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『教育理論』中斷技術教學新方法

來源:職稱論文咨詢網發布時間:2022-07-10 03:31:21

  摘要:中斷技術的應用是單片機在應用領域中比較常見的知識點,也是教學的一個難點所在。傳統的教學方法不利于學生有效快速的理解中斷的知識,影響后續的編程。采用項目教學法進行教學分析與實踐,效果不錯。

  單片機是一門理論性與實踐性強的學科,該課程兼顧了硬件設計和軟件編程兩方面。中斷技術的應用是常見的,是單片機學習的一個重要的知識點。但是很多學生對中斷的概念,中斷的響應過程及中斷保護等知識理解模糊,造成編程受到影響。故提出項目教學法幫助學生有效快速的理解中斷的相關知識。

  所謂項目教學法,就是通過實施一個項目而進行的一個教學活動,其目的是在課堂教學中把理論和實踐教學有機的結合起來,充分挖掘學生的創造潛能,提高學生解決實際問題的綜合能力。先由教師對項目進行分解,并作適當的示范,然后讓學生圍繞項目進行討論、合作學習,最后以完成項目的情況來評價學生是否達到教學目的。

  1) 以學生為中心,要充分發揮學生的主動性和創新精神,讓學生根據自身學習情況來實現信息反饋;同時教師的指導作用也至關重要。教師僅僅是一個學習項目的設計者,組織者,協調者,學生才是課堂的中心。

  2) 以實際的項目為載體。項目的選取尤為重要,既要包含基本的知識點,又能調動學生的積極性。因此在選取上,滿足下列條件:一,該項目必須包含有基本理論知識,章節重難點在項目中能充分體現;二,該項目能將理論知識有效的貫穿于實際項目中;三,該項目能有效激起學生的好奇心及求知欲;四,大部分同學能完成該項目,遇到困難能在教師指導下克服。

  3) 以項目完成的情況來評價學生學習效果。學習過程的最終目的是通過完成項目實現教學目標。教學不是直接圍繞教學目標進行的,而是圍繞完成項目來展開的,所以評價學生學習效果應以完成項目的情況來評定。

  針對中斷技術確立如下項目:中斷循環控制流水燈。編程實現:用單片機的p1口控制8只led燈,做單燈左移點亮,即p1.0,p1.1,p1.2,p1.3,p1.4,p1.5,p1.6,p1.7依次點亮,間隔0.2s,然后再從開始狀態循環;中斷時p1口的8個led燈閃爍3次(即全亮、全滅3次)。

  因為是將理論知識貫穿于項目中,所以項目實施之前必須由教師先對該項目進行分解,對新知識做必要的講解。

  在教學中引用中斷概念時,采取形象生動的比喻來幫助學生理解中斷的概念。中斷是計算機cpu對突發事件響應的一個過程描述,是指cpu在運行過程出現某種緊急事件時,請求cpu暫停現行程序的執行而轉去處理此事件,待處理程序執行完畢,cpu在回到被中斷的地方繼續執行下去。比較抽象,可以生活中的現象做類比:在網上看電影,電話鈴響,點擊“暫停”按鈕播放電影,處理電話完畢,點擊“播放”按鈕,繼續看電影。這就是一個中斷現象:看電影相當于主程序,接聽電話是緊急事件相當于中斷程序,處理完電話接著看電影,相當于響應完中斷程序繼續執行主程序。在該過程中,“暫停”按鈕是中斷保護現場,“播放”按鈕是中斷恢復現場。

  中斷分類:外部中斷int0,外部中斷int1,定時器溢出中斷t0,定時器溢出中斷t1,串行口中斷。以外部中斷int0為例進行教學。中斷程序在內存中放在哪里,入口地址對應如下:0003h,000bh,0013h,001bh,0023h。

  it0,外中斷0觸發方式控制位(置0,電平觸發方式;置1,下降沿有效)。ie0,外中斷0中斷請求標志位;tr0,定時/計數器的控制位tf0;t0溢出中斷請求標志位。it1、ie1、tr0、tf1類同。setb it0,置于主程序中(請求中斷,為隨時響應中斷做準備),下降沿有效。

  ea:cpu中斷允許(總允許)位(1:開中斷;0:關中斷)。ex0:外中斷0允許位; et0:t0中斷允許位;ex1:外中斷0允許位;et1:t1中斷允許位;es:串口中斷允許位;

  設置movie,#81h,置于主程序中,開啟外部中斷int0(中斷允許,為隨時響應中斷做準備)。

  提醒學生進入中斷程序時,要設置斷點保護,執行完中斷程序要恢復現場,如下斜體字樣;設置堆棧指針棧底如:mov sp,#60h。指導學生編程;大部分學生程序如下:

  程序完成后進行keil-c51軟件仿真,該軟件默認高電平燈滅(勾),低電平燈亮(空)。調出p1、p3口觀察,8個等點亮的動態及中斷控制狀態,仿線 傳授硬件方面

  在proteus軟件中識別、測量:單片機、電阻、電容、發光二極管、晶振、按鍵等;畫出硬件圖,結合程序仿線 實驗室設備驗證及分析

  以上程序,在keil-c51和proteus軟件仿真模擬沒有任何問題,但在實驗箱上演示時,問題很明顯:程序能順利啟動中斷,可是結束中斷返回主程序時,出現很長時間的等待(該問題是此章節學生最容易忽略和混淆的問題)。于是給予提示,檢查中斷程序調用延時程序時,是否進行了現場保護?主程序和中斷程序都用到了延時程序,是否進行了中斷現場保護?結果提示,一些學生很快就找到了解決方案:在保護現場時在語句mov a,#0ffh之前添加setb rs0(即主程序調用延時時,工作寄存器組設置為1組)語句,避免主程序和中斷程序都使用默認0組工作寄存器而出現的數據傳遞混亂。

  該章節中斷保護和恢復是一個難點,以理論形式講解,學生很難理解掌握,將其貫穿于項目中,讓學生發現問題,自己解決問題,事半功倍。本例是以外部中斷int0來講,如果換成其他種類的中斷,只需改變入口地址,tcon,ie及觸發端口設置,即可舉一反三。如此以來,教學以學生為主體,教師為客體,更容易激發學生學習的興趣。

  項目教學法以實際的項目為載體,以學生為中心,以行動過程為途徑,以素質為基礎,以師生互動為方式,以能力為目標。該法是通過學生實施項目,項目本身的設計顯得至關重要,即對教師的的知識框架及教學經驗提出了很高的要求,但是能達到很好的教學效果。

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