結合單片機特點教學 提高單片機學習質量

譚永海 王效偉

（1.山東科技大學，山東 泰安271021；2.山東泰邦生物制品有限公司，山東 泰安271021）

目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。 根據單片機課程的特點,學會靈活地運用好單片機技術，理論知識要非常豐富，在實踐操作方面也要加強。所以在重視理論教學的同時也要注重實踐教學,不斷提高單片機學習質量。

1 單片機的特點

單片機就是把CPU、RAM、ROM、I/O 接口、 中斷等集成在一塊芯片上的微控制器，通過程序控制實現各種控制功能。它體積小、價格便宜、可靠性好，它是微型計算機大家族中的優秀一員，在智能化控制系統中功不可沒。

2 單片機的作用

單片機具有超強的檢測、控制功能，很容易擴展成各種規模的應用系統，被廣泛應用到工業、民用、軍事等領域。 單片機的廣泛應用使人類社會真正進入到智能化時代，現在單片機與人們的生產、生活等密不可分，不難想象，如果沒有了單片機人們會怎樣。

《單片機原理及應用》是工科院校自動化、電子信息、測控技術與儀器等專業學生的必修課，此課涉及面廣人多。 老師給學生上第一節課時就說，同學們如果把單片機學好了就好找工作，由此可見此課的重要性。我相信很多工科的學生都學過單片機，但真正學好的并不多。雖然這與單片機課程的特點有關，但是不科學的學習方法更是關鍵。

3 學習單片機方法

3.1 理論與實踐同步

在當今飛速發展的知識經濟時代,隨著社會對人才的要求越來越高,工科院校培養動手能力強的應用型人才，已成為普遍而強烈的社會要求。單片機抽象、繁雜內容不容易被初學者接受，必須通過大量的實踐教學環節配合才能學會單片機。 因此，我們要結合單片機課程的特點,提高單片機理論與實踐教學相結合的水平，培養具有創新能力的應用型人才。

3.2 硬件與軟件兼顧

硬件結構和軟件程序是單片機系統不可分割的兩部分，硬件是程序的載體，程序是硬件的靈魂，程序通過硬件電路完成控制功能。學習過程中要熟練掌握硬件功能和語言指令，只有對它們都懂了才能設計出能用的系統，有些人由于不了解軟、硬件之間的關系，付出不少最后也沒學好單片機。

3.3 實驗、實訓并重

實驗使所學的知識得到驗證，實訓是對單片機的直接應用。 通過實驗、實訓的趣味性和實用性可激發學生的好奇心，從而調動學生的學習積極性。

做軟件實驗可以掌握存儲器的讀寫、數值轉換、分支程序的編寫方法等，硬件實驗可進一步熟悉CPU 和對外圍電路的控制。 實驗又分為必做實驗和選作實驗，其中必做實驗都是知識重點，一定全做；像電機、溫度/壓力、點陣/液晶等選作實驗可根據自己的情況，如有時間盡量做，因為每個選作實驗實際上就是一個單片機控制系統。

單片機實驗有很大的擴展性，不同于物理、電路等實驗。 物理、電路的實驗內容指導書上都規定好了，基本上沒有可改的地方。 但單片機實驗不一樣，單片機的實驗程序、硬件電路連線都是可以改動的，不同硬件電路對應著不同的軟件程序，在完成實驗指導書要求的實驗內容后，可通過改硬件電路連線，改程序進一步實驗，這樣，把實驗舉一反三，就會使所學知識印象深刻。 如定時器/計數器實驗，可通過對定時器/計數器方式控制寄存器TMOD 寫不同的控制字， 實現T0、T1 的定時或計數功能，如MOV TMOD, #55H,則T0、T1 工作在16 位計數狀態，如MOV TMOD, #22H,則T0、T1 工作在8 位定時器狀態。

LED 點陣顯示漢字實驗，讓學生自己用C51 單片機批量16 點陣漢字字模提取工具，生成自己輸入的漢字或字母的字模，把字模放到實驗程序中讓點陣顯示，這樣，既滿足了學生的好奇心，也把枯燥的實驗變得生動有趣，提高了學生實驗積極性。 學生自然就聯想到大街上的LED 點陣廣告牌等是這樣實現的。LCD 液晶屏顯示實驗，讓同學們通過LCD 字模提取軟件產生相應的字摸， 改動程序讓液晶屏顯示的字幕上下滾動、左右滾動，學生會有成就感。

單片機實訓也是學習過程中不可缺少的，通過一些題目的實訓可進一步了解單片機的應用系統，如數字電壓表、轉速表、紅外通訊等。實訓可通過Proteus 軟件仿真，有條件的可把實際電路做出來。

4 Proteus 軟件仿真

Proteus 是一種常用的單片機防真軟件， 在做實際電路板之前首先要仿真，只有仿真調試成功后才能說明硬件電路和程序是正確的。用Proteus 仿真步驟如下：

（1）硬件電路設計：在Proteus 軟件的ISIS 編輯區中放置系統電路的所有元器件，連接所有元器件的連線，使所有元器件組成一個完整的電路。

（2）源程序設計與生成目標代碼文件：把用匯編語言（或C 語音）寫成的源程序，通過WAVE(或Keil μvsion2)匯編軟件生成十六進制的目標代碼文件，該文件的擴展名為.HEX。

（3） 仿真運行： 打開仿真電路圖雙擊CPU, 在出現的Edit Componnet 窗口中雙擊文件夾按鈕，找到生成的HEX 文件打開，單擊OK 按鈕，最后單擊三角形啟動按鈕開始仿真運行。

Proteus 軟件仿真既節約成本又提高了調試效率， 是單片機愛好者的理想選擇。

實驗、實訓是單片機學習過程中必不可少的，有時課堂上學不會的內容，實驗、實訓后一下全明白了。 這就是實驗、實訓對單片機這門課程的重要性。

在單片機教與學的過程中，只要結合單片機的特點，加強理論與實踐教學的關系,培養和提高動手操作能力,單片機是可以學好的。 在生活實踐中多了解實際情況，多接觸實例，熟練生巧，一變應多變，靈活應用，單片機的應用水平越來越高，最終成為單片機高手。