实验实训室

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单片机技术实验室实验室简介

发布时间:2025-03-19

作者:陈星光

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一、实验室概况

定位目标

以培养具备单片机系统开发、嵌入式技术应用及智能控制能力的复合型工程人才为核心,服务电子信息、智能制造、物联网等产业发展需求,推动单片机技术在工业自动化、智能设备等领域的创新实践。

学科依托

依托自动化、电子信息工程、计算机科学与技术等学科,构建“基础实验-综合设计-创新应用”三位一体的实践教学体系,融合嵌入式系统、传感器技术、工业物联网等前沿领域。

研究领域

单片机系统设计与开发(硬件电路设计、软件编程及系统集成)。

嵌入式接口技术(GPIO、定时器、串口通信、A/D-D/A转换)。

智能控制算法实现(PID控制、电机驱动、传感器数据融合)。

物联网与智能设备开发(智能家居、工业监控、医疗电子设备)。

基础设施

占地面积:116.08平方米。

设备总值:35.2万元。

核心设备:单片机开发板(51/STM32/ARM系列)、传感器模块(温湿度、光电、超声波等)、电机驱动模块、调试工具(示波器、逻辑分析仪)。

软件支持:Keil C51、Proteus仿真平台、Arduino IDE、LabVIEW数据采集系统。

二、研究方向与实验项目

基础实验

单片机最小系统搭建:掌握电源、时钟、复位电路设计。

I/O口控制与显示实验:LED流水灯、数码管动态扫描、LCD显示屏驱动。

中断与定时器应用:精准计时、外部事件响应。

智能控制实验

电机驱动与控制:步进电机调速、直流电机PWM控制。

闭环控制算法:温度PID调控、超声波测距避障系统。

多传感器融合:环境参数采集与智能决策(如智能温控风扇)。

综合设计与创新应用

物联网终端开发:通过Wi-Fi/蓝牙模块实现数据远程传输与云平台对接。

智能硬件设计:电子密码锁、智能家居控制系统、简易机器人运动控制。

工业场景模拟:生产线计数分拣系统、交通灯协同控制。

三、教学与人才培养

服务对象

自动化、机器人工程、机械设计制造及其自动化等本科专业。

课程支撑

理论课程:《单片机原理与应用》、《嵌入式系统设计》、《传感器与检测技术》等。

实践课程:《单片机接口技术实验》、《智能控制系统开发实训》等。

培养模式

任务驱动式教学:以项目为导向,完成“电路设计-编程-调试-优化”全流程。

典型项目:智能小车避障系统、无线环境监测终端、电子秤设计与校准。

开放创新实践:学生自主选题开发,如基于STM32的智能手环原型、农业大棚监控系统。

学科竞赛与认证:

支持学生参加“全国大学生电子设计竞赛”“蓝桥杯单片机设计大赛”等赛事。

联合行业机构开展“嵌入式系统工程师”认证培训。

四、设备与资源特色

模块化开发平台

支持多种单片机芯片(51/STM32/ESP32)快速切换,适配不同难度实验需求。

提供可扩展传感器与执行器模块(如RFID、陀螺仪、舵机),满足创新设计需求。

虚实结合教学

通过Proteus仿真软件预验证电路逻辑,减少硬件损耗。

实体设备支持真实场景调试,强化工程问题解决能力。

多学科融合

兼容PLC、工业机器人等设备,实现单片机与自动化产线的联动控制。

开放Arduino、树莓派等开源硬件资源,拓展创新应用场景。

五、社会服务与成果

技术转化

合作开发“智能仓储搬运机器人控制模块”“便携式医疗监护设备”等成果。

行业合作

为电子、智能制造类企业定制生产线自动化检测系统,提升效率。

为农业科研机构设计土壤参数实时采集终端。

科普与培训

面向中小学开展“单片机与智能硬件”科普活动,培养青少年工程兴趣。

实验室特色

通过“基础夯实-综合设计-产业对接”的阶梯式培养,助力学生从芯片级开发到系统级集成的能力跃升,为智能制造、物联网等领域输送高技能应用型人才。


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