單片機電子臺歷設計在電子信息工程中的應用

于智超 李秋實 唐文濤 何志國

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

關鍵詞：單片機電子;臺歷設計;電子信息工程;應用

從現階段上，在電子信息工程中應用單片機電子臺歷設計，能夠提高教學的效果，也能夠從側面推動電子信息工程的發展。但是由于現在對單片機電子臺路設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用方法，再加上相關的技術理論不甚成熟，因此，對單片機電子臺歷設計在電子信息工程中的應用進行研究很有必要。

一、單片機電子臺歷設計分析

（1）設計概念

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，而且出現的誤差比較小，不管是在時間的設定上，還是功能的調整上，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計。在硬件方面，主要有單片機和調試按鍵電路以及顯示電路等。軟件方面，如果在Proteus的環境下，電子臺歷能夠進行仿真，如果在Keil環境下，電子臺歷能夠進行軟件編寫，如果需要調試已經編寫好的程序，那么就需要通過軟件的聯動功能，利用兩個功能來實現操作。

（2）軟件設計與硬件設計

電子臺歷的軟件設計，主要有幾個方面構成：一是程序的初始化，二是數據的顯示，三是按鍵的檢測。電子臺歷的硬件設計，由于其主要構成是電源、11.0592MHz的CRYSTA?L、30pF的CAP以及AT89C52等，因此，在設計上主要是針對以上幾個硬件進行性能優化和改善。如果在電子信息工程專業開展單片機課程，對單片機臺歷的軟件和硬件設計進行實驗，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定的目的。

（3）單片機電子臺歷設計應用現狀

單片機從本質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、串位行口和計數器等、還有部分單片機的結構簡單，在設計上采取模塊化的設計，不僅操作簡單，而且控制能力非常強，能夠進行較大規模的計算，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，還能夠對周邊的環境溫度進行感應，并通過顯示板顯示出來。隨著我們技術的發展，電子臺歷的種類越來越多，功能也越來越多，單片機技術的應用是電子臺歷種類越來越多的關鍵因素所在，這一方面是因為單片機的性能比較強。從本質上說，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意外，而且單片機的體積較小，在電子臺歷的設計中應用比較明顯。單片機的外部接口比較多，使用的環境也比較復雜，因此，小小的系統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，通常采取二級發光管，保證數碼管的使用正常。

二、單片機電子臺歷設計在電子信息工程中的應用

（1）有效提高學生的在專業方面的學習興趣

傳統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，而對大多數學生來說，對于電子信息工程的專業知識，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計長信，能夠對學生的思維進行一定程度的轉化，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，在現階段，單片機技術在電子信息工程方面進行教學服務是非常有效的。

（2）豐富教學內容

電子信息工程在計算機領域，是應用科學中比較重要的一個環節，主要是在科學技術高度發展的現在衍生而來的，并且不斷法發展創新。在當今信息技術發展的現在，任何一項技術的發展都有可能改變人們的生活方式，因此電子信息工程的學習是相當重要的。而電子信息工程教學中，實驗室非常重要的一環，不僅能夠讓給學生精準且深刻的了解電子臺歷的設計情況，并且能夠將兩者進行融合，作出各種設想模擬實驗。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構、性能及各方面的知識，第二步是掌握單片機技術及其相關的接口相接技術，在掌握的技術上能夠靈活的應用。第三步是在實驗過程中，根據掌握的知識和技術進行自我實驗，如果出現問題，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的教學方法相比，不管是效率上，還是質量上，都比較突出，而且也能夠豐富教學內容，激發學生學習興趣。

（3）基于STC單片機與CPLD控制器的電子臺歷設計

該設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，不管是怎樣的數字元件具備的功能都能夠穩定完成。單片機之間的鏈接可以靈活應用不同的擴展方法，總線接口方案在這次試驗中被采用，即包含地址、控制、數據三總線結構，地址譯碼、地址所存主要由CPLD來實現，并且它產生控側邏輯電路來滿足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專業的教學中，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。因此，在電子臺歷的實驗課堂中，將單片機技術引進其中，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。除此之外，在實驗的過程中不僅能夠發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得到完善和擴大，對電子信息工程專業教學方面有些較大的積極意義。

三、技術應用

由于單片機上設置了通信端口，因此單片機設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備之中，便能夠給計算機網絡提供有力的數據支持。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。時鐘模式為信息數據異步傳輸的最主要模式之一。智能數據的控制是由發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備，它在測量途徑方面出現了轉變，靈活性是它最根本的演變方向。由于單片機實現了智能儀表儀器的智能化，如此一來便對國內原有的半自動儀器儀表產生了巨大沖擊。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效率提高，最終有助于人類生活品質的提升、社會生產的進步。這些技術上的問題，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用中的問題，在促進其發展的同時，也能夠有效的提高技術方面的深度應用，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、信息化的方向發展。

結束語：

電子信息工程是不斷發展的，只有不斷的改革，不斷的創新，才能保證在當今信息時代能夠緊跟時代發展的步伐。因此，高校為了確保在教育方面的持續發展，就必須引進先進的信息技術來為教學服務，在電子信息工程教學中單片機電子臺歷設計就是一個很好的切入點，已經具備深入發展和應用的條件。所以，高校應當加上單片機電子臺歷得應用，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新能力的基礎上，為電子信息工程發展和普及鋪平道路。

參考文獻：

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（作者單位：遼寧工業大學）