【摘要】本文分析微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的特性，提出正確選擇應(yīng)用系統(tǒng)等六種教學(xué)調(diào)整策略。

【關(guān)鍵詞】微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程 教學(xué)方法

微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是高等院校、高職高專(zhuān)院校中電子信息工程、自動(dòng)化控制等工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程，其實(shí)用性、應(yīng)用性比較強(qiáng)。目前，各院校里主要是學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程應(yīng)用到前期所學(xué)的多門(mén)課程的知識(shí)，其中應(yīng)用到的課程有模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理、傳感器原理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等?？梢?jiàn)，微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的綜合性是非常強(qiáng)的，它的教學(xué)效果直接影響到學(xué)生所學(xué)知識(shí)的鞏固和綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。同時(shí)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程也是創(chuàng)新制作、畢業(yè)設(shè)計(jì)等后續(xù)課程的教學(xué)成功與否的關(guān)鍵，因此對(duì)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)研究、探討是非常必要和非常急迫的。

一、正確選擇應(yīng)用系統(tǒng)。微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程是一門(mén)綜合性和實(shí)用性強(qiáng)的課程，這就決定了這門(mén)課程在學(xué)習(xí)過(guò)程中首先要選擇好應(yīng)用系統(tǒng)，因?yàn)樗菦Q定教學(xué)效果的一個(gè)關(guān)鍵因素。選擇系統(tǒng)時(shí)，既應(yīng)綜合考慮學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)能力。也應(yīng)考慮它的實(shí)用性和社會(huì)性。通過(guò)教學(xué)的總結(jié)及研究，可選擇如下的系統(tǒng)：

(一)常見(jiàn)系統(tǒng)。前級(jí)有聲音、光檢測(cè)電路及溫度、紅外線檢測(cè)電路，后級(jí)有揚(yáng)聲器、蜂鳴器、繼電器、步進(jìn)電機(jī)、語(yǔ)音芯片、顯示器等構(gòu)成的常見(jiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)習(xí)時(shí)可將前級(jí)電路與后級(jí)電路進(jìn)行組合構(gòu)成常用的多種的應(yīng)用系統(tǒng)。另外，對(duì)于電子信息工程技術(shù)、通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，可適當(dāng)?shù)脑黾泳哂袩o(wú)線收、發(fā)電路的系統(tǒng)，以增強(qiáng)信息的傳送應(yīng)用能力。

(二)面向新技術(shù)的系統(tǒng)。具有串行輸入的液晶顯示器、存儲(chǔ)器及一些常用的新的可編程芯片所構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等，以盡快地適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。

二、采用多種系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)于源程序的編寫(xiě)，目前有兩種語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言與C51語(yǔ)言。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于不同的系統(tǒng)，編程時(shí)可有選擇性地設(shè)計(jì)為不同的源程序。在教學(xué)的過(guò)程中，可以采取如下幾種方法進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的教學(xué)：

(一)利用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。匯編語(yǔ)言由于指令代碼短、運(yùn)算速度快，由它設(shè)計(jì)的程序能夠充分利用硬件系統(tǒng)的特性，直接對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的寄存器、存儲(chǔ)器和接口進(jìn)行操作，故匯編語(yǔ)言程序常用于寫(xiě)操作系統(tǒng)或其他的系統(tǒng)軟件，它廣泛地應(yīng)用在微機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)存儲(chǔ)器、外部設(shè)備的操作大部分都是通過(guò)對(duì)I／O口的操作完成的，這時(shí)用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序執(zhí)行速度就快，可以較快地完成對(duì)外設(shè)的控制。因此在利用匯編語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)，可以加強(qiáng)匯編語(yǔ)言程序的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的能力，這也是學(xué)習(xí)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的目的之一。而且通過(guò)匯編語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)。學(xué)生更容易鞏固單片機(jī)的工作原理，能更好地掌握三種結(jié)構(gòu)程序——順序程序、分支程序、循環(huán)程序的設(shè)計(jì)，提高硬、軟件知識(shí)的綜合學(xué)習(xí)和運(yùn)用能力。

(二)利用C51進(jìn)行編程。匯編語(yǔ)言能直接操作硬件，指令的執(zhí)行速度快。但其指令系統(tǒng)的固有格式受硬件結(jié)構(gòu)的限制很大，且難于編寫(xiě)與調(diào)試，可移植性也差。隨著單片機(jī)硬件性能的提高及應(yīng)用的廣泛，其對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力方面的弱點(diǎn)就愈發(fā)地凸現(xiàn)出來(lái)。因此在編寫(xiě)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時(shí)，要提高程序效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算、處理能力，就應(yīng)運(yùn)用C51進(jìn)行編程。C51就是針對(duì)MCS-51單片機(jī)的c語(yǔ)言，通過(guò)用C51編譯器完成C51程序的編輯、匯編、產(chǎn)生代碼，生成，HEX文件，使用C51編程可以通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)固有的庫(kù)函數(shù)完成數(shù)據(jù)的一些數(shù)學(xué)運(yùn)算。例如，開(kāi)平方根的運(yùn)算、指定數(shù)據(jù)的正切值、雙曲正切值的運(yùn)算等，這些數(shù)學(xué)運(yùn)算若用匯編完成是非常麻煩的。另外E51開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)易于維護(hù)，可靠性高，可移植性好，目前它在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

