鄧鵬

摘要：針對目前大學(xué)電類專業(yè)單片機(jī)課程教學(xué)中學(xué)生動手機(jī)會少、實(shí)踐能力弱等問題，分析了單片機(jī)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生問題的原因，提出了在教學(xué)過程中引入項目式教學(xué)的方法，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為宗旨，突出基礎(chǔ)知識的掌握和實(shí)踐技能的訓(xùn)練；注重實(shí)驗(yàn)室與工程開發(fā)的統(tǒng)一，通過一系列項目設(shè)計，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識及單片機(jī)軟硬件設(shè)計技術(shù)，最終達(dá)到使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，為后續(xù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 Proteus

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0197-02

1 引言

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為宗旨，突出基礎(chǔ)知識的掌握和實(shí)踐技能的訓(xùn)練，注重實(shí)驗(yàn)室與工程開發(fā)的統(tǒng)一，通過項目式教學(xué)，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識及單片機(jī)軟硬件設(shè)計技術(shù)，最終達(dá)到使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，為后續(xù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2 單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容和方法的現(xiàn)狀分析

目前在單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要存在以下幾方面問題。

2.1 傳統(tǒng)教材內(nèi)容編排存在的問題

傳統(tǒng)的單片機(jī)教材的內(nèi)容一般包括計算機(jī)基礎(chǔ)知識、硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、中斷與定時系統(tǒng)、存儲器擴(kuò)展、I/O口擴(kuò)展、A/D、D/A、應(yīng)用實(shí)例等。教材在這些內(nèi)容的安排中是獨(dú)立的。這樣的編排方式在中職的實(shí)際教學(xué)過程中會讓學(xué)生在感到枯燥無味而沒有學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)的效果也很差[1][2]。如，單獨(dú)學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令系統(tǒng)、學(xué)習(xí)每一條指令很無味、學(xué)習(xí)單片機(jī)的尋址方式不易理解。

2.2 傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問題

由于傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)和元器件是固定的，可開設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量有限，學(xué)生只能依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的項目做一些驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，而且學(xué)生每次做實(shí)驗(yàn)只用到實(shí)驗(yàn)箱上很少的硬件資源，其他的輔助電路和擴(kuò)展等電路已經(jīng)分配好，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時只需連接幾根導(dǎo)線，然后輸入相應(yīng)程序，下載到單片機(jī)后觀看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，可開設(shè)的綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)項目數(shù)量有限，限制了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力的提高[3]。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新快，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本高，由于存在著場地和時間限制等問題，學(xué)生除了上實(shí)驗(yàn)課外平時很難有在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，因此，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱不能很好地提高學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

3 單片機(jī)項目式教學(xué)改革

在單片機(jī)教學(xué)中，我們以完成具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價值的作品為項目進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生通過本課程完成項目加深對所學(xué)理論知識與操作技能的理解和掌握；通單片機(jī)綜合應(yīng)用項目的開發(fā)過程實(shí)施，讓學(xué)生真正體會到單片機(jī)在實(shí)際工程項目中的具體應(yīng)用方法。學(xué)生在具有一定的理論知識和實(shí)踐技能基礎(chǔ)上，通過完成涉及單片機(jī)多種資源綜合應(yīng)用的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計與編程，理論與實(shí)際進(jìn)一步有機(jī)結(jié)合，對電子電路、電子元器件、印制電路板等方面的知識進(jìn)一步加深認(rèn)識，同時在軟件編程、排錯、仿真及硬件焊接、組裝、調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨(dú)立或協(xié)助工程師進(jìn)行某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)[5][6]。

在教學(xué)過程中，教師學(xué)選擇適用于的教學(xué)，且具有一定的難度和應(yīng)用價值的項目；并能將某一教學(xué)課題的理論知識和實(shí)際技能結(jié)合起來；學(xué)生有獨(dú)立制定計劃并實(shí)施的機(jī)會，在一定時間范圍內(nèi)可以自行組織、安排自己的學(xué)習(xí)，運(yùn)用新學(xué)習(xí)的知識、技能，解決過去從未遇到過的實(shí)際問題；學(xué)習(xí)結(jié)束時，有明確而具體的成果展示，師生共同評價項目工作成果。

