高職單片機(jī)教學(xué)研究二

季紅梅

【摘 要】教育教學(xué)須因材施教，面對(duì)高職學(xué)生群體，應(yīng)運(yùn)用怎樣的教學(xué)方法才能達(dá)到最佳教學(xué)效果呢？根據(jù)自己多年教學(xué)體會(huì)，認(rèn)為高職課堂教學(xué)，既不能等同于高中教學(xué)，也不能完全照搬高校教學(xué)。它必須具有高職的特色，其課堂教學(xué)既要注重知識(shí)性，更要注重趣味性，理論夠用，技能為主，通過(guò)學(xué)生跟著老師做、學(xué)生學(xué)著自己做、理論教學(xué)做總結(jié)的方式，通過(guò)實(shí)踐體會(huì)理解掌握單片機(jī)的功能應(yīng)用技能。

【關(guān)鍵詞】高職教學(xué)；單片機(jī)應(yīng)用；中斷應(yīng)用

1.引言

當(dāng)前各類高職技能大賽項(xiàng)目的機(jī)器人控制、非接觸識(shí)別等等科目，單片機(jī)的中斷應(yīng)用屬于必用項(xiàng)目。如何設(shè)計(jì)中斷知識(shí)的教學(xué)，使得學(xué)生學(xué)得不累，搞得明白，用的順手，就是作為授課老師研究的問(wèn)題。

2.中斷原理

首先，如何導(dǎo)入中斷概念？設(shè)計(jì)以生活中的案例引導(dǎo)理解。

如果我們想要同時(shí)做燒一壺水與看電腦播放電視劇二件事，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一下實(shí)施方案…

方案1：先燒開(kāi)水，再看電視劇

方案2：同時(shí)進(jìn)行，但是可能忘記燒水，導(dǎo)致事故

方案3：中斷機(jī)制，同時(shí)進(jìn)行，使用帶響的水壺，水燒開(kāi)時(shí)中斷看電視劇，可以暫停，然后處理好開(kāi)水之后再重新繼續(xù)看電視劇…

前面學(xué)習(xí)的定時(shí)器案例里面用按鍵切換幾種LED表示的方式，有時(shí)反應(yīng)及時(shí)有時(shí)會(huì)反應(yīng)不及時(shí)，原因是主程序循環(huán)沒(méi)有及時(shí)到達(dá)按鍵檢測(cè)的位置，所以需要等待。如果采用中斷方式，按鍵按下即可響應(yīng)。

其次，需要了解中斷事件的特點(diǎn)。中斷程序主要處理及時(shí)性要求高的事件，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)的短平快。否則就失去了中斷應(yīng)用應(yīng)有的效果。

其三，中斷設(shè)計(jì)理念：

將主程序中的一部分功能，提取出來(lái)，放到中斷處理程序中。在主程序中初始化時(shí)初次開(kāi)放中斷…

條件滿足觸發(fā)進(jìn)入中斷處理程序，進(jìn)入立即關(guān)閉中斷（初學(xué)者不建議使用多次中斷嵌套）；中斷處理程序中主要完成一些計(jì)數(shù)判斷功能，然后根據(jù)判斷信息，設(shè)置標(biāo)志或計(jì)數(shù)，退出時(shí)重新開(kāi)放中斷。中斷程序設(shè)計(jì)盡量短平快…

主程序循環(huán)檢查標(biāo)志條件進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理…

3.中斷方式

中斷分為硬中斷和軟中斷，硬中斷就是有硬件操作導(dǎo)致觸發(fā)的中斷，比如說(shuō)按鍵按下去產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)觸發(fā)中斷程序工作；軟中斷是有程序在特定的條件下發(fā)出信號(hào)觸發(fā)中斷，比如說(shuō)定時(shí)器計(jì)數(shù)達(dá)到上限溢出引起中斷。

在前節(jié)定時(shí)器的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，理解了中斷的理念，設(shè)計(jì)中斷程序就變得非常輕松步驟化了：

①中斷的初始化

②開(kāi)中斷（多數(shù)放在初始化里，也可以放在需要的任何位置，根據(jù)需要開(kāi)放或關(guān)閉）

③中斷服務(wù)程序框架（中斷名稱查中斷向量地址表）

#pragma vector=中斷名稱_VECTOR

__interrupt void EINT_ISR（void）

{ EA = 0； // 關(guān)閉全局中斷

//中斷處理功能程序start

……中斷功能實(shí)現(xiàn)程序

//中斷處理功能程序end

EA = 1； // 重新開(kāi)放全局中斷 }

4.中斷綜合應(yīng)用案例

①硬中斷案例1（按鍵外中斷），按鍵控制LED跑馬燈開(kāi)始或停止

#include "ioCC2530.h" // 引用頭文件，包含對(duì)CC2530的寄存器、中斷向量等的定義

//定義led燈端口和按鍵

…（參見(jiàn)高職單片機(jī)教學(xué)研究一）

unsigned int KeyTouchtimes = 0 ； //定義變量記錄按鍵次數(shù)

