《C51程序設計》課程教學探討

李永建 王福元 王 軍

（鹽城工學院，江蘇 鹽城 224000）

1 課程的性質(zhì)

本課程講授單片機C51語言的基礎知識，包括C51程序設計的基本語法、函數(shù)、數(shù)據(jù)結構等內(nèi)容；然后介紹了單片機調(diào)試軟件Keil C51的應用及其調(diào)試、仿真技巧；是工科院校計算機專業(yè)及非計算機專業(yè)廣泛開設的一門的專業(yè)技術基礎課。

2 課程的任務及教學目標

通過本課程的學習，學生應達到以下幾方面的要求：

（1）掌握單片機C語言編程方面的基本概念，基礎知識。（2）熟悉51系列單片機基本硬件結構及編程方法。（3）掌握51系列單片機C語言的指令和語法。（4）學習C51程序的編寫方法，能夠編制和調(diào)試簡單常用的程序。（5）掌握51系列單片機的程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、輸入/輸出口的C語言編程方法。（6）掌握51系列單片機的仿真技術及應用。（7）了解單片機C語言應用系統(tǒng)開發(fā)的基本方法。

本課程的教學目標如下：

通過本課程的學習，使本課程講授了單片機的應用概述，單片機的內(nèi)部結構及指令系統(tǒng)，單片機的程序設計，中斷系統(tǒng)和定時器，串行口和系統(tǒng)的擴展，測試接口，80C51兼容單片機等，以培養(yǎng)學生應用單片機的能力，為今后學習復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)打下基礎。

本課程的應用性較強，與生產(chǎn)實際的聯(lián)系緊密，安排適當?shù)膶嶒灴梢詭椭鷮W生理解教學內(nèi)容，鍛煉動手能力和綜合設計能力。實驗內(nèi)容為：（1）單片機C51程序設計集成開發(fā)環(huán)境應用；（2）流水燈實驗；（3）中斷程序設計實驗；（4）定時器/計數(shù)器程序設計實驗等。

3 課程特點解析

我們先分析一下《C51程序設計》特點，如下：

首先，課程和以往單片機知識聯(lián)系緊密，這就要求具有良好的單片機基礎，很多同學學完一門課程后就扔掉一門課程，不重視課程間的聯(lián)系，也不愿再重新復習原來知識，這時候，在講解《C51程序設計》課程的時候就要把和單片機相關知識講詳細、講透徹，讓學生不在害怕忘記了單片機知識，無法繼續(xù)學習《C51程序設計》課程；

其次，課程和C語言密切聯(lián)系，這對課程的學習是好事，多數(shù)的同學都修過《C語言程序設計》這門課程，有的同學甚至通過C語言的計算機等級考試，因此，對有C語言很好的基礎，減輕了《C51程序設計》課程的學習難度；但畢竟《C51程序設計》和《C語言程序設計》是有區(qū)別的，C51的學習跟依靠單片機知識，部分同學認為學好C語言再熟悉一下C51特有的語法就可以從事C51的編程了，事實上，很多從事單片機開發(fā)的技術人員都精通匯編和C51語言，因為很多時候C51程序需要反匯編并進行修改，以防止程序冗余和精簡控制指令，因此，《C51程序設計》課程的學習，不僅僅學好C51本身，還有熟悉單片機最基本的匯編語言，才能使C51語言更好的適合單片機的應用開發(fā)。

目前，比較流行的單片機編程方法有3種：匯編、C語言和兩種混合編程。下面對它們的優(yōu)缺點進行歸納，供深入學習《C51程序設計》課程參考：

1）匯編的特點是最接近機器語言，控制語句最直接，對于單片機的控制效率最高，適合作精確控制的場合，常常用于底層驅(qū)動或控制算法的編程，缺點是與C語言相比不方便記憶，而且受寄存器等位數(shù)（51單片機的寄存器或存儲器為8位）的限制，復雜算法的編程較困難；

2）C語言的特點是編程相對匯編語言簡單，特別是適合一些復雜些的算法編程，但編譯成機器代碼冗余指令較多，從而導致占用程序存儲器空間較多，而且冗余指令對控制產(chǎn)生影響，所以不適合做精確或?qū)崟r性要求較高的場合；

