隨著後PC機時代的到來,嵌入式係統在軟硬件技術上得到了令人矚目的發展。相應,嵌入式係統的應用相應越來越廣泛,其在工業(ye) 控製、消費電子、醫療行業(ye) 、測試與(yu) 測量儀(yi) 器、家庭樓宇自動化和物聯網等各種領域都有非常重要的應用。
作為(wei) 嵌入式係統的核心部件,微控製器正從(cong) 早些年的主流8位係統逐漸向全新的32位係統快速升級換代。這對於(yu) 高等院校所開展嵌入式係統技術相關(guan) 的課程教學和實驗教學帶來了全新的挑戰。一方麵,目前國內(nei) 相當多的高校課程教學依然以MCS-51 8位單片機為(wei) 主;另一方麵,32位微控製器正在被眾(zhong) 多的應用領域所接受,成為(wei) 市場上的主流。而且在種類繁多的32位微控製器中,ARM架構的微控製器異軍(jun) 突起,占據了市場的絕對主導地位,這正如當初MCS-51係列單片機在8位微控製器市場中的主導一樣。
微控製器這樣的發展趨勢,要求高等院校在理論和實驗教學中,既要重視MCS-51知識傳(chuan) 授,使得學生獲得嵌入式係統的入門知識;又要兼顧嵌入式技術發展的趨勢,開展基於(yu) 32位微控製器的理論和實驗教學,以由淺入深、由易到難的方式全方位培養(yang) 學生的嵌入式技術應用和開發能力。然而,目前市場上的各類微控製器實驗平台雖然種類很多,但它們(men) 或是以單一的MCS-51單片機為(wei) 核心,或是以單一的32位微控製器為(wei) 核心,很難適應高等院校這種多方位的教學需求。
本文結合麵向南京航空航天大學自動化學院自動化、電氣工程與(yu) 自動化、生物醫學工程、探測製導與(yu) 控製技術等專(zhuan) 業(ye) 本科生開設的單片微控製原理及應用課程教學需求,設計實現一個(ge) 基於(yu) MCS-51單片機和ARM Cortex-M4微控製器的通用嵌入式綜合實驗平台,並探討了課程教學方法。
1 綜合實驗係統設計
2 實驗設計
3 課程教學方法改革
4 結束語
本文設計實現了既能兼容MCS-51單片機,也能兼容主流32位ARM微控製器的通用嵌入式係統綜合實驗平台,對於(yu) 單片微控製器原理及應用等嵌入式係統相關(guan) 課程的理論教學和實驗教學具有相當重要的意義(yi) 。基於(yu) 該實驗平台,一方麵可以用於(yu) 相關(guan) 課程的教學方法改革,設計驗證性、綜合性和創新性的實驗項目;另一方麵還可以為(wei) 學生參加各類電子設計競賽提供平台,全方位培養(yang) 學生的嵌入式係統應用和開發能力。
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陸熊 黃曉梅 周翟和 林雅潔 南京航空航天大學自動化學院 |