單片機課程仿真案例教學(xué)改革思路論文

　　摘要：針對高等院校單片機課程教學(xué)存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了單片機課程仿真案例教學(xué)為主導的教學(xué)改革方案，主要進(jìn)行了單片機案例的確定、單片機案例教學(xué)的實(shí)施步驟和單片機案例教學(xué)的考核等研究。經(jīng)過(guò)實(shí)際教學(xué)驗證，該教學(xué)改革模式提高了學(xué)生的單片機實(shí)際應用能力，對學(xué)生參加電子競賽具有較大幫助。

　　關(guān)鍵詞：單片機；仿真；案例教學(xué)；教學(xué)改革；電子競賽

　　單片機是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性極強的課程。單片機的概念多、專(zhuān)有名詞多、內容抽象、指令豐富，且軟、硬件發(fā)展很快，新器件不斷，故相當多的學(xué)生在學(xué)習單片機時(shí)感到郁悶，實(shí)際使用不知如何下手，不能真正掌握單片機技術(shù)。因此，如何安排教學(xué)內容，使學(xué)生既能了解新技術(shù)又能對單片機的應用技術(shù)融會(huì )貫通；如何設計教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，真正理解和掌握單片機技術(shù)，是在單片機教學(xué)中需要解決的問(wèn)題。針對教學(xué)對象的特點(diǎn)和課程特點(diǎn)，我們提出了“案例教學(xué)”的教學(xué)理念，以達到創(chuàng )新人才的培養效果[1]。

　　一、單片機教學(xué)的現狀和存在的問(wèn)題

　�。ㄒ唬﹤鹘y的理論教學(xué)環(huán)節

　　教師上理論課時(shí)，先講述單片機的理論知識，如講述單片機的概述與發(fā)展，單片機的內部結構，指令系統及I/O接口電路，而講述單片機實(shí)例的課時(shí)比較少，達不到理想的效果，并且學(xué)生在學(xué)理論知識時(shí)，只是處于被動(dòng)接受知識的一方，調動(dòng)不了學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，學(xué)生對單片機知識的學(xué)習會(huì )感到很盲目，從而對這門(mén)課程產(chǎn)生不了很大的興趣。

　�。ǘ�）傳統的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節

　　教學(xué)實(shí)踐環(huán)節分為實(shí)驗教學(xué)環(huán)節和課程設計環(huán)節兩部分。實(shí)驗教學(xué)環(huán)節一般采取單片機實(shí)驗箱，學(xué)生做實(shí)驗時(shí)根據實(shí)驗連線(xiàn)步驟連接好硬件電路，下載現有的實(shí)驗程序，得出實(shí)驗結果，一般只能起一個(gè)驗證過(guò)程的作用，學(xué)生缺乏對整體電路的設計，也缺乏修改硬件電路和軟件程序的機會(huì )，從而不能真正鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。課程設計環(huán)節，對于設計一個(gè)單片機應用系統，要涉及到很多的單片機的專(zhuān)業(yè)知識，很多同學(xué)只是在網(wǎng)上下載一些實(shí)例，按照資料設計硬件電路圖，復制其程序生成HEX文件，然后聯(lián)調就基本仿真通過(guò)。如果要求他們改變或增加一些功能設計，很多同學(xué)基本完成不好，主要原因是他們還沒(méi)有基本沒(méi)有搞懂對應的知識。

　　二、單片機課程仿真案例教學(xué)的實(shí)施

　�。ㄒ唬﹩纹瑱C案例教學(xué)簡(jiǎn)介

　　單片機案例教學(xué)就是將單片機課程所要求掌握的基本知識點(diǎn)、基本原理和方法都溶入到包含這些原理的實(shí)際項目例子的討論與講解之中，基于項目開(kāi)發(fā)的過(guò)程來(lái)組織教學(xué)內容[2]。

　�。ǘ�）單片機案例確定

　　經(jīng)過(guò)教研室教師對單片機案例進(jìn)行設計，將單片機的基本知識點(diǎn)都包含到以下幾個(gè)案例中。單片機案例從難易程度暫分為三個(gè)階段，分別為第一階段、第二階段和第三階段。第一階段為初級階段，基本掌握單片機的I/O口的使用，學(xué)生比較容易掌握，而且容易提高學(xué)生的興趣。第二階段為中等難度階段，需要掌握單片機與各常用接口電路的應用。第三階段比較難，涉及到的傳感器驅動(dòng)程序比較復雜。

　�。ㄈ�）單片機課程仿真案例具體實(shí)施

　　1.教師進(jìn)行具體案例任務(wù)的確定，并確定相應的單片機知識點(diǎn)，針對各個(gè)具體的案例，老師進(jìn)行設問(wèn)。同時(shí)，課前將下一堂課的案例材料發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生熟悉每一個(gè)案例的材料，針對設計的問(wèn)題進(jìn)行分小組思考和探討。

　　2.在課堂教學(xué)組織方式上，每次教學(xué)過(guò)程均圍繞一個(gè)案例進(jìn)行各教學(xué)環(huán)節的組織，以任務(wù)目標為主線(xiàn)，結合相應案例對各相關(guān)知識點(diǎn)和技能點(diǎn)進(jìn)行講解，引導學(xué)生思考并提出相應的解決方案，激發(fā)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng )新能力，學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中以小組為單位，每組針對任務(wù)和要求進(jìn)行分析，并對實(shí)現的方案、硬件電路和軟件功能設計。最后，由老師進(jìn)行總結和評價(jià)，指出案例所涉及的理論知識及其應用方法，就學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行解答[3，4]。

