項目教學法在單片機電子密碼鎖的應用

馬巍

【摘 要】文章介紹了項目教學法在單片機教學中的具體應用案例——電子密碼鎖，提出了在單片機教學中開展項目教學法的可行性，探討了項目教學法在電子密碼鎖單片機課程教學過程中的實施步驟，為單片機課程的改革提供參考。

【關鍵詞】單片機 項目教學法 電子密碼鎖

一、項目教學法簡介

項目教學法在講解相關知識基礎上給出項目要求，指導學生循序漸進地完成硬件設計、軟件編程和仿真調試。在運用項目教學法設計各個項目時需要打破傳統的教學順序，根據教學大綱要求的知識點，設計出有針對性的多個項目。要求各個項目由淺入深，循序漸進，能夠覆蓋所有教學知識點，并能夠盡早使學生進入簡單的項目訓練，盡早從項目成功的案例中獲得激勵，并使學生在項目訓練中逐步形成系統的概念，并養成自主學習，敢于實踐的學習習慣。與傳統的教學相比，它完成了三個中心轉變，即由教師為中心變成以學生為中心、以課本為中心轉變以項目為中心、以課堂為中心轉變成以自主實踐為中心。本文介紹項目教學法在單片機課程教學中具體的應用案例——電子密碼鎖。

電子密碼鎖的工作原理：

電子密碼鎖的功能為：輸入一組密碼，為0～3之間的數字，密碼輸入正確顯示 “P”約3秒鐘，并通過P3.0端口將鎖打開，否則顯示字符“E” 約3秒鐘，鎖繼續保持鎖定狀態 ，等待密碼的再次輸入。

在單片機硬件設計時，只需用一位數碼管顯示，采用靜態連接方式。4個數字鍵連接在P0口的低4 位P0.0～P0.3，設P0.0表示0數字鍵、P0.1表示1數字鍵、P0.2表示2數字鍵、P0.3表示3數字鍵。用P3.0控制一個發光二極管，發光二極管亮表示鎖打開，滅表示鎖定。軟件設計的思路是：主程序主要負責按鍵輸入密碼比較、正確與錯誤顯示處理。初始顯示符號為“—”。當按數字鍵后，若與預先設定的密碼相同則顯示“P” 3秒鐘，打開鎖，等待下一次密碼輸入。否則顯示“E” 3秒鐘，保持鎖定狀態并等待下一次密碼輸入。

二、項目教學法在電子密碼鎖的實施

（一）做什么？——明確要完成的任務

由教師在課前給出教學項目的基本要求，引領學生有目的地進行預習。本項目任務為電子密碼鎖。在一些智能門控管理系統中，需要輸入正確的密碼才可以開鎖。基于單片機控制下的密碼鎖硬件電路包括三個部分：按鍵、顯示和電控開鎖驅動電路。

（二）怎么做

1.跟我想——分析怎樣用單片機構建控制電路

結合多媒體教學手段項目演示，由教師當堂演示關鍵知識點：靜態顯示、查詢式按鍵、電控開鎖驅動電路，以提高學生的興趣，增加課堂信息量。課堂演示階段可結合實驗板，讓學生現場看到系統運行的結果，提升學生參與實踐的渴望。在知識點講解過程中突出重點，提綱挈領。

2.跟我做1——畫出硬件電路圖

學生分組討論，在單片機的最小系統上根據項目要求畫出顯示電路、按鍵電路及電控開鎖驅動電路。本環節要求教師有較強的現場指導能力和課堂掌控能力。為了較好地在有限時間內完成教學內容，教師應注重培養幾個能力突出的“骨干”學生，加強課堂活躍度。同時注重挖掘學生的自主設計思想。

3.跟我做2——編寫控制程序

教師講解程序設計思路，本項目主程序主要負責按鍵輸入密碼比較、正確與錯誤顯示處理。設初始顯示符號為“—”，當按數字鍵后，若與預先設定的密碼相同則顯示 “P”，3秒鐘，打開鎖，等待下一次密碼輸入。否則顯示“E”3秒鐘，保持鎖定狀態并等待下一次密碼輸入。并結合多媒體教學手段演示流程圖。

學生分組討論并在教師的引導下編寫程序、仿真調試。

（三）自己做——具有0～9十個數字按鍵的密碼鎖

教師用實驗板演示具有0～9十個數字按鍵的密碼鎖。引導學生思考：查詢式按鍵可以實現此功能嗎？在查詢式按鍵接法中，每個按鍵都要占用一根I/O口線，如果按鍵數目比較多就不適用了。提出問題：用什么按鍵代替查詢式按鍵？學生討論后回答，采用矩陣式按鍵，教師講解矩陣式按鍵，隨后布置項目要求和任務。

本環節中教師只是引導學生，要求每組學生在課后完成功能相對完整的項目模塊，達到自主創新訓練的目的。鼓勵學生在完成教師布置的任務后，自主設計題目，并完成調試工作。這個訓練可以使學生逐步形成獨立工作能力，為綜合設計過程中的方案形成能力打下基礎。

項目完成后，要求每位學生完成一份項目總結。項目總結是對課程設計的歸納，提高和深化的過程，可以使學生對知識的理解更加深刻。在總結中，學生可以回顧本項目設計的過程，明確設計體會和收獲，在設計過程中遇見了什么問題，通過哪些途徑怎樣解決問題等等。通過課程項目總結，教師能檢查到教學中存在的問題，收集學生對教學的意見和建議。制定出教改方案，以便教師不斷增強教學效果，提高教學質量。

（四）項目評價

項目評價主要對學生在項目進行時的學習能力、協作能力、工作態度，項目完成情況進行自評、學生互評和教師評價。評價還涉及是否達到了學習目標，完成項目過程中有無創新意識，能否獨立完成故障分析及排除等。在項目評分中，知識點評價占50分，成果與創新評價占30分，態度與合作評價占20分。

三、結束語

項目教學法在單片機電子密碼鎖的應用，使單片機課程教學目的更加明確，教學環節設計更為合理，采用理論、實訓相結合，分組討論教學，師生互動等多種方法，使學生成為學習的主體 ，極大地調動了學生學習的積極性、主動性 ，充分體現了學生的主體作用和教師的主導作用 ，提高了學生的綜合應用能力，取得了良好的教學效果。