發(fā)布時(shí)間：2023-03-13 11:14:00
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電路原理論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
論文關(guān)鍵詞：初中測(cè)量電阻的幾種常用方法
測(cè)量電阻是初中物理教學(xué)的最重要的實(shí)驗(yàn)之一，也是考察學(xué)生能力的重要命題熱點(diǎn)之一。通過(guò)近幾年中考試題我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，測(cè)量電阻方法多種多樣，其應(yīng)用的原理和計(jì)算方法也不盡相同，而電路圖的設(shè)計(jì)更是靈活多變，如果學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)不加以總結(jié)、消化的話，就會(huì)在做題時(shí)容易出錯(cuò)、造成不必要的丟分現(xiàn)象，因此電阻的測(cè)量看似簡(jiǎn)單，實(shí)則在教學(xué)中常常是學(xué)生的弱點(diǎn)，在各種考試中通過(guò)對(duì)電阻的測(cè)量的考察也可以反映出學(xué)生對(duì)電學(xué)基本知識(shí)掌握的情況，另外命題者還在不斷的推陳出新，用不同的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考察。下面我們就對(duì)初中測(cè)量電阻的幾種常用方法進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)，希望對(duì)同學(xué)們能有所幫助。
一、初中最基本的測(cè)電阻的方法
（1）伏安法測(cè)電阻
伏安法測(cè)電阻就是用一個(gè)電壓表和一個(gè)電流表來(lái)測(cè)待測(cè)電阻，因?yàn)殡妷罕硪步蟹乇砦锢碚撐?，電流表也叫安培表，因此，用電壓表和電流表測(cè)電阻的方法就叫伏安法測(cè)電阻。它的具體方法是：用電流表測(cè)量出通過(guò)待測(cè)電阻Rx的電流I，用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓U，則可以根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I求出待測(cè)電阻的阻值RX。最簡(jiǎn)單的伏安法測(cè)電阻電路設(shè)計(jì)如圖1所示，
用圖1的方法雖然簡(jiǎn)單，也能測(cè)出電阻，但是由于只能測(cè)一次，因此實(shí)驗(yàn)誤差較大，為了使測(cè)量更準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)時(shí)我們可以把圖1進(jìn)行改進(jìn)，在電路中加入滑動(dòng)變阻器，增加滑動(dòng)變阻器的目的是用滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)待測(cè)電阻兩端的電壓，這樣我們就可以進(jìn)行多次測(cè)量求出平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差，改進(jìn)后的電路設(shè)計(jì)如圖2所示雜志網(wǎng)。伏安法測(cè)電阻所遵循的測(cè)量原理是歐姆定律，在試驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器每改變一次位置，就要記一次對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，計(jì)算一次待測(cè)電阻Rx的值。多次測(cè)量取平均值，一般測(cè)三次。
（2）伏阻法測(cè)電阻
伏阻法測(cè)電阻是指用電壓表和已知電阻R0測(cè)未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯(lián)電路中的電流關(guān)系，如圖3就是伏歐法測(cè)電阻的電路圖，在圖3中，先把電壓表并聯(lián)接在已知電阻R0的兩端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1；然后再把電壓表并聯(lián)接在未知電阻Rx的兩端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2。根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識(shí)有：
I1=I2
即：U1/R0=U2/RX
所以：
另外，如果將單刀雙擲開(kāi)關(guān)引入試題，伏阻法測(cè)電阻的電路還有圖4、圖5的接法，和圖3比較，圖4、圖5的電路設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單物理論文，比如，我們可以采用如圖5的電路圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向1時(shí)，電壓表測(cè)量的是R0兩端的電壓U0；當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向2時(shí)，電壓表測(cè)量的是RX兩端的電壓Ux。故有：。同學(xué)們可以試一試按圖4計(jì)算出Rx的值。
（3）安阻法測(cè)電阻
安阻法測(cè)電阻是指用電流表和已知電阻R0測(cè)未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系，如圖6是安阻法測(cè)電阻的電路圖，在圖6中，我們先把電流表跟已知電阻R0串聯(lián)，測(cè)出通過(guò)R0的電流I1；然后再把電流表跟未知電阻Rx串聯(lián)，測(cè)出通過(guò)Rx的電流I2。然后根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識(shí)有：
U0=UX
即：I1R0=I2RX
所以：
顯然，如果按圖6的方法試驗(yàn)，我們就需要采用兩次接線，可能有的同學(xué)怕多次拆連麻煩的話，那我們還可以將單刀雙擲開(kāi)關(guān)引入電路圖，這時(shí)我們可以采用如圖7的電路設(shè)計(jì)。當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向1時(shí)，電壓表測(cè)量的是R0兩端的電流I0；當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向2時(shí)，電壓表測(cè)量的是RX兩端的電流Ix雜志網(wǎng)。通過(guò)計(jì)算就有：。
以上三種測(cè)電阻的方法是最簡(jiǎn)單的測(cè)電阻方法，也是必須掌握的方法，大家會(huì)嗎，除此以外，還有常用的易于學(xué)生理解的測(cè)電阻的常用方法嗎？當(dāng)然還有：
二、特殊方法測(cè)電阻
（1）用電壓表和滑動(dòng)變阻器測(cè)量待測(cè)電阻的阻值
或者
用電壓表和滑動(dòng)變阻器測(cè)量待測(cè)電阻的阻值，我們也可以采取以下方法：
1.如圖8所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至b端時(shí)，用電壓表測(cè)量出Rx兩端的電壓Ux，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至a端時(shí)，用電壓表測(cè)量出電源的電壓U，根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到：。
2.如圖9所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至b端時(shí)，用電壓表測(cè)量出電源的電壓U，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至a端時(shí)物理論文，用電壓表測(cè)量出Rx兩端的電壓Ux，根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到：
（2）用電流表和滑動(dòng)變阻器測(cè)量待測(cè)電阻的阻值
如圖10所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至b端時(shí)，用電流表測(cè)量出Rx和R滑串聯(lián)時(shí)的電流I1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至a端時(shí)，用電流表測(cè)量出Rx單獨(dú)接入電路時(shí)的電流I2，因?yàn)殡娫措妷翰蛔儯梢缘玫剑?，故有：?/p>
（3）用等效法測(cè)量電阻
如圖11所示電路就是用等效法測(cè)量電阻的一種實(shí)驗(yàn)電路。其中Rx是待測(cè)電阻，R是電阻箱（其最大電阻值大于Rx）。其實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單操作如下：
把開(kāi)關(guān)S閉向2，讀出電流表的數(shù)值I，再把S閉向1，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的讀數(shù)仍為I不變，則讀出電阻箱的數(shù)值，即為待測(cè)電阻Rx的值。
以上就是初中常見(jiàn)的測(cè)電阻的方法，大家會(huì)嗎，希望以上總結(jié)對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助。
關(guān)鍵詞:專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì);創(chuàng)新;教學(xué);探討
中圖分類(lèi)號(hào):G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》是電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)比較重要的專(zhuān)業(yè)課。為了培養(yǎng)寬口徑、基礎(chǔ)扎實(shí)的集成電路設(shè)計(jì)人才,滿(mǎn)足IC行業(yè)對(duì)人才的大量需求,無(wú)論是在微電子專(zhuān)業(yè),還是在相關(guān)的其他電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè),不少重點(diǎn)高等院校都已經(jīng)開(kāi)設(shè)了本門(mén)課程。在學(xué)生已經(jīng)掌握了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和一定的晶體管原理知識(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)學(xué)習(xí)《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課,進(jìn)行ASIC設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的強(qiáng)化,進(jìn)一步掌握集成電路和電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)知識(shí),提高集成電路設(shè)計(jì)能力,增長(zhǎng)集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn);通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),來(lái)加強(qiáng)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及集成電路設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的驗(yàn)證知識(shí)等,培養(yǎng)學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)方面的研究興趣,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步的深造打好基礎(chǔ)。
由于專(zhuān)業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的需要,北京電子科技學(xué)院同樣開(kāi)設(shè)了《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》的專(zhuān)業(yè)選修課,授課對(duì)象是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的本科生,由于非微電子的專(zhuān)業(yè)背景原因,他們并不具備足夠的半導(dǎo)體物理、晶體管原理等知識(shí),因此在本課程的教學(xué)過(guò)程中,必然要針對(duì)具體對(duì)象,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)思路,加強(qiáng)教學(xué)研究,找到一種適合于非微電子專(zhuān)業(yè)本科生的教學(xué)思想和教學(xué)方法。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生對(duì)于課程組在這一課程中的創(chuàng)新、探索和具體的教學(xué)方法比較認(rèn)可。這里把我們?cè)凇秾?zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課教學(xué)實(shí)踐中的初步探索做一些總結(jié),希望與大家分享。
