單片機實驗教學仿真系統的設計研發

在以往的單片機實驗中，我們通常會擁有很多比較舊的單片機系統，隨著時代的發展，這些只能模擬出并行擴展接口實驗的單片機系統嚴重影響了教學的進度，不利于教學效果的達成。為了改變上述這種現狀，進一步提高單片機實驗教學水平，相關研究者著眼社會發展潮流，創新程序更新和硬件換代技術，以較低的成本研發出了單片機實驗教學仿真系統，仿真系統應用于單片機實驗教學當中，對于培養學生興趣，調動學生積極性來說，具有非常重要的意義，有利于我們培養出更多的高素質人才。

【關鍵詞】實驗教學 仿真系統 單片機專業

隨著計算機技術水平的不斷提高，單片機技術也獲得了飛速發展。現如今，單片機及其接口技術已經逐步滲透到人們的日常生產生活當中，與社會各個領域之間保持了密切的聯系，推動了社會各領域的發展。正因如此，為了滿足社會和人們生產生活的需求，絕大多數高校都開設了單片機技術課程，進行單片機仿真實驗。雖然現階段我國加大了單片機實驗教學設計的研發工作，但能夠適合學生自主學習的單片機仿真機器卻相對較少，這在一定程度上阻礙了學生學習水平的進一步提升，不利于學生的全面發展。

1 單片機實驗教學的現狀

作為單片機實驗教學的基礎部分，硬件實驗板在教學中占據著非常重要的地位，硬件實驗板實驗主要是通過實驗電路編程的方式測試單片機中各個組成部分能否完成電路的實驗功能。在實驗過程中應用單片機能夠進一步提高實驗的真實性。與此同時，進一步加強仿真調試單片機程序的效率，幫助實驗人員及時準確的解決程序設計中遇到的問題。

通過長期的研究與實踐，我國科研人員在單片機教學仿真實驗課程方面取得了喜人的成績，但是現階段單品機在實驗教學中的應用仍然存在很多問題，主要包括以下幾個方面：

1.1 單片機實驗教學具有很強的實踐性

現階段我國絕大多數單片機實驗教學仍然存在著重理論輕實踐的現象，很多教師都將單片機實驗教學作為理論課的課堂，這樣雖然在一定程度上幫助學生積累到了大量的理論知識，但是卻難以進一步提高學生學習的興趣，不利于學生學習積極性的提高，也難以培養大批量的高素質人才。

1.2 由于受到實驗時間、實驗場地等多方面的限制，單片機仿真實驗課堂的教學水平難以得到進步的提升

學生在日常的生產生活中難以接觸到大量的單片機教學實驗設備，且由于學生難以承受個人配備單片機實驗開發系統的高額費用，導致，學生的實踐能力難以得到進一步提升。

1.3 眾所周知，單片機技術發展可以說是突飛猛進，日新月異

以往我們所買的教學實驗仿真器材用不了幾年就已經不能滿足教學需求，設備開始老化。這就在一定程度上導致單片機設備無法及時更新的問題。

2 改進單片機實驗教學仿真系統

2.1 實驗平臺的MCU

根據相關調查顯示，現階段，全球范圍內微處理器的品種和數量已經高達上千種，在世界范圍內被廣泛應用的體系就高達幾十種。如何在這些微處理器中選擇一個合適的處理器是非常重要的。

2.1.1 選型原則

遵循應用典型。在這種情況下，首先我們應當對單片機實際適用方面的概念做一個深入的了解，并在此基礎上，淘汰掉相應的傳統產品，從而保障單片機產品的先進性，為單片機產品實驗教學方針系統的設計工作奠定理論基礎。

2.1.2 兼容性較強

近些年來，很多的公司都開始研發出了相應的單片機，這些單片機的誕生在一定程度上推動了單片機產業的發展。在選擇使用平臺的MCU 的時候，相關科研人員一定要選擇那些兼容性較強的機器。

2.1.3 性價比高

性價比也是選擇微控制器最為主要的標準之一。如果價格過高，我們很難將微控制器大范圍的應用到實驗教學當中。與此同時，微處理器如果價格比較便宜，但是質量不高，也很難滿足學生的發展。

2.2 單片機性能

單片機性能的高低是單片機實驗教學方針系統設計的決定性因素。單片機的性能一般以高速、低功耗、低電壓、保密性高為標準。這些因素能夠使單片機的芯片實現內置的最大容量，并使其所有程序都能夠實現程序剩余空間數據的完整保存。正因如此，空間的利用率較高，數據的有效利用率也較高。在性能的單片機中，我們通?？梢圆挥眠m用過于專用的仿真器，這樣也可以達到我們所需要的教學效果。為了進一步簡化單片機實驗教學方針系統的設計，我們盡可能的減少元件數量，這樣做還可以進一步提高單片機實驗教學仿真系統的可靠性，從而有效降低成本，使單片機向更加方便、更加快捷、更加省事的方向發展。

2.3 實現在線仿真器的功能

如表1所示。

3 結語

在設計和研發單片機教學實驗的過程中，我們必須從實際情況出發，做到理論聯系實踐。除此之外，還應當充分利用新型的教學手段，不斷創新單片機實驗教學方針系統設計和研發的新思路，實現單片機制作水平的進一步提升。

參考文獻

[1]底群.單片機實驗教學仿真軟件設計[J]. 現代電子技術，2013，02：39-41+44.

[2]任玲芝，惠思，李巖巖.基于Proteus虛擬技術的單片機實驗仿真系統設計[J]. 巢湖學院學報，2013，03：82-86.

[3]李利花，李遲生.淺析單片機實驗教學仿真系統實現的關鍵技術[J].中國科技信息，2009，13：187+191.

作者簡介

王海珍（1978-），女，蒙古族，內蒙古自治區通遼市人。大學本科學歷。現為內蒙古民族大學計算機科學與技術學院講師。在職研究生。研究方向為計算機硬件（單片機、嵌入式技術）。

作者單位

內蒙古民族大學計算機科學與技術學院 內蒙古自治區通遼市 028000