[发明专利]一种单片机实验硬件在线模拟及自动评价方法

摘要

本发明涉及一种单片机实验在线模拟平台。一种单片机实验硬件在线模拟及自动评价方法，包括电路连线及在线模拟过程和实验结果自动评价过程，用户通过信息管理模块登录系统，通过电路连线及在线模拟模块完成单片机电路的硬件连线操作，并将操作结果存储在连线矩阵中；所述连线矩阵为一布尔方阵，其中N表示所有的管脚个数；如果某两个管脚i和管脚j之间有连接，则；否则；首先，用户通过下载及通信模块将连线矩阵下载至试验箱中，通过实验箱中设置的FPGA电路，根据连线矩阵的设置完成硬件电路的配置；实验箱确认电路连接后，反馈给用户；下载及通信模块接收到下位机的配置确认信息并校验后，完成硬件连接的配置；然后，用户打开单片机编程工具，编写实验程序，进行实验操作。

主权项

1.一种单片机实验硬件在线模拟及自动评价方法，包括电路连线及在线模拟过程和实验结果自动评价过程，其特征在于：/n在实验操作阶段，用户通过信息管理模块登录基于单片机实验的虚拟实验室系统，通过电路连线及在线模拟模块完成单片机电路的硬件连线操作，并将操作结果存储在连线矩阵中；/n所述连线矩阵为一布尔方阵，其中N表示所有的管脚个数；如果某两个管脚i和管脚j之间有连接，则；否则；/n首先，用户通过下载及通信模块将连线矩阵下载至实验箱中，通过实验箱中设置的FPGA电路，根据连线矩阵的设置完成硬件电路的配置；实验箱确认电路连接后，反馈给用户；下载及通信模块接收到下位机的配置确认信息并校验后，完成硬件连接的配置；/n然后，用户打开单片机编程工具，编写实验程序，进行实验操作；用户通过单片机编程工具编写实验程序同时，通过在源文件中包含系统/平台的植入程序，以实时向上位机模拟软件反馈单片机的寄存器状态；单片机程序编译成功生成*.hex文件后，使用程序下载工具下载程序至单片机；接下来，用户在模拟软件中打开在线模拟功能，对实验过程进行实时监视；/n最后，模拟软件根据用户的硬件连线和软件监视情况，对用户的实验过程给出评价成绩；所述实验结果自动评价过程，通过实验自动评价模块根据连线矩阵的设置获悉实验电路的硬件连接情况，并对硬件连线的正确与否给出判定；同时，实验自动评价模块根据下载及通信模块上传的单片机寄存器状态判断软件工作是否正确；并综合硬件连接和实验程序运行，对学生的本次实验给出综合评定；/n实验自动评价过程的实验自动评价模块分为硬件连线和实验程序运行两个部分；/n在硬件连线实验的评价阶段，通过比对实验操作过程中的硬件连线矩阵与硬件连线模板对实验的硬件连线进行评价；评价结果为：正确和错误两种；系统在做出评价的同时，给出错误提示；/n实验程序评价过程分为两个部分：寄存器矩阵序列采集和模板比对：在实验设计过程中，设计者设定单片机软件运行过程中的寄存器状态模板及各模板之间的状态转换关系；在实验模拟过程中，软件系统实时采集实验箱电路中单片机内部寄存器的电平状态，并形成寄存器状态序列；实验箱电路中的主控单元在寄存器状态发生变化时采集一次，并上传给上位机软件；上位机获取寄存器状态序列后，将其与寄存器转换模板之间进行比对，给出软件评价结果：正确或者错误；系统在作出评价的同时，给出寄存器转换错误的时间和位置；/n系统综合考虑实验者硬件连接评价和软件运行评价，给出最后的综合评价结果。/n