单片机汇编语言教材、教学的改革与探索.doc

1、单片机汇编语言教材、教学的改革与探索内容提要：本文从实际教学的角度出发，阐述了单片机汇编语言教材内容选择与结构优化的思路及教学的特点、重要性，通过充分发挥学生的主体作用、形象教学、归类比较、对比教学、联系实际、培养学生正确的程序设计思想、采用多媒体教学和强化实践教学等方法优化教学过程，提高教学质量。关键字：单片机教材内容选择与结构优化的思路教学方法1 引言汇编语言是一种能充分发挥和利用计算机硬件特性的语言，它可以完成高级语言难以胜任甚至无法完成的任务，是能够利用计算机所有硬件特性，并能直接控制硬件的唯一语言。因而，在对程序的空间和时间要求很高的场合，汇编语言是必不可少的。由于汇编语言是面向机器

2、的语言，编程时必须直接以单片机的内部资源为依据；又因为汇编语言的助记符较多，每种指令源、目的操作数规定较多，程序容易出错，维护困难。因此，学生学习汇编语言一般都会感到困难。2 对教材内容选择与结构优化的思路对教材内容选择与结构优化总体构想是: 体现新知识、新技术、新方法, 较强的系统性、先进性和实用性, 力求“适用、通用、实用、易用”; 在突破传统教材框架的方面进行了一些尝试与探索, 考虑了教材内容和编排的基础性、系统性, 注入反映最新科技发展的知识。2.1内容选择原则和特点遵循重视基础知识和基本概念, 保证教学基本要求, 吸纳国内外教材的优点和有益的经验及成果, 推陈出新等原则, 以便体现内

3、容的先进性与可行性、统一性和灵活性, 使教材具有知识面宽、深入浅出、突出应用、强调新技术的特色。内容选材上,选用了MCS-51 系列单片机作为介绍微处理器的重点, 因其具有技术的典型性、应用的广泛性和教学的适应性等特点, 为加深对单片机组成与工作原理的理解(因为这部分知识在前修课程中已作介绍) , 在内容上淡化芯片内部组成,从编程所需角度介绍功能, 强化其接口连线、应用及总线连接技术, 为应用单片机硬件开发打下基础。在介绍单片机技术应用现状及发展趋势的基础上, 从实用的角度着重介绍了以往教材多未涉及的诸如串行A /D, TLC 2543、SED1330 系列大屏幕LCD, 全双工单片MODEM

4、 , 高速并行USB接口芯片与单片机接口电路的设计和使用方法。在介绍应用系统设计时, 以笔者开发完成已申请到国家专利的系统实例阐明用单片机开发产品的方法和技术。2.2教材结构的优化在编排方式上按照内容的深浅采用了模块式的课程结构, 以供不同教师根据需要进行模块重组。全书共9 章, 其内容体系见图1：图 1单片机原理与接口技术内容体系教材中的例子的全部程序都经调试并通过对于例子的使用说明也较详细, 以便学生能掌握一般原理及了解典型应用, 进而掌握单片机系统的一般设计方法, 了解单片机的最新应用技术, 为将来理解、追踪掌握单片机开发、应用技术打下初步基础。3 教学方法的改革与探索单片机原理及应用课

5、程通常在微机原理及应用（或计算机组成原理、汇编语言程序设计）之后开设，一般以MCS-51为主要机型，学时为3248学时，分配到汇编语言与程序设计中一般为612学时。汇编语言的学习涉及CPU可编程结构、寻址方式、指令系统、汇编语言的程序设计等内容。如何利用较短的学时规范介绍汇编语言与程序设计的内容，是该部分课程教学的重点；如何使学生快速掌握汇编语言的指令系统和程序设计的基本方法，是该部分教学的难点。在教学中，我们进行了以下探索。3.1提高教师的自身素质教师首先要提高自身的政治素质和业务水平，拓宽知识面，使自己具有一定的知识高度，同时不断研究和改进教学方法，理论联系实际，言传身教，及时让学生了解国

6、内外最新的科技成果并掌握单片机应用技术的发展方向。要给学生一杯水，教师自己就要有一桶水。教师具有较高的自身素质是上好课的前提。3.2合理选择教材教材是提高教学质量的基础和前提，是学生系统学习知识的依据。一本好教材对于培养学生自学能力和独立思考能力起着积极的作用。学生可以依据教材理解课堂内容，深入了解本学科各个领域的知识。在选择教材方面，注意点与面的结合，注重基础与新技术的结合，使教材不仅是师生教与学的媒介，还是能够培养学生能力的工具。3.3注重教学过程，优化教学方法，把握教与学的关系教学过程是教师和学生的双边活动，只有既注重教又注重学，才能真正做到教为学服务。教师所要做的就是“传道授业解惑”，

7、开阔学生的思路，激发学生学习的积极性和主动性，激发反思，调动潜能，引导学生探讨，帮助学生解决遇到的问题，寓教于学。只有把握好教与学的关系，才能优化整个教学过程。（1）充分发挥学生的主体作用寻址方式是汇编语言中一个重要内容，它是学生正确灵活运用指令的基本功，是学生学习编程的一个重要基础，同时也是该课的一个学习难点。在寻址方式教学中，教师如果直接给出几种寻址方式的格式、特点等，学生会在整个教学活动中始终处于被动接受知识的地位，教学效果往往不佳。为了充分发挥学生的主动性，使学生能够在教师的指导下主动去探索问题，归纳寻址方式的种类及特点，达到掌握课程的目的，我们设计了“提出问题-引导学生解决问题-巩固

