發(fā)布時(shí)間：2023-03-22 17:40:01
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篇的單片機(jī)理論論文樣本，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。
傳統(tǒng)的單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)的課堂上，大多單純依靠老師的講解。老師為了把一些抽象的概念，難懂的知識(shí)點(diǎn)講解清楚，往往需要花費(fèi)大量時(shí)間。并且，即使花費(fèi)了大量的時(shí)間，有時(shí)因?yàn)橛布O(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等內(nèi)容，也不容易在簡(jiǎn)單的平面教學(xué)中清楚地講解，不能使學(xué)生產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)。運(yùn)用多媒體課件與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，把傳統(tǒng)教學(xué)中難講難理解的知識(shí)做成多媒體課件，不僅可以節(jié)省大量教學(xué)中板書(shū)的時(shí)間，還可以提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。同時(shí)老師在課堂上使用的多媒體課件一定要經(jīng)過(guò)精心的準(zhǔn)備，內(nèi)容要選擇難講難理解的典型事例，通過(guò)仿真把結(jié)果動(dòng)態(tài)演示出來(lái)，即能加深學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，靈活應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)手段，突出解決該課程中實(shí)踐性強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行透徹、清楚的講解，使表現(xiàn)形式更加形象化，更容易理解，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。除了課堂教學(xué)，還可利用網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)最大限度的豐富課堂外學(xué)習(xí)，建立大范圍的教學(xué)資源平臺(tái)—教學(xué)網(wǎng)站，盡量實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，避免不必要的人力物力的浪費(fèi)。利用教學(xué)網(wǎng)站，給學(xué)生提供學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，開(kāi)成良好地互動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的有效整合[2]。
2選擇合適的多媒體課件以滿足教學(xué)需求
把多媒體課件應(yīng)用到單片機(jī)課程的教學(xué)過(guò)程中，使得單片機(jī)教學(xué)不再枯燥，不僅可以使學(xué)生提高對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，而且通過(guò)仿真實(shí)例可以使學(xué)生熟悉單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐的能力。但是多媒體課件良莠不齊，必須選擇合適的多媒體課件否則事得其反。首先，電子課件的開(kāi)發(fā)工具有很多種，每種工具軟件有各自的特點(diǎn)，要合理選擇。在單片機(jī)多媒體課件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，筆者所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合了電子課件開(kāi)發(fā)工具PowerPoint和單片機(jī)仿真軟件PROTUES，使用PROTUES針對(duì)具體實(shí)例開(kāi)發(fā)出仿真程序，同時(shí)把仿真結(jié)果動(dòng)態(tài)的插入到PowerPoint制作的電子課件中，使得多媒體課件能夠演示單片機(jī)工作的動(dòng)態(tài)及結(jié)果，感性且直觀，同時(shí)又增加了課件的趣味性。其次，要及時(shí)更新多媒體課件以適應(yīng)單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度?！秵纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用》是一門(mén)內(nèi)容多且雜、實(shí)踐能力要求高、發(fā)展迅速的課程，為了適應(yīng)數(shù)字系統(tǒng)的不斷發(fā)展，多媒體課件中動(dòng)態(tài)仿真實(shí)例要盡可能的選擇新事例，一方面能增加知識(shí)量，使課程和發(fā)展形勢(shì)緊密結(jié)合，另一方面也能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)效果。
3結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；一體化；教學(xué)模式
中圖分類(lèi)號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568(2012)08-0041-02
目前，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)向巨型化、微型化和單片化三個(gè)方向高速發(fā)展。自1975年第一塊單片微型計(jì)算機(jī)芯片問(wèn)世以來(lái)，在短短的三十多年間，單片機(jī)技術(shù)已發(fā)展成為計(jì)算機(jī)技術(shù)一個(gè)非常有前途的分支，它具有體積小、性能優(yōu)越、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。一方面，單片機(jī)芯片是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、通信終端設(shè)備、家用電器、高檔電子玩具等領(lǐng)域；另一方面，單片機(jī)也是電子技術(shù)數(shù)字化的核心部件之一，在數(shù)字化電子產(chǎn)品中承擔(dān)著數(shù)字信號(hào)處理的重任。鑒于單片機(jī)技術(shù)在實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，很多高職院校電類(lèi)專業(yè)均開(kāi)設(shè)了《單片機(jī)技術(shù)》課程，但是院校之間的教學(xué)模式及教學(xué)效果存在著一定的差別，為了找到此類(lèi)課程的理想教學(xué)方法，有必要對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)模式進(jìn)行研究。
一、傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式
傳統(tǒng)的高職院?！秵纹瑱C(jī)技術(shù)》課程存在一些比較普遍的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在適合高職學(xué)生的優(yōu)質(zhì)單片機(jī)教材較少，很多教材偏重于理論，相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃針對(duì)性不強(qiáng)，傳統(tǒng)教學(xué)方法因過(guò)多體現(xiàn)“講授式”特點(diǎn)，缺乏對(duì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與實(shí)踐創(chuàng)新能力的關(guān)注。傳統(tǒng)的“單片機(jī)技術(shù)”課程教學(xué)模式往往是“理論課+實(shí)驗(yàn)課”。理論課在教室采用多媒體或“粉筆+黑板”的方式，以逐個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授為主。實(shí)驗(yàn)課在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下練習(xí)，且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式的缺點(diǎn)是教學(xué)中以教師為中心，理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，學(xué)習(xí)過(guò)后不易理解和掌握。因此，開(kāi)展《單片機(jī)技術(shù)》課程教學(xué)方法改革，探索適應(yīng)新形勢(shì)要求的教學(xué)方法已是必然。
二、單片機(jī)一體化教學(xué)模式
《單片機(jī)技術(shù)》自身就是一項(xiàng)實(shí)踐性非常強(qiáng)的技術(shù)，光靠理論講授和后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證根本不可能使學(xué)生很好的掌握這項(xiàng)高新技術(shù)，為了改變現(xiàn)狀使學(xué)生掌握這項(xiàng)受之有用的技術(shù)，唯有在教學(xué)過(guò)程中加大實(shí)踐的力度，使得學(xué)生能夠在做中學(xué)，學(xué)中做，通過(guò)自己動(dòng)手做而獲得成就感，通過(guò)自己動(dòng)手做而找到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，進(jìn)而自主的學(xué)習(xí)。基于此，本文對(duì)單片機(jī)一體化教學(xué)模式進(jìn)行探究，采用“教學(xué)做一體化”的教學(xué)方式，以項(xiàng)目情景和工作過(guò)程為導(dǎo)向，突出學(xué)生的主體地位，在做的過(guò)程中由教師教和學(xué)生學(xué)來(lái)共同完成教學(xué)活動(dòng)。
三、單片機(jī)一體化教學(xué)具體實(shí)施
