任务教学法应用于单片机教学实例

刘昆山

（江西冶金技师学院，江西 南昌 330000）

任务教学法应用于单片机教学实例

刘昆山

（江西冶金技师学院，江西 南昌 330000）

文章介绍了在MCS 51单片机教学中采用任务教学法的一个应用实例，通过完成《单灯闪烁器》这个任务，使学生掌握单片机系统的硬件电路设计的基本知识和单片机C语言程序简单的设计方法，掌握单片机开发的基本步骤。该教学方法亦可应用于其他单片机知识的教学。

单片机教学；任务教学法；单灯闪烁器

单片机是一门实践性很强的课程，是电子、机电、数控、汽车电子等相关专业必须开设的一门课程。单片机技术是电子产品更新换代的核心技术，只要采用单片机技术开发的产品，其智能化水平和性价比都大大超越传统的产品，目前主要应用于计算机、电子表、计算器、数码相机、手机、MP3、遥控器、洗衣机等，所以从事电子相关产业的工作人员必须学好单片机技术。

《单片机原理及应用》这门课程，传统的学科教学法是以大纲为基准，以教材为基础，以教师为主体，教师讲，学生听为主要教学方式。开始的时候学生听得可能很认真，但是由于这门课程是一门专业课，理论知识很抽象，这就导致越学越糊涂，最后失去了学习的兴趣。如何设计教学方法，激发学生的学习兴趣，真正理解和掌握单片机技术，是目前单片机教学中急需解决的问题。

单片机产品需要硬件和软件共同支持，所以单片机的学习必须是理论与实践紧密结合，边学边做，以具体的任务为目标，在学习的过程中制作单片机产品，使学生在做的过程中得到提高，激发学生的兴趣，达到良好的教学效果。本文将依据“边学边做”的单片机教学模式，通过《单灯闪烁器》的制作，学会单片机基本知识、程序框图的设计、单片机 C语言程序设计等，从而初步掌握单片机开发的全部过程。

（一）硬件电路设计及制作

依据单片机的基本工作条件和任务目标，设计单灯闪烁器的电路原理图如下：

图1 单灯闪烁器的电路原理图

本电路图使用的电源为5V，可以采用三节干电池串联成4.5V。

（二）程序设计

我们选择图 1中的LED1作为单灯闪烁的控制目标，也就是我们将看到LED1单独闪烁。在我们编写程序前应该学会用程序流程图来表达我们的程序设计意图，特别是设计复杂程序的时候，更需要这一步骤。

1.程序流程图设计

程序流程图又称之为程序框图，它是程序开发者最熟悉的一种算法表达工具。它独立于任何一种程序设计语言，能比较直观和清晰地描述过程的控制流程，易于学习掌握。因此，程序流程图是程序开发者最普遍采用的一种工具。

程序流程图一般采用下面五种符号表示：

（1）起始框 （2）终止框（3）处理过程框 （4）判断框（5）流程线

图2 程序流程图基本框

依据任务目标和流程图编写规则，单灯闪烁器程序流程图设计如下：

图3 程序流程图

2.单灯闪烁程序设计

结合设计的程序流程图和任务目标，采用单片机 C语言编写《单灯闪烁器》程序如下：

#include＜reg52.h＞//包含52系列单片机头文件

sbit led1=P1^0;//声明位变量led1为单片机的第一个引脚，

既是P1.0。

void delayms()//延时子函数

{

int i,j;

for(i=0;i＜200;i++)

for(j=0;j＜200;j++)

;

}

void main()//主程序

{

while(1)//循环语句，单片机一直循环执行语句组。

{

led1=0;// 单片机的第一个引脚输出低电平，点亮LED。

delayms();//调用延时子函数

led1=1; // 单片机的第一个引脚输出高电平，熄灭LED。

delayms();//调用延时子函数

}

}

（三）单灯闪烁器制作步骤

1.硬件电路的焊接步骤

第一步：依据硬件电路，列出元件清单，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：在万能板上依据单灯闪烁器原理图设计 PCB电路图。进行规划振荡电路、复位电路、电源电路、外围电路等，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。

2.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，把上面的单灯闪烁器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ISP下载器，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。

（四）单片机最小系统的调试技巧

正常情况下，接上电源后都可以观测到单灯闪烁的效果，如果没有效果，那我们应该从下面几个步骤来检测调试：

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。

通过完成单灯闪烁器教学任务，学会硬件电路的设计、单片机 C语言程序设计的基本用法、电路焊接、产品调试等基本知识。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外围电路等。至此，学生已经掌握了单片机开发的基本步骤，可以根据本文的设计基础进行功能扩展，制作八路流水灯。

G424.1

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1008-1151(2011)06-0148-02

2011-04-26

刘昆山（1980－），男，江西余干县人，江西省冶金技师学院助理讲师，研究方向为单片机技术教学。