單片機與嵌入式實驗室是計算機專業實驗室，擁有面積420平，電腦120台套。實驗室有專職實驗技術人員3人，高工一人，工程師2人。實驗室主要承擔《嵌入式系統》和《單片機控制與應用》實驗。
一、嵌入式系統實驗
嵌入式系統實驗2005年開設，實驗學時32學時。它是一門實踐性很強的專業實驗課，是計算機專業本科生必選課。要求學生應具備數字邏輯電路、C語言程序設計、LINUX操作系統、微機應用技術等方面的預備知識，比較熟悉課程介紹的各類接口芯片的功能，通過課程實驗，可以加深對嵌入式系統原理的理解，加強動手能力，激發學習積極性，熟悉嵌入式實時系統開發環境及其流程，掌握嵌入式系統的基本分析和設計方法，培養學生開發嵌入式系統的能力。
嵌入式系統實驗
序号 |
實驗項目 |
内容提要 |
實驗 類型 |
學時 分配 |
主要儀器 設 備 |
實驗 地點 |
1 |
嵌入式系統軟硬件開發環境
|
本實驗介紹ARM2200實驗箱硬件結構，了解ADS 1.2集成開發環境的使用方法，編寫C應用文件進行工程建立、調試。 |
驗證性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
2 |
彙編語言程序設計 |
了解ARMulator軟件仿真，掌握ARM彙編指令用法，實現結構化編程。 |
驗證性 設計性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
3 |
GPIO特性實驗 |
理解GPIO特性，正确使用GPIO功能進行應用系統測試與控制。 |
驗證性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
4 |
定時器與外部中斷 |
定時器的設置與應用，查詢控制方式，外部中斷函數編寫、工作模式設置。 |
驗證性 設計性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
5 |
UART實驗 |
了解串行通信原理，掌握嵌入式系統與PC機的串行通信方法。掌握UART各個控制寄存器的設置，編寫通信程序。 |
驗證性 設計性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
6 |
A/D、D/A實驗 |
掌握模數轉換器、數模轉換器的應用設置，完成A/D、D/A的編程控制。 |
驗證性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
7 |
觸摸屏實驗 |
了解液晶屏和觸摸屏的工作原理和驅動方法，掌握觸摸屏的控制過程，學習采樣數據的後期處理。 |
驗證性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
8 |
嵌入式LINUX平台構建與内核配置 |
構建嵌入式LINUX開發軟硬件基礎平台，熟悉LINUX調試方法，掌握LINUX内核配置方法。 |
驗證性 綜合性 |
4 |
嵌入式系統教學實驗平台 |
單片機與嵌入式實驗室 |
二、單片機控制與應用實驗
單片機控制與應用實驗共48學時，是為計算機專業高年級本科生所設置的綜合性、實踐性、充分發揮學生自主動手能力的實驗課程。實驗接口模塊全部都是實驗室自行開發研制的，是教師們多年的科研成果的實際化。通過本課程的學習，可以使學生對使用計算機進行控制的基本方法有所了解，掌握使用單片機和微機組成控制應用系統的常用方法，綜合複習學生所學過的計算機組成原理和其他硬件知識，進一步培養學生的彙編語言和高級語言的程序設計能力。同時增加了電路圖和線路闆的分析與制作，使學生親手掌握實際硬件制作技術與流程。本課程的課程安排和教學方式上，突出強調培養學生的創新性，在前提知識預習，實驗設計等方面都由學生自主完成。
單片機控制與應用實驗項目
序号 |
實驗項目 |
内容提要 |
實驗 類型 |
學時 分配 |
1 |
電路圖分析與設計 |
（1）分析給定的示例文件電路圖。（2）設計一個8031基本應用電路的原理圖。 |
設計性必做實驗 |
6學時 |
2 |
電路制版圖設計 |
按照在實驗一中設計的8031 基本應用電路原理圖，進行制版圖的設計。 |
設計性必做實驗 |
4學時 |
3 |
數碼管顯示 |
使用MCS-51彙編語言編寫程序，用三個數碼管顯示十進制數值每隔一定時間增1，到999後歸零繼續。當開關S1按下時，暫停計數；松開時，恢複計數。 |
設計性必做實驗 |
4學時 |
4 |
步進電機控制 |
編制MCS‐51 程序使步進電機按照規定的轉速和方向進行旋轉，并将步數顯示在數碼管上。當按下S1 開關時，進行快速旋轉；當松開開關時，慢速旋轉。當按下S2 開關時，按照順時針旋轉；當松開時，按照逆時針旋轉。 |
設計性必做實驗 |
4學時 |
5 |
直流電機脈寬調速 |
使用脈寬調制的方法，動态調整向P1.3 輸出的内容，使得電機轉速能夠穩定在一個預定值附近，同時實時顯示當前轉速。根據輸入修改電機轉速目标值。每隔一秒鐘讀取兩個開關的狀态。同時動态調整輸出，使得電機轉速能夠穩定到目标值附近。交替顯示目标值和當前轉速值。 |
設計性必做實驗 |
4學時 |
6 |
I2C總線與時鐘芯片 |
通過I2C總線協議控制時鐘芯片，設置和讀取當前日曆信息并顯示。通過開關設置鬧鐘時間并進入休眠模式，時間到達後自動喚醒CPU并重新顯示。 |
設計性必做實驗 |
4學時 |
7 |
超聲波測距 |
利用單片機産生方波脈沖，産生超聲波。接受到回波信号，通過外部中斷接收超聲波的返回信息。同時利用内部定時器進行計時，通過計算得到準确距離并顯示。 |
設計性必做實驗 |
6學時 |
8 |
液晶顯示 |
在點陣液晶顯示屏上顯示實驗者的姓名，并顯示出外邊框。并設計和實現某種形式的動畫，如位置變化、隐藏顯示等。 |
設計性必做實驗 |
6學時 |
9 |
閉環溫度控制 |
通過溫度傳感器測量出當前溫度，并顯示在屏幕上。通過控制熱電阻穩定到預先設定的目标溫度。對熱電阻的控制采取PWM方法。同時繪制溫度變化曲線。 |
綜合性必做實驗 |
6學時 |
10 |
重量測量 |
通過壓力傳感器測量待測物體重量。并進行校正，包括零點校正和比例校正。 |
綜合性必做實驗 |
4學時 |
11 |
LED點陣顯示 |
使用按行或者按列掃描方式，在LED點陣顯示屏上顯示實驗者姓名。多個漢字輪流顯示 |
綜合性必做實驗 |
4學時 |
12 |
光照度測量 |
通過光照度傳感器測量當前光照度值并顯示。 |
設計性選做實驗 |
4學時 |
13 |
濕度測量 |
通過濕度傳感器測量空氣濕度，并在液晶顯示屏上輸出值。 |
設計性選做實驗 |
4學時 |
14 |
顔色識别 |
通過顔色傳感器測量不同的顔色值，并在液晶顯示屏上輸出。 |
設計性選做實驗 |
4學時 |
15 |
藍牙通信 |
通過藍牙通信器件使單片機與微機通信。從微機中向單片機發送數據，在單片機上顯示。 |
研究性選做實驗 |
4學時 |