通過項目式教學(xué)，最終達(dá)到“教、學(xué)、做”一體化。教師主要講解完成每個任務(wù)的相關(guān)知識，學(xué)生在掌據(jù)了相關(guān)知識后學(xué)習(xí)本任務(wù)設(shè)計的技巧，并在教師的指導(dǎo)下完成本任務(wù)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計工作。在完成任務(wù)的過程中建議采取分組教學(xué)、學(xué)生討論、教師指導(dǎo)的方式進(jìn)行。學(xué)生在項目實(shí)踐過程中，理解和掌握課程要求的知識和技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想和方法。

3.1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在新教材編寫的過程中，這些內(nèi)容的編寫可以采用項目教學(xué)法把這些內(nèi)容有機(jī)融合在一起，通過項目教學(xué)，使單片機(jī)的軟硬件結(jié)合起來，學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令、程序設(shè)計等。

3.2 仿真軟件的使用

Proteus仿真軟件和keil編譯軟件是目前流行的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)工具軟件，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入這兩個軟件，對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有很大的幫助作用[7]。Proteus可完成系統(tǒng)硬件設(shè)計、仿真，Keil可完成單片機(jī)軟件設(shè)計、調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中把匯編語言和C語言結(jié)合講解，可以使學(xué)生掌握先進(jìn)的設(shè)計方法和開發(fā)工具。

學(xué)生在做單片機(jī)實(shí)驗(yàn)時，首先利用Proteus繪制硬件電路圖；然后利用Keil編寫程序，將編譯后生成的十六進(jìn)制文件加載到用Proteus繪制的硬件原理圖的單片機(jī)中，進(jìn)行Proteus與Keil聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)仿真成功后，在實(shí)驗(yàn)箱上接線，可起到事半功倍的效果。

3.3 項目式教學(xué)法實(shí)例

下面以DAC0832芯片為例，介紹Proteus仿真軟件在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。DAC0832芯片是 CMOS工藝制成的8位雙緩沖型D/A轉(zhuǎn)換器?？梢詫?位的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，通過編程可以輸出方波、鋸齒波等。在教學(xué)過程中，首先在Proteus的原理圖編輯窗口中搭建仿真電路，如圖1所示。

該電路中采用了51單片機(jī)、DAC0832示波器、運(yùn)算放大器等，輸出為雙極性電壓。然后講解電路的工作原理。重點(diǎn)是譯碼電路及DAC0832芯片的功能和應(yīng)用。接下來分析輸出模擬三角波的算法，編寫相應(yīng)的匯編語言程序。

上段程序中，把“INC A”改成“DEC A”，輸出波形為正向鋸齒波。課后可以布置相關(guān)的作業(yè)，例如要求學(xué)生更改部分電路和程序。輸出0V～+5V的波形，或者實(shí)現(xiàn)波形的切換等。通過課堂分析講解和課后作業(yè)。學(xué)生對DAC0832性能及編程更加理解，而且印象深刻。

4 結(jié)語

通過在單片機(jī)教學(xué)中引入項目式的教學(xué)方法，并對實(shí)驗(yàn)考核方式進(jìn)行了改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程應(yīng)用能力。這對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有積極的促進(jìn)作用，隨著學(xué)生創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力日益受到重視，單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也在不斷更新。教師應(yīng)采用靈活的教學(xué)手段，把理論和實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，在實(shí)踐中消化理論，提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]黃偉軍，肖金球，張兄武，楊利娟.單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革的研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報.2010，32（06）：29-30.

[2]袁鋒偉，趙立宏，朱慧玲，張瑩.基于Proteus的單片機(jī)課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007（12）：75-78.

[3]陳龍，張亞君.Proteus仿真軟件在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009（08）：73-75.

[4]蘇變玲，朱志平，袁衛(wèi).基于Proteus的單片機(jī)仿真教學(xué)的研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2009（04）：75-78.

[5]唐煒.基于“項目驅(qū)動”的單片機(jī)類課程實(shí)踐教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2010（05）：130-132.

