單片機C語言課程教學改革的思考

朱文彬，王海燕

[摘 要] 單片機是自動化技術(shù)中一門專業(yè)課程。在智能化程度越來越高的今天，職業(yè)技術(shù)教育中，無論是電工還是電子專業(yè)，單片機技術(shù)課程已經(jīng)不可缺少。對C語言課程教學改革的出發(fā)點、教學改革的目標與價值進行了思考闡述。

[關(guān) 鍵 詞] 單片機；C語言；課程改革

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）06-0128-01

一、課程改革的出發(fā)點

單片機控制技術(shù)作為電類專業(yè)的專業(yè)核心課程，是學習者建立編程思維體系、進行電路維護設(shè)計開發(fā)的基礎(chǔ)，同時也是畢業(yè)設(shè)計的一個重要方向。但是在日常教學、技能競賽和課題開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的單片機教學存在很多的問題：

1.低級編程語言。一直以來，我們采用匯編語言進行單片機教學。匯編語言是計算機軟件開發(fā)語言中的低級語言，一共包含111條匯編語言指令，它的可編程性、可讀性、可移植性、靈活性都比較差，屬于入門級語言，在實際開發(fā)中很少使用。

2.教學方法比較傳統(tǒng)。在匯編語言教學過程中，按章節(jié)從基礎(chǔ)指令開始逐步講解，采用傳統(tǒng)的從低到高的教學方式。但在教學實際中我們發(fā)現(xiàn)，學習者往往學習后面的內(nèi)容時就忘記了前面已學的內(nèi)容。而且，由于匯編語言的單體指令數(shù)太多、語言格式較死，導致學習者在學習過程中很難做到活學活用、融會貫通。

3.教學內(nèi)容單一。除了對匯編語言的指令系統(tǒng)進行介紹之外，就是進行單片機最小系統(tǒng)的簡單編程。對于片外硬件、液晶顯示、串行通訊等稍復雜的硬件應用涉及很少。這直接影響了學習者對單片機的認知程度。

二、單片機C語言編程的優(yōu)勢

1.不需要掌握單片機的基本指令集，也能完美編寫單片機程序。

2.不懂單片機的具體硬件，也能編出符合硬件實際的程序。

3.數(shù)據(jù)實行覆蓋，有效利用片上有限的RAM空間。

4.C語言提供復雜的數(shù)據(jù)類型（數(shù)組、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合、枚舉、指針等），極大地增強了程序處理能力和靈活性。

5.提供auto、static等存儲類型和專門針對51單片機的data、idata、pdata、xdata、code等存儲類型，自動為變量合理地分配地址。

6.中斷服務程序的現(xiàn)場保護和恢復，中斷向量表的填寫，是直接與單片機相關(guān)的，都由C編譯器代辦。

7.提供常用的標準函數(shù)庫，以供用戶直接使用。

8.頭文件中定義宏、說明復雜數(shù)據(jù)類型和函數(shù)原型，有利于程序的移植和支持單片機的系列化產(chǎn)品的開發(fā)。

三、C語言課改目標與價值

（一）改革目標

有關(guān)C語言的書籍很多，但大多屬于以下兩種類型之一：

第一種是C語言類教材：側(cè)重于C語言語法、算法講解，知識的體系性非常完整，但學習起來比較枯燥、難度大，相應的學習者是C語言初學者，屬于計算機語言類教學。

第二種是單片機C程序應用型教材：這類教材分析電路組成、羅列相關(guān)C程序，但沒有介紹程序中所包含的語法知識、程序結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，對應的學習者應當具備相當?shù)腃語言能力，屬于單片機專業(yè)類教學。

這兩種類型的教材沒有將C語言基礎(chǔ)講解、單片機C項目程序開發(fā)進行融合，沒有在進行單片機編程的同時講解語法知識，需要學習者同時進行兩本教材的學習。但是學習者，尤其是初學者往往在開始學習后并不能抓住重點，不知道如何有效地將兩種教材知識點相結(jié)合。所以，發(fā)展下去往往會出現(xiàn)兩種結(jié)

果：一種是只掌握了C語言的理論（側(cè)重學習了C語言教材）；另一種只會照著單片機教材錄入程序，對程序本身的含義、語法一無所知或是一知半解。這樣對學習者來說不僅浪費了寶貴的時間和精力，而且單片機C語言編程的知識也沒有學到。

所以想辦法將C語言語法和單片機程序進行有機結(jié)合，將兩者的知識點以學習任務為載體由淺入深、循序漸進地展現(xiàn)給學習者是本次課程改革的主要目標。

（二）教學價值

打破固有語言教學體系：將C的語言類教學與單片機程序編寫融合，以項目教學模式，圍繞所編寫單片機程序，以“需要哪些知識點、就講解哪些知識”為原則開展C語言教學，讓學習者邊寫程序、邊學語法，邊調(diào)試、邊看現(xiàn)象。以此來激發(fā)和提高學習者學習單片機和C語言的興趣。

與技能大賽相融合：將多年來參加技能大賽所積累的單片

機編程方面的案例與單片機C語言教學相結(jié)合。

（三）配套硬件電路

為了讓學習者更好地體驗單片機C語言的開發(fā)過程，我們

專門設(shè)計了相應的單片機開發(fā)板。開發(fā)板含有十多種功能電路，

可獨立實現(xiàn)簡單功能程序設(shè)計，也可組合實現(xiàn)綜合性較強的綜

合控制功能設(shè)計。具有較強的可擴展性：電路板上預留了大量的擴展口，可實現(xiàn)單片機功能擴展設(shè)計，也可進行多塊板之間的通訊研究，能成為學習者的創(chuàng)新平臺?？墒褂枚喾NMCU芯片：設(shè)計的開發(fā)板可以分別使用ATMEL、STC和AVR系列的8位機芯片。

參考文獻：

[1]譚浩強.C程序設(shè)計[M].第4版.清華大學出版社，2010.

[2]戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機C語言應用程序設(shè)計實例精講[M].電子工業(yè)出版社，2008.

[3]李廣弟，朱月秀，王秀山.單片機基礎(chǔ)（修訂本）[M].北京航天航空出版社，2005.