教学改革，展示职业教育教学改革的成果。
三、竞赛方式与内容（一）竞赛方式单片机控制装置安装与调试技能赛项为个人赛，由参赛选手单独完成书面解答与实际操作一体的工作任务。
每省（自治区、直辖市、计划单列市、新疆生产建设兵团）限报2名选手。
每名选手限1名指导教师，参赛选手与指导教师的对应关系一旦确定不得随意改变。
（二）组队要求1. 参赛选手必须是年龄不超过21周岁的中等职业学校2013年在籍学生。
2. 为让更多选手参加全国职业院校技能大赛，参加过2012年全国职业院校技能大赛中职组单片机控制装置安装与调试技能比赛并获得一等奖的选手，不再参加2013年的全国职业院校技能大赛中职组单片机控制装置安装与调试技能比赛。
3. 为让更多的学校参与全国职业院校技能大赛，每省（自治区、直辖市、计划单列市、新疆生产建设兵团）的2名选手须来自不同院校。
各省、自治区、直辖市、计划单列市和新疆建设兵团的教育行政部门负责本地区参赛学生的资格审查和组队工作，并保存相关证明材料的复印件，以备查阅。
（三）竞赛内容比赛时间为四小时。
根据工作任务书的要求，完成以下工作任务：（1）按照设定的单片机控制装置，在赛场提供的元器件模块上选择相应的控制模块和器件。
（2）合理确定各模块的摆放位置，并按相关技术规范连接电路。
（3）编写单片机控制程序。
（4）调试单片机控制程序、系统和器件的有关参数。
（5）完成调试记录的填写。
四、比赛规则1. 参赛选手必须准时到达比赛赛场，按抽取的抽签顺序号抽取工位号并按抽得的工位号就位。
2010全国中等职业学校职业技能大赛重庆单片机项目选拔赛试题物料配套搬运控制装置一、基本要求1、请你仔细阅读并理解“物料配套搬运控制装置”的工作要求和有关说明，根据你的理解，在亚龙YL-236单片机控制功能实训考核装置的有关模块上选择你所需要的元器件。
2、在赛场提供的图纸上，画出该控制装置的模块连接图，并在标题栏的设计栏填写你的工位号。
电路符号符合国标要求。
3、根据你所画的模块连接图，在亚龙YL-236单片机控制功能实训考核装置上连接电路。
4、请你编写控制程序，并调试程序和有关元器件，实现任务规定的功能并达到技术要求。
并将相关程序“烧入”单片机中。
5、在电脑F:盘（或以监考人员要求为准）以工位号建一个文件夹，所有关于你的电子文档请存入此文件夹中。
二、选手完成工作任务的时间：完成比赛规定的全部工作任务的时间为4小时。
图1 物料搬运装置示意图三、试题部分（一）工作任务（1）设某零件，需按2个白球和2个黄球搭配成套进行组合。
物料搬运装置的机械手抓球时，按每种颜色球的数量抓球，抓球顺序没有要求。
每抓2个白球和2个黄球为1套。
完成配套总数后工作停止。
（2）使用点阵显示相关信息。
部分工作状态有声音提示。
（3）物料搬运装置电源由单片机控制。
（4）配置四个按钮，从左到右依次为：启动、暂停、停止、设置。
（可选独立按键或矩阵按键）（二）初始状态（开机时的状态）（1）机械手上升到位、手爪放松到位，并停在二工位“断电候令”。
（2）开机画面，用16*16点阵显示“您好”。
按任意键，显示转为工作信息显示。
（三）工作过程（1）控制按钮。
按钮按下后功能立即生效，不释放不影响工作和显示。
启动：配套搬运“启动”功能。
按下“启动”键，物料搬运装置电源自动接通，配套搬运工作开始。
每抓完一套，讯响器短暂（小于0.5秒）鸣响一声，同时“套数”加1。
完成总套数后，机械手归位于初始位置，然后物料搬运装置自动断电。
完成任务后，再按启动，显示归0，搬运及显示计数重新开始。