[6]周向紅，李建軍.單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的探討與研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007（07）：120-122.

[7]田建偉，胡德安，陳益平，等.一種單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009（14）：176-179.endprint

摘要：針對目前大學(xué)電類專業(yè)單片機(jī)課程教學(xué)中學(xué)生動手機(jī)會少、實(shí)踐能力弱等問題，分析了單片機(jī)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生問題的原因，提出了在教學(xué)過程中引入項目式教學(xué)的方法，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為宗旨，突出基礎(chǔ)知識的掌握和實(shí)踐技能的訓(xùn)練；注重實(shí)驗(yàn)室與工程開發(fā)的統(tǒng)一，通過一系列項目設(shè)計，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識及單片機(jī)軟硬件設(shè)計技術(shù)，最終達(dá)到使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，為后續(xù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 Proteus

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0197-02

1 引言

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為宗旨，突出基礎(chǔ)知識的掌握和實(shí)踐技能的訓(xùn)練，注重實(shí)驗(yàn)室與工程開發(fā)的統(tǒng)一，通過項目式教學(xué)，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識及單片機(jī)軟硬件設(shè)計技術(shù)，最終達(dá)到使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，為后續(xù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2 單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容和方法的現(xiàn)狀分析

目前在單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要存在以下幾方面問題。

2.1 傳統(tǒng)教材內(nèi)容編排存在的問題

傳統(tǒng)的單片機(jī)教材的內(nèi)容一般包括計算機(jī)基礎(chǔ)知識、硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、中斷與定時系統(tǒng)、存儲器擴(kuò)展、I/O口擴(kuò)展、A/D、D/A、應(yīng)用實(shí)例等。教材在這些內(nèi)容的安排中是獨(dú)立的。這樣的編排方式在中職的實(shí)際教學(xué)過程中會讓學(xué)生在感到枯燥無味而沒有學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)的效果也很差[1][2]。如，單獨(dú)學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令系統(tǒng)、學(xué)習(xí)每一條指令很無味、學(xué)習(xí)單片機(jī)的尋址方式不易理解。

2.2 傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問題

由于傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)和元器件是固定的，可開設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量有限，學(xué)生只能依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的項目做一些驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，而且學(xué)生每次做實(shí)驗(yàn)只用到實(shí)驗(yàn)箱上很少的硬件資源，其他的輔助電路和擴(kuò)展等電路已經(jīng)分配好，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時只需連接幾根導(dǎo)線，然后輸入相應(yīng)程序，下載到單片機(jī)后觀看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，可開設(shè)的綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)項目數(shù)量有限，限制了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力的提高[3]。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新快，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本高，由于存在著場地和時間限制等問題，學(xué)生除了上實(shí)驗(yàn)課外平時很難有在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，因此，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱不能很好地提高學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

3 單片機(jī)項目式教學(xué)改革

在單片機(jī)教學(xué)中，我們以完成具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價值的作品為項目進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生通過本課程完成項目加深對所學(xué)理論知識與操作技能的理解和掌握；通單片機(jī)綜合應(yīng)用項目的開發(fā)過程實(shí)施，讓學(xué)生真正體會到單片機(jī)在實(shí)際工程項目中的具體應(yīng)用方法。學(xué)生在具有一定的理論知識和實(shí)踐技能基礎(chǔ)上，通過完成涉及單片機(jī)多種資源綜合應(yīng)用的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計與編程，理論與實(shí)際進(jìn)一步有機(jī)結(jié)合，對電子電路、電子元器件、印制電路板等方面的知識進(jìn)一步加深認(rèn)識，同時在軟件編程、排錯、仿真及硬件焊接、組裝、調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨(dú)立或協(xié)助工程師進(jìn)行某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)[5][6]。