(三)用匯編語(yǔ)言、C51語(yǔ)言進(jìn)行混合編程。匯編程序的指令的執(zhí)行速度快，特別是在對(duì)I／O操作方面是C51程序所不能替代的；而C51語(yǔ)言程序?qū)?shù)據(jù)的運(yùn)算能力相對(duì)來(lái)說(shuō)又非常強(qiáng)，故用匯編語(yǔ)言及C51語(yǔ)言進(jìn)行混合編程是最優(yōu)化的組合編程方式。但這種方式對(duì)于在校生學(xué)習(xí)有一定的難度，故只能學(xué)習(xí)它的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)一些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，不能深入地學(xué)習(xí)。

(四)對(duì)同一系統(tǒng)用匯編語(yǔ)言、C51語(yǔ)言分別進(jìn)行編程。既然匯編語(yǔ)言及C51語(yǔ)言各有各的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)掌握這兩門(mén)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)是非常好的。因此在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課中可結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，用匯編語(yǔ)言、C51語(yǔ)言分別進(jìn)行編程，授課時(shí)進(jìn)行對(duì)比講解，這樣既能讓學(xué)生對(duì)前期學(xué)到的匯編語(yǔ)言、c語(yǔ)言進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用，又能適應(yīng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展需要，可為學(xué)生的發(fā)展打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

三、授課中應(yīng)用多元化的教學(xué)方法。微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程既要講授到系統(tǒng)的電路，又要講授到程序，這時(shí)電路部分又常用到一些學(xué)生未曾見(jiàn)到過(guò)的元件或集成塊芯片，也要對(duì)這些電路、芯片進(jìn)行較詳細(xì)地講解。在授課的過(guò)程中可用多媒體教學(xué)法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法、實(shí)物教學(xué)法等多種教學(xué)方法進(jìn)行交叉地講解，力圖實(shí)現(xiàn)多種方法的相互滲透與融合，使系統(tǒng)的講解生動(dòng)、明了、透徹，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的效果。

(一)多媒體教學(xué)法。在學(xué)習(xí)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、電路原理圖、主要元器件及Ic芯片的結(jié)構(gòu)及特性和引腳時(shí)，需要有圖形進(jìn)行講解，這時(shí)就可應(yīng)用多媒體教學(xué)法。多媒體就是指能夠同時(shí)獲取、處理、編輯、存儲(chǔ)和展示兩個(gè)以上不同類(lèi)型信息媒體的技術(shù)，這些信息媒體包括文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等。它是先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與視頻、音頻和通信等技術(shù)融為一體而形成的新技術(shù)或新產(chǎn)品。通過(guò)多媒體教學(xué)，可將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、電路圖、芯片等以圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)系統(tǒng)一目了然，有一個(gè)整體的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

(二)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法。為了讓學(xué)生對(duì)系統(tǒng)有一個(gè)更深刻、更形象的理解和記憶，就要讓學(xué)生能夠親自對(duì)電路中的主要芯片進(jìn)行功能測(cè)試，驗(yàn)證它們的性能，以便對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的理解。故在教學(xué)時(shí)，將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室(陳列有很多元器件的實(shí)驗(yàn)室)，在此現(xiàn)場(chǎng)中對(duì)系統(tǒng)中用到的芯片進(jìn)行測(cè)量，確定其性能及引腳，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣會(huì)非常高，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性會(huì)非常強(qiáng)。

(三)實(shí)物教學(xué)法。在用多媒體進(jìn)行講解的過(guò)程中，教師可用課前準(zhǔn)備好的芯片和測(cè)量?jī)x器(儀表)，對(duì)系統(tǒng)中用到的主要芯片、新的元器件(芯片)進(jìn)行測(cè)試，并判斷出各引腳，然后根據(jù)測(cè)試現(xiàn)象分析它的性能及分析它在系統(tǒng)中的作用。講解后可讓部分學(xué)生親自進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)這樣的演示及測(cè)試，學(xué)生的印象就會(huì)比較深刻，課堂氣氛活躍，教學(xué)效果顯著。

四、制作系統(tǒng)。通過(guò)講解系統(tǒng)的組成、工作原理、電路原理圖及程序的設(shè)計(jì)，訓(xùn)練了學(xué)生理解、分析的能力，增強(qiáng)了程序的設(shè)計(jì)能力，但這時(shí)還沒(méi)有達(dá)到最佳的教學(xué)效果。學(xué)生若經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、制板、調(diào)試，將會(huì)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)有更深的理解和體會(huì)，故在講解完一個(gè)系統(tǒng)后，可引導(dǎo)學(xué)生在參考原有的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，親自設(shè)計(jì)、制作一個(gè)功能相同或相似的系統(tǒng)，將教學(xué)效果提高到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新制作的能力的層次。

五、設(shè)置相關(guān)的后續(xù)課程。在學(xué)習(xí)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程后，可開(kāi)設(shè)一些鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作的有關(guān)課程，如創(chuàng)新制作、畢業(yè)設(shè)計(jì)等課程。學(xué)生通過(guò)這些課程的學(xué)習(xí)，就可完成一些較復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作，使學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用得到鞏固、加強(qiáng)和創(chuàng)新。

六、充分利用第二課堂。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加課外電子創(chuàng)新小組等科技活動(dòng)，積極參加學(xué)院及全國(guó)性的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，增加對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。

總之，科學(xué)技術(shù)在不斷地發(fā)展，微機(jī)控制技術(shù)也在不斷地發(fā)展中。面向發(fā)展，微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也需不斷地更新，以適合社會(huì)的需要，微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程也需要不斷地進(jìn)行探討和改革。

【作者簡(jiǎn)介】羅芬(1965- )，女，侗族，廣西人，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，碩士，研究方向：微機(jī)控制技術(shù)；趙新業(yè)(1977-)，男，壯族，廣西人，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：機(jī)電一體化。

(責(zé)編 黎 原)