项目教学法在单片机外部中断教学中的应用

刘星慧

摘 要：本文以项目教学法在单片机外部中断教学中的应用为例，介绍了采用万能板设计基于单片机控制的红外二极管感应报警计数器课程教学项目，激发学生学习兴趣，突破重点难点，提高教学效果的方法。

关键词：项目教学 单片机 外部中断 红外感应

一、采用万能板设计项目进行一体化教学

学习单片机技术的主要目的是掌握单片机硬件电路的设计和单片机程序的设计方法。如果采用万能板设计项目，学生可以根据原理图直接在万能板上焊接产品，既掌握了识别单片机电路图的能力，又提高了单片机电路制作的技术，直接提高了单片机硬件电路的设计技能。

当单片机硬件电路制作完成后，就可以编写程序，借助于单片机ISP下载线可以直接在电路板上调试程序，这种教学模式完美地解决了教学成本高、实训时间短的问题。

二、项目设计激发学习兴趣

该教学项目基于单片机控制的红外二极管感应报警计数器，由红外二极管感应电路、单片机控制的二位数码管显示电路和报警电路构成。当用手移到红外二极管上方，红外二极管感应电路就会产生一个信号给单片机，单片机控制数码管显示加1，同时发出报警声。

该项目的设计思路来源于企业的货物自动计数设备，当有货物从红外二极管前移动时，计数器自动加1，并发出提示声音。如果应用到企业的自动计数设备，数码管应该扩展到八位，并增加抗干扰电路。

该教学项目从易到难，逐步提高，能激发学生学习兴趣，每当完成一个项目就为学生增添一份成就感、自信心。

三、教学项目设计

教学项目设计必须以人的认知规律为原则，实现教学目标、破解教学难点、突出教学重点、循序渐进，在不知不觉中掌握单片机知识和技能。

1.项目教学总体设计

教师讲授了单片机最小系统、P0、P2口的使用、外部中断0的使用后，就可以设计基于单片机控制的红外二极管感应报警计数器电路，设计框图如下图所示。

图

2.硬件电路教学设计

在教学设计过程中，我们采用模块化设计，根据框图，一边设计，一边讲解设计思路，让学生充分理解每一部分的电路工作原理及设计过程。

红外感应电路可以以红外发射管、红外接收管、电位器、运算放大器LM358为核心构成，作为单片机中断信号的触发电路。

数码显示电路可以采用P0口控制数码管的段码，P2口控制数码管的位码，采用动态扫描的工作原理实现该功能。

报警电路采用P2口的某一位输出控制蜂鸣器的工作状态。

3.应用程序教学设计

在充分理解单片机硬件电路原理图的背景下，讲解单片机外部中断的概念、中断标志、中断控制寄存器、中断程序设计思想等关键内容，然后带领学生现场编写程序，从控制一位数码管静态显示、二位数码管动态显示到基于单片机控制的红外二极管感应报警计数器的程序设计，从易到难，逐步提高，最终掌握中断程序的编写方法及技巧。

四、产品安装与调试教学设计

1.根据硬件电路图，焊接电路

用万能板焊接单片机产品难度比较大，需要比较好的电子制作功底。在焊接的时候，学生一定要认真理解电路原理图的结构，合理布置，设计好线路走向，教师可以提供成熟的产品范例给学生观摩学习。

2.产品调试

当硬件电路焊接完成后，教师一定要要求学生对照电路图，用观察法、电阻法、电压法等检测硬件电路的正确性，并填写硬件电路检测报告，这是深入理解电路的有效方法，也是培养锻炼一个单片机工程师的有效途径。

在确保硬件电路没有问题的情况下，我们可以用ISP下载线把单片机程序下载到单片机中。在正常情况下，接上电源（或者插上了USB接口的ISP下载线）后，就可以实现红外感应计数报警的功能。如果没有达到预期效果，我们可以从以下几个方面再次检查硬件电路。

（1）电压法：用万用表直流挡检测单片机的电源电路、复位电路、程序存储器选择电路等基本电路是否正确。

（2）电压法：用万用表直流挡检测红外感应电路的信号输出端的电压是否会因手的影响而发生变化。如果没有变化，就要着重检查红外感应电路的每个元件的安装正确性。

（3）电压测试法：用5V直流电压，测试数码显示电路和报警电路是否正常。

（4）芯片调试法：请教师用一个写入了正确程序的单片机芯片调试，如果不能正常工作，说明程序有错误，需要修改程序。

教学实践表明，经过以上步骤的检查、检测后，基本上可以排除故障，实现预定功能。经过整个项目教学，学生基本能掌握单片机外部中断、数码管显示等知识和技能。

（作者单位：江西省冶金技师学院）