在教學(xué)過程中，教師學(xué)選擇適用于的教學(xué)，且具有一定的難度和應(yīng)用價值的項目；并能將某一教學(xué)課題的理論知識和實(shí)際技能結(jié)合起來；學(xué)生有獨(dú)立制定計劃并實(shí)施的機(jī)會，在一定時間范圍內(nèi)可以自行組織、安排自己的學(xué)習(xí)，運(yùn)用新學(xué)習(xí)的知識、技能，解決過去從未遇到過的實(shí)際問題；學(xué)習(xí)結(jié)束時，有明確而具體的成果展示，師生共同評價項目工作成果。

通過項目式教學(xué)，最終達(dá)到“教、學(xué)、做”一體化。教師主要講解完成每個任務(wù)的相關(guān)知識，學(xué)生在掌據(jù)了相關(guān)知識后學(xué)習(xí)本任務(wù)設(shè)計的技巧，并在教師的指導(dǎo)下完成本任務(wù)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計工作。在完成任務(wù)的過程中建議采取分組教學(xué)、學(xué)生討論、教師指導(dǎo)的方式進(jìn)行。學(xué)生在項目實(shí)踐過程中，理解和掌握課程要求的知識和技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想和方法。

3.1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在新教材編寫的過程中，這些內(nèi)容的編寫可以采用項目教學(xué)法把這些內(nèi)容有機(jī)融合在一起，通過項目教學(xué)，使單片機(jī)的軟硬件結(jié)合起來，學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令、程序設(shè)計等。

3.2 仿真軟件的使用

Proteus仿真軟件和keil編譯軟件是目前流行的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)工具軟件，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入這兩個軟件，對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有很大的幫助作用[7]。Proteus可完成系統(tǒng)硬件設(shè)計、仿真，Keil可完成單片機(jī)軟件設(shè)計、調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中把匯編語言和C語言結(jié)合講解，可以使學(xué)生掌握先進(jìn)的設(shè)計方法和開發(fā)工具。

學(xué)生在做單片機(jī)實(shí)驗(yàn)時，首先利用Proteus繪制硬件電路圖；然后利用Keil編寫程序，將編譯后生成的十六進(jìn)制文件加載到用Proteus繪制的硬件原理圖的單片機(jī)中，進(jìn)行Proteus與Keil聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)仿真成功后，在實(shí)驗(yàn)箱上接線，可起到事半功倍的效果。

3.3 項目式教學(xué)法實(shí)例

下面以DAC0832芯片為例，介紹Proteus仿真軟件在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。DAC0832芯片是 CMOS工藝制成的8位雙緩沖型D/A轉(zhuǎn)換器。可以將8位的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，通過編程可以輸出方波、鋸齒波等。在教學(xué)過程中，首先在Proteus的原理圖編輯窗口中搭建仿真電路，如圖1所示。

該電路中采用了51單片機(jī)、DAC0832示波器、運(yùn)算放大器等，輸出為雙極性電壓。然后講解電路的工作原理。重點(diǎn)是譯碼電路及DAC0832芯片的功能和應(yīng)用。接下來分析輸出模擬三角波的算法，編寫相應(yīng)的匯編語言程序。

上段程序中，把“INC A”改成“DEC A”，輸出波形為正向鋸齒波。課后可以布置相關(guān)的作業(yè)，例如要求學(xué)生更改部分電路和程序。輸出0V～+5V的波形，或者實(shí)現(xiàn)波形的切換等。通過課堂分析講解和課后作業(yè)。學(xué)生對DAC0832性能及編程更加理解，而且印象深刻。

4 結(jié)語

通過在單片機(jī)教學(xué)中引入項目式的教學(xué)方法，并對實(shí)驗(yàn)考核方式進(jìn)行了改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程應(yīng)用能力。這對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有積極的促進(jìn)作用，隨著學(xué)生創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力日益受到重視，單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也在不斷更新。教師應(yīng)采用靈活的教學(xué)手段，把理論和實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，在實(shí)踐中消化理論，提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]黃偉軍，肖金球，張兄武，楊利娟.單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革的研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報.2010，32（06）：29-30.

[2]袁鋒偉，趙立宏，朱慧玲，張瑩.基于Proteus的單片機(jī)課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007（12）：75-78.

[3]陳龍，張亞君.Proteus仿真軟件在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009（08）：73-75.

