基于口袋实验室的单片机实验教学改革研究

发布时间：2021-10-24 18:01

　　实验教学是单片机原理课程教学中理论联系实际的重要环节.通过实验,可以使学生对单片机的基本结构、原理、编程方法、系统设计等知识有较全面的了解和掌握.但是传统的单片机实验教学依赖于体积笨重的实验箱,功能繁琐,价格昂贵,实验项目与实验大纲匹配度不好,而且不便于做扩展实验和实验室开放.因此本文总结和分析以往实验教学的不足,从实验大纲的编排、实验平台的设计等方面入手,进行实验教学改革与探索.实践表明,基于新的教学大纲和自制口袋式实验平台能够照顾到不同层次学生的需求,对于培养学生的动手能力和创新能力,具有较好的教学效果. 

【文章来源】：赤峰学院学报(自然科学版). 2020,36(08)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

自主编写出版的实验教材封面

根据改进后的教学大纲和实验项目要求，设计实验平台需要预留流水灯模块、交通灯资源、中断相关外设，定时器演示资源和AD模数转换资源等，另外考虑到开发板的可扩展性需求，又对所有IO口以及电源接口进行了扩展，这样学生可以方便进行各种相关开发模块扩展，比如传感器模块，显示模块等等，方便学生进行创新设计，课外微项目实践，甚至学生参加学科竞赛可以直接使用该开发实验平台进行[7].综合以上要求，设计电路原理如下图2所示：考虑到学生实验和开发方便，板子设计了USB口ISP自动编程电路，只需要通过一条USB线就可以完成实验板供电、程序下载和串口通信等相关实验功能.USB口程序下载电路原理图，如图3所示.

考虑到学生实验和开发方便，板子设计了USB口ISP自动编程电路，只需要通过一条USB线就可以完成实验板供电、程序下载和串口通信等相关实验功能.USB口程序下载电路原理图，如图3所示.根据实验平台设计原理图，利用电路CAD软件，生成PCB文件.考虑到实验平台的便携性，板子尺寸不宜太大，因此设计时对PCB布局进行了优化.考虑到学生焊接实训的需要，电路设计的时候电阻电容以及主要芯片主要选用直插元件.通过PCB厂家批量生产返回PCB板之后，然后采购相关元器件准备焊接，经过学生实训焊接，下图4为我院自主设计的便携式单片机实验板成品.该实验平台尺寸为10CM*13.5CM，板上包括单片机最小系统电路，扩展所有IO口，预留2排流水灯，预留交通灯资源，预留四个独立按键，预留ADC0809模块，并丝印有我校LOGO，主要优点是支持USB口供电下载一体化设计，真正做到一根USB线搞定开发的目的.

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于Proteus和Keil的单片机实验教学探究[J]. 姚静,李璋,陈广.  信息通信. 2019(09)
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[5]《单片机原理与应用》实验教学改革与实践[J]. 李波.  电子世界. 2018(23)
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[7]单片机普通IO脚测量电阻与电压[J]. 王洪丽.  牡丹江师范学院学报(自然科学版). 2015(04)
[8]CDIO模式:单片机课程教学改革初探[J]. 李峥,陈得宝,苗曙光,李群,杨一军.  牡丹江师范学院学报(自然科学版). 2014(04)
[9]基于PIC18F4580的CAN总线多点温度采集系统设计[J]. 苗曙光,李淮江,李峥,赵小敏,杨一军.  牡丹江师范学院学报(自然科学版). 2013(04)



本文编号：3455725