目前,大多數高校所采用的單片機課程實驗平台主要有兩(liang) 類。(1)Proteus虛擬仿真平台:該平台可以讓學生克服實驗設備硬件在空間和時間上對學生學習(xi) 單片機技術產(chan) 生的束縛[1],自主的進行實驗,但學生無法接觸真正的硬件。(2)單片機實驗裝置:實驗裝置上已經將單片機芯片及各種接口擴展電路全部固定,學生實驗時僅(jin) 需理解電路原理圖,進行部件間的少量連線,學生缺乏深層次的電路原理設計。
隨著FPGA等可編程邏輯器件的飛速發展,集成度越來越高,成為(wei) 嵌入式領域硬件係統原型設計和產(chan) 品研發的首選[2]。為(wei) 了充分訓練學生軟硬件協同設計能力,本文利用FPGA器件具有片內(nei) 邏輯資源豐(feng) 富、擴展性強和編程靈活等特點,開發了基於(yu) FPGA的單片機實驗平台。此實驗平台既有固定的外圍電路[3],又可讓學生自行設計和擴展新的功能模塊,從(cong) 而滿足單片機課程實驗教學、電子競賽和大學生科技創新活動等要求。
1 基於(yu) FPGA的微機係列實驗平台
2 基於(yu) FPGA平台的單片機實驗教學實例
3 結束語
本文所設計的實驗平台在常州大學電子信息類專(zhuan) 業(ye) 單片機課程實驗教學中進行了應用測試。近兩(liang) 年來的實踐表明,相比原有的單片機實驗箱,基於(yu) FPGA的實驗平台更有效地訓練了學生的單片機軟硬件設計能力,且對學生知識的綜合應用能力和創新能力的培養(yang) 起了較大的促進作用。實驗平台的應用還提升了學生參加電子設計競賽競爭(zheng) 力,許多學生願意綜合使用FPGA與(yu) 單片機完成競賽作品。
文中所構建的實驗平台是基於(yu) 滿足單片機課程實驗創新改革的需要出發,但可較好的推廣應用到其他微機係列課程實驗。由於(yu) IP核技術的應用,可以在單一FPGA器件上構建及運行8051軟核、8086軟核及嵌入式處理器軟核,再針對諸如微機原理與(yu) 接口技術、計算機組成原理等其他課程實驗內(nei) 容進行統一和綜合,設計可複用的公共外圍模塊。從(cong) 而可在基於(yu) FPGA的實驗平台上開展不同課程實驗教學。
參考文獻
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萬(wan) 軍(jun) 雪永 州大學城市軌道交通學院 常州大學懷德學院 |