基于“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”的單片機(jī)教學(xué)研究

顧婭軍 李駿

摘要：為了解決單片機(jī)課程教學(xué)中存在的老師難教，學(xué)生難學(xué)的問題，采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”，為該課程設(shè)計(jì)若干個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)包括若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)，進(jìn)而掌握知識(shí)點(diǎn)。結(jié)果表明，利用本方法進(jìn)行教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)習(xí)效率顯著提高，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)法；單片機(jī)；教學(xué)；proteus；仿真；匯編語(yǔ)言

中圖分類號(hào)：TP368.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)16-3899-03

Research for the MCU Teaching Based on Task-driven Method

GU Ya-jun1, LI Jun2

(1. School of Computer Science and Technology, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China; 2. Nan? chong Professional Technic College, Nanchong 637000, China)

Abstract: In order to solve the problem of MCU teaching, task-driven method is used. The knowledge of the course is divided into many tasks including a number of knowledge points. students master the knowledge points during the process. It is showed that studentslearning initiative and efficiency is improved, and students creative spirit and practical spirit is cultivated by the methods of teaching.

Key words: task-driven method; MCU; teaching; proteus; simulation; assembly language

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)以及控制專業(yè)的一門重要專業(yè)課。傳統(tǒng)的教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容上采用先基礎(chǔ)后應(yīng)用，按照單片機(jī)簡(jiǎn)介→硬件結(jié)構(gòu)→指令系統(tǒng)→程序設(shè)計(jì)→單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展→接口技術(shù)→應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的順序來教學(xué)[1]；在教學(xué)方式上以課本為主線，以老師為中心，采用教師講解，學(xué)生接收的教學(xué)模式；在教學(xué)形式上采用先理論，后實(shí)驗(yàn)的方法來學(xué)習(xí)。一直以來，存在的老師難教，學(xué)生難學(xué)的問題。

1傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題

1）教學(xué)內(nèi)容的安排不符合學(xué)生的接受能力；在教學(xué)過程中理論、實(shí)踐知識(shí)講解分離，不利于學(xué)生形成系統(tǒng)化的思想，不容易達(dá)到學(xué)生能進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)目的；2）在教學(xué)過程中知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)脫離，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候不知道本知識(shí)點(diǎn)與其他知識(shí)點(diǎn)有何聯(lián)系，不知道如何將單片機(jī)的內(nèi)部不同部件聯(lián)系起來使用，不利于學(xué)生以后根據(jù)實(shí)際情況靈活而廣泛地使用已學(xué)知識(shí)；3）部分知識(shí)點(diǎn)使用的例子與時(shí)代脫節(jié)，沒有與時(shí)俱進(jìn)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感到落伍，不能激發(fā)學(xué)生興趣。

2任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在本課程中的應(yīng)用

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法[3]，它將以往以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念；將再現(xiàn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對(duì)當(dāng)前問題的理解，運(yùn)用共有的知識(shí)和自己特有的經(jīng)驗(yàn)提出方案、解決問題。“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”正逐漸成為教學(xué)方法改革的一個(gè)重要方向。

Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件[4]。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件，可以實(shí)現(xiàn)原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)，它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等[5]，在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器[6]。將Proteus用于單片機(jī)課堂教學(xué)，不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化，達(dá)到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果[7]。

本課程知識(shí)點(diǎn)以及任務(wù)的劃分如表1所示。

3教學(xué)實(shí)例

下面以“流水燈”這個(gè)任務(wù)的設(shè)計(jì)仿真為例，介紹任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在單片機(jī)教學(xué)上的應(yīng)用。

djnz r1,dl2

ret

編寫主程序，實(shí)現(xiàn)8個(gè)燈全亮后全滅，再重復(fù)亮滅，代碼段如下：

org 0

sjmp start

org 30h

start:mov p0,#0ffh

acall delay20ms

mov p0,#0

acall delay20ms

sjmp start

ret

程序編寫完后，在keil中生成HEX文件，將此HEX文件寫入AT89C52芯片的程序存儲(chǔ)器中進(jìn)行仿真測(cè)試。8個(gè)LED燈全亮的仿真效果如圖2所示。

在單片機(jī)課程教學(xué)中使用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生使用proteus仿真，不僅不需要增加硬件設(shè)備，減少了電子產(chǎn)品的消耗，節(jié)約了能源，更有利于學(xué)生在課下預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)學(xué)生內(nèi)容，極大地提高了學(xué)生了學(xué)習(xí)積極性，為學(xué)生掌握本課程知識(shí)提供了良好的幫助。

[1]彭遠(yuǎn)芳,陸勤,胡寧,等.基于“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法”的單片機(jī)課程一體化教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育,2010(6):78-82.

[2]曹建樹,薛龍.單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005,24(9):4-6.

[3]余永輝,何莉,賀曉蓉.“電子技術(shù)”課程教學(xué)中“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式的構(gòu)建[J].中國(guó)電力教育,2009(3):81-82.

[4] Labcenter Electronics[EB/OL].[2010-06-20].http://www.labcenter-electronics.com/index.html/products/- bstamp.htm.

[5]陳朝元,魯五一.Proteus軟件在自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2008,20(2):318-320.

[6]黃夙絢.Proteus與Ultra Edit、Keil的聯(lián)合使用[J].無線電,2005(7):36-37.

[7]曾智星.關(guān)于單片機(jī)虛擬教學(xué)和開發(fā)的探索[J].黑龍江科技信息,2008(16):148,235.

[8]丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.