unsigned int Keyflag = 0 ； //定義變量記錄按鍵單2次，單次啟動(dòng)，雙次停止

/* 函數(shù)名稱：init 功能：初始化系統(tǒng)IO，外中斷寄存器 */

void init（）

{ //LED燈端口和按鍵初始化（參見(jiàn)高職單片機(jī)教學(xué)研究一）

PICTL &= ～0x02； //配置P1口的中斷邊沿為上升沿產(chǎn)生中斷

P1IEN |= 0x04； //使能P1.2中斷

IEN2 |= 0x10； //使能P1口中斷

EA = 1； //使能全局中斷 }

/* 函數(shù)名稱：EINT_ISR 功能：外部中斷服務(wù)函數(shù) */

#pragma vector=P1INT_VECTOR

__interrupt void EINT_ISR（void）

{ EA = 0； // 關(guān)閉全局中斷

//中斷處理功能程序start

if（P1IFG & 0x04） // 若是P1.2產(chǎn)生的中斷

{

/* 等待用戶釋放按鍵，并消抖 */

while（SW1 == 0）； //低電平有效

delay（100）； //延時(shí)程序略

while（SW1 == 0）；

if（Keyflag==0） //根據(jù)按鍵，設(shè)計(jì)單雙次標(biāo)志

{Keyflag=1； }

else

{Keyflag=0；}

P1IFG &= ～0x04； // 清除P1.2中斷標(biāo)志

}

//中斷處理功能程序end

EA = 1； // 重新開(kāi)放全局中斷 }

/* 函數(shù)名稱：main 功能：main函數(shù)入口 */

void main（void）

{ init（）； //調(diào)用初始化函數(shù)endprint

while（1）

{ …//根據(jù)標(biāo)志變量Keyflag，計(jì)數(shù)變量KeyTouchtimes，設(shè)計(jì)LED1-4跑馬燈功能 }

}

②軟中斷案例2（定時(shí)器觸發(fā)中斷）T1、T3分別控制LED1、LED2 閃爍

//預(yù)定義添加

unsigned int counter=0； //統(tǒng)計(jì)T1溢出次數(shù)

unsigned int counter1=0； //統(tǒng)計(jì)T3溢出次數(shù)

unsigned int flag0=0； //標(biāo)志0

unsigned int flag1=1； //標(biāo)志1

//初始化定時(shí)器T1、T3

T1CTL = 0x05； // T1 通道 0，8 分頻； 自動(dòng)重載模式（0x0000->0xffff）；

T1IE=1； //定時(shí)器1使能

T3CTL = 0x7C； // T3 通道 0，8 分頻； 自動(dòng)重載模式（0x0000->0xffff）；

T3IE = 1； //定時(shí)器3使能

//定時(shí)器T1中斷服務(wù)功能程序

counter++；

if（counter>=30） //約0.5s （32/8）*10^6/65535/30=2Hz，參見(jiàn)文章一

{counter=0； flag0=1；}

T1IF=0； //清0 T1中斷標(biāo)志位，容許下次中斷觸發(fā)

//定時(shí)器T3中斷服務(wù)功能程序

counter1++；

if（counter1>=3840） //30*256/2=3840 約0.25s ，加減計(jì)數(shù)次數(shù)，調(diào)整閃爍頻率

{counter1=0； flag1=1；}

T3IF=0； //清0 T3中斷標(biāo)志位，容許下次中斷觸發(fā)

//函數(shù)名稱：main

void main（void）

{ init（）； //調(diào)用初始化函數(shù)

while（1）

{

If（flag0==1）

{LED1=！LED1；flag0=0；}

If（flag1==1）

{LED2=！LED2；flag1=0；}

}

}

5.中斷教學(xué)總結(jié)

根據(jù)到目前獲得的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，高職學(xué)生一般不愿意主動(dòng)思考，多數(shù)學(xué)生雖具備較好的思考理解能力，但是缺少總結(jié)歸納的能力，并且學(xué)的快忘得快，具有一定的惰性。所以如何設(shè)計(jì)好教學(xué)模塊，通過(guò)合適的案例，將知識(shí)點(diǎn)像積木一樣一塊一塊搭建整個(gè)知識(shí)體系，后面反復(fù)使用前面學(xué)習(xí)的知識(shí)，既能強(qiáng)化前面的內(nèi)容，又能合理導(dǎo)入后面的知識(shí)，一層層上臺(tái)階，在不知不覺(jué)中，由淺入深，逐漸增加學(xué)習(xí)難度。開(kāi)始的時(shí)候盡量用淺顯的案例，結(jié)合生活案例實(shí)踐理解，使得學(xué)生還沒(méi)有畏難情緒生成就被逐步引導(dǎo)到了學(xué)習(xí)高點(diǎn)。對(duì)單片機(jī)應(yīng)用這樣的專業(yè)課程，學(xué)生學(xué)的進(jìn)、有興趣，達(dá)到教學(xué)目的，同時(shí)也是教師的欣慰。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜仲 劉丹 ZigBee技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教程[M]北京 清華大學(xué)出版社 2014.

[2]物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教程[M]北京 新大陸時(shí)代教育科技有限公司 2014.

[3]本書(shū)編委 ZigBee技術(shù)開(kāi)發(fā)-CC2530單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]北京 清華大學(xué)出版社 2015.

[4]楊玥 單片機(jī)與接口技術(shù)-基于CC2530的單片機(jī)應(yīng)用[M]北京 清華大學(xué)出版社2017.endprint