1、单片机应用编程与仿真课程实践教学现状和思考摘 要：单片机原理 、 单片机原理及接口技术等课程是大中专院校电子类专业实践性、应用性和工程性很强的专业基础课。通过对单片机应用编程与仿真课程实践教学现状分析，提出了相关的教学建议。 关键词：单片机应用编程与仿真；现状分析；教学建议 单片微型计算机（MCU）经过多年的发展，在性能上有很大的进步，在型号上发展到上千种类，已经广泛应用于人类社会生活的各个领域。单片机课程已经成为高校计算机、自动化、测控以及电子信息工程等专业的重要课程。该课程是一门理论性和实践性都很强的课程，在实际教学中，应将理论教学和实验教学紧密结合。从加强学生能力培养的要求来看，这类课程
2、仅在课堂上讲授基本原理是不够的，必须在教学中加强实践环节，开设一定数量的高质量配套实验课或独立的实验课程，让学生有足够的实践机会。那么对于单片机实验教学环境建设就相应提出了较高要求。 一、课程教学现状分析 目前，在单片机教学中普遍存在着一些问题。 1.单片机课程往往多以理论为主，实验为辅的教学形式。实验也多是进行验证性实验。实验现在普遍采用“实验箱” ，学生在做实验时都是按指导书上现成的资料，编译现成的程序，很少有同学去分析编程的原理和实验程序的流程，更谈不上去修改和完善。对于单片机电路也只是按实验指导书在实验箱上做简单的连线，没有一个整体的电气原理图概念，最终还是不会设计电路，甚至连基本的电
3、气原理图都读不懂。但单片机是一门实践性很强的学科，只学习理论不做实验练习，很难真正地把单片机方面的知识理解掌握，很难真正成为单片机应用领域的高级人才。 2.学生实验时也存在着诸多限制，单片机实验室由于存在着场地和时间有限等问题，学生除了上课外，平时很难有机会实践。个人配备单片机编程实验开发系统，因成本较高，很多学生无法承受。同时一般单片机实验箱由于是成品，学生很难参与到其中的细节设计中去，一般单片机实验箱也只是起验证实验的作用，学生动手能力很难得到训练与提高。 3.教学过程中应用的单片机编程软件都是封装后发布，学习者根本不了解单片机编程器的工作原理，对于大多数的编程器软件只会简单的操作，不利于
4、激发学生学习的积极性。 二、解决措施 1、构建单片机编程仿真实验系统得的必要性和类型选择 构建开放源代码、低成本、易更新的单片机编程仿真实验系统，对我国单片机领域人才的培养和单片机课程的教学具有重大的现实意义。它不仅可以显著降低实验设备投资，而且将培养学生的创新精神和探索精神，为单片机课程实验教学带来革命性的变化。 早期，人们曾把逻辑分析仪作为单片机应用系统的开发工具来使用，但功能有限只能用于简单的单片机系统；对于复杂的单片机系统，可以使用微型计算机来进行应用开发，把能开发单片机的微型计算机称为微型机开发系统 MDS（Microcomput Development System）：此外，还有专
5、门的单片机开发系统，称为在线仿真器 ICE（In Circuit Emulator） ，通过它可以进行单片机应用系统的软硬件开发和 EPROM 写入。完整的单片机开发和实验系统应包括微型计算机、编程器（又叫烧录器） 、仿真器、实验电路板等。当今流行的计算机都能满足单片机学习与开发的要求。编程器用于把编译好的程序写入单片机的 ROM 里面，把写好后的芯片插到实验板上面进行试验。单片机仿真器用来实时仿真调试单片机程序及硬件电路，随时发现问题，修改程序，提高编写程序的效率。硬件实验板，作为单片机实验的外围电路部分，可以进行相关实验电路的单片机编程仿真实验，测试单片机程序能否实现实验电路的功能。 当今
6、比较流行的单片机编程仿真实验系统，一般都是集编程、仿真、实验于一体，综合功能极强。在互联网上，设计开发单片机实验教学仪器的个人网站也是一种比较好的选择。 2、Keil C5 l 集成开发环境和 Proteus 软件的引入和使用 Keil C5 l 集成开发环境 uVision3 是基于 80C51 内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立和管理、编译、连接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程。尤其 C 编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。由于 Keil 本身是一个纯
7、软件的东西，还不能直接进行硬件仿真，必须连接上面所述的在线仿真器硬件才可以进行仿真。Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于 Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、i2c 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000 系列、8
8、051 系列、AVR 系列、PICl2 系列、PICl6 系列、PICl8 系列、Z80 系列、HCll 系列以及各种外围芯片。Proteus 硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前 状态。 参考文献 1刘焕平.MCS 51 系列单片机实验板J.石家庄职业技术学院学报，2002.14（4） 2廖平.单片机实验教学的改革J.实验室研究与探索，2004，23（7）：36-38. 3焦振宇.浅谈新形势下我国高校单片机教学的课程改革J.高教论坛，2005， （1）：102-104. 4彭勇.单片机课程的教学改革J.农业网络信息，2006，6：115-116. 作者简介 朱建斌（1980-）江西南昌人，硕士，专业：电子信息工程.