1 結(jié)合實(shí)際合理設(shè)置授課內(nèi)容,以學(xué)生能夠接受為目標(biāo)
電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課程之前,已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《EDA技術(shù)》等有關(guān)電子技術(shù)和電路系統(tǒng)的課程,對(duì)于電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的理解,并進(jìn)行過(guò)比較系統(tǒng)的動(dòng)手實(shí)踐訓(xùn)練,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課程打下了比較堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。但是由于專(zhuān)業(yè)背景的原因,該專(zhuān)業(yè)不太可能只是為了《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課而專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)《半導(dǎo)體物理》、《晶體管原理》等這些在微電子專(zhuān)業(yè)才有的課程,因此,與微電子專(zhuān)業(yè)相比,電子信息工程專(zhuān)業(yè)的本科生欠缺有關(guān)晶體管原理和半導(dǎo)體工藝等方面的必要知識(shí)。在設(shè)置授課內(nèi)容時(shí),必然要考慮到這一點(diǎn),總的原則應(yīng)當(dāng)是以學(xué)生能夠接受、但又不應(yīng)該過(guò)于輕松接受為目標(biāo),而且要盡量避免與《EDA技術(shù)》等課程的知識(shí)重復(fù)。
根據(jù)我們的課程內(nèi)容設(shè)置原則,將《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課的講授內(nèi)容分為以下幾章:第一章:ASIC設(shè)計(jì)概述;第二章:CMOS邏輯;第三章:ASIC庫(kù)設(shè)計(jì);第四章:ASIC的前端設(shè)計(jì);第五章:ASIC的后端設(shè)計(jì);第六章:可測(cè)性設(shè)計(jì)技術(shù);第七章:SOC設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介。在各章的講授中,占用課時(shí)較多的分別是第二章、第三章和第五章。在講授時(shí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,使學(xué)生對(duì)專(zhuān)用集成電路的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等一整套流程有一般性、整體性的了解,建立專(zhuān)用集成電路的基本概念和方法,了解IC領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢(shì),激發(fā)學(xué)生潛在的對(duì)集成電路前、后端設(shè)計(jì)的興趣。為了配合理論教學(xué),提升教學(xué)效果,還設(shè)置了合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。
2 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,以培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力為目標(biāo)
集成電路設(shè)計(jì)類(lèi)課程除了理論教學(xué)以外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要,因?yàn)檫@類(lèi)課程對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練重點(diǎn)正是在于動(dòng)手實(shí)驗(yàn),提前接觸到未來(lái)在進(jìn)一步的研究和工作中可能會(huì)應(yīng)用到的一些軟件工具、設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)技巧等,這樣才能促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合,真正幫助學(xué)生掌握ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)。因此本課程要更加注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,著力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,進(jìn)而使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確、具體和形象地掌握在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)。根據(jù)這一原則,經(jīng)過(guò)試用修訂,我們專(zhuān)門(mén)編印了《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》,根據(jù)大綱的變化,使用工具版本的提高,目前已經(jīng)編印了2007版和2009版的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),共設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)驗(yàn),具體是:實(shí)驗(yàn)一:IC設(shè)計(jì)工具的使用;實(shí)驗(yàn)二:單元電路的前端設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)三:標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖繪制與驗(yàn)證;實(shí)驗(yàn)四:四位加法器和減法器ASIC的設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)五:計(jì)數(shù)器ASIC的設(shè)計(jì)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí),其中實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
選用一種合適的集成電路設(shè)計(jì)工具是順利進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。我們選用了美國(guó)Tanner Research公司開(kāi)發(fā)的一種優(yōu)秀集成電路設(shè)計(jì)工具――Tanner Tools Pro,它雖然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具強(qiáng)大,但它的最大優(yōu)點(diǎn)是成本低,可以在PC機(jī)上使用,而且圖形處理速度快,編輯功能強(qiáng),便于學(xué)習(xí),使用方便,特別適用于高校進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)和科研工作。Tanner Pro工具在美國(guó)和臺(tái)灣的很多大學(xué)中早已被廣泛應(yīng)用,臺(tái)灣不少I(mǎi)C設(shè)計(jì)企業(yè)也在使用Tanner Pro工具。該工具較新版本為T(mén)anner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理圖編輯)、L-EDIT(版圖編輯)、T-SPICE(電路仿真)、W-EDIT(波形觀察)和LVS(版圖與原理圖比對(duì))等幾個(gè)功能不同的子工具,滿(mǎn)足了集成電路設(shè)計(jì)從前端到后端、設(shè)計(jì)驗(yàn)證的一系列過(guò)程的需要,完全可以適用于《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐教學(xué)。通過(guò)我們?cè)谡n程實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的使用,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這個(gè)工具上手快、掌握熟,對(duì)于以后使用其他的IC設(shè)計(jì)工具也有一定的幫助,而且培養(yǎng)了他們將來(lái)涉足IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的興趣和信心。圖1是學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中得到的一個(gè)版圖設(shè)計(jì)結(jié)果。
3 適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以讓學(xué)生跟上行業(yè)發(fā)展腳步為目標(biāo)
我們都知道,集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝等的發(fā)展速度飛快,遵循著集成電路最小特征尺寸以每三年減小70%的速度下降、集成度每年翻一番和價(jià)格每?jī)赡晗陆狄话氲闹哪柖?集成電路的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)發(fā)展日新月異。因此,在《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》的教學(xué)過(guò)程中,必須要根據(jù)教學(xué)大綱的要求,在系統(tǒng)講授已經(jīng)設(shè)置好的教學(xué)內(nèi)容的前提下,結(jié)合具體授課內(nèi)容,適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以期讓學(xué)生跟上集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的腳步,并不斷將這些新技術(shù)、新進(jìn)展、新方法、新工具、新工藝融入到授課內(nèi)容中,做到授課內(nèi)容常講常新。其實(shí)這除了讓學(xué)生可以接受到最新的知識(shí)和了解到該領(lǐng)域最新進(jìn)展之外,同時(shí)也是一個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的過(guò)程,對(duì)于教師的教學(xué)和相關(guān)科研也是一種無(wú)形的促進(jìn),可以督促教師不斷地跟蹤與IC設(shè)計(jì)、制造相關(guān)的最新研究成果,并進(jìn)行精心的組織,將這些成果有機(jī)融入到課程教學(xué)中,做到授課內(nèi)容的不斷更新,而且這樣也才能夠避免一份講稿多年重復(fù)使用,保證教師在教學(xué)中的激情,增強(qiáng)教學(xué)效果。
在這里僅僅舉一個(gè)具體例子。在一次講授到集成電路工藝的內(nèi)容時(shí),作者為同學(xué)們講授了不斷發(fā)展的集成電路工藝水平,以及所遇到的工藝發(fā)展瓶頸對(duì)于摩爾定律的挑戰(zhàn),還具體講到了Intel公司新推出的0.45nm工藝的CPU,它采用了大大不同于以往的工藝方法,這次工藝變革可以稱(chēng)得上是“拯救摩爾定律”的一大技術(shù)進(jìn)展。本次課后,不少同學(xué)紛紛通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等來(lái)查閱這一最新工藝的具體情形,表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
4 創(chuàng)新課程考查方式,以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的研究興趣為目標(biāo)