[4]蘇變玲，朱志平，袁衛(wèi).基于Proteus的單片機(jī)仿真教學(xué)的研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2009（04）：75-78.

[5]唐煒.基于“項目驅(qū)動”的單片機(jī)類課程實(shí)踐教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2010（05）：130-132.

[6]周向紅，李建軍.單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的探討與研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007（07）：120-122.

[7]田建偉，胡德安，陳益平，等.一種單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009（14）：176-179.endprint

摘要：針對目前大學(xué)電類專業(yè)單片機(jī)課程教學(xué)中學(xué)生動手機(jī)會少、實(shí)踐能力弱等問題，分析了單片機(jī)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生問題的原因，提出了在教學(xué)過程中引入項目式教學(xué)的方法，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為宗旨，突出基礎(chǔ)知識的掌握和實(shí)踐技能的訓(xùn)練；注重實(shí)驗(yàn)室與工程開發(fā)的統(tǒng)一，通過一系列項目設(shè)計，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識及單片機(jī)軟硬件設(shè)計技術(shù)，最終達(dá)到使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，為后續(xù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革 Proteus

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0197-02

1 引言

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為宗旨，突出基礎(chǔ)知識的掌握和實(shí)踐技能的訓(xùn)練，注重實(shí)驗(yàn)室與工程開發(fā)的統(tǒng)一，通過項目式教學(xué)，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識及單片機(jī)軟硬件設(shè)計技術(shù)，最終達(dá)到使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本能力，為后續(xù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2 單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容和方法的現(xiàn)狀分析

目前在單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要存在以下幾方面問題。

2.1 傳統(tǒng)教材內(nèi)容編排存在的問題

傳統(tǒng)的單片機(jī)教材的內(nèi)容一般包括計算機(jī)基礎(chǔ)知識、硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、中斷與定時系統(tǒng)、存儲器擴(kuò)展、I/O口擴(kuò)展、A/D、D/A、應(yīng)用實(shí)例等。教材在這些內(nèi)容的安排中是獨(dú)立的。這樣的編排方式在中職的實(shí)際教學(xué)過程中會讓學(xué)生在感到枯燥無味而沒有學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)的效果也很差[1][2]。如，單獨(dú)學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令系統(tǒng)、學(xué)習(xí)每一條指令很無味、學(xué)習(xí)單片機(jī)的尋址方式不易理解。

2.2 傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的問題

由于傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)和元器件是固定的，可開設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量有限，學(xué)生只能依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的項目做一些驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，而且學(xué)生每次做實(shí)驗(yàn)只用到實(shí)驗(yàn)箱上很少的硬件資源，其他的輔助電路和擴(kuò)展等電路已經(jīng)分配好，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時只需連接幾根導(dǎo)線，然后輸入相應(yīng)程序，下載到單片機(jī)后觀看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，可開設(shè)的綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)項目數(shù)量有限，限制了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力的提高[3]。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新快，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本高，由于存在著場地和時間限制等問題，學(xué)生除了上實(shí)驗(yàn)課外平時很難有在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，因此，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱不能很好地提高學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

3 單片機(jī)項目式教學(xué)改革

在單片機(jī)教學(xué)中，我們以完成具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價值的作品為項目進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生通過本課程完成項目加深對所學(xué)理論知識與操作技能的理解和掌握；通單片機(jī)綜合應(yīng)用項目的開發(fā)過程實(shí)施，讓學(xué)生真正體會到單片機(jī)在實(shí)際工程項目中的具體應(yīng)用方法。學(xué)生在具有一定的理論知識和實(shí)踐技能基礎(chǔ)上，通過完成涉及單片機(jī)多種資源綜合應(yīng)用的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計與編程，理論與實(shí)際進(jìn)一步有機(jī)結(jié)合，對電子電路、電子元器件、印制電路板等方面的知識進(jìn)一步加深認(rèn)識，同時在軟件編程、排錯、仿真及硬件焊接、組裝、調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨(dú)立或協(xié)助工程師進(jìn)行某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)[5][6]。

