技工院校單片機原理與應用的教學方法研究

[摘 " " " " "要] "單片機原理與應用這門課程因其抽象、枯燥和難懂出現很多老師想教卻教不好，學生想學也學不會的現象。總結了從教6年來在這門課上所用的4種教學方法，通過對比可以得出使用軟硬件結合法更適合技工院校類本門課程的教學。

[關 " 鍵 " 詞] "單片機;匯編語言;項目教學法;PROTEUS

[中圖分類號] "G718.1 " " " " " " " " " " " " [文獻標志碼] "A " " " " " " " " " " " "[文章編號] "2096-0603（2015）23-0108-01

很多技工院校和高校的計算機、電氣、電子和機械類專業都開設了單片機原理與應用這門課程，但是這門課的枯燥、抽象、難懂也導致很多學生都學不會這門課，學生學得辛苦，老師教得更辛苦。所以找到合適的教學方法是解決這一難題的唯一方法。

一、傳統教學法：使用匯編語言控制

匯編語言（assembly language）是一種用于電子計算機、微處理器、微控制器或其他可編程器件的低級語言，也稱為符號語言。在不同的設備中，匯編語言對應著不同的機器語言指令集，通過匯編過程轉換成機器指令。也就是說，特定的匯編語言和特定的機器語言指令集是一一對應的，不同平臺之間不可直接移植。這是它的一大缺點！在今天的實際應用中，它通常被應用在底層，應用在硬件操作和高要求的程序優化的場合。

優點：可直接操作硬件，可執行文件比較小，而且執行速度很快。

缺點：（1）軟件的維護性和可移植性差。（2）由于直接操作硬件，所以要求學者對單片機的硬件有比較深入的了解。正是因為這點，所以在講單片機的結構這個知識點時需要花10課時的時間，很多學生還沒聽完MCS-51的存儲器結構就可能打算放棄這門課程了，接下來的上課效果可想而知。

二、傳統教學法：使用C語言控制

C語言是一種計算機程序設計語言，屬高級語言范疇。它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。在操作系統和系統使用程序以及需要對硬件進行操作的場合，用C語言明顯優于其他高級語言，許多大型應用軟件都是用C語言編寫的。

C語言的兩個優點：

（1）對單片機的指令系統不要求了解，僅要求對8051的存儲器結構有初步的了解;

（2）寄存器分配、不同存儲器的尋址及數據類型等細節可由編譯器管理;

使單片機的硬件知識只需分配2個學時。

但是它的缺點是：程序全是英文字符，技工院校類的學生英文基礎差，看到英文就會有心理障礙。

技工院校的學生動手能力比較強，他們需要在做中學，學中做，這種方法的主要優勢是一開始就切入C語言的知識，讓學生感覺學到了不少東西，而且KEIL軟件的仿真功能讓學生可以很清楚地知道相應的程序能達到什么控制效果，這樣學生的學習興趣提高了不少，但是由于C51程序設計的相關知識很多，學生學了半學期還沒發現這些知識和單片機有什么聯系，很多學生學到一半也放棄了。

三、項目教學法：借用PROTEUS軟件的仿真功能

項目教學法就是在老師的指導下，將一個相對獨立的項目交由學生自己處理。信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價，都由學生自己負責，學生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。項目教學法的最大特點是可以最大限度地發揮學生的主觀能動性，讓學生知道每個項目自己要完成什么任務，自己學到了什么知識。用這種方法教學生，學生的學習興趣瞬間得到提高。

為了加強視覺效果，我們還在教學中加入了PTOTEUS軟件。PROTEUS軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其他EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。所以在教學中可以用它強大的仿真功能來達到更好的教學目的。

在教學過程中每個項目都要求學生完成一個綜合任務，每個任務涉及很多知識點，這些知識點有些由老師講解，有些由學生通過書本、網絡等資源獲取。這樣可以讓學生動手、動腦，也可以培養學生查閱資料和解決問題的能力。同時這些項目在我們平常的生產生活中比較常見，有很強的可操作性，學生的學習積極性很高，教學效果明顯。

四、軟硬件結合法：弱化PROTEUS軟件的仿真功能，制作電路板加以驗證

這個方法和項目教學法類似，只是減少了PROTEUS軟件的使用，如果課程緊的話甚至可以不使用，相應的驗證工作全部用電路板來完成。制作電路板有兩種方法：第一種是使用已經布好線的PCB板，學生只需要把相應的元器件放上去焊接好就可以了，這種方法的優點是學生操作起來簡單，但是學生對于為什么要這樣布線，元器件是怎么選擇的，這些元器件和單片機是怎么連接的比較不了解。所以我們不太推崇這種方法。第二種是給學生提供萬能板，當學生知道什么是單片機的最小系統后要求學生查閱相關資料選擇相應的元器件，自己設計相應的電路圖，并根據設計好的電路圖制作電路板。通過這個過程學生可以很清楚地知道為什么要選擇這些元器件，這些元器件是怎樣跟單片機連接的，這對于后續課程的相關任務也是大有益處的。

參考文獻：

汪吉鵬.微機原理與接口技術[M].高等教育出版社，2001-07.