一門(mén)課程的考查方式如何,對(duì)于這門(mén)課程能不能按照教師的預(yù)想,達(dá)到既定的最終教學(xué)目的,有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的一張?jiān)嚲砣ァ翱肌背鰧W(xué)生學(xué)習(xí)效果的方式雖然比較簡(jiǎn)單省事,但卻過(guò)于單調(diào),雖然從某種程度上能夠考查出學(xué)生對(duì)這門(mén)課程知識(shí)的掌握程度,但是對(duì)于激發(fā)學(xué)生在學(xué)完這門(mén)課程之后,對(duì)本學(xué)科、本領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣卻作用不大。由于自從接受學(xué)校教育以來(lái)經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的考試,不少學(xué)生厭煩考試的情緒比較嚴(yán)重,恨不得考完后把教材、作業(yè)、筆記等都馬上丟棄,這是現(xiàn)實(shí)存在的、我們必須得承認(rèn)的事實(shí)。從某種意義上說(shuō),通過(guò)考試來(lái)考查學(xué)生的學(xué)習(xí),有時(shí)對(duì)最終教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)會(huì)起到一定的反作用。而且單純考試的方式也很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于這門(mén)課、這個(gè)領(lǐng)域、這個(gè)行業(yè)的獨(dú)特想法和創(chuàng)新思路。
作者在《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)過(guò)程中,結(jié)合課程的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),積極探索并實(shí)踐了采用提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合的課程考查方式,即在課程講授到二分之一左右時(shí),布置給學(xué)生論文題目,對(duì)于論文的范圍、參考文獻(xiàn)的篇數(shù)、論文的格式和字?jǐn)?shù)等做出明確而具體的規(guī)范,要求學(xué)生在最后一次課之前提交自己的論文,做好答辯ppt,并利用專(zhuān)門(mén)的時(shí)間集中進(jìn)行答辯,每位學(xué)生對(duì)自己準(zhǔn)備的論文,進(jìn)行5分鐘左右的講解,并接受教師和其他學(xué)生的提問(wèn)。通過(guò)創(chuàng)新課程考查方式,提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合,讓學(xué)生在準(zhǔn)備論文和答辯材料的過(guò)程中對(duì)專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容和工藝、方法等有了更加深刻的理解,并有了一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)梳理過(guò)程,現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式也更能夠展現(xiàn)學(xué)生對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)的一些獨(dú)特的思路和創(chuàng)新性的理解,學(xué)生在經(jīng)歷這一過(guò)程時(shí),也促使自己積極思考,主動(dòng)研究,努力去探索和集成電路、微電子學(xué)有關(guān)的一些研究方法和最新進(jìn)展,激發(fā)自己在完成本門(mén)課程的學(xué)習(xí)后、甚至是大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣和信心;另外還在這個(gè)過(guò)程中提升了學(xué)生的論文寫(xiě)作能力、科學(xué)研究能力。
5 結(jié)束語(yǔ)
《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課(或者其他名稱(chēng)的類(lèi)似課程)在不少設(shè)有微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)大學(xué)中開(kāi)設(shè)較為普遍,但在沒(méi)有微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的高校特別是非重點(diǎn)高校中開(kāi)設(shè)并不多,對(duì)于該課程教學(xué)實(shí)踐中的一些具體的方法研究和探討需要更加深入。作者在教學(xué)實(shí)踐中,緊密?chē)@本校、本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),以授課對(duì)象為主體,遵循課程的教學(xué)規(guī)律和科學(xué)研究規(guī)律,選擇合適的授課內(nèi)容和教學(xué)方法,并且不斷地對(duì)此進(jìn)行探索和研究,收到了初步的教學(xué)效果。當(dāng)然,教學(xué)創(chuàng)新永無(wú)止境,教學(xué)方法的研究和探討不能止步,作為一名年輕教師,在今后的教學(xué)實(shí)踐中,作者將在加強(qiáng)學(xué)習(xí)以及與同行交流的前提下,進(jìn)一步拓寬和創(chuàng)新教學(xué)思路,探索和完善教學(xué)模式,研究和更新教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)和探討教學(xué)技巧,敢于創(chuàng)新,善于創(chuàng)新,真正做到教好書(shū),育好人。
參考文獻(xiàn):
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論文摘要：在RC電路中，當(dāng)電容兩端有電壓時(shí)，關(guān)閉開(kāi)關(guān)，通過(guò)計(jì)算機(jī)觀察電流通過(guò)電阻，在RC電路中電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律與理論情況比較。實(shí)驗(yàn)以RC電路為基礎(chǔ)，通過(guò)聲卡使計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，用Cool Edit軟件進(jìn)行錄音，最后通過(guò)數(shù)學(xué)軟件MATLAB對(duì)圖形進(jìn)行分析，將理論計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行比較，結(jié)果證實(shí)了RC放電的電壓隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。
1引言
本論文主要證明在RC電路放電時(shí)電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系實(shí)驗(yàn).
在RC電路中，當(dāng)電容兩端有電壓時(shí)，關(guān)閉開(kāi)關(guān)，電流通過(guò)電阻，此時(shí)電路中電壓隨時(shí)間的變化成何種規(guī)律。作者在一本教科書(shū)中發(fā)現(xiàn)前人已經(jīng)得出結(jié)論，電壓與時(shí)間的關(guān)系式是.作者通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量出5個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓值與在相同時(shí)間點(diǎn)的理論值相比較，看兩者是否接近或相等。
2 設(shè)計(jì)原理及方法：
2.1 RC電路放電原理：
電路的過(guò)渡過(guò)程是指從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的變化過(guò)程，其變化十分短暫而且是單次變化過(guò)程。對(duì)時(shí)間常數(shù)τ較大的電路，可用慢掃描長(zhǎng)余輝示波器觀察光點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。對(duì)時(shí)間常數(shù)τ較小的電路，必須使這種單次變化的過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用NE555方波發(fā)生電路輸出的方波來(lái)模擬階躍激勵(lì)信號(hào)，即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信號(hào)；方波下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào)，選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)τ，就可以觀測(cè)電路的過(guò)渡過(guò)程.
在階躍信號(hào)下，RC-階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長(zhǎng)，其變化的快慢決定于電路的時(shí)間常數(shù)τ.
2.2 時(shí)間常數(shù)τ的測(cè)定方法：
⑴ 根據(jù)-階微分方程的求解得知
（1）
方程⑴為電容放電過(guò)程方程，其中U是放電前電容兩端的電壓.
當(dāng)t=τ時(shí)，U0＝0.368U.此時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于τ。其零輸入響應(yīng)的波形如圖1測(cè)試電路如圖2⑴所示.
⑵ 由零狀態(tài)響應(yīng)波形增長(zhǎng)到0.632U所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于τ。其測(cè)試電路及波形如圖2⑵和圖3所示.
⑶ 微分電路和積分電路是RC一階電路中較典型的應(yīng)用電路，它對(duì)電路時(shí)間常數(shù)τ和輸入信號(hào)的周期T有著特定的要求.
RC串聯(lián)電路，如果滿(mǎn)足τ＝RC
（2）
由式（2）可知：電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的微分成正比，電路如圖4⑴.
將圖4⑴中的R與C位置調(diào)換一下，即由C端作為響應(yīng)輸出，且當(dāng)電路參數(shù)的選擇滿(mǎn)足τ＝RC>>T/2條件時(shí)，則稱(chēng)為積分電路.
（3）
由式(3)可知：電路的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比，電路如圖4⑵.
2.3 實(shí)驗(yàn)儀器與軟件介紹
聲卡是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實(shí)現(xiàn)聲波／數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的一種硬件.在一塊聲卡上有晶振，AD/DA轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)字處理芯片及其他輔助電路.因此，它可以作為數(shù)據(jù)采集卡使用，不過(guò)被采集號(hào)的頻率被限制在音頻范圍之內(nèi).設(shè)定了采集頻率，采樣位數(shù)，緩沖區(qū)大小之后，再利用聲卡的DMA方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。利用LabWindows/CVI環(huán)境下，借助硬件驅(qū)動(dòng)程序?qū)β暱ǖ牟杉l率，采樣位數(shù)，緩沖區(qū)大小等分別進(jìn)行控制，根據(jù)用戶(hù)的需要調(diào)整波形顯示，進(jìn)行波形分析，從而構(gòu)成功能強(qiáng)大的虛擬存儲(chǔ)示波器.
Cool Edit軟件與外電路是通過(guò)聲卡的連接，當(dāng)外電路的開(kāi)關(guān)關(guān)閉再打開(kāi)，在Cool Edit軟件的界面會(huì)顯示出電壓與時(shí)間的關(guān)系圖形.將圖形剪切下來(lái)，與.mav的文件形式儲(chǔ)存起來(lái).
MATLAB是數(shù)學(xué)軟件，主要用于對(duì)圖象的研究，精確度較高.
2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
（1）設(shè)置聲卡
① 打開(kāi)聲音高級(jí)控制.
圖5
② 選擇錄音屬性，打開(kāi)錄音音量控制面板，將輸入方式選成Line。
③ 關(guān)閉不必要的聲音特效，以免左右聲道互相干擾。
④ 如果無(wú)信號(hào)時(shí)背景噪聲較大，可以嘗試將一些選項(xiàng)靜音，特別是CD音頻。
⑤ 調(diào)整輸入和輸出的平衡，可借助示波器部分和信號(hào)發(fā)生器部分實(shí)現(xiàn)。
這時(shí)信號(hào)是從Line In 口輸入的.在輸出音頻信號(hào)時(shí)，輸入口是沒(méi)有信號(hào)的.
