Una breve discusión sobre la enseñanza experimental de microcomputadoras de un solo chip en el curso de microcomputadoras de un solo chip.
Resumen de tesis: El desarrollo, la aplicación y el aprendizaje de las microcomputadoras de un solo chip crearán una grupo de ingenieros y científicos con control inteligente por computadora. Algunas escuelas secundarias también han abierto sucesivamente cursos de diseño de microcontroladores y cursos relacionados. En el proceso de enseñanza de los cursos de tecnología de interfaces y microcontroladores, la enseñanza experimental es una parte importante. En vista de la reforma de la enseñanza de los cursos de microcomputadoras de un solo chip, continuamos fortaleciendo los vínculos experimentales de los cursos de microcomputadoras de un solo chip, reformamos los métodos de enseñanza y aplicamos experimentos de simulación virtual en la enseñanza de microcomputadoras de un solo chip. La práctica ha demostrado que este método es. propicio para estimular el interés de los estudiantes en el aprendizaje y cultivar la alfabetización en ingeniería y la capacidad de innovación de los estudiantes. Mejor efecto de enseñanza.
Palabras clave del artículo: Microcomputadora de un solo chip; enseñanza; ¿experimento de simulación?
El "principio de la microcomputadora de un solo chip" es un tema con una fuerte naturaleza teórica, lógica y práctica, y es uno de Los temas más importantes de las carreras de electricidad. Este es un curso básico profesional muy importante que integra los puntos de conocimiento de la interfaz de microcomputadora, el lenguaje ensamblador y la tecnología de la comunicación. Es un curso básico profesional con fuerte lógica, ingeniería, tecnología y practicidad. Como uno de los cursos básicos más importantes en las carreras de electricidad, este curso es portador de todas las estructuras de conocimiento de control automático requeridas por talentos calificados de alta calidad en las carreras de electricidad, y ocupa una posición muy importante.
Sin embargo, la enseñanza tradicional de MCU generalmente se centra en la estructura del sistema del curso en sí y las conexiones lógicas antes y después, tomando el sistema de materias como punto de partida e ignorando la "capacidad de aprendizaje", lo que hace que los estudiantes tengan dificultades para aprender. y los profesores no enseñan. A pesar del arduo trabajo, no se ha demostrado el efecto docente.
1. Antecedentes e importancia de la investigación
En la actualidad, los microcontroladores se incluyen en competencias separadas en todo el país, y en los exámenes se enfatiza el desarrollo de habilidades de los estudiantes y la alfabetización de habilidades de los estudiantes. Se ha convertido en una máxima prioridad para adaptarse al desarrollo social y la demanda del mercado, muchas escuelas han abierto cursos de microcontrolador en diferentes especialidades. Sin embargo, el curso de microcontrolador es un curso muy práctico si desea lograr buenos resultados en el proceso de enseñanza. Para lograr los mejores resultados, se debe exigir a los estudiantes que realicen más prácticas en el proceso de aprendizaje. Sin embargo, algunas escuelas tienen equipos de enseñanza limitados y cómo resolver este problema. La clase de experimento de simulación permite a los estudiantes aprender haciendo en el estudio de microcontroladores y jugar verdaderamente con los microcontroladores. También resuelve la situación embarazosa de aprendizaje aburrido para los estudiantes y enseñanza difícil para los profesores.
En la actualidad existen muchos problemas en la enseñanza de microcontroladores. Por ejemplo, el curso de microcomputadora de un solo chip se centra en la teoría, mientras que la enseñanza experimental realiza principalmente experimentos de verificación. Existen limitaciones de espacio y tiempo en el laboratorio de microcontroladores. Es difícil para los estudiantes tener acceso al equipo necesario, como emuladores y placas experimentales, excepto en clase. El costo del equipo personal es demasiado alto y las personas no pueden pagarlo. Además, la caja experimental sólo puede verificar la función básica y el significado del experimento, y no puede hablar de la formación y mejora de la capacidad práctica de los estudiantes. La aplicación de las microcomputadoras de un solo chip se está desarrollando rápidamente en la sociedad actual. Sin embargo, los materiales didácticos de las microcomputadoras de un solo chip están desactualizados y el equipo experimental se atrasa y envejece fácilmente, lo que inevitablemente traerá problemas como el costo. Se puede ver que la construcción de un sistema experimental de simulación de microcontroladores de bajo costo es de gran importancia para la enseñanza de microcontroladores. No sólo puede reducir la inversión en equipos experimentales, sino también cultivar y mejorar la calidad de la ingeniería de los estudiantes y cultivar el espíritu innovador de los estudiantes. En el proceso de diseño y desarrollo del sistema de control del microcontrolador, no solo debemos resaltar la automatización y la inteligencia del equipo, sino también prestar atención a la estabilidad de funcionamiento del sistema de control, de lo contrario no se reflejará la superioridad del sistema de control.
Dado que el entorno de trabajo de los sistemas de aplicación de sistemas de control por microordenador de un solo chip es a menudo duro y complejo, la confiabilidad y seguridad de su aplicación se han convertido en un tema muy importante. La aplicación del sistema de control por microcomputadora de un solo chip debe funcionar de manera estable y confiable durante mucho tiempo; de lo contrario, provocará mayores errores de control, fallas graves del sistema e incluso pérdidas enormes.
