基于微机原理课程的实践性教学环节

摘 要： 为了使学生更好地掌握微机原理这门课程，大部分学校都开设了微机原理实训课程，但是该实训课程如何开设，开设的内容、学时又如何确定，实训过程中应如何管理学生和材料等一直困扰着老师。本文作者根据多年对微机原理实践性教学环节的经验，列举了微机原理实训课程的重点教学内容和管理方法。

关键词： 微机原理 单片机 时钟电路 数码管时钟

开设微机原理课程实践性教学环节的目的，主要是通过动手来巩固所学的微机原理知识，因此在实践性教学环节中，开设的实训课程题目应涉及单片机最小系统设计、A/D转换、D/A转换、总线扩展（8255）等。实训学时一般为2周，任务安排第1天以教学为主，介绍实训课程题目的相关知识。第2天开始陆续发放材料，第一周基本以焊接为主，第2周开始自行调试，最后2天验收，验收以作品效果、答辩情况和提交报告的质量为主。在实践过程中，学生根据自己的能力和兴趣爱好来选择相应的课题方向。这里介绍最小系统的设计。对于单片机最小系统设计，给出的设计题目是数码管时钟电路设计，该课题涉及的内容有：上电复位电路、震荡电路、键盘扫描，数码管动态扫描等。难度适中，能满足学生利用单片机设计时钟的想法，适合不同层次的学生来设计和学习。

1.时钟电路硬件的设计

LED数码管时钟电路采用24h计时方式，时、分、秒用六位数码管显示。并有按键处理模块来进行时、分、秒的调试。数码管时钟电路如图1所示，其采用AT89C51单片机最小化应用设计，6个LED显示采用动态扫描方式实现，显示时、分、秒。P0口输出段码数据，P2.0―P2.5口作扫描输出（需接上拉电阻），为了提供LED数码管的驱动电流，用三极管9012和芯片74LS244来驱动输出，增加共阳极数码管的亮度。为了提高秒计时的精确性，利用12MHz晶振来T0定时中断。

2.系统软件程序的设计

电子时钟的系统程序由主程序和子程序组成，主程序包含初始化设置、按键处理、数码管显示模块等。子程序包括要编写的定时器/中断服务子程序，在定时器/中断服务子程序中进行对时钟的调整。具体程序可上考试周刊网教学资源库下载。

（1）主程序

主程序流程图如图2所示，主程序对显示单元和定时器/计数初始化，然后重复调用数码管显示模块、按键处理模块，当有键按下时，转入相应程序。

（2）按键处理模块

按键处理设置为：如没有按键，则时钟正常走时。当按下S1时进入调分状态，时钟停止走动；按下S1、S2来进行加一减一操作。继续按S1键可分别进行分和小时的调整，最后按S1键退出调整状态，按键功能还可以自行调整、创新，如加入秒表显示、定时等功能。

（3）定时器/计数器T0中断服务程序

定时器/计数器T0用于时间计时，选择方式1，重复定时，设定时间为50MS，定时时间到则中断，定时中断程序为：（MOV TMOD，#11H）（MOV TL0，#0B0H）（MOV TH0，#3CH），在中断服务程序中用一个计数器对50MS计数，计20次则对秒单元加1，秒单元的计数器加到60则对分单元加1，同时秒单元清0；分单元的计数器加到60则对时单元加1，同时分单元清0；时单元的计数器加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。定时器/计数器T0中断服务程序流程图如图3所示。

3.总结

任何理论知识都来源于实践，理论知识也只有在实践中，才能得到强化并真正发挥指导作用。学生经过实践性教学环节的锻炼，通过焊接、板路设计、元器件的认识、程序的编写和调试，能够对微机原理课程有很深的认识。通过一些小制作更能提高学生对该课程的热衷程度，对学生的现在及将来都有很大的影响。较多的学生实践教学环节结束后再回来要回自己的作品，说是拿回去放在自己的床前，可以用3节干电池供电来显示时间，以做留念。

参考文献：

［1］中国机械工业教育协会组编.微机原理与应用［M].北京：机械工业出版社，2005.

［2］朱定华，戴汝平.单片微机原理与应用［M].北京：北方交通大学出版社，2003.

［3］陆红伟，微机原理实验与课程设计指导书［M].北京：中国电力出版社，2006.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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