整個(gè)課程教學(xué)過(guò)程的實(shí)施按照“理論引導(dǎo)普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)競(jìng)賽”的系列步驟展開(kāi)。
1 實(shí)施方案。每個(gè)教學(xué)過(guò)程均安排在實(shí)訓(xùn)室采用“理論講解－分析設(shè)計(jì)－學(xué)生編程－仿真－實(shí)訓(xùn)－設(shè)疑－再編程－再仿真－再實(shí)訓(xùn)”的方式進(jìn)行，邊講邊動(dòng)手，有目的、有計(jì)劃地帶領(lǐng)學(xué)生先完成普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，再完成典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，然后完成綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。例如，要完成“8個(gè)發(fā)光二極管輪流點(diǎn)亮”的任務(wù)，教師先講解完成這個(gè)實(shí)例需要掌握的相關(guān)電路原理和指令規(guī)則，接著引導(dǎo)學(xué)生一起來(lái)分析思考如何實(shí)現(xiàn)任務(wù)功能，待學(xué)生發(fā)現(xiàn)指令和任務(wù)之間的聯(lián)系之后，讓學(xué)生動(dòng)手寫(xiě)程序，并仿真看結(jié)果對(duì)不對(duì)。如果仿真正確。再嘗試將程序代碼下載到實(shí)驗(yàn)板看結(jié)果是否正確。接下來(lái)再適當(dāng)改變?nèi)蝿?wù)要求，讓學(xué)生動(dòng)手完成新任務(wù)。通過(guò)這樣的過(guò)程，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，真正將“學(xué)－思－知－行”統(tǒng)一起來(lái)。
2 實(shí)施方法。本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施按照“普通項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)典型項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)競(jìng)賽”的步驟循序漸進(jìn)地展開(kāi)，其組織形式也有相應(yīng)的區(qū)別。
(1)普通實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。普通實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用集中進(jìn)行，統(tǒng)一指導(dǎo)和個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。實(shí)訓(xùn)后學(xué)生必須根據(jù)要求，寫(xiě)出項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)報(bào)告。實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師的作用是導(dǎo)向、糾偏、督促、檢查。重在培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新地完成：資料查找、方案構(gòu)思、電路設(shè)計(jì)與制作、編程及調(diào)試等工作，注重講練結(jié)合，教師一般先有統(tǒng)一的入門(mén)指導(dǎo)，講解實(shí)訓(xùn)的原理、方法、步驟、注意事項(xiàng)，根據(jù)需要作必要的現(xiàn)場(chǎng)操作演示，然后巡回指導(dǎo)。通過(guò)普通項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生掌握單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具、單片機(jī)仿真軟件、應(yīng)用軟件的使用方法，獲得基本實(shí)訓(xùn)技能。掌握單片機(jī)指令應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)基本方法和技巧，提高了動(dòng)手能力。
(2)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。教師下達(dá)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)，提供參考資料書(shū)目，學(xué)生自己查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案。在教師對(duì)設(shè)計(jì)方案檢查無(wú)誤后開(kāi)始進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計(jì)和軟件程序編制，調(diào)試硬件電路、調(diào)試設(shè)計(jì)程序直至成功，整個(gè)過(guò)程由老師提供技術(shù)支持。學(xué)生根據(jù)任務(wù)書(shū)的時(shí)間內(nèi)容要求完成設(shè)計(jì)任務(wù)。典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用相對(duì)集中、任務(wù)分散，小組討論，個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。通過(guò)典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生進(jìn)一步理解單片機(jī)的組成及工作原理，掌握接口電路的工作原理，理解接口技術(shù)、中斷、定時(shí)／計(jì)數(shù)器等功能部件的基本原理和設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。
(3)綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)踐。綜合(創(chuàng)新)項(xiàng)目實(shí)踐采用課題組形式，每組學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分工，共同完成一個(gè)相對(duì)完整的設(shè)計(jì)任務(wù)：審題、查閱資料、方案構(gòu)思、繪制原理圖、電路板設(shè)計(jì)與制作、編程及調(diào)試、論文撰寫(xiě)等工作。教師采用相對(duì)集中、任務(wù)分散，小組討論，個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。教師在實(shí)訓(xùn)全過(guò)程中起技術(shù)指導(dǎo)作用。要真正提高學(xué)生單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力，單靠課堂(理論、實(shí)驗(yàn))教學(xué)是不夠的。為了鞏固、提高學(xué)生單片機(jī)理論教學(xué)的效果，單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目，旨在繼續(xù)強(qiáng)化學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生完成一個(gè)比較全面的單片機(jī)綜合應(yīng)用項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面綜合的訓(xùn)練，有效地提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力。
(4)競(jìng)賽。競(jìng)賽主要采用學(xué)生自由創(chuàng)作的形式，教師只對(duì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)學(xué)生獨(dú)立對(duì)整個(gè)作品的設(shè)計(jì)制作、設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)及答辯，使學(xué)生真正達(dá)到能夠獨(dú)立面對(duì)實(shí)際問(wèn)題，獨(dú)立分析及解決問(wèn)題。
通過(guò)以上實(shí)施步驟有效地解決了傳統(tǒng)理論課加實(shí)驗(yàn)課的單片機(jī)教學(xué)中遇到的問(wèn)題，增強(qiáng)了學(xué)生的參與感，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，使理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一體化教學(xué)，對(duì)教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞： 《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué) 課程改革 具體思路
1.引言
《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是電氣工程及自動(dòng)化類(lèi)專業(yè)的核心專業(yè)課程，也是一門(mén)硬件與軟件相結(jié)合的實(shí)踐應(yīng)用性極強(qiáng)的綜合性課程。這門(mén)課程涉及數(shù)字電路、微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)容抽象，不容易理解。教好《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這門(mén)課程，是對(duì)教師在學(xué)識(shí)、能力、技巧諸方面的一種嚴(yán)峻考驗(yàn)。目前，我校電專業(yè)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)普遍存在的問(wèn)題是，大部分學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上，只能看懂教師寫(xiě)的程序，自己動(dòng)手編寫(xiě)程序普遍比較困難。因此，課程教學(xué)改革的目標(biāo)是讓學(xué)生能積極動(dòng)手，將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到單片機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上，能獨(dú)立設(shè)計(jì)制作一般的單片機(jī)控制電子產(chǎn)品，使這門(mén)課程成為學(xué)生所感興趣的課程。筆者以“培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高實(shí)踐動(dòng)手能力”為目標(biāo)，在《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)中從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法三個(gè)方面作了一些探討。
