青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 李 波

改變以往的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的問題，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)改革對加強(qiáng)學(xué)生對單片機(jī)原理與應(yīng)用這門課的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣具有良好的效果。

1.單片機(jī)課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

目前，我國高校的單片機(jī)課程大多都是以MCS51系列單片機(jī)為主進(jìn)行講解。對于很多高校來說，教師在上課時(shí)都以單片機(jī)結(jié)構(gòu)為主線，從單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)到軟件編程，再到中斷的概念及應(yīng)用，涉及硬件綜合性分析的很少。很多學(xué)?，F(xiàn)有的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備也僅僅停留在幫助學(xué)生理解MCS51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，掌握單片機(jī)簡單的外部擴(kuò)展電路、理解中斷以及定時(shí)器功能及其使用方法，因此，學(xué)生最后只會(huì)利用單片機(jī)作簡單的邏輯控制實(shí)驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容和解決的關(guān)鍵問題

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三個(gè)部分：第一部分為系統(tǒng)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求畫出原理圖，自行選擇器件，并用protues軟件進(jìn)行電路圖的仿真。第二部分為軟件的設(shè)計(jì)，利用keil軟件進(jìn)行程序的編寫并仿真。第三部分利用protel軟件繪制pcb板，并進(jìn)行焊接。

通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革，使學(xué)生不依賴實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，而是要自行分析實(shí)驗(yàn)要求和目的，獨(dú)立思考，自行查閱資料，完成硬件電路的設(shè)計(jì)和源程序的編寫。在調(diào)試過程中，學(xué)生獨(dú)立分析解決出現(xiàn)的問題，加深了對單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)流程的認(rèn)識，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，發(fā)揮了創(chuàng)新精神。

實(shí)驗(yàn)過程中擬解決的關(guān)鍵問題：

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，學(xué)生通過思考提出設(shè)計(jì)方案。

（2）繪制實(shí)現(xiàn)要求的硬件電路，并進(jìn)行仿真。

（3）編制好源程序代碼。

（4）繪制pcb圖，刻板并進(jìn)行焊接。

3.實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施方案和實(shí)施過程

（1）更新實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

選用單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊，結(jié)合外圍擴(kuò)展模塊，實(shí)現(xiàn)8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，重新編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。該書系統(tǒng)地介紹了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅约坝布娐泛蛙浖幊?，由淺入深地編排了涉及單片機(jī)教學(xué)的幾乎所有環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)。

（2）因材施教

學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的接受能力及動(dòng)手能力都存在差異，所以根據(jù)不同層次的學(xué)生，設(shè)計(jì)出難易程度不同的實(shí)驗(yàn)要求，這樣既不打擊一般能力學(xué)生的積極性。也激勵(lì)了有較強(qiáng)能力學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，做到因材施教、實(shí)效顯著。

具體實(shí)施過程：

結(jié)合單片機(jī)實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)安排分為以下幾個(gè)階段：

第一階段（4學(xué)時(shí)）：實(shí)驗(yàn)興趣的培養(yǎng)。選擇一到兩個(gè)趣味性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，提供程序清單，讓學(xué)生完成程序的編輯、硬件的連接、程序的加載運(yùn)行等整個(gè)過程。以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并對單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用有一個(gè)完整的認(rèn)識。

第二階段（6學(xué)時(shí)）：單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。本階段的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉和掌握單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用。因此，可安排為：（1）并行口實(shí)驗(yàn)；（2）中斷和定時(shí)器實(shí)驗(yàn)；（3）串行口實(shí)驗(yàn)。

第三階段（16學(xué)時(shí)）：自行設(shè)計(jì)單片機(jī)控制電路，繪制原理圖并進(jìn)行仿真，編制程序并進(jìn)行調(diào)試，最后焊接電路。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)安排：（1）數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)；（2）可編程接口實(shí)驗(yàn)；（3）模/數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)等。進(jìn)一步熟悉掌握單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的開發(fā)流程。

4.結(jié)束語

通過單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，使得電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生包括春季高考和專升本同學(xué)取得了良好的教學(xué)效果。增強(qiáng)了學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力，一些能力較強(qiáng)的學(xué)生初步具備了簡單的電子產(chǎn)品的研發(fā)能力，并在全國大學(xué)生智能車競賽中取得了優(yōu)異的成績。大部分學(xué)生也具備了單片機(jī)的一般的設(shè)計(jì)能力。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革是一項(xiàng)長期而艱巨的工作．必須立足單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)其他院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)必須結(jié)合學(xué)院的自身?xiàng)l件，才能建立起一套完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，只有這樣才能培養(yǎng)出單片機(jī)應(yīng)用方面專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的應(yīng)用創(chuàng)新型人才。