任务12教材内容编排和学习建议

任务1.2教材内容编排和学习建议-1-任务1.2教材内容编排和学习建议在开始学习单片机之前，我们有必要了解一下教材包含哪些内容，这些内容是以什么养的形式来组织安排的，以及作者给初学者的一些建议。1.2.1教材特色1、项目教学、任务驱动毫无疑问，在高考这根指挥棒的引领下，大多数学生在中学接受的是应试教育，教师在课堂上不停地灌输，学生只能被动接收，缺乏思考问题的过程，更谈不上什么兴趣爱好。进入大学后，大多数学生学习专业的方式也大致如此，听课，做作业，应付考试，很少有人去主动地学习，积极、独立地思考问题。项目教学法倡导的理念就是改变这种被动的学习方式，把课堂交给学生，由过去的教师讲，变成学生主动学，让学生在主动学习这一过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体现创新的艰辛和乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。除了改变学习方式外（学习者由被动变主动），在学习过程中，另外值得我们深思的问题，就是我们大多人从小学或者初中就开始学习英语，学了这么多年，至今不敢和老外对话，而有些人在美国生活一年半载的，和老外交流没有问题。其实不止是英语的学习有这个问题，专业课程的学习同样存在这样的问题，大学四年学了很多专业课，考试也不错，但真正到了实践，却一筹莫展，无从下手。这个问题的根本原因在于大多数教科书上讲述的内容只是一些知识点的罗列，脱离了这些点的来源背景，更没有提供这些知识点在具体项目中实践的机会。如果请教一个有经验的工程师怎么样来学习专业，他的回答应该是“用什么学什么”。虽然回答的很简单，但却包含了学习的真谛。不带着解决实际问题的目标去学习，很难激发学习者的兴趣，也很容易迷失方向。学完知识点后，没有合适的项目去实践和检验，学习者也很难真正掌握这些知识点。本书内容正是基于“项目教学、任务驱动”这一思想来编排的，从第2单元到第8单元，每一单元的开头提出本单元要实现的项目内容，为了实现这一项目，我们又划分出多个任务（化整为零），每个任务实际上这个项目的一部分，每个任务都完成了，整个项目的实现水到渠成了。1个任务即为一次课，从任务要求到知识准备，最后到任务实施。2、深入浅出、由浅入深面对一个初学者，教材中每一个任务中的知识点在讲解时，尽量避开那些过于晦涩的专业词汇，多举和生活中相关联的例子来解释这些专业词汇，尽量做到深入浅出，激发初学者学习的兴趣，让初学者迅速抓住知识点的核心。整个教材里的项目编排按照由浅入深的原则，从简单的LED灯闪烁开始，到简易数字钟，任务1.2教材内容编排和学习建议-2-智能车、密码锁和万年历，一步一步加深难度。在讲解每一个知识点时，也是按照由浅入深的原则来讲述。3、注重规范、注重实用本套教材的目的不是单纯普及单片机基础知识，而是让一个初学者步入单片机工程师的殿堂。无论是在开发板的硬件电路设计上，还是编程规范上，尽量让初学者按照电子工程师的规范来要求，从学习初期就打下扎实的基本功，让初学者少走弯路。1.2.2内容编排1、单元1：绪论（略）2、单元2：流水灯的设计在这一单元中我们安排了3个简单的任务，分别是2.1点亮一个LED灯2.2LED灯的闪烁2.38位流水灯过这三个任务，让初学者初步了解51单片机I/O口控制外围器件的原理，激发初学者学习单片机的兴趣。在完成这三个任务之外，教程中穿插讲述了51单片机编程软件KeilC51以及STC烧录软件的使用、C语言入门基础、模拟电路基本元件的特点等入门知识，为今后的学习打下良好的基础。3、单元3：简易数字钟的设计—模块篇单元3和单元4安排的项目是设计一个简单的数字钟，通过单片机内部定时器控制数字钟走时，开发板上的六位数码管显示时间，能通过开发板上的独立按键来调整时间。在这一单元中，我们并不急于完成简易数字钟的整体设计，而是先学习完成这一设计所需要的基本模块，其中包括中断和定时器这两个重要的单片机内部资源，以及数码管、按键等外围模块，本单元共安排了5个任务，分别是：3.1单位数码管的显示3.2多位动态数码管的显示3.3独立按键检测原理及实现3.4中断的原理及应用3.5定时器的原理及应用4、单元4：简易数字钟的设计—实现篇这一单元是教程的核心。