2.教學(xué)內(nèi)容的探討
在單片機(jī)課程教學(xué)過(guò)程中，將單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)作為教學(xué)主線貫穿始終。在講授第一堂課時(shí)，首先向?qū)W生展示并演示單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在日常生活中的典型應(yīng)用實(shí)例，如電子時(shí)鐘系統(tǒng)、音樂(lè)電子琴系統(tǒng)等。通過(guò)演示學(xué)生建立了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的初步概念，直觀地感受到了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，從而明確了本課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)。
改革教學(xué)內(nèi)容，最重要的是對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選，突出實(shí)踐性環(huán)節(jié)。在教學(xué)中，教師應(yīng)力求做到縱觀全書(shū)，抓住關(guān)鍵，突出重點(diǎn)，解決難點(diǎn)；把主要時(shí)間花在講解重要概念、基本原理和基本方法上，注重講清難點(diǎn)，分析并引導(dǎo)學(xué)生掌握課程內(nèi)容的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，而不是把一本書(shū)一堂課從頭講到尾。
《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程體系包括理論知識(shí)講授、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)三大部分，理論知識(shí)64課時(shí)，實(shí)驗(yàn)12課時(shí)，課程設(shè)計(jì)2周。在理論課教學(xué)中，按照“理論教學(xué)以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度”的原則，精選教學(xué)內(nèi)容。單片機(jī)理論講授涵蓋的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
（1）單片機(jī)概念、發(fā)展概況、以51為核心的MCS-51系列及其廣泛應(yīng)用。
（2）MCS-51單片機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)，信號(hào)引腳，以及內(nèi)部存儲(chǔ)器；單片機(jī)的I/O口的功能，以及時(shí)鐘電路與時(shí)序、復(fù)位方式和復(fù)位電路。
（3）單片機(jī)的尋址方式、指令系統(tǒng)和偽指令。
（4）程序設(shè)計(jì)的基本方法，要求學(xué)生能獨(dú)立編寫(xiě)一些簡(jiǎn)單的程序。
（5）中斷的基本概念、中斷源、中斷控制、中斷響應(yīng)過(guò)程；定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能、控制寄存器及工作方式的應(yīng)用。
（6）串行通信的基礎(chǔ)知識(shí)；MCS-51單片機(jī)串行口的UART結(jié)構(gòu)及串行通信控制、MCS-51單片機(jī)串行口通信工作方式及其應(yīng)用。
（7）I/O口的直接使用，I/O編址技術(shù)和I/O控制方式、簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展及用8155可編程接口芯片實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)展。
（8）鍵盤(pán)的接口設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)、LED顯示器的接口設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。
（9）存儲(chǔ)器擴(kuò)展機(jī)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)、程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展及其地址映像范圍。
（10）單片機(jī)與A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的接口及其應(yīng)用。
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，針對(duì)教學(xué)要點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生用不同的方法實(shí)現(xiàn)同一個(gè)任務(wù)，讓枯燥的理論知識(shí)融會(huì)貫通到實(shí)踐中去。具體實(shí)驗(yàn)安排為：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)驗(yàn)箱、仿真系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)；廣告燈實(shí)驗(yàn)；定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)；中斷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)；串并口實(shí)驗(yàn)六個(gè)實(shí)驗(yàn)。
兩周的課程設(shè)計(jì)是學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用能力的綜合訓(xùn)練，是建立在學(xué)生已學(xué)完理論課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)和相關(guān)課程之后所進(jìn)行的綜合實(shí)訓(xùn)。可給出若干題目，學(xué)生按照長(zhǎng)處、性格，采取自愿的原則，組織若干個(gè)小組。在實(shí)施過(guò)程中，要求嚴(yán)格按照軟件工程的要求，完成實(shí)物的制作。要求給出具體的階段計(jì)劃、人員分工、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、原理圖、PCB圖、程序、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試方案、測(cè)試結(jié)果等。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)初步了解項(xiàng)目立項(xiàng)、方案論證、電子元器件的選型和焊接、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試等全過(guò)程，充分發(fā)掘?qū)W生的潛能和創(chuàng)新意識(shí)。另外，組織學(xué)生到實(shí)習(xí)基地實(shí)習(xí)，通過(guò)多種形式的實(shí)踐環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)的綜合分析能力和實(shí)際應(yīng)用能力。
3.教學(xué)方法的探討
在教學(xué)方法上，教師不僅要向?qū)W生傳授知識(shí)，更要教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)處理及知識(shí)轉(zhuǎn)換能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力及創(chuàng)新能力。
（1）在講解一個(gè)新的理論時(shí)，強(qiáng)調(diào)以實(shí)際應(yīng)用引入理論體系。以一個(gè)具體的項(xiàng)目實(shí)例為主線，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)均圍繞如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行。
比如在講MCS－5l單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)具體的課題提出問(wèn)題，比如“廣告燈如何控制？”“十字路通燈如何控制？”在講定時(shí)計(jì)數(shù)器時(shí)，給學(xué)生提出“電子鐘如何實(shí)現(xiàn)”的課題。每一章節(jié)圍繞“提出問(wèn)題，思考問(wèn)題，解決問(wèn)題”的思路，使學(xué)生達(dá)到理解和靈活應(yīng)用知識(shí)的目的，引導(dǎo)學(xué)生在不同的設(shè)計(jì)方案中尋求設(shè)計(jì)程序的最佳方案，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和成就感。學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)的同時(shí)學(xué)會(huì)解決實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題的思路和手段，通過(guò)采用“教”“學(xué)”“做”合一的方法，筆者不僅向?qū)W生傳授了知識(shí)，而且教會(huì)了學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力。
