獨立學院單片機課程教學方法探討

摘要：單片機課程是工科專業的一門非常重要的專業基礎課程，是理論和實踐緊密結合的一門課程。尤其對于獨立學院培養應用型人才的目標來說，單片機課程的教學顯得更為重要。主要討論了針對獨立學院的、有效教授單片機課程的教學方法。

關鍵詞：獨立學院；單片機；教學方法

作者簡介：韓彩霞（1974-），女，湖北武漢人，江漢大學文理學院信息技術學部，講師。（湖北 武漢 430056）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）20-0086-02

獨立學院是我國高等教育的一支重要的生力軍，一般在各省市本科第三批次招生錄取，主要滿足那些考試成績不夠讀一本或二本院校，不想讀高職高專又想進入大學學習的學生的需求。由獨立學院學生自身的特點決定，獨立學院教師在授課過程中如果力求把課本理論知識全面、透徹、按部就班地講解給學生，同時要求學生全面掌握課本知識，則有悖于獨立學院培養應用型人才的目標。

單片機課程是工科專業的一門非常重要的專業基礎課程，獨立院校大部分的工科專業都開設了此課程。此課程不僅要求學生掌握好理論基礎知識，還要求學生有很好的動手能力，通過實驗、實踐教學更好地鞏固基礎知識。

對于此門課程，傳統的教學方式是板書+課件（PPT）+實驗。理論教學環節：任課教師課前準備好此門課程的課件（PPT），教學過程在多媒體教室完成。教師講，學生聽，有時教師會板書講解一些內容。實驗教學環節：學生在實驗室完成有關實驗內容。

對于一本和二本院校學生來說，上述教學方法可能適合。但是，對于獨立院校學生來說，需要找到更好的教學方法使學生更容易理解、掌握課程內容，同時需要培養學生的獨立動手能力。在多年教授此課程過程中，筆者總結了幾點教學方法，和大家共同探討。

一、基礎知識分層次、分重點講解

要想會用單片機，一定要先掌握它的內部結構，在教學的過程中筆者采用的方法是：先把單片機內部涉及到的各個部分簡單介紹給學生，如： 51單片機共有4個八位的I/O口，內部有數據存儲器和程序存儲器，P3口還有第二功能——定時器/計數器、中斷系統和串行口功能等等。讓學生有個初步的印象。然后，對涉及到的不同部分再分不同的層次、分重點講解，把它們分成了解和理解兩個層次，需要了解的內容授課過程中給出說明、提及但不作為重點來講；需要理解的內容采取重點講解、反復講解的方法。下面舉出51單片機內部的幾部分結構加以說明。

1.4個八位I/O口

對于4個八位的I/O口內部的結構要求學生理解。4個I/O口共同的功能是作為普通的輸入/輸出口使用，對于這一功能還要強調P0口和其他3個口的區別，它沒有內部上拉電阻，使用時需外接上拉電阻。另外強調4個口作為輸入口使用時需要先輸入“1”。

但它們又有其他的功能，如：P0口內部有開關MUX，P1口內部沒有這樣的開關，說明P0口可以分時傳送低8位地址和數據，P1口只能傳送數據。當講解到P0口分時傳送地址和數據時ALE引腳引出。通過ALE引腳的講解，學生就可以理解P0口是怎樣分時傳送地址和數據的。學生理解了4個I/O口的結構，以后用到它們時就可以根據它們的功能不同之處區別對待。

2.存儲器

對于51單片機有多大的內部存儲器，在授課中筆者只是提及到，學生了解就可以。

但是對于51單片機可以擴展多大的存儲器就需要重點講解，這里講到擴展再把4個I/O口中的P0口和P2口引出講解，學生進一步理解了這兩個口的功能。

對于程序存儲器，主要說明片外程序存儲器和片內程序存儲器在低4KB地址是統一編址的，那怎樣區分訪問的是片外程序存儲器還是片內程序存儲器？這里引出51單片機EA引腳的使用。

對于數據存儲器需要重點、反復講解，要求學生能很好地理解。把內部數據存儲器分成00H-1FH、20H-2FH、30H-7FH和80H-FFH四部分來講解。對于這四部分分別用來做什么一定重點講解。對于80H-FFH這一部分，留到后面介紹特殊功能寄存器時再講解，這里只提醒學生注意，這一部分不能使用。對于00H-1FH這一部分講解時要引出單片機復位后SP指向07H單元，但07H單元是寄存器所在的位置，所以用到SP時需要修改SP的值。