3）混合編程是一種流行的方法，它結合匯編和C語言的優(yōu)點。通常混合編程可采用兩種方法，一種是匯編語句嵌入到C語言中，這種方法實現(xiàn)較容易，但控制功能還是不強；另一種方法是用匯編和C語言兩個文件，用接口函數(shù)或接口寄存器進行兩個函數(shù)的數(shù)據(jù)傳遞，最后進行聯(lián)合編譯形成一個機器代碼。

4 課程教學分析

C51是單片機語言與C語言結合的一門語言，它具備了各自的優(yōu)點，比如，可以控制單片機硬件，比匯編語言直觀簡潔?！禖51程序設計》這門課程是C51語言的教學內(nèi)容，因為這門課程具有單片機的特點和C語言的特點，所以這門課程的學習就離不開單片機硬件的支撐知識。首先，我們來談談如何進行《C51程序設計》的教學。

1）根據(jù)課程特點，圍繞單片機基礎進行教學

單片機是《C51程序設計》課程的基礎，因此不能離開單片機的基礎，在C51學習中遇到單片機知識不能回避，要進行簡要的教學，比如歸納和總結C語言在單片機上的應用。

2）借鑒匯編語言知識，互補學習

學習知識不是孤立的學習，要全面學習，作為單片機的另一門語言-匯編語言，我們不能完全不理，要借鑒匯編的學習方法，體會匯編語言的優(yōu)點，對比學習C51才能知己知彼，百戰(zhàn)不殆。

3）重視編程訓練，進行必要的強化訓練。

編程是一門靠大量訓練積累經(jīng)驗的技術，課程的學習離不開編程，因此除了教知識外，要進行一定的編程練習，鞏固學習的知識。

5 課程教學經(jīng)驗

《C51程序設計》是一門理論性和實踐性均較強的單片機應用課程，概念理解難、學習內(nèi)容較多，目前學生學習吃了，難易吃透知識，給教學帶來一定的難度，因為單純的理論教學無法提高學生的學習積極性，此外，C51的學習對實踐提出了很大的要求，要求學生要有較強的動手能力。為了改變教學出現(xiàn)的吃力現(xiàn)象，筆者在C51教學中探索出一套教學和實踐一體化的應用方案。

1）以教學計劃為前提，強化教學和實踐一體化的基礎

教學計劃是教師教學的一盞明燈，是打造高效教學前提條件。因此，要制訂出一套適合教學的好的計劃。首先，充分考慮學生的知識水平和基礎能力是教師在制定計劃的前提條件，針對部分學生邏輯思維能力偏弱，學習習慣欠妥，教師要結合教學大綱的要求，對教學內(nèi)容進行適當刪減和調(diào)整。其次，教師還應充分考慮學校的教學儀器能否能滿足日常教學需要，對教學有無特殊要求等。

2）以項目教學為母體，實事教學和實踐一體化

《C51程序設計》課程教學是普通高等院校的教學難點，如果采用傳統(tǒng)的教學方法，從單片機的基礎知識講起，過渡到單片機的結構與原理，然后深入到C51指令系統(tǒng)、定時與中斷系統(tǒng)、擴展與接口技術等知識。通常情況下，在基礎階段就會有一批學生感覺所學知識過于枯燥和乏味；在進入第二階段進行C51結構與原理學習時，會出現(xiàn)約1/3的學生無法參與到課堂中，更談不上對知識的理解和掌握，以及能力的培養(yǎng)和提高。

項目教學法打破了傳統(tǒng)教學的章節(jié)次序，把知識點按照教學需要整合起來，某個項目就可以涉及整本書的內(nèi)容，也可以包括某個章節(jié)的內(nèi)容，以最精簡的方式達到教學效果的最優(yōu)化。同時，采用項目教學法，可以從一開始就吸引學生注意力，提高學習興趣，激發(fā)他們學習的主動性，進而提高教學效果。

6 小結

《C51程序設計》是基于單片機知識和應用的一門課程，單片機的軟硬件基礎對學好這門課程至關重要，因此，要充分重視知識的積累，并加強C51和單片機的融合，不放棄對匯編語言的應用，才能使《C51程序設計》得學習再進一個臺階。

《C51程序設計》課程是一門專業(yè)課程，有較強的實踐要求，無論教和學都要從實踐出發(fā)，要重視編程訓練，同時不放松理論的學習，才能真正學好這門課程。

［1］唐穎,主編.單片機技術及C51程序設計[M].電子工業(yè)出版社,2014.

［2］侯殿友,主編.單片機C51程序設計[M].人民郵電出版社,2012.