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[摘要]通过对当前高职院校单片机课程尤其是实验教学中存在的问题进行剖析，提出用一种新型的实验装置来替代传统的单片机实验箱的看法，简述了分体式实验装置的开发理念和开发过程，以及传统实验箱所不具备的优点。
[关键词]分体式；单片机实验；protues
作为微型计算机的一个重要分支，单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，已经深深地渗入到工业测控，智能仪器仪表、通讯系统及家用电器等各个领域。结合多年的教学经验与教学体会，我们在传统的单片机实验装置上加以改进，研制出一种适合于高职高专类学生使用的分体式单片机实验装置。
1 开发背景
一般的课程实验主要包括：基本I/O应用、中断应用、定时器应用、串行口应用以及M/D、D/A应用等。由于是初学者，有些班级或学生因为课时或学习进度的问题只开设了几个小的验证性实验，根本做不完箱子上提供的这些实验，而只能完成一些最粗浅的基本I/O应用类实验，整个大箱子中只使用了最小系统模块，LED模块和动态数码管显示模块，超过60％的模块都属于摆设，极大地造成了资源的浪费。
另外，实验中所涉及的内容即使在课堂教学中学生也难以学好，在实验中根本就体现不出太大的创造性，只是一贯地模仿演示接线过程，观察到实验现象就算成功了，但对于单片机的具体结构、实验原理以及设计过程和所使用的元器件并无太多地了解，使用这样的实验装置进行实验完全达不到培养学生动手能力的目的。
综上所述，这种整合式的实验装置已不适合我院高职高专学生使用，我们需要的是一种能体现出工作过程的新型实验装置，让学生在做中学，在学中做。
2 开发过程
本实验装置的开发以电子仿真软件为平台，通过使用pro-rues软件进行开发的前期工作，第一步先设计实验电路结构，然后调用protues中的仿真元器件进行单片机及外围器件原理布图，在protuea绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，就可以在protues的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。假如运行状态不正确，可以直接在仿真软件中进行修改调试，待protues中仿真的状态调试到最佳，就可以采用PCB自动或人工布线进行印制电路板的设计，这样既避免了直接采用硬件调试造成的器件浪费，又缩短了开发时间。
本套实验装置的PCB板上各元器件端子均留出，焊接要全部由学生自己亲手来完成，各块电路板加一整套元器件就组成了我们所开发的分体式单片机实验装置。
3 分体式实验装置结构及特性
3.1 分体式实验装置的结构。该实验装置是在传统的实验箱基础上进行改造的，基本思想就是要把统一整合的实验箱分割成可以独立的小实验模块。针对高职院校学生的学习特点，我们这套装置主要包括单片机基本实验系统模块，数码管动态显示模块，静态串行显示模块，外部芯片扩展模块，周期信号产生模块，独立式键盘模块，矩阵式键盘模块和空白扩展模块。
根据不同的实验层次，这些模块可以单独使用，也可以自由组合，针对不同层次的学生可开设出不同难度的实验课程。一台实验装置包括以上模块及一包分立元器件，整个实验过程不再像以往的插线、送电、观察实验现象那般简单，需要学生将电路图上的每一个元件都自己亲手焊接到电路板上，在这个过程中首先锻炼了辨认元器件的能力，又增强了学生的焊接能力，认清了单片机的引脚及引脚功能，通过程序下载线直接将计算机中的单片机程序下载到单片机芯片中，不需要连接仿真器进行仿真，而可以直接下载程序，也省去了以往使用烧录器烧写程序的步骤，大大简化了不必要的实验步骤，节省了资源。焊接完成后的模块如图2所示。
3.2 分体式实验装置的特点
①体积小，重量轻，便于携带。
②价格低廉。一套装置及元件开发成本才十几元，而传统的实验箱加仿真器售价就要2000多元，极大地减少了该方面的投入。
③体现工作过程原理教学。学生亲自动手挑选元器件，参与焊接，与传统的实验箱接线方式相比真正从根本上提高了学生的动手能力。
本实验装置中的模块是综合了近几年来我院所开设的单片机实验项目而研发的，要求学生掌握单片机的基本知识，重点培养的是学生的动手能力。本实验装置使学生通过实际操作充分理解与掌握了单片机的本质，体现了当前职业教育改革中基于工作过程的教学理念。
