高职单片机教学研究二
2017-10-31季红梅
季红梅
【摘 要】教育教学须因材施教，面对高职学生群体，应运用怎样的教学方法才能达到最佳教学效果呢？根据自己多年教学体会，认为高职课堂教学，既不能等同于高中教学，也不能完全照搬高校教学。它必须具有高职的特色，其课堂教学既要注重知识性，更要注重趣味性，理论够用，技能为主，通过学生跟着老师做、学生学着自己做、理论教学做总结的方式，通过实践体会理解掌握单片机的功能应用技能。
【关键词】高职教学；单片机应用；中断应用
1.引言
当前各类高职技能大赛项目的机器人控制、非接触识别等等科目，单片机的中断应用属于必用项目。如何设计中断知识的教学，使得学生学得不累，搞得明白，用的順手，就是作为授课老师研究的问题。
2.中断原理
首先，如何导入中断概念？设计以生活中的案例引导理解。
如果我们想要同时做烧一壶水与看电脑播放电视剧二件事，请设计一下实施方案…
方案1：先烧开水，再看电视剧
方案2：同时进行，但是可能忘记烧水，导致事故
方案3：中断机制，同时进行，使用带响的水壶，水烧开时中断看电视剧，可以暂停，然后处理好开水之后再重新继续看电视剧…
前面学习的定时器案例里面用按键切换几种LED表示的方式，有时反应及时有时会反应不及时，原因是主程序循环没有及时到达按键检测的位置，所以需要等待。如果采用中断方式，按键按下即可响应。
其次，需要了解中断事件的特点。中断程序主要处理及时性要求高的事件，所以应该设计的短平快。否则就失去了中断应用应有的效果。
其三，中断设计理念：
将主程序中的一部分功能，提取出来，放到中断处理程序中。在主程序中初始化时初次开放中断…
条件满足触发进入中断处理程序，进入立即关闭中断（初学者不建议使用多次中断嵌套）；中断处理程序中主要完成一些计数判断功能，然后根据判断信息，设置标志或计数，退出时重新开放中断。中断程序设计尽量短平快…
主程序循环检查标志条件进行相对应的处理…
3.中断方式
中断分为硬中断和软中断，硬中断就是有硬件操作导致触发的中断，比如说按键按下去产生一个信号触发中断程序工作；软中断是有程序在特定的条件下发出信号触发中断，比如说定时器计数达到上限溢出引起中断。
在前节定时器的学习基础，理解了中断的理念，设计中断程序就变得非常轻松步骤化了：
①中断的初始化
②开中断（多数放在初始化里，也可以放在需要的任何位置，根据需要开放或关闭）
③中断服务程序框架（中断名称查中断向量地址表）
#pragma vector=中断名称_VECTOR
__interrupt void EINT_ISR（void）
{ EA = 0； // 关闭全局中断
//中断处理功能程序start
……中断功能实现程序
//中断处理功能程序end
EA = 1； // 重新开放全局中断 }
4.中断综合应用案例
①硬中断案例1（按键外中断），按键控制LED跑马灯开始或停止
#include "ioCC2530.h" // 引用头文件，包含对CC2530的寄存器、中断向量等的定义
//定义led灯端口和按键
…（参见高职单片机教学研究一）
unsigned int KeyTouchtimes = 0 ； //定义变量记录按键次数
unsigned int Keyflag = 0 ； //定义变量记录按键单2次，单次启动，双次停止
/* 函数名称：init 功能：初始化系统IO，外中断寄存器 */
void init（）
{ //LED灯端口和按键初始化（参见高职单片机教学研究一）
PICTL &= ～0x02； //配置P1口的中断边沿为上升沿产生中断
P1IEN |= 0x04； //使能P1.2中断
IEN2 |= 0x10； //使能P1口中断
EA = 1； //使能全局中断 }
/* 函数名称：EINT_ISR 功能：外部中断服务函数 */
#pragma vector=P1INT_VECTOR
__interrupt void EINT_ISR（void）
{ EA = 0； // 关闭全局中断
//中断处理功能程序start
if（P1IFG & 0x04） // 若是P1.2产生的中断
{
/* 等待用户释放按键，并消抖 */
while（SW1 == 0）； //低电平有效
delay（100）； //延时程序略
while（SW1 == 0）；
if（Keyflag==0） //根据按键，设计单双次标志
{Keyflag=1； }
else
{Keyflag=0；}
P1IFG &= ～0x04； // 清除P1.2中断标志
}
//中断处理功能程序end
EA = 1； // 重新开放全局中断 }
/* 函数名称：main 功能：main函数入口 */
void main（void）
{ init（）； //调用初始化函数endprint
while（1）
{ …//根据标志变量Keyflag，计数变量KeyTouchtimes，设计LED1-4跑马灯功能 }
}
②软中断案例2（定时器触发中断）T1、T3分别控制LED1、LED2 闪烁
//预定义添加
unsigned int counter=0； //统计T1溢出次数
unsigned int counter1=0； //統计T3溢出次数
unsigned int flag0=0； //标志0
unsigned int flag1=1； //标志1
//初始化定时器T1、T3
T1CTL = 0x05； // T1 通道 0，8 分频； 自动重载模式（0x0000->0xffff）；
T1IE=1； //定时器1使能
T3CTL = 0x7C； // T3 通道 0，8 分频； 自动重载模式（0x0000->0xffff）；
T3IE = 1； //定时器3使能
//定时器T1中断服务功能程序
counter++；
if（counter>=30） //约0.5s （32/8）*10^6/65535/30=2Hz，参见文章一
{counter=0； flag0=1；}
T1IF=0； //清0 T1中断标志位，容许下次中断触发
//定时器T3中断服务功能程序
counter1++；
if（counter1>=3840） //30*256/2=3840 约0.25s ，加减计数次数，调整闪烁频率
{counter1=0； flag1=1；}
T3IF=0； //清0 T3中断标志位，容许下次中断触发
//函数名称：main
void main（void）
{ init（）； //调用初始化函数
while（1）
{
If（flag0==1）
{LED1=！LED1；flag0=0；}
If（flag1==1）
{LED2=！LED2；flag1=0；}
}
}
5.中断教学总结
根据到目前获得的教学经验，高职学生一般不愿意主动思考，多数学生虽具备较好的思考理解能力，但是缺少总结归纳的能力，并且学的快忘得快，具有一定的惰性。所以如何设计好教学模块，通过合适的案例，将知识点像积木一样一块一块搭建整个知识体系，后面反复使用前面学习的知识，既能强化前面的内容，又能合理导入后面的知识，一层层上台阶，在不知不觉中，由浅入深，逐渐增加学习难度。开始的时候尽量用浅显的案例，结合生活案例实践理解，使得学生还没有畏难情绪生成就被逐步引导到了学习高点。对单片机应用这样的专业课程，学生学的进、有兴趣，达到教学目的，同时也是教师的欣慰。
参考文献：
[1]姜仲 刘丹 ZigBee技术与实训教程[M]北京 清华大学出版社 2014.
[2]物联网无线传感网实训教程[M]北京 新大陆时代教育科技有限公司 2014.
[3]本书编委 ZigBee技术开发-CC2530单片机原理及应用[M]北京 清华大学出版社 2015.
[4]杨玥 单片机与接口技术-基于CC2530的单片机应用[M]北京 清华大学出版社2017.endprint
