项目教学法在单片机电子密码锁的应用

马巍

【摘 要】文章介绍了项目教学法在单片机教学中的具体应用案例——电子密码锁，提出了在单片机教学中开展项目教学法的可行性，探讨了项目教学法在电子密码锁单片机课程教学过程中的实施步骤，为单片机课程的改革提供参考。

【关键词】单片机 项目教学法 电子密码锁

一、项目教学法简介

项目教学法在讲解相关知识基础上给出项目要求，指导学生循序渐进地完成硬件设计、软件编程和仿真调试。在运用项目教学法设计各个项目时需要打破传统的教学顺序，根据教学大纲要求的知识点，设计出有针对性的多个项目。要求各个项目由浅入深，循序渐进，能够覆盖所有教学知识点，并能够尽早使学生进入简单的项目训练，尽早从项目成功的案例中获得激励，并使学生在项目训练中逐步形成系统的概念，并养成自主学习，敢于实践的学习习惯。与传统的教学相比，它完成了三个中心转变，即由教师为中心变成以学生为中心、以课本为中心转变以项目为中心、以课堂为中心转变成以自主实践为中心。本文介绍项目教学法在单片机课程教学中具体的应用案例——电子密码锁。

电子密码锁的工作原理：

电子密码锁的功能为：输入一组密码，为0～3之间的数字，密码输入正确显示 “P”约3秒钟，并通过P3.0端口将锁打开，否则显示字符“E” 约3秒钟，锁继续保持锁定状态 ，等待密码的再次输入。

在单片机硬件设计时，只需用一位数码管显示，采用静态连接方式。4个数字键连接在P0口的低4 位P0.0～P0.3，设P0.0表示0数字键、P0.1表示1数字键、P0.2表示2数字键、P0.3表示3数字键。用P3.0控制一个发光二极管，发光二极管亮表示锁打开，滅表示锁定。软件设计的思路是：主程序主要负责按键输入密码比较、正确与错误显示处理。初始显示符号为“—”。当按数字键后，若与预先设定的密码相同则显示“P” 3秒钟，打开锁，等待下一次密码输入。否则显示“E” 3秒钟，保持锁定状态并等待下一次密码输入。

二、项目教学法在电子密码锁的实施

（一）做什么？——明确要完成的任务

由教师在课前给出教学项目的基本要求，引领学生有目的地进行预习。本项目任务为电子密码锁。在一些智能门控管理系统中，需要输入正确的密码才可以开锁。基于单片机控制下的密码锁硬件电路包括三个部分：按键、显示和电控开锁驱动电路。

（二）怎么做

1.跟我想——分析怎样用单片机构建控制电路

结合多媒体教学手段项目演示，由教师当堂演示关键知识点：静态显示、查询式按键、电控开锁驱动电路，以提高学生的兴趣，增加课堂信息量。课堂演示阶段可结合实验板，让学生现场看到系统运行的结果，提升学生参与实践的渴望。在知识点讲解过程中突出重点，提纲挈领。

2.跟我做1——画出硬件电路图

学生分组讨论，在单片机的最小系统上根据项目要求画出显示电路、按键电路及电控开锁驱动电路。本环节要求教师有较强的现场指导能力和课堂掌控能力。为了较好地在有限时间内完成教学内容，教师应注重培养几个能力突出的“骨干”学生，加强课堂活跃度。同时注重挖掘学生的自主设计思想。

3.跟我做2——编写控制程序

教师讲解程序设计思路，本项目主程序主要负责按键输入密码比较、正确与错误显示处理。设初始显示符号为“—”，当按数字键后，若与预先设定的密码相同则显示 “P”，3秒钟，打开锁，等待下一次密码输入。否则显示“E”3秒钟，保持锁定状态并等待下一次密码输入。并结合多媒体教学手段演示流程图。

学生分组讨论并在教师的引导下编写程序、仿真调试。

（三）自己做——具有0～9十个数字按键的密码锁

教师用实验板演示具有0～9十个数字按键的密码锁。引导学生思考：查询式按键可以实现此功能吗？在查询式按键接法中，每个按键都要占用一根I/O口线，如果按键数目比较多就不适用了。提出问题：用什么按键代替查询式按键？学生讨论后回答，采用矩阵式按键，教师讲解矩阵式按键，随后布置项目要求和任务。

本环节中教师只是引导学生，要求每组学生在课后完成功能相对完整的项目模块，达到自主创新训练的目的。鼓励学生在完成教师布置的任务后，自主设计题目，并完成调试工作。这个训练可以使学生逐步形成独立工作能力，为综合设计过程中的方案形成能力打下基础。

项目完成后，要求每位学生完成一份项目总结。项目总结是对课程设计的归纳，提高和深化的过程，可以使学生对知识的理解更加深刻。在总结中，学生可以回顾本项目设计的过程，明确设计体会和收获，在设计过程中遇见了什么问题，通过哪些途径怎样解决问题等等。通过课程项目总结，教师能检查到教学中存在的问题，收集学生对教学的意见和建议。制定出教改方案，以便教师不断增强教学效果，提高教学质量。

（四）项目评价

项目评价主要对学生在项目进行时的学习能力、协作能力、工作态度，项目完成情况进行自评、学生互评和教师评价。评价还涉及是否达到了学习目标，完成项目过程中有无创新意识，能否独立完成故障分析及排除等。在项目评分中，知识点评价占50分，成果与创新评价占30分，态度与合作评价占20分。

三、结束语

项目教学法在单片机电子密码锁的应用，使单片机课程教学目的更加明确，教学环节设计更为合理，采用理论、实训相结合，分组讨论教学，师生互动等多种方法，使学生成为学习的主体 ，极大地调动了学生学习的积极性、主动性 ，充分体现了学生的主体作用和教师的主导作用 ，提高了学生的综合应用能力，取得了良好的教学效果。