單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)在電子信息工程中的應(yīng)用

于智超 李秋實(shí) 唐文濤 何志國

摘要：單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)在電子信息工程的教學(xué)中，能夠有效提高學(xué)生的在專業(yè)方面的學(xué)習(xí)興趣、豐富教學(xué)內(nèi)容、提供實(shí)驗(yàn)素材，提高學(xué)生的綜合能力，在教學(xué)中應(yīng)用越來越廣泛。本文就從單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行分析，淺談單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)在電子信息工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)電子;臺(tái)歷設(shè)計(jì);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(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)，能夠提高教學(xué)的效果，也能夠從側(cè)面推動(dòng)電子信息工程的發(fā)展。但是由于現(xiàn)在對(duì)單片機(jī)電子臺(tái)路設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)并不是很深入，在電子信息工程上，也沒有科學(xué)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(duì)單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)在電子信息工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究很有必要。

一、單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)分析

（1）設(shè)計(jì)概念

電子臺(tái)歷可以說是一個(gè)比較常見的生活工具，對(duì)于人們來說，最重要的作用就是計(jì)時(shí)，秒、分、時(shí)和日、月、年等是其常用的計(jì)時(shí)單位。電子臺(tái)歷不僅走時(shí)精準(zhǔn)，而且出現(xiàn)的誤差比較小，不管是在時(shí)間的設(shè)定上，還是功能的調(diào)整上，都相當(dāng)方面快捷。電子臺(tái)歷有一個(gè)最主要的特點(diǎn)，那就是軟硬件的同步設(shè)計(jì)。在硬件方面，主要有單片機(jī)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(tái)歷能夠進(jìn)行仿真，如果在Keil環(huán)境下，電子臺(tái)歷能夠進(jìn)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(dòng)功能，利用兩個(gè)功能來實(shí)現(xiàn)操作。

（2）軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)

電子臺(tái)歷的軟件設(shè)計(jì)，主要有幾個(gè)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(tái)歷的硬件設(shè)計(jì)，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(jì)上主要是針對(duì)以上幾個(gè)硬件進(jìn)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(jī)課程，對(duì)單片機(jī)臺(tái)歷的軟件和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)單片機(jī)臺(tái)歷的電路、定期器、控制、顯示器等方面有一定的了解，從而達(dá)到全部時(shí)間都能夠得到設(shè)定的目的。

（3）單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀

單片機(jī)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(huì)有CPU和并行口、串位行口和計(jì)數(shù)器等、還有部分單片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，在設(shè)計(jì)上采取模塊化的設(shè)計(jì)，不僅操作簡單，而且控制能力非常強(qiáng)，能夠進(jìn)行較大規(guī)模的計(jì)算，而且也有比較強(qiáng)大的問題處理。因此，一些比較特殊的電子臺(tái)歷，不僅僅能夠進(jìn)行簡單的時(shí)間日期的顯示，還能夠?qū)χ苓叺沫h(huán)境溫度進(jìn)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(tái)歷的種類越來越多，功能也越來越多，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是電子臺(tái)歷種類越來越多的關(guān)鍵因素所在，這一方面是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的性能比較強(qiáng)。從本質(zhì)上說，單片機(jī)電子臺(tái)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(jī)能夠保證電子臺(tái)歷長時(shí)間的工作而不會(huì)出現(xiàn)意外，而且單片機(jī)的體積較小，在電子臺(tái)歷的設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較明顯。單片機(jī)的外部接口比較多，使用的環(huán)境也比較復(fù)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(tái)歷的正常工作，通常采取二級(jí)發(fā)光管，保證數(shù)碼管的使用正常。

二、單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)在電子信息工程中的應(yīng)用

（1）有效提高學(xué)生的在專業(yè)方面的學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的電子信息工程在教學(xué)上，教學(xué)的模式和方面大同小異，都比較標(biāo)準(zhǔn)和固定，對(duì)于學(xué)生來說，這類知識(shí)都是相當(dāng)枯燥乏味，除非是對(duì)這方面特別喜歡并想深入研究的學(xué)生，而對(duì)大多數(shù)學(xué)生來說，對(duì)于電子信息工程的專業(yè)知識(shí)，并沒有太大的學(xué)習(xí)興趣。尤其是在程序的學(xué)習(xí)上，學(xué)生不僅需要課前的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，而且還需要檢測編寫好的程序，這類操作不僅復(fù)雜，而且繁瑣，極大的打擊了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方面的學(xué)習(xí)熱情。但是如果使用單片機(jī)教學(xué)，通過在軟件方面的設(shè)計(jì)長信，能夠?qū)W(xué)生的思維進(jìn)行一定程度的轉(zhuǎn)化，提高學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)的效果。在加上單片機(jī)技術(shù)相當(dāng)簡單且操作方面，學(xué)生自己都能夠獨(dú)立完成操作，因此，在現(xiàn)階段，單片機(jī)技術(shù)在電子信息工程方面進(jìn)行教學(xué)服務(wù)是非常有效的。

