独立学院单片机课程教学方法探讨

摘要：单片机课程是工科专业的一门非常重要的专业基础课程，是理论和实践紧密结合的一门课程。尤其对于独立学院培养应用型人才的目标来说，单片机课程的教学显得更为重要。主要讨论了针对独立学院的、有效教授单片机课程的教学方法。

关键词：独立学院；单片机；教学方法

作者简介：韩彩霞（1974-），女，湖北武汉人，江汉大学文理学院信息技术学部，讲师。（湖北 武汉 430056）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0086-02

独立学院是我国高等教育的一支重要的生力军，一般在各省市本科第三批次招生录取，主要满足那些考试成绩不够读一本或二本院校，不想读高职高专又想进入大学学习的学生的需求。由独立学院学生自身的特点决定，独立学院教师在授课过程中如果力求把课本理论知识全面、透彻、按部就班地讲解给学生，同时要求学生全面掌握课本知识，则有悖于独立学院培养应用型人才的目标。

单片机课程是工科专业的一门非常重要的专业基础课程，独立院校大部分的工科专业都开设了此课程。此课程不仅要求学生掌握好理论基础知识，还要求学生有很好的动手能力，通过实验、实践教学更好地巩固基础知识。

对于此门课程，传统的教学方式是板书+课件（PPT）+实验。理论教学环节：任课教师课前准备好此门课程的课件（PPT），教学过程在多媒体教室完成。教师讲，学生听，有时教师会板书讲解一些内容。实验教学环节：学生在实验室完成有关实验内容。

对于一本和二本院校学生来说，上述教学方法可能适合。但是，对于独立院校学生来说，需要找到更好的教学方法使学生更容易理解、掌握课程内容，同时需要培养学生的独立动手能力。在多年教授此课程过程中，笔者总结了几点教学方法，和大家共同探讨。

一、基础知识分层次、分重点讲解

要想会用单片机，一定要先掌握它的内部结构，在教学的过程中笔者采用的方法是：先把单片机内部涉及到的各个部分简单介绍给学生，如： 51单片机共有4个八位的I/O口，内部有数据存储器和程序存储器，P3口还有第二功能——定时器/计数器、中断系统和串行口功能等等。让学生有个初步的印象。然后，对涉及到的不同部分再分不同的层次、分重点讲解，把它们分成了解和理解两个层次，需要了解的内容授课过程中给出说明、提及但不作为重点来讲；需要理解的内容采取重点讲解、反复讲解的方法。下面举出51单片机内部的几部分结构加以说明。

1.4个八位I/O口

对于4个八位的I/O口内部的结构要求学生理解。4个I/O口共同的功能是作为普通的输入/输出口使用，对于这一功能还要强调P0口和其他3个口的区别，它没有内部上拉电阻，使用时需外接上拉电阻。另外强调4个口作为输入口使用时需要先输入“1”。

但它们又有其他的功能，如：P0口内部有开关MUX，P1口内部没有这样的开关，说明P0口可以分时传送低8位地址和数据，P1口只能传送数据。当讲解到P0口分时传送地址和数据时ALE引脚引出。通过ALE引脚的讲解，学生就可以理解P0口是怎样分时传送地址和数据的。学生理解了4个I/O口的结构，以后用到它们时就可以根据它们的功能不同之处区别对待。

2.存储器

对于51单片机有多大的内部存储器，在授课中笔者只是提及到，学生了解就可以。

但是对于51单片机可以扩展多大的存储器就需要重点讲解，这里讲到扩展再把4个I/O口中的P0口和P2口引出讲解，学生进一步理解了这两个口的功能。

对于程序存储器，主要说明片外程序存储器和片内程序存储器在低4KB地址是统一编址的，那怎样区分访问的是片外程序存储器还是片内程序存储器？这里引出51单片机EA引脚的使用。

对于数据存储器需要重点、反复讲解，要求学生能很好地理解。把内部数据存储器分成00H-1FH、20H-2FH、30H-7FH和80H-FFH四部分来讲解。对于这四部分分别用来做什么一定重点讲解。对于80H-FFH这一部分，留到后面介绍特殊功能寄存器时再讲解，这里只提醒学生注意，这一部分不能使用。对于00H-1FH这一部分讲解时要引出单片机复位后SP指向07H单元，但07H单元是寄存器所在的位置，所以用到SP时需要修改SP的值。