[摘要]通过对当前高职院校单片机课程尤其是实验教学中存在的问题进行剖析，提出用一种新型的实验装置来替代传统的单片机实验箱的看法，简述了分体式实验装置的开发理念和开发过程，以及传统实验箱所不具备的优点。
[关键词]分体式；单片机实验；protues
作为微型计算机的一个重要分支，单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，已经深深地渗入到工业测控，智能仪器仪表、通讯系统及家用电器等各个领域。结合多年的教学经验与教学体会，我们在传统的单片机实验装置上加以改进，研制出一种适合于高职高专类学生使用的分体式单片机实验装置。
1 开发背景
一般的课程实验主要包括：基本I/O应用、中断应用、定时器应用、串行口应用以及M/D、D/A应用等。由于是初学者，有些班级或学生因为课时或学习进度的问题只开设了几个小的验证性实验，根本做不完箱子上提供的这些实验，而只能完成一些最粗浅的基本I/O应用类实验，整个大箱子中只使用了最小系统模块，LED模块和动态数码管显示模块，超过60％的模块都属于摆设，极大地造成了资源的浪费。
另外，实验中所涉及的内容即使在课堂教学中学生也难以学好，在实验中根本就体现不出太大的创造性，只是一贯地模仿演示接线过程，观察到实验现象就算成功了，但对于单片机的具体结构、实验原理以及设计过程和所使用的元器件并无太多地了解，使用这样的实验装置进行实验完全达不到培养学生动手能力的目的。
综上所述，这种整合式的实验装置已不适合我院高职高专学生使用，我们需要的是一种能体现出工作过程的新型实验装置，让学生在做中学，在学中做。
2 开发过程
本实验装置的开发以电子仿真软件为平台，通过使用pro-rues软件进行开发的前期工作，第一步先设计实验电路结构，然后调用protues中的仿真元器件进行单片机及外围器件原理布图，在protuea绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，就可以在protues的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。假如运行状态不正确，可以直接在仿真软件中进行修改调试，待protues中仿真的状态调试到最佳，就可以采用PCB自动或人工布线进行印制电路板的设计，这样既避免了直接采用硬件调试造成的器件浪费，又缩短了开发时间。
本套实验装置的PCB板上各元器件端子均留出，焊接要全部由学生自己亲手来完成，各块电路板加一整套元器件就组成了我们所开发的分体式单片机实验装置。
3 分体式实验装置结构及特性
3.1 分体式实验装置的结构。该实验装置是在传统的实验箱基础上进行改造的，基本思想就是要把统一整合的实验箱分割成可以独立的小实验模块。针对高职院校学生的学习特点，我们这套装置主要包括单片机基本实验系统模块，数码管动态显示模块，静态串行显示模块，外部芯片扩展模块，周期信号产生模块，独立式键盘模块，矩阵式键盘模块和空白扩展模块。
根据不同的实验层次，这些模块可以单独使用，也可以自由组合，针对不同层次的学生可开设出不同难度的实验课程。一台实验装置包括以上模块及一包分立元器件，整个实验过程不再像以往的插线、送电、观察实验现象那般简单，需要学生将电路图上的每一个元件都自己亲手焊接到电路板上，在这个过程中首先锻炼了辨认元器件的能力，又增强了学生的焊接能力，认清了单片机的引脚及引脚功能，通过程序下载线直接将计算机中的单片机程序下载到单片机芯片中，不需要连接仿真器进行仿真，而可以直接下载程序，也省去了以往使用烧录器烧写程序的步骤，大大简化了不必要的实验步骤，节省了资源。焊接完成后的模块如图2所示。
3.2 分体式实验装置的特点
①体积小，重量轻，便于携带。
②价格低廉。一套装置及元件开发成本才十几元，而传统的实验箱加仿真器售价就要2000多元，极大地减少了该方面的投入。
③体现工作过程原理教学。学生亲自动手挑选元器件，参与焊接，与传统的实验箱接线方式相比真正从根本上提高了学生的动手能力。
本实验装置中的模块是综合了近几年来我院所开设的单片机实验项目而研发的，要求学生掌握单片机的基本知识，重点培养的是学生的动手能力。本实验装置使学生通过实际操作充分理解与掌握了单片机的本质，体现了当前职业教育改革中基于工作过程的教学理念。