单片机学习方法

单片机学习方法（精选12篇）

单片机学习方法 篇1

摘要：单片机课程教学中存在着不少问题,要直面问题积极探寻解决对策,以提升教学效果与质量,培养优秀人才。分析了单片机教学问题,探讨了单片机教学方法的改进对策,希望能为教学改进与创新服务。

关键词：单片机课程,问题,教学方法,改进对策

职业教育作为当前备受关注的热门领域,面对国内庞大的人才缺口需求,必须坚持以就业为导向做好教育改革与创新,以不断提升职业教育质量,促进教学的进步与发展。单片机教学作为重点理工院校重要课程,在电子、自动化等专业人才培养中发挥着重要作用,为培养高素质的优秀专业人才,必须对当前单片机教学中存在的问题进行分析与探讨,通过制定相应的策略来解决问题并优化、完善教学,不断促进教学进步与创新,做到教学与就业合理衔接,实现教学改革目标。下面对单片机教学问题与方法对策进行探讨。

1 单片机教学问题分析

1.1 教材问题。

单片机教学中所用教材目前普遍存在的问题为内容陈旧、过于理论化、学生接受程度低。在计算机技术不断进步发展的今天,面对种类繁多、性能先进的各类单片机,当下教材在含金量上还有待提升,且教材设计方面对功能、就业导向等相关知识深入程度不够,一定程度上了制约了高含金量课堂的构建,这对于人才培养、教学内容创新、教法创新等极为不利,也制约了教师与学生的共同进步。

1.2 教学实验操作问题。

目前单片机课程教学由于发展年限较短,在教学专业化方面的程度还有待提升,年限、技术、资源、资金等多项客观条件的限制制约了实验操作的进步与精益。比如单片机实验课时仅有十几个课时,且课堂教授内容浅显,试验设备带有源程序,对学生而言既无法进行更多的实验操作锻炼,且源程序的操作制约了学生独立编程操作的实施,学生思考与动手能力受限。客观条件制约下单片机课程中学生实验操作问题的存在无论是近期还是远期都将会是困扰教学质量与效率提升的一大典型问题。

单片机课程作为工科类专业核心课程之一,有着丰富的教学资源、丰富的工程应用以及应用群体,随着科学技术的迅猛发展,单片机教学受到了诸多挑战,比如难以开展综合性实验训练,只能完成简单的原理性实验;单片机价格昂贵,学生接触到实验箱的次数和时间有限,无法深入掌握单片机原理及应用;课堂演示效果差强人意,与高性能模拟技术相结合的综合实验较为缺乏,新技术实验开展受限等。

1.3 师生教与学问题。

单片机课程教学中传统的偏重理论教学、填鸭式教学对目前教学影响较大,教师处于强势地位,学生过于被动,整体课堂缺乏活力,无论是教师还是学生都无法很好的把握自身的角色价值。尤其是单片机本身属于实践性较强的操作课程,在理论知识多且枯燥的情况下,教师完成教材内容压力大,学生掌握难度高,且由于实践操作锻炼机会多少,导致整体而言教学接受程度低下,对于学生个人专业能力的培养、锻炼与提升以及教学效果的提升都有负面影响。

单片机课程的教学目标是让学生掌握功能开发、程度编写、电路控制、软件开发、程序烧录等诸多技能,单片机本身内部结构复杂且指令抽象,对于以往毫无基础的学生而言学习难度大且接受度不高,即便后期展开学习后也会因为缺乏趣味性与实践性导致效果不佳。单片机教学中学生理解接受不佳作为制约教学进步的一大问题,必须加以重视,要从学习初期到实践操作后期对学生情况进行把握,尤其是一些需要熟练掌握硬件知识及编写程序的课程,必须积极进行教学方法改革,以解决学习中的问题提升教学策略。

2 单片机教学方法的改进对策

2.1 教材应用改进。

单片机教学所用教材要进行合理筛选,积极融入新知识、新技术,通过师生互动与共同合作展开教学。教学过程中要注意教材内容的科学性,确保仪器设备所示实验内容符合科学原理,做到科学知识和科学过程相统一,从教材开始就树立科学意识,为后续后续树立科学意识,掌握科学方法和实验操作技能奠定良好基础。对教材的挖掘与应用要坚持基础-提高-综合循序渐进原则,兼顾学生入门、提高和综合创新开发需求,满足不同层次、阶段及专业的教学实践要求。在提高与综合部分,对教材的挖掘要根据单片机自身原理开展,突出基本知识和教学要点,综合性则体现在将各类新技术如模拟技术、无线、传感、物联网相融合,促进科研成果向设计性实例的转化,拓展相关知识在实际项目中的科学运用,积极发挥单片机本身的实用性、灵活性、可扩展性,促进学生创新精神和实践能力的培养与锻炼。

2.2 教法应用改进。

单片机课程教学中教法改进的最终目的是为了提升教学效果,因此教法的改进必须围绕这一目的展开,调动学生兴趣,打造高效课堂,提升学生理解与接受能力,实现个人理论知识与实践技能的进步与提升。比如应用案例教学法进行单片机教学,教师要选择具有代表性的案例引导学生进行思考与实践,以典型的实际应用系统为切入点,让学生接触并理解单片机应用系统特点及硬件、程序设计内容,案例的选取与讲解同样要遵循从简单到复杂、从低级到高级的原则,让学生通过分阶段、分项目学习操作进行模仿并掌握,在实验课操作中完成系统硬件的程序设计及测试。

单片机教学中要积极引入优秀的实验教学设备,根据教学需要灵活更换核心板,依托其高性能模拟技术开展以模拟电路为主的综合性系统实训项目,以其具备的物联网相关技术实现无线通信中无线节点模块功能,利用其硬件资源开放特性为二次开发提供方便,同时将体小质轻的单片机引入课堂以方便教学展示和学生使用。单片机优秀教学设备的引入可方便各类随课实验、电子竞赛培训、电子系统综合设计、学生开放性实验项目、科技创新、毕业设计等的应用,也可用于模拟电路、传感器技术、UCOS操作系统、物联网技术等相关课程的实验教学操作,对于教学进步与创新有积极意义。

单片机教学中要注意挖掘设备本身服务教学创新的价值,做到紧贴教学实际,以满足课堂演示、实验教学等环节需求,满足不同课程教学要求,促进教学方法的改进与优化,拓展实验内容覆盖面,进一步提升单片机实验教学实效性研究,探索学生创新与实践能力培养新途径,以单片机为载体开展教学、实践活动,打造精品课程。要善于应用课内外学习资源促进单片机课程教学创新,培养学生仪器应用能力、实践操作意识及仪器应用素养,多添加综合性、设计性实验内容,为学生日后解决单片机问题奠定良好基础。单片机教学方法的改进要注意突出创新性、启发性与实用性,创新性方面要以新实验活动活动方式、方法和内容以及新技术、新材料、新工艺的应用为导向,促进信息技术与传统实验的创意整合;启发性则要引导学生直观地对某一理论或现象进行演示、验证,引发学习和思考兴趣,吸引学生积极参与、互动、合作交流;实用性则要注意围绕实验教学环节及学生动手能力训练要求进行创新精神和实践能力的培养与锻炼。

结束语

综上所述,单片机教学必须与时俱进,立足于优秀人才培养需求与教学进步需要,积极解决教学中存在的诸多问题,通过改进教法提升教学质量,让学生更好的掌握单片机应用技能,从而构建教与学的良性循环,打造精品单片机教学课程。

参考文献

[1]尤晓萍,林育兹.基于创新实践的单片机教学方法探索[J].教育教学论坛,2015(1):238-239.

[2]王许,谢玲.浅谈单片机教学方法与教学模式改革的探讨[J].教育教学论坛,2016(2):74-75.

[3]李海侠,张烈平,赵虹.基于就业导向的单片机教学方法的改进[J].大众科技,2015(6):132-133.

[4]王雪丽.基于功能实现理念的单片机教学方法应用研究[J].电子世界,2014(24):298.

