基于Keil C51集成開發環境的單片機教學探索

　　摘要：提出了一種適合當前高職院校單片機實踐教學的新思路，突出“快速上手、激發興趣、能力為本、適應社會”的思想，打破“學科為本”的傳統模式，發揮學生的積極性，培養適應社會潮流，具備高等職業技術能力和社會基本職業能力的應用型人才。應用這種實踐教學模式，通過幾年來的教學實踐取得了良好的教學效果。
　　關鍵詞：高職高專院校；單片機；教學改革實踐；教學情境
　　
　　一、引言
　　單片機教學改革與實踐是為了更好地使學生將所學到的單片機理論知識轉化為適應社會發展和就業需要的實際能力的一種教學活動。如今，職業教育的主要任務之一是為社會提供“既懂理論，又懂實踐，有一定的研發經驗和動手能力的應用型人才”，這種人才當遇到一個開發項目時知道從哪里入手做和怎樣做。因此，我們的教學活動就要加強學生實用能力的培養。對于專門培養應用型人才的高職高專院校來講，更需要重視的是教學中的實際操作訓練。
　　與本科院校相比，高職院校應主要培養應用型人才。高職學院生源質量與本科院校有一定的差距，采用傳統的單片機教學方式，不根據課程特點與學生特點，只注重教師講、學生做，在教學實踐中是行不通的。在教學過程中教師應和學生建立良好的互信關系，這樣才能使學生逐步形成學習興趣，配合教師，繼而主動學習。首先，應確立以學生為中心的實踐教學理念，突出“快速上手、激發興趣、能力為本、適應社會”的思想，打破“學科為本”的模式。教師作為主體，體現教學的主導性；學生作為主體，體現學習過程中的主動性。大量的時間應留給學生去自主探索。其次，應確立以實踐為重點的理念。改變傳統教育理念，評價學生不再單一地看考試成績，更主要的是要看學生運用知識解決問題的能力。
　　二、單片機教學改革的思路與實踐
　　（一）傳統教學模式中的教學順序
　　傳統單片機教學模式中的教學順序主要是：單片機硬件結構、指令系統、匯編語言程序設計、存儲器、定時/計數器、I/O擴展、A/D、D/A轉換。
　　這種多年來的教學模式對本科教學還能行得通，因為本科院校多為理論的研究、開發。但高職學院生源質量與本科院校有一定的差距，而且高職校的培養目標也不同于本科院校。在這種教學模式中實驗往往是在課程開始過半的時候才開始，有時候甚至是課程基本結束時候開始的。由于課程開始的時候學生學習目標不明確，有的甚至是不知道單片機是拿來做什么用的，感到學習內容枯燥乏味，所以興趣不大。幾周過后學生的學習興趣全無，這時候即便是再開始實驗學生也有了厭倦的感覺，有的干脆就放棄了。在以前的多年單片機和其他電子類理論課程的教學中，對此有深刻體會。
　　以前的實驗大多用單片機的實驗箱。這種試驗箱是把匯編語言的源程序翻譯成機器碼后直接輸入系統。這種實驗與實際的單片機開發在過程上有很大的差異，學生對硬件系統基本沒有了解，對軟件的編程、匯編、寫入單片機的整個過程就更沒有了解。往往是學生實驗可以完成的很好，但是到實際工作中卻不知所措，當遇到一個實際的開發項目時無從下手。這樣教出來的學生是與高職院校的培養模式相悖的，這種教學模式已經不能滿足當前的教學需要。
　　（二）與實際單片機開發相同的教學方法
　　為了激發學生的學習興趣，增加學生動手能力的訓練，使學生能適應實際的工作的需要，在實際工作中當接到一個單片機開發任務時知道從哪里做、怎樣做，近年來我們采用了一種基于Keil C51集成開發環境的情境式教學方法，在這種開發平臺上完成匯編語言源程序的輸入、匯編。再用IspPgm軟件直接把匯編后的程序寫入單片機的ROM里運行。這種方法和實際工作中開發一個項目的過程完全相同。其優點有兩個：第一，把課程分解成幾個教學情境，每個情境都是以實驗為先導引伸到理論教學。可以激發學生的學習興趣，達到學生自主學習的目的。第二，這種方法完全在實驗室中進行而且與實際開發項目的過程相同，所以用這方法教出來的學生更適應社會需要。
　　把單片機教學分成幾個教學情境。每個教學情境都是以簡單的實驗為先導，讓學生按照圖1連接硬件電路，在臺式計算機桌面上雙擊圖標運行Keil C51，完成簡單程序的編輯、匯編。Keil C51集成開發環境如圖2所示。
　　Keil C51集成開發環境由菜單欄、工具欄、源文件編輯窗口、工程窗口和輸出窗口五部分組成。工具欄為一組快捷工具圖標，主要包括基本文件工具欄、建造工具欄和調試工具欄，基本文件工具欄包括新建、打開、拷貝、粘貼等基本操作。建造工具欄主要包括文件編譯、目標文件編譯連接、所有目標文件編譯連接、目標選項和一個目標選擇窗口。調試工具欄位于最后，主要包括一些仿真調試源程序的基本操作，如單步、復位、全速運行等。在工具欄下面，默認有三個窗口。左邊的工程窗口包含一個工程的目標（target）、組（group）和項目文件。右邊為源文件編輯窗口，編輯窗口實質上就是一個文件編輯器，我們可以在這里對源文件進行編輯、修改、粘貼等。下邊的為輸出窗口，源文件編譯之后的結果顯示在輸出窗口中，會出現通過或錯誤（包括錯誤類型及行號）的提示。如果通過則會生成“HEX”格式的目標文件，用于仿真或燒錄芯片。MCS-51單片機軟件Keil C51開發過程為：
　　1.建立一個工程項目，選擇芯片，確定選項。
　　2.建立匯編源文件或C源文件。
　　3.生成各種應用文件。
　　4.檢查修改源文件的錯誤。
　　5.軟件模擬仿真或者硬件在線仿真。
　　6.編程操作（用IspPgm軟件直接把匯編后的程序寫入單片機的ROM里運行）
　　根據上述過程，學生把教師給的簡單的控制程序在臺式機上完成編輯、匯編，然后運行IspPgm軟件，再把匯編后的“HEX”文件寫入單片機的ROM運行，可以得到一個直觀的控制效果。這樣可以激發其學習興趣。最后教師再根據這個簡單的控制程序進行講解。這種教學方法通過幾年的實際教學檢驗，取得了非常好的效果。
　　三、總結
　　當今單片機控制技術已經應用到各個領域。高職院校的培養目標就是為社會培養應用型人才，因此傳統的教學模式已經不能適應高職院校的單片機教學。要使學生能真正自覺、自愿、主動地學習單片機，必須要改變傳統的教學模式。只要不斷改進教學方法、豐富教學手段，加強實踐能力的培養，注重理論聯系實際，就能激發學生的學習興趣，取得較好的教學效果。但是如何將教學改革進行得更加深入系統，為社會培養出大批單片機應用型人才，還需要教師共同努力，不斷探索。
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