从降低学生的学习成本,满足课程教学要求,提高学生动手能力,培养学生掌握微处理器架构设计方法,满足企业对求职者的技能要求这五个角度出发,实验中心的朱向庆老师带领部分学生进行了实验仪器自制研发工作。
自制的实验教仪目前获得国家专利局授权专利2项,在《现代电子技术》、《实验室研究与探索》、《实验技术与管理》、《中国现代教育装备》等杂志公开发表相关论文5篇,完成1项广东省高等教育学会实验室管理专业委员会基金项目,2项嘉应学院设备与实验室管理处自制教仪重点项目,在研1项广东省重点平台及科研项目,指导学生获得2项广东大学生科技创新培育专项资金项目,在第十三届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛获三等奖1项。
2016年10月,自制的实验教仪参加中国高等教育学会、教育部高等学校实验室建设指导委员会、教育部高等学校实验教学指导委员会等主办的第四届全国高等学校自制实验教学仪器设备评选,入围决赛,并获得三等奖。作品参与了2016年10月19日~21日在成都举办的全国高教仪器设备展,在成都世纪城新国际会展中心5号馆“自制教具专区”展出,获得国内同行的好评。
简介如下:
一、多功能微控制器实验箱
将单片机、CPLD与FPGA合三为一,设计一种适合项目教学法,集仿真、下载和实验为一体,硬件模块化,软件可用多种语言编程,软硬件资源完全开放,满足单片机、EDA技术、数字电路与数字逻辑等课程需求的多功能微控制器实验箱。
实验箱可独立完成表1所示的26个实验项目,也可以是若干个实验项目的组合。本实验箱处于研发的末段,准备量产30套,用于实验课堂教学。
表1 实验箱可以完成的实验项目
编号 | 实验名称 | 编号 | 实验名称 |
1 | 8路LED流水灯 | 14 | DS18B20温度传感器 |
2 | 8位数码管动态扫描 | 15 | DS1302实时时钟 |
3 | 8×8点阵动态扫描 | 16 | 以太网通信 |
4 | 1602字符液晶显示 | 17 | GPRS/GSM通信 |
5 | SART HMI智能串口触摸屏 | 18 | GPS定位/定时 |
6 | 蜂鸣器播放音乐 | 19 | nRF24L01短距离无线通信 |
7 | 1×4独立按键识别 | 20 | ESP 8266 Wi-Fi通信 |
8 | 4×4矩阵键盘扫描 | 21 | HC-06 蓝牙通信 |
9 | 红外遥控接收解码 | 22 | 单片机与CPLD或FPGA通信 |
10 | 定时器与外部中断 | 23 | Small RTOS51操作系统移植 |
11 | 12位AD转换 | 24 | µC/OS-II操作系统移植 |
12 | 8位DA转换 | 25 | 组合逻辑电路设计 |
13 | 单片机与计算机串行通信 | 26 | 时序逻辑电路设计 |
二、多功能单片机与CPLD实验系统
多功能单片机与CPLD实验系统以单片机最小系统、CPLD最小系统为控制中心,集成电源模块、输入模块、输出模块、串行总线模块、障碍物检测模块及模拟量模块,能够完成通用8051内核单片机的仿真与下载实验,完成CPLD实验。实验结果表明,本实验系统具有集成度高、适用性广、扩展性强、简单易用等优点,可在单片机、EDA技术、数字电路与数字逻辑课程的实践教学中推广使用。
实验系统可以完成表1所示的28个实验项目,或若干个实验项目的组合。本实验系统现已制作100套,用于借给学生课外自主学习单片机、EDA技术,进行科技创新,或参加各级专业竞赛的赛前训练。
表1 实验板可以完成的实验项目
编号 | 实验名称 | 编号 | 实验名称 |
1 | 8路LED流水灯 | 15 | 步进电机 |
2 | 8位数码管 | 16 | 直流电机 |
3 | 1602字符液晶 | 17 | 蜂鸣器播放音乐 |
4 | 12864中文字符液晶 | 18 | 8路10位A/D转换 |
5 | OLED12864中文字符液晶 | 19 | D/A转换(PWM) |
6 | TFT2.4寸触摸彩屏 | 20 | DS1302实时时钟 |
7 | 8×8单色点阵 | 21 | AT24C02存储器 |
8 | 1×4独立按键 | 22 | 超声波测距测速 |
9 | 4×4矩阵键盘 | 23 | 一体化红外发射接收对管 |
10 | 串行通信 | 24 | nRF24L01短距离无线通信 |
11 | DS18B20数字温度传感器 | 25 | Small RTOS51操作系统移植 |
12 | DHT11数字温湿度传感器 | 26 | µC/OS-II操作系统移植 |
13 | 红外遥控接收解码 | 27 | 组合逻辑电路设计 |
14 | 继电器 | 28 | 时序逻辑电路设计 |