单片机学习方法 篇2

郭林朋

首先感谢领导给我这次培训的机会，通过这次培训我获益良多，提高了自己的专业技能，下面就是我对本次学习的总结和教训。

第一天的开学典礼上，我们听了亚龙集团陈总经理的报告，特别是陈总经理提出的，做-学-教的教学模式，将做放在第一位，切合中职院校的特点，重点培养学生动手的能力，职业技能，点明了今后的教学方向，对我启发很大。然后我们参观了亚龙集团的教学设备和生产线。

接下来的几天进入了我们的知识技能学习，首先技术老师为我们详细讲解了单片机原理的重难点知识，并且着重介绍了他们在实际工程项目中的例子和一些重要问题的解决方法和方案，这对我们以后的教学和工作中都会起到巨大的作用。使我们在今后做项目和实际应用中少走弯路，有些方案可以直接借鉴。

另外老师还强调课堂与实验教学应该坚持不断更新的原则，紧跟上单片机原理飞速发展的步伐。传统的教学方法是讲授法。这种方法如运用不当，易造成以教师为中心，形成满堂灌、填鸭式，限制学生主体参与和主动创造的精神。要对单片机原理整体教学过程进行总结和归纳，对此门课程教学过程中难、重点进行深入剖析，明确解决思路；进行了细致的案例分析和示范。使我认识到在教学过程中，教师应想方设法调动学生的各种感官，激发学生的思维，为学生创设一个有利于积极主动、创造性地进行学习的情境，并引导和组织他们进入

这个情境。

随后我们进行了逐个项目的实验从最开始的点亮一个led灯，到闪烁，单片机控制数码管显示，点阵汉字的显示及移动，单片机控制步进电机，液晶显示等等，让我充分体会到了做中学的乐趣，在不断实验，不断动手中，完善自己的知识体系，丰富自己的学习开发经验，熟练了对各种软件工具的应用。

这几天的学习不仅让我在专业技能上有所突破，对平时的教学我也总结出了自己的一点看法：

1、激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师，学生在学习活动中，对自己感兴趣的现象、原理、规律等，总是主动、积极地去认识、探究。因此，在教学中，应设法激发学生的学习兴趣，以诱发学生的探究动机。

教师在整个模式结构中总是起到导学的作用，教师的作用就是尽量激发学生对本课程的学习兴趣，提出问题、引导学生学习方向，让学生通过自主学习、网上协作学习、上机练习，最后对提出的问题进行评讲，检查学生的学习效果。

2、提出问题

利用各种方法选择出与当前学习主题密切相关的实际问题作为学习的中心内容(让学生面临一个需要立即去解决的实际问题)。运用各种媒体把学生的注意力集中过来，达到教学目标。如果教师将所有问题都自问自答，学生很多时候还是不能真正称为学习的主人。

3、自主学习

自主学习能力包括：

（1）确定学习目标表的能力

（2）获取有关信息与资料的能力(知道从何处获取以及如何去获取所需的信息与资料)；

（3）利用、评价有关信息与资料的能力。

4、协作学习

讨论、交流，通过不同观点的交锋，补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。激发学生的学习兴趣，引发和保持学生的学习动机。为使学生的意义建构更为有效，教师应尽可能组织协作学习，展开讨论和交流，并对协作学习过程进行引导，使之朝有利于意义建构的方向发展。这些引导的方法主要有：提出适当的问题以引导学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题逐步引向深入，以加深学生对所学内容的理解；

5、效果评价

教学的目的就是要求学生解决面临的实际问题，学习过程就是解决问题的过程，即由该过程可以直接反映出学生的学习效果。这种源于学习过程本身的评价有利于激发学习动力，又能使教师在教学中及时了解学生的进步，促进学生的自我监督和调节。师生们正是在这种相互监督、交流、反思过程中实施着评价。

单片机课堂教学方法的探讨 篇3

关键词：单片机；任务教学法；教室实验室一体化

中图分类号：G631 文献标识码：A

0引言

目前单片机的应用已非常广泛，在生活、智能化仪表、医疗器械、工业等领域的方方面面都有渗透。与生活最紧密的家用电器，例如电冰箱、洗衣机、电饭锅等无一不带有单片机芯片；在智能化仪表中的应用主要是配合各种传感器进行不同物理量的信息采集。单片机原理及接口技术课程是一门专业基础课，在学习该课程前应先修数字电路基础、模拟电子基础、计算机及接口技术等基础课，学习此门课程还可以为后续课程如传感器及接口技术、嵌入式系统等课程打下基础。因此，如何让学生更好地掌握知识，能灵活应用，成为教师重中之重的首要任务。

1单片机课堂教学现状

通过几年的教学工作发现，学生普遍认为这门课程学习起来困难。具体表现在：

（1）单片机这门课程是一门实践性很强的课程，需要学生的动手能力培养不能局

于实验课的教学，特别是单片机最小系统外接输入、输出设备时，首先要选择好外部芯片，通过硬件连接实现，这需要经验的积累，需要学生多做多练。然而目前高等院校的单片机课堂教学很多还停留在老师的满堂灌，学生的被动听上，理论课和实验课也存在脱节现状。为此，我采用了教学-实验室一体化的做法，把理论课与实验课安排在同一个实验教室里进行。

（2）单片机理论课程的教学知识内容多、零散，系统性不明显，学生不易掌握其中

的规律。刚开始学生还抱有极大的兴趣，学到后面章节，知识点越多，学生越觉得困难。为了提高学生的学习积极性，在课堂教学中采用了任务驱动教学法，把学生的主体地位充分调动起来，起到了不错的教学效果。

2教室-实验室一体化教学

针对单片机教学中存在学生在学习理论课程中，需要自己的抽象思維去想象去理解知

识点，没法得到及时验证，因此，学生的记忆效果不明显。同样在课程的实验教学环节中学生只是单纯地验证一些实验现象，没有理论知识的支撑，学生还是没有达到学好用好的目的。为此，在教学做法上，提出将教室-实验室一体化，把理论课、实验课都安排在单片机实验教室进行。在实验室配备多媒体设备，可以进行理论课的讲授。

具体做法如下：在进行理论课讲授过程中，及时穿插实验环节进行验证。以汇编语言的单片机教材为例，在讲到单片机的汇编指令系统时，很多同学是第一次接触汇编的指令，并且标准MCS-51系列单片机的指令系统里共有111条指令，学生肯定不易学习。为此，在讲到一类数据传送指令时，先将操作码MOV、MOVX、MOVC、PUSH、POP、XCH、XCHD讲解清楚后，然后把指令格式的含义进行介绍，最后就是利用在实验室上课的优势，通过编译软件，如伟福6000、Keil usion2等进行验证。在讲解扩展I/O口接口芯片8155时，讲完芯片的引脚、端口控制寄存器、端口地址的地址方法等知识点之后，就通过一个具体实例进行实验结果的验证，可以让8155芯片控制8个独立键盘和8个发光二极管，通过程序编写，软件的编译、调试运行，来查看结果。这样学生对一些抽象的知识有一个形象的验证，在学生脑海里会留下深刻地影响。与传统教学中只是在课堂上单纯地讲解知识的方法对比，肯定会达到更好地记忆点。

3任务驱动教学法的应用

任务驱动是指学习信息技术的过程中，学生在教师的帮助下，紧紧围绕一个共同任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动。以探索问题来引导和维持学习者的学习兴趣和动机，创建真实地教学环境，使学生具有学习的主动权。

为此，我们将单片机课堂教学为中心任务，根据各个基本的知识点作为不同的学习情

境，在6个学习情境中又展开、细化为各个学习任务。图1只是大致列举了基本的框图。

在图1的学习任务框图中，例如在学习情境人-机交互通道的情境中，具体将任务分解为4个模块，键盘及接口电路、、led显示器及接口电路、A/D转换器芯片、D/A转换器芯片4个任务。对于键盘及接口电路的具体任务从几下几个问题展开讨论：（1）键盘的分类及常用键盘的性质是什么？；（2）独立非编码键盘的工作原理是什么？硬件怎样连接？编程的思路是什么？（3）矩阵键盘的工作原理有什么不同？硬件怎样连接？编程的思路又是如何？对这3个基本问题围绕键盘及接口电路这个学习任务展开自主学习、互助学习。

4结束语

单片机原理及接口技术课程的课堂教学应强调学生的自主学习、合作学习。教室-实验室一体化教学把理论教学过程中加入实验的教学环节，教师控制课堂能力强的话，能达到很好的教学效果，增强学生的记忆点。同时，利用任务驱动教学方法进行课堂教学，将教师从教学主体地位中分离开来，教师更多地是积极引导学生参与课堂教学，在教学过程中充分发挥教师的指引作用和学生的主体地位，达到提高学生学习和分析问题、解决问题的能力，通过实践检验，是一种有效、合理的教学方法。

参考文献：

[1] 张涛，单片机课程教学改革之我见[J].天津职业院校联合学报，2012（08）：101-102.

[2] 章华幸，单片机实验教学探索[J].中国电力教育，2014（05）：184-185.

[3] 黄江，任务教学法在《单片机原理及应用》教学中的运用[J].职业教育研究，2007（12）：83-84.

[4] 李朝青，单片机原理与接口技术[M].北京航空航天大学出版社，2005.