Los principales factores que afectan el funcionamiento confiable y seguro de las aplicaciones del sistema de control de un solo chip son diversas interferencias eléctricas desde dentro y fuera del sistema, así como el diseño de resultados del sistema, la selección de componentes, la instalación, el proceso de fabricación y condiciones ambientales externas, etc. Las consecuencias de interferencia de estos factores en el sistema de control se reflejan principalmente en los siguientes aspectos. (1) Aumentan los errores en la recopilación de datos.
(2) Fallo del estado de control. (3) Los datos cambian debido a interferencias. (4) El programa se ejecuta de forma anormal.
Debido a que el valor del contador es aleatorio después de haber sido interferido, el programa se confunde. La situación habitual es que el programa ejecute una serie de instrucciones sin sentido y finalmente entre en un "bucle infinito", lo que provocará una grave confusión en la salida o una falla del sistema.
Con el rápido desarrollo de los microcontroladores y su tecnología de interfaz, la educación vocacional enfrenta actualmente problemas pendientes: las capacidades de calidad no son compatibles con las capacidades de escala, el bajo grado de informatización de la enseñanza y el antiguo modelo de enseñanza en aulas abarrotadas. Todavía se utiliza ampliamente. El mecanismo de construcción del equipo docente "doble calificado" carece de perfección. El nivel de gestión científica y la capacidad de reforma e innovación no son perfectos. Los estándares de evaluación de la educación vocacional y los mecanismos de evaluación no son perfectos. Si no se cumplen los estándares, el "canal" para el crecimiento de los estudiantes no será fluido.
Desde la perspectiva de las nuevas necesidades docentes, no basta con que este tipo de cursos sólo enseñen los principios básicos en el aula, es necesario fortalecer el vínculo práctico en la enseñanza y aportar un número determinado. de cursos experimentales de apoyo de alta calidad y cursos experimentales independientes brindan a los estudiantes suficientes oportunidades experimentales. Además, existen requisitos correspondientemente elevados para la construcción de un entorno de enseñanza experimental con microcontroladores. Para resolver este problema, surgió el experimento de simulación de microcontroladores.
2. Estudio preliminar sobre el "Experimento de simulación de microordenador de un solo chip"
Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, han aparecido varios sistemas de simulación en diversos campos. , proporcionando varios El desarrollo de este sistema práctico proporciona una garantía precisa y confiable y, al mismo tiempo, ahorra una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales para muchas escuelas y empresas. También ha aparecido una gran cantidad de herramientas de simulación en el campo de la tecnología de la información electrónica, como varias herramientas EDA utilizadas en el aula, software de simulación de aplicaciones electrónicas comunes como Protel y Multisim para simulación híbrida analógico-digital, Fundation, Maxplus II; , etc. para el diseño de sistemas digitales. Experto, etc.
La llamada "simulación" consiste en utilizar herramientas de desarrollo para simular verdaderamente el entorno operativo del sistema del usuario, de modo que los usuarios puedan observar el estado y los resultados del sistema durante la operación en condiciones transparentes y controlables. La simulación es en realidad un método de depuración integral para software y hardware que puede mejorar la eficiencia del desarrollo del sistema de aplicaciones.
Para describir el "experimento de simulación de microcontrolador" en términos sencillos, significa colocar algunos componentes virtuales en una placa de circuito virtual de acuerdo con el concepto de diseño del circuito real y simular el proceso real de quemar ROM y vincular. el código del programa, " Encienda el circuito y observe el efecto. Si no es ideal, puede modificar repetidamente el circuito o el código del programa hasta que cumpla con los requisitos de diseño.
Los beneficios de los experimentos de simulación son obvios. En la era sin experimentos de simulación, cada construcción de un circuito real requería tiempo, esfuerzo y dinero. Si no tenía cuidado, todos sus esfuerzos podrían ser en vano. Además, el chip ROM del microcontrolador tiene varios tiempos de borrado y escritura. y es posible que sea necesario modificar un programa. Borrar y escribir repetidamente reducirá prácticamente la vida útil del chip ROM. El experimento de simulación se lleva a cabo en una computadora (que puede consumir algo de electricidad). Los problemas anteriores no existen. Además, en lo que respecta al software de simulación actual, el efecto del circuito simulado es exactamente el mismo que el del circuito real. No es exagerado decir que siempre que la simulación sea exitosa, puede ir directamente a la línea de ensamblaje de la fábrica para la producción.
3. Resultados del experimento de simulación de microcontroladores
El concepto central del nuevo curso es: "Preste atención a El progreso y desarrollo de cada estudiante permite que cada estudiante participe activamente en la comunicación, la exploración y la presentación de informes en clase, y sea activo, de modo que cada estudiante pueda ingresar a la zona de desarrollo próximo y obtener algo. Tenga un sentido "Para implementar eficazmente este concepto central, después de un período de práctica docente, se ha descubierto gradualmente que los experimentos de simulación con microcontroladores son un método de enseñanza más eficaz. No sólo resuelve el problema de que los estudiantes sólo estudian pero no practican, sino que también alivia la presión sobre la construcción de equipos en algunas escuelas.