實(shí)驗(yàn)仿真板在單片機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用

[摘 要] 為了使學(xué)生可以更好、更靈活、更方便地學(xué)好單片機(jī)這門(mén)課程，可以使用實(shí)驗(yàn)仿真板，這種實(shí)驗(yàn)仿真板可以將枯燥無(wú)味的程序意義用形象的圖形表達(dá)出來(lái)，可以讓學(xué)生感受到真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，達(dá)到一定的教學(xué)效果。

[關(guān) 鍵 詞] 單片機(jī)教學(xué)；Keil軟件；實(shí)驗(yàn)仿真板

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）20-0066-01

一、問(wèn)題的來(lái)源

本學(xué)期，筆者擔(dān)任了單片機(jī)課程的教學(xué)。單片機(jī)是一門(mén)既具有實(shí)踐性又非常抽象的課程，對(duì)于這樣的一門(mén)課程，課堂演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)有著非常重要的作用，課堂演示可以將抽象的理論、枯燥的程序分析轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的實(shí)例，而實(shí)驗(yàn)既能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，又能進(jìn)一步理解有關(guān)的理論知識(shí)。在傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，幾乎不能見(jiàn)到課堂演示，而學(xué)生實(shí)驗(yàn)中也存在著一系列的問(wèn)題。課堂教學(xué)演示為什么難以實(shí)現(xiàn)呢？即使勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了效果也不是很理想。比如，我現(xiàn)在要做一次課堂演示實(shí)驗(yàn)，那么就需要很多的設(shè)備來(lái)輔助：計(jì)算機(jī)、編程器、實(shí)驗(yàn)電路板。其中編程器要和計(jì)算機(jī)相連，把編寫(xiě)成功的程序燒錄到芯片上，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)電路板來(lái)進(jìn)行演示，為了上一節(jié)課，要準(zhǔn)備較長(zhǎng)時(shí)間；還有就是在課堂教學(xué)中通常要拿起實(shí)驗(yàn)電路板來(lái)展示最后的結(jié)果，稍有不慎，就會(huì)損壞實(shí)驗(yàn)電路板，使實(shí)驗(yàn)失??；在操作過(guò)程中還存在一個(gè)問(wèn)題就是多次在實(shí)驗(yàn)板和編程器之間撥、插芯片，很麻煩，也很容易損壞芯片，課堂效率低，即使勉強(qiáng)做，學(xué)生也很難看清有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象，效果并不是很好。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中也存在同樣的問(wèn)題，除了一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論知識(shí)的理解，但是傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)不可能做到這一點(diǎn)，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)所必需的編程器、實(shí)驗(yàn)板（包含通用版、芯片等）等價(jià)格昂貴，而我所教授的大專班的很多學(xué)生都來(lái)自山區(qū)，家里比較清貧，不可能去自行購(gòu)買(mǎi)這些設(shè)備，使得學(xué)生實(shí)驗(yàn)也存在大量的困難。

二、問(wèn)題的解決

為了很好地解決這類問(wèn)題，以51系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件Keil為基礎(chǔ)，利用其提供的實(shí)驗(yàn)仿真板來(lái)完成這方面的教學(xué)。

該軟件運(yùn)行后的情況為：在右側(cè)是“51實(shí)驗(yàn)仿真板”用于觀看最終的效果，而其他部分是Keil軟件的界面。該窗口的左側(cè)是一段源程序，用于實(shí)現(xiàn)接在P1.0上的LED閃爍發(fā)光，程序正在運(yùn)行中。對(duì)源程序的任何修改都將直接表現(xiàn)在該仿真板上，例如，將圖中源程序改為：

CLR P1.4

END

重新編譯連接再運(yùn)行后，即實(shí)現(xiàn)接在P1.4上的LED閃爍發(fā)光現(xiàn)象。

若再將程序改寫(xiě)為：

MAIN：MOV P1，#0FFH

LCALL DELAY

MOV P1，#00H

LCALL DELAY

LJMP MAIN

DELAY：MOV R7，#250

D1：MOV R6，#250

D2：DJNZ R6，D2

DJNZ R7，D1

RET

END

重新編譯連接再運(yùn)行后，仿真板即出現(xiàn)流水燈被全部點(diǎn)亮的現(xiàn)象。如果的確存在這樣的硬件，那么只要把正確的程序燒錄到芯片中，然后利用實(shí)驗(yàn)電路板進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行，就是這么一個(gè)效果，也就是說(shuō)這個(gè)界面可以替代實(shí)際的、真實(shí)的硬件，該仿真板上的其他部分也具有這樣的功能。

三、利用實(shí)驗(yàn)仿真板進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)的利與弊

利用該軟件進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)不但有利于課堂教學(xué)演示，而且便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)。其特點(diǎn)為：（1）其一是價(jià)格便宜，由于是純軟件，只要網(wǎng)上下載一個(gè)自行安裝就可以了，這樣就解決了學(xué)生受經(jīng)濟(jì)條件約束的問(wèn)題；（2）方便簡(jiǎn)單，只要一臺(tái)可以運(yùn)行Win 95以上操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)即可，如果學(xué)生有條件自備計(jì)算機(jī)的，也可以在家中使用；（3）速度很快，程序容易修改，編譯后馬上就可以看到最終的效果，不需要撥片、燒片、插片這么麻煩，提高了課堂效率；（4）操作容易，由于僅僅只有一個(gè)軟件，不需要任何的硬件連線，所以課堂演示非常容易；（5）效果理想，可以用于多媒體教室上課，投影在大屏幕上，比真實(shí)的實(shí)驗(yàn)板要大很多，一目了然。

當(dāng)然該軟件并不能完完全全替代硬件實(shí)驗(yàn)。首先，在這些實(shí)驗(yàn)仿真板中，仿真所涉及的硬件電路是有限的，如果遇到實(shí)驗(yàn)仿真板中沒(méi)有的硬件電路，那也只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的了。其次，很多實(shí)驗(yàn)是必須學(xué)生親手做的，不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真板來(lái)完成，而且培養(yǎng)一個(gè)學(xué)生的動(dòng)手操作能力是職業(yè)類學(xué)校的當(dāng)務(wù)之急，而只在計(jì)算機(jī)上是練不出來(lái)的，不過(guò)可以借助于對(duì)該軟件的合理使用，使教學(xué)達(dá)到一定的效果，而且可以更合理地利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。還有一個(gè)問(wèn)題就是在網(wǎng)上下載的這個(gè)軟件所支持的程序最大代碼量不能超過(guò)2K，但是這對(duì)教學(xué)來(lái)說(shuō)是完全夠用了。

以上是本人在單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中遇到的困難和一些體會(huì)，跟大家分享。單片機(jī)是一門(mén)電子專業(yè)的專業(yè)課程，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)也是一門(mén)較難、較為抽象的課程。在教學(xué)過(guò)程中仿真實(shí)驗(yàn)板的引入使這門(mén)課程更加生動(dòng)，更加具有實(shí)踐性，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)和和積極性。同時(shí)也給學(xué)生提供了一個(gè)自學(xué)本門(mén)課程的途徑，使學(xué)生可以自我復(fù)習(xí)，自我完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]周堅(jiān).單品機(jī)項(xiàng)目教程[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2]張有德.單品微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)[M].復(fù)旦大學(xué)出版社，2003.