單片機(jī)開發(fā)儀在單片機(jī)教學(xué)中的使用

陳廣玉

摘要：單片機(jī)被廣泛的運(yùn)用于電力電子技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化以及智能儀器儀表的多個(gè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)的工作崗位對(duì)于人員的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力以及項(xiàng)目開發(fā)能力的要求越來越高。培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)型人才，讓學(xué)生可以學(xué)以致用。運(yùn)用單片機(jī)的各部分的模塊電路和相應(yīng)的芯片，結(jié)合單片機(jī)開發(fā)板的各種硬件原理圖以及芯片資料圖，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。提升學(xué)生的自身的競(jìng)爭力，為后續(xù)的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文主要是針對(duì)單片機(jī)開發(fā)儀在單片機(jī)教學(xué)中的使用進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況提出相應(yīng)的意見和建議。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)開發(fā)儀;單片機(jī);教學(xué);使用

單片機(jī)課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)和自動(dòng)化專業(yè)的核心課程。單片機(jī)可以直接向著實(shí)際生產(chǎn)發(fā)展，當(dāng)前在工業(yè)控制、智能儀器儀表、外設(shè)控制以及機(jī)器人領(lǐng)域都有著十分廣泛的運(yùn)用。為了進(jìn)一步的提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，就要制定更具針對(duì)性的教學(xué)模式。更好滿足企業(yè)對(duì)于專業(yè)技術(shù)型人才的需求，積極的進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置的運(yùn)用。

一、單片機(jī)開發(fā)儀

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)主要是圍繞單片機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)主線，先是單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，接著是編程的設(shè)計(jì)內(nèi)容的講解，最后是針對(duì)單片機(jī)的配置器件進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用的學(xué)習(xí)。這種傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)方法非常的抽象和枯燥，學(xué)生在實(shí)際的學(xué)習(xí)過程中接觸單片機(jī)的機(jī)會(huì)很少。學(xué)生不能高效的理解單片機(jī)的含義，不清楚芯片與單片機(jī)之間的關(guān)系，容易挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的過程中，只能通過集成的實(shí)驗(yàn)箱和實(shí)訓(xùn)臺(tái)來了解，學(xué)生按照書本上的內(nèi)容依葫蘆畫瓢。學(xué)生根本不能很好的理解各模塊電路的作用和編程的原理，最終導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不足。為了更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生更好的理解單片機(jī)的開發(fā)過程。就可以運(yùn)用小型單片機(jī)開發(fā)儀進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)。

小型的單片機(jī)開發(fā)儀攜帶非常的方便，同時(shí)教學(xué)的內(nèi)容也是非常的豐富。單片機(jī)開發(fā)儀的價(jià)格非常便宜，更加適合學(xué)生使用。推薦使用普中科技單片機(jī)開發(fā)儀，其中教學(xué)資源也是非常的豐富。單片機(jī)開發(fā)儀包括了單片機(jī)、復(fù)位電路、USB自動(dòng)下載、矩形鍵盤以及動(dòng)態(tài)數(shù)碼管等模塊單元，開發(fā)板上的芯片包括了74HC138、74HC595、18B20、LM358等常用芯片，并且有很詳細(xì)的資料講解。單片機(jī)的教學(xué)過程中會(huì)涉及到基礎(chǔ)實(shí)例教程、中級(jí)實(shí)例教程以及高級(jí)教程實(shí)例，對(duì)于教學(xué)效率的提升有很大幫助。

二、單片機(jī)開發(fā)儀的教學(xué)方法

現(xiàn)階段，單片機(jī)課程的教學(xué)模式還是非常的單一的，主要可以分為理論教學(xué)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)方面。實(shí)踐教學(xué)的綜合訓(xùn)練和工程背景不足，直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于單片機(jī)的認(rèn)識(shí)不充分、不透徹，最終使得學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力非常的有限。有了單片機(jī)開發(fā)儀在教學(xué)中的運(yùn)用，就可以使用項(xiàng)目教學(xué)法提升教學(xué)的效率。教師引導(dǎo)學(xué)生先練后講，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、積極性。教師要充分的發(fā)揮自身在實(shí)踐教學(xué)中的指導(dǎo)價(jià)值，圍繞非常具體的項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)教學(xué)的目的。教師要積極圍繞具體的項(xiàng)目構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容，和學(xué)生共同對(duì)于項(xiàng)目進(jìn)行探究和討論最終實(shí)現(xiàn)。另外，可以運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法作為實(shí)踐引用的根本目標(biāo)，在實(shí)踐教學(xué)中按照學(xué)生的需求進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和調(diào)整。引導(dǎo)學(xué)生更加主動(dòng)的參與到創(chuàng)造實(shí)踐的過程之中，進(jìn)一步的提升學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。加大對(duì)于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力培養(yǎng)，為學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

將單片機(jī)開發(fā)儀作為課堂實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)備，在實(shí)際的教學(xué)過程中要以動(dòng)手實(shí)踐為主，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力，促進(jìn)教學(xué)效率的提升。在進(jìn)行單片機(jī)課程采用項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，將教學(xué)資源中的各種案例作為實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)。教師要針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的主要內(nèi)容進(jìn)行詳盡的講解，為后續(xù)的教學(xué)過程有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。課堂教學(xué)可以細(xì)分為三個(gè)層面：1.單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)原理，主要是各個(gè)模塊的電氣原理和芯片的作用。2.實(shí)驗(yàn)程序，教師要引導(dǎo)學(xué)生自主的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)自己編寫的程序進(jìn)行思考。3.實(shí)驗(yàn)操作演示，運(yùn)用直觀的演示過程來讓學(xué)生更好的接受教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對(duì)于知識(shí)構(gòu)架進(jìn)行反思，在教師的幫助下學(xué)習(xí)解決問題的能力，從而針對(duì)性的解決學(xué)生遇到的不同問題。

