浅谈单片机教学改革

桂 婧

（广东技术师范学院天河学院电气工程系 广东 广州 510663）

0 引言

《单片机应用技术》是应用电子技术专业、电气自动化专业的核心课程，能为从事机电产品、电子产品生产与开发的企业培养具有单片机应用产品设计、分析、调试和制作能力的实践型人才。本文就应用型单片机教学改革浅谈自己的观点。

1 改变以老师为主体的“填鸭式”理论教学模式，充分调动学生的学习兴趣

传统的单片机教学总是以教师为主体，围绕传统教材，讲述单片机的硬件原理、指令系统、软件编程，再讲述系统扩展和外围器件，最后举例。这样，课堂教学成了以教师为主角，对学生实施满堂灌，极大地扼杀了学生的学习积极性。而单片机是一种以简单的硬件结构、复杂而灵活的软件系统来完成设计的通用性产品。因此，教学中就要求以学生为主，教师为辅。教学时，适当增加有关的单片机硬件设计是非常必要的。建议采用单片机常见的外围接口电路，如：键盘电路、LED控制电路、串口通信电路等等。在做板之前，鼓励学生多去查阅相关资料，当学生亲手完成了项目的设计与制作，看到实际效果时会充满了成就感，这样会激发学生的兴趣。实践证明，通过硬件设计可以有效的激发学生学习单片机的积极性。

2 选取基于工作过程导向的优质项目来驱动实践教学

与企业共同分析单片机技术岗位的工作过程，弄清单片机应用技术行动领域的工作任务，再进行序化，明确单片机应用技术课程的职业能力目标。通过与企业的深入交流，确立了面向单片机应用产品的研发与生产岗位，剖析单片机产品开发工作的过程，推衍出对应的职业岗位能力；同时基于企业文化分解出岗位应具备的基本职业素养。本着实现单片机应用学习领域的职业能力目标，选取优质的项目。

2.1 选取优质项目

应该把握以下原则：（1）实用性。理论知识应具有实际应用价值，并与工作岗位中所需实际技能紧密结合，且符合企业实际产品研发与产品实施过程。（2）可行性。选择学生易理解、感兴趣的项目。根据学生现有的基础，选择努力就可以完成的项目。

2.2 项目实施阶段

我们以一个项目“基于51单片机的超声波清洗器”为例来进行讨论，以该项目原理为基础的设备在有些企业仍在使用，并且对单片机涉及知识的覆盖面比较大，学生如果完成该项目可以即时得到应用，所以对学生也很有吸引力，能够引起学生的兴趣。在项目实施阶段，要以学生为主体、教师为引导，项目教学模式要求学生全过程参与，每一个环节都要独立或在合作下完成，在整个学习过程中始终都以培养学生的实际能力为目标。首先让学生分组，教师对项目进行分解，比如该项目可以分为项目方案设计、系统硬件设计与组装、系统软件设计与烧录三个部分，让学生写出项目实施计划，并且每个部分实施过程如何分工要明确。在整个过程中，教师一定要将项目中的知识点分析明确，让学生的项目做得有针对性，对所学的知识能够跟实际相接，真正起到抛砖引玉的作用。

2.3 项目评估阶段

评估项目是项目教学法的一个重要环节。应根据能力目标设计评估标准，客观公正地评价学生的学习过程及效果。在评估方法上，主要评价学生是否达到项目的目标要求，关注学生在完成项目中的进步程度，这样有利于学生职业能力、实践能力和创新能力的培养。项目教学法和传统的教学方法相比，除了能显著提高教学活动的效率和效果外，还能够加速对学生综合职业能力的培养，如信息处理能力、与人沟通能力、自学能力、团队工作能力、创新能力、解决实际问题能力等，为进入企业打好基础。

3 充分应用Proteus、Keil等虚拟实验软件辅助单片机教学

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,提供Schematic Drawing、SPICE仿真与PCB设计功能,Proteus是目前较好的模拟单片机外围器件Proteus软件支持许多通用的微控制器，如 PCI、AVR、HC11 以及 8051；包含强大的调试工具，具有对寄存器和存储器，断点和单步模式IAR C-SPY、Keil、MALAB等开发工具的源程序进行调试的功能；能够观察代码在仿真硬件上的实时运行效果、对显示、按钮、键盘等外设的交互可视化进行仿真；具有单步断点设置等调试功能；能够与常用的汇编器、编译器如IAR、Keil、Proton等协同调试；有直流电流表/电压表、交流电压表/电流表、示波器逻辑分析仪、计数/按时/频率计虚拟终端、SPI调试器等虚拟仪器，以仿真中的测量记录提供了方便；支持图形化的分析功能，具有频率特性、傅立叶、失真、噪声分析等多种绘图方式、可将仿真曲线精美地绘制出来。

Keil是德国开发的一个51单片机开发软件平台，最初是一个支持C语言和汇编语言的编译器软件。随着开发人员的不断努力，版本不断升级，已经成为了一个重要的单片机开发平台。Keil的界面和操作简单易学,使用比较广泛。Keil的uVision3可以进行纯粹的软件仿真(仿真软件程序,不接硬件电路);也可以利用硬件仿真器，搭接上单片机硬件系统，在仿真器中载入项目程序后进行实时仿真；还可以使用uVision3的内嵌模块Keil Monitor-51,在不需要额外的硬件仿真器的条件下,搭接单片机硬件系统对项目程序进行实时仿真。

在教学中使用Proteus、Keil等软件有以下优势：（1）学生可以直接观察仿真的结果，进行程序的更改，学生可以观察程序中相关寄存器的变化、变量值的变化和PC指针的变化情况；在仿真调试过程中，有时教师还可以设置一些障碍，让学生去观察这种情况下程序运行时发生的不同现象，以加深对语法现象的理解，提高程序设计的技术水平。（2）虚拟仪器可以随意调用，不存在使用数量问题；因为没有元器件损耗，可实现实验、设计零成本；不用担心元件采购问题，有大量的器件可供使用;仿真的各种动态显示效果、图形方式，可以更加形象化地帮助学生理解有关知识。

4 总结

单片机的教学模式和方法多种多样，虽然这些教学方法在实践中取得了良好的效果，我们还需要与时俱进，进一步的探索。

［1］周润景，张丽娜.基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

［2］汤承江,姜文胜,任会友.项目教学法在单片机教学中的应用[J].中国西部科技，2010(09):80-81.