如果使用其他聲卡，可參照以上步驟設(shè)置.注意使用萬(wàn)能聲卡驅(qū)動(dòng)程序或自帶驅(qū)動(dòng)程序，不要使用Windows帶的驅(qū)動(dòng)程序.如果仍無(wú)法正確工作，可換一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序試試.可能出現(xiàn)的情況:
a 聲卡上沒(méi)有Line In口，只有MIC口，在一些廉價(jià)主板集成的聲卡上會(huì)有這種情況，因?yàn)镸IC口通常是聲道，也就是示波器只能單蹤工作.
b 打開(kāi)信號(hào)發(fā)生器，示波器上同時(shí)顯示波形，這是輸出反饋到輸入端造成的，可修改各項(xiàng)設(shè)置.
(2) 在實(shí)驗(yàn)線路板上選取R=5kΩ，C=10μF組成如圖2所示的RC充放電電路.NE555信號(hào)發(fā)生器輸出的方波信號(hào)電壓U=1.5V，頻率f=1kHz，將自制電纜線Φ3.5立體聲插頭插入聲卡的Line In，另一邊接到實(shí)驗(yàn)線路板上的激勵(lì)端口所在位置.
(3) 在虛擬示波器上觀察激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，來(lái)測(cè)時(shí)間常數(shù)τ，通過(guò)調(diào)整虛擬示波器界面上的增益、時(shí)基和網(wǎng)格按鈕，可清晰地觀測(cè)RC的響應(yīng)曲線，并可計(jì)算出時(shí)間常數(shù)τ.對(duì)于R=5kΩ，C=10μF的RC響應(yīng)曲線如圖6所示.
圖6
(4) 適當(dāng)?shù)馗淖冸娙莼螂娮柚?，觀察波形變化情況，記錄觀察到的現(xiàn)象.
①選取R=10kΩ，C=10μF，觀察并繪制響應(yīng)的波形，繼續(xù)增大C之值，定性地觀察響應(yīng)的影響.
②選取R=15kΩ，C=20μF，組成如圖4(1)所示的微分電路，在同樣的方波激勵(lì)信號(hào)作用下，觀測(cè)并繪制激勵(lì)與響應(yīng)的波形.
3 數(shù)據(jù)分析電壓時(shí)間
實(shí)驗(yàn)所測(cè)得電壓隨時(shí)間變化曲線如圖7
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
①通過(guò)計(jì)算在相同時(shí)間點(diǎn)電壓理論計(jì)算值與電壓實(shí)際測(cè)量的結(jié)果的比例進(jìn)行比較，我們可以發(fā)現(xiàn)相同時(shí)間的電壓比值幾乎相等，作者在通過(guò)改變R與C的值發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)論，由此可以證實(shí)前人研究.
②本實(shí)驗(yàn)精確度較高，但難免有誤差的出現(xiàn)，首先在截圖時(shí)，很難從電壓最大值開(kāi)始截取;其次在用MATLAB對(duì)圖形進(jìn)行處理時(shí)，很難在特定時(shí)間內(nèi)找到所對(duì)應(yīng)的電壓值點(diǎn)，作者因此選取在此附近的點(diǎn)，由此產(chǎn)生的誤差可達(dá)到萬(wàn)分之一.而且用聲卡測(cè)試儀器時(shí)，難免有噪音的的影響.
③聲卡測(cè)試儀器的優(yōu)點(diǎn):可以將電路與計(jì)算機(jī)連接在一起，并截取錄音，傳送給計(jì)算機(jī)處理.
聲卡測(cè)試儀器的局限性:容易受外界環(huán)境及本身其他的功能影響.
5 結(jié)束語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)室屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，難度較高。實(shí)驗(yàn)要求會(huì)使用Cool Edit Pro 2.0，MATLAB6.1等軟件，熟悉聲卡的原理，計(jì)算機(jī)基本知識(shí)及物理原理等等.在此應(yīng)該特別感謝魯曉東老師，胡依杰同學(xué)及費(fèi)芬同學(xué)對(duì)我的幫助，他們幫助我找到很多關(guān)于這方面的資料.在此次實(shí)驗(yàn)中證實(shí)前人已經(jīng)得出的RC電路放電電壓變化規(guī)律，即電壓與時(shí)間的關(guān)系式結(jié)論.
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化生產(chǎn)線；教學(xué)方法；電機(jī)與電氣控制；PLC；課程設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-5962（2013）02-0027-02
高職機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)是：面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，電氣控制系統(tǒng)制造公司、機(jī)電設(shè)備制造公司、機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開(kāi)發(fā)公司，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要，全面發(fā)展，適應(yīng)本專(zhuān)業(yè)相對(duì)應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專(zhuān)門(mén)人才，主要崗位群定位是自動(dòng)化設(shè)備安裝員、自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試員、中高級(jí)維修電工等，本專(zhuān)業(yè)有五個(gè)主干學(xué)科：電氣工程、電子工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程，都是為了崗位需要設(shè)置的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。其中《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門(mén)核心專(zhuān)業(yè)課在第四學(xué)期進(jìn)行了貫穿和綜合。
1自動(dòng)化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)能力有：識(shí)圖繪圖能力、機(jī)電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動(dòng)線調(diào)試維護(hù)能力、機(jī)電設(shè)備管理能力及機(jī)電產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)能力等?！蹲詣?dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)與控制，后序課程有機(jī)床維修等。在我們所要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)中知識(shí)目標(biāo)涉及到：機(jī)械手工作原理、握機(jī)械手控制原理、機(jī)械手氣動(dòng)原理、熟悉安全操作規(guī)程；能力目標(biāo)有：對(duì)已安裝的機(jī)械手機(jī)械部件進(jìn)行測(cè)量；對(duì)機(jī)械手的氣路進(jìn)行基本調(diào)試；根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點(diǎn)并分析解決故障；遵守安全操作規(guī)程；素質(zhì)目標(biāo)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。
此核心課程以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)開(kāi)展課程教學(xué)，提升學(xué)生的職業(yè)能力，以具體自動(dòng)化生產(chǎn)線為載體，融合認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測(cè)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做、評(píng)一體化教學(xué)，突出課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開(kāi)放性。以學(xué)生為主體，采取多樣化教學(xué)方法。以自動(dòng)化設(shè)備改造為工作過(guò)程，涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝、設(shè)備運(yùn)行調(diào)試、設(shè)備檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)等行動(dòng)領(lǐng)域，設(shè)置六個(gè)學(xué)習(xí)情境：零配件拆裝、傳感器檢測(cè)、氣路檢測(cè)、異步電機(jī)檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)、整體檢測(cè)調(diào)試，分成20個(gè)任務(wù)。
項(xiàng)目一：供料站的安裝，有機(jī)械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目二：加工站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測(cè)、限位傳感器檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目三：裝配站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測(cè)、氣缸檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目四 ：分揀站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測(cè)、異步電機(jī)的檢測(cè)、變頻器的檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目五：輸送站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測(cè)、機(jī)械手檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)的檢測(cè)、溜板檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目六：整體運(yùn)行調(diào)試，有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫(xiě)、綜合調(diào)試三個(gè)任務(wù)。
2自動(dòng)化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
2.1教學(xué)方法。
（1）講授法：講解項(xiàng)目任務(wù)，傳授項(xiàng)目任務(wù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的不足進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的說(shuō)明。
（2）現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法：在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進(jìn)行操作技能和維修應(yīng)用能力實(shí)踐，提高職業(yè)氛圍，在工作過(guò)程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。
（3）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：將教學(xué)過(guò)程融入項(xiàng)目任務(wù)中，讓學(xué)生自主討論分析實(shí)施，學(xué)生在工作過(guò)程中得到知識(shí)。
（4）小組討論法：學(xué)生每六～八人為一個(gè)小組，小組討論分析，討論解決，分工協(xié)作完成項(xiàng)目任務(wù)。
六步教學(xué)實(shí)施：明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測(cè)故障、檢驗(yàn)效果、總結(jié)分析。老師交代目標(biāo)，注意觀察和記錄小組對(duì)現(xiàn)象分析情況，解答學(xué)生提出的問(wèn)題，對(duì)跟主題分析偏離太遠(yuǎn)的小組予以引導(dǎo)，讓學(xué)生自行摸索，在后期對(duì)學(xué)生可能會(huì)引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進(jìn)行故障排除工作匯報(bào)，互評(píng)，并對(duì)每組進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。
2.2評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。
