獨(dú)立學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程教學(xué)方法探討

摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程是工科專業(yè)的一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的一門(mén)課程。尤其對(duì)于獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)來(lái)說(shuō)，單片機(jī)課程的教學(xué)顯得更為重要。主要討論了針對(duì)獨(dú)立學(xué)院的、有效教授單片機(jī)課程的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院；單片機(jī)；教學(xué)方法

作者簡(jiǎn)介：韓彩霞（1974-），女，湖北武漢人，江漢大學(xué)文理學(xué)院信息技術(shù)學(xué)部，講師。（湖北 武漢 430056）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）20-0086-02

獨(dú)立學(xué)院是我國(guó)高等教育的一支重要的生力軍，一般在各省市本科第三批次招生錄取，主要滿足那些考試成績(jī)不夠讀一本或二本院校，不想讀高職高專又想進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)生的需求。由獨(dú)立學(xué)院學(xué)生自身的特點(diǎn)決定，獨(dú)立學(xué)院教師在授課過(guò)程中如果力求把課本理論知識(shí)全面、透徹、按部就班地講解給學(xué)生，同時(shí)要求學(xué)生全面掌握課本知識(shí)，則有悖于獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

單片機(jī)課程是工科專業(yè)的一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，獨(dú)立院校大部分的工科專業(yè)都開(kāi)設(shè)了此課程。此課程不僅要求學(xué)生掌握好理論基礎(chǔ)知識(shí)，還要求學(xué)生有很好的動(dòng)手能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)更好地鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。

對(duì)于此門(mén)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是板書(shū)+課件（PPT）+實(shí)驗(yàn)。理論教學(xué)環(huán)節(jié)：任課教師課前準(zhǔn)備好此門(mén)課程的課件（PPT），教學(xué)過(guò)程在多媒體教室完成。教師講，學(xué)生聽(tīng)，有時(shí)教師會(huì)板書(shū)講解一些內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

對(duì)于一本和二本院校學(xué)生來(lái)說(shuō)，上述教學(xué)方法可能適合。但是，對(duì)于獨(dú)立院校學(xué)生來(lái)說(shuō)，需要找到更好的教學(xué)方法使學(xué)生更容易理解、掌握課程內(nèi)容，同時(shí)需要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立動(dòng)手能力。在多年教授此課程過(guò)程中，筆者總結(jié)了幾點(diǎn)教學(xué)方法，和大家共同探討。

一、基礎(chǔ)知識(shí)分層次、分重點(diǎn)講解

要想會(huì)用單片機(jī)，一定要先掌握它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在教學(xué)的過(guò)程中筆者采用的方法是：先把單片機(jī)內(nèi)部涉及到的各個(gè)部分簡(jiǎn)單介紹給學(xué)生，如： 51單片機(jī)共有4個(gè)八位的I/O口，內(nèi)部有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，P3口還有第二功能——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)和串行口功能等等。讓學(xué)生有個(gè)初步的印象。然后，對(duì)涉及到的不同部分再分不同的層次、分重點(diǎn)講解，把它們分成了解和理解兩個(gè)層次，需要了解的內(nèi)容授課過(guò)程中給出說(shuō)明、提及但不作為重點(diǎn)來(lái)講；需要理解的內(nèi)容采取重點(diǎn)講解、反復(fù)講解的方法。下面舉出51單片機(jī)內(nèi)部的幾部分結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。

1.4個(gè)八位I/O口

對(duì)于4個(gè)八位的I/O口內(nèi)部的結(jié)構(gòu)要求學(xué)生理解。4個(gè)I/O口共同的功能是作為普通的輸入/輸出口使用，對(duì)于這一功能還要強(qiáng)調(diào)P0口和其他3個(gè)口的區(qū)別，它沒(méi)有內(nèi)部上拉電阻，使用時(shí)需外接上拉電阻。另外強(qiáng)調(diào)4個(gè)口作為輸入口使用時(shí)需要先輸入“1”。

