類比教學法在單片機應用技術教學中的應用

一、單片機應用技術課程的地位及特點分析

單片機應用技術課程是我校士官大專電類專業一門重要的專業基礎課，該課程以單片機及其常用接口技術為主要教學內容。單片機在遠火電子設備維修、反坦克導彈系統維修、射擊指揮系統維修、無人機控制與導航系統維修等專業中都有大量的應用，單片機是數據處理與控制的核心。通過本課程的學習，要求學員能夠掌握單片機系統檢測與維修的方法，理解單片機程序控制原理，為裝備作戰效能的發揮保駕護航。

由于此課程理論十分抽象，專業術語較多，各知識之間聯系緊密，加上學員本身底子薄，沒有編程知識與經驗，所以隨著課程的進行，多數學員感到學習較為吃力。這就要求任課教員充分認識到單片機的這一特點，在理論教學中努力為學員創造一個易于理解的環境，只有理解了才談得上真正掌握。

通過多次講授單片機這門課，筆者在理論教學中試圖讓學員真正理解所學知識，對很多知識點、專業術語采用類比教學法，即利用與教學內容相近或相似的人和事物進行導入的教學方法。

二、類比教學法在“中斷系統”中的應用

中斷系統是單片機的重要組成部分，實時控制、故障自動處理、單片機與外圍設備間的數據傳送一般都采用中斷系統。但中斷系統涉及到的知識較多，且各種專業詞匯難以理解。因此，最好采用類比法，以生活中的實例幫助學員理解。

1.中斷概念及過程。生活中經常有許多突發事件打斷我們事先的計劃。比如：昨天上午筆者在辦公室想做課件，剛做了一會兒，電話鈴聲就響了，接起了電話，是系主任讓去他辦公室談實驗室建設的事，筆者就去談話，談完了回來繼續做課件。這就是生活中的中斷，單片機的中斷也是如此，做課件相當于單片機執行主程序，電話鈴聲響相當于中斷請求，接電話相當于中斷響應，去系主任辦公室談事相當于中斷處理，談完事回來相當于中斷返回，繼續做課件相當于單片機繼續執行主程序。

2.中斷源。在剛才的事件中，可以打斷筆者做課件的有很多事，如電話鈴響了、門鈴響了、同事叫我、手機響了等。這些事就相當于單片機的中斷源，向CPU提出中斷請求的來源稱為中斷源，51單片機共有5個中斷源。

3.中斷允許寄存器。教師：“手機或電話響了，我一定要去接嗎？”學員：“不一定啊，如果我心情不好，可以拒接?！?/p>

由此總結，對于中斷請求，CPU不一定會響應，通過設置中斷允許寄存器IE的值，可以控制CPU是否響應相應的中斷。

IE的格式如下：

[EA\\X\\X\\ES\\ET1\\EX1\\ET0\\EX0\\]

EA是中斷允許總控制位，后五位分別是5個中斷源的中斷允許控制位。它們之間的關系如下：EA就相當于每家水管的總閘，如果總閘不開，各個水龍頭即使開了也不會有水；反過來，如果總閘開了而水龍頭沒開也不會有水。

4.中斷優先級寄存器。教師：“在火車站，大家可以看到有VIP貴賓候車室、母嬰候車室、軍人候車室、普通候車室。在這些候車室的乘客，在上火車時的優先權一樣嗎?”說明單片機的兩個中斷優先級。

5.中斷入口地址。教師：“剛才講了有5件事可以打斷CPU正在執行的主程序，那CPU大人又是如何找到惹他的人呢？”學員可能不知道，接下來再問一個簡單的問題：“剛才是主任給我打電話，我接到電話后會不會去政委辦公室而不去主任辦公室呢？”顯然不會，單片機也是一樣，是哪個事件把CPU給中斷的，CPU就一定會到那里解決問題，而不是別的地方。每一個中斷源都有一個固定的地址，比方說外部引腳P3.2，它的家就在程序存儲器ROM的0003H，所以一旦P3.2引腳出現中斷信號，CPU就會暫停執行主程序，跳到0003H處去執行中斷服務程序。

三、應用類比教學法應該注意的問題

1.要精心選擇類比對象。類比對象可能有多個，但教員要根據教學內容，從其中選取一個或者幾個作為教學素材。選擇原則如下：（1）簡單熟悉的原則。選擇類比對象時，要選擇學員熟知的類比對象。因為類比法就是根據已知的類比對象去學習待研究的對象。這些對象可以是來自自然界、社會及學員所學的其他課程的內容。選出的對象可以是事物，也可以是一些方法。（2）正確性原則。類比對象必須是科學的、健康的、正確的，這是教學的基本要求。（3）盡量相似的原則。某個知識點的類比對象可能有很多，它們可能都滿足（1）和（2），這時就應該選擇和學習對象相似點最多的對象作為類比對象。（4）趣味性原則。盡量選擇有趣味的類比對象，這樣更利于引起學員的興趣，活躍課堂氣氛。（5）貼近性原則。盡量能夠貼近學員的生活、訓練、已經學過的課程和即將學習的裝備，讓學員有學有所得，學有所用的感受。

2.采用盡可能形象的方式展示類比對象。比如：在制作課件時，可以用相機或者攝像機把類比對象記錄下來，也可以使用軟件工具來描述類比對象，然后把這些內容加入到教學課件中，還可以采用一些符合對象特點的漫畫插圖。

3.鼓勵學員用自己熟知的類比對象去類比。在教員類比的基礎上，鼓勵學員用自己熟知的對象去類比，這樣既讓學員掌握了知識，又訓練了其思維，可謂一舉兩得。

除了“中斷系統”部分外，筆者在單片機的存儲器結構、定時/計數器應用等內容的教學中也大量采用了類比教學法，成效顯著：學員認為抽象的理論不再抽象，而是與自然界、日常生活現象相對應；提高了學員的學習積極性，提高了教學質量和效果。這種教學法不僅可以用在單片機應用技術課程的教學中，而且可以推廣應用在其它課程中，具體實施時，可以靈活地運用。