【在单片机教学中应用“边学边做”的教学模式实例】单片机原理及应用pptVIP

【在单片机教学中应用“边学边做”的教学模式实例】单片机原理及应用ppt 随着电子行业完成了产业升级，由单一的硬件开发技术发展到以单片机技术为标志性的硬件+软件的二级开发技术，电子产品已经走向了微型化、智能化的道路。在中等职业学校推行单片机教学是中等职业教育发展的需要和必然的选择。 单片机技术是一门实践性很强的技术，是融知识性与技能性于一体的课程。提高学生的单片机理论水平和实践动手能力，培养单片机方面的实用型、应用型人才，是单片机教学的根本任务。 一、传统单片机教学模式的特点及不足 在传统的教育观念中，教师的职能主要是“教”，即“传道、授业、解惑”，教师的教学模式主要是向学生传授知识和技能。但现在中等职业学校学生的综合素质一般不会很高，这种教学模式已无法达到培养实用型、应用型人才的教学目标。学生课堂纪律差，教学效果不好，学PCB设计的学生不会使用PROTELL，学电子应用技术的学生不会电子制作，学家电维修的学生不会维修家电。而以就业为导向的职业教育就是要培养与社会、市场、企业相适应的中高级实用型、应用型人才。 那怎么培养综合素质不是很高的中等职业学校的学生较好地掌握单片机技术，成为单片机技术方面的实用型、应用型人才呢？显然传统的以教师讲授为主的教学模式肯定不能适应教学的需要，本文通过介绍“边学边做”的单片机教学模式实例，阐述如何培养单片机技术方面的实用型、应用型人才。 二、“边学边做”单片机教学模式及特点 “边学边做”教学模式是在建构主义和人本主义的指导下，以教师为主导，以学生为主体，依据人的认知规律设计完整的项目作为教学内容，采用多媒体、网络、仿真技术、实验实训设备等教学手段，构造真实的工作环境边学边做，提高应用知识的能力，专门培养实用型、应用型人才的一种教学模式。 在教学中，首先分析单片机技术课程的知识目标和能力目标，将整个课程划分为若干个具有递进性和连贯性的“项目”。每个项目都是一个具体的产品设计与制作，都含有一些编程和焊接的新知识和新技能，以项目带动教学，由浅入深地把知识和技能渗透到项目的实施过程中。 三、“边学边做”单片机教学模式应用实例 1.知识目标 （1）学会单片机的引脚功能，提高理论联系实践的能力。 （2）掌握单片机系统的硬件电路设计、学会运用简单的指令编程。 （3）树立学生正确开发单片机系统的思路。 2.能力目标 （1）专业能力：理论知识转化为实践操作能力和单片机系统的开发能力。 （2）方法能力：获取信息、逻辑思维、分析判断。 （3）社会能力：团队合作、与人沟通、自信、组织能力、表达能力、成果展示。 3.项目确定 单片机最小系统的设计与制作，实现简单的流水灯功能。 4.项目实施 （1）考虑到中等职业学校的学生的综合素质不高，自学能力差、收集信息的能力弱、纪律性也不强的特点，要求教师发挥主导作用，指导、帮助学生查找单片机最小系统的设计与制作的相关知识，并做必要的讲授。 （2）教师讲解单片机硬件电路设计知识点，并分组设计单片机硬件电路。 对51系列单片机来说，单片机要正常工作，必须具有五个基本电路，也称五个工作条件：电源电路、时钟电路、复位电路、程序存储器选择电路、外围电路。因此，单片机最小系统一般应该包括单片机电源电路、时钟电路、复位电路、外围电路等，本系统要实现的功能是八路流水灯，依据单片机的引脚功能和单片机工作的条件，设计的AT89S51单片机最小应用系统如图1所示。 图1 （3）教师指导学生编写单片机最小系统的程序。 本系统要实现的主要功能是八路流水灯，根据外围电路的设计，只需要通过指令控制单片机的第一个引脚输出低电平，就可以使第一个LED发光，然后延时一段时间，再点亮第二个LED发光，延时一段时间，依次类推，直到第八个LED发光，延时一段时间后重复上面的过程。 采用汇编语言编写八路流水灯程序如下： ORG0000H ；起始伪指令ORG，指示随后的指令代码从0000H地址单元开始存放。 LJMPSTART；跳转到标号START处去执行。 ORG0030H；起始伪指令ORG，指示随后的指令代码从0030H地址单元开始存放。 