但它們又有其他的功能，如：P0口內(nèi)部有開(kāi)關(guān)MUX，P1口內(nèi)部沒(méi)有這樣的開(kāi)關(guān)，說(shuō)明P0口可以分時(shí)傳送低8位地址和數(shù)據(jù)，P1口只能傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)講解到P0口分時(shí)傳送地址和數(shù)據(jù)時(shí)ALE引腳引出。通過(guò)ALE引腳的講解，學(xué)生就可以理解P0口是怎樣分時(shí)傳送地址和數(shù)據(jù)的。學(xué)生理解了4個(gè)I/O口的結(jié)構(gòu)，以后用到它們時(shí)就可以根據(jù)它們的功能不同之處區(qū)別對(duì)待。

2.存儲(chǔ)器

對(duì)于51單片機(jī)有多大的內(nèi)部存儲(chǔ)器，在授課中筆者只是提及到，學(xué)生了解就可以。

但是對(duì)于51單片機(jī)可以擴(kuò)展多大的存儲(chǔ)器就需要重點(diǎn)講解，這里講到擴(kuò)展再把4個(gè)I/O口中的P0口和P2口引出講解，學(xué)生進(jìn)一步理解了這兩個(gè)口的功能。

對(duì)于程序存儲(chǔ)器，主要說(shuō)明片外程序存儲(chǔ)器和片內(nèi)程序存儲(chǔ)器在低4KB地址是統(tǒng)一編址的，那怎樣區(qū)分訪問(wèn)的是片外程序存儲(chǔ)器還是片內(nèi)程序存儲(chǔ)器？這里引出51單片機(jī)EA引腳的使用。

對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器需要重點(diǎn)、反復(fù)講解，要求學(xué)生能很好地理解。把內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分成00H-1FH、20H-2FH、30H-7FH和80H-FFH四部分來(lái)講解。對(duì)于這四部分分別用來(lái)做什么一定重點(diǎn)講解。對(duì)于80H-FFH這一部分，留到后面介紹特殊功能寄存器時(shí)再講解，這里只提醒學(xué)生注意，這一部分不能使用。對(duì)于00H-1FH這一部分講解時(shí)要引出單片機(jī)復(fù)位后SP指向07H單元，但07H單元是寄存器所在的位置，所以用到SP時(shí)需要修改SP的值。

3.狀態(tài)寄存器PSW

在這一部分內(nèi)容講授中，只說(shuō)明它的各位的定義是什么，對(duì)于各個(gè)位怎樣使用在講解51單片機(jī)指令時(shí)再講解。

通過(guò)以上分析就把51單片機(jī)內(nèi)容結(jié)構(gòu)分層次、分重點(diǎn)地講給學(xué)生，學(xué)生在掌握的過(guò)程中也分層次掌握，哪些需要了解、哪些需要理解學(xué)生要心中有數(shù)。對(duì)于需要理解的內(nèi)容，重點(diǎn)、反復(fù)的講解有助于加深學(xué)生的印象，更好地理解。

二、指令系統(tǒng)結(jié)合Keil C軟件講解

51單片機(jī)有數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及移位、控制轉(zhuǎn)移和位操作五大類指令。較好地掌握這些指令對(duì)單片機(jī)課程后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)尤為重要，筆者采取的方法是：講解各個(gè)指令時(shí)結(jié)合Keil C軟件，這樣既讓學(xué)生掌握了指令的用法又教會(huì)了學(xué)生軟件的使用方法，為課程后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。

如：講解傳送類指令MOV時(shí)，在Keil C軟件中給出如圖1所示的程序，然后單步執(zhí)行程序，通過(guò)觀察左側(cè)寄存器和下側(cè)存儲(chǔ)器的變化情況來(lái)說(shuō)明MOV指令使用中的幾種格式，它是怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的。同時(shí)，這里可以提及前面講過(guò)的51單片機(jī)的尋址方式，使學(xué)生更進(jìn)一步理解什么是單片機(jī)尋址、幾種尋址方式有什么不同。

