单片机电气控制综合实验教学平台
功能、作用介绍
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①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,学生可以通过各种综合性的设计,提高创新ㄨ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、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数码管显示实验,可以分别设置动态、静态◆和串行、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ぷ设计,并用于少量本科生、研究生的毕业设计,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,已经在实验教学实々践中取得了良好的效果;实验教◤学平台在将单片机和电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
学校或单位:华中科技大学电工电子实验教学示范中心