基于Keil C51集成開發(fā)環(huán)境的單片機教學(xué)

一、引言

單片機教學(xué)改革與實踐是為了更好地使學(xué)生將所學(xué)到的單片機理論知識轉(zhuǎn)化為適應(yīng)社會發(fā)展和就業(yè)需要的實際能力的一種教學(xué)活動。如今，職業(yè)教育的主要任務(wù)之一是為社會提供“既懂理論，又懂實踐，有一定的研發(fā)經(jīng)驗和動手能力的應(yīng)用型人才”，這種人才當(dāng)遇到一個開發(fā)項目時知道從哪里入手做和怎樣做。因此，我們的教學(xué)活動就要加強學(xué)生實用能力的培養(yǎng)。對于專門培養(yǎng)應(yīng)用型人才的高職高專院校來講，更需要重視的是教學(xué)中的實際操作訓(xùn)練。

與本科院校相比，離職院校應(yīng)主要培養(yǎng)應(yīng)用型人才。高職學(xué)院生源質(zhì)量與本科院校有一定的差距，采用傳統(tǒng)的單片機教學(xué)方式，不根據(jù)課程特點與學(xué)生特點，只注重教師講、學(xué)生做，在教學(xué)實踐中是行不通的。在教學(xué)過程中教師應(yīng)和學(xué)生建立良好的互信關(guān)系，這樣才能使學(xué)生逐步形成學(xué)習(xí)興趣，配合教師，繼而主動學(xué)習(xí)。首先，應(yīng)確立以學(xué)生為中心的實踐教學(xué)理念，突出“快速上手、激發(fā)興趣、能力為本、適應(yīng)社會”的思想，打破“學(xué)科為本”的模式。教師作為主體，體現(xiàn)教學(xué)的主導(dǎo)性；學(xué)生作為主體，體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的主動性。大量的時間應(yīng)留給學(xué)生去自主探索。其次，應(yīng)確立以實踐為重點的理念。改變傳統(tǒng)教育理念，評價學(xué)生不再單一地看考試成績，更主要的是要看學(xué)生運用知識解決問題的能力。

二、單片機教學(xué)改革的思路與實踐

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式中的教學(xué)順序

傳統(tǒng)單片機教學(xué)模式中的教學(xué)順序主要是：單片機硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、存儲器、定時／計數(shù)器、I／O擴展、A／D、D／A轉(zhuǎn)換。

這種多年來的教學(xué)模式對本科教學(xué)還能行得通，因為本科院校多為理論的研究、開發(fā)。但高職學(xué)院生源質(zhì)量與本科院校有一定的差距，而且高職校的培養(yǎng)目標(biāo)也不同于本科院校。在這種教學(xué)模式中實驗往往是在課程開始過半的時候才開始，有時候甚至是課程基本結(jié)束時候開始的。由于課程開始的時候?qū)W生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，有的甚至是不知道單片機是拿來做什么用的，感到學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥乏味，所以興趣不大。幾周過后學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣全尢，這時候即便是再開始實驗學(xué)生也有了厭倦的感覺， 有的干脆就放棄了。在以前的多年單片機和其他電子類理論課程的教學(xué)中，對此有深刻體會。

以前的實驗大多用單片機的實驗箱。這種試驗箱是把匯編語言的源程序翻譯成機器碼后直接輸入系統(tǒng)。這種實驗與實際的單片機開發(fā)在過程上有很大的差異，學(xué)生對硬件系統(tǒng)基本沒有了解，對軟件的編程、匯編、寫入單片機的整個過程就更沒有了解。往往是學(xué)生實驗可以完成的很好，但是到實際工作中卻不知所措，當(dāng)遇到一一個實際的開發(fā)項目時無從下手。

這樣教出來的學(xué)生是與高職院校的培養(yǎng)模式相悖的，這種教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的教學(xué)需要。