8、所学新知识”三步走的方针。提出问题时，指出指令中操作数的三种表示方法，从而引出数据存放的位置仅有立即数、寄存器和存储器三种形式。这三种方法分别对应三种寻址方式（立即寻址、寄存器寻址和直接寻址）；而操作数的实际地址又有几种不同的构造方式。解决问题时，对指令中操作数的实际地址的构造方式进行讨论与探索，从而得到其余四种寻址方式。这两个教学步骤层层推进，环环相扣。最后通过例题巩固所学新知识。（2）形象教学汇编语言是所有语言中最接近硬件的语言，语句不直观、非常低级，离我们头脑中的日常概念甚远。为完成一个非常简单的操作，汇编语言需要写许多条命令，理解起来很不容易；而这些操作都是电子的运动，看不见摸不着，更

9、加深了学习的难度。只有加强形象教学才能很好地解决这些难点。在教学中可以充分利用一些辅助工具使学生能“看到”计算机硬件的工作，进而理解其工作原理，学好汇编语言。MCS-51的开发系统有很多种。利用开发系统中的调试工具查看CPU和系统的状态与工作，可以让学生非常直观地“看到”CPU的运行情况，大大加深学生对CPU结构的认识。如利用单步命令查看程序执行后CPU中各个寄存器的状态，让学生“看到”和“控制”CPU的执行步骤；利用调试工具查看存储器的内容，如一条一条的指令、数据和地址，这使得学生对存储器的理解被大大加深。（3）归类比较法MCS-51单片机的111条指令按功能可分为五类。在教学中，把所有数据

10、传送类指令归为一类，在介绍内部种数据传送指令时，用图2标明其传送路径，这样只需讲清楚一条传送指令的功能和基本格式，学生就可以举一反三地了解其他传送指令的功能。在此基础上，重点介绍不同部件数据传送路径的差异和特点，帮助学生掌握不同传送指令的传送路径，通过举例加深理解。对于一些难以掌握、容易出错的传送指令，有意识地加强对学生的训练，如直接地址之间可以进行数据传送、片内RAM单元的范围为007FH等规定，学生在编程时经常搞错，将这些规定编入判断题中，让学生判断以加深印象，这样可以做到事半功倍的效果。图2 内部数据传送指令的传送途径（4）归纳总结在介绍指令系统时，应注重指令的功能、格式，操作码的含义，

11、操U作数的表示方法、寻址方式，源、目的操作数的范围，对程序状态字PSW的影响，指令字节数的估算和U指令的应用等，注意总结归纳各种指令的特点。（5）联系实际每条指令的设置都有其背景及用途，只有联系实际，学生才能认识指令的重要性，增加学习的兴趣。因此在讲指令时，经常举一些与实际有关的例子，如I/O口输入/输出、键盘、显示器、打印机控制程序，电机开/关控制程序，十字路口交通灯控制程序等。经过指导，使得学生能够逐步掌握简单设备的控制思路，并编写一些简单的绘图程序。（6）培养学生正确的程序设计思想程序设计的语言是简单的，而程序设计的内涵却很丰富，体现了人的思维。程序设计的教学是思想的教学，不仅要教会学生

12、语法和语言的一般应用，更重要的是培养学生正确的程序设计思想、正确的思考方法和学习方法、不断获取相关学科新知识的能力。在程序设计教学时，选择一些有代表性的题目，每题都用多种方法讲解，再评价每种方法的优缺点。尤其是一些大程序，先用传统方法分析编程，然后引入模块化程序设计思想，把大程序分块，重点训练模块间参数的传送方法和模块连接方法，加强程序元间的相互协作，为学生今后的工程化程序设计打下基础。（7）采用多媒体教学利用多媒体软件进行教学，通过文字、图像、声音、动画来激发学生的学习热情，增强教学效果。充分利用多媒体的功能，模拟指令、程序的执行过程，着重描绘教学重点、难点。（8）强化实践性环节的教学注重学

13、生能力的培养实践的作用是培养学生的动手能力、解决问题的能力。在实验教学中，教师要充分利用一些辅助工具使学生能够“看到”计算机硬件的工作过程，进而理解其工作原理。教师应该为学生提供真实有意义的实践环境，让学生通过真实任务的实践来弥补教材的不足，不再要求学生死记硬背，而是让他在培养和锻炼中能够循序渐进地掌握学习内容。4 结束语教学是一门艺术，教学过程是一项复杂的系统工程，需要我们不断地进行探索和研究。只有付出艰苦的努力和汗水，才能得其精华。参考文献：1 袁可风汇编语言课程教学内容与教学效果刍议2 李斌汇编语言中寻址方式课堂教学设计浅探3 耿秀华浅谈汇编语言课程教学4 蒋雪玲对汇编语言教学的几点建议6