《C51程序設(shè)計》課程教學(xué)探討

李永建 王福元 王 軍

（鹽城工學(xué)院，江蘇 鹽城 224000）

1 課程的性質(zhì)

本課程講授單片機C51語言的基礎(chǔ)知識，包括C51程序設(shè)計的基本語法、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容；然后介紹了單片機調(diào)試軟件Keil C51的應(yīng)用及其調(diào)試、仿真技巧；是工科院校計算機專業(yè)及非計算機專業(yè)廣泛開設(shè)的一門的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。

2 課程的任務(wù)及教學(xué)目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)達到以下幾方面的要求：

（1）掌握單片機C語言編程方面的基本概念，基礎(chǔ)知識。（2）熟悉51系列單片機基本硬件結(jié)構(gòu)及編程方法。（3）掌握51系列單片機C語言的指令和語法。（4）學(xué)習(xí)C51程序的編寫方法，能夠編制和調(diào)試簡單常用的程序。（5）掌握51系列單片機的程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、輸入/輸出口的C語言編程方法。（6）掌握51系列單片機的仿真技術(shù)及應(yīng)用。（7）了解單片機C語言應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本方法。

本課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

通過本課程的學(xué)習(xí)，使本課程講授了單片機的應(yīng)用概述，單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)，單片機的程序設(shè)計，中斷系統(tǒng)和定時器，串行口和系統(tǒng)的擴展，測試接口，80C51兼容單片機等，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用單片機的能力，為今后學(xué)習(xí)復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

本課程的應(yīng)用性較強，與生產(chǎn)實際的聯(lián)系緊密，安排適當(dāng)?shù)膶嶒灴梢詭椭鷮W(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，鍛煉動手能力和綜合設(shè)計能力。實驗內(nèi)容為：（1）單片機C51程序設(shè)計集成開發(fā)環(huán)境應(yīng)用；（2）流水燈實驗；（3）中斷程序設(shè)計實驗；（4）定時器/計數(shù)器程序設(shè)計實驗等。

3 課程特點解析

我們先分析一下《C51程序設(shè)計》特點，如下：

首先，課程和以往單片機知識聯(lián)系緊密，這就要求具有良好的單片機基礎(chǔ)，很多同學(xué)學(xué)完一門課程后就扔掉一門課程，不重視課程間的聯(lián)系，也不愿再重新復(fù)習(xí)原來知識，這時候，在講解《C51程序設(shè)計》課程的時候就要把和單片機相關(guān)知識講詳細(xì)、講透徹，讓學(xué)生不在害怕忘記了單片機知識，無法繼續(xù)學(xué)習(xí)《C51程序設(shè)計》課程；

其次，課程和C語言密切聯(lián)系，這對課程的學(xué)習(xí)是好事，多數(shù)的同學(xué)都修過《C語言程序設(shè)計》這門課程，有的同學(xué)甚至通過C語言的計算機等級考試，因此，對有C語言很好的基礎(chǔ)，減輕了《C51程序設(shè)計》課程的學(xué)習(xí)難度；但畢竟《C51程序設(shè)計》和《C語言程序設(shè)計》是有區(qū)別的，C51的學(xué)習(xí)跟依靠單片機知識，部分同學(xué)認(rèn)為學(xué)好C語言再熟悉一下C51特有的語法就可以從事C51的編程了，事實上，很多從事單片機開發(fā)的技術(shù)人員都精通匯編和C51語言，因為很多時候C51程序需要反匯編并進行修改，以防止程序冗余和精簡控制指令，因此，《C51程序設(shè)計》課程的學(xué)習(xí)，不僅僅學(xué)好C51本身，還有熟悉單片機最基本的匯編語言，才能使C51語言更好的適合單片機的應(yīng)用開發(fā)。

目前，比較流行的單片機編程方法有3種：匯編、C語言和兩種混合編程。下面對它們的優(yōu)缺點進行歸納，供深入學(xué)習(xí)《C51程序設(shè)計》課程參考：

1）匯編的特點是最接近機器語言，控制語句最直接，對于單片機的控制效率最高，適合作精確控制的場合，常常用于底層驅(qū)動或控制算法的編程，缺點是與C語言相比不方便記憶，而且受寄存器等位數(shù)（51單片機的寄存器或存儲器為8位）的限制，復(fù)雜算法的編程較困難；

2）C語言的特點是編程相對匯編語言簡單，特別是適合一些復(fù)雜些的算法編程，但編譯成機器代碼冗余指令較多，從而導(dǎo)致占用程序存儲器空間較多，而且冗余指令對控制產(chǎn)生影響，所以不適合做精確或?qū)崟r性要求較高的場合；

3）混合編程是一種流行的方法，它結(jié)合匯編和C語言的優(yōu)點。通?；旌暇幊炭刹捎脙煞N方法，一種是匯編語句嵌入到C語言中，這種方法實現(xiàn)較容易，但控制功能還是不強；另一種方法是用匯編和C語言兩個文件，用接口函數(shù)或接口寄存器進行兩個函數(shù)的數(shù)據(jù)傳遞，最后進行聯(lián)合編譯形成一個機器代碼。

