高校物联网专业单片机实验室建设选型比较

2018-03-27刘刚白城师范学院

传播力研究 2018年33期

刘刚白城师范学院

美国《福布斯》杂志评论未来物联网将比互联网大的多，产业规模比互联网大几十倍，总产值高达数万亿，物联网技术领域人才缺口达100万多，未来物联网将会被广泛应用于交通、物流、安防、电力、家居、医疗、矿业和军事等各个领域。国内外高校都争相开设物联网工程专业，但是要培养出合格的物联网专业人才，实验教学是一个重要环节，而已有的设备决定了可以做哪些实验以及实验的深度和广度。硬件的发展虽然没有软件更新的速度快，但是随着社会需求的改变或芯片厂商的更替，很可能你所学的知识将没有用武之地。所以

一、目前主流单片机简述

一款芯片被市场的接纳度如何不仅取决于芯片本身的优劣，还取决于芯片生产厂商的推广力度和相关行业的发展形势，对于一个学习者而言，一款芯片的优劣也不仅仅取决于芯片的参数和质量，还取决于芯片的学习资源多少。当然越流行的芯片相关学习资源就会越多，而大的芯片厂商会主动推广和制作学习资源。目前主要的十家微处理器厂商中生产高端微处理器的厂商营收较好，例如生产汽车控制微处理器和智能家电微处理器等。目前的主流单片机有：C51系列、ARM系列、AVR系列、PIC系列和MSP系列等

二、各系统列单片机的特点

(一)C51系列

51系列单片机最早有Intel公司推出，主要有8031系列，8051系列。后来Atmel公司以8051的内核为基础推出了AT89系列单片机。它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。比较适合初学者的需要。多数高校的单片机课程使用C51做实验，因为C51价格非常低廉，使用C语言编程，容易纳入到现有的课程体系中，而且有着几十年的历史，教学资源多教师经验积累也相对丰富。但是，作为一款单片机本身的参数却是很低的，以89c51为例，只有8位处理器、4k存储、12M晶振和40个管脚。虽然作为教学足够了，但要做一些稍复杂的毕业设计或参加一些竞赛就明显力不从心。C51有一些升级版本对性能有所提高例如C52系列和S51系列，但是性能提升有限。

(二)ARM系列

ARM已经遍布在我们的身边，几乎所有的智能设备都使用ARM系列CPU，例如手机、电视、智能家电、汽车电子产品、自动驾驶汽车、交通控制、飞机轮船和火车等。

其中stm32系列在小型电子产品中被广泛应用，主要有F0系列、F1系列、F4系列和F7系列等。它的特点低廉的价格、出色的易用性、超低的功耗和灵活的可集成性是物联网小型终端的首选。

另一个小系统开发板Micro：bit

(三)AVR系列

AVR单片机也是Atmel公司的产品，最早的就是AT90系列单片机，现在很多AT90单片机都转型为Atmega系列和AtTiny系列，AVR单片机最大的特点是精简指令型单片机，执行速度，在相同的振荡频率下是8位MCU中最快的一种单片机。

AVR应用区域有空调控制板、打印机控制板、智能电表、智能手电筒、LED控制屏、医疗设备和GPS等。

AVR有一个流行的最小系统板Arduino UNO，Arduino Uno开发板以ATmega328 MCU控制器为基础，具备14路数字输入/输出引脚(其中6路可用于PWM输出)、6路模拟输入、一个16MHz陶瓷谐振器、一个USB接口、一个电源插座、一个ICSP接头和一个复位按钮。它采用Atmega16U2芯片进行USB到串行数据的转换。因其IDE和主板都支持一键下载、开发方便和资源多等特点广受创客欢迎，也是少儿电子智能教育的首选之一。