单片机课堂教学演示实验方法

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摘要:介绍了基于USB接口的单片机的ISP下载的课堂教学演示实验方法。该方法具有成本低、体积少、使用方便、便于携带、下载稳定可靠等优点。教师通过多媒体电脑的USB口对单片机进行在线编程及时很快地作出演示实验,在课堂教学上采用理论与实践相结合的方法,能在很大程度上提高教学效果。

Abstract: This paper presents a demo experiment methods ofsingle-chip microcomputer classroom teaching based on USB interface and ISP download. In practice, good reputation is acquired for its low cost, small volume, convenient operation, portabe carrying, steady and dependable download.Teacher does demo experiment quickly in good time by USB interface of multimedia computer. The method of theroy combining with practice raises the teaching effect greatly.

关键词:单片机;课堂教学;演示实验;教学效果

Key words: single chip microcomputer;classroom teaching;demo experiment;teaching effect

中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0092-02

0引言

“单片机原理及其应用”课程是我国高等院校电气信息类及相关专业的必修课,同时也是一门实践性和应用性很强的课程。随着电子技术的发展,电子设计基本上都是以微机为核心的综合应用系统,从近年学生就业情况来看,用人单位大都要求学生具备单片机应用能力。提高单片机的教学效果,对学生动手能力的培养和促进学生创新意识的提高具有重要的现实意义[1]。若教师能通过多媒体电脑的USB口对单片机进行在线编程及时很快地作出演示实验,在课堂教学上采用理论与实践相结合的方法,能在很大程度上提高教学效果。如果使用传统的实验箱,并口或串口下载,则很不方便,费时费力,难于携带,效果很不理想。若使用简洁实用的单片机实验开发板,通过USB下载线对该单片机进行在线编程并及时很快地作出演示实验,则能及时地在课堂教学上采用理论与实践相结合的方法,能在很大程度上提高教学效果[2][3][4][5]。系统成本低、体积少、使用方便、便于携带。演示实验时系统使用USB口供电,无需额外电源。

1演示实验方法

演示实验系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分由USB下载线,单片机演示实验板两部分组成。软件部分包括USB下载线驱动程序、单片机编译软件及下载软件等组成。

USB下载线可采用ATMEGA8进行USB串口协议的软件模拟和ISP下载来完成。这个USB下载线本身就是一AVR单片机最小系统,在制做完成后首先也得通过其它并口或串口ISP下载线给它下载电路固件程序,这样下载线才能工作。其电路原理图如图1所示。其中HT7536也可简单地用3.6V稳压管代替。

就目前高校单片机课程都讲MCS-51单片机来说,单片机演示实验板中单片机使用ATMEL公司推出的具有ISP功能的AT89S系列的单片机。这些单片机性能高、功耗低,与工业标准80C51指令集和引脚完全兼容,具有可串行下载的FLASH存储器,可通过SPI串行接口对片内存储器进行在系统编程。演示实验板上可设有按键、LED灯、LED数码管显示电路、LCD显示电路、DS1302实时时钟芯片电路、DS18B20数字温度电路、蜂鸣器电路、红外接收、光电开关等。演示实验板力求简洁明了,又能作出含盖教材内容的绝大多数实验,如基本输入输出、键盘显示、定时及中断、串行通信、AD/DA转换及各种可编程接口芯片等[6][7]。当然按教学内容与进度,可设计多个演示实验板,从而使用每块实验板体积不大,也容易设计制作。演示实验板有ISP接口,USB下载线接口的对应接线MOSI、MISO、RST、SCK要与实验板上单片机相应SPI接口一一对应。演示实验板使用USB口提供的电源就能正常工作。

当USB下载线通过USB端口与计算机相连接时,系统会出现“找到新硬件”字样的提示,此时,只要将硬件信息的inf硬件配置文件和含有libusb0.dll、libusb0.sys的文件进行安装即可。

单片机编译软件可采用KeilC51,或使用简单实用的启东达爱思、伟福等MCS51单片机开发系统的软件。教师可在讲解汇编语言程序、C51程序时及时编译得到hex文件便于通过下载软件下载。

程序的下载可使用PROGISP软件进行USB在线下载。PROGISP的主界面如图2所示。

点击“调入flash”,选择要下载到单片机的hex文件,点击“自动”,可将程序下载到单片机即便运行。

2结语

本文介绍的“单片机原理及其应用”课堂演示实验方法,解决在课堂上作单片机演示实验难题。该方法同样便于学生本人进行单片机学习及开发实验,教师在做演示实验的同时也教会了学生对单片机进行设计与开发方法。该方法具有成本低、体积少、使用方便、便于携带等优点。

参考文献:

[1]贾玉瑛,陈波.单片机实验教学改革与探索[J].实验室科学,2008,(6).

[2]龙志强,赵东明,李志斌.“单片机系统设计”课程教学改革探讨与实践[J].电气电子教学学报,2009,(6).

[3]宋志平.“单片机接口技术”课程教学新方法探索[J].中国电力教育,2009,(2).

[4]李红萍.以“提高学生综合能力”的单片机课程教学改革[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2009,(3).

[5]陈亮.单片机课程的教学改革[J].实验室研究与探索,2008,(9).

[6]安晓莉.AT89S51单片机开发板的设计[J].电子设计工程,2009,(9).

[7]陈育中.基于AT89S51的低成本单片机实验板的开发与设计[J].电脑知识与技术,2010,(5).