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近年來，單片機以其控制能力強、可靠性高、通用性好、擴展靈活、體積小、價格便宜等優點，在工業控制、樓宇自動化、家用電器等領域都有著廣泛的應用。[1]在現代智能建筑中，電梯控制系統、空調溫控系統、照明控制系統[2]中均可見到單片機的蹤影。然而現在市場上的單片機實驗平臺大多是面向電子類專業開發、缺乏專業建筑電氣實驗模塊、集成度高，使得建筑電氣類學生在學習和理解上存在較大困難。[3]針對這種現象和我校實際情況，本文結合溫度控制系統展開研究，并注重實用性，以應用為出發點，開發出一套在實驗項目內容方面更具針對性和實用性，且適合建筑電氣工程、建筑設備工程及樓宇智能化等專業學生進行單片機課程實踐教學需要的單片機實驗平臺。

1.總體技術方案設計

首先，對《單片機原理與應用》課程的教學和實驗平臺所需要的功能進行研究，并以AT89S52單片機為CPU的單片機綜合實驗平臺模型；其次，對市場上現有的單片機實驗平臺的優缺點進行比較分析，根據分析結果對模型的硬件及軟件方面進行完善；最后，針對建筑電氣類專業中溫度控制和電機控制較多的特點，確定了以智能溫度控制系統為核心的實驗平臺，并明確了該系統所需要的主要芯片、編程方式、系統擴展方式。

2.單片機實驗平臺硬件設計

根據總體技術方案要求，該單片機綜合實驗平臺硬件主要包括流水燈模塊、交通燈模塊、獨立鍵盤模塊、矩陣鍵盤模塊、LED數碼管顯示模塊、液晶模塊、ISP模塊、DS18B20溫度測試模塊、繼電器驅動電路和電機控制電路等。實驗平臺硬件設計框圖如圖1所示。在整個電路設計過程中應盡量兼顧系統的先進性、經濟性和實驗的方便性、安全性。其中溫度測試模塊采用數字溫度傳感器DS18B20，接線方便，簡單易用。DS18B20接線圖如圖2所示。電機控制模塊中的驅動芯片采用L298N，該芯片可直接驅動兩臺直流電機或一臺步進電機。同時，考慮到系統穩定性，使用TLP521對L298N和單片機進行光耦隔離以消除電機對系統穩定性的影響，從而保護單片機不受損壞；通過布置去耦電容、適當的方式布置數字地和模擬地等措施解決電磁兼容問題，提高系統穩定性。

3．單片機實驗平臺軟件設計在該實驗平臺上共設計了模擬交通燈、計數器、秒表、溫度檢測等七個基礎實驗和一個綜合實驗“智能溫控系統”。以綜合實驗為例說明其軟件的實現過程。軟件的編寫可以再KeilC51環境下進行，芯片型號選擇AT89S52，用C語言按照圖3所示的流程圖編寫源程序，利用KeilC51編譯生成HEX文件，再利用PROGISP將生成的HEX文件下載至單片機中即可實現對智能溫控系統的調試。

4.小結

針對目前市場上的基于單片機實驗教學平臺缺乏建筑電氣類實驗平臺以及實驗教學上的需要，本文結合單片機教學經驗，運用51系列單片機開發了一套適用于建筑電氣類專業的綜合實驗平臺，并成功實現硬件設計及調試、軟件編程，實驗結果表明該系統具有良好的穩定性及實用性，極大提高了單片機實驗教學硬件水平，滿足了高職院校的專業性實驗教學的需要。