【MCU-IV模块组合式单片机实验箱】
功能/作用介绍
简介
MCU-IV模块组合式单片机实验箱是课程教学团队经过六年多的教学积累，总结和综合实验效果，吸纳国内外众多知名从教人员的建议与经验，结合大学生电子设计竞赛的需要，结合单片机类产品的研发过程而研制的具有辅助教学、实验研究、综合应用、项目开发相结合的模块组合式实验设备。
一、设计实验箱的总体思路
实验箱的设计和应用强化了单片机应用的扩展模式。所开发的实验箱采取子板和母板组合式结构。母板作为平台，各子板规格尺寸相同功能各异。一块母板和若干子板可组成多样化的双层结构，各子板间也可多层层叠，形成塔状结构。
设计的核心思想是核心模块加扩展模块灵活组成综合应用系统。核心模块有8位内核的51系列单片机(包含STC89C52子板，和C8051F020子板各一块)、16位的MSP430系列单片机、32位的M3系列单片机，扩展模块有Pulse-Signal子板、16*16LED子板、Traffic lamp子板、EXP-12864B子板、HD7279子板、8155/8255-164/165子板、8237DMA子板和8251子板、8253TIMER子板和8259INT子板、ADC/DAC-8子板、ADC/DAC-12子板、DC-MOTOR子板、E2PROM-RAM子板、EPM7128SLC84-15子板、EXP-74XX子板、Key-Switch-LED子板、STEP-MOTOR 子板、STEP-MOTOR-C子板等26块子板。可方便地构建应用系统，这一基于单片机核心板扩展系统的思路符合单片机学习的认知规律，循序渐进引导学生系统地学习单片机项目开发，更为后续课程的学习奠定坚实的基础。
二、实验箱的功能
实验箱能够完成演示实验、课程配套基础实验、综合设计性实验，及项目化的训练、电子设计竞赛训练等。
1.演示实验
基于实验箱子板的演示实验多达20多项。单片机硬件电路设计实验从端口实验开始，举一反三，如从单灯闪烁，到流水灯，再到交通灯;然后进入中断实验，也是由单中断实验，到两中断嵌套实验;再到串口输入/输出、单机/多级通讯实验，等等。由在子板上实现的演示实验贯穿于教学的全过程。
2.课程配套基础实验
课程配套基础实验30多项，按照教学内容分类管理。要求学生在某一类中选择恰当的数量，要求学生利用单片机核心板及扩展板完成实验内容，学生之间能够达成相互交流、相互促进和提高，也增强师生之间的互动，教学效果良好。
3.综合设计性实验
实验箱提供综合设计性实验项目20多项。
4.项目式的训练
为了提升学生的工程项目实战能力，课程组结合教师的实战项目搭建了训练平台，学生可以利用实验箱上的资源完成项目开发。
实验箱提供的8位SOC系统级单片机和16位、32位单片机核心板，以及12位的ADC和DAC子板，EPM7128SLC84-15 CPLD器件子板等资源，为学生提供了项目训练高档次平台，能够满足更精确控制的需要。
目前，为学生提供的项目有如超声波测距仪设计、水温恒定控制系统、工业顺序控制实验、无线温度测量系统设计、自动切换量程电压表、指纹识别系统设计等近10个项目。课程组教师指导特定项目，实施取得的效果很好。
5.电子设计竞赛
例选了历年大学生电子设计竞赛题目中与单片机控制相关的题目20多项作为电子设计竞赛预赛的备选题目，且动态更新。
如DDS信号发生器、压控直流标准信号发生器、悬挂运动控制系统、电动车跷跷板、积分式直流数字电压表、运水机器人、声音导引系统、LED点阵书写显示屏、模拟路灯控制系统、水温控制系统、自动搬运机器人、基于自由摆的平板控制系统、智能小车、电动消防车、炮台打靶、四旋翼飞行器、金属物体探测定位器等题目。
在竞赛培训期间，为学生搭建平台、提供扩展模块，利用历年相关题目训练学生综合应用单片机的技能。
三、实验箱的作用
1.专注应用为基础，强化理论与实践的一体化教学
利用学生人手一套单片机核心实验板，课上、课下均可以练习。学生人手一块的单片机核心板与实验室试验箱上的核心板是一致的。
由于学生人手一块单片机核心实验板，实验室可以将实验箱上的各种模块出借给需要的学生使用，同时推动了实验室开放工作的有序进行。
从第一堂课起，通过单片机应用视频、图片，及演示实验等激发起学生学习的浓厚兴趣。改革教学方式和方法，在机房上课，演示实验、模拟仿真、实时仿真贯穿于理论教学全过程。增强了师生互动、生生互动的良好氛围。
使学生学习变枯燥为生动、变生硬为形象，激发学生自主学习的兴趣，营造理论与实践一体化教学模式。
2.融入项目化考核管理
学生的应用能力以最终独立完成的、基于单片机核心板的综合项目水平来考核。实验箱提供了较充足的资源，各模块可以出借给学生使用。
3.提高了实验箱及配套资源的利用率
不局限于学生实验，教师科研、学生竞赛都在利用实验箱的资源;课程组2008年筹建校级精品课网站，2013年筹建校级网络资源共享课网站，网站资源利用率较高。
4.提供开放式的实验箱硬件资源
用户可以根据需要开发属于自己的功能模块，也可以升级实验箱提供的功能模块，形成特定子板融于实验箱系统中，增强实验箱的功能。
实验箱的成功开发促进了理论与实践一体化的教学模式的应用，也提升了实验室的开放效果。
作品名称：MCU-IV模块组合式单片机实验箱
完成单位：大庆师范学院
