微機應用系統設計課程教學探討

【摘要】本文分析微機應用系統設計課程的特性，提出正確選擇應用系統等六種教學調整策略。

【關鍵詞】微機應用系統設計課程 教學方法

微機應用系統設計課程是高等院校、高職高專院校中電子信息工程、自動化控制等工科類專業的專業課程，其實用性、應用性比較強。目前，各院校里主要是學習單片機應用系統設計，而微機應用系統設計課程應用到前期所學的多門課程的知識，其中應用到的課程有模擬電子技術、數字電子技術、單片機原理、傳感器原理、計算機控制技術、c語言程序設計等?？梢?，微機應用系統設計課程的綜合性是非常強的，它的教學效果直接影響到學生所學知識的鞏固和綜合應用能力的培養。同時微機應用系統設計課程也是創新制作、畢業設計等后續課程的教學成功與否的關鍵，因此對微機應用系統設計課程進行教學研究、探討是非常必要和非常急迫的。

一、正確選擇應用系統。微機應用系統設計課程是一門綜合性和實用性強的課程，這就決定了這門課程在學習過程中首先要選擇好應用系統，因為它是決定教學效果的一個關鍵因素。選擇系統時，既應綜合考慮學生的知識結構、學習能力。也應考慮它的實用性和社會性。通過教學的總結及研究，可選擇如下的系統：

(一)常見系統。前級有聲音、光檢測電路及溫度、紅外線檢測電路，后級有揚聲器、蜂鳴器、繼電器、步進電機、語音芯片、顯示器等構成的常見單片機應用系統，學習時可將前級電路與后級電路進行組合構成常用的多種的應用系統。另外，對于電子信息工程技術、通信類專業的學生，可適當的增加具有無線收、發電路的系統，以增強信息的傳送應用能力。

(二)面向新技術的系統。具有串行輸入的液晶顯示器、存儲器及一些常用的新的可編程芯片所構成的單片機應用系統等，以盡快地適應社會的發展。

二、采用多種系統程序設計方法。在單片機應用系統中，對于源程序的編寫，目前有兩種語言：匯編語言與C51語言。兩者各有優缺點，對于不同的系統，編程時可有選擇性地設計為不同的源程序。在教學的過程中，可以采取如下幾種方法進行系統程序設計的教學：

(一)利用匯編語言進行編程。匯編語言由于指令代碼短、運算速度快，由它設計的程序能夠充分利用硬件系統的特性，直接對微機系統的寄存器、存儲器和接口進行操作，故匯編語言程序常用于寫操作系統或其他的系統軟件，它廣泛地應用在微機自動化控制系統中。在單片機的應用系統中，對存儲器、外部設備的操作大部分都是通過對I／O口的操作完成的，這時用匯編語言編寫的程序執行速度就快，可以較快地完成對外設的控制。因此在利用匯編語言進行系統程序的設計，可以加強匯編語言程序的學習，提高學生匯編語言程序設計的能力，這也是學習微機應用系統設計課程的目的之一。而且通過匯編語言程序的設計。學生更容易鞏固單片機的工作原理，能更好地掌握三種結構程序——順序程序、分支程序、循環程序的設計，提高硬、軟件知識的綜合學習和運用能力。

(二)利用C51進行編程。匯編語言能直接操作硬件，指令的執行速度快。但其指令系統的固有格式受硬件結構的限制很大，且難于編寫與調試，可移植性也差。隨著單片機硬件性能的提高及應用的廣泛，其對數據的處理能力方面的弱點就愈發地凸現出來。因此在編寫單片機應用系統程序時，要提高程序效率，增強系統的數據計算、處理能力，就應運用C51進行編程。C51就是針對MCS-51單片機的c語言，通過用C51編譯器完成C51程序的編輯、匯編、產生代碼，生成，HEX文件，使用C51編程可以通過調用系統固有的庫函數完成數據的一些數學運算。例如，開平方根的運算、指定數據的正切值、雙曲正切值的運算等，這些數學運算若用匯編完成是非常麻煩的。另外E51開發出的系統易于維護，可靠性高，可移植性好，目前它在單片機應用系統中得到廣泛應用。