单片机学习经验之谈 篇4

1 学习单片机的准备工作

(1)网上了解一些单片机,包括种类、开发工具和应用特点,譬如51、PIC、AVR、MSP430等很多款型,选择一款适合自己学习的单片机。

(2)根据选择的单片机选取书籍。最好书中在讲解知识点时,能给出相应的完整实例,包括设计思想、硬件电路和程序代码的整个流程。这样书籍理论与实践结合比较紧密,可以帮助学习者快速地理解和应用。学习者也可以利用网络,找一些资源为我所用。

(3)有条件者最好买一套对应单片机的实验板。目前单片机开发板功能齐全,数码管、键盘、AD或DA、液晶、串口、USB、红外、时钟等部件都有,同时开发板厂商可以提供好多配套实验代码和配套教材。通过开发板,学习者可以直观真实地进行基础功能实践和自行设计。无条件者可以利用Proteus仿真软件,在Proteus中既可以绘制电路图,还可以运行单片机程序,省去买板子的费用。

2 学习单片机的简单应用

(1)了解单片机的硬件结构,例如单片机的引脚功能、存储器特点与配置、IO特点与功能。

(2)选择并熟悉对应单片机的软件编程环境。包括工程项目的建立与配置、文件的添加与删除、程序的编译与调试、可执行文件的生成、程序下载等一系列操作流程。

(3)学习单片机的编程语言与简单编程。

(1)单片机的编程语言包括汇编与C两种方式。汇编写程序代码效率高,但相对难度较大,尤其是遇到算法方面问题的时候。C语言的特点是可读性高,可移植性好,容易上手。这里推荐汇编语言,因为它可以帮助学习者更好的了解单片机的硬件资源,对以后的软硬件开发应用会有很大帮助,最终选择哪种可以由学习者自己决定。

(2)单片机的编程可以根据厂商提供的配套教材或其他收集的资料等从单片机IO口学起,例如流水灯、数码管、键盘扫描,从别人的代码中慢慢掌握单片机编程语言和编程技巧。对于知识点用到才学,不用的暂时丢一边。

(4)尝试修改程序代码。尝试在源程序的基础上修改程序,将自己的想法融合在一起,构思一下架构如何来完成,慢慢寻找自己的编程思路。切忌不能受限在别人的思维里,这样你自己永远也没办法提高。

(5)尝试自己编写程序代码。最初,啥都不懂,可以抄人家的程序过来,看看每句是干什么用的,运行什么结果,很明白。但是当你自己写的时候发现不时地就会卡住,那时候才明白原来看别人的程序容易,自己写的时候就不是那么回事了,这就是差距。所以当自己能够写出来的时候,说明真的懂了。在这里需要强调一点,编写程序时,需要养成良好的写程序风格,例如程序注释、变量命名等,这是一种良好的素质,既让别人看了舒心,也减少后期的维护。

(6)深入学习。若是觉得前面的知识真的会了,就可以学习单片机的其他知识了。一般按照由浅入深地逐步学习单片机硬件使用和软件编程(从IO口简单应用、单片机内部资源、单片机外围器件控制等)。学习过程中,要多思考多问人,并总结自己在学习时遇到的问题和解决的办法。

3 学习单片机的综合应用

一般来说,经过以上的学习之后,若是觉得对单片机的基本应用已经比较熟练,就可以做一些综合性的小项目,在实际操作中举一反三,启发思维,提高单片机的应用技能。建议小项目可以从自己的兴趣出发,先简单再复杂,逐步积累软硬件经验。

4 结语

单片机学习心得 篇5

实验教学的全过程包括认识、基础、综合3个阶段。以往的单片机实验是进行软件的编制和调试，与实际应用中的硬件电路相脱节。使学生缺乏硬件设计及调试分析本事，对单片机如何构成一个单片机最小应用系统，缺乏认识。发布的单片机实验板，经过计算机连接仿真器在实验板上把硬件和软件结合起来一齐调试，

软件的修改也十分方便，软件和硬件调试都经过后，把程序固化在eprom当中，插上8051单片机构成一个完整的单片机应用系统。

由于单片机体积小、成本低、使用方便，所以被广泛地应用于仪器仪表、现场数据的采集和控制，但单片机存储量有限，数据处理本事差，不利于数据信息的保存和处理，在那里利用单片机的串行口和上位PC机串口通讯，实验板上的MAX233串行转换芯片实现TTL信号和RS232信号之间的转换，和PC机通讯，从而实现远距离的监控及信息的存储、处理和打印清单，单片机完成现场数据的采集及各种信号的控制，构成一套环境监控单元。

五年制高职单片机教学方法研究 篇6

关键词:单片机;教学改革;教学质量

一、单片机教学中存在的问题

1.学生底子薄、实际动手能力差。

教授对象是初中毕业的五年制高职学生,其基础能力比较薄弱,学生通过学习往往不能独立编写单片机程序,只能照搬书上的例子添加代码,并不明白为什么这样做,甚至在布置一个相似的控制任务,只需要做一些简单改动的情况下,学生都无法自行完成任务。

2.教学内容多,课时有限。

单片机程序设计这门课程包括单片机的结构和工作原理、单片机控制程序设计、单片机接口三大块。一般情况下,一个学期在18周左右。一般高校的教学计划中都安排每周4个课时,我院也是每周4课时,共计72学时,其中包括实践教学30课时,如何在仅有的42个学时内保质保量地完成教学任务,成为授课教师面临的一个难题。

3.代码编写枯燥,学生学习兴趣不高。

由于学生对计算机语言学习不够,再加上初中时候的“记忆型”学习方式的影响,导致学生创新意识不强,而单片机采用的汇编语言[1]和C语言的学习没有“创新”和“积极主动思考”,就难以对知识做到透彻理解和灵活应用,学生处理错误的方法并不是在相应的错误事件过程中调试找错,而是看一眼课本看一眼电脑屏幕,看到底哪个字母打得和书上不一样。越是找不出错误得不到结果,学生越没有信心,且面对的都是汇编语言枯燥的代码,学生学习兴趣不高。

二、五年制单片机课程教学改革措施

1.挑选适合五年制高职学生的教材。

目前图书市场中的单片机教材可谓汗牛充栋、鱼龙混杂,其中一部分侧重于实践,一部分则侧重于理论,而要找到一本真正适合五年制高职课程教学的教材却很难。笔者认为一本好的教材应该内容完整,组织合理,既注重理论,又注重实践。笔者认为选择一本基于工作过程的、采用项目教学的教材,非常适合五年制高职学生的学习。

2.根据学生实际情况和社会需求调整学习内容。

现在很多单片机教材内容繁多,面面俱到,要在大纲规定的学时授课时间内完成教学,有一定难度,如果对每一章节内容通讲一遍,势必使这门课的教学成为一锅“夹生饭”。因此,要对教学内容加以调整,大胆删减。对课程内容调整要依据“技能本位原则、社会需求原则、实用综合原则”几个方面[2],注意知识内容的基础性、系统性、实践性和生产性。

3.突破传统的理论教学,改革教学方法。

良好的教学方法是提升教学质量的有力措施,改革教学手段,优化教学资源,归纳起来有:①分组教学法:五年制高职学生思想行为活跃,集体观念强;结合这个特点,我们采用分组教学法,一个教学班分成若干组,让他们以组为单位进行学习,并在组之间展开学习竞争。②比较教学法:单片机面向控制的程序设计一般作为微机原理和C语言的后继课程。单片机的编程语言和微机原理的汇编语言及C语言,有许多相似的地方,在教学过程中,不断比较单片机语言与汇编语言不同,从而使学生达到“温故而知新”的目的。③工作教学法:为了让五年制学生认识到单片机在生产生活中的作用,以某一个工作过程为载体,让学生参与这个工作过程,真正学到实用的技能。④项目教学法:案例贯穿,实用具体。整个课程的教学由具体实用的项目展开,从应用讲知识,让学生在熟悉问题解决方案、尝试解决问题的过程中运用知识,从而学习知识。突出“教、学、做一体化”的思想。

4.提升学生设计控制程序能力。

单片机语言是一门实践性非常强的课程,单单依靠课堂的教学是不够的。程序设计技能的培养只有通过大量的程序编写训练和任务练习才能获得,因此不可忽视实际程序编写、调试这些重要环节。对于实训任务的选题,通常采用“小题目大任务”的方法,即每个实验学生编写的“小题目”并不是孤立的,而是相互联系的,实际上它们都是一个较大型较复杂程序的各个有效的组成部分。

5.改进课程考核方法。

采用过程评价考核方式,综合评定成绩。该方式注重考核教学过程中学生对知识的理解和简单应用,然后通过小组在各个项目中的表现给每个小组打分,然后根据小组得分高低去确定小组成员的成绩,这样就激发了学生学习的积极性和团体性,进而促进学习效果和教学质量的提高。

参考文献:

[1]董少明.单片机原理与应用[M].中国铁道出版社,2007.

单片机学习方法 篇7

随着微电子技术和计算机技术的飞速发展, 单片机的应用已经渗透到人类生活的各个方面。无论是尖端科技, 如军事、通信、能源、机器人、交通、IT, 还是现代工业、农业、仪器仪表、汽车电子系统、家用电器、玩具及个人信息终端等各个领域, 都离不开单片机, 成为了电子系统智能化的最普遍的应用手段。因此“单片机原理及应用”课程也成为各高校工科专业的一门重要专业基础必修课程。其目的是培养这类学生掌握单片机的结构、原理等硬件特性及汇编语言、指令, 并做到两者融会贯通。通过对单片机理论、系统设计方法的学习, 增强工程应用实践能力, 培养学生分析问题和解决问题的能力。

目前培养适应新世纪社会发展需要的高素质创新人才, 已成为高等教育发展的重要趋势。作为高校工科专业的基础必修课, 单片机教学就必须以提高学生的动手能力和创新能力为核心目的。单片机课程是一门理论性、技术性和实践性都很强的课程, 对学生提出了比较高的要求, 不仅要能够融合电子电路、微型原理及程序设计等相关知识, 还要具有实际动手能力。因此, 如何通过理论和实验教学使得学生更快的掌握单片机;如何通过改善单片机的理论和实验教学的内容和方法, 充分调动学生学习的积极性, 进一步发挥他们的主观能动性和创造性, 这成为了任课老师思考的重点。