選擇基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例程中的繼電器、數(shù)碼管以及矩形鍵盤等非常典型的實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行教學(xué)，以此來強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)。用經(jīng)典的教學(xué)實(shí)驗(yàn)來讓課程形成循序漸進(jìn)、層層遞進(jìn)的模式，對(duì)于教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行合理的銜接，運(yùn)用難以適中的案例來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)過程中，采用C語言進(jìn)行編程，最好不用使用匯編語言。這是為了適應(yīng)企業(yè)的工作現(xiàn)狀，提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭力。在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，都能讓學(xué)生引發(fā)思考并理解，從而舉一反三，遇到新知識(shí)也可以從容面對(duì)。積極的查找相關(guān)芯片資料，對(duì)于常用的芯片作用爛熟于心，對(duì)于不常用的芯片知道應(yīng)該怎么看資料并快速使用，提升學(xué)生快速查閱芯片手冊(cè)的能力，有利于C語言編程效率的提升。針對(duì)單片機(jī)開發(fā)儀的愛好者，就要積極打破課堂學(xué)習(xí)對(duì)于自身發(fā)展的局限性，運(yùn)用單片機(jī)開發(fā)儀容易攜帶的特征，自主的在課后進(jìn)行各種知識(shí)和實(shí)踐的自主學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)單片機(jī)開發(fā)儀的中級(jí)實(shí)驗(yàn)例程和高級(jí)實(shí)驗(yàn)例程，更加深入的學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識(shí)，從而逐步的實(shí)現(xiàn)自身專業(yè)能力的提升。

三、矩陣按鍵的運(yùn)用例程

矩陣按鍵實(shí)驗(yàn)在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)內(nèi)容中，是屬于難度適中的實(shí)驗(yàn)課程，常運(yùn)用于單片機(jī)的教學(xué)過程中。針對(duì)矩陣按鍵實(shí)驗(yàn)的教學(xué)可以分為三個(gè)層面：1.矩陣按鍵的電路原理及硬件連接，通過查看原理圖可以清楚的了解矩陣按鍵與單片機(jī)IO口的連接，讓學(xué)生快速了解矩陣按鍵的硬件結(jié)構(gòu)。2.矩陣按鍵實(shí)驗(yàn)操作，主要通過編寫程序，使按鍵功能可以控制相應(yīng)直觀的操作，以起到激發(fā)學(xué)生的趣味性。例如：按下任意一個(gè)按鍵使LED指示燈點(diǎn)亮或者熄滅再或者閃爍。常見的矩陣按鍵一般都是直接連接單片機(jī)的IO口上，但也有一些是通過一些轉(zhuǎn)換芯片來控制，例如：74HC595、CD164D等，這樣可以大大的節(jié)省單片機(jī)資源，但考慮到生產(chǎn)成本，一般都直接連接到單片機(jī)IO口。3.矩陣按鍵編程，在編寫中要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的模塊化編程思想，養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣有助于學(xué)生的更好的理解和總結(jié)。不同的函數(shù)都可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立的功能，并有助于后續(xù)程序的移植。在編程完成之后進(jìn)行軟件調(diào)試，最后運(yùn)用矩陣按鍵操作實(shí)驗(yàn)來完成教學(xué)目標(biāo)。這部分的教學(xué)工作主要就是接線的內(nèi)容，由學(xué)生在基礎(chǔ)的端口上進(jìn)行接線操作，并將其寫入到開發(fā)板之中。矩陣按鍵實(shí)驗(yàn)主要是運(yùn)用矩陣鍵盤按下按鍵，在數(shù)碼管中顯示0-F相應(yīng)的數(shù)碼值，直觀的操作和顯示不盡增加了學(xué)習(xí)的樂趣，也為后續(xù)的教學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，單片機(jī)開發(fā)儀在單片機(jī)教學(xué)中的使用可以有效的提升教學(xué)的質(zhì)量和效率。項(xiàng)目教學(xué)法的運(yùn)用，不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)于單片機(jī)的學(xué)習(xí)興趣，還很大程度的縮減了理論知識(shí)到實(shí)踐運(yùn)用的間距。運(yùn)用單片機(jī)的各部分的模塊電路和相應(yīng)的芯片，結(jié)合單片機(jī)開發(fā)板的各種硬件原理圖以及芯片資料圖，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)更深入的專業(yè)知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)因?yàn)閱纹瑱C(jī)開發(fā)儀的體積非常的小，學(xué)生可以自主的進(jìn)行單片機(jī)的實(shí)踐分析和探究。充分的了解單片機(jī)開發(fā)儀的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)流程，為后續(xù)的工作開展提供理論支撐。選擇合適的單片機(jī)開發(fā)儀的學(xué)習(xí)方法，結(jié)合實(shí)際遇到的問題進(jìn)行分析討論，進(jìn)一步的提升學(xué)生的專業(yè)水平。通過矩陣按鍵的運(yùn)用例程，對(duì)于單片機(jī)開發(fā)儀的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行具象化分析，讓學(xué)生更好的理解單片機(jī)開發(fā)儀在單片機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用價(jià)值。

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