（2）在教學(xué)手段上，多媒體教學(xué)和板書(shū)教學(xué)相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容中涉及邏輯圖、原理圖、結(jié)構(gòu)圖等圖、表之類(lèi)的知識(shí)時(shí)，采用多媒體教學(xué)更加直觀，比如單片機(jī)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)、中斷控制系統(tǒng)等內(nèi)容采用多媒體教學(xué)。另外，用MCS-51仿真軟件直接在課堂上對(duì)程序進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試、與理論配套的相關(guān)器件的演示等。基本的重要的概念反復(fù)強(qiáng)調(diào)，貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)。
（3）硬件和軟件結(jié)合緊密是《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程的特點(diǎn)之一。在教學(xué)上筆者采取了一些教學(xué)方法，比如直觀教學(xué)法。在介紹“什么是單片機(jī)”時(shí)，將單片機(jī)芯片實(shí)物展示給學(xué)生，使學(xué)生了解到在這樣一個(gè)小小的集成電路芯片中集成了微型計(jì)算機(jī)的主要部件，用這種方法給學(xué)生建立起單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)。在硬件知識(shí)的講解上，力求教學(xué)內(nèi)容的條理性。比如，在講授“單片機(jī)中斷系統(tǒng)”時(shí)，畫(huà)出中斷過(guò)程結(jié)構(gòu)圖，將中斷系統(tǒng)所有的知識(shí)點(diǎn)全部標(biāo)識(shí)在結(jié)構(gòu)圖中，按照“中斷源―中斷控制寄存器―中斷響應(yīng)―中斷處理―中斷返回”的思路講解中斷系統(tǒng)，使學(xué)生有一個(gè)明確的學(xué)習(xí)思路。
在講解“程序設(shè)計(jì)”這一章時(shí)筆者作了這樣的處理：在順序、分支、循環(huán)三種結(jié)構(gòu)的程序中各舉一個(gè)例子，重點(diǎn)放在講述解題思路上面，而將其它各種類(lèi)型的程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容放在習(xí)題課中進(jìn)行講解。這樣使得學(xué)生能夠及時(shí)將所學(xué)的理論應(yīng)用于實(shí)踐，使前面提到的教學(xué)規(guī)劃得以實(shí)施。
（4）在組織課堂教學(xué)時(shí)，注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生，多用提問(wèn)的方式，讓學(xué)生自己動(dòng)腦筋解決問(wèn)題。在每一章節(jié)中為幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)提問(wèn)和討論，使學(xué)生不是完全被動(dòng)地聽(tīng)課，而是邊學(xué)邊想、邊學(xué)邊問(wèn)。另外，交互式教學(xué)方法在實(shí)踐中也是切實(shí)可行的。以學(xué)生為中心，進(jìn)行分組教學(xué)，這樣既可以提高學(xué)生的自主性學(xué)好知識(shí)，又可以因材施教，更可以提高學(xué)生的團(tuán)結(jié)與協(xié)作能力，而這種能力在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中更是不可缺少的。
4.考核方法的探討
目前的考試形式尚存在諸多問(wèn)題：
（1）考試內(nèi)容不合理?？荚噧?nèi)容局限于教材，每到期末復(fù)習(xí)時(shí)給學(xué)生劃范圍、定重點(diǎn)，這樣助長(zhǎng)了一部分學(xué)生的惰性，有些學(xué)生會(huì)認(rèn)為平時(shí)可以不來(lái)聽(tīng)課，只要最后一節(jié)復(fù)習(xí)課來(lái)了劃好范圍就能過(guò)關(guān)，造成了學(xué)生實(shí)際掌握知識(shí)的程度和卷面成績(jī)不相一致的后果，嚴(yán)重降低了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)意義。
（2）考試方式單一?？荚囬]卷多，開(kāi)卷少；筆試多，口試、答辯方式少，理論考試多，技能、操作、實(shí)踐能力考查少；一次考試定結(jié)論多，數(shù)次考試綜合評(píng)價(jià)少。
（3）考試題型不合理?？陀^性試題比例大，而綜合性題少，這很不利于學(xué)生思維、分析、綜合能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新精神的形成。
針對(duì)以上幾點(diǎn)問(wèn)題，筆者對(duì)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程的考核方法的改革提出以下幾點(diǎn)思考：
（1）豐富考試方法。根據(jù)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的特點(diǎn)，我們可以采用筆試、口試、做設(shè)計(jì)、寫(xiě)論文、進(jìn)行實(shí)際操作，以及開(kāi)卷、閉卷等多種方式。考試如果能夠強(qiáng)調(diào)能力，必然會(huì)引導(dǎo)教學(xué)走上“打好基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、發(fā)展智力”的正確軌道。
（2）改革考試成績(jī)?cè)u(píng)定分布?？记安粍澲攸c(diǎn)，嚴(yán)肅考場(chǎng)紀(jì)律。堅(jiān)持集體閱卷，閱卷后對(duì)試卷進(jìn)行分析。平時(shí)成績(jī)占40%，包括出勤、作業(yè)、課堂回答問(wèn)題的能力；實(shí)驗(yàn)占30%，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)及實(shí)驗(yàn)考試成績(jī)。這些在課程開(kāi)始即告之學(xué)生。由于平時(shí)成績(jī)占比例較高，學(xué)生從一開(kāi)始就會(huì)注意避免重理論、輕實(shí)際，重考試、輕能力的傾向。另外，教學(xué)結(jié)束后，教師根據(jù)學(xué)生的專業(yè)，以及學(xué)習(xí)情況讓學(xué)生按要求完成一個(gè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，作為學(xué)生本門(mén)課程總成績(jī)的加分項(xiàng)。
（3）合理分配考試題型。針對(duì)大綱的要求，教師應(yīng)合理分配客觀題目和主觀題目的比例，注重考核學(xué)生熟悉運(yùn)用知識(shí)的能力。
（4）建立考試結(jié)果分析制度，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)糾正，拓寬、疏通教學(xué)質(zhì)量的有效反饋渠道，建立健全溝通機(jī)制。
5.結(jié)語(yǔ)
《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是高職電專業(yè)學(xué)生一門(mén)重要的技術(shù)課程，學(xué)好該課程不但要掌握硬件知識(shí)，還要掌握軟件知識(shí)，是學(xué)生感到最難學(xué)的一門(mén)技術(shù)課之一。筆者本著激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神的原則，提出了《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程改革的具體思路，所探討的教學(xué)的內(nèi)容、方式和考核方法已經(jīng)部分在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中得到貫徹，有了一些初步的成果?！秵纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)》發(fā)展極快，要講好該門(mén)課程，教師要具有相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研能力，并且要不斷地學(xué)習(xí)充實(shí)自己。教學(xué)是一門(mén)藝術(shù)，教學(xué)過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要建立一個(gè)完善的、更加合理的單片機(jī)課程教學(xué)體系，我們還需要不斷地進(jìn)行探索和實(shí)踐。
參考文獻(xiàn)：
［1］謝敏.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
關(guān)鍵詞； 傾角；傳感器；太陽(yáng)能；跟蹤系統(tǒng)；應(yīng)用；
中圖分類(lèi)號(hào)： TP212.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)于能源的需求和由之帶來(lái)的高污染問(wèn)題日趨突出。太陽(yáng)能作為一種新型、清潔能源，發(fā)展前景相當(dāng)廣闊，目前已成為各國(guó)競(jìng)相研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，而如何高效地獲得太陽(yáng)能資源是當(dāng)前一個(gè)重要的課題。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能接收板大部分采用固定安裝形式，而太陽(yáng)的方位角度和高度是隨時(shí)間變化的，所以這種固定安裝的電池接收板的轉(zhuǎn)換效率較低。經(jīng)理論分析，光伏發(fā)電系統(tǒng)是否采用對(duì)太陽(yáng)的自動(dòng)跟蹤方式，能量的接收效率相差達(dá)40%～50%之多，而采用雙軸跟蹤可增加發(fā)電量35%～40%，因此，開(kāi)展對(duì)太陽(yáng)光線自動(dòng)跟蹤方面的研究，對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展有著積極的實(shí)際意義。