　　3.將實(shí)踐教學(xué)環(huán)節溶入課堂教學(xué)，學(xué)生實(shí)踐環(huán)節以課堂教學(xué)任務(wù)為對象，利用PROTEUS仿真軟件繪制硬件電路圖，用KeilC軟件進(jìn)行軟件程序的編寫(xiě)，然后進(jìn)行聯(lián)合仿真調試。教師對學(xué)生調試過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)生操作過(guò)程存在的問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)點(diǎn)評，并要求學(xué)生在已經(jīng)實(shí)現的硬件電路和程序的基礎上，進(jìn)行適當修改。

　　4.具體仿真案例教學(xué)的舉例———交通燈案例分析。

　　第一，確定具體任務(wù)和要求：設置東南西北四個(gè)方向紅、綠、黃共12個(gè)（或者6個(gè)，其中東西一組，南北一組）LED信號指示燈，南北方向的綠燈亮27秒，黃燈閃爍3秒，東西方向的紅燈亮30秒，然后南北方向紅燈亮30秒，東西方向綠燈亮27秒，黃燈閃爍3秒，依次循環(huán)，數碼管倒計時(shí)顯示，當出現緊急情況時(shí)，四個(gè)方向交通燈全部為紅燈。要求利用并行接口芯片8255擴展設計相應的硬件電路、軟件流程圖和程序。

　　第二，確定交通燈案例的相關(guān)單片機知識點(diǎn)為：并行I/O接口芯片與單片機的接口電路設計，以及其相應的8255的驅動(dòng)程序，定時(shí)器和中斷程序，數碼顯示電路和按鍵電路驅動(dòng)程序等。

　　第三，針對交通燈案例老師準備的問(wèn)題：?jiǎn)?wèn)題1：為什么設計黃燈和黃燈閃爍如何實(shí)現？問(wèn)題2：倒計時(shí)1秒應該如何實(shí)現？問(wèn)題3：緊急情況用什么來(lái)實(shí)現？單片機交通燈仿真圖如圖1所示。圖1中南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮。P1口提供南北方向的段碼，P2口提供東西方向的段碼，P3.0-P3.3分別提供南北方向和東西方向數碼管的位碼，P0.0-P0.5分別提供6組交通指示燈。

　　三、單片機課程仿真案例教學(xué)的考核

　　單片機案例教學(xué)考核方法是課程教學(xué)的最后環(huán)節，它直接檢驗單片機教學(xué)的效果。隨著(zhù)教育教學(xué)改革的不斷深入，變應試教育為素質(zhì)教育，《單片機原理及應用》的考核應注重考核學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng )新能力，該課程的考核一般采取開(kāi)卷考試、實(shí)驗成績(jì)和平時(shí)成績(jì)相結合的方式進(jìn)行考核。其中平時(shí)成績(jì)占20%，主要包括學(xué)生的考勤、作業(yè)、隨堂測試以及課堂表現和回答老師的提問(wèn)情況等。實(shí)驗成績(jì)占30%，主要考查學(xué)生的硬件電路的設計和軟件編程能力，在完成基本的實(shí)驗任務(wù)時(shí)，然后根據思考部分的提問(wèn)進(jìn)行相應硬件電路和軟件程序的修改。開(kāi)卷成績(jì)考試占50%，主要考查學(xué)生單片機理論知識、單片機接口電路設計和軟件編程。

　　四、結束語(yǔ)

　　文章針對傳統單片機教學(xué)過(guò)程中存在的不足提出了單片機案例教學(xué)方法，將單片機的理論知識融入到實(shí)際的案例中去，在講述案例的同時(shí)插入理論知識的講解，這樣充分調動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習興趣，增強了學(xué)生對單片機的綜合應用能力�；�于單片機案例教學(xué)已取得了較好的效果，對學(xué)生參加各類(lèi)電子設計競賽和畢業(yè)論文設計具有較大幫助。

　　參考文獻

　　[1]孫軍業(yè).案例教學(xué)[M].天津：天津教育出版社，2004.

　　[2]陳錕.單片機課程案例教學(xué)的思考與探討[J].中南民族大學(xué)學(xué)報，2008（27）：10-12.

　　[3]李冰.單片機課程的項目化教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗室科學(xué)，2014（17）：101-103.

　　[4]陸旭明,繆建華.項目化課程教學(xué)改革探索[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2010（3）：79-84.

【單片機課程仿真案例教學(xué)改革思路論文】相關(guān)文章：

醫學(xué)寫(xiě)作教學(xué)改革思路的論文03-17

中學(xué)體育教學(xué)改革的實(shí)踐思路論文03-27

通信原理課程教學(xué)改革論文03-07

機械課程教學(xué)改革趨向論文11-22

工程測量課程教學(xué)改革思考論文03-19

標志設計課程教學(xué)改革分析論文03-19

網(wǎng)頁(yè)設計與制作課程教學(xué)改革論文05-27

宏觀(guān)經(jīng)濟學(xué)教學(xué)改革思路論文04-22

橋梁施工課程教學(xué)改革研究的論文03-19