单片机自主学习实验平台策划与其在创新实践中应用.docVIP

单片机自主学习实验平台的设计及其在创新实践中的应用 　　摘要：在单片机的学习中，动手能力和创新思维尤为重要，单片机自主学习实验平台既是为辅助教师课堂教学，同时也是为满足学生课外自主学习和自我训练而开发的。本文以实例介绍实验平台的搭建，说明其在创新实践中的应用和意义 关键词：单片机自主学习平台；创新实践；应用；意义 中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）46-0279-02 鉴于单片机的应用非常广泛，许多理工科专业都设置了专门课程。单片机课程教学的特点就是对实践性的强调。现今较多使用的实验平台即教学实验箱，存在着许多问题，比如价格较高，难以激发学生的自主学习的热情，实验用到的电路和程序的固定的，不够灵活，难以培养学生独立的思考能力和动手能力，难以满足教学要求。仅仅依靠课堂内极有限的训练，不足以加深学生或初学者对单片机课程的理解 单片机自主学习实验平台是为了解决这个问题而开发的，它通过学生自己动手实验，培养学生发现并解决问题的能力，挖掘学生在在线仿真和二次开发方面的才能，有助于引导学生，并可以满足自主学习、课程和毕业设计、课外创新实践等多方面的需求 下面以实际应用为例，来探讨单片机自主学习实验平台的应用和其在创新实践方面的意义，并总结一些改革单片机课程教学实验的思路和体会 一、单片机自主学习实验平台的搭建思路 1.单片机自主学习实验平台的几种可能性和特点。单片机自主学习实验平台可以根据不同要求和需要制作各种不同风格不同用途的单片机用于教学实践和学习演练。无论单片机的类型、厂牌、型号、架构如何变化，单片机实验平台都具有以下特点：其工作的基本条件都在于稳定的直流电源和稳定的时钟信号，并且需要有复位信号；必须能够在线编程（ISP），否则在实践中将被淘汰；要可外接人机界面器件用以信号的输入和输出 而单片机实验平台的区别则表现在电源电压、时钟频率、时钟发生器电路设计、复位信号及其有效电平和外接电路、在线编程等各方面的不同上。如电源电压以+5V为多，也有少数+3V。时钟频率则表现在最高工作频率和生产标准波特率的频率两方面的不同。而有效电平则以采用低电平的较多，只有传统的如80C51采用高电平。在线编程的区别最大，同属于80C51兼容品的单片机就不尽相同，AT89S51的ISP采用SPI接口，而P89C51则采用UART接口，SM59R16A5又采用I2C接口，还有C8051Fxxx采用JTAG接口等等。除上述之外封装、引脚排列、引脚数量、引脚功能、架构、位宽、内部集成的单元电路的功能和数量等都会有细小的不同 根据这些特点，在界定基础板和适配卡电路功能以及规划适配卡时我们就有了参考的依据 2.单片机实验平台的设计思路。插卡式、积木化、开放式的平台设计较为实用，可由多种多块电路板、电路卡或电路模块组成系统。其主要分为三大类，即基础板、适配卡和外接模块。连接基础板与适配卡可采用168针的卡槽，这样触点足够多，可以转接引脚多达百余条的高端单片机。连接基础板与外接模块可统一采用10芯排线，以方便选配组合 基础板作为整个实验平台的台基只有一种一块。适配卡可配备多种，多少种适配卡，就能在该实验平台学习同样多种单片机，只是注意具体选择某种单片机进行教学和实验时，就只插接装有该种单片机的一块适配卡。外接模块可用于基础板的拓展，使用时可以按照需求同时连接多种多块 基础板的设计主要在于板上不焊装任何单片机，板上设置一个168针卡槽作为接口，用于插接装适配卡。板载电路的功能单元以能满足常规需要为原则。选接单元电路到卡槽可用9只8联同体的拨码开关来，方便搭建电路，免用跨接连线。可预留了6组10芯插针，以备跨接扩展外接模块。适配卡的设计只要为不同单片机分别研制一款适配卡就行。外接模块的设计则主要把基础板上不具备不常用、造价高、结构复杂、功能独立的单元电路分离出来，单独规划和制作外接模块，以备选用 二、单片机自主学习实验平台的实际应用 1.实验平台的搭建。实验平台的批量单价不宜过高，大约百元左右。这里硬件方面选用凌阳公司（Sunplus）的SPCE061A精简开发板61A板，其配置的Flash存储器和数据RAM容量较大、多路A/D和D/A电路，并且具有在线仿真的功能。软件开发系统则选用unSPIDE开发软件，它将编缉、汇编/编译、连接、调试和代码下载等功能集为一体 61A板是作为一款低价单片机学习/实验板，以16位单片机SPCE061A为核心，其板面布局为，通过板上S5跳线，即可选择EZ_PROBE或PROBE在线下载/仿真方式；拔去S5跳线后则可以脱机方式工作。SPCE061A精简开发板内嵌的32K字闪存（FLASH）和在线仿真电路（ICE）可在线编程、调试、仿真