一种新型分体式单片机实验装置.pdf

应用技术 I■r 黑烹罴怒=界愚愚胃焉嚣 一种新型分体式单片机实验装置 林蒙丹 吉智 140) (徐州工业职业技术学院电气工程系江苏徐州221 【摘要】通过对当前高职院校单片机课程尤其是实验教学中存在的问题进行剖析，提出用一种新型的实验装置来替代传统的单片机实验箱的看法，简述了分体 式实验装置的开发理念和开发过程，以及传统实验箱所不具备的优点，研制出一种基于工作过程的新型单片机实验装置。 【关键词】分体式单片机实验protues 中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009—914X(2009)06(b)-0168-01 基金来源：江苏省高校院级科研项目 作为微型计算机的一个重要分支，单片机已成为工业控制领域中普遍采用 不需要连接仿真器进行仿真，而可以直接下载程序，也省去了以往使用烧录器烧 的智能化控制工具，已经深深地渗入到工业测控，智能仪器仪表、通讯系统及家 写程序的步骤，大大简化了不必要的实验步骤，节省了资源。焊接完成后的模块 用电器等各个领域n]。因而国内许多高等院校的工科专业都先后开设了单片机课 如图2所示。 程。当前高职类院校着重培养应用型的技能人才，且培养目标力求达到强化实践 能力和创新意识，传统的教学方式和实验装置在这方面已经无法胜任。结合多年 的教学经验与教学体会，我们在传统的单片机实验装置的基础上加以改进，研制 出一种适合于高职高专类学生使用的分体式单片机实验装置。 1开发背景 从教学角度看，单片机课程既涉及硬件知识，又涉及软件知识。硬件方面既 涉及电子技术，又涉及有关应用领域的专业知识嘲。因而，学生普遍感到这门课程 难学。尤其是在动手能力方面，所使用的传统的实验装置是一个大的实验箱，内 部整合了从简单到复杂的所有的实验模块，就算是做一个小小的认识实验，也需 要搬出整台沉重的箱子，使用起来极为不方便。 一般的课程实验主要包括：基本I／0应用、中断应用、定时器应用、串行口 应用以及A／D、D／A应用等。由于是初学者，有些班级或学生因为课时或学习进 ①周期信号产生棋块 。外部芯片扩晨}纛块 。数码管动态显示疆块@矩阵式键盘II块 度的问题只开设了几个小的验证性实验，根本做不完箱子上提供的这些实验，而 。数码管尊态审行显示援块 @空白扩展摄块0独立式碡盘梗块@单片机基本实验秉境棋捷 只能完成一些最粗浅的基本I／0应用类实验，整个大箱子中只使用了最小系统 图1分体式实验装置模块圈 模块，LED模块和动态数码管显示模块，超过6096的模块都属于摆设，极大地造成 了资源的浪费。 另外，实验中所涉及的内容即使在课堂教学中学生也难以学好，在实验中根 本就体现不出太大的创造性，只是一贯地模仿演示接线过程，观察到实验现象就 算成功了，但对于单片机的具体结构、实验原理以及设计过程和所使用的元器件 并无太多的了解，使用这样的实验装置进行实验完全达不到培养学生动手能力 的目的。 综上所述，这种整合式的实验装置已不适合职业院校高职高专学生使用，我 们需要的是一种能体现出工作过程的新型实验装置，让学生在做中学，在学中 做。 2开发过程 本实验装置的开发以电子仿真软件为平台，通过使用protues软件进行开 发的前期工作。第一步先设计实验电路结构，然后调用protues中的仿真元器件 进行单片机及外围器件原理布图，在protues中绘制好原理图后，调入已编译好 的目标代码文件：}．HEX，就可以在protues的原理图中看到模拟的实物运行状 态和过程。假如运行状态不正确，‘可以直接在仿真软件中进行修改调试，待 图2焊接完成后的各实验模块 protues中仿真的状态调试到最佳，就可以采用PCB自动或人工布线进行印制电3．2分体式实验装置的特点 路板的设计，这样既避免了直接采用硬件调试造成的器件浪费，又缩短了开发时 (1)体积小，重量轻，便于携带。 间。 (2)价格低廉。一套装置及元件开发成本才十几元，而传统的实验箱