结合单片机特点教学 提高单片机学习质量

谭永海 王效伟

（1.山东科技大学，山东 泰安271021；2.山东泰邦生物制品有限公司，山东 泰安271021）

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 根据单片机课程的特点,学会灵活地运用好单片机技术，理论知识要非常丰富，在实践操作方面也要加强。所以在重视理论教学的同时也要注重实践教学,不断提高单片机学习质量。

1 单片机的特点

单片机就是把CPU、RAM、ROM、I/O 接口、 中断等集成在一块芯片上的微控制器，通过程序控制实现各种控制功能。它体积小、价格便宜、可靠性好，它是微型计算机大家族中的优秀一员，在智能化控制系统中功不可没。

2 单片机的作用

单片机具有超强的检测、控制功能，很容易扩展成各种规模的应用系统，被广泛应用到工业、民用、军事等领域。 单片机的广泛应用使人类社会真正进入到智能化时代，现在单片机与人们的生产、生活等密不可分，不难想象，如果没有了单片机人们会怎样。

《单片机原理及应用》是工科院校自动化、电子信息、测控技术与仪器等专业学生的必修课，此课涉及面广人多。 老师给学生上第一节课时就说，同学们如果把单片机学好了就好找工作，由此可见此课的重要性。我相信很多工科的学生都学过单片机，但真正学好的并不多。虽然这与单片机课程的特点有关，但是不科学的学习方法更是关键。

3 学习单片机方法

3.1 理论与实践同步

在当今飞速发展的知识经济时代,随着社会对人才的要求越来越高,工科院校培养动手能力强的应用型人才，已成为普遍而强烈的社会要求。单片机抽象、繁杂内容不容易被初学者接受，必须通过大量的实践教学环节配合才能学会单片机。 因此，我们要结合单片机课程的特点,提高单片机理论与实践教学相结合的水平，培养具有创新能力的应用型人才。

3.2 硬件与软件兼顾

硬件结构和软件程序是单片机系统不可分割的两部分，硬件是程序的载体，程序是硬件的灵魂，程序通过硬件电路完成控制功能。学习过程中要熟练掌握硬件功能和语言指令，只有对它们都懂了才能设计出能用的系统，有些人由于不了解软、硬件之间的关系，付出不少最后也没学好单片机。

3.3 实验、实训并重

实验使所学的知识得到验证，实训是对单片机的直接应用。 通过实验、实训的趣味性和实用性可激发学生的好奇心，从而调动学生的学习积极性。

做软件实验可以掌握存储器的读写、数值转换、分支程序的编写方法等，硬件实验可进一步熟悉CPU 和对外围电路的控制。 实验又分为必做实验和选作实验，其中必做实验都是知识重点，一定全做；像电机、温度/压力、点阵/液晶等选作实验可根据自己的情况，如有时间尽量做，因为每个选作实验实际上就是一个单片机控制系统。

单片机实验有很大的扩展性，不同于物理、电路等实验。 物理、电路的实验内容指导书上都规定好了，基本上没有可改的地方。 但单片机实验不一样，单片机的实验程序、硬件电路连线都是可以改动的，不同硬件电路对应着不同的软件程序，在完成实验指导书要求的实验内容后，可通过改硬件电路连线，改程序进一步实验，这样，把实验举一反三，就会使所学知识印象深刻。 如定时器/计数器实验，可通过对定时器/计数器方式控制寄存器TMOD 写不同的控制字， 实现T0、T1 的定时或计数功能，如MOV TMOD, #55H,则T0、T1 工作在16 位计数状态，如MOV TMOD, #22H,则T0、T1 工作在8 位定时器状态。

LED 点阵显示汉字实验，让学生自己用C51 单片机批量16 点阵汉字字模提取工具，生成自己输入的汉字或字母的字模，把字模放到实验程序中让点阵显示，这样，既满足了学生的好奇心，也把枯燥的实验变得生动有趣，提高了学生实验积极性。 学生自然就联想到大街上的LED 点阵广告牌等是这样实现的。LCD 液晶屏显示实验，让同学们通过LCD 字模提取软件产生相应的字摸， 改动程序让液晶屏显示的字幕上下滚动、左右滚动，学生会有成就感。

单片机实训也是学习过程中不可缺少的，通过一些题目的实训可进一步了解单片机的应用系统，如数字电压表、转速表、红外通讯等。实训可通过Proteus 软件仿真，有条件的可把实际电路做出来。

4 Proteus 软件仿真

Proteus 是一种常用的单片机防真软件， 在做实际电路板之前首先要仿真，只有仿真调试成功后才能说明硬件电路和程序是正确的。用Proteus 仿真步骤如下：

（1）硬件电路设计：在Proteus 软件的ISIS 编辑区中放置系统电路的所有元器件，连接所有元器件的连线，使所有元器件组成一个完整的电路。

（2）源程序设计与生成目标代码文件：把用汇编语言（或C 语音）写成的源程序，通过WAVE(或Keil μvsion2)汇编软件生成十六进制的目标代码文件，该文件的扩展名为.HEX。

（3） 仿真运行： 打开仿真电路图双击CPU, 在出现的Edit Componnet 窗口中双击文件夹按钮，找到生成的HEX 文件打开，单击OK 按钮，最后单击三角形启动按钮开始仿真运行。

Proteus 软件仿真既节约成本又提高了调试效率， 是单片机爱好者的理想选择。

实验、实训是单片机学习过程中必不可少的，有时课堂上学不会的内容，实验、实训后一下全明白了。 这就是实验、实训对单片机这门课程的重要性。

在单片机教与学的过程中，只要结合单片机的特点，加强理论与实践教学的关系,培养和提高动手操作能力,单片机是可以学好的。 在生活实践中多了解实际情况，多接触实例，熟练生巧，一变应多变，灵活应用，单片机的应用水平越来越高，最终成为单片机高手。