羅曉　張穎　麻超

摘 要 單片機(jī)課程在工科院校中具有重要地位。目前單片微機(jī)應(yīng)用技術(shù)作為電子電氣工程學(xué)院的平臺課，不同專業(yè)的學(xué)生都可以選修。由于不同專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)不同，本文對于在單片機(jī)教學(xué)中如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力等方面進(jìn)行了一些探索。

關(guān)鍵詞 單片微機(jī) 偉福仿真軟件 競賽 大學(xué)生創(chuàng)新

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 重視理論教學(xué)

（1）精心講述理論課程。單片微機(jī)應(yīng)用技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，在重視理論教學(xué)的同時，必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

在講授單片微機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程時，因?yàn)殡娮与姎夤こ虒W(xué)院四個專業(yè)的學(xué)生硬件基礎(chǔ)不同，為了兼顧，開始部分要講得相對慢一些。選擇的教材也是基礎(chǔ)和提高并重，在課堂上著重講解基礎(chǔ)的部分，提高部分可以用課余時間輔導(dǎo)有興趣的學(xué)生自學(xué)，并通過課堂提問和課外作業(yè)幫助學(xué)生理解。

（2）用多媒體設(shè)備進(jìn)行仿真演示。因?yàn)閱纹C(jī)應(yīng)用技術(shù)課程學(xué)時數(shù)較少，沒有課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，所以在講授了指令系統(tǒng)以后，可以利用wave（偉福）仿真軟件進(jìn)行仿真演示。單片機(jī)編程模擬系統(tǒng)偉福仿真軟件E6000是51單片機(jī)仿真軟件，可以使用匯編語言和C語言。在課堂上可以演示文件的建立、編輯和保存，然后進(jìn)行編譯?？梢暂斎霂в姓Z法錯誤的文件，當(dāng)編譯出現(xiàn)錯誤后，再改正。最后是執(zhí)行。執(zhí)行可分為全速執(zhí)行、跟蹤執(zhí)行和單步執(zhí)行等。在課堂演示中，最好選擇跟蹤執(zhí)行。跟蹤執(zhí)行可以跟蹤程序執(zhí)行的每步，觀察程序運(yùn)行狀態(tài)。與單步執(zhí)行不同的是，跟蹤可以跟蹤到函數(shù)或過程的內(nèi)部，而單步執(zhí)行則不跟蹤到程序內(nèi)部。在通過跟蹤執(zhí)行時，可以將表達(dá)式加入觀察窗口中，以便隨時察看，也可以將當(dāng)前寄存器放入觀察窗口，以方便隨時察看。還可以修改當(dāng)前寄存器值。在程序執(zhí)行時，可以用這種方法，把寄存器值改為你所指定的值，從而觀察程序在此值時運(yùn)行的結(jié)果。通過演示，學(xué)生可以較容易地理解匯編語言。

（3）改變考核方式。最終的總評成績中增加了平時作業(yè)的比重?？荚嚦煽冇扇糠纸M成：期末考試占60%、平時成績（答疑、課堂提問）占10%、作業(yè)占30%。而作業(yè)中，有一部分就是要求學(xué)生編程后，用偉福仿真軟件運(yùn)行。

在采用了這些措施后，學(xué)生對單片機(jī)的理解和掌握程度有了較大的提高。

2 認(rèn)真設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在講解了單片機(jī)的硬件和基本的指令系統(tǒng)后，可以進(jìn)行一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，學(xué)生首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成硬件設(shè)計、搭建主體電路，然后編寫程序，最后調(diào)試。對程序難度的選擇要適宜，對程序比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，可以給出部分的程序，并將其中的關(guān)鍵語句刪去或是用錯誤的語句來取代，由學(xué)生去完善。這樣可以縮短學(xué)生編寫程序的時間，又能使學(xué)生掌握其中的關(guān)鍵。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以更好地理解課堂教學(xué)的內(nèi)容，掌握單片機(jī)的基本原理。

除了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，還可以進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行綜合設(shè)計實(shí)驗(yàn)時，指導(dǎo)書只給出了任務(wù)、要求和原理性說明，學(xué)生必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，獨(dú)立完成軟硬件設(shè)計和調(diào)試。學(xué)生要自己分析解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，在解決問題的過程中進(jìn)一步加深對單片機(jī)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的理解。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出實(shí)驗(yàn)報告。