課程采用過(guò)程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項(xiàng)目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式，利于理論聯(lián)系實(shí)際，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考，更督促他們到實(shí)際中去發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)，去尋找合適自己的項(xiàng)目和課題。
課程考核為：校內(nèi)項(xiàng)目，企業(yè)，綜合實(shí)訓(xùn)三大類(lèi)。當(dāng)堂課的考核有：教師考核、小組互評(píng)、小組自評(píng)；教師考核內(nèi)容為五項(xiàng)：任務(wù)分析情況，實(shí)施方案制定，任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測(cè)手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專(zhuān)業(yè)課一樣，多種教學(xué)方法和全面的評(píng)價(jià)方案，有效保證了教學(xué)效果。
3相關(guān)課教學(xué)
3.1電機(jī)與電氣控制的教學(xué)。
本課程以發(fā)電機(jī)為主題，以工作任務(wù)為導(dǎo)向，以工廠實(shí)用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與維護(hù)情景教學(xué)為主線貫穿全課程，用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué)，使學(xué)生感性認(rèn)識(shí)強(qiáng)，理性認(rèn)識(shí)夠。
典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)控制（或三相異步電動(dòng)機(jī)Y-降壓?jiǎn)?dòng)）、機(jī)械手控制等。
課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時(shí)間作為期三個(gè)月的“繼電控制課程設(shè)計(jì)”。任務(wù)書(shū)要求能夠根據(jù)功能要求選擇個(gè)元器件的類(lèi)型及其型號(hào)；了解個(gè)元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)本課程設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都存在重載啟動(dòng)的可能，任何一級(jí)傳送帶停止工作時(shí)，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)，有故障報(bào)警裝置。課程設(shè)計(jì)書(shū)要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)目的、控制要求、設(shè)計(jì)要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計(jì)、 控制電路原理圖的設(shè)計(jì)、重載保護(hù)電路設(shè)計(jì)、欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)、總結(jié)。
3.2PLC教學(xué)。
PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡(jiǎn)稱(chēng)，早期是一種開(kāi)關(guān)邏輯控制裝置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴(kuò)展，除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開(kāi)關(guān)量邏輯控制外，還有過(guò)程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語(yǔ)言：
（1）順序功能圖（SFC）。
順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類(lèi)程序，包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法是將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為小的工作狀態(tài)，這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
（2）梯形圖（LD）。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的，形象、直觀、實(shí)用，電氣技術(shù)人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào)，是目前用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言。
（3）功能塊圖（FBD）。
功能圖編程語(yǔ)言是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
（4）指令表（IL）。
采用經(jīng)濟(jì)便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語(yǔ)句類(lèi)似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫(xiě)入PLC，在用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中，指令按步序號(hào)順序排列。
（5）結(jié)構(gòu)文本（ST）是文字語(yǔ)言。
編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，中間加以不同的應(yīng)用實(shí)例：順序控制電路、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理，使用多個(gè)定時(shí)器接力定時(shí)的時(shí)序控制電路、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，LED數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)，還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖。
增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù)：洗手間的沖水清洗控制、進(jìn)庫(kù)物品的統(tǒng)計(jì)、競(jìng)賽搶答器裝置設(shè)計(jì)、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數(shù)組最大值并求和運(yùn)算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機(jī)。
單片微型計(jì)算機(jī)就是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。用于示波器、報(bào)警系統(tǒng)、移動(dòng)電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送，運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，微型單片化集成了如看門(mén)狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機(jī)的的引腳、存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)、典型語(yǔ)句，以實(shí)例應(yīng)用為線索：?jiǎn)螣羰芸亻W爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機(jī)做加、減、乘、除運(yùn)算等項(xiàng)目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計(jì)、源程序的編輯、編譯、下載、單片機(jī)的I/O接口分配及連接。
教學(xué)采用ISP-4單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，可以完成大量的單片機(jī)學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機(jī)，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機(jī)代碼下載到AT89S51單片機(jī)中。
3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。
變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)技術(shù)；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍；掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進(jìn)技術(shù)；了解變頻器與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機(jī)組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)，掌握電力電子電機(jī)系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運(yùn)行特性等，是強(qiáng)電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀，在各種環(huán)境下應(yīng)用，檢測(cè)技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系，包括信息的獲得、測(cè)量方法、信號(hào)的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問(wèn)題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成，對(duì)常用檢測(cè)系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護(hù)能力。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要工藝參數(shù)的測(cè)量能提出合理的檢測(cè)方案，能正確選用傳感器及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路組成實(shí)用檢測(cè)系統(tǒng)的初步能力。
教學(xué)過(guò)程進(jìn)行小論文制作，讓學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對(duì)分節(jié)、目錄、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)作嚴(yán)格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱(chēng)、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機(jī)電子秤研究、光纖測(cè)溫儀、煙霧報(bào)警器、小車(chē)尋跡設(shè)計(jì)、電熨斗自動(dòng)恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測(cè)厚儀等。
4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析
畢業(yè)論文專(zhuān)業(yè)聯(lián)系實(shí)際，通常小型自動(dòng)化系統(tǒng)以單片機(jī)為主，大型自動(dòng)化生產(chǎn)線以PLC為主，系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力離不開(kāi)電機(jī)，觀察離不開(kāi)傳感器，調(diào)速可用變頻器，綜合所學(xué)，學(xué)生的論文涉及廣泛，有效教學(xué)可對(duì)應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。
4.1立意選題。
根據(jù)實(shí)際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn)，如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性，“車(chē)庫(kù)自動(dòng)門(mén)的PLC自動(dòng)控制”和“測(cè)速雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)”的檢測(cè)指標(biāo)要求等。
4.2材料整合。
