【单片机电气控制综合实验ξ教学平台】
功能、作用介绍
简介
在单片机相关课程改革中,提出了开放性、设计性和工程性的实验教学基本理念。市面上目前没有合适的实验教学装置,能够适合这些教学理念。为此,专门开发研制了一套独具ξ 特色的实验教学平台,并■反复试用、改进后批量装备实验室。
实验教学实践证明,该实验教学平台满足了实验教学改革的需要,取得了良好◥是实验教学效果。
1、 基本实验教学理念
1)开放性
实□现实验教学“三开放”:实验内容◇开放(实验原理、方案由学∞生自主选定)、实验时间开放(课上、课下相结合)、实验地点开放(部分实验内容学生可①在寝室完成);
2)综合▓设计性
实现了实验教学的“两综合”:不同课程知识的综□ 合应用、软件和硬件的综合应用,为综合设计性实验的开展创造条件;
3)工程性
面向工程设计》,注重创新能力的培养:实验对象源自工→程实际,学生Ψ 可以通过各种综合性的设计,提※高创新能力。
2、结构及功能
基于上述实验教学理念,开发出单片机实验平台,其硬件结↓构由三个层次构成:
1)核心实验板▅
核心实验板包括CPU及相应▲的外围电路。可以根据需要选用MCS51系列、ARM系列单片机和TMS320LF240X系列DSP等机型。核心实验板也可以独立做一些基本的实验,如指令的熟悉、开发系统的试用、基本I/O的实现等。
核心实验板本身就是一∞套实验装置『,只需与个人计算机USB连接就可以做一定数量的实验,不需要电源等其他配套设备,学生可以借到寝室或其他实验室做实验。
2)通用实验板⌒
通用实验板是实验箱的本体,用于扩充★核心实验板的功能。在实验箱上插上不同▓CPU核心实验板,就能做相应机型的扩展实验。
通用实验板上包括常见的课程实验所必』须的实验内容,包括按键、开关、发光二极管ξ、数码管、液晶显▼示器、A/D、D/A电路等。
核心实验板○和通用实验板主要包括基本的〓课程教学实验内容,力争内容全面多样,包括一定的设计性内容,可供学生选做。比如LED数码管显ㄨ示实验,可以分别设置动态、静态和∮串行ζ 、并行等方式供学生选做。
通用实验板上包括有丰富的扩展接口,以与专门的实验对象连接。
3)专用实验对∏象
在实验箱@ 之外,配备一◥定数量的各种测量、控制对象,供学生做设计性、综合性实验时选◇用。
专用实验对象包括一定数量的电气类测量控制对象,以增强学生对工程实际的了解。
3、效果及效ぷ益
该实验平◣台自2009年开始▓研发,经反╳复改进,2011年批量生产出70台装备单片机实验室,已用于2009级、2010级、2011级、2012级学生的《单片机原▅理及应用》课程实验及相关课程设计,并用于少量本科∩生、研究生的毕①业设计,受到实※验师生的普遍好评。
先后在《中国电力教育》杂志、电工理论学会学术年会上,发表了介绍相关教学理念、教学经验的卐学术论文。
2012年华中科技大学出版社出版的教材《DSP原理及应用》、《单片机原理及应★用》均以该实验平台支撑相关的应用部分的内容。
该项目2010年通过华中科技大学实验技术项目验收。2012年,该项目通过了华中科技大学组织的专家鉴定,鉴定基本结论为:该项目具有兼容性和开放性╲的特点,已经在实验教学▽实践中取得了良好的效果;实验教学平台在将单片机和电①气工程相结合的实验教学应用方面,达到了水平。
2012年该项目被评为华中科技大学“实验︻技术研究成果”一等奖。
作品名称:单片机电气控制综合实验教↑学平台
完成单位:华中科技大学电工电子实ω 验教学示范中心