一、傾角傳感器原理
傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量，從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”三種傾角傳感器，下面就它們的工作原理進(jìn)行介紹。
1、“固體擺”式慣性器件固體擺在設(shè)計(jì)中廣泛采用力平衡式伺服系統(tǒng)，由擺錘、擺線、支架組成， 擺錘受重力G 和擺拉力T 的作用，其合外力F 為：
F＝G sinq = mg sinq （1）
其中，θ為擺線與垂直方向的夾角。在小角度范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，可以認(rèn)為F 與θ成線性關(guān)系。如應(yīng)變式傾角傳感器就是基于此原理。
圖 1 液體擺原理示意圖
2、“液體擺”式慣性器件液體擺的結(jié)構(gòu)原理是在玻璃殼體內(nèi)裝有導(dǎo)電液，并有三根鉑電極和外部相連接，三根電極相互平行且間距相等，如圖1所示。當(dāng)殼體水平時(shí)，電極插入導(dǎo)電液的深度相同。如果在兩根電極之間加上幅值相等的交流電壓時(shí)，電極之間會(huì)形成離子電流，兩根電極之間的液體相當(dāng)于兩個(gè)電阻RI 和RIII。若液體擺水平時(shí)，則RI＝RIII。當(dāng)玻璃殼體傾斜時(shí)，電極間的導(dǎo)電液不相等，三根電極浸入液體的深度也發(fā)生變化，但中間電極浸入深度基本保持不變。如圖2 所示，左邊電極浸入深度小，則導(dǎo)電液減少，導(dǎo)電的離子數(shù)減少，電阻RI增大，相對(duì)極則導(dǎo)電液增加，導(dǎo)電的離子數(shù)增加，而使電阻RIII減少，即 RI＞RIII。反之，若傾斜方向相反，則RI＜RIII。在液體擺的應(yīng)用中也有根據(jù)液置變化引起應(yīng)變片的變化，從而引起輸出電信號(hào)變化感知傾角的變化。在實(shí)用中除此類(lèi)型外，還有在電解質(zhì)溶液中留下一氣泡，當(dāng)裝置傾斜時(shí)氣泡會(huì)運(yùn)動(dòng)使電容發(fā)生變化而感應(yīng)出傾角的“液體擺”。
圖 2 傾角為α?xí)r液體擺原理簡(jiǎn)圖
3 “氣體擺”式慣性器件氣體在受熱時(shí)受到浮升力的作用，如同固體擺和液體擺也具有的敏感質(zhì)量一樣，熱氣流總是力圖保持在鉛垂方向上，因此也具有擺的特性?！皻怏w擺”式慣性元件由密閉腔體、氣體和熱線組成。當(dāng)腔體所在平面相對(duì)水平面傾斜或腔體受到加速度的作用時(shí)，熱線的阻值發(fā)生變化，并且熱線阻值的變化是角度q或加速度的函數(shù)，因而也具有擺的效應(yīng)。其中熱線阻值的變化是氣體與熱線之間的能量交換引起的?！皻怏w擺”式慣性器件的敏感機(jī)理基于密閉腔體中的能量傳遞，在密閉腔體中有氣體和熱線，熱線是唯一的熱源。當(dāng)裝置通電時(shí)，對(duì)氣體加熱。在熱線能量交換中對(duì)流是主要形式。
二、太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)方案
本文研究的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)由監(jiān)控中心、太陽(yáng)能跟蹤控制兩大部分組成。監(jiān)控中心主要完成太陽(yáng)能板的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制，而太陽(yáng)能跟蹤控制則是本系統(tǒng)的核心部分，由水平方向與俯仰方向(即傾角)上的兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，完成電池板的自動(dòng)跟蹤功能，其機(jī)械示意圖如圖3所示。
圖3 雙軸支架機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
實(shí)際系統(tǒng)控制中，根據(jù)GPS輸出的時(shí)間信息、經(jīng)緯度信息，可以得到太陽(yáng)的實(shí)時(shí)方位角和高度角，通過(guò)控制電機(jī)來(lái)調(diào)整雙軸支架，完成對(duì)太陽(yáng)的跟蹤。系統(tǒng)采用步進(jìn)式視日跟蹤，即雙軸支架的運(yùn)轉(zhuǎn)并非連續(xù)性的，而是給定一個(gè)閾值，如果當(dāng)前太陽(yáng)角度與太陽(yáng)能電池板角度的差值超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，再啟動(dòng)兩個(gè)電機(jī)完成角度的調(diào)整，這樣既降低了支架轉(zhuǎn)動(dòng)而消耗的能量，又提高了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率。
三、傾角檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)
3.1 硬件電路設(shè)計(jì)
傾角傳感器模塊安裝在太陽(yáng)能電池板的下表面，完成支架傾角的采集。工作狀態(tài)下，SCA60C的模擬電壓輸出信號(hào)輸入到單片機(jī)的A/D采集端口，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量信號(hào)通過(guò)串口與主控箱中的單片機(jī)通信，完成角度反饋，其硬件電路設(shè)計(jì)如圖4所示。
圖4 傾角檢測(cè)模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.2 軟件設(shè)計(jì)
單片機(jī)的8路A/D口需要通過(guò)對(duì)ADC_CONTR 寄存器中CHS0\CHS1\CHS2三位的設(shè)置來(lái)選擇使用的模擬輸入通道，并且必須將其設(shè)置為開(kāi)漏模式或高阻模式，即需要對(duì)P1M0(0～7)，P1M1(0～7)中相應(yīng)位進(jìn)行設(shè)置，如本例中選擇P1.2為SCA60C的電壓信號(hào)采集端，為開(kāi)漏模式，則設(shè)置為：
ADC_CONTR |= 0x02；// 選擇P1.2為A/D的轉(zhuǎn)換端口
P1M0 |= 0x40； // 設(shè)置轉(zhuǎn)換端口為開(kāi)漏模式
P1M1 |= 0x40；
第一次啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，需給適當(dāng)延時(shí)以確保內(nèi)部模擬電源的穩(wěn)定；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，結(jié)束標(biāo)志位需要由軟件清零。該傾角模塊軟件流程圖如圖5所示。
圖5軟件設(shè)計(jì)流程圖
四、傾角傳感器數(shù)據(jù)采集與濾波處理
本文中，每隔300 ms采集一次傾角傳感器輸出電壓，電池板從0°勻速轉(zhuǎn)到90°后得到的數(shù)據(jù)如圖6所示。圖中x軸表示電池板轉(zhuǎn)動(dòng)90°所用的時(shí)間，y軸為對(duì)應(yīng)時(shí)間下傳感器輸出的電壓值。
圖6中所示的傳感器輸出電壓信號(hào)顯然不能作為電池板的角度信號(hào)反饋給MCU，否則可能會(huì)導(dǎo)致俯仰方向上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的誤動(dòng)作，產(chǎn)生意想不到的后果，因此需要進(jìn)行濾波，去除毛刺信號(hào)。
圖6 傾角傳感器輸出的原始信號(hào)
設(shè)傾角傳感器輸出電壓值為xi，則每N組數(shù)據(jù)進(jìn)行平均后，得到平滑后的輸出值為：
yi=1N(x1+x2+…+xN)=1N∑Ni=1xi
如果N取值很大，輸出信號(hào)的平滑度則很高，但是會(huì)降低靈敏度，且還受到本文中所選擇單片機(jī)RAM的大小的限制；N取值很小則又達(dá)不到濾波效果。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本應(yīng)用中N取20可得到很好的濾波效果。
由圖6可以看出，輸出信號(hào)脈沖干擾信號(hào)很多，所以必須要做限幅處理。限幅濾波設(shè)置一個(gè)閾值，如果前后兩次輸出值的差值小于等于這個(gè)閾值時(shí)，本次值有效；相反則舍棄本次值，同時(shí)用上次值代替本次值。本文依據(jù)太陽(yáng)初升及落山時(shí)刻，電池板初始對(duì)準(zhǔn)及回收動(dòng)作下的電壓變化最大幅值設(shè)置閾值?？伤愕闷渥畲筠D(zhuǎn)動(dòng)速度為0.75°/s，則對(duì)應(yīng)的輸出電壓最大差值應(yīng)該為25 mV。
本方法有效地結(jié)合了限幅濾波和算術(shù)平均濾波各自的優(yōu)點(diǎn)，先利用限幅濾波算法去除了超出閾值的無(wú)效脈沖數(shù)據(jù)，再使用算術(shù)平均濾波平滑輸出信號(hào)，輸出信號(hào)效果圖如圖7所示。
圖7聯(lián)合濾波后的數(shù)據(jù)圖
可以看出，其平滑度有了很大的改善，滿足了控制系統(tǒng)的要求，表明了此聯(lián)合濾波算法的應(yīng)用是有效的。
結(jié)束語(yǔ)
研究?jī)A角傳感器在太陽(yáng)能跟蹤發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以設(shè)計(jì)模塊的硬件電路，根據(jù)本應(yīng)用環(huán)境的因素，利用兩種濾波方法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行處理，達(dá)到理想的輸出效果，精確地反饋太陽(yáng)能電池板俯仰角度，使得對(duì)太陽(yáng)的跟蹤實(shí)時(shí)有效，提高太陽(yáng)能電池板的接收效率。
參考文獻(xiàn)
[1]張維勝，自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].研究生論文，2010.
[2]吳道悌，非電量測(cè)量[M].西安交通大學(xué)出版社，2011.
