[发明专利]一种远程单片机虚拟实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及单片机教学技术领域，特别是涉及一种远程单片机虚拟实验系统。

背景技术

《微机原理及应用》和《单片机原理及应用》课程内容相似，是一门动手能力极强的课程，能培养学生的单片机工程设计和应用能力、工程思维能力及解决问题的能力。

在课程的教学过程中，学生通常在单片机实验箱上做实验。学生根据课堂实验的内容、单片机实验箱的硬件原理图，在KEIL软件上编写该实验的程序，编译生成hex文件。将hex文件下载到实验箱上的单片机中。根据课程的教学日历安排，通常教师都会在课堂教学中完成指令系统以及一些简单的程序设计后，再让学生进入到实验室中进行实验。而此时由于教学内容的累积，学生对理论教学中的一些内容本身一知半解，进入实验过程中对实验内容的理解也是朦朦胧胧，实验效果非常不理想。

同时教师也感觉实验教学无法与理论教学很好融合，而学生也普遍感觉实验后并没有加深对理论教学的理解，为达到课程的培养目标，需要利用大量课余时间自主学习。由于实验设备的限制，教师能安排的实验、学生能尝试的实验都非常有限。由于实验室的时间安排限制，学生未完成的实验任务不能得到及时的补充，新的实验内容又要进行，从而形成知识点堆积，导致学生兴趣不浓。在这有限的时间中，学生只能在实验室做一些简单的实验，缺乏大量的实践环节，远远满足不了培养学生产品设计能力的目标。现有的仿真软件提供了单片机仿真功能，但是由于软件授权以及仿真模型制作等原因，使用起来不是很方便，同时不便教师统计实验情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种远程单片机虚拟实验系统，使得实验内容灵活多样且便于统计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种远程单片机虚拟实验系统，包括客户端、服务器和虚拟实验服务器，所述客户端设置有客户端软件和远程控制软件，所述客户端软件用于输入实验信息，并将实验信息发送给所述服务器，所述远程控制软件用于启动并连接客户端与虚拟实验服务器；所述服务器接收客户端发送的实验信息，分配实验任务给空闲的虚拟实验服务器，发送实验信息给虚拟实验服务器，并协助建立客户端与虚拟实验服务器的连接；所述虚拟实验服务器接收实验信息，启动视频录制，根据实验任务启动并配置虚拟仿真软件参数，加载实验仿真模型和代码程序，保证虚拟仿真软件在屏幕最前端，编译代码，启动仿真并计时；客户端通过远程控制软件观察实验现象，根据实验要求远程控制完成相应的人机交互操作，根据相应的交互操作设置动作指令完成仿真过程虚拟人机交互操作，完成仿真，断开远程连接，保存实验视频，并回传至服务器。

所述实验信息包括编程语言、仿真时间，程序代码文件或hex文件，实验仿真过程中相应的交互操作和仿真任务。

所述虚拟实验服务器中设有影子系统或还原卡，所述还原卡在每天闲时固定的时间重启对虚拟实验服务器进行修复和还原。

所述服务器利用远程控制软件将客户端与虚拟实验服务器的连接。

所述远程控制软件为AnyDesk。

所述虚拟实验服务器通过接口软件将每台虚拟实验服务器相对应的AnyDesk地址及连接密码传送到服务器；当客户端发送实验请求时，服务器会将空闲的虚拟实验服务器及其对应的AnyDesk地址和连接密码发送到客户端，客户端软件将其连接信息直接在AnyDesk中进行填写并连接虚拟实验服务器。

所述虚拟实验服务器还将仿真结果通过服务器传输给所述客户端。

所述虚拟实验服务器将仿真结果存储到指定的虚拟实验服务器中。

所述虚拟实验服务器的虚拟仿真软件为Proteus软件。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明的构成成本低，实验内容灵活多样，实验中可以灵活进行交互操作。服务器保存的用户实验信息及实验视频，方便检查和统计学生的实验情况，便于发现实验中出现问题便于教学改进，同时教师方便调整实验内容，通过更改实验内容列表控制实验进度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图3是本发明的虚拟实验仿真流程图；

图4是本发明的实验系统登录界面图；

图5是本发明的客户端界面图；

图6是本发明的交互操作设置界面图；

图7是AnyDesk连接界面图；

图8是本发明实施例1的“P1接口驱动流水灯”实验仿真模型图；