START：MOV P1，#11111110B；点亮第一个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 MOV P1，#11111101B；点亮第二个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 MOV P1，#11111011B；点亮第三个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 MOV P1，#11110111B；点亮第四个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 MOV P1，#11101111B；点亮第五个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 MOV P1，#11011111B；点亮第六个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 MOV P1，#10111111B；点亮第七个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 MOV P1，#01111111B；点亮第八个LED。 LCALL DELAY；调用延时子程序，起到延时的作用。 LJMP START；跳转到标号START处去执行，循环上面的过程。 DELAY:MOV R7，#250;延时子程序开始，传送延时常数250给R7保存。 D1:MOV R6，#250；传送延时常数250给R6保存。 D2:DJNZ R6，D2；进入内循环，执行该条指令250次后顺序执行。 DJNZ R7，D1；进入外循环，执行该指令250次后顺序执行。 RET；子程序返回指令，返回到调用指令LCALL下一条指令处执行。 EN；结束伪指令，说明程序到此结束。 （4）教师指导学生分组进行单片机最小系统制作，这一过程一定要发挥学生的主体作用，强调学生自己动手做，并互相讨论、协调。 硬件电路的焊接步骤： 第一步：到电子市场上购买材料，正常的价格在20元以内。 第二步：对所有元件进行检测，确保每个元件的质量。 第三步：在万能板上依据单片机最小应用系统原理图设计PCB电路图。规划振荡电路、复位电路、电源电路、外围电路、单片机芯片的布局时要疏密合理。 第四步：依据PCB电路图，先焊接振荡电路，再焊接外围电路，复位电路，电源电路。焊接的时候要注意晶振电路应尽量靠近单片机芯片，性能会更稳定。 把用户编写的程序写入单片机芯片中。 第一步：打开KEIL C51软件，建立工程文件和程序文件并做好相应的设置，把上面的八路流水灯源程序输入电脑并保存好。 第二步：用KEIL C51调试、编译程序，并生成目标文件*.HEX。 第三步：接好编程器，打开DownloadMcu软件，把目标文件写入单片机芯片中。 第四步：取下芯片，装在单片机最小系统上，接上电源，调试程序。 （5）教师指导学生单独调试单片机最小系统，并记录相关数据。 正常情况下，接上电源后都可以正常观测到结八路流水灯的效果，如果没有效果，那我们应该从下面几个步骤来检测： 第一步：用万用表检测电源是否接通，主要是看看40脚和20脚之间是否有5V电压。 第二步：检测第31引脚，是否有5V电源，目的是确保使用了片内存储器。 第三步：检测P3口或P2口的空闲电压是否有5V电压，如果没有，说明单片机系统没有工作。 第四步：用万用表检测复位电路，通过复位按键，检测第9脚的电压是否会变化。如果按键没有按下，电压为0V，按键按下后，电压立刻变为5V，之后很快的降为0V，则表示复位电路正常。 第五步，用示波器检测振荡电路，主要是检测第18、19脚。检测是否有振荡波产生。如果有，表示振荡电路正常。 最后，检测每条PCB板上的焊接走线是否有短路、断路、虚焊等焊接故障，一定要确保焊接走线正常导电，初学者是最容易犯这个错误的。 5.项目评价 师生共同评价学生自己做的单片机最小系统的效果和质量，通过本项目的开发，学生已经掌握了MOV P1，#data等指令的功能和用法，并初步具有单片机系统开发的能力，同时还掌握了相关的工具的使用，锻炼了团队合作的能力、表达能力。有了自己做的产品，对学单片机技术有了信心。 单片机最小系统经过教师和学生一段时间的设计、焊接、编程、调试后，达到了预定的流水灯功能，虽然只是简单的焊接和调试，但从中学生也接触了不少的关于单片机的知识。让学生对单片机有了初步的认识，从而能够了解单片机工作的模式和具体过程，明白了怎样利用单片机来设计满足自己设定功能的作品，以及利用单片机来控制系统等。 “边学边做