1 单片机教学现状

传统的单片机教法, 总是先将单片机的基本内部结构和工作原理讲完, 然后学生开始做实验。在学理论知识时没有相应的实践配合, 使学生产生枯燥无味感, 加上单片机这门课程比较抽象, 学生在刚开始接触的时候很难入门。任课老师深感教学难度大, 学生普遍觉得此课程难以理解, 学完后, 印象不深刻, 不能举一反三, 过后遗忘。学生的学习兴趣随着课程的枯燥也随之递减。出现上述问题的主要原因在于该课程抽象复杂, 具有软、硬件相结合的特点, 而且实验学时偏少等原因, 学生学完后, 不具备灵活应用所学知识的能力, 学生单片机综合实践技能的能力很难提高。

那么, 改变现状的方法仅有改变原有的教学模式和方法, 变抽象为形象、化复杂为直观。

2 单片机技能培训的必要性

单片机技能培训是在系统学习单片机课程之前指导学生了解单片机的基本知识和应用, 提高学生对该课程的认识, 培养学生对该课程的兴趣, 并且在有限的一个半星期的集中培训时间里通过老师的讲解、演示和指导, 使得学生对单片机有一定的主观、直观认识和实践动手机会, 能对单片机的基本指令、编程、调试和应用有一定的掌握, 这将为学生今后系统学习单片机课程奠定了基础, 也将使得单片机学习不再枯燥无味。

2.1 实验设备

实验室配备的单片机软件开发平台是Keil u Vision。Keil u Vision开发平台由于支持C语言开发、提供良好的集成环境、支持厂商众多等因素得到了广泛的应用, 成为时下开发单片机应用系统的有力工具。在教学内容上, 除讲解单片机汇编语言的基本知识, 还应该以Keil u Vision为开发平台, 讲解C51的开发流程。让学生既掌握汇编指令, 又熟悉C51的开发方式, 今后在面对实际系统时, 能够做到发挥两者各自的优势, 高效地完成开发过程。这对今后学生学习该课程及其他相关知识打下基础。

另外, 老师对单片机实验板的演示让学生对单片机的应用有一定主观和直观认识, 激发学生的学习兴趣, 促进学生对知识的渴望。例如:实验室里AT89S5x单片机试验开发板设计了LED循环灯、数码管、单脉冲发生器等实验, 学生通过自己的动手操作这些实验项目, 初学者很快被其吸引, 使得学生对单片机的认识从无到有, 从好奇到学习, 从学习到掌握, 在学生的脑子里迅速形成概念, 这样学生的积极主动性加强了。一旦学生的学习积极主动性被调动起来, 那么在下面的学习中将是带着问题和兴趣积极的投身于此。

2.2 单片机技能培训的教学方法

单片机技能培训对老师而言具有一定的挑战性, 这不仅要求老师对单片机的知识和应用了如指掌, 对知识融会贯通, 而且要求老师在有限的较短时间内达到培训目的。那么在单片机技能培训的教学方法上就应该大做文章, 在培训期间不是单一的理论或者实验教学, 而是两者合二为一, 只有这样才能达到更好效果。

2.2.1 理论和实验教学有机结合

单片机课程本身是一门很有趣的课程, 有很多东西都与实际生活相关, 很容易激发学生的学习兴趣。那么怎样做才能使得在很短的时间内让学生有所了解并且掌握相关基本知识?这就需要老师在讲一些比较抽象的知识时, 能通俗易懂, 多举例说明, 通过Keil u Vision开发平台的功能把知识点串起来, 那么学生理解起来会更容易些。比如说, 对于片内RAM和片外RAM数据传递, 这需要不同指令才能完成, 例如:

指令执行的过程应该是将立即数30H传送到片内RAM的34H地址单元内, 通过累加器A和R1的间接寻址将数据30H传送到片外RAM的52H单元中。结果为 (A) =30H, (R1) =52H, 片内RAM中的 (34H) =30H, 片外RAM中的 (52H) =30H。

上述指令虽然很简单, 但是对于初学者来说, 这将很容易出错。如果老师仅仅就把指令讲解完毕, 举两个例子说明, 这将是很枯燥无味的, 虽然学生听明白了为什么要这样做, 这样做有什么样的结果, 但是还是一头雾水, 有点懵懵懂懂。但是, 如果利用Keil u Vision开发平台的程序演示, 学生就能有一个很清楚的认识, 从片内的数据通过指令运行后传送到了片外的具体的地址单元里, 在相应的地址单元里学生会看到结果: (A) =30H, (R1) =52H, 片内RAM中的 (34H) =30H, 片外RAM中的 (52H) =30H, 这样直观的接触对理解起到很好的帮助, 并且可以单步执行每条指令, 学生会更清楚每条指令的实际意义和运行结果。而且老师可以在Keil u Vision开发平台演示写指令的过程中说明注意事项, 写出错误指令后的应对方法等等具体细节, 这对提高学生排除故障能力和开发创新能力有重要意义。那么学生有了具体操作和直观认识后, 对指令的学习和Keil u Vision开发平台的操作有了进一步具体的掌握。

在很短的时间内能对单片机有所了解和领悟, 这对学生而言是一个不小的进步, 也使得学生很有成就感, 这就更加激发了他们的学习积极主动性和创新性, 而不是仅仅局限于会分析看懂程序上, 而是希望通过自己编程, 达到成功。一旦自己编程调试成功, 这种喜悦和成就感就不言而喻了, 这也促使他们对学习新知识和掌握更多知识的渴望。当然在培训期间, 由于时间有限, 不可能把所有的知识都面面俱到, 那么感兴趣的学生就可以自学相关内容, 这不仅提高了学生的自学能力, 也为他们接触单片机和进一步了解提供了更长的时间, 为今后的学习工作打下坚实的基础。

2.2.2 引入竞争机制, 分组比赛

单片机技能培训虽然时间短, 但是时间很集中, 连续全天的上课对学生而言也是比较枯燥和乏味的。如何让学生充分利用时间, 调动学生的学习积极性, 在每天的上课时间里有更多的收获?我想引入竞争, 把学生分组, 通过比赛完成学习内容不失一个好方法。

把学生5-6人分为一组, 每组一位组长, 这样就可以通过每组完成学习任务的先后顺序给各组打分, 结果将直接带入最终成绩, 这对激发学生的学习积极性和发扬团队精神起到很好作用。在授课过程中, 讲解到一定程度, 老师布置给学生任务, 在有限的时间内每组上交答案, 具体事项由组长负责。由于学生的集体荣誉感很强, 谁也不服输, 出现你追我赶的现象, 整个课堂气氛活跃, 学生学习热情高涨。在学生完成任务期间, 老师可以诱导学生如何思考问题和解决问题, 帮助他们避免不必要的错误, 及时解答学生提出的问题, 这样学生在此期间既可以学习新知识又可以巩固所学知识, 同时, 学生之间的交流也会让学习变得生动起来。例如:用多种方法将片内RAM34H单元和36H单元中的内容互换。一般有四种方法:直接地址传送法, 间接地址传送法, 字节交换传送法和堆栈传送法。这个任务要求学生能正确应用所学指令, 并且要灵活应用不同功能的指令。鼓励学生相互之间讨论, 引发新的思维碰撞, 一题多解, 激发学生的创新意识。这在很大程度上对学生掌握知识和应用知识起到帮助, 比老师在黑板上一直讲效果要好得多, 学生也乐意动脑筋, 彼此之间相互讨论研究, 就连平时不爱学习的学生都变得积极爱学了。整体效果非常不错。

2.2.3 充分利用多媒体和网络

老师上课使用多媒体教学能让学生更快掌握知识和软件操作, 内容更加直观和形象, 学生也更容易接受, 不会觉得枯燥乏味。在学生完成任务期间, 除了利用课本查找知识解决问题及老师的帮助外, 当然也可以借助网络的强大功能, 有什么问题上网“搜”一下, 这样既可以解决问题, 也让学生更加开阔眼界, 学习他人思考问题和解决问题的方法。通过一系列的学习过程, 对学生而言将是受益无穷的。

3 结束语

单片机原理教学方法的探讨 篇8

《单片机原理》课程所包含的理论基础知识多,涉及软件、硬件知识,是实践性很强的科目。同时单片机原理这门课也是电子类专业中《自动检测》、《嵌入式设计》等相关专业课的前导课程。因此,在很多高职院校及本科院校均开设单片机原理课程,重视其教学效果[4]。

1 单片机原理教学现状

在实际的教学过程中,多数学生认为单片机难学、理论知识枯燥且较复杂、汇编语言指令比C语言繁琐、指令颇多、容易出错。刚开始学生学习的积极性还高,时间一长,学生的畏学、厌学情绪严重。在一定程度上,不但影响了单片机课程的教学效果,也影响了整个课程体系中后续课程的教学效果。结合近几年来,单片机原理课程的实际教学经验,总结分析以下几点单片机教学质量难以提高的原因:

