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1功能實現的單片機教學理念

每節課的學習中都會有一個主題，教師的目的是幫助學生完成功能實現，并逐漸引導自主開發功能。單片模板中會涉及到多個程序的編寫，難以程度大不相同，在此時階段可應用分步講解的方法，將復雜的程序按功能進行劃分，從基礎的開始講解，漸漸加深難度。這種全新的教學理念將學生放在本位，以學生的掌握情況以及興趣作為教學目的，不斷探討方法。單片機課程中的知識較難理解，很多學生在后期由于不能實現功能而喪失了積極性，不跟隨老師完成任務，開展新的教學方法后此類問題得到了解決。例如語法課的學習，在講解基礎的匯編語言后會讓同學在課堂上編寫一些小程序，如計算機的原理等，真正意義實現了高效教學。

2具有一定功能的程序模塊

實現功能的程序可分為三部分，第一部分為各端口的程序模塊，需要編寫導通程序。二是中斷組織，這一系統關系到單片機運轉的周期，可接受來自控制端的信號。三是最外端的驅動程序，包含實現功能的具體元件。明確開發模板的順序后可有針對性的進行課堂講解，將各部分統一，實現工作目的。

2.1端口基本功能模塊

在此模塊學習中，要將重點放在程序編寫上，在繪制電路圖時可在系統內安放定時器，并將時間設為程序需要的量。模擬過程中觀察電路發生裝置是否按規定時間進行延時。端口功能實現是單片機學習中的基礎部分，需要掌握全面的電路繪制知識以及控制語言編寫方法。在進行大項目開發時也離不開端口基本功能的實現。

2.2中斷基本功能模塊

中斷模塊是基于單片機入門學習后的難點，同時也是最重要的部分，由于前期內容較為簡單，掌握情況基本相同。但這一部分學習任務對學生來說確實一項挑戰，中系統是實現功能、導通、控制信號接收的組成，在學習匯編語言時需要將程序與模擬電路相結合，進行仿真實驗。程序單通后的輸出需要重點講解，可先以一些簡單的項目為例，講解方法后讓學生自主計算其輸出為0或者是1。要觀察每位學生的聽課狀態，中斷學習是一項連續性的任務，部分沒有扎實掌握后續的知識就很難聽懂，因此教師要加強對學員的引導。在進行系統的程序編寫前要設置一個框架圖，再將各項程序編入其中，這份程序框圖并不是一成不變的，其中的規律還需要師生共同研究。單片機教科書中會基本程序語言的匯總，在課堂中學習太過于浪費時間，可作為課后作業布置給學生。知識掌握突出的學生可適當增加程序難度，并且成立學習小組幫助后進學生提升成績。要知道中斷基本功能的學習是在為模板開發打基礎，必須保障每位同學都能熟練使用匯編語言，避免出現掉隊情況，為后續任務開展造成阻礙。

2.3外圍驅動高級功能模塊

外圍驅動部分是直接實現功能的板塊，是一項理論與實踐相結合的任務。在對輸出裝置進行控制時可使用多種方法，教師無需將每種程序都告訴學生，避免出現知識混亂的情況。將一些靜電常用的最為例子講解即可，接收驅動信號的裝置有很多，例如紅外信號發生器、藍牙模塊等。以自動小車為例，在實驗中可自動躲避障礙，是因為在底端安裝了紅外感應器，在探測到障礙物后將這一信號反饋至控制裝置，完成路線的轉變。這一過程同時涉及到程序控制、信號接收、外圍功能等，在單片機教學中要加大此類實例的講解，可幫助學生更直觀的理解更能實現。在課后布置簡單的外圍驅動設置，讓學生自主完成，可借助網絡平臺的一些資料，但必須明白實現功能的原理。

3硬件電路設計功能實現

3.1基礎模板的準備

為使功能更直觀實現，教師可在課堂中準備一些硬件設備，編寫程序后將其倒入模板中，以實物為例來觀察反應情況。基礎模板包括小型顯示屏、信號接收器、發生裝置、以及最重要的傳感器。準備好這些基礎模板后按照電路圖中的連接方法將其以此擺放，可使用小型電烙鐵進行焊接，要注意一些細小零件的安全性。連接完成后即可接通電源，功能實現則代表項目開發成功。為了配合功能實現的教學，硬件電路設計應該模塊法。原則是制作簡單、編程簡單、具備獨立功能。將單片機的各個功能模塊以獨立的原理圖形式出現，各個功能模塊通過印制板上預留的連接器與系統主板進行連接，然后根據需要用排線進行連接組合，成所需要的系統。

3.2匯編語言編程與C語言編程融合

匯編語言比較直觀，能夠直接對硬件進行操作，目標代碼質量高，有利于學生深入理解單片機的內部結構及工作原理。C語言程序由函數構成、語言簡潔、數據類型豐富，對于一些大型程序，通常采用在C語言中嵌套匯編語言來實現，足見兩種語言在程序開發中的重要作用。教學應首先采用匯編語言，有利于單片機結構的理解，形成良好的編程思維，更利于程序的功能實現。

3.3編程語言教學次序及工具軟件的運用

要實現功能實現的程序編寫，在編程的教學次序上按照以下的設計。首先用WAVE軟件進行匯編程序編寫，WAVE軟件的仿真功能強，調試方便，數據的傳輸路徑清晰，對于學生學習十分有利。但對于C語言來說，用KEIL編寫和調試方便。

3.4教學評價

充分利用教學評價手段調動學生的學習積極性，教學過程中分3個階段給出學習成績：基本功能開發的文字報告和實際電路作品40分；高級功能開發的文字報告和實際電路作品40分；電路特色和功能創新、結合市場的需要20分。這樣的評價可以激發學生的動手制作和編程熱情，同時，也可以根據需要提高平時分數所占的比重，而期末考試的成績只占總成績的30%。這種評價體系更適合單片機實踐教學。采用實現單片機功能為目標的單片機教學方法具有以下優點:學生能夠熟練掌握重點（實用）指令，編寫并積累了大量完整的實用單片機程序，能夠熟練操作單片機開發的整套工具，形成自己的單片機產品，提高了學生的動手能力和產品設計能力，能滿足社會的需要。整個學習過程中，先學的功能是下一功能的基礎，功能開發相銜接，能夠保持學習興趣和熱情，學習效率大大提高。缺陷是應付理論考試不足，需要老師引導學生多看書。在這種教學方法的指導下，增強了學生的學習單片機興趣和信心，學習效果明顯提高，在多屆全國大學生課外科技活動比賽中，有多人以單片機設計的作品獲獎。

作者：李輝 周軍 單位：東北電力大學電氣工程學院