随着高等教育的深化改革和招生规模的急剧扩大,我国高校普遍陷入了实验教学的困境。主要表现在硬件设施不足、教学方法和内容落后、教学受时空限制等方面。在计算机和多媒体技术快速发展的前提下,充分利用计算机资源的虚拟实验系统成为解决这些问题和提高实验教学质量的重要选择。论文在分析虚拟实验发展现况和趋势的基础上,针对实验教学的要求和现有虚拟实验系统的不足,提出了“微机接口虚拟实验仿真系统”的系统设计方案,并对关键技术进行了具体的研究和设计。论文首先对面向对象仿真建模的方法进行了介绍,提出了采用基于面向对象仿真建模方法对系统进行仿真建模。通过对真实实验过程和要求的分析,对虚拟器件、虚拟连线和虚拟实验进行了仿真建模,为系统分析与设计打下理论基础。论文通过UML建模语言,以用例为驱动,利用类图、时序图、活动图等从不同角度和层次描述了系统的静态结构和动态行为。结合用例模型和分析模型,根据设计出的类图,对这些类进一步细化,获得更详细的类的说明,实现类的主要功能方法,为系统实现奠定基础。对系统主要类和系统操作界面的实现方法作了详细描述。论文最后详细叙述了虚拟实验系统中关键问题——仿真实验的运行控制。仿真实验的运行控制是虚拟实验仿真系统中最重要的部分,它包括了器件之间的连接算法和信号在器件之间的传递算法。通过分析现有的器件连线算法和信号传递算法,结合本实验系统的特点,提出了适合本系统的连线算法和信号传递算法。微机接口虚拟实验仿真系统的实现有助于解决微机接口实验课程面临的众多问题,加深了“软件即仪器”、“软件即元器件”的理解,并有利于学生创新能力的培养。