呂寧　肖振興　唐企堯

【摘 要】本文針對(duì)傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了了解必要的單片機(jī)知識(shí)、感知實(shí)際應(yīng)用的單片機(jī)、多做軟硬件實(shí)驗(yàn)的入門單片機(jī)三步驟，強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)單片機(jī)要注重實(shí)踐并采用循環(huán)學(xué)習(xí)法使之根深蒂固，為技工院校學(xué)生學(xué)習(xí)51單片機(jī)提供了有針對(duì)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】51單片機(jī)；技工院校學(xué)生；單片機(jī)一體化教學(xué)設(shè)備；實(shí)踐

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集與處理、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及家電等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。

目前，技工院校的電類專業(yè)普遍已開(kāi)設(shè)了單片機(jī)課程，大多采用的是MCS-51系列單片機(jī)，它的學(xué)習(xí)資料非常多，且學(xué)習(xí)成本很低。但是，調(diào)查到一些技工院校的單片機(jī)教學(xué)，是以單片機(jī)的結(jié)構(gòu)為主線，先講單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，接著是指令和軟件編程，然后是單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和各種外圍器件的應(yīng)用，最后再講一些實(shí)例。按照此種教學(xué)結(jié)構(gòu)，技工院校的學(xué)生普遍感到難學(xué)，他們很多沒(méi)有接觸過(guò)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，甚至數(shù)字電路也是剛剛學(xué)完，要去學(xué)習(xí)單片機(jī)原理與結(jié)構(gòu)、尋址方式，記住一百多條指令，設(shè)計(jì)流程圖編寫程序真是太困難了。學(xué)生從一開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)的“神奇”、“敬畏”、熱情高漲，到最后的“恐懼”、沮喪、放棄，覺(jué)得學(xué)習(xí)單片機(jī)的過(guò)程是一個(gè)不斷充滿挫折的過(guò)程，這就是為什么有“單片機(jī)難學(xué)”一說(shuō)。下面作者根據(jù)多年單片機(jī)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)習(xí)、探索、實(shí)踐、進(jìn)步這樣一條規(guī)律，談?wù)劶脊ぴ盒５膶W(xué)生如何入門單片機(jī)。

1 了解必要的單片機(jī)知識(shí)

51單片機(jī)對(duì)于技工院校學(xué)生入門單片機(jī)是非常合適的。但是當(dāng)教師講完概念，講指令，講完指令講接口，用不了幾天就會(huì)發(fā)現(xiàn)，班級(jí)里的一大半同學(xué)都說(shuō)單片機(jī)枯燥乏味，是天書，誰(shuí)學(xué)的會(huì)??！時(shí)間上，初學(xué)單片機(jī)，只需先了解單片機(jī)各管腳的名稱、各個(gè)寄存器是干什么，能實(shí)現(xiàn)怎樣功能即可。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的核心是用程序去控制各個(gè)寄存器，給寄存器賦值0或1，然后再通過(guò)引腳寄存器輸出高低電平控制外部設(shè)備。例如執(zhí)行語(yǔ)句P2=0x7f；（MOV P2，#7FH），就是控制單片機(jī)P2口的P2.7引腳輸出低電平，其它P2口的引腳（P2.0- P2.6）都輸出高電平。此時(shí)學(xué)生可能記不住，也聽(tīng)不明白，原因是技工院校的學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)時(shí)大多數(shù)是第一次接觸到這種器件，對(duì)單片機(jī)沒(méi)有任何感觀認(rèn)識(shí)，對(duì)許多抽象的概念無(wú)法產(chǎn)生相應(yīng)的實(shí)物映像。但是不要緊，我們研制了單片機(jī)一體化教學(xué)設(shè)備來(lái)幫助學(xué)生體會(huì)感知實(shí)際應(yīng)用的單片機(jī)。

2 感知實(shí)際應(yīng)用的單片機(jī)

