AVR單片機(jī)課程教學(xué)改革探討

王愛華

摘?要：本文分析了目前AVR單片機(jī)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，對(duì)AVR單片機(jī)課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討，提出了在AVR單片機(jī)教學(xué)中使用Proteus和AVR studio仿真軟件的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：AVR單片機(jī);仿真;教學(xué);改革

AVR單片機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、通訊、儀表、宇航、家電等各個(gè)領(lǐng)域，有的高校已經(jīng)開設(shè)了AVR單片機(jī)課程。如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)的興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，探討AVR單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)方法的改革很有必要。

1 AVR單片機(jī)課程教學(xué)的現(xiàn)狀

教材不適應(yīng)教學(xué)需求，教材里匯編語言內(nèi)容多，匯編語言枯燥難理解。教學(xué)方法單一，考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不合理。教師“一廂情愿”，學(xué)生被動(dòng)接受。實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，學(xué)生沒有自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)間。

2 AVR單片機(jī)課程教學(xué)的改革方法

2.1 AVR單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容的改革

AVR單片機(jī)一般作為選修課，我們選用AVR系列中的Atmegal6型單片機(jī)，講解的內(nèi)容有AVR Studio6集成開發(fā)環(huán)境的使用方法、單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、通用I/O接口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC等內(nèi)容，講解了與Atmegal6單片機(jī)原理匹配的實(shí)例程序，實(shí)例程序用C語言編寫。

2.2 AVR單片機(jī)教學(xué)方法的改革

教師要引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，教師課堂提問檢查預(yù)習(xí)情況，教師課前制作集聲音、動(dòng)畫、圖片及視頻等多媒體于一體的演示文稿，教師在講課開始演示和這節(jié)理論課知識(shí)相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生看到、聽到這些仿真現(xiàn)象后充滿好奇，然后帶著好奇心再聽課。在課上教師提出問題后，組織課堂討論，以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生表達(dá)能力，最后教師總結(jié)引導(dǎo)。使用對(duì)比法教學(xué)，例如單片機(jī)控制交通燈的程序，教師寫出二個(gè)C語言程序，一個(gè)用IAP15W4K58S4單片機(jī)控制，另一個(gè)用Atmegal6單片機(jī)控制，對(duì)比二個(gè)程序中的不同點(diǎn)，使得學(xué)生溫故而知新。鼓勵(lì)學(xué)生參與各類競(jìng)賽，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。還可以利用微信、QQ以及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等，加強(qiáng)師生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

2.3 AVR單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

選擇Proteus 和AVR studio 6軟件組建了AVR單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，Proteus設(shè)計(jì)不受時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備的限制，布置課后作業(yè)讓學(xué)生在自己的電腦上做仿真。在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間就可以縮短。上課教師和實(shí)驗(yàn)室教師一起參與帶實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)能力強(qiáng)的學(xué)生修改設(shè)計(jì)內(nèi)容，并調(diào)試出結(jié)果。仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，有I/O口、外部中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、A/D轉(zhuǎn)換等相關(guān)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在完成這些仿真實(shí)驗(yàn)，看到流水燈、數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)，聽到報(bào)警聲、門鈴聲、歌曲等的時(shí)候，充滿自信心，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以在課外自由上機(jī)。

2.4 AVR單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建

2.4.1 仿真方法

雙擊桌面上AVR Studio 6圖標(biāo)，新建工程文件，選擇工程文件存放的位置，選擇Atmegal6單片機(jī)，為當(dāng)前工程添加新的C語言文件，輸入C語言程序，編譯文件，生成.hex文件，打開Proteus軟件，畫出電路原理圖，把.hex文件加載到Atmegal6中，按下啟動(dòng)仿真，觀看仿真現(xiàn)象。

2.4.2 應(yīng)用實(shí)例

用單片機(jī)Atmega16實(shí)現(xiàn)100000s以內(nèi)的計(jì)時(shí)程序的實(shí)例，用ATmega16單片機(jī)的PC口連接各數(shù)碼管的段選引腳，PB口接數(shù)碼管的位選引腳，實(shí)驗(yàn)原理圖如下圖所示。在6只數(shù)碼管上完成00000.0～99999.9秒計(jì)時(shí)。按鍵具有開始、停止、清零功能，仿真結(jié)果如下圖所示。部分程序如下：

int main（）

{?DDRB=0xFF;PORTB=0xFF;

DDRC=0xFF;PORTC=0xFF;

DDRD=0x00;PORTD=0xFF;

MCUCR=0x08;GICR=0x80;

TCNT1=65536-F_CPU/8*0.1;

TIMSK=_BV（TOIE1）;sei（）;

while（1）Show_DSY（）;}

ISR（INT1_vect）?//INT1中斷

{INT8U i;

static INT8U KeyOP=0;

if（++KeyOP==3）KeyOP=0;

switch（KeyOP）

{case?0：?TCCR1B=0x00;

for（j=0;j<6;j++）Dig_Buf[j]=0;

break;

case?1：TCCR1B=0x02;break;

case?2：TCCR1B=0x00;

break;}}

100000s以內(nèi)的計(jì)時(shí)程序圖

3 結(jié)語

通過更新上課內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及教學(xué)方法，采用基于Proteus和AVR studio 6軟件的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]周潤景，蔡雨恬.PROTEUS入門實(shí)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]馬潮.AVR單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.