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创新思维训练在单片机产品设计中的应用
摘 要:为提升学生的创新思维,加强单片机创新课程的建设与实践,学生创新思维能力的训练非常重要。文中以单片机温湿度监控仪的设计为例,介绍了专业课程创新思维训练的步骤及方法。通过单片机课程的创创新思维训练在单片机产品设计中的应用
摘 要:为提升学生的创新思维,加强单片机创新课程的建设与实践,学生创新思维能力的训练非常重要。文中以单片机温湿度监控仪的设计为例,介绍了专业课程创新思维训练的步骤及方法。通过单片机课程的创新思维训练,有效促进了学生专业知识的转化和升华,激发了其创新思维和双创能力。
关键词:单片机;创新思维;温湿度
单片机课程属于设计开发项目教学,作为提升学生职业能力的载体,学生既需要熟悉单片机的基础知识,更需要具备使用单片机设计开发创新型产品的能力[1]。基于专业教学的创新思维训练,可以提升学生创新思维和双创能力,促进其专业知识的转化和升华。
1 创新思维导入
场景:夏天,上课的教室炎热、干燥。让学生以小组为单位认真观察教室环境,读取教室的温度和湿度信息。
讨论:小组对教室的温度和湿度信息有何控制要求,写于纸板上。
分析:如何实现?讨论分析确定教室温湿度监控产品的设计实现过程及步骤[2]。
2 专业双创技能训练
任务驱动
温度和湿度是生产、生活中最常见的被控参数。温湿度监测仪被广泛应用于家居、实验室、农业大棚、粮仓等领域。文中以学生日常生活场景为例,引导学生思考、设计一款基于单片机的教室温湿度监控仪。
方案的总体设计
基于单片机的教室温湿度监控仪硬件主要由单片机、温湿度传感器、液晶显示、手机显示及报警模块组成[3],如图1所示:
温湿度传感器实时检测温度和湿度信息,传递给单片机控制器,并在液晶显示屏和手机终端进行双显示;经过单片机内部程序判断温湿度信息是否超限,如果超限则报警,并自动启动风扇和加湿器,以保证教室内部温湿度数据恒定。
元器件的选择与分析
主控芯片的选择
从产品性能、功耗、价格等方面综合考虑,本设计选用高性能、低成本、低功耗的STM32单片机作为主控核心。
传感器的选择
为了使硬件更加简洁方便,选择多功能的DHT11数字温湿度传感器[3],该传感器既能测量温度,又能测量湿度。
液晶显示的选择
本设计将选用LCD12864进行参数显示。LCD12864是一种低电压低功耗、带中文字库的点阵图形液晶显示模块,具有简单、方便接口方式和操作指令。
蓝牙模块的选择
分析讨论,选择确定HC-05蓝牙模块实现单片机与手机终端设备的通信。HC-05蓝牙模块接到单片机的串行端口,通过蓝牙与手机终端设备通信,可以用于智能家居,远程控制,机器人,监控系统等。
软件程序设计
单片机温湿度监控仪软件设计如图2:
3 结论及讨论