一、引言
信息安全學(xué)科是在信息技術(shù)及其應(yīng)用的快速發(fā)展中逐漸形成的，它針對(duì)信息生成、存儲(chǔ)、傳輸、處理和交互的各個(gè)環(huán)節(jié)，用數(shù)學(xué)方法刻畫(huà)和描述其變換的過(guò)程和狀態(tài)，建立安全控制與管理模型，進(jìn)而保障信息及信息系統(tǒng)的高安全性、高可信性和高可用性。在當(dāng)前信息化和經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代背景下，做好民族高校信息安全領(lǐng)域的教學(xué)研究工作，為國(guó)家儲(chǔ)備適應(yīng)全球形勢(shì)變化的復(fù)合型信息安全人才越發(fā)重要。
中南民族大學(xué)在信息安全人才培養(yǎng)方面做了很多工作。其計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院、數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)院在本科階段開(kāi)設(shè)了信息安全方面的課程，計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的信息安全專業(yè)碩士點(diǎn)于2012年開(kāi)始招生。其中計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院從2006年開(kāi)設(shè)《信息安全》雙語(yǔ)課程。信息安全教學(xué)研究方面還有長(zhǎng)足的發(fā)展提升空間。
針對(duì)信息安全課程的特點(diǎn)，結(jié)合我們雙語(yǔ)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，就《信息安全》雙語(yǔ)課程教學(xué)提出幾點(diǎn)新的和若干建議，其中關(guān)于教材的論述等課程相關(guān)情況見(jiàn)孟博老師的論文[1]。
二、信息安全課程特點(diǎn)
《信息安全》難教，學(xué)生難懂，實(shí)驗(yàn)難做。我們組成員以信息安全專業(yè)領(lǐng)域?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)模式與教學(xué)方法的研究與實(shí)踐。
《信息安全》課程特點(diǎn)[1-3]：
1.信息安全學(xué)科基礎(chǔ)涉及面廣。信息安全是一門(mén)新興的學(xué)科，也是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的交叉學(xué)科，涉及密碼學(xué)、通信、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等諸多學(xué)科。
2.信息安全專業(yè)基礎(chǔ)課程要求多。要想較好地掌握這門(mén)課程，需要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程、電路基礎(chǔ)課程、密碼學(xué)基礎(chǔ)課程、計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)課程、網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)課程等。
3.信息安全專業(yè)前沿性強(qiáng)，知識(shí)更新快。信息安全專業(yè)是圍繞攻防、對(duì)抗策略和技術(shù)展開(kāi)研究的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，該研究領(lǐng)域的知識(shí)創(chuàng)新多且快。
我們?cè)谛畔踩n程傳授的過(guò)程中面臨的困難如下所示：
(1)民族院校的學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和英語(yǔ)素質(zhì)高低不齊;
(2)信息安全相關(guān)的資源分散;
(3)英語(yǔ)語(yǔ)言的教學(xué)與專業(yè)教育的脫節(jié);
(4)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)結(jié)合不緊密。
根據(jù)信息安全課程的特點(diǎn)，只有保持信息安全傳授內(nèi)容理論與實(shí)踐知識(shí)的先進(jìn)性，及時(shí)了解該學(xué)科最新研究發(fā)展動(dòng)態(tài)和前沿，才能培養(yǎng)出具有實(shí)踐和創(chuàng)新能力的高層次高素質(zhì)人才。結(jié)合我們面臨的困難，考慮到兩個(gè)因素：(1)信息安全相關(guān)的前沿知識(shí)的語(yǔ)言載體是主要英語(yǔ);(2)在課堂上嘗試將理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，我們研究并實(shí)踐將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和CLIL雙語(yǔ)教學(xué)應(yīng)用到信息安全課程傳授中的模式。
三、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的概念及模式
虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬實(shí)物實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件。目前的國(guó)內(nèi)外模擬仿真軟件總結(jié)如下。
PSPICE[4]是由SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)發(fā)展而來(lái)的用于微機(jī)系列的通用電子電路功能的仿真，是一個(gè)多功能的電路模擬試驗(yàn)平臺(tái);Tina Pro[5]是歐洲D(zhuǎn)esignSoft公司研發(fā)的一個(gè)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，它用于模擬與數(shù)字電路的仿真分析和設(shè)計(jì)研究，分析結(jié)果可以很好地展現(xiàn)在圖表或虛擬設(shè)備中;CircuitMaker[6]軟件用于電子電路仿真實(shí)驗(yàn)，是一種用于電路描述與仿真的語(yǔ)言與仿真器軟件，用于檢測(cè)電路的連接和功能的完整性;Proteus[7]軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司的EDA軟件，提供仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，該軟件將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái);Boson NetSim[8]模擬Cisco路由器、交換機(jī)，可自定義網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及連接。
根據(jù)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》，教育部于2013年開(kāi)始啟動(dòng)了開(kāi)展了國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作。北京郵電大學(xué)建設(shè)了國(guó)家級(jí)北郵電子信息虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，開(kāi)發(fā)了“開(kāi)放式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理平臺(tái)”[9，10]。我們嘗試將該平臺(tái)作為信息安全課堂的輔助教學(xué)，其中一個(gè)教學(xué)內(nèi)容使用虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，如圖1所示。
四、CLIL雙語(yǔ)教學(xué)的概念及模式
雙語(yǔ)教學(xué)是在教學(xué)過(guò)程中使用除母語(yǔ)以外的一種外語(yǔ)，通過(guò)兩種語(yǔ)言作為教學(xué)媒介，并在教學(xué)過(guò)程中提高學(xué)生的專業(yè)能力和外語(yǔ)水平。關(guān)于雙語(yǔ)教學(xué)的模式，有多種不同的分類(lèi)，如美國(guó)的“過(guò)渡式”、加拿大等“法語(yǔ)浸入式”等模式。20世紀(jì)20年代，CLIL(Content and Language IntegratedLeaning)[11-13]廣泛應(yīng)用于歐洲的雙語(yǔ)教學(xué)領(lǐng)域。CLIL中文譯為內(nèi)容和語(yǔ)言的融合學(xué)習(xí)，是指將一門(mén)或多門(mén)外語(yǔ)作為非語(yǔ)言學(xué)科的教學(xué)語(yǔ)言，在此過(guò)程中，語(yǔ)言和學(xué)科將共同發(fā)揮作用。以學(xué)科內(nèi)容為核心，使用真實(shí)的語(yǔ)言及語(yǔ)言材料，在課堂教學(xué)中注重學(xué)生的語(yǔ)言、認(rèn)知和情感等因素。CLIL是歐盟在“培養(yǎng)多語(yǔ)言能力公民、促進(jìn)語(yǔ)言教學(xué)的發(fā)展和多樣化”的決議框架下推動(dòng)歐盟各國(guó)開(kāi)展的一種雙語(yǔ)教學(xué)模式。這種模式相對(duì)于源于北美被全球普遍采納的浸入式雙語(yǔ)教學(xué)，為雙語(yǔ)教學(xué)的理論研究和實(shí)踐教學(xué)都做出了具有革新意義的貢獻(xiàn)。
