AVR單片機課程教學改革探討

王愛華

摘?要：本文分析了目前AVR單片機課程教學的現狀，對AVR單片機課程教學改革進行了探討，提出了在AVR單片機教學中使用Proteus和AVR studio仿真軟件的教學方法，激發學生的學習興趣，提高學生的設計能力和創新能力。

關鍵詞：AVR單片機;仿真;教學;改革

AVR單片機已經廣泛應用于軍事、工業、通訊、儀表、宇航、家電等各個領域，有的高校已經開設了AVR單片機課程。如何培養學生學習AVR單片機的興趣，提高學生的實踐動手能力，探討AVR單片機實踐教學方法的改革很有必要。

1 AVR單片機課程教學的現狀

教材不適應教學需求，教材里匯編語言內容多，匯編語言枯燥難理解。教學方法單一，考核評價標準不合理。教師“一廂情愿”，學生被動接受。實驗時間短，學生沒有自己設計實驗內容的時間。

2 AVR單片機課程教學的改革方法

2.1 AVR單片機教學內容的改革

AVR單片機一般作為選修課，我們選用AVR系列中的Atmegal6型單片機，講解的內容有AVR Studio6集成開發環境的使用方法、單片機的基本結構、通用I/O接口、中斷系統、定時/計數器、模數轉換器ADC等內容，講解了與Atmegal6單片機原理匹配的實例程序，實例程序用C語言編寫。

2.2 AVR單片機教學方法的改革

教師要引導學生課前預習，教師課堂提問檢查預習情況，教師課前制作集聲音、動畫、圖片及視頻等多媒體于一體的演示文稿，教師在講課開始演示和這節理論課知識相關的仿真實驗，學生看到、聽到這些仿真現象后充滿好奇，然后帶著好奇心再聽課。在課上教師提出問題后，組織課堂討論，以激發學生主動學習，提高學生表達能力，最后教師總結引導。使用對比法教學，例如單片機控制交通燈的程序，教師寫出二個C語言程序，一個用IAP15W4K58S4單片機控制，另一個用Atmegal6單片機控制，對比二個程序中的不同點，使得學生溫故而知新。鼓勵學生參與各類競賽，培養學生的團隊精神和競爭意識。還可以利用微信、QQ以及翻轉課堂教學法等，加強師生互動，培養學生解決問題的能力。

2.3 AVR單片機實驗教學的改革

選擇Proteus 和AVR studio 6軟件組建了AVR單片機虛擬實驗系統，Proteus設計不受時間、地點、設備的限制，布置課后作業讓學生在自己的電腦上做仿真。在實驗室做實驗的時間就可以縮短。上課教師和實驗室教師一起參與帶實驗，鼓勵能力強的學生修改設計內容，并調試出結果。仿真實驗內容豐富，有I/O口、外部中斷、定時器/計數器、A/D轉換等相關實驗。學生在完成這些仿真實驗，看到流水燈、數碼管顯示的數據，聽到報警聲、門鈴聲、歌曲等的時候，充滿自信心，提高了學生的實踐動手能力。開放實驗室，學生可以在課外自由上機。

2.4 AVR單片機虛擬實驗系統的構建

2.4.1 仿真方法

雙擊桌面上AVR Studio 6圖標，新建工程文件，選擇工程文件存放的位置，選擇Atmegal6單片機，為當前工程添加新的C語言文件，輸入C語言程序，編譯文件，生成.hex文件，打開Proteus軟件，畫出電路原理圖，把.hex文件加載到Atmegal6中，按下啟動仿真，觀看仿真現象。

2.4.2 應用實例

用單片機Atmega16實現100000s以內的計時程序的實例，用ATmega16單片機的PC口連接各數碼管的段選引腳，PB口接數碼管的位選引腳，實驗原理圖如下圖所示。在6只數碼管上完成00000.0～99999.9秒計時。按鍵具有開始、停止、清零功能，仿真結果如下圖所示。部分程序如下：

int main（）

{?DDRB=0xFF;PORTB=0xFF;

DDRC=0xFF;PORTC=0xFF;

DDRD=0x00;PORTD=0xFF;

MCUCR=0x08;GICR=0x80;

TCNT1=65536-F_CPU/8*0.1;

TIMSK=_BV（TOIE1）;sei（）;

while（1）Show_DSY（）;}

ISR（INT1_vect）?//INT1中斷

{INT8U i;

static INT8U KeyOP=0;

if（++KeyOP==3）KeyOP=0;

switch（KeyOP）

{case?0：?TCCR1B=0x00;

for（j=0;j<6;j++）Dig_Buf[j]=0;

break;

case?1：TCCR1B=0x02;break;

case?2：TCCR1B=0x00;

break;}}

100000s以內的計時程序圖

3 結語

通過更新上課內容、實驗內容以及教學方法，采用基于Proteus和AVR studio 6軟件的教學模式，激發學生的學習積極性和主動性，提高了學生的實踐動手能力和創新能力。

參考文獻：

[1]周潤景，蔡雨恬.PROTEUS入門實用教程[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]馬潮.AVR單片機嵌入式系統原理與應用實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011.