“单片机嵌入式教学实训平台”在项目教学法中的应用

吕宁　康企尧

摘 要：本文介绍了自主研发的单片机教学成果“单片机嵌入式教学实训平台”在项目教学法中的应用。它把单片机丰富多彩的小型产品作为项目与理论教学、技能实训、课程设计和毕业设计有机的融合在一起，将具体项目涉及的各个知识点融于学生的项目实践过程中，使教学内容更直观、易懂、易掌握。

关键词：单片机 教学实训平台 项目教学法

在单片机基础及应用课程教学中，学生普遍反映内容太抽象、概念多、指令不易记、编写程序难以下手，教师的课堂教学效果也不理想。我们从单片机课程特点出发，开发了“单片机嵌入式教学实训平台”，采用项目教学法进行了应用，取得了良好的教学效果。

一、单片机嵌入式教学实训平台的组成

“单片机嵌入式教学实训平台”由MCS-51系列单片机数据采集、数据处理、数据显示、在线仿真器等多个项目组成，包括6个基本项目：①流水灯控制：通过STC89C52单片机P1口（通过继电器驱动）外接8只220V40W彩灯，使之产生多种亮灭的效果，来模拟霓虹灯的变化情况。②8位数码管数字钟：用加1、减1、设置时间三个按键，使用8位4英寸数码管，采用单片机中断、定时、动态扫描技术，实现一个可以调控时间的实时电子时钟，其显示格式为：时-分-秒 ××-××-××。③单片机电子琴：按下15个按键，分别可以发出C大调的声音，模拟电子琴。按下自动奏乐键，可以播放预先按一定规律编制好程序的乐曲（通过功放驱动扬声器）。④模拟倒计时交通灯：模拟十字路口的交通灯，实现东西与南北两个方向轮流点亮红、绿、黄信号灯，每次持续时间30秒。当绿灯倒计时到6秒时，进行3秒的闪烁，然后再有3秒的黄灯过渡，接着转换为30秒红灯倒计时。用两位4英寸数码管显示倒计时时间。⑤16×16点阵（每个点阵由5mm的发光二极管组成）图形汉字显示：每次显示一个汉字，逐个滚动左移显示“江苏省常州技师学院单片机嵌入式教学实训平台在项目教学法中的应用”。⑥液晶显示（1602 LCD字符显示、12864 LCD图文汉字显示）。3个综合项目：①实时温度湿度测量显示。②超声波测距。③语音控制家电（电灯、电风扇、音乐播放）。

所有基本项目和综合项目都可以通过在线仿真器与PC机的RS232串行口相连，进行在线仿真。

二、单片机嵌入式教学实训平台在项目教学法中的应用

我们将“单片机嵌入式教学实训平台”在单片机基础及其应用课程中，采用项目教学法进行了应用。

当教师在教学中讲解单片机硬件知识和指令时，可以通过演示“单片机嵌入式教学实训平台”上的某些项目，把抽象变成直观，把枯燥变得有趣，将抽象理论和实物演示相互穿插，这种“寓理论于演示中”的教学方法，提高了学生的学习兴趣。例如在讲授单片机并行I/O接口时，就以STC89C51单片机P1口组成的“流水灯控制”项目为实例，向学生详细分析该系统的软、硬件工作原理，分别用“传送指令”“位操作指令”“移位指令”“查表指令”等不同的指令完成流水灯控制。学生们在观看了教师的演示和听讲了有关知识的讲解后，可以利用PC机中的Keil-uVision2仿真软件通过RS-232串行口连接到“单片机嵌入式教学实训平台”上的在线仿真器，现场进行编程，实时仿真程序的运行结果，接受全班同学的评价。学生还可以根据教学计划，模拟“单片机嵌入式教学实训平台”上的某些基本项目或综合项目，用万能板制作项目实物，实现“教、学、做”合一。当看到自己亲手设计、焊接、编程、调试好的项目作品时，学生们充满了内心的喜悦，获得了极大的成就感，更加激发了学好单片机的积极性。

“单片机嵌入式教学实训平台”上的多样化项目（即6个基础项目和3个综合项目）可供不同阶段学习单片机的学生使用。对于学习单片机初、中级阶段的学生，可以选择基本项目，配合在线仿真器，通过编程、仿真和调试，完成单片机基础知识的学习；也可以仿照教学实训平台上的项目提供的原理图和参考程序，在万能板上制作实物，练习电路的设计、安装、焊接、调试和编程。对于课程设计（或毕业设计）阶段的学生，可以在教师指导下，以“单片机嵌入式教学实训平台”上的综合项目为参考，将基础项目进行组合，进行小型单片机电子产品软硬件设计和制作，为将来从事单片机产品设计、开发、检测和维护等工作奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[2]张毅刚，彭喜源，谭晓昀等.MSC-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2009.

[3]吴言.项目教学法[J].职业技术教育，2003（7）.

（作者单位：吕宁，江苏省常州技师学院；

唐企尧，江苏金马扬名信息技术有限公司）