谈单片机课程在计算机中教学

论文导读：意的调用。这些仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能地减少了仪器对测量结果的影响。基于Proteus软件以上特点，计算机专业的单片机教学主要采用仿真教学为主，其教学流程如下：（1）学生根据提供硬件电路图，调用元器件并进行连线，在软件上进行原理图的绘制。学生根据提供的程序，在
【摘要】由于单片机技术在当代社会中的广泛应用，单片机原理与应用课程已被各技工院校的电子、机电、计算机等专业列为其中一门专业课。该课程是一门综合性、实践性较强的专业课，内容涉及单片机硬件结构和软件制约。因此，要让学生学好这门课程，教学策略很重要。但不同专业对该课程的需求有所不同，教学重点与策略也就必定有所差异，本文主要是针对单片机在计算机专业教学中教学策略的探讨。
【关键词】单片机；计算机应用；教学策略
单片机技术是现代电子技术、计算机实现数据采集与信号处理、计量测试与自动制约等技术中至关重要的一项新兴技术。同时，作为一种典型的嵌入式系统，它在工业制约、通信、日常生活等领域也都得到了广泛的应用。因此，国内各技工院校的电气自动化、机电一体化、计算机应用等专业都开设了单片机原理与应用课程。而对于计算机专业学生而言，学好单片机课程能帮助学生更好地学习其他相关专业知识，为此，笔者开始探索单片机课程在计算机专业中的教学教法。

1.单片机课程在计算机专业与电类专业中定位的不同

在我校计算机专业，虽然单片机原理与应用是学生的一门专业选修课。但对于计算机专业的学生来说，即使暂时没有从事单片机的应用与开发，学习单片机也有很重要的作用。一方面为将可能从事该方面的工作打下基础；另一方面，由于单片机作为微型计算机的一个种类，可以把它作为微型计算机的一个简化模型来看待，学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。同时这门课又是一门实践性很强的课程。其实验教学环节不仅仅是对理论教学的深化和补充，而且对培养学生综合应用所学知识，解决实际理由的能力，也起着非常重要的作用。因此，在计算机专业开设单片机课程是非常必要的，但教学内容的重点与层次、教学方式等应跟电类学生有较大区别。
电类专业学生在学习该门课程之前已经学习了电工基础、数字电路、常用电工仪表测量等基础课程，不仅掌握了单片机一些基本电路的原理与应用，同时也具备了一定的焊接基础与常用仪表仪器的使用策略。学习单片机课程主要的目的是将这些基础知识与单片机芯片进行连接调试，实现智能化制约。因此，针对电类专业学生主要是培养他们根据项目需求设计硬件电路、软件编程与及整体调试的综合能力。而对于计算机专业的学生，这一定位显然过高，是他们难以达到的层次。相对应的，根据专业特点我们采用的教学方式也就不一样。

2.计算机专业中单片机课程教学方式的选择

我们希望计算机专业的学生能学习一定的理论知识，对微型计算机的工作原理有一个更深的理解，但传统的“实验箱”教学方式根本无法实现这一学习效果。因为“单片机试验箱”采用了集成化的封装，学生在进行实验测试时，只需要进行简单的按钮拨动与接线即可完成电路的设计，在这个过程中学生无需对单片机技术中的电路原理、程序运转过程等进行深思。因此，学生在实验过后仍无法真正了解单片机的结构原理，更谈不上应用。
另一方面，我们又必须考虑到单片机硬件电路的设计需单片机课程在计算机专业中的教学由专注毕业论文与职称论文的www.7ctime.com提供,转载请保留.要经过电路设计、焊接、测试等环节，而且根据设计的内容还需用到示波器、信号源、频率特性测试仪等仪器。要完成一项单片机系统的硬件设计，不仅需提供设备支持，还要求设计者本身具备一定的专业知识与实操技能。而这些，都是计算机专业的学生所缺乏的。因此，跟据学生特点、专业需求及学校实际情况。我校计算机专业的单片机采用了Proteus软件仿真教学为主、开放式实验室为辅的教学方式。

