改革物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的單片機(jī)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)

摘要：

微控制器和微處理器，即單片機(jī)，是最典型、最廣泛、最簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)，它是多數(shù)高校和職業(yè)學(xué)校電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的廣泛開(kāi)設(shè)的骨干課程和基本技術(shù)課程，同時(shí)，也是目前物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)普遍開(kāi)設(shè)的基本基礎(chǔ)課程，在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和各種電子類(lèi)競(jìng)賽等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也都得到廣泛地使用。

隨著集成電路技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)在芯片(SOC)技術(shù)的高速發(fā)展，目前單片機(jī)已經(jīng)逐步從4位，八位向32位過(guò)渡，以ARM為核心的單片機(jī)不斷擴(kuò)大，同時(shí)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)將8051和ARM內(nèi)核控制器和無(wú)線(xiàn)收發(fā)器，包括ZIGBEE，藍(lán)牙，WIFI等收發(fā)器整合，以無(wú)線(xiàn)單片機(jī)的新形式，獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。

在今天的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，目前高校和職業(yè)學(xué)校對(duì)改革傳統(tǒng)的以8051系列MCU為主的相關(guān)教學(xué)體系有了新的、緊迫的要求，目前高校和職業(yè)學(xué)校多年積累的傳統(tǒng)的MCU教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上與當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r嚴(yán)重脫節(jié)，缺乏時(shí)效性，一方面無(wú)法與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)整合，另外一方面也無(wú)法有效銜接物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)課程體系。

本文以擴(kuò)展傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)單片機(jī)及嵌入式技術(shù)和相關(guān)射頻微波技術(shù)和高頻技術(shù)為基礎(chǔ)，討論如何利用現(xiàn)有微處理器教學(xué)體系，淘汰老舊實(shí)驗(yàn)設(shè)備，換裝最新儀器化教學(xué)設(shè)備，以無(wú)線(xiàn)單片機(jī)為技術(shù)切入點(diǎn)和硬件平臺(tái)，結(jié)合最新的頻域儀器和協(xié)議分析儀器，探討單片機(jī)教學(xué)在內(nèi)容上、方法上改進(jìn)與與時(shí)俱進(jìn)的全新思路。

同時(shí)提出在原來(lái)教學(xué)體系上融合面向物聯(lián)的無(wú)線(xiàn)單片機(jī)、嵌入式無(wú)線(xiàn)技術(shù)，低功耗技術(shù)，射頻電路，天線(xiàn)技術(shù)等內(nèi)容，旨在提高單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性和對(duì)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的單片機(jī)課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)實(shí)現(xiàn)改革、改善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的卓越工程師。

一、目前單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)不僅僅是物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)設(shè)有單片機(jī)類(lèi)課程，而是幾乎所有的工科院校和信息電子類(lèi)職業(yè)學(xué)校都開(kāi)設(shè)了單片機(jī)課程，涉及電子、通信、機(jī)電、自動(dòng)化、電氣等專(zhuān)業(yè)。幾十年來(lái)，單片機(jī)教學(xué)的內(nèi)容沒(méi)有大的改變，仍然以單片機(jī)結(jié)構(gòu)、指令、匯編等出發(fā)，輔以幾個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)應(yīng)用。這種以單片機(jī)結(jié)構(gòu)和指令為主線(xiàn)展開(kāi)的，不符合本該學(xué)科的認(rèn)知規(guī)律，也不符合當(dāng)前系統(tǒng)在芯片技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，目前這樣的傳統(tǒng)成熟和教學(xué)體長(zhǎng)期以來(lái)系亙古不變，已經(jīng)無(wú)法提供多少技術(shù)問(wèn)題可供學(xué)生們?nèi)シ治觯⑶乙呀?jīng)從教學(xué)理念和技術(shù)發(fā)展兩方面落后，必須改變。