51單片機(jī)在電子信息類本科教學(xué)中的作用淺析

尹勇　張琪

摘 要 分析了51單片機(jī)在電子信息類本科教育中的作用，指出51單片機(jī)既能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力。進(jìn)而提出51單片機(jī)在電子信息類本科教育中仍然具有不可替代的作用。同時(shí)給出建議，將來從事技術(shù)研發(fā)或者選擇繼續(xù)深造的本科生在學(xué)好51單片機(jī)的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步有針對性的自學(xué)ARM、DSP或者FPGA等高檔嵌入式微處理器，結(jié)合安卓開發(fā)、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、圖像處理等專業(yè)技能提升自己。

關(guān)鍵詞 51單片機(jī) 電子信息類 本科教學(xué)

中圖分類號：G652文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

近幾年，隨著“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”、“ 互聯(lián)網(wǎng)+”、“物聯(lián)網(wǎng)”等浪潮的興起，不少高校特別是電子信息類高校出現(xiàn)一種新的聲音，即：可否取消51單片機(jī)課程，用ARM、DSP或者FPGA等高檔嵌入式微處理器作為教材。本文從51單片機(jī)在電子信息類本科教學(xué)中的作用出發(fā)進(jìn)行分析，從而得出結(jié)論：51單片機(jī)在電子信息類本科教育中仍然具有不可替代的作用。

1 51單片機(jī)在電子信息類本科教育中的作用

大學(xué)本科是學(xué)歷學(xué)位的一種，是高等教育的基本組成部分，學(xué)生正常畢業(yè)后一般可獲本科畢業(yè)證書和學(xué)士學(xué)位證書。與高職高專注重技能的培養(yǎng)的角色不一樣，本科教育屬于學(xué)歷學(xué)位教育，其教學(xué)目標(biāo)更加注重理論素質(zhì)培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力培養(yǎng)。51單片機(jī)非常適合電子信息類本科教學(xué)目標(biāo)。在基礎(chǔ)理論方面，51單片機(jī)教材中有計(jì)算機(jī)常用的數(shù)制和編碼、數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法、定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)等、大端（小端）格式、規(guī)則字和非規(guī)則字等基礎(chǔ)理論;在設(shè)計(jì)應(yīng)用方面，51單片機(jī)教材具有中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口通信、總線、擴(kuò)展、AD/DA等實(shí)踐知識。同時(shí)，大多數(shù)51單片機(jī)教材以匯編語言講解為主，結(jié)合寄存器、內(nèi)存、時(shí)序等計(jì)算機(jī)底層知識，讓學(xué)生既能充分掌握其基本原理、知其然也知其所以然，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力。

然而，大多數(shù)ARM、DSP或者FPGA等高檔嵌入式微處理器教材，以C語言為主，而且多數(shù)以實(shí)驗(yàn)板或?qū)嶒?yàn)箱為基礎(chǔ)，講解各個模塊的編程和使用，很多學(xué)生會操作這些板子，但是對其原理卻無法掌握，更無法自我設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。

另一方面，51單片機(jī)作為本科教學(xué)素材歷史悠久、教材經(jīng)典（如邱關(guān)源的電路教材和譚浩強(qiáng)的C語言教材）。同時(shí)，整個51體系只有21個寄存器、111條匯編指令，因而其簡單、入門容易，教學(xué)周期大大縮短。然而，高端的ARM、DSP或者FPGA等嵌入式微處理器寄存器多達(dá)1000個以上，其內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，指令幾百條，加之一些生澀難懂的定義，讓很多學(xué)生初學(xué)時(shí)望而卻步。同時(shí)，對僅有40多個課時(shí)的課堂教學(xué)而言，教師也無法系統(tǒng)的進(jìn)行講解。而且51具有計(jì)算機(jī)的基本功能，只要學(xué)會了51，其他高端的ARM、DSP或者FPGA等嵌入式微處理器很容易理解。再者，與高端的ARM、DSP或者FPGA等嵌入式微處理器相比，51單片機(jī)芯片造價(jià)低，對于學(xué)生來說它的學(xué)習(xí)成本很低，可以大量購買芯片回來DIY，因而非常適合教學(xué)使用。

同時(shí)，經(jīng)過對未繼續(xù)深造（讀研、出國等）的多屆畢業(yè)生調(diào)查，電子信息類本科生畢業(yè)后，真正從事技術(shù)研發(fā)的占比約為26%，大多數(shù)畢業(yè)生以電子信息為背景，從事銷售、售后、維護(hù)、調(diào)試等工作，甚至部分畢業(yè)生從事翻譯、銀行網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)等工作。其中，51單片機(jī)課程讓他們具備了本行業(yè)的專業(yè)技術(shù)背景知識，足以勝任。而ARM、DSP或者FPGA等高檔嵌入式微處理器教材，對那些未從事技術(shù)研發(fā)的學(xué)生而言，既無法了解其基本原理和常識性基礎(chǔ)知識，又無法用上這些藍(lán)領(lǐng)式的操作技能，因而并不可取。

2一點(diǎn)建議

盡管51單片機(jī)在電子信息類本科教育中仍然具有不可替代的作用，然而隨著本科畢業(yè)生人數(shù)的逐年增加、畢業(yè)生就業(yè)壓力普遍增大，社會對電子信息類本科生畢業(yè)生的期望值也逐年提高。為滿足既具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合素質(zhì)能力，又具備實(shí)踐動手能力的社會需求，建議那些將來從事技術(shù)研發(fā)或者選擇繼續(xù)深造的本科生在學(xué)好51單片機(jī)的基礎(chǔ)上，能進(jìn)一步有針對性的自學(xué)ARM、DSP或者FPGA等高檔嵌入式微處理器，結(jié)合安卓開發(fā)、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、圖像處理等專業(yè)技能提升自己。同時(shí)，部分高校也在大三或者大四開設(shè)了這些選修課，能基本滿足畢業(yè)生在技能方面的社會需求。

3結(jié)語

本文分析了51單片機(jī)在電子信息類本科教育中的作用，進(jìn)而得出一個結(jié)論，51單片機(jī)作為本科教學(xué)非常適合，在電子信息類本科教育中仍然具有不可替代的作用。為滿足社會對電子信息類本科畢業(yè)生的就業(yè)需求，同時(shí)給出建議，將來從事技術(shù)研發(fā)或者選擇繼續(xù)深造的本科生在學(xué)好51單片機(jī)的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步有針對性的自學(xué)ARM、DSP或者FPGA等高檔嵌入式微處理器，結(jié)合安卓開發(fā)、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、圖像處理等專業(yè)技能提升自己。

基金項(xiàng)目：2017年武漢理工大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目：面向“卓越計(jì)劃”的《單片機(jī)原理與通信接口》教學(xué)改革與教學(xué)質(zhì)量提升研究（編號：w2017062）。

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