選擇英語(yǔ)作為學(xué)習(xí)信息安全學(xué)科知識(shí)的語(yǔ)言媒介，是因?yàn)橛⒄Z(yǔ)是當(dāng)今國(guó)際各種領(lǐng)域的交流合作中使用頻率最高的語(yǔ)言種類(lèi)。為了使學(xué)生適應(yīng)國(guó)際化教育、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，有效獲得更多、更新的學(xué)科知識(shí)和科技信息，并能夠把我們的科技成果推向世界，高等教育承擔(dān)起培養(yǎng)具有國(guó)際視野、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的創(chuàng)新型、復(fù)合型高級(jí)專門(mén)人才的責(zé)任，而雙語(yǔ)教學(xué)可以說(shuō)是承擔(dān)責(zé)任的前提或必要條件。特別是CLIL雙語(yǔ)教學(xué)模式對(duì)于中國(guó)的雙語(yǔ)教學(xué)更具有實(shí)際的借鑒意義。CLIL雙語(yǔ)教學(xué)模式可分為三個(gè)方面的內(nèi)容，如圖2所示。
1.內(nèi)容相關(guān)的學(xué)習(xí)(Content-related learning)。在課堂上使用的全英語(yǔ)教學(xué)材料，該材料是否合適教學(xué)，主要看以下幾個(gè)方面：通過(guò)本教學(xué)材料的學(xué)習(xí)，學(xué)生可否掌握兩個(gè)以上的知識(shí)點(diǎn);量化掌握知識(shí)的目標(biāo);通過(guò)什么策略讓學(xué)生來(lái)掌握這些知識(shí)點(diǎn)，比如在學(xué)生已有知識(shí)的層面上通過(guò)視覺(jué)、或頭腦風(fēng)暴活動(dòng)、以更友好的方式展示知識(shí)點(diǎn)、通過(guò)不同的學(xué)習(xí)方式如游戲或者視頻支持、安排有挑戰(zhàn)性的任務(wù)給學(xué)生來(lái)完成;
2.語(yǔ)言相關(guān)的學(xué)習(xí)(Language-related learning)。解釋可能影響學(xué)生理解文章的單詞;量化和語(yǔ)言相關(guān)的學(xué)習(xí)掌握指標(biāo);寫(xiě)出讓學(xué)習(xí)者完成目標(biāo)需要用到的策略，如盡量將英文材料通俗易懂、將關(guān)鍵詞標(biāo)下劃線、英文材料提供詞匯表等;
3.學(xué)習(xí)技能相關(guān)的學(xué)習(xí)(Learning skills-related learning)。標(biāo)出技能相關(guān)的目標(biāo);量化這些目標(biāo);設(shè)計(jì)好的策略幫助學(xué)習(xí)者完成這些目標(biāo)，比如重新組織知識(shí)點(diǎn)、通過(guò)圖表等分析知識(shí)點(diǎn)等。
CLIL雙語(yǔ)教學(xué)模式認(rèn)為人的認(rèn)知過(guò)程可分為5個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，即記憶、理解、運(yùn)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造(Remember，Understand，Apply，Analyse，Evaluate，Create)。其中記憶、理解、運(yùn)用是低層次的思維能力因?yàn)樗麄兏唧w，而分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造是高層次的思維能力因?yàn)樗麄兏橄蟆?/p>
五、課程設(shè)置教學(xué)實(shí)踐方案
通過(guò)對(duì)現(xiàn)有理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的研究和探索，采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和CLIL雙語(yǔ)教學(xué)方法應(yīng)用到信息安全的課程教學(xué)實(shí)踐中。課程設(shè)置方案氛圍準(zhǔn)備階段、CLIL教學(xué)階段、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)階段，各階段描述如下：
1.準(zhǔn)備階段：配發(fā)講義，其內(nèi)容主要與《Cryptography and Network Security Principles and Practice，F(xiàn)ifth Edition》(密碼編碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全-原理與實(shí)踐)課程內(nèi)容接近，補(bǔ)充專業(yè)詞匯和常見(jiàn)表達(dá)方式。該階段按照教學(xué)進(jìn)度安排學(xué)生自學(xué)并熟悉專業(yè)詞匯，同時(shí)利用CLIL教學(xué)中針對(duì)詞匯測(cè)試的有趣方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行詞匯量的教學(xué)和測(cè)試。
2.CLIL教學(xué)階段。教學(xué)過(guò)程中給出不同的和密碼算法相關(guān)的英文版本供學(xué)生閱讀、參考和討論。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的密碼算法設(shè)計(jì)有特色的相關(guān)的簡(jiǎn)單的任務(wù)，教師講解，學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)合作，在給定的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)設(shè)計(jì)方案并且陳述其方案，交流的過(guò)程主要使用英語(yǔ)完成。
3.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)階段。在教學(xué)過(guò)程中，在算法很抽象或者熟悉相關(guān)密碼算法后，老師通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)展示該算法的原理或?qū)嶋H應(yīng)用，將抽象內(nèi)容形象化和具體化。安排學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固、實(shí)踐其所學(xué)習(xí)的密碼理論知識(shí)。
六、信息安全雙語(yǔ)課程教學(xué)的心得與體會(huì)
將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和基于CLIL的雙語(yǔ)教學(xué)引入到信息安全的課堂教學(xué)中，使得教學(xué)模式和方法多樣化、智能化、規(guī)范化、國(guó)際化，旨在提高學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)寫(xiě)能力;加強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng);更生動(dòng)形象傳達(dá)不易理解的知識(shí)。具體意義如圖3描述，總結(jié)如下：
1.引入CLIL雙語(yǔ)教學(xué)理論，將語(yǔ)言和學(xué)科融合進(jìn)教學(xué)。學(xué)習(xí)探討國(guó)際上主流的被大家認(rèn)可的雙語(yǔ)教學(xué)理論如CLIL，在此基礎(chǔ)上探索適合民族院校學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)方式方法，在《信息安全》專業(yè)課程的講授過(guò)程中將英語(yǔ)的語(yǔ)言能力培養(yǎng)與信息安全的專業(yè)內(nèi)容融合起來(lái)一起學(xué)習(xí)，在此過(guò)程中，語(yǔ)言和學(xué)科將共同發(fā)揮作用。旨在提高學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)能力、擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，為國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型專業(yè)人才隊(duì)伍。
2.搭建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將理論和實(shí)踐融合進(jìn)教學(xué)。在課堂教學(xué)過(guò)程將動(dòng)畫(huà)模擬、虛擬仿真、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)和實(shí)物實(shí)驗(yàn)優(yōu)化組合，探索各類(lèi)案例的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，旨在調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、啟迪思維、激發(fā)潛能。通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，整合信息安全的相關(guān)資源，提供智能化的教學(xué)服務(wù)同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。
本論文的探索方法將是鼓勵(lì)課前預(yù)習(xí)、課程參與、課后實(shí)踐。講授方式的選擇將會(huì)優(yōu)化組合教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生的上課注意力。通過(guò)CLIL模式中各類(lèi)學(xué)習(xí)技巧，逐步提高學(xué)生的英語(yǔ)能力和專業(yè)素質(zhì)。
七、總結(jié)
