单片机与嵌入式技术实验室隶属于电子信息工程系，是支撑电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业核心课程教学与工程创新能力培养的关键实践平台。实验室紧密对接智能硬件、物联网终端、工业控制等产业技术前沿，以“软硬结合、系统驱动、创新应用”为核心理念，着力构建从微控制器原理到复杂嵌入式系统开发的完整能力培养链条，为学生从事电子系统设计、嵌入式软件开发及前沿技术研究奠定坚实的工程基础。
实验室概况
实验室占地面积137平方米，设备配置先进、体系完整，总投资约94.67万元。实验室构建了“基础-进阶-创新”三级实验平台，全面覆盖当前嵌入式主流技术栈：配备了57台计算机、57套单片机原理与应用教学实验箱，并构建了由浅入深的嵌入式系统教学平台，包括57套正点原子STM32精英开发板、57套战舰开发板、57套阿尔法（Linux）开发板以及57套嵌入式综合实验箱，全面覆盖从8位单片机到32位ARM Cortex-M/M7内核、再到嵌入式Linux应用开发的完整技术栈，支持复杂系统级项目与创新实践。设备完好率与使用率均保持在高位，确保教学与行业主流技术同步。
实验室的核心创新特色在于构建了“虚拟仿真→程序下载→硬件验证→系统集成”的一体化实验闭环。单片机实验箱采用国际主流的Proteus设计平台与实体硬件深度结合的创新模式，学生可在Proteus中完成电路设计、程序编写与功能仿真，再通过专用的PLink下载器将代码一键烧录至实验箱进行硬件验证，完美解决了理论抽象、调试困难、软硬件脱节等传统教学痛点。同时，从精英板的基础外设驱动，到战舰板的RTOS应用，再到阿尔法板的Linux系统，形成了阶梯式、系统化的能力培养路径。
功能定位
实验室主要承担《单片机原理与应用》《嵌入式原理与应用》《嵌入式系统网络与应用》《嵌入式LINUX操作系统原理与应用》《物联网技术》等系列课程的教学与实践任务。其功能定位分为三个递进层次：
基础核心能力层（单片机平台）：以单片机实验箱为核心，通过Proteus仿真与硬件实操相结合的方式，重点培养学生对微控制器体系结构、底层硬件编程、基本外设驱动的理解与应用能力。该平台兼容8051、AVR、PIC等多种内核，夯实学生的数字系统基础。
系统设计与应用开发层（ARM嵌入式平台）：依托正点原子精英、战舰开发板以及阿尔法Linux开发板，引导学生掌握基于32位ARM Cortex-M内核的裸机程序与RTOS开发，并进阶至嵌入式Linux系统移植、驱动开发及上层应用编程，培养学生解决复杂软硬件协同问题的系统级工程能力，完成从“芯片级”到“系统级”思维的跨越。
综合集成与创新实践层：以嵌入式综合实验箱为核心载体，服务于毕业设计、学科竞赛及创新课题。该平台提供丰富的异构处理器、传感器网络、执行机构和通信模块，支持学生开展如物联网网关、边缘计算设备等综合性、创新性项目研发，全面锤炼学生的系统集成、团队协作和创新能力。
通过上述三层定位，实验室将课程理论、工程实践与前沿技术有机融合，系统化地提升学生的硬件设计、软件编程和系统集成能力。
实验室开设的主要实验项目
实验室构建了覆盖基础、综合、创新各阶段的实验项目体系，主要实验模块包括：
（1）单片机流水灯实验
掌握单片机通用输入输出端口的基本结构与控制原理，理解通过程序控制高低电平输出实现LED亮灭的逻辑。学会在Keil创建工程、编写C语言程序，并完成编译、下载与调试。掌握循环移位、延时函数设计等基本编程技巧，实现多种流动模式。通过该实验，培养学生对单片机最小系统、软件开发流程及硬件控制逻辑的初步认知与实践能力。
（2）单片机双机通信实验
理解异步串行通信的基本原理，包括数据帧格式、波特率概念与校验机制。掌握单片机片上串口模块的初始化配置、数据发送与接收流程。学会使用串口调试助手工具进行数据监测与交互测试，实现两块单片机之间稳定的全双工或半双工数据收发。了解通信协议设计的基本思想，培养学生利用串口进行系统间数据交换及简单分布式系统构建的能力。
（3）单片机温度检测实验
掌握数字温度传感器（DS18B20）的单总线通信协议与时序要求。学会解析传感器返回的数字温度值，并进行数据转换与处理。掌握将检测结果实时显示在LCD或数码管上的综合系统集成方法。通过该实验，培养学生连接与驱动典型数字传感器、处理实时数据以及构建小型测量系统的能力。
（4）单片机中断综合实验
深入理解单片机中断系统的工作原理，包括中断源、中断优先级等概念。掌握外部中断、定时器中断的配置与响应流程。学会设计包含多种中断源的综合程序，实现如按键触发紧急响应、定时器计时等多任务协调功能。通过调试中断冲突、优化服务函数等过程，培养学生处理复杂实时事件、进行系统资源管理与调试的综合编程思维。
（5）嵌入式GPIO接口实验
掌握STM32微控制器的GPIO库函数开发模式，理解推挽输出、开漏输出等不同工作模式的适用场景。学会使用STM32CubeMX工具进行图形化引脚配置与工程初始化，或直接调用标准外设库/HAL库函数控制GPIO。实现通过程序控制LED的亮灭、闪烁及呼吸灯效果。本实验旨在建立嵌入式开发环境的基本认知，培养学生利用现代开发工具与固件库进行硬件控制的基础能力。
（6）嵌入式温湿度传感器实验
掌握通过嵌入式系统驱动集成式数字温湿度传感器（DHT11）的完整流程。理解传感器通信协议（单总线或I2C），并熟练使用相应的HAL库API或模拟时序进行数据采集。学会对原始数据进行校验、计算与格式化，并通过UART或显示屏输出。本实验作为典型的物联网感知层应用，培养学生集成多种外设、处理传感器数据及构建嵌入式信息采集系统的综合实践能力。
单片机与嵌入式技术实验室不仅是学生锤炼硬件编程与系统设计能力的核心基地，更是激发创新思维、培育工程素养、衔接产业需求的重要桥梁。实验室致力于通过先进的平台、科学的体系和丰富的实践，培养理论基础扎实、工程实践能力强、具备创新精神的高素质工程技术人才，为区域电子信息产业发展持续赋能。
供稿人：吴青杨 编发：麦晓婷 初审：胡彩云 复审：余晓锣 终审：解成俊