(三)用匯編語言、C51語言進行混合編程。匯編程序的指令的執行速度快，特別是在對I／O操作方面是C51程序所不能替代的；而C51語言程序對數據的運算能力相對來說又非常強，故用匯編語言及C51語言進行混合編程是最優化的組合編程方式。但這種方式對于在校生學習有一定的難度，故只能學習它的結構，學習一些簡單的系統程序設計，不能深入地學習。

(四)對同一系統用匯編語言、C51語言分別進行編程。既然匯編語言及C51語言各有各的優點，同時掌握這兩門語言進行系統程序的設計是非常好的。因此在微機應用系統設計課中可結合系統設計要求，用匯編語言、C51語言分別進行編程，授課時進行對比講解，這樣既能讓學生對前期學到的匯編語言、c語言進行實際運用，又能適應單片機應用系統的發展需要，可為學生的發展打下一個良好的基礎。

三、授課中應用多元化的教學方法。微機應用系統設計課程既要講授到系統的電路，又要講授到程序，這時電路部分又常用到一些學生未曾見到過的元件或集成塊芯片，也要對這些電路、芯片進行較詳細地講解。在授課的過程中可用多媒體教學法、現場教學法、實物教學法等多種教學方法進行交叉地講解，力圖實現多種方法的相互滲透與融合，使系統的講解生動、明了、透徹，加強學習的效果。

(一)多媒體教學法。在學習系統的組成結構、電路原理圖、主要元器件及Ic芯片的結構及特性和引腳時，需要有圖形進行講解，這時就可應用多媒體教學法。多媒體就是指能夠同時獲取、處理、編輯、存儲和展示兩個以上不同類型信息媒體的技術，這些信息媒體包括文字、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等。它是先進的計算機技術與視頻、音頻和通信等技術融為一體而形成的新技術或新產品。通過多媒體教學，可將系統的結構圖、電路圖、芯片等以圖形、圖像、動畫等形式展現在學生面前，讓學生對整個系統一目了然，有一個整體的、系統的認識。

(二)現場教學法。為了讓學生對系統有一個更深刻、更形象的理解和記憶，就要讓學生能夠親自對電路中的主要芯片進行功能測試，驗證它們的性能，以便對系統的設計進行全面的理解。故在教學時，將學生帶到實驗室(陳列有很多元器件的實驗室)，在此現場中對系統中用到的芯片進行測量，確定其性能及引腳，這樣學生學習的興趣會非常高，學習的主動性會非常強。

(三)實物教學法。在用多媒體進行講解的過程中，教師可用課前準備好的芯片和測量儀器(儀表)，對系統中用到的主要芯片、新的元器件(芯片)進行測試，并判斷出各引腳，然后根據測試現象分析它的性能及分析它在系統中的作用。講解后可讓部分學生親自進行測試，通過這樣的演示及測試，學生的印象就會比較深刻，課堂氣氛活躍，教學效果顯著。

四、制作系統。通過講解系統的組成、工作原理、電路原理圖及程序的設計，訓練了學生理解、分析的能力，增強了程序的設計能力，但這時還沒有達到最佳的教學效果。學生若經過設計、制板、調試，將會對單片機系統有更深的理解和體會，故在講解完一個系統后，可引導學生在參考原有的系統的基礎上，親自設計、制作一個功能相同或相似的系統，將教學效果提高到培養學生創新制作的能力的層次。

五、設置相關的后續課程。在學習微機應用系統設計課程后，可開設一些鼓勵學生獨立進行單片機應用系統設計、制作的有關課程，如創新制作、畢業設計等課程。學生通過這些課程的學習，就可完成一些較復雜的單片機應用系統的設計和制作，使學生對單片機應用系統的設計和應用得到鞏固、加強和創新。

六、充分利用第二課堂。鼓勵學生積極參加課外電子創新小組等科技活動，積極參加學院及全國性的大學生電子設計大賽，增加對單片機應用系統的認識和應用。

總之，科學技術在不斷地發展，微機控制技術也在不斷地發展中。面向發展，微機應用系統也需不斷地更新，以適合社會的需要，微機應用系統設計課程也需要不斷地進行探討和改革。

【作者簡介】羅芬(1965- )，女，侗族，廣西人，廣西水利電力職業技術學院副教授，碩士，研究方向：微機控制技術；趙新業(1977-)，男，壯族，廣西人，廣西水利電力職業技術學院講師，研究方向：機電一體化。

(責編 黎 原)