在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上，首先確定相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu)，一份畢業(yè)論文至少含有三到五門(mén)課的內(nèi)容，對(duì)應(yīng)于研究方向進(jìn)行相應(yīng)編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進(jìn)行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號(hào)或小五，注意表格標(biāo)題要單獨(dú)標(biāo)出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計(jì)與表現(xiàn)。
多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實(shí)際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)生，專(zhuān)業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計(jì)將顯示本專(zhuān)業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻(xiàn)
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[3]李建新.《可編程控制器原理及應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，2012年9月
論文摘要:文章提出在《過(guò)程檢剛技術(shù)》課程教學(xué)中，使學(xué)生的學(xué)習(xí)從“教”到“學(xué)”，再到“做”，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及操作能力。
長(zhǎng)期以來(lái)，《過(guò)程檢測(cè)技術(shù)》課程以教師的理論講解為主，采用“滿(mǎn)堂講”的授課方法，使學(xué)生缺失自由發(fā)展空間并匾乏實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)。高等職業(yè)教育的辦學(xué)定位是“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，走產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的發(fā)展道路”，決定了高職教育要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，才能培養(yǎng)出技能型人才。筆者結(jié)合自己近幾年的教學(xué)心得及多位同事的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出幾項(xiàng)教改舉措。
一、“教、學(xué)、做”相結(jié)合
《過(guò)程檢測(cè)技術(shù)》課程是對(duì)多種傳感器結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)、使用及選型，而多數(shù)傳感器的原理、結(jié)構(gòu)特征對(duì)于相當(dāng)一部分同學(xué)來(lái)說(shuō)就存在一定的理解障礙，筆者利用學(xué)院檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)傳感器，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀摩教學(xué)，讓學(xué)生邊學(xué)邊作。例如，在講述熱電偶測(cè)溫的過(guò)程中，利用酒精燈加熱K型熱電偶，用萬(wàn)用表測(cè)量冷端輸出熱電勢(shì)，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，萬(wàn)用表的測(cè)試數(shù)據(jù)隨之增大，利用這種現(xiàn)象向?qū)W生解釋熱電偶輸出熱電勢(shì)的大小與測(cè)量端和冷端溫差相關(guān)聯(lián)。通過(guò)簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)演示，學(xué)生在了解基本原理的同時(shí)，也對(duì)元件的應(yīng)用有了了解。由于所用的都是常規(guī)元器件，學(xué)生在電子市場(chǎng)都可以購(gòu)買(mǎi)到，利用課余時(shí)間親手制作，切身感受，從而進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、采用多媒體教學(xué)，融入更多信息量
為了將工業(yè)級(jí)的生產(chǎn)線中所涉及的傳感器納人到教學(xué)內(nèi)容，筆者從實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)采集教學(xué)素材，通過(guò)錄制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，制作成教學(xué)短片，定期給學(xué)生播放，使學(xué)生了解現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境及基礎(chǔ)知識(shí)，了解各種檢測(cè)模塊在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，使學(xué)生明確本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的具體工作崗位，明確本課程在學(xué)習(xí)中應(yīng)該注意到的問(wèn)題，從而初步了解自己以后在工作崗位上所從事的相關(guān)工作。在講述傳感器工作原理時(shí)，還可將傳感器所發(fā)生的化學(xué)變化或物理結(jié)構(gòu)的變化做成動(dòng)畫(huà)，使學(xué)生能夠直觀地觀察出在實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中，傳感器內(nèi)部所發(fā)生的微觀變化，進(jìn)一步對(duì)傳感器的工作原理進(jìn)行了解。
三、成立興趣小組，提高理論與實(shí)踐結(jié)合的力度
利用課余時(shí)間，筆者帶領(lǐng)學(xué)生利用各種傳感器制作相關(guān)電路。在對(duì)實(shí)驗(yàn)室各個(gè)傳感器工作原理進(jìn)行分析后，鼓勵(lì)學(xué)生用自己的設(shè)計(jì)思路及方案設(shè)計(jì)電路，在此過(guò)程中學(xué)生的積極性很高，目前我們已經(jīng)設(shè)計(jì)并制造出了各種傳感器應(yīng)用電路。比如讓學(xué)生用分立元件搭接超聲波測(cè)距電路;利用紅外傳感器設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)控制電路;利用氣敏傳感器制作酒精濃度測(cè)試儀;利用濕敏傳感器制作濕度檢測(cè)電路;瓦斯氣體檢測(cè)及報(bào)警電路;禁止吸煙語(yǔ)音廣告牌電路等等。通過(guò)課外實(shí)踐活動(dòng)，使那些對(duì)傳感器有濃厚興趣的同學(xué)在理論與實(shí)踐結(jié)合上得到提高。
四、改變考核辦法，增加實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié)
【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；項(xiàng)目式；課程改革
單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是高職院校電子信息類(lèi)、自動(dòng)控制類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的核心課程，這門(mén)課程學(xué)習(xí)的好壞直接影響了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)研究的進(jìn)一步深入的能力及電子信息類(lèi)人才培養(yǎng)的基本要求。據(jù)調(diào)研高職院校單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)方式，部分院校按照知識(shí)體系講授，講授內(nèi)容順序?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)概論、單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等[1]。按照知識(shí)體系講解，教師和學(xué)生普遍感覺(jué)內(nèi)容枯燥無(wú)味，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)難以理解，更不用說(shuō)具備利用單片機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。部分院校目前利用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐教學(xué)測(cè)試，教學(xué)效果良好。
一、教學(xué)模式的改革
教學(xué)模式由知識(shí)體系講授轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，知識(shí)體系講授對(duì)于高職階段的同學(xué)說(shuō)來(lái)說(shuō)，能夠系統(tǒng)的了解單片機(jī)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)，對(duì)指令執(zhí)行的內(nèi)部過(guò)程更加清晰，知識(shí)點(diǎn)介紹完后再通過(guò)一個(gè)大的課程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目完成課程的實(shí)踐教學(xué)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法是通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)完成單片機(jī)課程的教學(xué)，即介紹某個(gè)項(xiàng)目時(shí)，先介紹理論知識(shí)，緊跟著完成實(shí)踐教學(xué)，即設(shè)計(jì)項(xiàng)目硬件電路、軟件程序，然后調(diào)試系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。每個(gè)項(xiàng)目能完成具體的某種功能，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣會(huì)增加，對(duì)課程的理解更加深入。兩種講授方式存在的弊端有：知識(shí)講授體系缺乏興趣性、理論較難理解、缺乏實(shí)踐能力的鍛煉；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部原理分析不夠深入，但提高了單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)際開(kāi)發(fā)能力。
實(shí)際教學(xué)過(guò)程中可采用模擬仿真及實(shí)物焊接兩個(gè)環(huán)節(jié)。硬件仿真電路使用Proteus硬件仿真軟件，該軟件內(nèi)部集成了多種常用的單片機(jī)芯片、電阻、電容、晶體管、LED、LCD液晶屏等，電路搭建方便，仿真效果良好，目前廣泛的應(yīng)用在單片機(jī)課程的教學(xué)中。軟件采用KEIL軟件，該軟件使用方便，通過(guò)建立工程文件到生產(chǎn)HEX文件整個(gè)流程清晰易懂，代碼編譯質(zhì)量高。Proteus和KEIL兩個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境具有聯(lián)調(diào)功能，提高了學(xué)習(xí)效率，使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程更加直觀，容易被學(xué)生接受。
二、教學(xué)內(nèi)容的選擇
教學(xué)內(nèi)容的選擇需符合人才培養(yǎng)方案的定位。學(xué)生通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握單片機(jī)實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)流程；能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)常用的單片機(jī)控制系統(tǒng)；具備檢修單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)故障的能力；能夠熟練使用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真測(cè)試；提高學(xué)生手工焊接技能等要求。