在本单元中，介绍了一种基于状态机的程序框架，让初学者掌握裸机下多任务实现的方法；介绍了程序的风格和提高可移植性的方法；介绍了程序模块化的实现方法。这3节的内容虽然没有讲述单片机新的资源或者功能模块，但为初学者提供了任务1.2教材内容编排和学习建议-3-一个切实可行的单片机编程模板，为今后的单片机编程提供了规范。最后前面的讲述的所有知识，完成简易数字钟的最终设计。本节共安排了4个任务，分别如下：4.1基于状态机的程序框架4.2程序的风格和可移植性4.3程序的模块化4.4简易数字钟的设计5、单元5：智能小车—模块篇本单元的内容是单片机的10个外围模块实例。每个模块实际上是一个小项目，把他们安排在数字钟之后，既是对之前学到的基础知识的巩固，同时也开阔了初学者的视野。另外本单元的项目也是实现智能车的基础，为了顺应项目教学的主旨，我们给本单元起的名字是“智能小时-模块篇”。本单元内容安排如下：5.1电磁继电器的原理及驱动5.2点阵的原理和显示5.3交通灯的实现5.4红外遥控器的解码5.5PWM的原理和呼吸灯5.6频率计的实现5.7直流电机的调速和测速5.8步进电机的原理及驱动5.9超声波测距5.10蜂鸣器和音乐发生器6、单元6：摇摇棒和串口通信完成摇摇棒的设计，对于初学者来说是一件比较有吸引力的事情，本单元在讲述了摇摇棒的制作原理后，重点放在单片机的另外一个重要资源—串口，在掌握了串口的原理和使用方法后，实现了通过PC机软件（串口助手）更新摇摇棒显示内容。本单元的任务安排如下：6.1摇摇棒的原理和实现6.2异步串行通信及模拟串口的实现6.351单片机UART6.4通信协议和摇摇棒显示更新7、单元7：简易密码锁的设计本单元的内容是设计一个简易密码锁，密码锁的设计中包含了字符液晶LCD1602、4*4矩阵键盘和掉电存储器(24C02)等模块，在单元任务中，按照顺序一一讲解这些功能模块，最后再把这些模块综合在一起，实现简易密码锁的设计。另外在本单元的前2节任务中，帮主初任务1.2教材内容编排和学习建议-4-学者重新温习了一次C语言的难点“指针”，为今后编写规模更大的程序打好基础。本单元内容安排如下：7.1指针和数组7.2字符串和指针7.3点阵LCD1602的应用（一）7.4点阵LCD1602的应用（二）7.5矩阵键盘和简易计算器7.6I2C总线和24C028、单元8：电子万年历的设计本单元的内容是设计一个电子万年历，它由时钟芯片（DS1302）、数字温度传感器（18B20）和带中文字库的液晶（LCD12864）构成。在本单元的任务中，分别讲解这3个模块的原理和使用方然，然后再综合在一起完成电子万年历的设计。8.1LCD12864的应用（一）8.2LCD12864的应用（二）8.3万年历芯片DS1302的驱动8.4数字温度传感器（18B20）的驱动8.5电子万年历的实现1.2.3对初学者的一些建议1、明确的学习目的、刻苦的学习态度首先，要明确学习目的。为什么学单片机，只是为了应付考试，还是为了自己的兴趣爱好，或者是获得一技之长，将来找到一份好工作，当然最好的答案是兴趣和工作的结合。明确的学习目的是你学习单片机的动力，没有动力，大多数人坚持不了多久。单片机相对于其它电子专业课程，实践性和趣味性要强的多，但这不意味着学习单片机的过程很轻松，实际上学习单片机的过程依然是枯燥乏味、孤独寂寞。学习知识没有捷径，只有循序渐进，脚踏实地，一步一个脚印，才能学到真功夫。既然有了明确的学习目的，接下来你要拿出超出周围人的毅力，坚韧不拔的朝着目标靠近。当你沉下心来，按照教材的项目和任务，一个接一个地完成这些小的学习目标，你会品尝到成就感，这种成就感会激发你更大的学习兴趣，更强的学习信心。2、有一套完整的学习开发工具学习单片机是需要成本的。必须有一台电脑、一块单片机开发板、一套视频教程、一本单片机教材和一本C语言教材。