一、 实验室定位与宗旨

单片机-电子测量实验室建于2025年，位于金城楼401，面积120平方米，设备资产总值66.4万元。该实验室是面向电子信息类、自动化类、计算机应用及物联网工程等相关专业的综合性实践教学平台。本实验室创造性地将单片机（微控制器）原理与电子测量技术两大知识体系深度融合，旨在培养学生“软硬结合”的系统化工程思维。通过从程序编写到电路控制，再到参数测量的完整训练，学生不仅能掌握单片机应用开发的核心技能，更能精通如何利用智能控制器实现精准、自动化的电子测量，为从事智能仪器仪表、工业控制、嵌入式系统等领域的研发工作奠定坚实基础。

二、 核心设备：单片机原理实验箱

本实验室的核心装备为功能齐全、接口丰富的单片机原理实验箱。该实验箱是一个高度集成、开放式的学习系统，它将单片机最小系统、基础外围电路、测量接口和执行单元模块有机整合，具备以下突出特点：

1. 完整的单片机最小系统：以经典51内核或增强型STM32系列单片机为核心，构成稳定可靠的程序运行环境，支持ISP在线编程和硬件调试。

2. 模块化外围电路：实验箱集成了LED、数码管、LCD显示屏、独立按键、矩阵键盘、继电器、蜂鸣器、步进电机等常用执行与显示模块，方便进行基础I/O控制实验。

3. 丰富的测量与传感接口：提供多种模拟及数字传感器接口，可连接温度、湿度、光敏、红外、超声波等传感器，直接将物理世界的变化转化为可测量的电信号。

4. 标准通信接口：集成UART串口、SPI、I2C等通信模块，便于实现单片机与PC机、其他智能设备或传感器之间的数据交换，是实现自动化测量的关键。

5. 安全性与开放性：电路设计具有短路保护等功能，确保实验安全；同时保留扩展接口，支持学生自主搭建外部电路，激发创新设计。

三、 主要实验项目

依托单片机原理实验箱，实验室可开展以下三个层次的实验项目，实现从基础到综合的全面覆盖：

层次一：单片机基础与I/O控制

单片机开发环境搭建与程序烧写

LED流水灯、数码管与LCD显示驱动

独立按键与矩阵键盘的扫描识别

定时器/计数器应用与中断系统编程

层次二：数据采集与简单测量

DC模数转换实验：测量电位器电压、光敏电阻值等

温度传感器（如DS18B20、LM35）的数据采集与显示

超声波测距、红外避障等非电量测量

层次三：综合性与设计性测量系统

智能数字电压表设计：利用单片机ADC功能，实现量程可调的直流电压自动测量与显示。

简易示波器/信号分析仪：采样输入信号波形，并在LCD上显示，测量其频率、峰峰值等参数。

多路温度巡检系统：同时监测多个点的温度，实现超限报警、数据记录和串口上传。

智能家居控制模型：综合运用传感器测量与环境数据，通过单片机逻辑判断，控制灯光、风扇等执行机构。

四、 教学成果与目标

通过在实验室的系统化训练，学生能够：

掌握单片机系统开发全流程：从软件编程、硬件接口到系统调试，具备独立的项目开发能力。

精通智能电子测量方法：理解并掌握如何利用单片机技术，替代传统手动测量，构建自动化、智能化的测量系统。

培养数据导向的系统思维：学会设计“感知-决策-控制-测量”的闭环系统，能够针对具体测量需求，设计出合理的软硬件解决方案。

提升工程实践与创新能力：为参加电子设计竞赛、完成课程设计和毕业设计提供强大支持，并培养解决复杂工程问题的综合能力。

总结

单片机-电子测量实验室是连接数字程序与模拟世界的桥梁。它通过将灵活的软件编程与精确的硬件测量相结合，为学生提供了一个独一无二的实践创新平台。在这里，学生不仅能学会如何控制一个芯片，更能学会如何让这个芯片成为感知世界、分析数据的智能核心，成长为新时代亟需的复合型工程技术人才。