結(jié)合單片機(jī)特點(diǎn)教學(xué) 提高單片機(jī)學(xué)習(xí)質(zhì)量

譚永海 王效偉

（1.山東科技大學(xué)，山東 泰安271021；2.山東泰邦生物制品有限公司，山東 泰安271021）

目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。 根據(jù)單片機(jī)課程的特點(diǎn),學(xué)會(huì)靈活地運(yùn)用好單片機(jī)技術(shù)，理論知識(shí)要非常豐富，在實(shí)踐操作方面也要加強(qiáng)。所以在重視理論教學(xué)的同時(shí)也要注重實(shí)踐教學(xué),不斷提高單片機(jī)學(xué)習(xí)質(zhì)量。

1 單片機(jī)的特點(diǎn)

單片機(jī)就是把CPU、RAM、ROM、I/O 接口、 中斷等集成在一塊芯片上的微控制器，通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)各種控制功能。它體積小、價(jià)格便宜、可靠性好，它是微型計(jì)算機(jī)大家族中的優(yōu)秀一員，在智能化控制系統(tǒng)中功不可沒(méi)。

2 單片機(jī)的作用

單片機(jī)具有超強(qiáng)的檢測(cè)、控制功能，很容易擴(kuò)展成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域。 單片機(jī)的廣泛應(yīng)用使人類社會(huì)真正進(jìn)入到智能化時(shí)代，現(xiàn)在單片機(jī)與人們的生產(chǎn)、生活等密不可分，不難想象，如果沒(méi)有了單片機(jī)人們會(huì)怎樣。

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是工科院校自動(dòng)化、電子信息、測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)學(xué)生的必修課，此課涉及面廣人多。 老師給學(xué)生上第一節(jié)課時(shí)就說(shuō)，同學(xué)們?nèi)绻褑纹瑱C(jī)學(xué)好了就好找工作，由此可見(jiàn)此課的重要性。我相信很多工科的學(xué)生都學(xué)過(guò)單片機(jī)，但真正學(xué)好的并不多。雖然這與單片機(jī)課程的特點(diǎn)有關(guān)，但是不科學(xué)的學(xué)習(xí)方法更是關(guān)鍵。

3 學(xué)習(xí)單片機(jī)方法

3.1 理論與實(shí)踐同步

在當(dāng)今飛速發(fā)展的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,隨著社會(huì)對(duì)人才的要求越來(lái)越高,工科院校培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才，已成為普遍而強(qiáng)烈的社會(huì)要求。單片機(jī)抽象、繁雜內(nèi)容不容易被初學(xué)者接受，必須通過(guò)大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)配合才能學(xué)會(huì)單片機(jī)。 因此，我們要結(jié)合單片機(jī)課程的特點(diǎn),提高單片機(jī)理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的水平，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。

3.2 硬件與軟件兼顧

硬件結(jié)構(gòu)和軟件程序是單片機(jī)系統(tǒng)不可分割的兩部分，硬件是程序的載體，程序是硬件的靈魂，程序通過(guò)硬件電路完成控制功能。學(xué)習(xí)過(guò)程中要熟練掌握硬件功能和語(yǔ)言指令，只有對(duì)它們都懂了才能設(shè)計(jì)出能用的系統(tǒng)，有些人由于不了解軟、硬件之間的關(guān)系，付出不少最后也沒(méi)學(xué)好單片機(jī)。

3.3 實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)并重

實(shí)驗(yàn)使所學(xué)的知識(shí)得到驗(yàn)證，實(shí)訓(xùn)是對(duì)單片機(jī)的直接應(yīng)用。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的趣味性和實(shí)用性可激發(fā)學(xué)生的好奇心，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

