基于AT89C51的C語言實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)改革與探索基于AT89C51的C語言實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)改革與探索

中圖分類號(hào)：TP368.1；G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302〔2022〕06-0-02

0引言

隨著時(shí)代的開展，實(shí)踐教學(xué)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，針對(duì)現(xiàn)在學(xué)生的不同特點(diǎn)與現(xiàn)代社會(huì)的智能化要求，采取“C51程序設(shè)計(jì)根底―根底實(shí)驗(yàn)―課程設(shè)計(jì)―技能培訓(xùn)〞的模塊化教學(xué)模式，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

1單片機(jī)原理及應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是高等院校最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是衡量高等學(xué)校辦學(xué)的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在下列問題：

〔1〕采用一個(gè)實(shí)驗(yàn)圍繞一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的做法；

〔2〕實(shí)驗(yàn)的編程根本上采用匯編語言設(shè)計(jì)；

〔3〕實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用連線方式，實(shí)驗(yàn)工程內(nèi)容具體化，實(shí)驗(yàn)過程完全照搬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書步驟按部就班。

這種實(shí)驗(yàn)辦法、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理都完全固定的模式，使得學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中被動(dòng)地到達(dá)了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，只起到“裝配〞實(shí)驗(yàn)的作用，不足對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，創(chuàng)新更無從談起。隨著教育教學(xué)改革研究和實(shí)踐的深入，各高等學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)辦法等都在不斷探索和改革，從更新教育觀念、強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)、整合教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化資源配置、建立開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式到開放實(shí)驗(yàn)室等，已取得初步功效。

2基于AT89C51的C語言實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)目前高校單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，從AT89C51的根本原理和C語言程序設(shè)計(jì)相結(jié)合的角度出發(fā)，尋求一套系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)體系，采取了“C51程序設(shè)計(jì)根底―根底實(shí)驗(yàn)―課程設(shè)計(jì)―技能培訓(xùn)〞的分階段模塊化教學(xué)模式，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1C51程序設(shè)計(jì)根底教學(xué)模塊

考慮到AT89C51的匯編語言程序設(shè)計(jì)移植性和可讀性差，而C語言語法簡(jiǎn)單、可讀性和移植性好，培養(yǎng)學(xué)生用C51對(duì)AT89C51進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。學(xué)生接觸到的第一門高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言就是C語言，因此具備一定的根底，通用的C語言和C51語法是一樣的，但在面向機(jī)器時(shí)，C51編程有它自身的特點(diǎn)。本教學(xué)模塊要求學(xué)生不僅要掌握C51和AT89C51之間的聯(lián)系，還要了解C51和通用C語言的區(qū)別，主要從下列兩方面入手：

〔1〕首先把AT89C51的存儲(chǔ)單元包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元、直接尋址單元、間接存儲(chǔ)單元、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和存儲(chǔ)器中的表格數(shù)據(jù)等與C51中的數(shù)據(jù)敘述方式即變量和數(shù)據(jù)類型表示辦法一一對(duì)應(yīng)起來，只有這樣才能讓學(xué)生理解并掌握AT89C51如何與內(nèi)外數(shù)據(jù)和電路通過C51程序來對(duì)應(yīng)。

〔2〕培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)基于AT89C51的C51程序的根本結(jié)構(gòu)，包括主程序、子程序、中斷效勞程序和表格數(shù)據(jù)的布局，以及全局變量和部分變量的布局。通過本模塊的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握利用C51對(duì)AT89C51編程的辦法與Keil軟件的使用辦法，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提供扎實(shí)的根底。