1.1 教学时间安排稍晚

作为电子信息类必修的专业课,单片机原理课程在专业教学中具有承前启后的作用。高职教育实际的理论教学时间只有2年半,最后半年是顶岗实习,有些院校把单片机原理课程安排在大二下学期,而将需要在学习单片机课程后再学习的课程往前排。这样会导致学生学习混乱,对知识交叉的课程难以灵活的连接起来应用,单片机课程的基础作用不明显,同时课程体系违背循序渐进的学习认知过程,学生学习效果大打折扣,比如自动检测技术,学习了单片机知识,再学习自动检测技术课程,学生可能会明白的更透彻。另外由于大部分学生计算机基础知识薄弱,单片机原理中的汇编语言与C语言差异比较大,汇编语言指令部分是独立的,不容易理解并记忆指令的用途,并且该课程中又包含了较多的理论知识,比如中断、定时、串行等复杂内容,再加上专业教学计划制定的教学学时比较少,理论课时与实验课时分配难以合理,因此这种“内容多、课时少、没基础”的情况,自然使学生学习起来有一定的难度,同时也大大消减了他们学习的热情。

1.2 课程模块知识点散

与本科教材相比,高职高专单片机原理教材删去了繁琐的,保留简单的,使用过程中也降低了要求。但是高职教育的特色是应用技能的培养,这跟本科教学完全不同。学习单片机原理目的在于应用单片机设计内容,比如定时器的设计,强调的是应用部分。但是就单片机教材的内容安排上来说,都是过多的理论知识,而且每一部分都是独立的,通常第一章讲单片机的内部结构,接着讲汇编语言,后面就是独立的中断系统,定时器等。但是,要针对使用单片机进行一个实际问题设计的话,比如用单片机做一个电子显示时钟,一般要涉及很多的知识点,需要把很多模块的应用连接起来,但都必须等到把教材的内容讲完才行,所以很多学生在学习过程中感觉学了大半本书的单片机原理,还是不知道了学了些什么,没有一个整体的概念,针对具体问题还不知道怎么用单片机才实现,很难讲离散的知识点联系起来,想要独立设计完成一个结合更多的模电、数电知识的偏硬件电路或者结合嵌入式知识设计偏软件的课题,基本上是很困难的。

1.3 学生理论知识基础差

高职院校学生自身基础知识比较薄弱,我们学院也不例外。很多学生数学、英语基础较差,在学习一些汇编语言语句时,不明白语句英语单词的意思,加大了理解语句的难度,更谈不上如何有效的记忆英文单词的指令;在读汇编程序例子时,也会纠缠于语句中的一些提示性的英语语句;在编程设计程序时对算法、流程等逻辑不容易理解和接受;另外在程序调试时,对于用英语显示的出错提示信息看不懂,调试程序困难,找不出错误,从而不能有效快速的找出程序语句中的关键问题所在,长期来看,对使用汇编语言进行编程产生了畏惧思想并最终放弃学习。

2 教学方法改革的思考

要想提高单片机原理课程的教学质量,提高学生学习的积极性,增强他们学习的热情,需要对单片机原理的教学方法,方式等教学手段方面进行教学改革。

2.1 明确课程教学目标

单片机原理是电子专业的专业基础技能课,是一门理论性、应用性较强的课程。其特点是概念多、指令多和涉及内容广,学习单片机原理之前必须具备模拟电子和数字电子技术等基础知识,另外,其整体实现思想和技术又往往难于理解。单片机原理最终的教学目标,就是让学生能够针对具体设计题目,综合应用模电、数电等专业知识,进行独立的分析、软硬件设计、调试以及仿真成功。根据高职院校培养人才的目标,重在技能和应用型,在制定单片机原理教学目标的时候,还应该增加各类实际应用型的项目,从而让学生能有更多的实践机会,不断的增强理论联系实际的能力和应用能力,以适应社会发展的需求。

2.2 根据实际情况制定教学内容

实际教学当中,必须根据具体的情况进行教学内容的调整。当然,第一步:教师首先应该熟知单片机教学内容,以及模拟电子技术与数字电子技术的内容,掌握他们之间的内在联系,结合学生的实际基础,对单片机原理课程的教学内容进行优化设计。第二步:在教学过程中,应该把单片机最简单的系统首先告知,多列出在日常生活中且经常接触到的,采用单片机芯片做成的实际实物,可看可触摸的,让学生在系统学习理论知识之前,明白单片机芯片能做什么?学习单片机在现实生活中的用处。接着开始学习单片机芯片的内部结构,40个引脚的作用,汇编语言,以及中断,定时器等内容,然后再在此基础上进行各种类型项目的实训练习,真正的练好编程技能,软硬件电路的设计,结合仿真软件和protel软件,独立完成一个采用单片机做成的电子实物。不需要一直学习新的知识,验证新的知识点,过多的离散的知识点,对于我们高职学生来说不是多就好,真正需要的是能将有限的知识联合起来,综合应用。同时在教学过程中必须对授课内容做出适当的整合,单片机原理教材中涉及过多复杂的数学例子,可以略去,难度太大了,也影响了学生学习的积极性。

2.3 适当增加实验课时量,制定合理的实验、实训计划

理论课时偏多,实验课时太少,单片机课程本身强调的就是实践操作,培养学生设计能力,那这些能力必须在实验课中得到锻炼。

在传统的单片机原理教学方法中,一般都是先讲理论知识再进行实训,但是讲理论时,理论知识过多,学生觉得枯燥,真正理解并记忆的知识实际并不多;实验课上,需要用到并验证理论知识的时候,又忘记了,这样的教学质量差;适当增加实验课时,多给学生留点自我练习的机会,可以在课堂安排上遵循“讲原理-举例子-练操作”的过程,生动了课堂,紧凑了教学内容。把理论与实践相结合,学生边学边练,课程内容当堂消化吸收。

在每个章节之后,制定实验内容时,充分考虑知识的连贯性,设置一些实际生活中的项目设计,不是仅单一知识点的练习,巩固并提高前面的知识,重在多个知识点的贯穿应用,真正做到学用结合,达到提高应用设计能力的目的。制定实训计划时,不要内容过于简单,太简单就起不到实训的目的,可以借鉴企业或者行业中的实际生产项目,让学生在学校也能真正实地的感受到项目设计的环境,从而提高他们完成实际项目的能力,为走上工作岗位打下坚实的基础。

2.5 增强学生学习的积极性

让学生清楚明白我们高职教育重点是实际操作和动手能力的培养,我们不是去发明、创造什么高科技。我们需要做的是综合运用所学理论知识进行软硬件设计,完成某些实际项目,不需要花大量时间去进行理论研究,而是把这些时间和精力投入到实践动手能力中。必须明确学习目标,增强自学能力,要学会如何学习,在实践中强化理论知识,提高应用能力。

平时课堂上理论教学时,要求学生认真听讲、随时记录下重点内容和要点;讲解程序时,要求学生不光听懂程序的分析,并且要记录下来,并附上注释;在实际操作中,鼓励学生多问,同学之间多讨论,互相进步,不断激发他们学习的热情。

3 结束语

单片机原理是高职高专电子信息类专业必修的专业基础课程,在整个教学环节中起着重要的作用。因此,改变现有的课程教学方式,有助于提高单片机课程教学质量,加深学生对单片机知识的理解程度,能够灵活的应用单片机进行软硬件设计,解决更多的实际项目问题;另一方面,也为后续课程的学习打下了坚实的基础,在一定程度上也提高了学生学习的热情和积极性。今后,在课程教学过程中,需要不断地努力分析和总结,根据实际教学环境及时发现问题并解决,积极探索和改进课程教学方法、方式,不断激发学生学习的热情,提高他们实际动手操作的能力,为以后走上工作岗位打下良好的基础。

参考文献

[1]陈露军,张娜,任磊.C语言教学方法探讨[J].大众科技,2011(4).

[2]颜廷秦.单片机教学方法探讨[J].职业技术,2008(8).

[3]杨立生.单片机教学方法研究[J].中国现代教育装备,2010(17).

单片机系统的抗干扰方法 篇9

1 干扰的分类

按干扰的作用形式分类, 干扰一般分为串模干扰和共模干扰两种。

1.1 串模干扰。

串模干扰又称为常态干扰或差模干扰。它是叠加在被测信号上的干扰信号, 如图1所示, Vs为有用信号, Vnm为干扰信号。

实践证明, 传输线采用双绞线时, 两线的干扰量近于相互抵消, 因此可有效地抑制串模干扰。若采用双绞屏蔽线, 则能更好地抑制干扰。

1.2 共模干扰。

共模干扰又称共态干扰或纵向干扰, 是指放大器或ADC的两个输入端上共有的干扰电压, 如图2所示。

在单片机应用系统中, 被测信号有单端对地输人和双端不对地两种输入方式, 对于存在共模干扰的场合, 不能采用单端对地输入方式, 因为此时的共模干扰电压将全部变为串模干扰电压。