在教學(xué)過程中，教師學(xué)選擇適用于的教學(xué)，且具有一定的難度和應(yīng)用價值的項目；并能將某一教學(xué)課題的理論知識和實(shí)際技能結(jié)合起來；學(xué)生有獨(dú)立制定計劃并實(shí)施的機(jī)會，在一定時間范圍內(nèi)可以自行組織、安排自己的學(xué)習(xí)，運(yùn)用新學(xué)習(xí)的知識、技能，解決過去從未遇到過的實(shí)際問題；學(xué)習(xí)結(jié)束時，有明確而具體的成果展示，師生共同評價項目工作成果。

通過項目式教學(xué)，最終達(dá)到“教、學(xué)、做”一體化。教師主要講解完成每個任務(wù)的相關(guān)知識，學(xué)生在掌據(jù)了相關(guān)知識后學(xué)習(xí)本任務(wù)設(shè)計的技巧，并在教師的指導(dǎo)下完成本任務(wù)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計工作。在完成任務(wù)的過程中建議采取分組教學(xué)、學(xué)生討論、教師指導(dǎo)的方式進(jìn)行。學(xué)生在項目實(shí)踐過程中，理解和掌握課程要求的知識和技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想和方法。

3.1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

在新教材編寫的過程中，這些內(nèi)容的編寫可以采用項目教學(xué)法把這些內(nèi)容有機(jī)融合在一起，通過項目教學(xué)，使單片機(jī)的軟硬件結(jié)合起來，學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令、程序設(shè)計等。

3.2 仿真軟件的使用

Proteus仿真軟件和keil編譯軟件是目前流行的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)工具軟件，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入這兩個軟件，對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有很大的幫助作用[7]。Proteus可完成系統(tǒng)硬件設(shè)計、仿真，Keil可完成單片機(jī)軟件設(shè)計、調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中把匯編語言和C語言結(jié)合講解，可以使學(xué)生掌握先進(jìn)的設(shè)計方法和開發(fā)工具。

學(xué)生在做單片機(jī)實(shí)驗(yàn)時，首先利用Proteus繪制硬件電路圖；然后利用Keil編寫程序，將編譯后生成的十六進(jìn)制文件加載到用Proteus繪制的硬件原理圖的單片機(jī)中，進(jìn)行Proteus與Keil聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)仿真成功后，在實(shí)驗(yàn)箱上接線，可起到事半功倍的效果。

3.3 項目式教學(xué)法實(shí)例

下面以DAC0832芯片為例，介紹Proteus仿真軟件在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。DAC0832芯片是 CMOS工藝制成的8位雙緩沖型D/A轉(zhuǎn)換器?？梢詫?位的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，通過編程可以輸出方波、鋸齒波等。在教學(xué)過程中，首先在Proteus的原理圖編輯窗口中搭建仿真電路，如圖1所示。

該電路中采用了51單片機(jī)、DAC0832示波器、運(yùn)算放大器等，輸出為雙極性電壓。然后講解電路的工作原理。重點(diǎn)是譯碼電路及DAC0832芯片的功能和應(yīng)用。接下來分析輸出模擬三角波的算法，編寫相應(yīng)的匯編語言程序。

上段程序中，把“INC A”改成“DEC A”，輸出波形為正向鋸齒波。課后可以布置相關(guān)的作業(yè)，例如要求學(xué)生更改部分電路和程序。輸出0V～+5V的波形，或者實(shí)現(xiàn)波形的切換等。通過課堂分析講解和課后作業(yè)。學(xué)生對DAC0832性能及編程更加理解，而且印象深刻。

4 結(jié)語

通過在單片機(jī)教學(xué)中引入項目式的教學(xué)方法，并對實(shí)驗(yàn)考核方式進(jìn)行了改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程應(yīng)用能力。這對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有積極的促進(jìn)作用，隨著學(xué)生創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力日益受到重視，單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法也在不斷更新。教師應(yīng)采用靈活的教學(xué)手段，把理論和實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，在實(shí)踐中消化理論，提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]黃偉軍，肖金球，張兄武，楊利娟.單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革的研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報.2010，32（06）：29-30.

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