2.2根底實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊

信息技術(shù)學(xué)科是實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科。本模塊教學(xué)過程采用教師精講，學(xué)生多練的教學(xué)辦法，選擇以實(shí)現(xiàn)單個(gè)簡(jiǎn)單功能的實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)主要內(nèi)容，目的是讓學(xué)生掌握AT89C51各種功能的實(shí)現(xiàn)辦法，進(jìn)行有目標(biāo)、有實(shí)際效果的操作。采用從AT89C51內(nèi)部功能到外部擴(kuò)展，從簡(jiǎn)單功能到復(fù)雜功能的實(shí)現(xiàn)方式。具體包括AT89C51I/O端口的控制和編程、定時(shí)器的工作原理、中斷的控制、串行通信、鍵盤和數(shù)碼管顯示、字符型液晶顯示、漢字顯示、熱電偶傳感器和數(shù)字式傳感器的測(cè)溫、蜂鳴器的控制、紅外收發(fā)控制、直流電機(jī)控制和步進(jìn)電機(jī)控制等。通過在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成一系列的實(shí)驗(yàn)工程，培養(yǎng)學(xué)生掌握AT89C51根底知識(shí)和外圍資源應(yīng)用以及相關(guān)編程的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用編程意識(shí)，為后續(xù)的課程設(shè)計(jì)和技能培訓(xùn)打下堅(jiān)實(shí)的根底。

2.3課程設(shè)計(jì)教學(xué)模塊

該模塊教學(xué)采取教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)模式，在教學(xué)過程中注重開掘和培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性，以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為主，根據(jù)自己所掌握的知識(shí)，確定一個(gè)設(shè)計(jì)課題，課題應(yīng)具有一定的綜合性，要求學(xué)生能夠根本自行完成電路制作、程序編寫、下載及調(diào)試運(yùn)行，直至到達(dá)設(shè)計(jì)要求，教師起輔助指導(dǎo)作用，直接參與學(xué)生的討論。具體過程包括單片機(jī)最小系統(tǒng)的制作、設(shè)計(jì)工程單元電路的設(shè)計(jì)和制作、程序編寫、程序下載并聯(lián)機(jī)調(diào)試。通過實(shí)施一個(gè)具體的工程來培養(yǎng)學(xué)生掌握AT89C51產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)的一般過程，并提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力和動(dòng)手能力。

2.4技能培訓(xùn)教學(xué)模塊

該教學(xué)模塊以班級(jí)為單位，通過集中的技能培訓(xùn)和分散的工程設(shè)計(jì)與實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生合作完成較為復(fù)雜的大型工程設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。教學(xué)分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括各種傳感器的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)，各個(gè)課題方向的產(chǎn)品制作和設(shè)計(jì)的根本原理與流程，如開關(guān)電源工程、智能玩具車工程、無線收發(fā)工程等。第二個(gè)環(huán)節(jié)以課題組為單位，根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，把相同興趣的同學(xué)聯(lián)合起來完成一項(xiàng)具體的工程。工程實(shí)施前創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的資源和環(huán)境是教師最主要的工作，教師需要多途徑提供時(shí)機(jī)讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，為學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)資源。學(xué)生在獨(dú)立完成工程之前，教師要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，如新知識(shí)的講解、工程具體實(shí)施過程的解釋等。本模塊教學(xué)過程中要充沛發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新精神，讓學(xué)生根據(jù)自身工程完成情況來實(shí)現(xiàn)自我反應(yīng)，與此同時(shí)，教師不能忽略協(xié)助指導(dǎo)作用，學(xué)生假設(shè)在完成工程的過程中遇到困難，教師應(yīng)及時(shí)給予指導(dǎo)，把握好尺度，針對(duì)不同層次的學(xué)生指導(dǎo)的深度要有所不同，始終貫徹學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)知識(shí)，提高技能的宗旨。工程實(shí)施的過程就是學(xué)生自己探索鉆研的過程，工程完成之后還要進(jìn)行思路總結(jié)和技巧總結(jié)等，以到達(dá)學(xué)眾人之所長(zhǎng)的目的。思路總結(jié)幫忙學(xué)生清晰地掌握工程完成的最正確思考辦法，找到理論知識(shí)的缺乏，幫忙學(xué)生從多種解決問題的技巧中對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行評(píng)價(jià)。這樣一來，相同課題組的同學(xué)可以全面吸收整個(gè)工程活動(dòng)的精髓，最終到達(dá)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)合作的教學(xué)目標(biāo)。

3結(jié)語

經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，基于AT89C51以C語言為根底，對(duì)C51單片機(jī)編程進(jìn)行了系統(tǒng)訓(xùn)練，然后對(duì)AT89C51采取“C5