2 硬件抗干扰措施

2.1 电源干扰的抑制措施

2.1.1 电源经过交流稳压器可起一定的作用。

但输入端的瞬态干扰还会反映到输出端, 因此还应在输出端加一级噪声滤波器, 如图3所示。

L=100μH, C=0.1~0.5μF。一般说来, 滤波器对20KHz以上的干扰抑制能力较好, 对20KHz以下的干扰抑制能力较差。

另外常采用外壳安全接地, 屏蔽良好接地, 电源与地之间并接退耦电容等方法来消除电源干扰。

2.1.2 过程通道干扰的抑制措施。

过程通道是系统输入、输出以及单片机之间进行信息传输的路径。过程通道的干扰主要是利用隔离技术、双绞线传输、阻抗匹配等措施抑制。

2.2 电磁干扰的抑制措施。

在实用中抑制电磁场干扰的主要手段就是合理的接地、屏蔽以及电源供给方法。

2.3 印制电路板的抗干扰设计

2.3.1 关键器件放置:应把相互有关的器件尽量放得靠近些, 这样可以获得较好的抗噪声效果。易产生噪声的器件、大电流电路等应尽量远离逻辑电路, 如有可能, 应另外做电路板。

2.3.2 D/A、A/D转换电路要特别注意地线的正确连接, 否则干扰影响将很严重。

2.3.3 在工作频率小于1MHz的低频电路中, 要单点接地, 频率大于10MHz时, 要多点接地。数字地和模拟地分开设计, 在电源端两种地线相连, 且地线应尽量加粗。

2.3.4 在印刷电路板的各个关键部位配置去耦电容

a.电源输入端跨接10~100μF的电解电容器。如有可能, 接100μF以上更好。

b.每个集成电路芯片都应安置一个0.01μF的陶瓷电容。

c.对于抗噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM存储器件, 应在芯片的电源线 (Vet) 和地线 (GND) 间直接接人去耦电容。

2.3.5 给继电器线圈增加续流二极管, 消除断电时产生的反电动势。

2.3.6 在继电器接点两端并接火花抑制电路, (一般为RC串联电路, 电阻一般为几千欧到几十千欧, 电容为0.01μF) 减小电火花影响。

2.3.7 避免90°折线, 减小高频噪声发射。

2.3.8 在可控硅两端并接RC抑制电路, 减小可控硅噪声。

2.3.9 电容引线不能太长, 特别是高频旁路电容不能带引线。

3 软件抗干扰措施

软件抗干扰属于单片机系统的自身防御行为, 常用以下方法实现单片机系统软件抗干扰。

3.1 指令冗余。

当CPU受到干扰后, 往往将一些操作数当作指令码来执行, 引起程序混乱。MCS-51指令系统中所有的指令都不超过3个字节。当程序弹飞到某一单字节指令上时, 便自动纳入正轨。当弹飞到某一双字节指令上时, 有可能落到其操作数上, 从而继续出错。当程序弹飞到三字节指令上时, 因它有两个操作数, 继续出错的机会就更大。因此, 我们应多采用单字节指令, 并在关键的地方人为地插入一些单字节指令 (NOP) , 或将有效单字节指令重复书写, 这便是指令冗余。在双字节指令和三字节指令之后插入两条NOP指令, 可保护其后的指令不被拆散。常在一些对程序流向起决定作用的指令之前插入两条NOP指令, 以保证弹飞的程序迅速纳入正确的控制轨道。此类指令有:RET, RETI, LCALL, JMP, JZ, JC, JNC, JB, JNB, CJNE, DJNZ等。在某些对系统工作状态至关重要的指令 (如SETB EA之类) 前也可插入两条NOP指令, 以保证被正确执行。指令冗余措施可以减少程序弹飞的次数, 使其很快纳入程序轨道。

3.2 软件陷阱。

所谓软件陷阱, 就是一条引导指令, 强行将捕获的程序引向一个指定的地址, 在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。如果我们把这段程序的入口标号称为ERR的话, 软件陷阱即为一条LJMP ERR指令。为加强其捕捉效果, 一般还在它前面加两条NOP指令。因此, 真正的软件陷阱由三条指令构成:

NOP

NOP

LJMP ERR

软件陷阱通常安排在下列四种地方:

a.未使用的中断向量区。

例如:系统共使用三个中断:INT0, T0, T1, 它们的中断子程序分别为PGINT0, PGT0, PGTl, 建议按如下方式来设置中断向量区:

0RG 0000H

START:LJMP MAIN;引向主程序入口

LJMP PGINT0;INTO中断正常入口

NOP;冗余指令

NOP

LJMP ERR;陷阱

LJMP PGTO;TO中断正常入口

NOP;冗余指令

NOP

LJMP ERR;陷阱

LJMP ERR;未使用INTl, 设陷阱

NOP;冗余指令

NOP

LJMP ERR;陷阱

LJMP PGTl;T1中断正常入口

NOP;冗余指令

NOP

LJMP ERR;陷阱

LJMP ERR;未使用串行口中断, 设陷阱

NOP;冗余指令

NOP

LJMP ERR;陷阱

LJMP ERR;未使用T2中断

NOP;冗余指令

NOP

从0030H开始再编写正式程序。

b.未使用的大片ROM空间。

我们可以将ERR安排在0030H开始的地方, 程序不管怎样修改, 编译后ERR的地址总是固定的 (因为它前面的中断向量区是固定的) 。这样我们就可以用00 00 02 00 30五个字节作为陷阱来填充ROM中的未使用空间, 或者每隔一段设置一个陷阱 (02 00 30) , 其它单元保持OFFH不变。

c.表格。

d.程序区。程序区是由一串串执行指令构成的, 我们不能在这些指令串中任意安排陷阱, 否则影响正常执行程序。但是, 在这些指令串之间常有一些断裂点, 正常执行的程序到此便不会继续往下执行了, 这类指令有LJMP、SJMP、AJMP、RET、RETI。

由于软件陷阱都安排在正常程序执行不到的地方, 故不影响程序执行效率。在当前EPROM容量不成问题的条件下, 还是多多设置陷阱有益。

3.3“看门狗”技术。

PC受到干扰而失控, 引起程序乱飞, 也可能使程序进入“死循环”。指令冗余技术、软件陷阱技术不能使失控的程序摆脱“死循环”的困境, 通常采用程序监视技术, 又称“看门狗”技术 (Watchdog) , “看门狗”技术就是不断监视程序循环运行时间, 若发现时间超过已知的循环设定时间, 则认为系统陷入了“死循环”, 然后强迫程序返回到0000H入口, 在0000H处安排一段出错处理程序, 使系统运行纳入正轨。

3.4 RAM数据冗余技术。

用数据冗余技术以实现RAM自救。因为RAM中保存的是系统的原始参数、状态标志、工作变量、计算结果等, 一旦破坏会使系统不能运行。通常可用数据冗余技术解决, 即同样的数据在几个地方同时存放。当原数据被破坏时, 用备份数据块去修复。备份数据的存放地址一般应考虑备份数据和原始数据之间保持相当的距离, 使得不至于被同时破坏。还要注意使数据区不要靠近堆栈, 以免万一堆栈溢出造成数据丢失, 或读数据操作破坏堆栈。

结束语

综上所述, 通过对单片机应用系统的软硬件全面考虑, 并针对不同的情况采取不同的技术措施, 可保证系统准确、可靠运行。

摘要：阐述了单片机系统干扰的分类, 并以MCS-51单片机为例, 着重从软、硬件方面分析了单片机系统抗干扰的设计方法。

关键词：单片机系统,抗干扰,软件,硬件

参考文献

[1]张毅刚, 彭喜源.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1997.

单片机实验教学方法的探讨 篇10

单片机应用技术是计算机科学与技术专业的一门专业任选课程。单片机在工业控制、机电一体化、智能仪表、无线通信、家用电器等诸多领域中已经得到广泛应用, 成为测控技术现代化不可缺少的重要工具。单片机教学的任务是从应用角度出发, 以MCS-51系列单片机为基础, 系统介绍单片机的基本结构、指令系统、程序设计、系统扩展与接口技术, 以及抗干扰技术等。

在我们近十年的单片机实验教学中, 一般采用模仿性的单片机实验教学方法和验证性的单片机实验教学方法。

(1) 模仿性的单片机实验教学方法。其主要思想是学生按照具有参考性质的一些电路和程序, 改造或者模仿设计出有关实验电路, 并改编或者重新编写实验程序, 来达到课程所要求的实验现象或者实验结果。该种实验方法要求学生部分掌握电路设计和程序设计的内容和方法, 提高分析和解决问题的能力。

(2) 验证性的单片机实验教学方法。验证性的单片机实验教学方法的主要思想是:学生按实验指导书给定的固定实验步骤、完整的电路接线图和编好的实验程序或者完整的流程图来连接实验电路, 并输入和运行程序, 最终验证性地观察、记录实验现象或者结果。这种实验方法要求学生能够看懂电路原理和程序, 能够分析实验现象或者结果。验证性单片机实验教学方法的优点是对学生的要求不高, 实验也容易组织。所以, 其一般适合于教学过程的初始阶段, 可以使学生对实验过程获得一些感性认识。但验证式的单片机实验教学方法单一、手段简单、照葫芦画瓢, 不但束缚了学生想象力的开发, 同时使学生过于追求表面应试成绩, 不能认真自主地深入研究, 提出问题, 分析讨论问题和解决问题, 扎实地完成自己的实践过程, 掌握真实知识。学生简单复制他人结果, 快速达到自己完成任务的目的, 养成极其不良的学习习惯。