如：講解算術(shù)運(yùn)算類指令A(yù)DD時(shí)，同樣在Keil C軟件中給出一段程序，然后單步執(zhí)行，通過(guò)觀察左側(cè)各個(gè)寄存器和下側(cè)存儲(chǔ)器相應(yīng)單元的變化情況說(shuō)明指令的使用方法。同時(shí)，這里可以通過(guò)觀察左側(cè)狀態(tài)寄存器PSW各位的變化來(lái)說(shuō)明PSW的使用，把前面講解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)沒(méi)有重點(diǎn)講解的特殊功能寄存器PSW的使用在這里重點(diǎn)講解，達(dá)到事半功倍的效果，同時(shí)分散了教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)內(nèi)容，使學(xué)生更容易掌握。

三、單片機(jī)的使用結(jié)合Proteus軟件講解

對(duì)于單片機(jī)的I/O口、定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷等的使用，采取的方法是結(jié)合Proteus軟件講解。

如定時(shí)計(jì)數(shù)器的使用，先給學(xué)生講解它內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)，有哪些工作方式、特殊功能寄存器的功能、使用前初始化的步驟等等。然后通過(guò)實(shí)例在Proteus軟件中演示定時(shí)計(jì)數(shù)器是怎樣實(shí)現(xiàn)定時(shí)計(jì)數(shù)的功能的。如要求用定時(shí)計(jì)數(shù)器完成實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的閃爍。通過(guò)編程，然后把程序生成的相應(yīng)文件加載到圖2中，然后進(jìn)行仿真。學(xué)生可以親眼看到LED的閃爍，然后回頭講解程序的編寫(xiě)思想，這樣學(xué)生會(huì)更容易理解它們的使用方法。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)融入課堂教學(xué)

單片機(jī)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)課程，要求學(xué)生掌握一定的基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生來(lái)說(shuō)則更為重要。以前，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)采取的方法是：教師現(xiàn)場(chǎng)在實(shí)驗(yàn)室布置實(shí)驗(yàn)題目，在教師指導(dǎo)下學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)方法會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題是：前幾次實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些學(xué)生對(duì)相關(guān)軟件功能、使用方法不是很清楚；對(duì)于實(shí)驗(yàn)題目學(xué)生無(wú)從下手完成。這些問(wèn)題需要教師逐個(gè)解決，會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。筆者采取的方法是：通過(guò)向?qū)W校相關(guān)部門(mén)申請(qǐng)，在實(shí)驗(yàn)室安裝投影儀設(shè)備。這樣教師可以對(duì)有針對(duì)性、共性的問(wèn)題在教師機(jī)上講解，同時(shí)在投影儀上顯示。教師講解的過(guò)程中，學(xué)生可以利用實(shí)驗(yàn)桌上的電腦同步跟蹤教師講解的內(nèi)容。另外，教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目?jī)?nèi)容演示相關(guān)的實(shí)驗(yàn)題目，引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。

五、總結(jié)

通過(guò)幾年單片機(jī)課程實(shí)踐檢驗(yàn)后，上述教學(xué)方法對(duì)于獨(dú)立院校單片機(jī)課程教學(xué)有很好的促進(jìn)作用：教師在授課中條理更加清晰，目標(biāo)更明確；學(xué)生更容易理解、掌握理論知識(shí)，不再感覺(jué)單片機(jī)課程難學(xué)；培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力，為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)；學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程更感興趣，帶動(dòng)單片機(jī)后續(xù)課程（如嵌入式）的學(xué)習(xí)興趣；學(xué)生把課程興趣延伸到課堂外，自己購(gòu)買(mǎi)單片機(jī)開(kāi)發(fā)板。

參考文獻(xiàn)：

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[2]梅麗鳳.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（修訂本）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

（責(zé)任編輯：劉輝）