朱念 謝智英
摘? ? 要:單片機已成為電子信息時代的重要開發(fā)工具,對于單片機技術(shù)的學習有些學生無章可循,僅局限于基礎(chǔ)項目的開發(fā),缺乏實際開發(fā)經(jīng)驗所必須的知識和技能,理論知識落后,無法實現(xiàn)與時俱進的項目開發(fā)。根據(jù)作者多年的單片機理論和實踐教學經(jīng)驗,結(jié)合目前單片機在行業(yè)中的應(yīng)用及開發(fā)情況,分析了單片機技術(shù)學習所需的系統(tǒng)知識體系,為教學和學習提供一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:單片機;電子信息技術(shù);知識體系;行業(yè)
前言
現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中,電子信息技術(shù)的應(yīng)用占據(jù)了重要地位,可以說沒有電子信息技術(shù)就不能成為現(xiàn)代化工業(yè)。而單片機因其特有的優(yōu)勢,在電子信息技術(shù)的發(fā)展上起到了舉足輕重的作用。單片機課程已成為控制類、電氣類等學科的專業(yè)基礎(chǔ)課程,但在學習該門課程的過程中,會遇到一些瓶頸,例如單片機技術(shù)知識延展學習,實際應(yīng)用中的編程語言學習及其他相關(guān)技術(shù)的學習難度大等問題。本文將根據(jù)現(xiàn)階段工業(yè)化電子信息技術(shù)中單片機的應(yīng)用,理清單片機及相關(guān)技術(shù)的知識點,希望本文能對單片機教學和學習起到一定的指導(dǎo)意義。
一、電子信息技術(shù)的現(xiàn)狀
智能生活的到來與電子信息技術(shù)的發(fā)展密不可分,電子信息技術(shù)已成為科技前沿領(lǐng)域中的璀璨新星,世界各國科技競爭主要集中在電子信息技術(shù)的競爭。電子信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟的重要作用,正如有篇文章中提到的:應(yīng)該把“兩彈”成功的基本經(jīng)驗,用于規(guī)劃電子信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,必須要有一個電子信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的總體發(fā)展戰(zhàn)略。
進入21世紀以來,我國電子信息技術(shù)發(fā)展速度極快,并且已經(jīng)與科研領(lǐng)域、生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了深度融合,依托電子信息技術(shù)所打造的工業(yè)生產(chǎn)體系,更是逐步從粗放型的生產(chǎn)模式向集約型的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。工業(yè)生產(chǎn)因此在逐步的轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑a(chǎn)模式。
二、單片機技術(shù)在電子信息技術(shù)中的重要性
單片機相當于一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設(shè)備。單片機廣泛應(yīng)用于智能儀器、工業(yè)控制、家用電器、網(wǎng)絡(luò)和通信、設(shè)備領(lǐng)域、模塊化系統(tǒng)和汽車電子等電子信息技術(shù)領(lǐng)域。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機,就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效,常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”,如智能型洗衣機等。單片機因其體積小、質(zhì)量輕、價格低等優(yōu)點被技術(shù)開發(fā)者廣泛應(yīng)用,小到兒童玩具,大到航空航天都有單片機的身影。
三、單片機技術(shù)知識體系構(gòu)架分析
單片機技術(shù)不是單純的《單片機原理與應(yīng)用》課程中單片機結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計和C語言程序設(shè)計的知識,前期必須具備《電工電子技術(shù)》所包含的數(shù)電、模電相關(guān)技術(shù)知識。目前高校單片機技術(shù)的學習過程中,存在該門技術(shù)知識體系單一、混亂等問題,教師和學生無法系統(tǒng)性的完成單片機技術(shù)的教學和學習,僅僅知其一,而不能緊跟時代發(fā)展,應(yīng)用到企業(yè)開發(fā)中,主要靠學生進入企業(yè)以后自學完成。
1.學習單片機的準備思想
有些學習者認為單片機主要運用在低檔產(chǎn)品上,ARM微處理器才是針對高端產(chǎn)品的,不愿意學習單片機,直接學習ARM微處理器。接觸以后發(fā)現(xiàn)學習過程十分困難,難以學懂,從而中途放棄。其實兩者從本質(zhì)上是一類東西,都是嵌入式應(yīng)用方面的主力,沒有優(yōu)劣之分。
要成為嵌入式軟件工程師,其核心競爭力不是你會用什么芯片,應(yīng)該是具備良好的編程習慣,編程思路,還應(yīng)該具備扎實的數(shù)學功底。只有把握核心的東西,才能掌握一種芯片進而擁有其他芯片的學習能力。也許你認為電子行業(yè)的研發(fā)太累,待遇又不是很好。但是你要清楚學好單片機你就掌握了一門技術(shù),雖然累,隨著經(jīng)驗的積累,未來的路會越走越寬。
2.其他課程體系支撐
《電工電子技術(shù)》課程是單片機技術(shù)學習準備知識很重要的一部分,整個課程電工部分和電子部分對于學生來說都比較重要,電子部分的數(shù)字電路和模擬電路尤其重要,因為在單片機的應(yīng)用過程中你就會發(fā)現(xiàn),芯片它不是獨立存在的,要做成一個項目就必須把單片機作為核心控制部件放入到電路中,才能真正發(fā)揮它的作用。有些院校限于課時緊張,對于該門課程的學習壓縮在半個學期完成,課程內(nèi)容無法有質(zhì)量的完成,對學生后期的單片機學習造成很大的困難。在《單片機技術(shù)》課程完成或者正在進行時,可以加入C語言或者C++等高級語言的學習,而且該語言的實踐部分要融入應(yīng)用于單片機的高級語言編程。
3.《單片機技術(shù)》課程體系
學習單片機的過程中,除了單片機結(jié)構(gòu)和引腳的學習,很重要的一個環(huán)節(jié)就是編程語言的學習,由于編程語言大多以C語言、C++為主,所以很多教材跳過匯編語言的學習,直接學習高級語言。這樣就加大了單片機的學習難度。匯編語言的學習可以方便我們了解單片機的結(jié)構(gòu)和工作原理,因為匯編語言的編程過程就是對單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)最好的學習,單片機內(nèi)部如何執(zhí)行程序,如何形成我們所要的結(jié)果,在匯編的學習過程中一目了然。其他高級語言可以脫離單片機而存在,無法再學習過程中更加深刻的了解單片機結(jié)構(gòu)。所以單片機的學習最初還是要以匯編語言為準,后期可以單獨開設(shè)高級語言的學習?;蛘邌纹瑱C的學習分為兩個學期完成,從匯編到高級語言的循序漸進學習。
掌握了單片機硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、編程方法等理論知識后,實踐成為真正掌握這門技術(shù)的關(guān)鍵,這也是檢驗?zāi)闶欠窬邆溟_發(fā)單片機的能力、能否進入相關(guān)行業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),項目式開展單片機實踐是非常重要的。Keil C51是開發(fā)單片機的重要工具,可用于匯編語言、C語言等其他高級語言。
四、結(jié)論
單片機技術(shù)的掌握是一個循序漸進的過程,需要有一定的基礎(chǔ)才能繼續(xù)下去。當然理論學習的同時,實踐才是目的,在實踐中才能了解單片機的開發(fā)過程,才能更快的掌握語言的應(yīng)用。
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