通過理論學(xué)習(xí)結(jié)合實(shí)踐，能夠使學(xué)生較好地掌握單片機(jī)的原理及其應(yīng)用，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

3 利用競賽和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目提高學(xué)生的興趣和能力

3.1 參加競賽

大學(xué)生電子競賽和飛思卡爾智能車競賽等一些競賽也需要用到單片機(jī)。其中全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽是在規(guī)定的模型汽車平臺上，使用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的8位、16位微控制器作為核心控制模塊，通過增加道路傳感器、電機(jī)驅(qū)動電路以及編寫相應(yīng)軟件，制作一個能夠自主識別道路的模型汽車，按照規(guī)定路線行進(jìn)，以完成時間最短者為優(yōu)勝。因而該競賽是涵蓋了控制、模式識別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計算機(jī)、機(jī)械等多個學(xué)科的比賽。

我們學(xué)校從第3屆開始參加飛思卡爾大學(xué)生智能車競賽。在第3屆時從最初只有一個隊參賽，很快發(fā)展到有6個隊參賽。在選拔學(xué)生時，我們不限制專業(yè)，主要考查學(xué)生是否有興趣和分析解決問題的能力。在7個多月的準(zhǔn)備過程中，學(xué)生會遇到很多問題。通常，我們都是幫助他們進(jìn)行分析，最終解決問題還是靠學(xué)生自己，學(xué)生的獨(dú)立工作能力得到了極大的鍛煉，參賽學(xué)生在硬件、控制策略和軟件編程方面的能力得到了極大的提高。這些參加過智能車競賽的學(xué)生，在求職面試時通常因?yàn)樗麄兂錾膯纹瑱C(jī)編程能力輕易地征服用人單位。

3.2 參加大學(xué)生創(chuàng)新活動項(xiàng)目

此外，很多學(xué)生大學(xué)生創(chuàng)新活動項(xiàng)目。上海市大學(xué)生創(chuàng)新活動項(xiàng)目給廣大學(xué)生提供了參與科學(xué)研究機(jī)會，通過科研和實(shí)踐，理論與實(shí)際結(jié)合，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，接受科學(xué)研究的訓(xùn)練，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的，因而是高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效載體。在這些項(xiàng)目中，學(xué)生將學(xué)習(xí)從申請書的撰寫，到設(shè)計方案的選擇，接著進(jìn)行硬件設(shè)計，購買硬件設(shè)備，然后編寫軟件程序，最后進(jìn)行調(diào)試。在整個過程中，教師起到輔助參考的作用，學(xué)生充分發(fā)揮他們的主觀能動性。

筆者指導(dǎo)過一個關(guān)于智能避障小車的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，同學(xué)們開始考慮設(shè)計用手機(jī)遙控的小車，后來又覺得自動行駛的智能車更有意義，反復(fù)思考后才提交了項(xiàng)目申請書。在項(xiàng)目執(zhí)行過程中，他們自己設(shè)計方案，然后確定要創(chuàng)新的方向。最終，智能車的總體結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計和軟件設(shè)計都是他們自己獨(dú)立完成的。雖然在課堂上，他們學(xué)習(xí)的是8位的單片機(jī)，但是在項(xiàng)目中，他們選擇了飛思卡爾公司的32位單片機(jī)。因?yàn)橛幸欢ǖ幕A(chǔ)，他們很快掌握了新單片機(jī)的編程，最終很順利地完成了項(xiàng)目，并且成功獲得了一個實(shí)用新型專利授權(quán)和一個軟件著作權(quán)授權(quán)。同學(xué)們分析問題和解決問題的能力得到了很大的提高。

4 結(jié)束語

單片微機(jī)應(yīng)用技術(shù)是工科大學(xué)中一門重要的課程。要學(xué)好單片機(jī)，除了掌握必要的理論知識，實(shí)踐也非常重要。本文探討了如何充分利用多種教學(xué)手段，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和消化課堂上所學(xué)知識，掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，同時又培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識的能力，造就綜合型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才。