第２７卷第４期 常州工学院学报 ＶＯ１．２７ Ｎｏ．４ ２０１４年８月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｕｇ．２０１４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—０４３６．２０１４．０４．０１９ ＬａｂＶｌＥＷ在“单片机原理＂课程实验教学中的应用 王崴 （常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州２１３００２） 摘要 “单片机原理”是电类专业的重要专业基础课程。文章介绍了一种将ＬａｂＶＩＥＷ引入到 “单片机原理”课程实验教学中的方法，即采用单片机最小系统和外围电路构建信号采集的硬件平 台。并根据实验目的编制ＬａｂＶＩＥＷ系统程序。该教学方法为学生提供了实践创新平台，提高了学 生学习的积极性，同时也提高了实验教学质量。 关键词ＬａｂＶＩＥＷ；实验教学；单片机原理 中图分类号：Ｇ６４２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７１—０４３６（２０１４）０４—００９０－０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＬａｂＶＩＥＷ ｉｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ Ｃｏｕｒｓｅ ⅣＧ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｉｔｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２１３００２） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ １Ｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｉｃ ｃｏｕｒｓｅ ｔｏ ｅｌｅｃｔｉｒｃｉｔｙ ｍａｊｏｒｓ．Ａ ｍｅｔｈｏｄ ＩＳ ｉｎ— ｒｔｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔｈａｔ ＬａｂＶＩＥＷ ｉｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｐｒｉｎｃ ｌｅ ｃｏｕｒｓｅ．Ｉｔ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｉｃｒｏｃｏｎ－ ｔｒｏｌｌｅｒ ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｅｒｉｐｈｅｒ￣ｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄ ｗｒｉｔｅｓ ＬａｂＶｌＥＷ ｌａｎｇｕａｇｅ ｐｒｏｇｒａｍｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘ— ｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｕｒｐｏｓｅ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ａ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｅｎｈａｎｃｅｓ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｅｎｔｈｕｓｉａｓｍ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＬａｂＶＩＥＷ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ；Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ “单片机原理”课程是我国高等院校自动化、 能充实实验教学内容，还有利于调动和发挥学生的 机电一体化等相关专业的主干课。“单片机原 主观能动性。 理”实验大纲中要求学生能够理解单片机体系结 构，掌握单片机外围电路的设计，会使用汇编语言 １ ＬａｂＶＩＥＷ虚拟仪器开发平台 和Ｃ语言进行程序设计等。现在大部分高校开 所谓虚拟仪器，是指开发人员在通用计算机 设的单片机原理实验教学以仪器公司提供的实验 上，根据系统要求来定义和设计仪器的功能，使得 箱作为硬件平台，仅对书本中讲解的系统原理进 开发人员在操作计算机时，就像是在操作自己设 行验证，内容不能及时更新，且实验指导书又较为 计的仪器来完成对被控对象的信号采集、处理、显 详细阐述了实验准备环节和实验步骤，因而导致 示等任务。¨ 学生只是机械式地简单模仿指导书内容进行实验， 虚拟仪器由硬件和软件两部分组成。硬件主 不利于培养学生的实验操作能力和创新能力。将 要获取被测对象的物理信号，提供信号传输的通 ＬａｂＶＩＥＷ虚拟仪器技术引入到实验教学中，不仅 道。硬件是虚拟仪器的基础，通过ＧＰＩＢ、ＶＸＩ等 收稿日期：２０１４—０４－２１ 作者简介：王崴（１９８３一），男，硕士，讲师。 第４期 王崴：ＬａｂＶＩＥＷ在“单片机原理”课程实验教学中的应用 ９１ 计算机接口总线实现硬件连接。软件则是实现数 据采样、处理、分析和显示等功能，并将其集成为 仪器操作与运行的命令环境。软件是核心，虚拟 仪器以ＶＩＳＡ等标准和ＬａｂＶＩＥＷ等开发平台为 核心，构成虚拟仪器技术体系。 ２０１３年８月ＮＩ公司推出了ＬａｂＶＩＥＷ２０１３ 版本，ＬａｂＶＩＥＷ２０１３以其分布式智能极大地简化 了分布式系统的开发。全新管理项目工具用于管 理大型应用的所有文件、简化同类型软件的开发 并管理所有的硬件目标，从而精简应用程序并提 高系统管理的效率。 ２虚拟仪器在实验教学中的应用 根据“单片机原理”课程的内容特点，实验教 学在形式上分为基础实验和ＬａｂＶＩＥＷ综合实验。 ２．１基础实验 基础实验主要帮助学生理解单片机的体系结 构，掌握汇编语言和Ｃ语言以及单片机开发流程， 为ＬａｂＶＩＥＷ综合实验打下基础。开设的实验有： （１）单片机Ｉ／Ｏ端口、外部中断和定时器应 用。通过该实验掌握单片机输入输出端口的应 用，中断系统和定时器的使用。 （２）Ｄ／Ａ转换和Ａ／Ｄ转换实验。在理论学 习的基础上，通过实验加深对Ｄ／Ａ和Ａ／Ｄ的理 解，熟悉汇编程序的编写。 （３）串口通讯实验。通过实验掌握串口通讯 的原理，熟悉用ｃ语言编写单片机应用程序。 ２．２ ＬａｂＶＩＥＷ综合实验 ２。２。１硬件平台的构建 硬件平台的构建是虚拟仪器的基础。首先， 学生要分析实验目标和要求，根据被控对象的属 性选择量程合适的传感器；然后在单片机最小系 统的基础上构建合适的信号传输通道，再根据系 统精度要求确定Ａ／Ｄ芯片的位数；最后，整个单 片机检测系统必须通过ＲＳ－２３２串口与上位机实 现通讯，完成最基本的数据交换功能。图１为单 片机最小系统原理图，图２为ＡＤＣ０８０４原理图， 图３为串口原理图。 ２．２．２ ＬａＢＶＩＥＷ程序编写 单片机硬件平台构建完成了信号的采集和处 理，而对被控对象的分析、控制和故障诊断可以通 图１ 单片机最小系统原理图 图２ ＡＤＣ０８０４原理图 图３ ＲＳ－２３２串口原理图 过ＬａｂＶＩＥＷ编程实现。 一个最基本的ＬａｂＶＩＥＷ程序由前面板、程 序框图和连接端口三部分组成。 ２ 学生根据系 统要求按步骤进行程序编写，具体如下说明。 ①创建前面板。在前面板上根据系统要求添 加控制控件，并在控件子选板上输入相应的参数 和文字说明。
