基于虚拟实验软件的单片机实验课程改革研究

2017-12-27乔莉1魏海波2辽宁装备制造职业技术学院信息与通信工程学院辽宁广播电视大学

数码世界 2017年9期

乔莉1，2 魏海波2 1.辽宁装备制造职业技术学院信息与通信工程学院 2.辽宁广播电视大学

乔莉1，2 魏海波2 1.辽宁装备制造职业技术学院信息与通信工程学院 2.辽宁广播电视大学

单片机与接口技术是一门实践性较强的课程，不仅要求学生具有扎实的理论基础，同时要求学生具有较强的动手能力和创新思维。本文通过分析传统的硬件实验模式存在的局限，提出一种如何将虚拟实验仿真平台融合到单片机实验教学过程中的教学方法，从而缩短学生技能和岗位要求之间的差距，提高学生学习的积极性和学习效率，为单片机教学方法改革提供了思路。

虚拟实验单片机与接口技术实验课程改革

1 前言

当今科学技术突飞猛进地发展，各门学科相互渗透、促进，单片机由于具备体积小、成本低、高性能等特点被广泛应用。《单片机与接口技术》是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程，在学生专业技能的培养中占主要地位。对于高职电子类专业学生而言，掌握一门动手操作性强、综合技能高、就业前景好的课程会大大增加其就业竞争力；而对于教师而言，如何让单片机课程教学更好地实现理论与实践相结合，设计出一种既能引发学生学习兴趣又能提高学生实操能力和专业岗位技能的教学方法，是当务之急。

2 单片机课程教学现状及实验教学改革的意义

单片机与接口技术课程实践性较强，在教学过程中需要软硬件结合，以理论教学为主，实验教学为辅，才能使学生更好更直观的理解所学知识，达到学以致用的效果。

单片机实验室由于存在着场地和时间等问题，学生除了上课外，平时难得有机会实践；个人配备单片机实验开发系统，因成本较高，很多学生无法承受；同时一般单片机实验箱由于是成品，学生很难参与到其中的细节设计中去，学生动手能力很难得到训练与提高。

单片机实验室建立成本高，实验设备不足，同时由于技术的不断更新，设备的不断老化，实验仪器也会很快落后，要解决这些问题需要不断的重建单片机实验室，务必带来资金耗费严重等问题。

3 基于虚拟实验软件的单片机实验课程改革

单片机课程主要教学内容包括单片机内部结构、引脚功能、存储器组织、及最小系统，单片机系统信息显示与输入功能，定时计数功能与中断技术，串行口与串行通信技术，单片机系统模拟量输入输出技术。

从以上教学内容的设置可以看出，实验在单片机课程中占据举足轻重的地位，紧密配合理论教学的实验是帮助学生接受、理解、掌握单片机工作原理和开发技巧的重要环节。所以单片机课程教学过程中必须开设足够的实验学时来辅助理论教学的实施。

随着现代科技的发展，利用计算机软件的仿真技术，可以充分地仿真实际的工程问题。Proteus是一款嵌入式系统软硬件设计仿真平台，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真等。它的独特之处是能够在线、实时仿真多种类型的单片机，实现硬件电路的交互仿真，功能极其强大。自带有ASM、PIC、AVR汇编器等，也可与第三方软件Keil结合使用。用单片机原理及接口技术的理论知识与Proteus、Keil软件结合，设计出以MCS-51单片机为核心的系列虚拟实验，应用到单片机课程的教学中，可以解决单片机课堂教学无法及时实验等问题，可以增强学生学习的直观性和主动性，可以辅助学生达到对单片机应用系统设计的深入理解。