（2）豐富教學(xué)內(nèi)容

電子信息工程在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，是應(yīng)用科學(xué)中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要是在科學(xué)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(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)在，任何一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展都有可能改變?nèi)藗兊纳罘绞?，因此電子信息工程的學(xué)習(xí)是相當(dāng)重要的。而電子信息工程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)室非常重要的一環(huán)，不僅能夠讓給學(xué)生精準(zhǔn)且深刻的了解電子臺(tái)歷的設(shè)計(jì)情況，并且能夠?qū)烧哌M(jìn)行融合，作出各種設(shè)想模擬實(shí)驗(yàn)。具體來說可以分為以下幾個(gè)步驟：一是掌握單片機(jī)電子臺(tái)歷的結(jié)構(gòu)、性能及各方面的知識(shí)，第二步是掌握單片機(jī)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(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)掌握的知識(shí)和技術(shù)進(jìn)行自我實(shí)驗(yàn)，如果出現(xiàn)問題，就能夠跟理論知識(shí)相印證，從而更好的了解自身在知識(shí)掌握中的漏洞。這種學(xué)習(xí)方法和傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（3）基于STC單片機(jī)與CPLD控制器的電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)中外圍功能的擴(kuò)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(shí)鐘模塊、LCD1602液溫顯示模塊、Dsl SB20溫皮采集模塊、人機(jī)交有控調(diào)接1模塊. RS232通信接口模塊等。CPLD具有比較強(qiáng)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(jī)之間的鏈接可以靈活應(yīng)用不同的擴(kuò)展方法，總線接口方案在這次試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)，并且它產(chǎn)生控側(cè)邏輯電路來滿足LCD1602.?ISD1420P時(shí)序以及外用其他對(duì)象與單片機(jī)邏輯時(shí)序匯配電路接口設(shè)計(jì)。

（4）提供實(shí)驗(yàn)素材，提高學(xué)生綜合能力

在以往的電子信息工程相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中，理論知識(shí)是教學(xué)的主要手段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅僅起到輔助作用，主要是為了增加學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，因此，不僅實(shí)驗(yàn)課程比較少，而且也沒有足夠的重視。對(duì)于學(xué)生來說，沒有充足的實(shí)驗(yàn)操作，也就不能精準(zhǔn)的掌握更多關(guān)于電子信息工程方面的知識(shí)，同時(shí)也不能掌握深層西的單片機(jī)技術(shù)。因此，在電子臺(tái)歷的實(shí)驗(yàn)課堂中，將單片機(jī)技術(shù)引進(jìn)其中，是對(duì)之前教學(xué)模式的一個(gè)重大突破，不僅能夠在老師的引導(dǎo)下讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)有一個(gè)更加清晰直觀的認(rèn)識(shí)，而且還能夠有效的提高學(xué)生的想象力，并將其在實(shí)驗(yàn)中得到實(shí)現(xiàn)。除此之外，在實(shí)驗(yàn)的過程中不僅能夠發(fā)展自身知識(shí)和實(shí)驗(yàn)上的不足，而且能夠和教師所傳授的知識(shí)相印證，在這個(gè)過程中不斷完善自身的知識(shí)體系，這對(duì)于學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)來看，也有一定的提升作用。事實(shí)上，單片機(jī)電子臺(tái)歷的學(xué)習(xí)應(yīng)用，能夠在很大程度上使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提升，學(xué)習(xí)的知識(shí)體系和架構(gòu)得到完善和擴(kuò)大，對(duì)電子信息工程專業(yè)教學(xué)方面有些較大的積極意義。

三、技術(shù)應(yīng)用

由于單片機(jī)上設(shè)置了通信端口，因此單片機(jī)設(shè)計(jì)早期階段便能夠與計(jì)算機(jī)建立相互之間的連接。此外，如若將單片機(jī)放置于通訊設(shè)備之中，便能夠給計(jì)算機(jī)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(jī)、列車通訊裝置等單片機(jī)的裝配運(yùn)用均已完成。時(shí)鐘模式為信息數(shù)據(jù)異步傳輸?shù)淖钪饕Ｊ街?。智能?shù)據(jù)的控制是由發(fā)送方和接收方通過時(shí)鐘控制來完成的。因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有體積小巧的特點(diǎn)，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(jī)實(shí)現(xiàn)了智能儀表儀器的智能化，如此一來便對(duì)國內(nèi)原有的半自動(dòng)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(huì)生產(chǎn)的進(jìn)步。這些技術(shù)上的問題，不僅對(duì)人們的生活有著一定的改變，而且也對(duì)電子信息工程教學(xué)有著極大的改變，這是因?yàn)檫@些技術(shù)的存在在很大程度上解決掉了電子臺(tái)歷在電子信息工程應(yīng)用中的問題，在促進(jìn)其發(fā)展的同時(shí)，也能夠有效的提高技術(shù)方面的深度應(yīng)用，同時(shí)也為電子信息工程教學(xué)中所遇到的問題提供了技術(shù)上的支持，使教學(xué)方法得到有效的擴(kuò)展，教學(xué)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(dāng)今信息時(shí)代能夠緊跟時(shí)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(jìn)先進(jìn)的信息技術(shù)來為教學(xué)服務(wù)，在電子信息工程教學(xué)中單片機(jī)電子臺(tái)歷設(shè)計(jì)就是一個(gè)很好的切入點(diǎn)，已經(jīng)具備深入發(fā)展和應(yīng)用的條件。所以，高校應(yīng)當(dāng)加上單片機(jī)電子臺(tái)歷得應(yīng)用，從實(shí)驗(yàn)、知識(shí)面等多角度擴(kuò)寬學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑，在提升學(xué)生動(dòng)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(xué)）