基于Arduino单片机项目的C语言程序设计教学

基于Arduino单片机项目的C语言程序设计教学【摘耍】本文提出结合电类专业的特点,引入Arduino单片机项目作为主线,开展C语言程序设计教学,调动学生学习积极性,提高教学成效。【关键词】C语言项目教学单片机项目【中图分类号】G【文献标识码】A【文章编号】0450-9889(2017)05C-0158-03一直以来,传统C语言程序设计教学主要是以语法、语句和结构为中心,以数据类型、变量、运算符、数组、指针和函数等为基本知识点展开。这样的教学模式虽然可以很好地按照教材逐一讲授知识内容,但是也容易使学生陷入知识细节,而忽视C语言程序的具体应用。虽然学生通过不断地学习基础知识和练习经典算法,能够阅读、修改、编写简单C语言程序,但是学生的抽象思?S、自主创新意识、解决实际问题能力难以得到全面培养。另外,由于高职学生的计算机基础、逻辑思维、英语基础和数学运算等综合能力都较为薄弱,这些因素也影响了学生学习C语言程序设计的兴趣。因此,为了提升学生阅读、编写和调试程序的能力,激发学生自主学习C语言程序设计的兴趣,结合电类专业人才培养目标,提出以单片机项目为载体的C语言程序设计教学模式,通过实验现象启发学生思考目标实现方法,在实验过程中引入重点理论知识,让学生带着兴趣和目标进行C语言单片机项目学习。一、引入单片机项目驱动C语言程序设计教学首先让学生体验C语言编程控制单片机乐趣,然后,通过不同的项目引入C语言程序的结构、语法、语句等相关知识内容。例如,通过典型的跑马灯项目引入fo「循环语句,通过数码管倒计吋显示引入一维数组,通过八路抢答器引入if、switch选择语句。利用单片机项目直观可控的特点,以实用、够用为导向,构建适合高职学生特点的C语言单片机项目框架,具体的教学项目框架如图1所示。(引入简单易学的Arduino单片机实训平台由于51系列单片机价格低廉,且配套教学资源丰富,传统单片机教学一般都是采用51系列单片机,但是,51单片机最大的问题就是需要使用者掌握其内部结构、寄存器、I/O设备等诸多底层硬件结构,然后才能开展C语言程序设计教学,过多的底层硬件结构会增加学生学习单片机编程的难度,而Arduino平台则绕开了单片机底层硬件结构,仅需少量指令即可开始程序设计,其自带库函数也已包含许多常用I/O设备驱动,在此基础上进行二次开发,很容易完成功能多样的作品。Arduino平台的软硬件完全开源,许多常用子函数已经封装成为库函数,在此基础上进行程序编写,可以大大缩短软件开发周期,提升编程效率。例如,编写一个毫秒级的延时函数,使用51单片机编写则需要多行代码才可实现,具体延时函数如下:voiddelay_ms(uchart){uchari,k;while(t—){for(i=l;i<130;i++)for(k=l;k<130;k++);}}但是,采用Arduino单片机只需调用一个毫秒级延时函数,即编写以下一条代码:delay(n);//括号中的n表示延时长度,单位为ms。一个同样功能的延时函数,51单片机需要多行代码,而Arduino单片机仅需一个函数调用,这种把过程集合化、函数化的过程省去了繁琐的细节,既简化了编程工作量,又让学生更容易理解和接受。(单片机控制LED闪烁,学习while循环语句单片机控制一个LED灯闪烁项目的程序和硬件电路都比较简单,很适合作为C语言单片机教学的入门实验,LED灯闪烁流程图及主要对应代码如图2所示。通过观察LED灯闪烁实验现象,启发学生思考实现LED灯闪烁的分解步骤,结合C语言程序代码,学生可以直观了解C语言程序控制指令在LED灯上所呈现的对应关系。在此项目驱动之下,学生更加容易理解while循环语句的使用方法,同时,也能启发学生思考项目中其它C语言程序的知识要点:1.Arduino单片机C语言认知。单片机C语言程序的结构是由setup()初始化函数和Loop()主函数构成,初始化函数主要完成单片机I/O口的功能设定,例如,pinMode(i,OUTPUT),表示第i个引脚为低阻抗输出模式;Loop()函数则是一个程序里面的主函数,编程者的所有想法可以通过c语言控制单片机具体实施。2•变量及函数调用。通过观察LED灯闪烁的快慢,深入学习延吋函数delay(n)的使用方法,其中n为参数传递,控制延时长度,单位是毫秒,调整变量n即可改变LED的闪烁速度。3•赋值及...

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