单片机实验课程教学探讨

蔡丽　雷娟　左小琼

摘要单片机课程是工科类比较重要的一门课程，本文针对单片机实验教学中的现状及问题，对单片机课程的实验教学进行相应调整，筛选实验教学内容，尝试新的实验教学方法，有效地激发学生的兴趣，充分调动学生的积极性，让学生在有限学时内掌握单片机的基本应用，提高了学生的动手能力和综合素质。

关键词单片机实验教学兴趣引导

当前，基于单片机课程多基础、多理论的特点，在教学过程中不少学生反应单片机课程难以理解，单片机实验更是不知所云，整个实验结束后也没有达到预期目标，因此有学生觉得难学而教师觉得难教的情况。可见，以往单片机的课堂教学及实验中存在诸多问题。

1单片机实验的特点及问题

单片机是一门实践性很强的学科教学中需要很多硬件设备，如电脑、实验电路、编程器等。传统的单片机实验教学一般采用验证性的实验教学方法。学生按照实验指导书的实验步骤进行连线，按照参考的实验例程进行软件调试，通过运行成寻，最后观察实验想象、记录实验结果。这种实验方式对学生的要求不高，实验也容易完成，而且学生能从中获得感性认识，比较适合单片机实验的初级阶段。

同时，一般单片机实验箱由于是成品.学生很难参与细节设计，因此动手能力的训练也有限。单片机实验室建立成本高，一般学校很少有学生人手一套实验开发系统进行单片机实验及开发。就算有由于技术的不断更新，设备的不断老化.实验仪器也会很快落后。此外，单片机实验室由于有时间地点的限制，学生除了上实验课外平时难得有机会实践。

这种方式虽然易于操作，但对研究问题、分析问题以及解决问题的要求不高，不能达到培养综合能力的目的，因此需要引入新的实验教学模式。

2实验教学模式探讨

为了改善这种状况，形成教与学的良性互动，教师首先需要在实验课堂上多启发学生的思维，使枯燥的实验内容变得生动、有趣，有助于学生获得良好的学习效果；其次需要改进实验教学方式、更改实验教学计划、优化实验教学内客，比如采用C语言进行程序设计，比使用汇编语言难度低；比如一些实用性不大的内容直接删掉；此外，还可以建构单片机教学仿真实验平台，通过软件来仿真单片机的功能，节省了硬件投资成本。下面具体介绍这些教学方式。

2.1兴趣引导法

一个良好的开始是成功的一半，兴趣是最好的老师。作为教师的我们，要善于抓住这一特点，设计好实验环节的教学，引导学生自主学习，积极思考，把所学的理论知识融会贯通。在实验课程的开端创设良好的开始，激发学生的兴趣。比如通过生活实例能提高学生的兴趣，否则学生会觉得概念太抽象。另外，应将多媒体技术应用在单片机实验教学中，特别是在介绍操作方法时，多媒体能直观、形象地帮助学生理解。比如在焊接实验中，我们可以通过多媒体把整个焊接过程的图片展示出来，并注明注意事项，让学生非常容易把握焊接步骤。当然我们也不需要把所有的实验教学内容都展示，很简单的部分就可以直接跳过去。多媒体主要用来提高学生的实验积极性，提高了实验教学效果。

2.2开展综合性实验

为了提高学生兴趣，将前面的传统的独立、分散的实验项目进行整合，形成一个有机整体，构建成一个温度控制系统，系统框架如下图1所示：

该温度控制系统能实现的子功能如下：（1）单片机系统的认识：对单片机应用的最小系统进行整体介绍，可以通过单片机控制一个发光二级管的亮灭来实现。（2）键盘输入和数码管显示设计，可以通过软件对数码管的显示进行控制，可由键盘输入来控制。（3）模数转换程序设计，模数转换的启动、输入、输出，都可以通过单片机来控制。（4）串行通讯接口实验，编写单片机的发射与接收程序，可以选择查询方式或者中断方式进行。（5）系统硬件调试，通过实际调试，掌握相关硬件电路的连接方法以及单片机接口时序的信号特点。（6）温度采集转换部分，了解温度传感器的原理及变送特点，LM358的工作原理。（7）蜂鸣器特性分析，蜂鸣器的驱动电路分析，三极管特性及基极电阻大小分析。（8）采用C语言进行程序设计，对初学者来说，汇编语言还是有一定难度，因此初学阶段可以采用C语言来编写相关程序，相比汇编语言，C语言是结构化语言，程序容易编写，而且程序容易读懂，修改方便，可移植性高。

2.3建构单片机教学仿真实验平台

用Proteus仿真实验平台进行单片机实验教学，只需配置有限的硬件设备，就能很好地解决设备投资、更新与维护等问题。对于单片机硬件电路的调试，Proteus提供了丰富的测试信号，比如模拟信号和数字信号。单片机实验过程分为硬件调试、软件调试和综合调试。硬件调试部分由Proteus软件完成，软件调试部分需要用Keil软件完成。一般情况下，Keil只需要基本使用功能，其主要任务是将源程序调试通过后生成相应的hex文件，在综合调试时在Proteus软件中将芯片的属性与hex文件进行绑定。

熟练掌握Proteus和Keil软件后，可用Proteus代替硬件试验箱，使用单片机开发软件Keil进行软件调试，设计出51单片机仿真实验系统，比如LED显示、数码管的显示、键盘开关控制、模数转换、串口通信等。Proteus和Keil软件安装方便，两者的组合使得单片机仿真实验平台具有更强大的功能，改善了原有试验箱教学的单一模式，为单片机实践教学提供了方便、快捷的方法，并且弥补了实验室硬件设备投资的欠缺。

3小结

总的来说，这里提出的单片机实验教学思路是：先激发学生的兴趣，然后在实验教学中采用整合方式，把相关知识点联系起来，引导学生积极思考，达到融会贯通，最后引入仿真实验平台，方便快捷，打破了原有传统模式的单一性。通过这样的单片机实验教学方法激发了学生的学习兴趣，贯穿了相关知识点，学生收获较大，教学效果良好。