单片机实验教学改革分析

张晓

摘要：在目前的计算机应用领域，单片机因其独特的优势被人们广泛关注，而单片机方面有关的技术一直受到业界的关注和讨论。全国的各大高校为了顺应其发展趋势，纷纷开展了有关单片机的相关课程。学生通过对其实验课的学习，可以学到相关的操作和应用知识。但是存在一些原因，使其教学达不到理想的效果。所以需要对单片机实验教学进行改革。因此本文对单片机实验教学的现状进行了分析，对提出了相应的改革措施，希望有助于提高教学质量。

关键词：单片机；教学改革；现状；措施

【中图分类号】TP368.1-4

单片机是一种最简单的电子计算机，在实际的生活中发挥着重要的作用，使得传统的电子设备具有智能化、自动化的功能，从而提高了设备的运行效率。同时单片机又因其结构简单、操作简便的特点，在各大高校中的自动化、通信等专业得到了普遍的应用。在实际的生产领域，单片机的性能的在不断的提高、其构造也在不断的复杂化，复杂数据的处理能力以及编程语言更加智能化，这就对单片机的实验教学提出了更高要求。

一、单片机实验教学的现状分析

目前，在单片机的实验教学的过程中，一般都是由老师在黑板或者是投影仪上，将在实验指导书中有关实验方面的内容讲解给学生，然后在试验箱中进行操作，将实验的结果演示给学生，最后让学生根据实验指导书的步骤进行实验。因单片机存在实践性很强的特点，老师只是采取口头讲解的方法，导致一些概念学生不理解，而试验箱的结果也会因学生的做法存在差别，从而影响其授课效果。

一般来说，现在单片机的实验教学设备大多采用实验箱或实验板的方式，其实验内容基本上是验证性的基本实验，如 I/O 口控制实验、串并转换、显示与键盘及 A / D等[1]。其实验的模式一般采用由实验老师选择一个实验，然后由学生编写程序，最后在实验箱上进行连线操作，验证其结果正确与否的方式。而在这其中就会存在一些问题，首先由于实验箱的限制，会使得实验的内容受到限制，重复性比较高，学生之间的抄袭现象严重。经常会出现一个做出来，全班都做出来了相同实验的现象，达不到实验的目的[2]。其次，由于实验箱的使用时间过长，存在接触不良等现象，就会导致实验效果出错，从而降低学生的兴趣。最后，由于试验箱只能放在实验室，对于一些爱好学习的学生来说，想做实验，会受到限制。因此必须对单片机的实验教学进行改革，使其适应当前社会发展的需要。

二、单片机实验教学改革措施

1、在单片机的实验教学中采用多媒体软件

多媒体教学的发展给实验教学带来了极大的便利，打破了传统的老师采用黑板教学的方式。教师可以利用多媒体软件直接进行各种实验的演示，让学生清楚的明白单片机的工作原理，实验的原理以及操作过程。利用多媒体软件技术，可以让学生清楚的看到每个实验的原理、步骤，从而实现了集语音、图像等一体的教学模式。这样不仅减轻了教师的负担，而且提高了教学效率，带动了学生的学习积极性。

例如在闪烁灯的实验中，教师就可以利用多媒体软件来进行教学。闪烁灯实验的任务就是在电路图中的P1.0端口上接一个发光二极管L1，使L1不停的一亮一灭，且时间间隔为0.2秒。如果是用传统的黑板教学，就会使得描述电路图中端口的接线比较繁琐，若利用多媒体软件教学则可以利用软件不仅可以将电路图中的接线过程清晰的呈现在学生的面前，而且可以将在闪烁灯这个实验中的实验原理、实验流程以及程序设计都可以清晰的表现出来，有利于学生的理解，便于学生掌握有关实验的知识，达到教学的目的。

2、引入 Proteus 仿真软件

由于在利用实验箱进行实验时，一般只有单片机I/O的接线示意图，学生只需要根据接线图接好线就可以进行实验，从而导致学生对外围电路一点也不了解。如果利用Proteus 仿真软件进行实验，就可以达到让学生熟悉单片机的外围电路以及了解常用元器件使用方法的目的。Proteus 仿真软件具有原理图设计、电路仿真、软件仿真的功能。Proteus虚拟仿真实验还具有不需要实验硬件设备就可以完成实验的优点。对于学生来说，计算机更容易普及，就可以不受实验室条件的限制可以自由的开展实验[3]。对教师而言，利用Proteus 仿真软件进行教学，使得教学目的更容易实现。

利用Proteus 仿真软件，可将复杂、难理解的概念形象化、具体化。例如在走马灯这个基本的实验，就牵扯到了中断的概念。在设计走马灯实验的时候共分为硬件设计和软件设计两个部分，其中硬件设计部分：首先使用89C2051单片机作为控制芯片，可以用P1端口作为控制端口，用来控制LED的點亮，其次用外部中断0控制走马灯的暂停和继续操作，最后用定时/计数器T0来控制走马灯闪烁的速度问题。这时教师可以利用Proteus 仿真软件演示给学生看，首先给学生演示不加中断的走马灯实验，可以看到由P1口控制LED灯的闪烁，其闪烁速度是由延时控制的。其次加上外端中断，即用外部的按键控制走马灯的暂停和继续操作。最后加上定时/计数器来控制走马灯的闪烁的速度，而此时的闪烁速度是由定时器控制[4]。其用Proteus 仿真软件仿真的效果图如图1所示。这样通过教师的演示操作，能够让了解中断的概念，以及对外端终端和定时器的使用方法，达到教学实验的目的。

结束语：

随着电子科学技术的不断发展，越来越多的芯片不断被研制出来并投入实际生产中，使得各种智能化的设备逐渐被带入人们的生活中，给人们的生活带来了极大的便利。随之带来的就是对硬件设备制造、嵌入式系统开发人才的大量需求[5]。各大院校通过对单片机实验教学的改革，使得学生更容易对单片机有关的知识进行掌握，从而使自身的专业能力得到提升，促进学生的就业能力。

参考文献：

[1]玄金红，郭振环. 单片机实验教学改革实例[J]. 科技信息（科学教研），2008，04：17.

[2]李莉. 单片机实验教学改革与创新能力的培养[J]. 电脑与电信，2008，04：71-72.

[3]冯刚. 单片机实验教学平台的改革[J]. 计算机教育，2010，02：144-146.

[4]郑晓霞. 浅谈单片机实验教学改革[J]. 青春岁月，2014，21：106.

[5]张鑫，张岩，杨莉，高群. 单片机实验教学改革与探索[J]. 计算机教育，2007，08：28-30+40.