单片机课程项目导向式教学环节的设计

刘昌盛，李光明，李 群，魏 忠

（湖北工业大学工程技术学院，武汉 430068）

按照人才培养的需要，学生要学有所用，既能系统的掌握单片机课程相关的理论知识，又具备扎实的实践技能，能够运用所学知识进行简单的产品开发，为毕业后从事相关工作奠定基础。本课程的教学团队以项目导向式教学法为切入点，以项目带动课程知识点的学习，将项目分解为多个相互关联的任务，学生在完成任务的过程中实现了对理论知识的实践应用，初步具备智能测量与控制领域的设计开发能力。

1 项目的分解

举例说明，要用51单片机做一个交通灯的项目，涉及到的知识点有CPU、单片机引脚分布、最小系统、存储器、IO 接口、定时器计数器、中断系统、C51程序开发等。我们就可以将这个交通灯项目分解为多个任务，每个任务关联一个或几个上述的知识点，学习完了理论部分内容后，完成对应任务的硬件开发或者C51程序的编写。比如：可以先学习CPU、引脚分布、最小系统、与USB 接口转换部分内容，然后让学生完成最小系统板制作的任务。相应电路的设计，元器件的焊接，都由他们独立完成。最后的验收要求是：单片机能正常工作，能够将教师提供的程序下载到芯片中。这样就将学习中看不见、摸不着的抽象理论知识具体化了，全都体现在了他们自己制作的作品里面。他们对知识点的掌握会更扎实，学习的积极性也会有很大的提高。下一个任务可以是LED 广告流水灯，下面将以此任务为例，展示如何将其具体的在课堂组织开展起来。

2 教学组织

流水灯任务的前提是已经完成了最小系统板的任务，这时学生已经熟悉了单片机的基本结构、工作原理、引脚功能等，因此本任务为其后续的一次产品开发实操。任务要求学生能够设计并焊接好流水灯电路，将单片机最小系统与其通过杜邦线连接起来；编写好C51源程序，通过Keil 和ISP 下载工具处理，将流水灯运行起来，实现效果。那么，完成本任务需要学习的知识包括：IO接口与特殊功能寄存器的使用、C51编程语言、Keil 与ISP 下载工具的使用。

IO 接口与特殊功能寄存器的使用部分，可以先对课本上理论知识进行讲解，再分析一个简单的单灯亮灭程序，来让学生明白程序、特殊功能寄存器、硬件资源（如IO 接口）之间的关系。

C51编程语言是目前51单片机应用开发中普遍使用的程序设计语言，与标准C 语言之间有区别又有联系。学生已经在前面的课程中学习了标准C 语言，对其中的基本函数、语法、结构等有所掌握。因此，课堂中可以通过对比C51 与标准C 语言之间的异同，让学生了解C51语言的特点，讲解的重点在于学习他们的不同之处。

Keil 与ISP 下载工具都是51单片机的开发中使用较多的工具。学习时的难点在于操作步骤较多，学生很难一次学会，需要耐心的演示讲解。教学策略上可以先现场演示，再让学生操作，此时教师在教室里巡视，及时回答学生的问题，在旁边加以指导。要求学生能完成：自己在Keil 中用C51语言编写好单灯亮灭的源程序，通过编译生成HEX 文件，然后用ISP 下载工具下载到单片机中。

从单灯亮灭到流水灯的实现过程就并不复杂了，此时要引导学生去思考还存在哪些问题，又该如何去解决。比如，如何实现LED 灯的亮点流动，灯的亮灭时间控制如何完成，在前面学习了C51语言后，这里刚好可以作为一个编程练习了。

完成了这些知识的储备后，就给学生下达本次任务并作任务讲解，可以是要求实现一个亮点的往返流动，也可以是从两端亮到中间，鼓励学生自己作一些创新。任务完成的时间安排上，可以课堂上与课后相结合，课堂上利用教室里的器件完成硬件电路的制作，软件部分的工作在课后完成。最后由教师对任务的完成度进行验收，评定作品成绩，还要对本任务的硬件与程序部分进行提问，根据每个人的回答情况进行给分。

3 结束语

通过这种以项目为导向，知识点融于任务的教学方式，既激发了学生的学习兴趣，又锻炼了他们的应用开发能力，毕业后能更快速的完成从学校到企业要求的过渡。