做軟件實(shí)驗(yàn)可以掌握存儲(chǔ)器的讀寫、數(shù)值轉(zhuǎn)換、分支程序的編寫方法等，硬件實(shí)驗(yàn)可進(jìn)一步熟悉CPU 和對(duì)外圍電路的控制。 實(shí)驗(yàn)又分為必做實(shí)驗(yàn)和選作實(shí)驗(yàn)，其中必做實(shí)驗(yàn)都是知識(shí)重點(diǎn)，一定全做；像電機(jī)、溫度/壓力、點(diǎn)陣/液晶等選作實(shí)驗(yàn)可根據(jù)自己的情況，如有時(shí)間盡量做，因?yàn)槊總€(gè)選作實(shí)驗(yàn)實(shí)際上就是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)有很大的擴(kuò)展性，不同于物理、電路等實(shí)驗(yàn)。 物理、電路的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容指導(dǎo)書上都規(guī)定好了，基本上沒(méi)有可改的地方。 但單片機(jī)實(shí)驗(yàn)不一樣，單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)程序、硬件電路連線都是可以改動(dòng)的，不同硬件電路對(duì)應(yīng)著不同的軟件程序，在完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，可通過(guò)改硬件電路連線，改程序進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，這樣，把實(shí)驗(yàn)舉一反三，就會(huì)使所學(xué)知識(shí)印象深刻。 如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)，可通過(guò)對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD 寫不同的控制字， 實(shí)現(xiàn)T0、T1 的定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，如MOV TMOD, #55H,則T0、T1 工作在16 位計(jì)數(shù)狀態(tài)，如MOV TMOD, #22H,則T0、T1 工作在8 位定時(shí)器狀態(tài)。

LED 點(diǎn)陣顯示漢字實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己用C51 單片機(jī)批量16 點(diǎn)陣漢字字模提取工具，生成自己輸入的漢字或字母的字模，把字模放到實(shí)驗(yàn)程序中讓點(diǎn)陣顯示，這樣，既滿足了學(xué)生的好奇心，也把枯燥的實(shí)驗(yàn)變得生動(dòng)有趣，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性。 學(xué)生自然就聯(lián)想到大街上的LED 點(diǎn)陣廣告牌等是這樣實(shí)現(xiàn)的。LCD 液晶屏顯示實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們通過(guò)LCD 字模提取軟件產(chǎn)生相應(yīng)的字摸， 改動(dòng)程序讓液晶屏顯示的字幕上下滾動(dòng)、左右滾動(dòng)，學(xué)生會(huì)有成就感。

單片機(jī)實(shí)訓(xùn)也是學(xué)習(xí)過(guò)程中不可缺少的，通過(guò)一些題目的實(shí)訓(xùn)可進(jìn)一步了解單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)字電壓表、轉(zhuǎn)速表、紅外通訊等。實(shí)訓(xùn)可通過(guò)Proteus 軟件仿真，有條件的可把實(shí)際電路做出來(lái)。

4 Proteus 軟件仿真

Proteus 是一種常用的單片機(jī)防真軟件， 在做實(shí)際電路板之前首先要仿真，只有仿真調(diào)試成功后才能說(shuō)明硬件電路和程序是正確的。用Proteus 仿真步驟如下：

（1）硬件電路設(shè)計(jì)：在Proteus 軟件的ISIS 編輯區(qū)中放置系統(tǒng)電路的所有元器件，連接所有元器件的連線，使所有元器件組成一個(gè)完整的電路。

（2）源程序設(shè)計(jì)與生成目標(biāo)代碼文件：把用匯編語(yǔ)言（或C 語(yǔ)音）寫成的源程序，通過(guò)WAVE(或Keil μvsion2)匯編軟件生成十六進(jìn)制的目標(biāo)代碼文件，該文件的擴(kuò)展名為.HEX。

（3） 仿真運(yùn)行： 打開(kāi)仿真電路圖雙擊CPU, 在出現(xiàn)的Edit Componnet 窗口中雙擊文件夾按鈕，找到生成的HEX 文件打開(kāi)，單擊OK 按鈕，最后單擊三角形啟動(dòng)按鈕開(kāi)始仿真運(yùn)行。

Proteus 軟件仿真既節(jié)約成本又提高了調(diào)試效率， 是單片機(jī)愛(ài)好者的理想選擇。

實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)是單片機(jī)學(xué)習(xí)過(guò)程中必不可少的，有時(shí)課堂上學(xué)不會(huì)的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)后一下全明白了。 這就是實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)對(duì)單片機(jī)這門課程的重要性。

在單片機(jī)教與學(xué)的過(guò)程中，只要結(jié)合單片機(jī)的特點(diǎn)，加強(qiáng)理論與實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系,培養(yǎng)和提高動(dòng)手操作能力,單片機(jī)是可以學(xué)好的。 在生活實(shí)踐中多了解實(shí)際情況，多接觸實(shí)例，熟練生巧，一變應(yīng)多變，靈活應(yīng)用，單片機(jī)的應(yīng)用水平越來(lái)越高，最終成為單片機(jī)高手。