通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，使得單片機(jī)技術(shù)中的知識(shí)點(diǎn)全部介紹，能夠達(dá)到上述要求。教學(xué)項(xiàng)目需從簡(jiǎn)到難，然后綜合設(shè)計(jì)多個(gè)項(xiàng)目，最終達(dá)到理論和實(shí)踐教學(xué)效果。教學(xué)內(nèi)容詳細(xì)介紹如下：（1）單片機(jī)最小系統(tǒng)的介紹?？蛇x用項(xiàng)目點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管。分析單片機(jī)與PC機(jī)的區(qū)別，介紹單片機(jī)的基本知識(shí)等，理論分析后，在Proteus中搭建硬件電路，在KEIL中設(shè)計(jì)軟件程序，然后調(diào)試程序，觀察系統(tǒng)是否正常工作，需重點(diǎn)介紹集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Proteus、KEIL軟件的使用。（2）單片機(jī)IO端口的學(xué)習(xí)。如可選用流水燈系統(tǒng)展開(kāi)介紹，詳細(xì)分析單片機(jī)內(nèi)部IO端口的特點(diǎn)，分析其應(yīng)用場(chǎng)合，通過(guò)軟硬件設(shè)計(jì)提高學(xué)生實(shí)踐能力。（3）單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的學(xué)習(xí)?？蛇x用秒表設(shè)計(jì)項(xiàng)目展開(kāi)教學(xué)，通過(guò)對(duì)秒表延時(shí)時(shí)間的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，采用定時(shí)器查詢(xún)方式完成延時(shí)，能夠較好的掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理及實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。（4）單片機(jī)中斷系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在秒表設(shè)計(jì)中延時(shí)程序可用中斷方式完成，通過(guò)與查詢(xún)方式的比較，能夠讓學(xué)生更容易理解單片機(jī)定時(shí)與中斷之間的關(guān)系。（5）單片機(jī)鍵盤(pán)電路的學(xué)習(xí)。需掌握獨(dú)立按鍵和矩陣鍵盤(pán)兩種方式的應(yīng)用，可采用萬(wàn)年歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在此項(xiàng)目中介紹數(shù)碼管動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式及常用的LCD1602、12864等液晶屏的使用，此項(xiàng)目進(jìn)一步綜合運(yùn)用了定時(shí)、中斷資源，提升了學(xué)生綜合運(yùn)用單片機(jī)內(nèi)部資源的能力。（6）最后通過(guò)多個(gè)綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，達(dá)到教學(xué)目的。如單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)語(yǔ)言報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。[2-3]
在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，可以網(wǎng)購(gòu)單片機(jī)學(xué)習(xí)套件，學(xué)生動(dòng)手從單片機(jī)最小系統(tǒng)焊起，然后焊接接口電路及串口下載電路等。通過(guò)實(shí)物的焊接能夠加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的理解，且每個(gè)項(xiàng)目HEX文件能夠在此套件上驗(yàn)證，包含了仿真與實(shí)物測(cè)試。也可以讓學(xué)生在萬(wàn)能板上焊接每個(gè)項(xiàng)目電路，進(jìn)而提高焊接能力及實(shí)物查錯(cuò)能力等。
三、考核方式的改革
單片機(jī)課程的考核采用平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)按比例相加得到課程成績(jī)。平時(shí)成績(jī)應(yīng)占主要部分。平時(shí)成績(jī)的重要性提高，學(xué)生的積極性會(huì)增加，能讓學(xué)生認(rèn)真的完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。
高職院校的學(xué)生主要是培養(yǎng)實(shí)踐能力的提升，在理論夠用的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化其動(dòng)手能力的鍛煉。如何對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行考核呢？可考核硬件電路設(shè)計(jì)的正確性、軟件程序設(shè)計(jì)的合理性、功能的完整性等。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，可讓學(xué)生在萬(wàn)能板上焊接單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，考核學(xué)生的手工焊接能力、實(shí)際電路板查錯(cuò)能力、團(tuán)隊(duì)配合能力等。考核內(nèi)容可包含有其他內(nèi)容，如學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況等方面。
四、項(xiàng)目舉例
以電子鐘設(shè)計(jì)為例。項(xiàng)目目的是掌握單片機(jī)定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、鍵盤(pán)電路、液晶屏的綜合應(yīng)用。硬件電路設(shè)計(jì)方面，需搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)、時(shí)鐘控制按鍵、顯示電路，通過(guò)硬件電路的模擬仿真及實(shí)際電路板的焊接，進(jìn)一步強(qiáng)化了最小系統(tǒng)及擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，掌握了液晶LCD1602的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)原理及引腳的接線方法[4]。
軟件設(shè)計(jì)方面，軟件流程圖如圖1所示。主函數(shù)需先初始化液晶屏1602、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)。初始化結(jié)束后進(jìn)入無(wú)限循環(huán)，無(wú)限循環(huán)包括有時(shí)、分、秒的顯示程序、按鍵掃描程序。當(dāng)定時(shí)1S到后進(jìn)入中斷服務(wù)程序，秒加1，當(dāng)秒到60時(shí)，分加1，當(dāng)分加到60時(shí)，時(shí)加1，當(dāng)時(shí)為24自動(dòng)返回到0。按鍵掃描程序需設(shè)計(jì)時(shí)鐘啟動(dòng)、暫停、復(fù)位按鍵檢測(cè)程序，使得時(shí)鐘為可控時(shí)鐘，該程序需在循環(huán)程序中不停的被執(zhí)行，即為按鍵掃描達(dá)到控制效果，為了達(dá)到更好的控制效果，可采用按鍵中斷方式去完成軟硬件的設(shè)計(jì)。
五、總結(jié)
單片機(jī)技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等需在實(shí)踐教學(xué)中不斷改進(jìn)。論文簡(jiǎn)要的介紹了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法在單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用，通過(guò)實(shí)際教學(xué)效果的考核，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的，教學(xué)效果良好。
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本文系2011年安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目“特色專(zhuān)業(yè)--應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)”階段性研究成果。
作者簡(jiǎn)介：
這個(gè)電路板不光外形不像衣服，作用也和我們概念中的隱身衣大相徑庭。
事實(shí)上，它是一個(gè)偽裝裝置。將它布置在需要隱藏的物體周?chē)?，就可以抵消外界信?hào)的檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)物體隱形或變形。它的工作原理，不是隱身衣研究領(lǐng)域常用的反射或吸收電磁波，而是用一種特殊的導(dǎo)電材料，通過(guò)設(shè)定參數(shù)、控制電流走向改變被隱藏物體的電磁特性，騙過(guò)雷達(dá)之類(lèi)的探測(cè)設(shè)備——但是，它騙不過(guò)人的眼睛。
不論是可見(jiàn)光還是無(wú)線電波，在本質(zhì)上都是電磁波，差別在于它們的頻率和波長(zhǎng)不同。雷達(dá)的工作原理是通過(guò)天線把電磁波射向空間某一方向，當(dāng)電磁波碰到處在此方向上的物體時(shí)，就被反射回來(lái)，雷達(dá)接收到這些電磁波后，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析，便可知道該物體的具體信息，比如材質(zhì)、形狀、高度、距離等。
蘭州大學(xué)的這個(gè)電路板干的就是發(fā)出錯(cuò)誤的信息誤導(dǎo)此類(lèi)探測(cè)器的事兒，通過(guò)一些特殊的參數(shù)設(shè)置，讓雷達(dá)把一輛坦克當(dāng)成其他東西，比如一堆土或者一棵樹(shù)！如果再在外形上做一些偽裝，騙過(guò)人的眼睛，那它在軍事上的用處就非常了得了。
一些國(guó)家已經(jīng)研發(fā)出用于偵查人員或者特種兵隱藏的反紅外偵察隱形衣。這種衣服的顏色和花紋會(huì)隨著周?chē)h(huán)境的變化而變化，就像變色龍一樣，同時(shí)，還能躲過(guò)敵人的紅外偵察器材監(jiān)測(cè)。
從根本原理上說(shuō)，它們都和隱形飛機(jī)一樣。
隱形飛機(jī)的設(shè)計(jì)原理就是通過(guò)形狀和材料的變化，躲過(guò)雷達(dá)的偵察。它們身上涂有特殊的材料，可以吸收、消解、干涉雷達(dá)射出的電磁波，使其收不到反射電磁波。
最早提出這一設(shè)計(jì)理念的人是蘇聯(lián)科學(xué)家彼得·烏菲莫切夫。他在1964年發(fā)表的論文《物理衍射理論中的邊緣波行為》中提出，物體對(duì)雷達(dá)電磁波的反射強(qiáng)度和它的大小無(wú)關(guān)，而和邊緣布局有關(guān)，并描述了飛機(jī)表面和邊緣的雷達(dá)反射面的計(jì)算辦法。但由于其他相關(guān)學(xué)科發(fā)展水平落后，他的設(shè)想一直停留在理論層面。
20世紀(jì)70年代初，美國(guó)洛克希德公司的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了烏菲莫切夫的論文，以他的研究為基礎(chǔ)，開(kāi)始了著名的隱形飛機(jī)F-117的研發(fā)。1977年，F(xiàn)-117首飛，于1983年10月開(kāi)始服役，在后來(lái)的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)和南聯(lián)盟戰(zhàn)爭(zhēng)中大展神威。
【關(guān)鍵詞】開(kāi)關(guān)柜；特征氣體；診斷
高壓開(kāi)關(guān)柜在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著關(guān)合及斷開(kāi)電力線路、保護(hù)系統(tǒng)安全的雙重功能，隨著電力系統(tǒng)向著高電壓、大機(jī)組、大容量的迅速發(fā)展，電網(wǎng)日益擴(kuò)大以及變電站無(wú)人值班管理模式和綜合自動(dòng)化的普及推廣，高壓開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行越來(lái)越重要。高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)閘刀觸頭、電力電纜進(jìn)出線的接頭接觸不良時(shí)，接觸電阻增大，在負(fù)載電流流過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，過(guò)熱會(huì)引起金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，絕緣材料老化并可能導(dǎo)致?lián)舸?，形成事故。在高壓開(kāi)關(guān)柜中，固體絕緣中的空穴、不同特性的絕緣層之間，以及金屬（或半導(dǎo)電）電極的尖銳邊緣處，由于氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)比固體介質(zhì)低得多，氣體中的電場(chǎng)又比固體介質(zhì)中高，往往在氣隙的部位產(chǎn)生局部放電。這些局部放電會(huì)造成電介質(zhì)絕緣強(qiáng)度逐步下降，最終導(dǎo)致絕緣的損壞。此外，高壓開(kāi)關(guān)柜中還存在SF6氣體的泄漏，同樣會(huì)造成設(shè)備性能的下降。因此，測(cè)量和監(jiān)視高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)，是避免重大事故發(fā)生及控制故障惡化的有力手段，對(duì)于保證高壓開(kāi)關(guān)柜的正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和自動(dòng)化程度具有非常重要的意義。