2 单片机应用技术实验教学改革的实践

(1) 改用C语言进行单片机程序设计。8051是目前市面上相当流行的单片机。由于8051在业界的大量使用, 未来的市场非常看好, 众多的厂家纷纷推出兼容的单片机, 及支持8051的程序开发工具。可以预见未来几年单片机市场上8051还会占有一席之地。所以学习自动控制, 选择8051绝对不会后悔。即使做产品设计也是不错的选择。一般大专院校在单片机应用技术教学过程中选用的程序设计工具是使用汇编语言。但在实际开发中以汇编语言设计一个较长、较完整的控制程序, 将会发现注释比原始程序还要来得长, 而且原始程序过一段时间不看, 若是要修改一下功能, 又要重头再来读程序。对初学者而言, 学汇编语言的确是有点复杂, 但对从事硬件的设计者却是必备的, 在过去汇编语言一直是单片机程序设计师们唯一的选择。

C语言是目前唯一一种可以运行在从单片机、PC机直到巨型机等各种机型上的高级语言。目前8051单片机已具有了C语言编译系统和实时多任务操作系统, 用它来开发项目更是多快好省。C语言功能强大, 十分适用于控制系统的开发。作为一种编译语言, C语言的效率很高。在一些规模较大的程序开发中, 使用C语言开发程序的效率甚至高于使用汇编语言开发的程序。随着个人电脑的普及, 软件开发工具支持齐全, 在PC上我们可以很容易以C语言来设计一般的工程和应用控制程序, 直接来控制硬件的工作。只是在真正应用上往往会觉得用一部PC只做些小小的控制, 实在有点大材小用。单片机体积小, 又省电, 国内外有不少软件开发厂商纷纷推出支持8051的C语言编译器。在台湾常见的有IAR公司、2500A.D.公司开发的编译器和加拿大软件公司DAVEDUNFIELD推出的一套8051C编译器MICRO-C51等。上述这些编译器功能均相当齐全, 完全可以胜任单片机的开发工作。使用C语言做单片机程序设计相比用汇编语言来说有以下的好处: (1) 程序好写, 它是结构化语言; (2) 易于开发复杂的程序; (3) 程序易读易懂, 修改容易; (4) 除错方便; (5) 移植性高, 可在PC测试过后, 再移植到8051编译器上编译而执行。

(2) 开展综合性、设计性实验来培养学生创新素质能力。我们把一部分科研成果及时转化为教学内容, 引入到教学中去, 极大地丰富了的教学内容。为培养学生创新意识、科学思维方式、实事求是的科学态度、严谨的工作作风和钻研探索精神, 进一步进行教学改革创造了条件。为了提高学生的学习兴趣, 我们使用一片GI公司的可编程声效发生器 (PSG) AY-3-8910进行教学, 此IC可以产生各种常见的声效, 如机关枪声音、鸟叫的声音、子弹飞啸声音等。这些声效常常出现在电动玩具上, 机关枪声音是利用PSG噪声发生器产生, 产生随机数波形及可变振幅控制 (即包络发生器) , 制造衰减的包络外型所产生出来的效果。

3 实验项目的多元化, 让学生充分发挥自己的能力

从体现层次性、系统性与完整性的要求出发, 教学中设置了如下实验项目:

(1) 单片机系统的整体认识。教师首先利用一个完整的系统进行模拟卸料演示, 对该单片机应用系统进行整体介绍, 同时介绍实验方法和开发工具的使用。通过介绍一个控制IED信号灯的程序例子, 学生模仿进行简单程序设计、汇编、连接, 将程序代码写入AT89C52运行或通过仿真器运行对程序进行实际测试。通过该实验可以消除对单片机的神秘感, 提高学生的学习兴趣。

(2) 硬件调试。介绍单片机系统的硬件调试基本方法, 指导学生进行硬件调试试验。实验使用静态方法, 利用开关电路模仿CPU产生地址信号、数据信号、控制信号, 测试硬件连接的正确性, 加深对单片机接口时序信号的了解。

(3) 汇编语言程序结构与I/O控制程序设计。通过该实验使学生掌握汇编语言程序结构、51系列单片机的中断服务程序入口地址的使用。利用输入接口输入的二进制值模仿气压值P, 按卸料工艺流程设计阀门控制程序, 并写入运行。外部用信号灯代替阀门负载直观指示输出口的状态。

(4) 键盘与显示程序设计。可以选择软件延时, 或定时中断管理方式, 包括二进制到十进制的变换、显示译码、动态扫描显示程序等。学生可以自主选择某一方式。通过该实验, 介绍软件仿真的汇编语言程序调试方法。

(5) 运算程序设计。多字节的算术运算程序, 利用软件仿真运行对该程序进行调试, 通过该实验进一步掌握程序的调试方法。

(6) 中断服务程序与A/D程序设计, A/D的启动, 数据的读入、滤波程序等。A/D工作与中断方式, 可以自由选择滤波算法。

(7) 串行通信接口实验。编写单片机的发送与接收程序, 可以选择查询方式或中断方式。在PC机上运行的管理程序不要求学生编写, 它可以设置PC机的串行通信参数, 接收单片机送来的信息以二进制 (或十六进制) 和ASCII方式显示, 而且可以向单片机发送信息, 单片机将接收到的信息在LED数码管上以十六进制方式显示。

(8) 系统的整体运行测试。以上试验项目完成后, 将学生设计的功能程序组合可以得到一个初步的“卸料控制”程序。也可利用案例的示例程序, 将其汇编成目标代码写入单片机, 插入系统运行, 通过一个可调直流, 电源模拟压力传感器和压力变送器输出的压力信号 (0~5V) , 对系统进行实验模拟调试。

每一实验项目都有2~3个具体的内容供学生自主选择, 稍经努力学生可以完成教学大纲规定的基础试验, 有兴趣、有潜力的学生可以选择难度较大的试验。全部实验项目完成后, 学生将自己编写、调试完成的功能子程序, 以及示例提供的功能程序模块组合, 就可以完成卸料控制器完整控制程序的设计, 将其写入AT89C52插入系统运行。实验用程序设计作为理论课的作业在课外完成, 实验课进行程序的调试与运行测试。实验室对学生开放, 除安排集中实验时间外, 学生可选择其它空余时间, 自主选择试验项目进行实验。

4 结束语

计算机科学技术迅猛发展, 不断地向我们提出新的目标和要求, 这就要求我们的计算机课程教育也要与时俱进。计算机专业教师不仅要随时提高自己的专业知识, 还要不断地研究改革教学内容、方法及手段, 采取多种途径, 提高教学质量和学生的能力。以上是笔者在实践中的一些探索, 希望能够对单片机应用技术的实验教学改革起一些借鉴作用。

参考文献

[1]朱月秀, 尤佳.单片机实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索, 2002 (17) .

[2]张俊谟.单片机中级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 1994.

单片机学习方法 篇11

【关键词】单片机应用技术；工作过程；学习领域；教学情境

一、基于工作过程教学的必要性

单片机应用技术是与人们日常生活、生产密不可分的，同时又是工科专业学生必须具备的岗位基本技能。高职学生由于基础较差，理解能力不强，针对理论性较强的知识普遍出现学不懂、不愿学的现象。通过传统教学我们发现学生比较倾向于动手的训练（即实验），学生更愿意通过在实际工作中完成具体任务来获得相关知识。因此，完全打破传统学科体系，按照企业实际工作任务、工作过程和工作情境来组织课程，形成基于工作過程的学习领域课程开发势在必行。

二、基于工作过程的学习领域课程开发流程

基于工作过程的课程开发是以真实产品为载体，按照真实生产要求进行课程内容分析，从真实生产中提炼工作任务，围绕任务完成的过程来展开，关注的是“如何完成工作任务”。课程开发流程是：

1.课程设计与生产实际相结合。针对初级电子产品开发工程师岗位与企业技术人员共同研讨和分析，按岗位——典型工作任务——工作流程——职业能力——课程目标这样的链路进行课程学习领域设计。

2.选择综合贯穿项目，以产品开发工作过程为依据，根据学生的学习认知规律设计教学情境，按照由浅入深，涉及的能力点和知识点逐步增加，最后完成大型复杂的实用项目的教学规律，选取和序化教学内容。

3.在教学实施过程中，将理论和实际融为一体，使学生在学、做、说、写过程中，不仅掌握技能，而且得到工作过程的体验。

4.将企业管理制度引进考核方案，考核内容包括学习过程考核、应用能力考核、遵守制度和工作规范等方面的考核，加强学生职业能力的培养。

三、基于工作过程的“单片机应用技术”学习领域课程设计

“单片机应用技术”的学习领域课程开发是依据工作过程导向，以典型工作任务为载体，学习情境按照难易程度依次递进的思路设计的。通过该系列学习情境的实现，学生不仅能够掌握单片机硬件设计和软件设计等专业知识和专业技能，真正具备观察分析问题、理论联系实际解决问题的能力，还能够全面培养其职业规范、职业道德和纪律等综合素质。

1.教学载体设计。

本课程选择“数字温度计”项目作为教学的载体。主要原因是“数字温度计”设计涉及了单片机的内部资源使用、汇编语言程序设计、中断、定时、A/D转化、显示、键盘等单片机技术应用的主要内容。该项目知识覆盖面广、又具有一定的实用性和拓展性。