4 課程教學(xué)分析

C51是單片機語言與C語言結(jié)合的一門語言，它具備了各自的優(yōu)點，比如，可以控制單片機硬件，比匯編語言直觀簡潔。《C51程序設(shè)計》這門課程是C51語言的教學(xué)內(nèi)容，因為這門課程具有單片機的特點和C語言的特點，所以這門課程的學(xué)習(xí)就離不開單片機硬件的支撐知識。首先，我們來談?wù)勅绾芜M行《C51程序設(shè)計》的教學(xué)。

1）根據(jù)課程特點，圍繞單片機基礎(chǔ)進行教學(xué)

單片機是《C51程序設(shè)計》課程的基礎(chǔ)，因此不能離開單片機的基礎(chǔ)，在C51學(xué)習(xí)中遇到單片機知識不能回避，要進行簡要的教學(xué)，比如歸納和總結(jié)C語言在單片機上的應(yīng)用。

2）借鑒匯編語言知識，互補學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)知識不是孤立的學(xué)習(xí)，要全面學(xué)習(xí)，作為單片機的另一門語言-匯編語言，我們不能完全不理，要借鑒匯編的學(xué)習(xí)方法，體會匯編語言的優(yōu)點，對比學(xué)習(xí)C51才能知己知彼，百戰(zhàn)不殆。

3）重視編程訓(xùn)練，進行必要的強化訓(xùn)練。

編程是一門靠大量訓(xùn)練積累經(jīng)驗的技術(shù)，課程的學(xué)習(xí)離不開編程，因此除了教知識外，要進行一定的編程練習(xí)，鞏固學(xué)習(xí)的知識。

5 課程教學(xué)經(jīng)驗

《C51程序設(shè)計》是一門理論性和實踐性均較強的單片機應(yīng)用課程，概念理解難、學(xué)習(xí)內(nèi)容較多，目前學(xué)生學(xué)習(xí)吃了，難易吃透知識，給教學(xué)帶來一定的難度，因為單純的理論教學(xué)無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，此外，C51的學(xué)習(xí)對實踐提出了很大的要求，要求學(xué)生要有較強的動手能力。為了改變教學(xué)出現(xiàn)的吃力現(xiàn)象，筆者在C51教學(xué)中探索出一套教學(xué)和實踐一體化的應(yīng)用方案。

1）以教學(xué)計劃為前提，強化教學(xué)和實踐一體化的基礎(chǔ)

教學(xué)計劃是教師教學(xué)的一盞明燈，是打造高效教學(xué)前提條件。因此，要制訂出一套適合教學(xué)的好的計劃。首先，充分考慮學(xué)生的知識水平和基礎(chǔ)能力是教師在制定計劃的前提條件，針對部分學(xué)生邏輯思維能力偏弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣欠妥，教師要結(jié)合教學(xué)大綱的要求，對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)刪減和調(diào)整。其次，教師還應(yīng)充分考慮學(xué)校的教學(xué)儀器能否能滿足日常教學(xué)需要，對教學(xué)有無特殊要求等。

2）以項目教學(xué)為母體，實事教學(xué)和實踐一體化

《C51程序設(shè)計》課程教學(xué)是普通高等院校的教學(xué)難點，如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，從單片機的基礎(chǔ)知識講起，過渡到單片機的結(jié)構(gòu)與原理，然后深入到C51指令系統(tǒng)、定時與中斷系統(tǒng)、擴展與接口技術(shù)等知識。通常情況下，在基礎(chǔ)階段就會有一批學(xué)生感覺所學(xué)知識過于枯燥和乏味；在進入第二階段進行C51結(jié)構(gòu)與原理學(xué)習(xí)時，會出現(xiàn)約1/3的學(xué)生無法參與到課堂中，更談不上對知識的理解和掌握，以及能力的培養(yǎng)和提高。

項目教學(xué)法打破了傳統(tǒng)教學(xué)的章節(jié)次序，把知識點按照教學(xué)需要整合起來，某個項目就可以涉及整本書的內(nèi)容，也可以包括某個章節(jié)的內(nèi)容，以最精簡的方式達到教學(xué)效果的最優(yōu)化。同時，采用項目教學(xué)法，可以從一開始就吸引學(xué)生注意力，提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的主動性，進而提高教學(xué)效果。

6 小結(jié)

《C51程序設(shè)計》是基于單片機知識和應(yīng)用的一門課程，單片機的軟硬件基礎(chǔ)對學(xué)好這門課程至關(guān)重要，因此，要充分重視知識的積累，并加強C51和單片機的融合，不放棄對匯編語言的應(yīng)用，才能使《C51程序設(shè)計》得學(xué)習(xí)再進一個臺階。

《C51程序設(shè)計》課程是一門專業(yè)課程，有較強的實踐要求，無論教和學(xué)都要從實踐出發(fā)，要重視編程訓(xùn)練，同時不放松理論的學(xué)習(xí)，才能真正學(xué)好這門課程。

［1］唐穎,主編.單片機技術(shù)及C51程序設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社,2014.

［2］侯殿友,主編.單片機C51程序設(shè)計[M].人民郵電出版社,2012.