电脑是用来编写和编译程序，并将程序代码下载到单片机上；开发板用来运行单片机程序，验证实际效果；视频教程就是手把手教你单片机开发环境的使任务1.2教材内容编排和学习建议-5-用、单片机编程和调试。探索者电子工作室推出的《通向电子工程师之路—51单片机入门》以创新的教学方法（项目教学法）、循循善诱的教学手段，众多的项目和例程，配套书籍和视频教程，是你自学单片机的利器。3、在模仿别人的同时，一定要坚持自己独立思考学习单片机是一个理论和实践相结合的过程，在学完理论之后，一定要多动手编程，多调试，。下面是我们推荐的学习方法：（1）在教程的每个任务中，我们首先提出了这次课的具体任务，然后开始讲解要完成任务所需要的准备知识，这是一个理论学习的过程。（2）然后就是本次课的任务实施，强烈建议先不要看教程上的例程。把教程合上去，根据已经学到基础知识，先尝试构思自己的编程思路，根据自己的编程思路来编写程序。这个过程无疑是痛苦的，但也是你独立思考、自我提升的过程。尽管你思考的结果跟书中的范例相比也许并不完美，但你已经开始了第一步，学会独立思考答案，将会让你受益终生。接下来，打开教程，认真研究教程中的范例，研究别人的编程思路，注意与自己的编程思路的差异，领会其中每一条语句的作用；对有疑问的地方试着按照自己的思路修改程序，比较程序运行效果，领会其中的奥妙。每一个例程都坚持按照这个过程学习，你很快会找到编程的感觉，取其精华去其糟粕，久而久之会形成你独特的编程思想。4、学习单片机要有扎实的电路基础和C语言编程基础在电子专业课程体系中，单片机这门课程一般放在大二上学期或者下学期。在学习单片机之前，模拟电路、数字电路和C语言这些基础课程已经学完。这几门课程和单片机具有如下的关系：（1）模拟电路是电子技术最基础的学科，它让你知道什么是电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、放大器等等以及它们的工作原理和在电路中的作用，这是学习电子技术必须掌握的基础知识，也是学习单片机及其外围电路所必需的基础知识。（2）单片机属于数字电路，其概念、术语、硬件结构和原理都源自数字电路，如果数字电路基础扎实，对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解，就能轻松地迈开学习的第一步，自信心也会树立起来。相反，基础不好，这个看不懂那个也弄不明白，越学问题越多，越学越没有信心。（3）单片机的学习离不开编程，目前大多数教程采用C语言作为单片机的编程语言，教程当中也会根据需要适当地讲解C语言基础知识，但是还是建议初学者系统地学习一下C语言知识。C学语言入门并不难，只要有好的逻辑能力，一个初中生也能学会。总之，不建议零基础学习单片机，在学习单片机之前还是要打好这门基础课程的基础。当基础打好以后，你会感觉到单片机不再难学了，而且越学越起劲。当单片机按照依照你的任务1.2教材内容编排和学习建议-6-逻辑思维和算法去执行指令，实现预期控制效果的时候，成就感会让你信心十足、夜以续日、废寝忘食的投入到单片机的世界里。可以这么说，扎实的电子技术基础和C语言基础能增强学习单片机信心，较快掌握单片机技术。（5）51单片机只是入门，你还需要掌握其它几款单片机作为公司的单片机程序员，你不能只会51单片机，51单片机只是基础和入门，你还需要向更高的方向进阶，个人建议单片机学习之路：在51单片机入门之后，大家可以选择一款中档8位单片机继续提升，选择具有代表性的，入门资料较多的，如STC15系列，AVR系列或者PIC系列，这3款在国内使用率比较高，资料比较好找。本书教程的姊妹篇《电子工程师进阶之路—模拟电路及系统实现》中采用STC15单片机作为主控，另外AVR单片机推荐马潮老师的作品《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》，该书是市面上难得一见的入门教程。然后继续进阶，推荐STM32单片机，这款单片机是32位单片机，速度快、资源丰富，性价比很高，国内用户也很多，推荐正点原子的STM32开发板和教程，虽然贵一些，但内容详细，例程丰富且易懂。最后，转向嵌入式