2.教学情境设计。

我们根据“数字温度计”设计进展，结合学生的的学习规律，将综合项目分为七个教学情境，每个教学情境由若干个单项工作任务支撑，通过任务训练达到学生职业能力培养的目的。

学习情境设计如下所示：

情境1：单片机简单系统（任务一：单片机简单系统设计；任务二：单片机简单系统制作）

情境2：汇编语言编程（任务三：信号灯点亮控制；任务四：简易计算器设计；任务五：流水灯控制；任务六：单信号灯控制）

情境3：日历和时钟（任务七：利用按键产生外部中断，控制LED亮灭；任务八：交通信号灯设计和调试）

情境4：键盘（任务九：4×4键盘制作）

情境5：显示器（任务十：位LED显示器的制作）

情境6：温度检测（任务十一：数字电压表的设计）

情境7：综合项目设计和调试（任务十二：数字温度计的整机调试）

情境8：综合能力迁移项目（学生自主选题）

3.教学内容序化。

遵循学生职业能力培养的基本规律，教学情境1～8实际上就是按照由浅到深、由单项到综合、由简单到复杂的学习内容的序化过程。在课程学习过程中，学生所做的项目逐步完善的同时，学生的职业能力也在逐步提高。

4.将企业管理引入教学，强化学生职业素质的养成。

通过到企业调研，我们将企业的管理制度、岗位职责和生产工艺引入教学。要求学生以企业员工的身份和态度按产品开发的流程和要求去完成项目，做的过程中根据岗位的要求和工作规范以及考核标准，作为职业素养养成的内容。通过对学生的规范管理，培养学生的职业素养，使学生在校学习与真实工作相一致。

四、学习领域教学实施

一个完整学习情境的实施包括资讯、计划、决策、实施、检查、评估6个环节。以工作任务“信号灯控制”为例，要求学生会制作电路、设计控制程序。根据教师安排，学生要完成如下任务：

1.咨询。这一阶段主要是下发设计任务书，描述项目学习目标；发放相关学习资料；学习MCS-51单片机的结构原理以及回答学生提问等环节，这个环节要求教师精心设计学习任务单。

2.计划。首先分配工作小组，制订小组工作计划；然后以小组为单位，讨论信号灯控制系统的设计与制作方案，分配设计任务，教师对方案进行指导；最后以小组为单位，选派代表阐述项目计划。

3.决策。利用小组学习法，各小组分别提出完成项目的设计方案，每个小组选1名学生上台陈述本组的实施方案，师生共同讨论后进行分析比较优化，最终选定合理、科学的最佳方案进行实施。在这个环节中，教师要适当对学生设计的方案进行分析，指出需要修正的地方，千万不能全盘否定学生的方案，以免打击学生的积极性。

4.实施。学生按照工作计划，独立完成工作任务。教师在工作任务实施过程中巡回指导，给予必要的知识补充。在这个环节学生要完成信号灯控制系统的硬件设计、硬件制作和软件设计和调试。

5.检查。项目完成后，针对最初下达的工作任务要求进行核对，检查项目完成情况，如有不符的情况，进行分析和修改。最后学生分组对工作过程和结果写出工作报告。

6.评估。评估分为过程与结果评价、资料整理和提升。过程与结果评价分小组自评、小组互评和教师评价三个方面。资料整理和提升主要是学生根据互评和教师评价的建议优化方案，并且整理项目所有资料，将相应资料归档。

五、学习领域课程考核

学习领域课程主要以过程考核为主，课程考核涵盖项目任务的全过程。本课程的考核内容包括学习过程考核、应用能力的考核、遵守工作制度和工作规范等方面的考核。课程考核成绩由综合项目（学习情境1～7）和综合能力迁移项目（学习情境8）两部分组成。

学习情境1～7每个项目10分，共70分，评分标准如下：

要培养出创新的人才，就要创新人才培养模式。“单片机应用技术”课程改革适应高职教学的需要，适应未来职业的需要。

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单片机实验教学高效方法探讨 篇12

关键词：单片机实验,Proteus仿真,开发板,实验箱

1 实验教学方法小结

1.1 实验箱+实验箱自带开发环境

某些厂家生产的单片机实验箱, 有其自带的开发环境, 装在计算机上就可运行, 根据实验原理及实验内容, 进行正确地连线, 编写程序, 将程序写到开发环境中, 通过串口连通计算机与实验箱, 便可根据实验程序运行出正确的结果。这种方法对于简单验证性实验, 效果较好, 只是通过实验的现象验证理论知识, 可通过此方式为学生进行理论知识的再强化。

1.2 实验箱+Keil+仿真器

结合实验箱和Keil软件, 根据实验内容及实验原理, 进行连线, 编写程序, 将程序写在Keil中, 通过设置Keil的相应选项, 程序控制仿真器运行出相应结果。这种方式, 可更好地使学生掌握Keil编程方法, 练习单片机的汇编语言程序设计或C51程序设计思路, 能够很好地培养学生软硬件设计思路, 适用于综合性设计性实验的开展。

1.3 Proteus+Keil

实验箱上结合了多个独立元器件, 且各个元器件的连接均在实验箱背面, 对于学生学习来讲, 不需要从元器件库中挑选, 直接连接所需的模块就可以使用, 直观度不够, 自主动手力度不够, 针对实验箱的此项缺点, 可考虑采用Proteus+Keil结合的方法进行教学, Proteus不仅能将许多单片机功能形象化, 也可将许多单片机实例运行过程形象化, 而且不需要硬件投入, 实验耗材较少, 学生普遍反映, 通过使用Proteus软件进行单片机系统仿真设计对单片机的学习比单纯学习理论知识更容易接受, 更容易提高。

教师设定好实验内容后, 学生可从Proteus的库中比较挑选所需元器件, 进行实验电路的搭建与设计, 并编写实验程序, 进行软硬件结合设计, 实现所做实验内容。此方法可一定程度上锻炼学生的自主设计能力, 通过实验元器件的比较与挑选, 更好地掌握各个元器件的性能, 也可熟练各种电路的功能。

2 实验教学过程中存在的问题

2.1 教学方法陈旧, 缺乏创新性

传统的电子类课程实验教学过程中, 教师根据教学大纲, 设定一些固定的实验项目, 学生必须在课程规定的学时内完成这些实验, 实验室提供实验箱以及若干辅助设备, 如示波器、万用表等, 对于实验方法和实验仪器的使用, 实验前教师进行讲解, 学生手头的实验指导书上也有这些实验的原理、电路及步骤等。学生在掌握实验内容的基础上, 根据实验步骤进行连线, 利用辅助设备测量数据, 记录数据并做数据分析及本实验内容小结, 在实验的过程中, 学生没有参与到实验的设计细节中, 缺乏一定的思考, 学生根据手头实验指导书或实验教师演示进行操作, 未能很好地体现创新性思考。

2.2 学生自主思考能力不足

多数学生在做每次实验之前, 不认真预习本次实验内容, 导致在整个实验过程中, 没有真正理解实验的原理和理论依据, 盲目地根据教师的做法照搬实验操作过程, 对于操作过程与理论知识完全脱节。实验操作完成后, 多数学生不认真写实验报告, 只是死板地抄袭实验指导书上的实验目的、实验设备、实验原理等内容, 不认真整理分析实验所得数据的合理与否。

2.3 实验教学与动手能力脱节

实验教学旨在培养学生的动手能力, 但通过传统的实验教学手段, 只是让学生动手连了连线、扭了扭示波器, 没有真正起到动手能力培养的目的。

3 实验教学改进措施

3.1 自制实验板

电信类专业学生已经掌握了基本的PCB板制作方法, 基于此情况, 考虑在每次单片机实验过程中, 教师将该次实验内容设计成实验任务, 学生自主设计实验电路、编写程序段, 然后先通过Proteus软件进行仿真实验, 待仿真成功后, 选取正确的元器件进行实验电路的搭建, 并最终制作成实验板, 也可在自制实验板上加入后续开发功能, 以备后续实验内容增加。在我校单片机实验教学中尝试用此方法后, 单片机开放性实验做为一门选修课, 选修的学生成逐年递增状, 电子信息、机械设计制造、交通运输等专业的学生均加入到了单片机开发、设计、制作的队伍中, 学生的学习兴趣日益高涨, 开发制作出的实物精致、新奇、具有一定的实用性和可推广性, 在一定程度上提高了学生的动手及创新能力。

3.2 竞赛带动、项目带动、协会带动

在大学生电子设计竞赛、大学生课外学术科技作品竞赛等, 搜集整理与单片机设计有关的题目, 将每次的实验内容与相关竞赛题目联系, 适当转换实验任务, 将学生分成讨论小组, 进行硬件设计、软件编程、产品制作调试等过程, 然后以小组形式上交制作实物, 通过一定阶段试行, 实验效果较好, 培养学生动手动脑能力的同时, 一定程度上也锻炼了学生的团队合作能力和组组之间的竞争意识。

在教师平时的科研项目中, 搜集整理简单项目内容, 结合实验内容, 设计新实验任务, 在学生们自发成立的电子爱好者协会中, 分发实验任务, 以小组形式讨论、研究、制作, 使学生参与进来, 不仅提高了学生的学习兴趣, 也培养了学生的责任意识。

参考文献