目前已有的各個(gè)測(cè)試系統(tǒng)存在各種各樣的缺陷，并且各種方法只能實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種故障的監(jiān)測(cè)，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。針對(duì)于上述的情況，針對(duì)于上述的情況，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中各故障狀態(tài)下的氣體成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)各種故障狀態(tài)下，高壓開(kāi)關(guān)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不同的特征氣體。由此可見(jiàn)，采用變壓器油色譜測(cè)試的原理，通過(guò)對(duì)不同特征氣體的分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)?；谏鲜龅脑恚菊撐慕榻B了基于故障氣體原理開(kāi)發(fā)了便攜式開(kāi)關(guān)柜故障探測(cè)裝置，該系統(tǒng)通過(guò)提取開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中所形成的氣體，采用氣敏傳感器對(duì)各種氣體成分進(jìn)行分析，從而對(duì)開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)做出可靠判斷，確保高壓開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行。
一、開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部故障的特征氣體分析
對(duì)于采用SF6斷路器的小車(chē)式開(kāi)關(guān)柜，最容易發(fā)生的異常是接頭發(fā)熱、SF6氣體泄漏和局部放電。下文將分別研究每種異常狀況的特征氣體特點(diǎn)。
1.接頭發(fā)熱
接頭發(fā)熱是一次設(shè)備的常見(jiàn)故障，對(duì)于常用的小車(chē)式開(kāi)關(guān)設(shè)備，由于其斷路器小車(chē)經(jīng)常被移進(jìn)移出，斷路器的觸指和觸頭很容易受到撞擊等外力作用而變形，導(dǎo)致接觸不良而發(fā)熱，另外其電纜接頭也是發(fā)熱故障的高發(fā)部位，由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱幾乎不能早期發(fā)覺(jué)，接頭發(fā)熱故障對(duì)于開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行事關(guān)重大。接頭發(fā)熱產(chǎn)生的特征氣體比較復(fù)雜，各種氣體的組分和濃度隨發(fā)熱溫度和接頭材料的不同而不同，主要特征氣體有以下幾種：
a.烷烴和硫化氫——主要是接頭電力脂、脂、示溫蠟片中雜質(zhì)受熱分解產(chǎn)生，由于斷路器觸頭無(wú)一例外地涂有脂，如果接頭發(fā)熱，凡士林融化導(dǎo)致內(nèi)部少量碳原子數(shù)量較少的烷烴和硫化物等雜質(zhì)氣化而分布在柜內(nèi)的空氣中，由于各種氣體傳感器對(duì)于烷烴等可燃?xì)怏w靈敏度極高，因此很容易檢出。
b.單質(zhì)銅和氧化銅顆?！绻麥囟冗^(guò)高，接頭的銅會(huì)逐步氧化發(fā)黑形成氧化銅，極少量的氧化銅和單質(zhì)銅會(huì)升華進(jìn)入空氣，并產(chǎn)生微量煙霧。
c.絕緣材料分解氣體——發(fā)熱接頭附近的絕緣材料（如環(huán)氧樹(shù)脂）受熱也會(huì)產(chǎn)生一定特殊氣體，另外接頭部位的灰塵受熱也會(huì)產(chǎn)生特殊氣體，主要有氫溴酸、胺類(lèi)、腈類(lèi)、酚類(lèi)、烷烴、醛類(lèi)、氮氧化物，多環(huán)芳烴、雜環(huán)族化合物、羥基化合物等。
2.局部放電
局部放電也是一次設(shè)備的常見(jiàn)故障，空氣中的放電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生氮氧化合物、臭氧和負(fù)離子，因此對(duì)于空氣中的局部放電，如沿面放電等，可采用探測(cè)上述氣體的傳感器進(jìn)行探測(cè)，對(duì)于固體介質(zhì)內(nèi)部的局部放電則沒(méi)有作用。
3.SF6泄漏
絕大部分的小車(chē)式開(kāi)關(guān)柜均為裝設(shè)斷路器SF6壓力表或密度繼電器，如發(fā)生SF6泄漏，只有等到壓力低于報(bào)警或閉鎖值時(shí)，才能通過(guò)處罰壓力接點(diǎn)的方式用光子牌、指示燈間接顯示出來(lái)，如果壓力接點(diǎn)失靈，SF6氣體即使漏完運(yùn)行人員也無(wú)法知道，如果此時(shí)操作斷路器可能導(dǎo)致設(shè)備爆炸的嚴(yán)重后果，因此采用另一種手段探測(cè)SF6泄漏也很有必要。由于現(xiàn)有的SF6氣體傳感器能檢測(cè)到0.1ppm以下濃度的SF6氣體，因此開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的SF6泄漏應(yīng)該能很容易地檢出。
二、氣體傳感器設(shè)計(jì)
1.傳感器的選擇
通過(guò)對(duì)不同傳感器的性能比較，分析了各種傳感器在壽命、靈敏度、成本、加熱功耗和反應(yīng)速度方面的優(yōu)缺點(diǎn)，本論文提出了采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器+離子型煙霧傳感器+TGS型空氣質(zhì)量傳感器”檢測(cè)接頭發(fā)熱、大氣型臭氧傳感器檢測(cè)局部放電、環(huán)境監(jiān)測(cè)型SF6傳感器檢測(cè)SF6的方案。
接頭發(fā)熱采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器，該傳感器靈敏度很高，用其可滿(mǎn)意地檢出微量的硫化氫或其他可燃?xì)怏w；游離碳、游離狀氧化銅和單質(zhì)銅用氣體傳感器較難檢出，為了提高檢測(cè)性能，又加上了離子型煙霧傳感器，這樣如果柜內(nèi)有極少量的煙霧顆粒，也能及時(shí)檢出，通過(guò)聯(lián)合使用2種不同原理的氣體傳感器，就能較可靠地探測(cè)出開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱異常。局部放電和SF6泄漏的檢測(cè)分別采用O3/S-5型大氣監(jiān)測(cè)用臭氧傳感器和SM-SF6型SF6氣體傳感器，該兩種傳感器的檢出靈敏度都在0.1ppm以下，足以探測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的SF6氣體泄漏和表面局部放電現(xiàn)象。
2.氣體傳感器的典型應(yīng)用電路
氣體傳感器是一種將特征氣體濃度量轉(zhuǎn)化為電量的傳感器，大部分氣體傳感器都采用電阻率變化的方式輸出信號(hào)，當(dāng)環(huán)境中某種特征氣體含量較低時(shí)，傳感器電阻較大，當(dāng)該氣體濃度增大后，傳感器電阻減小，大部分氣體傳感器的電阻在一定范圍內(nèi)都能與氣體濃度成比例變化，具有較高的線性度。
典型的采用加熱方式工作的氣體傳感器電路如圖1所示，傳感器的1、2端口為加熱端口，3、4端口為輸出端口，R2為加熱端口的限流電阻，用以將加熱電流調(diào)整到傳感器所規(guī)定的電流值，R1為輸出端負(fù)載電阻，當(dāng)傳感器啟動(dòng)后，需要加熱一段時(shí)間，加熱完畢后即能工作，此時(shí)3、4端口的電阻值會(huì)隨著外界氣體濃度的變化而變化，從而使R1上的電流和輸出端的電壓變化，起到監(jiān)測(cè)氣體濃度的作用。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
通過(guò)上述的研究，本論文對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其整個(gè)原理如圖2所示。
從上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖可以看出，整個(gè)系統(tǒng)由CPU控制系統(tǒng)、按鍵、液晶顯示屏、通信總線、A/D數(shù)據(jù)采集單元、局部放電探測(cè)單元、SF6泄漏探測(cè)單元和觸頭過(guò)熱探測(cè)單元所構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程為：首先采用抽氣的方式，將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行氣體送入到各測(cè)量單元中，利用局部放電探測(cè)單元、SF6泄漏探測(cè)單元和觸頭過(guò)熱探測(cè)單元中的氣敏傳感器對(duì)各種故障的特征氣體進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)非電量向電量的轉(zhuǎn)換，接著將各測(cè)試信號(hào)傳到A/D數(shù)據(jù)采集單元，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后將數(shù)字信號(hào)送入CPU控制單元中，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類(lèi)、統(tǒng)計(jì)分析，將測(cè)試結(jié)果和分析結(jié)果顯示在液晶屏中，其顯示的內(nèi)容可通過(guò)按鍵進(jìn)行更改。此外，整個(gè)系統(tǒng)還可以通過(guò)通信總線，將測(cè)試結(jié)果上傳至監(jiān)控中心。
四、測(cè)試電路設(shè)計(jì)
針對(duì)于上述電路的框架，本論文對(duì)其的測(cè)量電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其原理如圖3所示。
從圖3中可以看出，整個(gè)測(cè)試電路由模擬開(kāi)關(guān)、AD采樣電路和MCU組成，其工作原理：首先將測(cè)量信號(hào)（如熱信號(hào)、局部放電信號(hào)等）接入模擬開(kāi)關(guān)，然后利用MCU控制模擬開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其分時(shí)控制，將模擬信號(hào)輸入AD采集單元中，接著MCU控制AD采集單元實(shí)現(xiàn)對(duì)其模擬量的數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的測(cè)量。
五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)上述的測(cè)量電路，對(duì)其控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其程序的流程框圖如圖4所示。從圖中可以看出，整個(gè)程序的流程為：首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，如接口的電平、寄存器初值的設(shè)定，中斷的關(guān)閉等，然后控制模擬開(kāi)關(guān)，使模擬信號(hào)進(jìn)入AD的輸入端，接著對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的分時(shí)采樣，然后對(duì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)作出判斷。
六、樣機(jī)的效果測(cè)試
鑒于要尋找內(nèi)部存在異常的運(yùn)行開(kāi)關(guān)柜比較困難，因此設(shè)計(jì)了一些模擬實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證該樣機(jī)的實(shí)際效果，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，圖4為測(cè)量程序流程圖。
七、結(jié)論
本文說(shuō)明了空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部異常早期探測(cè)的必要性，提出一種通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)空氣質(zhì)量和特征氣體組分的方式，來(lái)探測(cè)空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部異常狀態(tài)的方法。通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)證明了其具有較高的可行性和實(shí)用性，對(duì)于接頭發(fā)熱、表面放電和SF6泄漏異常具有較高的檢出率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的監(jiān)測(cè)。
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