3.狀態寄存器PSW

在這一部分內容講授中，只說明它的各位的定義是什么，對于各個位怎樣使用在講解51單片機指令時再講解。

通過以上分析就把51單片機內容結構分層次、分重點地講給學生，學生在掌握的過程中也分層次掌握，哪些需要了解、哪些需要理解學生要心中有數。對于需要理解的內容，重點、反復的講解有助于加深學生的印象，更好地理解。

二、指令系統結合Keil C軟件講解

51單片機有數據傳送、算術運算、邏輯運算及移位、控制轉移和位操作五大類指令。較好地掌握這些指令對單片機課程后續內容的學習尤為重要，筆者采取的方法是：講解各個指令時結合Keil C軟件，這樣既讓學生掌握了指令的用法又教會了學生軟件的使用方法，為課程后續內容學習打下一定的基礎。

如：講解傳送類指令MOV時，在Keil C軟件中給出如圖1所示的程序，然后單步執行程序，通過觀察左側寄存器和下側存儲器的變化情況來說明MOV指令使用中的幾種格式，它是怎樣進行數據傳送的。同時，這里可以提及前面講過的51單片機的尋址方式，使學生更進一步理解什么是單片機尋址、幾種尋址方式有什么不同。

如：講解算術運算類指令ADD時，同樣在Keil C軟件中給出一段程序，然后單步執行，通過觀察左側各個寄存器和下側存儲器相應單元的變化情況說明指令的使用方法。同時，這里可以通過觀察左側狀態寄存器PSW各位的變化來說明PSW的使用，把前面講解單片機內部結構時沒有重點講解的特殊功能寄存器PSW的使用在這里重點講解，達到事半功倍的效果，同時分散了教學過程中的重點內容，使學生更容易掌握。

三、單片機的使用結合Proteus軟件講解

對于單片機的I/O口、定時計數器、中斷等的使用，采取的方法是結合Proteus軟件講解。

如定時計數器的使用，先給學生講解它內部的基本結構，有哪些工作方式、特殊功能寄存器的功能、使用前初始化的步驟等等。然后通過實例在Proteus軟件中演示定時計數器是怎樣實現定時計數的功能的。如要求用定時計數器完成實現發光二極管的閃爍。通過編程，然后把程序生成的相應文件加載到圖2中，然后進行仿真。學生可以親眼看到LED的閃爍，然后回頭講解程序的編寫思想，這樣學生會更容易理解它們的使用方法。

四、實驗教學環節融入課堂教學

單片機課程是實踐性很強的一門課程，要求學生掌握一定的基礎知識的同時培養學生的動手能力，對于獨立學院的學生來說則更為重要。以前，對于實驗教學環節采取的方法是：教師現場在實驗室布置實驗題目，在教師指導下學生在實驗室環境下完成實驗。這種教學方法會出現的問題是：前幾次實驗時，有些學生對相關軟件功能、使用方法不是很清楚；對于實驗題目學生無從下手完成。這些問題需要教師逐個解決，會浪費很多時間。筆者采取的方法是：通過向學校相關部門申請，在實驗室安裝投影儀設備。這樣教師可以對有針對性、共性的問題在教師機上講解，同時在投影儀上顯示。教師講解的過程中，學生可以利用實驗桌上的電腦同步跟蹤教師講解的內容。另外，教師可以根據實驗題目內容演示相關的實驗題目，引導學生完成實驗。

五、總結

通過幾年單片機課程實踐檢驗后，上述教學方法對于獨立院校單片機課程教學有很好的促進作用：教師在授課中條理更加清晰，目標更明確；學生更容易理解、掌握理論知識，不再感覺單片機課程難學；培養了學生動手能力，為以后的工作打下一定的基礎；學生對單片機課程更感興趣，帶動單片機后續課程（如嵌入式）的學習興趣；學生把課程興趣延伸到課堂外，自己購買單片機開發板。

參考文獻：

[1]姜志海.單片機的C語言程序設計及應用[M].北京：電子工業出版社，2011.

[2]梅麗鳳.單片機原理及接口技術（修訂本）[M].北京：清華大學出版社，2011.

（責任編輯：劉輝）