3.基于Proteus仿真教学为主的教学模式

Proteus软件由ISIS和ARES 2个软件构成，其中，ISIS是原理图编辑与仿真软件，ARES是布线编辑软件。
在这里我们主要用到的是ISIS软件，ISIS软件的主要特性有：
（1）支持大量的存储器和接口元器件。Proteus软件提供了30多个元件库，数千种元件。元件涉及到数字和模拟，交流和直流等。这样学生就不需要局限于实验室中仅有的元器件，在电路设计中可以有更多的选择方案。
（2）具有强大的原理图绘制功能。学生可根据任务需求设计电路原理图并在软件上进行绘图。ISIS的智能化程度很高，具有实时捕捉和自动布线（Toggle Wire Autorouter）功能。
（3）可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路。在Proteus绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.hex，可以在Proteus在原理图中看到模拟的实物运转状态和过程。可以实时观察各个变量、寄存器等的当前状态。
（4）提供丰富的虚拟仪器。Proteus可提供示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、信号发生器、交直流电压表、交直流电流表等。同一种仪器可以在一个电路上随意的调用。这些仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能地减少了仪器对测量结果的影响。
基于Proteus软件以上特点，计算机专业的单片机教学主要采用仿真教学为主，其教学流程如下：
（1）学生根据提供硬件电路图，调用元器件并进行连线，在软件上进行原理图的绘制。
学生根据提供的程序，在软件上进行程序编写、编译。
（3）分析已知的软硬件条件，操作软件，调用相关的虚拟仪器，进行模拟仿真。
学生观察存储器等各参数，对已实现功能进行描述。
（5）学生理解单片机运转过程后，举一反

三、对任务的硬件或软件进行修改，完成老师布置的作业。

通过如此学习，学生虽因电路知识的欠缺以及学校实训场地设备的限制不能动手制作实物，但还是能通过模仿实物这一流程和观察各寄存器数据的变化来学习单片机芯片的原理结构，进而更好地学习微型计算机。

4.开放式的电子实训室为辅，进一步激发学生兴趣

开放式的电子实训室是在学生完成基础实验之后视学生对知识点掌握程度不同而开设的学习环节。尽管是计算机专业学生，但对于部分学习能力较好或在单片机方面有较大兴趣的同学，他们也可能不仅仅满足于仿真，希望能将自己仿真成功的单片机系统做成实物。为了让这部论文导读：用相结合，起到较好的教学效果，同时，又可以降低计算机专业学生因缺乏电类知识对实验室设备与元器件造成的过多损耗。而开放式实验室主要是面向学有余力的同学，他们在实物调试过程中，也可以充分体现到仿真软件带来的方便，对课堂教学也将起到积极的推动作用。单片机系统实物的实现，不仅锻炼了他们的动手能力，功能实现所带来
分同学有充分的学习机会，体验学习带给他们的成就感，进一步激发他们的学习兴趣。我们开放电子实训室，学生只要提前预约，实验室在没有教学安排的情况下，学生可以一人或组队在实验室完成基础小实验的硬件电路焊接，并利用实验室的仪表仪器进行调试。
在此基础上，我们也提倡学生自选小课题、小制作进行创新设计，经过老师审核，实验室可提供学生自选课题中所需的电子元器件。开放实验室能更有效的培养和锻炼学生独立深思和独立制作的能力，尊重学生的个性发展，开发和引导学生对电子制作和微机应用的爱好和兴趣，培养学生的综合能力。

5.两种方式相结合，实现较好教学效果。

利用Proteus仿真软件实现的仿真教学作为主要的教学方式，可以弥补传统的单片机教学策略的不足，仿真的形象、生动、过程跟踪、结果显示等特性，达到师生互动，理论教学与实际应用相结合，起到较好的教学效果，同时，又可以降低计算机专业学生因缺乏电类知识对实验室设备与元器件造成的过多损耗。
而开放式实验室主要是面向学有余力的同学，他们在实物调试过程中，也可以充分体现到仿真软件带来的方便，对课堂教学也将起到积极的推动作用。单片机系统实物的实现，不仅锻炼了他们的动手能力，功能实现所带来的成就感也将进一步激发他们的学习兴趣，吸引他们更加努力学习单片机课程。
参考文献
[1]袁锋伟，赵立宏，朱惠玲等.基于Proteus的单片机课程教学与实验改革[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：75-78.
[2]蒋辉平，周国雄.基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例[J].机械工业出版社，2009.
[3]董晋松.Proteus在单片机系统设计中的应用[J].现代电子技术，2008.
[4]乔建华，张临生，田起川.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].山西技术，2008（6）.