江蘇省常州技師學(xué)院研制的“單片機(jī)一體化教學(xué)設(shè)備”，通過(guò)形象化的模擬仿真，理性內(nèi)容動(dòng)態(tài)表述，可以實(shí)現(xiàn)原理可視化，概念可視化，理念闡述和動(dòng)態(tài)演示無(wú)縫結(jié)合，解決學(xué)生在單片機(jī)學(xué)習(xí)中不可視，不可入的難題。例如在講授P2口的P2.7引腳通過(guò)執(zhí)行語(yǔ)句P2=0x7f；（MOV P2，#7FH）輸出低電平，我們就可以利用“單片機(jī)一體化教學(xué)設(shè)備”上的彩燈模塊，將P2.7引腳通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)，接到一個(gè)共陽(yáng)接法的220V40W彩燈上，學(xué)生就可以直觀看到這只彩燈亮了，從而加深理解了單片機(jī)程序控制、軟硬件相結(jié)合的工作原理。對(duì)于學(xué)習(xí)單片機(jī)初級(jí)階段的學(xué)生，教師可以選擇“單片機(jī)一體化教學(xué)設(shè)備”上的在線仿真模塊和基本教學(xué)模塊（8只彩燈顯示、8位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示、單片機(jī)電子琴、模擬倒計(jì)時(shí)交通燈、16×16點(diǎn)陣圖形漢字顯示），利用Keil編程軟件、Proteus仿真軟件，再通過(guò)232串行通訊口將軟件仿真通過(guò)的程序傳送到基本教學(xué)模塊的CPU實(shí)時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)化，枯燥電路圖實(shí)物化，抽象原理形象化，靜止現(xiàn)象動(dòng)態(tài)化，教學(xué)過(guò)程趣味化，創(chuàng)設(shè)真情實(shí)景，使學(xué)生感知實(shí)際應(yīng)用單片機(jī)。

3 多做單片機(jī)軟硬件實(shí)驗(yàn)

單片機(jī)是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課程。實(shí)驗(yàn)這個(gè)過(guò)程一定要做而且要多花時(shí)間，這是非常關(guān)鍵的一步。課堂實(shí)驗(yàn)以教師布置的教學(xué)任務(wù)為主，學(xué)生用Protel軟件繪制出電路原理圖，用Keil軟件輸入程序并編譯程序，然后用Proteus軟件對(duì)程序和電路進(jìn)行仿真調(diào)試運(yùn)行。教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)及操作過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)講解。課后實(shí)踐，建議學(xué)生可以自己購(gòu)買一塊51單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)板，不要求功能太多，只要有流水燈、數(shù)碼管、鍵盤、蜂鳴器、串口通訊、AD等就可以了。把實(shí)驗(yàn)板和電腦連好，安裝上必備的軟件，學(xué)生就可以在課余時(shí)間自己做單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)了。從最簡(jiǎn)單的流水燈、交通燈實(shí)驗(yàn)做起，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生眼睛看得見(jiàn)（燈光）、耳朵聽(tīng)得到（聲音），就能理解程序是怎樣轉(zhuǎn)化成信號(hào)去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的。單片機(jī)與其說(shuō)是學(xué)出來(lái)的，還不如說(shuō)是做實(shí)驗(yàn)練出來(lái)的，注重實(shí)踐、反復(fù)循環(huán)訓(xùn)練，就會(huì)取得很好的效果。當(dāng)學(xué)生編寫的程序能按照自己意愿實(shí)現(xiàn)功能時(shí)，就會(huì)有非常自豪的收獲感和成就感，也可以說(shuō)是成功入門單片機(jī)了。當(dāng)然，學(xué)習(xí)單片機(jī)除了做實(shí)驗(yàn)仿真，還要制作實(shí)際電路板?？梢韵冗M(jìn)行萬(wàn)能板的設(shè)計(jì)、焊接，如果在萬(wàn)能板上測(cè)試成功，再用電腦輔助軟件進(jìn)行PCB板設(shè)計(jì)、制版、焊接，通過(guò)不斷的實(shí)踐積累開(kāi)發(fā)制作單片機(jī)小型作品的經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

單片機(jī)是一門技術(shù)性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。學(xué)單片機(jī)并不難，關(guān)鍵是掌握要領(lǐng)，一旦找到了學(xué)習(xí)的捷徑，入了門，初步掌握單片機(jī)編程技術(shù)并看到實(shí)際效果，那么必然信心大增。本文以最實(shí)用的方法，希望將技工院校的學(xué)生領(lǐng)進(jìn)單片機(jī)世界的大門，真正感受體會(huì)單片機(jī)的強(qiáng)大作用，從而投身于單片機(jī)的領(lǐng)域中，一步一個(gè)腳印，向新的深度、廣度進(jìn)軍，逐步成為自動(dòng)控制方面的復(fù)合技能型人才。

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[3]喬莉，劉寅生.單片機(jī)課程教學(xué)改革方法探索[J].黑龍江科技信息，2012.

[責(zé)任編輯：田吉捷]