實驗教學的全過程包括認識、基礎、綜合3個階段。以往的單片機實驗是進行軟體的編制和調試，與實際應用中的硬體電路相脫節。使學生缺乏硬體設計及調試分析能力，對單片機如何構成一個單片機最小應用系統，缺乏認識。單片機論壇http://www.51hei.com/bbs/ 發布的單片機實驗板，通過計算機連接仿真器在實驗板上把硬體和軟體結合起來一起調試，
軟體的修改也非常方便，軟體和硬體調試都通過後，把程序固化在 eprom當中，插上8051單片機構成一個完整的單片機應用系統。
單片機實驗板的構成及基本功能
單片機實驗板的衍生功能
此單片機實驗報告中的實驗板是一個單片機應用系統的硬體電路。有鍵盤輸入和顯示輸出，在這個基礎電路上通過p1口對不同檢測或控制對象還可衍生出各種應用來。例如：時間的設置及顯示、溫度的檢測及控制等，在此實驗板上，編寫相應的軟體即可，否則，只在計算機上模擬調試軟體，則無法了解單片機接口中各種控制信號的使用。還可幫助學生學會分析問題和解決問題的能力。這在單片機實驗報告中都要體現出來。例如：如何檢查程序存儲器和外部數據存儲器及i/o接口，執行訪問外部程序存儲器eprom2764的0000h 單元的指令，只能讀取該單元的內容，不能改寫，當dptr=0000h 時，執行 movca @dptr指令，這時候74ls373應鎖存地址信號低8位，可用示波器測量74ls373的Q0-Q7 ，檢驗是否鎖存了零信號，同樣用示波器檢測P2口是否輸出了地址信號的高8位，用示波器檢測P0口和 ALE控制信號。若和原理分析有偏差，很快就可判斷出哪個管腳有問題，可順藤摸瓜，找出問題所在。同理，執行單條指令訪問外部接口8155的PA PB PC 口，軟體執行時序信號和管腳測量結果相比較，看是否一致，以便檢查硬體線路是否正確。訪問外部RAM數據存儲器（8155片內）時，用示波器測WR及 RD控制信號，如：讀RAM時，應測到讀控制信號脈衝，而寫RAM時，應測得寫控制信號脈衝。測得的信號一定是數位訊號（0或1，0.7V左右或 3.8V左右），2.5V左右的數位訊號肯定有問題。在仿真器上調試軟體時，通過察看http://www.51hei.com單片機網的相關專欄得知,可採用仿真器上的晶振，通過後，改用用戶板上的晶振，看結果是否一致，若有問題，說明用戶板上的晶振有問題，再次通過後，把程序固化在EPROM2764中，拔掉仿真頭，插上8031晶片，看是否通過，此時有問題，說明用戶板上的復位信號有問題。逐步學會硬體電路的調試。外部可連接溫度傳感器，經A/D轉換，檢測溫度信號，並根據鍵盤輸入的設定值範圍，進行報警，切換繼電器工作；還可通過模擬開關對多點溫度進行輪檢，構成一臺多點溫度測試系統。作為測量設備，要考慮精度，在硬體電路上要考慮模擬開關的選擇，因為其導通電阻的大小對模擬輸入量有影響，應選擇導通電阻小，帶過壓保護的模擬開關，同樣A/D轉換晶片應根據精度要求，選擇8位、 12位等轉換器，或滿足精度要求的壓頻轉換器。也可對外部多種傳感器進行檢測，如：溫度、煙霧、水警、門警、紅外等，構成監控電路，被測量中既有模擬量，又有數字量，特別要加強抗幹擾性，在線路板設計時，每塊晶片電源引腳的濾波電容排放時儘量靠近晶片，模擬地和數字地先分別共地，最後，再把模擬地和數字地共地，模擬地和數字地只能出現一個共地點，最好電源和地單獨布層，走線合理，提高線路板的抗幹擾性，為了提高抗幹擾能力，軟體設計時，可連續測量幾次，去掉最大值和最小值，剩下的量取平均值，以濾去一些突變信號，提高整個系統的抗幹擾能力。
由於單片機體積小、成本低、使用方便，所以被廣泛地應用於儀器儀表、現場數據的採集和控制，但單片機存儲量有限，數據處理能力差，不利於數據信息的保存和處理，在這裡利用單片機的串行口和上位PC機串口通訊，實驗板上的MAX233串行轉換晶片實現TTL信號和RS232 信號之間的轉換，和 PC機通訊，從而實現遠距離的監控及信息的存儲、處理和列印清單，單片機完成現場數據的採集及各種信號的控制，構成一套環境監控單元。
幾點單片機實驗心得體會
在電子技術應用領域中，單片機的應用愈來愈多地應用到各行各業。如：工業控制、儀器儀表、電訊技術、辦公自動化和計算機外部設備、汽車與節能、商用產品、家用電器等。目前，單片機正朝著大容量片上存儲器、多功能i/o接口、寬範圍工作電源和低功耗方向發展。要開發單片機的應用，不但要掌握單片機硬體和軟體方面的知識，而且還要深入了解各應用系統的專業知識，只有將這兩方面的知識融會貫通和有機結合，才能設計出優良的應用系統。一個好的工程設計師不僅要掌握單片機的工作原理，而且還要不斷了解各公司最新晶片的結構和應用，在實際應用中找到最好的性能價格比。所以還要注意培養學生接受新知識的自學能力，掌握晶片發展動態。