单片机原理与应用课程教学改革实践

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1、单片机原理与应用课程教学改革实践　　摘要：围绕如何提高单片机原理与应用课程的教学质量，在教学内容设计、教学手段改革及教学方法的创新上提出改进建议，并作了有益的尝试，收到了很好的教学效果。　　关键词：单片机教学改革案例教学　　单片机自问世以来，以其极高的性能价格比，以及抗干扰能力强、控制功能强的显著特点，广泛应用于实时工业控制、机电一体化产品、智能化仪表、通信产品、家用电器及军事装备等领域。因此，即使为选修课，该课程也越来越受到学生的追捧。“麻雀虽小，五脏俱全”，单片机虽只是一个芯片，但其内涵非常丰富，知识点多，内容抽象，要在短时间内使学生既熟练掌握单片机原理又能够娴熟应用于实践的

2、难度很大。那么，怎样才能大幅提升课程教学质量呢？在对单片机教学实践过程中，笔者在以下几方面进行了有益的探索。　　1合理设计教学内容，提高授课质量　　教学内容的设计包含两个层面：　　1.1内容的优化整合　　在很短的学时（仅20学时）内，如何使学生最大限度地掌握单片机知识，是一个急需解决的问题。针对这一问题，笔者在以下两方面进行了尝试。　　1.1.1内容的取舍8　　我院学生在学习单片机原理与应用课程之前已经学过很多前序课程，如计算机组成原理、C语言程序设计、操作系统、模拟电子电路、数字电路、计算机硬件技术基础等。并且，在计算机硬件技术基础课程中，学生已系统地学过寻址方式、指令系统、程

3、序设计方法、存储器、并行接口（以8255为例）以及模拟I/O接口等内容。因此对数制与码制、数字电路、程序设计的基本方法等基础知识不须重复讲授；将8086指令系统与单片机指令系统采取对比的方式进行讲授；减少了8255芯片的内容，增加了8155芯片，且更注重这些芯片与单片机之间的电路连接及编程使用；减少了A/D，D/A转换芯片介绍，注重其与单片机之间的连接方式及编程应用。　　1.1.2内容的重组　　通常，本课程教材的编排顺序是微型计算机基础→MCS51单片机结构和时序→单片机指令系统→汇编语言程序设计→中断系统→定时器/计数器→并行I/O接口→A/D及D/A接口技术→串行通信等内容。

4、如果完全按照教材的编排顺序授课，各知识点之间相对独立，不能使学生建立起整体的概念。因此，整合教学内容，合理安排教学顺序，显得至关重要。　　在教学过程中，主要以单片机最小系统组成及原理、单片机指令系统、程序设计、单片机系统的扩展及I/O扩展技术四大模块为设计主线，以如何组建单片机应用系统并实现其功能为设计思路，将各部分内容有机联系成一个整体。首先将教学内容分成两大部分（如图1所示）―单片机原理与单片机应用。8　　单片机原理主要包括硬件和软件两部分，其中硬件部分重点讲授单片机最小系统的组成原理（以51系列单片机为核心的单片机硬件结构与原理、存储器配置、单片机外围工作电路、4个并行I/

5、O端口电路结构、中断系统、定时/计数器）；对于软件部分，将指令系统和程序设计融合在一起，不再讲授教材的简单与分支程序设计、子程序设计和运算程序设计的相关内容，不再逐条介绍MCS51单片机的111条指令，而是重在梳理归纳总结，特别指出51汇编与X86汇编的相同和不同之处；对于一些关键指令，结合具体的程序进行讲解，加深学生的理解和掌握，如利用DJNZ指令设计循环程序，利用MOVCA，@A+PC和MOVCA，@A+DPTR两条指令设计查表程序，分别用相应的程序举例进行讲解。在软件部分，还引入了C51内容，指出C51与普通C的区别。同时针对单片机的I/O端口、定时/计数器、中断系统也给出

6、具体的编程实例。　　在单片机应用部分重点讲授单片机的外围扩展技术，主要包括：单片机应用系统的扩展（程序存储器的扩展、数据存储器的扩展、并行I/O端口的扩展）、单片机对键盘和显示器件的扩展技术、单片机对A/D和D/A转换器的扩展技术以及单片机与单片机、单片机与PC机之间的串行通信技术。针对这些内容的特点（应用性非常强）主要以一些典型器件为例进行讲授。例如，程序存储器和数据存储器的扩展电路连接有相似之处，教学过程中以新型的EEPROM芯片2817（既可作为程序存储器也可作为数据存储器）为例来讲授其与单片机之间的电路连接。对于显示器件的扩展，除了介绍单片机对LED数码管的扩展技术外，还

7、增加了单片机对LCD显示器的扩展内容。8　　单片机原理和应用两大部分的内容并不是孤立的，同时在教学过程中也不是独立讲解的，单纯的讲原理，内容很抽象，学生也不易理解和掌握，而在单片机原理的基础上，穿插各种典型设计案例的讲解，将原理教学融入生活或工程实际中的相应案例，既加深了学生对相关内容的理解和掌握，又对学生以后进行单片机系统设计有一定的启发。　　1.2不断更新　　单片机的发展日新月异，为了避免教学内容陈旧跟不上时代的发展，就必须把握单片机发展趋势，将最新的技术引入教学中，及时更新