3.状态寄存器PSW

在这一部分内容讲授中，只说明它的各位的定义是什么，对于各个位怎样使用在讲解51单片机指令时再讲解。

通过以上分析就把51单片机内容结构分层次、分重点地讲给学生，学生在掌握的过程中也分层次掌握，哪些需要了解、哪些需要理解学生要心中有数。对于需要理解的内容，重点、反复的讲解有助于加深学生的印象，更好地理解。

二、指令系统结合Keil C软件讲解

51单片机有数据传送、算术运算、逻辑运算及移位、控制转移和位操作五大类指令。较好地掌握这些指令对单片机课程后续内容的学习尤为重要，笔者采取的方法是：讲解各个指令时结合Keil C软件，这样既让学生掌握了指令的用法又教会了学生软件的使用方法，为课程后续内容学习打下一定的基础。

如：讲解传送类指令MOV时，在Keil C软件中给出如图1所示的程序，然后单步执行程序，通过观察左侧寄存器和下侧存储器的变化情况来说明MOV指令使用中的几种格式，它是怎样进行数据传送的。同时，这里可以提及前面讲过的51单片机的寻址方式，使学生更进一步理解什么是单片机寻址、几种寻址方式有什么不同。

如：讲解算术运算类指令ADD时，同样在Keil C软件中给出一段程序，然后单步执行，通过观察左侧各个寄存器和下侧存储器相应单元的变化情况说明指令的使用方法。同时，这里可以通过观察左侧状态寄存器PSW各位的变化来说明PSW的使用，把前面讲解单片机内部结构时没有重点讲解的特殊功能寄存器PSW的使用在这里重点讲解，达到事半功倍的效果，同时分散了教学过程中的重点内容，使学生更容易掌握。

三、单片机的使用结合Proteus软件讲解

对于单片机的I/O口、定时计数器、中断等的使用，采取的方法是结合Proteus软件讲解。

如定时计数器的使用，先给学生讲解它内部的基本结构，有哪些工作方式、特殊功能寄存器的功能、使用前初始化的步骤等等。然后通过实例在Proteus软件中演示定时计数器是怎样实现定时计数的功能的。如要求用定时计数器完成实现发光二极管的闪烁。通过编程，然后把程序生成的相应文件加载到图2中，然后进行仿真。学生可以亲眼看到LED的闪烁，然后回头讲解程序的编写思想，这样学生会更容易理解它们的使用方法。

四、实验教学环节融入课堂教学

单片机课程是实践性很强的一门课程，要求学生掌握一定的基础知识的同时培养学生的动手能力，对于独立学院的学生来说则更为重要。以前，对于实验教学环节采取的方法是：教师现场在实验室布置实验题目，在教师指导下学生在实验室环境下完成实验。这种教学方法会出现的问题是：前几次实验时，有些学生对相关软件功能、使用方法不是很清楚；对于实验题目学生无从下手完成。这些问题需要教师逐个解决，会浪费很多时间。笔者采取的方法是：通过向学校相关部门申请，在实验室安装投影仪设备。这样教师可以对有针对性、共性的问题在教师机上讲解，同时在投影仪上显示。教师讲解的过程中，学生可以利用实验桌上的电脑同步跟踪教师讲解的内容。另外，教师可以根据实验题目内容演示相关的实验题目，引导学生完成实验。

五、总结

通过几年单片机课程实践检验后，上述教学方法对于独立院校单片机课程教学有很好的促进作用：教师在授课中条理更加清晰，目标更明确；学生更容易理解、掌握理论知识，不再感觉单片机课程难学；培养了学生动手能力，为以后的工作打下一定的基础；学生对单片机课程更感兴趣，带动单片机后续课程（如嵌入式）的学习兴趣；学生把课程兴趣延伸到课堂外，自己购买单片机开发板。

参考文献：

[1]姜志海.单片机的C语言程序设计及应用[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]梅丽凤.单片机原理及接口技术（修订本）[M].北京：清华大学出版社，2011.