單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革分析

張曉

摘要：在目前的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，單片機(jī)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被人們廣泛關(guān)注，而單片機(jī)方面有關(guān)的技術(shù)一直受到業(yè)界的關(guān)注和討論。全國(guó)的各大高校為了順應(yīng)其發(fā)展趨勢(shì)，紛紛開(kāi)展了有關(guān)單片機(jī)的相關(guān)課程。學(xué)生通過(guò)對(duì)其實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，可以學(xué)到相關(guān)的操作和應(yīng)用知識(shí)。但是存在一些原因，使其教學(xué)達(dá)不到理想的效果。所以需要對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。因此本文對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，對(duì)提出了相應(yīng)的改革措施，希望有助于提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；教學(xué)改革；現(xiàn)狀；措施

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP368.1-4

單片機(jī)是一種最簡(jiǎn)單的電子計(jì)算機(jī)，在實(shí)際的生活中發(fā)揮著重要的作用，使得傳統(tǒng)的電子設(shè)備具有智能化、自動(dòng)化的功能，從而提高了設(shè)備的運(yùn)行效率。同時(shí)單片機(jī)又因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，在各大高校中的自動(dòng)化、通信等專(zhuān)業(yè)得到了普遍的應(yīng)用。在實(shí)際的生產(chǎn)領(lǐng)域，單片機(jī)的性能的在不斷的提高、其構(gòu)造也在不斷的復(fù)雜化，復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理能力以及編程語(yǔ)言更加智能化，這就對(duì)單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高要求。

一、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

目前，在單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，一般都是由老師在黑板或者是投影儀上，將在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中有關(guān)實(shí)驗(yàn)方面的內(nèi)容講解給學(xué)生，然后在試驗(yàn)箱中進(jìn)行操作，將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果演示給學(xué)生，最后讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因單片機(jī)存在實(shí)踐性很強(qiáng)的特點(diǎn)，老師只是采取口頭講解的方法，導(dǎo)致一些概念學(xué)生不理解，而試驗(yàn)箱的結(jié)果也會(huì)因?qū)W生的做法存在差別，從而影響其授課效果。

一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備大多采用實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)板的方式，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上是驗(yàn)證性的基本實(shí)驗(yàn)，如 I/O 口控制實(shí)驗(yàn)、串并轉(zhuǎn)換、顯示與鍵盤(pán)及 A / D等[1]。其實(shí)驗(yàn)的模式一般采用由實(shí)驗(yàn)老師選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后由學(xué)生編寫(xiě)程序，最后在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行連線(xiàn)操作，驗(yàn)證其結(jié)果正確與否的方式。而在這其中就會(huì)存在一些問(wèn)題，首先由于實(shí)驗(yàn)箱的限制，會(huì)使得實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容受到限制，重復(fù)性比較高，學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)做出來(lái)，全班都做出來(lái)了相同實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的[2]。其次，由于實(shí)驗(yàn)箱的使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，存在接觸不良等現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果出錯(cuò)，從而降低學(xué)生的興趣。最后，由于試驗(yàn)箱只能放在實(shí)驗(yàn)室，對(duì)于一些愛(ài)好學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，想做實(shí)驗(yàn)，會(huì)受到限制。因此必須對(duì)單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，使其適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要。

二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

1、在單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用多媒體軟件

多媒體教學(xué)的發(fā)展給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了極大的便利，打破了傳統(tǒng)的老師采用黑板教學(xué)的方式。教師可以利用多媒體軟件直接進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的演示，讓學(xué)生清楚的明白單片機(jī)的工作原理，實(shí)驗(yàn)的原理以及操作過(guò)程。利用多媒體軟件技術(shù)，可以讓學(xué)生清楚的看到每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理、步驟，從而實(shí)現(xiàn)了集語(yǔ)音、圖像等一體的教學(xué)模式。這樣不僅減輕了教師的負(fù)擔(dān)，而且提高了教學(xué)效率，帶動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

例如在閃爍燈的實(shí)驗(yàn)中，教師就可以利用多媒體軟件來(lái)進(jìn)行教學(xué)。閃爍燈實(shí)驗(yàn)的任務(wù)就是在電路圖中的P1.0端口上接一個(gè)發(fā)光二極管L1，使L1不停的一亮一滅，且時(shí)間間隔為0.2秒。如果是用傳統(tǒng)的黑板教學(xué)，就會(huì)使得描述電路圖中端口的接線(xiàn)比較繁瑣，若利用多媒體軟件教學(xué)則可以利用軟件不僅可以將電路圖中的接線(xiàn)過(guò)程清晰的呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，而且可以將在閃爍燈這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程以及程序設(shè)計(jì)都可以清晰的表現(xiàn)出來(lái)，有利于學(xué)生的理解，便于學(xué)生掌握有關(guān)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，達(dá)到教學(xué)的目的。

2、引入 Proteus 仿真軟件

由于在利用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般只有單片機(jī)I/O的接線(xiàn)示意圖，學(xué)生只需要根據(jù)接線(xiàn)圖接好線(xiàn)就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)外圍電路一點(diǎn)也不了解。如果利用Proteus 仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就可以達(dá)到讓學(xué)生熟悉單片機(jī)的外圍電路以及了解常用元器件使用方法的目的。Proteus 仿真軟件具有原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、軟件仿真的功能。Proteus虛擬仿真實(shí)驗(yàn)還具有不需要實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備就可以完成實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)更容易普及，就可以不受實(shí)驗(yàn)室條件的限制可以自由的開(kāi)展實(shí)驗(yàn)[3]。對(duì)教師而言，利用Proteus 仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，使得教學(xué)目的更容易實(shí)現(xiàn)。

利用Proteus 仿真軟件，可將復(fù)雜、難理解的概念形象化、具體化。例如在走馬燈這個(gè)基本的實(shí)驗(yàn)，就牽扯到了中斷的概念。在設(shè)計(jì)走馬燈實(shí)驗(yàn)的時(shí)候共分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，其中硬件設(shè)計(jì)部分：首先使用89C2051單片機(jī)作為控制芯片，可以用P1端口作為控制端口，用來(lái)控制LED的點(diǎn)亮，其次用外部中斷0控制走馬燈的暫停和繼續(xù)操作，最后用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)控制走馬燈閃爍的速度問(wèn)題。這時(shí)教師可以利用Proteus 仿真軟件演示給學(xué)生看，首先給學(xué)生演示不加中斷的走馬燈實(shí)驗(yàn)，可以看到由P1口控制LED燈的閃爍，其閃爍速度是由延時(shí)控制的。其次加上外端中斷，即用外部的按鍵控制走馬燈的暫停和繼續(xù)操作。最后加上定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)控制走馬燈的閃爍的速度，而此時(shí)的閃爍速度是由定時(shí)器控制[4]。其用Proteus 仿真軟件仿真的效果圖如圖1所示。這樣通過(guò)教師的演示操作，能夠讓了解中斷的概念，以及對(duì)外端終端和定時(shí)器的使用方法，達(dá)到教學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的芯片不斷被研制出來(lái)并投入實(shí)際生產(chǎn)中，使得各種智能化的設(shè)備逐漸被帶入人們的生活中，給人們的生活帶來(lái)了極大的便利。隨之帶來(lái)的就是對(duì)硬件設(shè)備制造、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才的大量需求[5]。各大院校通過(guò)對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，使得學(xué)生更容易對(duì)單片機(jī)有關(guān)的知識(shí)進(jìn)行掌握，從而使自身的專(zhuān)業(yè)能力得到提升，促進(jìn)學(xué)生的就業(yè)能力。

參考文獻(xiàn)：

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