項目教學法在單片機外部中斷教學中的應用

劉星慧

摘 要：本文以項目教學法在單片機外部中斷教學中的應用為例，介紹了采用萬能板設計基于單片機控制的紅外二極管感應報警計數器課程教學項目，激發學生學習興趣，突破重點難點，提高教學效果的方法。

關鍵詞：項目教學 單片機 外部中斷 紅外感應

一、采用萬能板設計項目進行一體化教學

學習單片機技術的主要目的是掌握單片機硬件電路的設計和單片機程序的設計方法。如果采用萬能板設計項目，學生可以根據原理圖直接在萬能板上焊接產品，既掌握了識別單片機電路圖的能力，又提高了單片機電路制作的技術，直接提高了單片機硬件電路的設計技能。

當單片機硬件電路制作完成后，就可以編寫程序，借助于單片機ISP下載線可以直接在電路板上調試程序，這種教學模式完美地解決了教學成本高、實訓時間短的問題。

二、項目設計激發學習興趣

該教學項目基于單片機控制的紅外二極管感應報警計數器，由紅外二極管感應電路、單片機控制的二位數碼管顯示電路和報警電路構成。當用手移到紅外二極管上方，紅外二極管感應電路就會產生一個信號給單片機，單片機控制數碼管顯示加1，同時發出報警聲。

該項目的設計思路來源于企業的貨物自動計數設備，當有貨物從紅外二極管前移動時，計數器自動加1，并發出提示聲音。如果應用到企業的自動計數設備，數碼管應該擴展到八位，并增加抗干擾電路。

該教學項目從易到難，逐步提高，能激發學生學習興趣，每當完成一個項目就為學生增添一份成就感、自信心。

三、教學項目設計

教學項目設計必須以人的認知規律為原則，實現教學目標、破解教學難點、突出教學重點、循序漸進，在不知不覺中掌握單片機知識和技能。

1.項目教學總體設計

教師講授了單片機最小系統、P0、P2口的使用、外部中斷0的使用后，就可以設計基于單片機控制的紅外二極管感應報警計數器電路，設計框圖如下圖所示。

圖

2.硬件電路教學設計

在教學設計過程中，我們采用模塊化設計，根據框圖，一邊設計，一邊講解設計思路，讓學生充分理解每一部分的電路工作原理及設計過程。

紅外感應電路可以以紅外發射管、紅外接收管、電位器、運算放大器LM358為核心構成，作為單片機中斷信號的觸發電路。

數碼顯示電路可以采用P0口控制數碼管的段碼，P2口控制數碼管的位碼，采用動態掃描的工作原理實現該功能。

報警電路采用P2口的某一位輸出控制蜂鳴器的工作狀態。

3.應用程序教學設計

在充分理解單片機硬件電路原理圖的背景下，講解單片機外部中斷的概念、中斷標志、中斷控制寄存器、中斷程序設計思想等關鍵內容，然后帶領學生現場編寫程序，從控制一位數碼管靜態顯示、二位數碼管動態顯示到基于單片機控制的紅外二極管感應報警計數器的程序設計，從易到難，逐步提高，最終掌握中斷程序的編寫方法及技巧。

四、產品安裝與調試教學設計

1.根據硬件電路圖，焊接電路

用萬能板焊接單片機產品難度比較大，需要比較好的電子制作功底。在焊接的時候，學生一定要認真理解電路原理圖的結構，合理布置，設計好線路走向，教師可以提供成熟的產品范例給學生觀摩學習。

2.產品調試

當硬件電路焊接完成后，教師一定要要求學生對照電路圖，用觀察法、電阻法、電壓法等檢測硬件電路的正確性，并填寫硬件電路檢測報告，這是深入理解電路的有效方法，也是培養鍛煉一個單片機工程師的有效途徑。

在確保硬件電路沒有問題的情況下，我們可以用ISP下載線把單片機程序下載到單片機中。在正常情況下，接上電源（或者插上了USB接口的ISP下載線）后，就可以實現紅外感應計數報警的功能。如果沒有達到預期效果，我們可以從以下幾個方面再次檢查硬件電路。

（1）電壓法：用萬用表直流擋檢測單片機的電源電路、復位電路、程序存儲器選擇電路等基本電路是否正確。

（2）電壓法：用萬用表直流擋檢測紅外感應電路的信號輸出端的電壓是否會因手的影響而發生變化。如果沒有變化，就要著重檢查紅外感應電路的每個元件的安裝正確性。

（3）電壓測試法：用5V直流電壓，測試數碼顯示電路和報警電路是否正常。

（4）芯片調試法：請教師用一個寫入了正確程序的單片機芯片調試，如果不能正常工作，說明程序有錯誤，需要修改程序。

教學實踐表明，經過以上步驟的檢查、檢測后，基本上可以排除故障，實現預定功能。經過整個項目教學，學生基本能掌握單片機外部中斷、數碼管顯示等知識和技能。

（作者單位：江西省冶金技師學院）