（二）與實際單片機開發(fā)相同的教學(xué)方法

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生動手能力的訓(xùn)練，使學(xué)生能適應(yīng)實際的工作的需要，在實際工作中當(dāng)接到一個單片機開發(fā)任務(wù)時知道從哪里做、怎樣做，近年來我們采用了一種基于Keil C5l集成開發(fā)環(huán)境的情境式教學(xué)方法，在這種開發(fā)平臺上完成匯編語言源程序的輸入、匯編。再用IspPgm軟件直接把匯編后的程序?qū)懭雴纹瑱C的ROM 里運行。這種方法和實際工作中開發(fā)一個項目的過程完全相同。其優(yōu)點有兩個：第一，把課程分解成幾個教學(xué)情境，每個情境都是以實驗為先導(dǎo)引伸到理論教學(xué)?？梢约ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。第二，這種方法完全在實驗室中進(jìn)行而且與實際開發(fā)項目的過程相同，所以用這方法教出來的學(xué)生更適應(yīng)社會需要。

把單片機教學(xué)分成幾個教學(xué)情境。每個教學(xué)情境都是以簡單的實驗為先導(dǎo)，讓學(xué)生按照圖1連接硬件電路，在臺式計算機桌面上雙擊圖標(biāo)運行KeilC5l，完成簡單程序的編輯、匯編。Keil C5l集成開發(fā)環(huán)境如圖2所示。

Keil C51集成開發(fā)環(huán)境由萊單欄、工具欄、源文件編輯窗口、工程窗口和輸出窗口五部分組成。

工具欄為～ 組快捷工具圖標(biāo)， 主要包括基本文件工具欄、建造工具欄和調(diào)試工具欄，基本文件工具欄包括新建、打開、拷貝、粘貼等基本操作。建造工具欄主要包括文件編譯、目標(biāo)文件編譯連接、所有目標(biāo)文件編譯連接、目標(biāo)選項和一個目標(biāo)選擇窗口。調(diào)試工具欄位于最后， 主要包括一些仿真調(diào)試源程序的基本操作，如單步、復(fù)位、全速運行等。

在工具欄下面，默認(rèn)有三個窗口。左邊的工程窗口包含一個工程的目標(biāo)（target）、組（group）和項目文件。右邊為源文件編輯窗口，編輯窗口實質(zhì)上就是一個文件編輯器，我們可以在這里對源文件進(jìn)行編輯、修改、粘貼等。下邊的為輸出窗口，源文件編譯之后的結(jié)果顯示在輸出窗口中，會出現(xiàn)通過或錯誤（包括錯誤類型及行號）的提示。如果通過則會生成“HEX”格式的目標(biāo)文件，用于仿真或燒錄芯片。MCS一51單片機軟件Keil C51開發(fā)過程為：

1.建立一個工程項目， 選擇芯片，確定選項。

2.建立匯編源文件或C源文件。

3.生成各種應(yīng)用文件。

4.檢查修改源文件的錯誤。

5.軟件模擬仿真或者硬件在線仿真。

6.編程操作（用IspPgm軟件直接把匯編后的程序?qū)懭雴纹瑱C的ROM 里運行）根據(jù)上述過程，學(xué)生把教師給的簡單的控制程序在臺式機上完成編輯、匯編，然后運行IspPgm軟件，再把匯編后的“HEX” 文件寫入單片機的ROM運行，可以得到一個直觀的控制效果。這樣可以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。最后教師再根據(jù)這個簡單的控制程序進(jìn)行講解。這種教學(xué)方法通過幾年的實際教學(xué)檢驗，取得了非常好的效果。

三、總 結(jié)

當(dāng)今單片機控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個領(lǐng)域。高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)就是為社會培養(yǎng)應(yīng)用型人才， 因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)高職院校的單片機教學(xué)。要使學(xué)生能真正自覺、自愿、主動地學(xué)習(xí)單片機，必須要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。只要不斷改進(jìn)教學(xué)方法、豐富教學(xué)手段，加強實踐能力的培養(yǎng)， 注重理論聯(lián)系實際，就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得較好的教學(xué)效果。但是如何將教學(xué)改革進(jìn)行得更加深入系統(tǒng)，為社會培養(yǎng)出大批單片機應(yīng)用型人才，還需要教師共同努力，不斷探索。