浅谈高校单片机的教学方法

摘要：根据高等教育的目标及高校学生的特征，开展单片机的教学活动，实践证明，在教学过程中选取优质项目、合理应用单片机仿真软件等的教学方法能够使得学生更好的掌握单片机软硬件知识。

关键词：教学方法；单片机；项目选取；Proteus

中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)13-3208-02

The College Teaching Method on MCU

GAO Long1, ZHENG Fen2

(1. Dongguan Polytechnic, Dongguan 523808, China; 2. Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China)

Abstract: According to the objectives of education and the characteristics of college students, it's carry out teaching activities of MCU. Practice has proved that selecting high quality projects and rationally using simulation software, students can better learn the MCU software and hardware knowledge in the teaching process.

Key words: teaching method; MCU; project selection; proteus

高校教育培养高素质技术创新人才，如何使学生将理论与实践技能有机结合，在学习好理论知识的同时提高操作技能，是我们在教学中不断学习和探析的目标。单片机课程是电子信息工程以及机电一体化等专业必不可少的专业基础课，是一门理论性与实践性都很强的课程，如何激发学生学习的兴趣，使学生真正快捷的掌握单片机知识，下面谈谈笔者在单片机教学过程的体会。

1 注重课题的引入

单片机的第一课，给学生演示单片机控制系统，演示最基础的流水灯控制，使学生能联想到街道上的霓虹灯、交通灯、广告牌等等。直观的演示并告诉学生在学习单片机的过程中每个人都可以实现这样的系统，容易激发学生学习单片机的积极性，树立学生学习单片机的自信心。笔者在上第一次课就拿亲手制作的一款单片机实验板以及曾在企业中开发的一个单片机控制系统作为展示，在激发学生学习兴趣以取得了不错的效果。

2 充分调动学生喜欢动手的兴趣

学生一般来说不擅长抽象思维，对于理论知识的学习缺乏兴趣，学习能力有一定的欠缺，但是他们形象思维能力要强于抽象思维，即对实际操作的接受能力要强于对纯粹理论的接受能力，所以在单片机的教学中适当增加有关的单片机硬件设计是非常必要的。当然，目前许多高校都已经拥有了相关的单片机实验模块，供学生学习。运用实验模块的确可以快捷方便地进行操作，但仅仅是学会操作还远远不够，实验模块最大的缺点是不能进行硬件设计，众所周知，单片机硬件和软件不分家，所以运用实验模块还是有一定的局限性而学生亲自动手焊接调试一个系统可以有效的加深对知识的理解。初期此系统不宜太复杂，建议采用单片机常见的接口电路，如：数码管显示电路，键盘电路、LED控制电路、串口通信电路等等。在焊接之前，鼓励学生多去查阅相关资料，当学生亲手完成了项目的设计与制作，看到实际效果时会充满了喜悦和成就感，这会激发学生的创造性，另外，系统调试成功后此系统亦可作为学习软件指令验证之用，学生边做边学，不断进步。表1是首次要求学生在规定时间内设计完成单片机开发板的情况。待学生具备一定的知识能力时，教师可只提出一个设计的范围要求，鼓励学生大胆思考和创新，设计出新颖的作品。经历一学期的摸索，在电子系举办的第一届智能电子设计竞赛中，同学们参加的热情高涨，不少同学都交出了以单片机为平台质量很高的作品。实践证明，通过硬件设计可以有效的激发学生学习单片机的积极性。

3 选取优质的项目来驱动教学

在教学过程中将理论教学与单片机项目教学融为一体，本着单片机理论知识必需、够用，实践技能实用、善用的原则，向着强化学生应用能力的培养方向努力。采用任务驱动式教学方法，选取优质的项目。首先，项目的选取不易过难、过大。既要考虑实际的应用性又要考虑学生的接受能力。以学生跳一跳能够得上为原则。项目过大过难会让学生失去信心和动力，有畏难情绪。其次．要充分分析单片机技术所含的知识点，每个项目应包含一个或一类知识点，把教学内容和教学目标与一个个小的具体项目结合。教师的教学与学生的学习都是围绕着项目的具体实现来完成。下面的9个项目就分别包含了单片机的“I/O口的应用”、 “定时器/计数器”、“中断系统”、“串行通信”、“A/D转换”、“D/A转换”等知识点，将汇编指令和软件编程融人到项目中，项目完成后进行知识点的梳理，使学生避免了对枯燥的理论知识的单独学习。

1) 单个发光二极管的点亮及闪烁；

2) 多彩流水灯按照不同规律的点亮；

3) 单个数码管的显示控制；

4) 简易交通灯控制系统的设计；

5) 模拟洗衣机的设计；

6) 简单计算器的设计；

7) PC控制发光二极管的点亮；

8) 简单波形发生器的设计；

9) 数字温度计。

4 积极合理的应用Proteus软件学习单片机

Proteus软件支持许多通用的微控制器，如PCI、AVR、HC11以及8051；包含强大的调试工具，具有对寄存器和存储器，断点和单步模式IAR C-SPY、Keil、MALAB等开发工具的源程序进行调试的功能；能够观察代码在仿真硬件上的实时运行效果、对显示、按钮、键盘等外设的交互可视化进行仿真；具有6000多种模拟和数字器件的模型库；具有单步断点设置等调试功能；能够与常用的汇编器、编译器如IAR、Keil、Proton等协同调试；有直流电流表/电压表、交流电压表/电流表、示波器逻辑分析仪、计数/按时/频率计虚拟终端、SPI调试器等虚拟仪器，以仿真中的测量记录提供了方便；支持图形化的分析功能，具有频率特性、傅立叶、失真、噪声分析等多种绘图方式、可将仿真曲线精美地绘制出来。

第一，在项目教学中，充分运用仿真技术，学生可以直接观察仿真的结果，进行程序的更改，学生可以观察程序中相关寄存器的变化、变量值的变化和PC指针的变化情况；在仿真调试过程中，有时教师还应故意设置一些障碍，让学生去观察程序运行时发生的不同现象，以加深对语法现象的理解，提高程序设计的技术水平；第二，有计算机的学生在课下就有充分的时间去设计电路和编制程序，在完成软件仿真测试后，学生可以在万能板上进行硬件电路板的制作、测试或是制作出自己设计的产品。软硬件结合，激发了学生的学习兴趣，锻炼了学生的动手能力。另一方面引入仿真技术，变革了电子产品的设计过程，缩短了产品的开发周期，节约了产品的成本。实践证明，使用Proteus仿真设计后安装的产品．只要安装正确、元器件无误、工艺良好，基本都能顺利完成。图1是模拟交通灯的仿真图（单片机最小系统没有包含在内），能准确的模拟现实中路口的交通灯状态。

5 总结

要进一步提高单片机的教学质量，一方面需要教师不断提高自身修为，经常参加实践活动；另一方面在教学活动中，更要灵活应用教学方法，充分挖掘学生的潜力。培养学生兴趣,引导学生自己动手、动脑，以达到使学生主动学习的目的。实践证明，上述方法对单片机的教学起到了积极的作用。

参考文献：

[1] 王文宁.单片机项目教学中的8个环节[M].福建电脑,2008(12):199.

[2] 李淑萍.单片机教学方法探析[J].机械职业教育,2003(12):26.

[3] 王莉,苏波.Proteus软件在单片机教学中的应用[J].专业教学研究,2007(10):73.

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