本論文探索將CLIL雙語(yǔ)教學(xué)模式和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到信息安全的課程教學(xué)過(guò)程中。學(xué)習(xí)探討適合信息安全課程特點(diǎn)和民族院校教學(xué)特點(diǎn)的雙語(yǔ)教學(xué)理論如CLIL雙語(yǔ)教學(xué)模式，在《信息安全》專業(yè)課程的講授過(guò)程中將英語(yǔ)的語(yǔ)言能力培養(yǎng)與信息安全的專業(yè)內(nèi)容融合起來(lái)一起學(xué)習(xí)，語(yǔ)言和學(xué)科將共同發(fā)揮作用;同時(shí)運(yùn)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等輔助手段，將信息安全的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)結(jié)合起來(lái)，提高學(xué)生對(duì)信息安全專業(yè)的認(rèn)知程度。我們所做的努力最終的目標(biāo)是讓學(xué)生從記憶、理解、運(yùn)用知識(shí)到能分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造知識(shí)的轉(zhuǎn)變，為社會(huì)培養(yǎng)大量既有豐富的專業(yè)知識(shí)又精通英語(yǔ)的高素質(zhì)復(fù)合型人才。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備 絕緣檢測(cè) 損耗補(bǔ)償
中圖分類(lèi)號(hào)：G267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)中包含了非常復(fù)雜的集成電路,專門(mén)用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備的每個(gè)引腳。而各個(gè)測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商為了降低成本,采用了質(zhì)量較差的電纜來(lái)連接各個(gè)引腳,從而產(chǎn)生了一定的電纜損耗。為了補(bǔ)償這種損耗,文章采用小尺寸引腳電子器件(PE)來(lái)驅(qū)動(dòng)電纜,通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娮与娐穪?lái)補(bǔ)償電纜損耗,使ATE系統(tǒng)性能接近PE所能提供的性能指標(biāo),達(dá)到無(wú)需考慮電纜損耗問(wèn)題的目的。
目前有許多測(cè)試公司設(shè)計(jì)、制造并銷(xiāo)售引腳數(shù)眾多的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)。這些測(cè)試設(shè)備具有非常復(fù)雜的集成電路，用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備的每個(gè)引腳。一臺(tái)測(cè)試設(shè)備的引腳數(shù)可能多達(dá)4096個(gè)。每個(gè)引腳通常都有一個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器、比較器、負(fù)載，有時(shí)甚至需要參數(shù)測(cè)試單元(PMU)。這些電路通過(guò)電纜連接到測(cè)試引腳。為了降低成本，供應(yīng)商可能會(huì)選用質(zhì)量比較差的電纜。而任何電纜，尤其是質(zhì)量較差的電纜，都會(huì)產(chǎn)生損耗，從而降低了測(cè)試設(shè)備的最終性能。
電纜損耗
ATE中的電纜損耗類(lèi)型
在ATE中，每個(gè)引腳通常連接一個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，比較器，負(fù)載，有時(shí)需要參數(shù)測(cè)試單元，而這些電路通過(guò)電纜連接到測(cè)試引腳。而質(zhì)量較差的電纜產(chǎn)生的電纜損耗和介電損耗。其中趨膚效應(yīng)損耗是指高頻信號(hào)沿著導(dǎo)體內(nèi)測(cè)表面?zhèn)鬏敹a(chǎn)生的損耗。試驗(yàn)表明，趨膚效應(yīng)損耗導(dǎo)致導(dǎo)線每單位長(zhǎng)度上的電阻和電感隨頻率的平方根面成比例增長(zhǎng)。除了趨膚效應(yīng)損耗外，由于電子介質(zhì)絕緣體會(huì)影響電纜電容，電介質(zhì)絕緣體同樣會(huì)產(chǎn)生與頻率相關(guān)的電纜損耗，即介電損耗。
在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備中，趨膚效應(yīng)損耗對(duì)于低頻損耗起主導(dǎo)作用，介電損耗對(duì)于高頻損耗起主導(dǎo)作用，具體損耗大小取決于電纜的質(zhì)量和規(guī)格。
對(duì)于運(yùn)行在200MBPS范圍的測(cè)試設(shè)備，電纜的損耗不大；而在500MBPS時(shí)，就需要對(duì)整個(gè)信號(hào)路徑，電路，電纜以及引腳的性能進(jìn)行仔細(xì)分析，以保證每個(gè)引腳得到正確的指標(biāo)。其中，影響測(cè)試設(shè)備的主要參數(shù)指標(biāo)包括，波形的直流電精度，上升和下降時(shí)間，最大的觸發(fā)率，最小的脈寬，邊沿的傳輸延時(shí)精度和匹配和傳輸偏差。
由于不同電纜的價(jià)格差異較大，高速測(cè)試設(shè)備大多選用損耗較大的劣質(zhì)電纜。當(dāng)速率接近或超過(guò)1GBPS，必須充分考慮電纜損耗。
電纜損耗補(bǔ)償
損耗是由電纜結(jié)構(gòu)或相關(guān)連接部分中的阻抗變化所引起的信號(hào)衰減。這些變化導(dǎo)致信號(hào)反射 ( 返回 ) 到源端。在低頻段回波損耗影響相對(duì)較小�在 50 MHz 以上頻段�回波損耗會(huì)造成顯著的影響。
電纜上信號(hào)反射涉及到兩種類(lèi)型的測(cè)量。一種是回波損耗 RL �另一種是結(jié)構(gòu)回波損耗 SRL �類(lèi)似于回波損耗 RL �但測(cè)量方式不同。在 SRL測(cè)量情況下�測(cè)試儀器匹配于平均電纜阻抗來(lái)測(cè)量所反射的信號(hào)。使用 RL測(cè)量時(shí)�測(cè)試儀器設(shè)定為額定電纜阻抗 ( 例如 75 歐姆 ) 來(lái)測(cè)量所反射的信號(hào)?；夭〒p耗 RL 是一種更為準(zhǔn)確的測(cè)量反射的方法。在實(shí)際應(yīng)用中�人們不能調(diào)節(jié)設(shè)備的輸入或輸出阻抗。結(jié)構(gòu)化回波損耗 SRL 測(cè)量忽視了電纜輸入阻抗的不匹配�并非實(shí)際的測(cè)量?；夭〒p耗 RL 是更為適合的�不管電纜或設(shè)備的實(shí)際阻抗而設(shè)定為指定的阻抗值 ( 此處為 75 歐姆 )來(lái)測(cè)量信號(hào)反射情況。
中心導(dǎo)體
如果中心導(dǎo)體尺寸有誤差�或尺寸隨機(jī)變化�將影響阻抗和回波損耗。如果在中心導(dǎo)體以外的位置存在上述情況也將產(chǎn)生同樣的影響。由輪子不圓所導(dǎo)致的尺寸變化將如前所述周期性地變化。
絕緣
當(dāng)擠壓中心導(dǎo)體周?chē)慕^緣層時(shí)�很多因素都影響到阻抗和回波損耗�諸如對(duì)指定阻抗來(lái)說(shuō)不合適的空間和速率變化。
可以發(fā)泡出具有理想電介質(zhì)值的發(fā)泡材料�但是如果該材料太軟�彎曲電纜都有可能導(dǎo)致中心導(dǎo)體穿透發(fā)泡材料。電纜將不具有理想的阻抗而且將產(chǎn)生回波損耗。
屏蔽
電纜的屏蔽層專為高頻而設(shè)計(jì)�通常使用箔 - 編織組合屏蔽。編織屏蔽從 100kHz 到 10MHz 都有效。箔層屏蔽對(duì)于 10MHz 到 GHz 范圍有效。然而�如果編織覆蓋不足�則可能牽制不住箔。這種效果稱為氣球效應(yīng) 并將影響阻抗和回波損耗。編織覆蓋維持至少在 90% �才會(huì)將氣球效應(yīng)最小化。此外�電纜廠使用多臺(tái)編織機(jī)�其包括多個(gè)輪子和齒輪�因此是周期性間斷和隨機(jī)“毛刺”變化的明顯的來(lái)源。
護(hù)套
護(hù)套外面印有電纜標(biāo)識(shí)�它沿著電纜標(biāo)記信息。印刷輪沿電纜一邊施加壓力�潛在地使內(nèi)部尺寸變形。在高保真音視頻的高端電纜應(yīng)用中尤為重要�打印標(biāo)識(shí)的質(zhì)量是關(guān)鍵因素。
可以使用噴墨打印來(lái)標(biāo)記電纜�將小墨滴噴射到電纜上。該過(guò)程非常迅速�而且印刷設(shè)備甚至不接觸電纜�噴墨還允許使用相鄰數(shù)或更改標(biāo)識(shí)信息�但電纜必須通過(guò)滾筒和輪子以便準(zhǔn)確地測(cè)量。相鄰數(shù)通常是準(zhǔn)確的長(zhǎng)度測(cè)量�諸如每英尺或每米標(biāo)記。因此�標(biāo)記的準(zhǔn)確性直接與輪子上的壓力有關(guān)�通過(guò)它可以進(jìn)行測(cè)量。
采用高質(zhì)量，昂貴的電纜可以避免產(chǎn)生電纜高損耗，并且這種電纜對(duì)系統(tǒng)性能的負(fù)面影響小，但是，高昂的成本嚴(yán)重制約了這類(lèi)電纜的使用，只有一些特殊的高端系統(tǒng)才可能使用這種高質(zhì)量電纜。另外，電纜線徑也會(huì)制約系統(tǒng)中能夠使用的電纜數(shù)量，即使高質(zhì)量電纜也會(huì)產(chǎn)生顯著的損耗。
采取特定的電子電路設(shè)計(jì)方法，不僅用于區(qū)別電纜，而且能夠均衡電纜消耗。這種續(xù)時(shí)較短的峰值電平，補(bǔ)償過(guò)充值電壓。輸入電壓控制持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的峰值，補(bǔ)償過(guò)充電壓。較短或較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的過(guò)沖信號(hào)都限制在10%過(guò)沖范圍內(nèi)。
同尺寸，不同種類(lèi)的補(bǔ)償性能。電平轉(zhuǎn)換率的降低和延長(zhǎng)的上升時(shí)間是導(dǎo)致電纜損耗的關(guān)鍵，從沒(méi)有補(bǔ)償?shù)耐ǖ栏菀卓吹竭@一現(xiàn)象。所產(chǎn)生的損耗取決于使用電纜的長(zhǎng)度和質(zhì)量，實(shí)際應(yīng)用中，電纜本身造成的損耗就有可能超過(guò)50%。
采用小尺寸的電子引腳器件驅(qū)動(dòng)電纜，從而允許使用線徑較細(xì)的成本較低的高損耗電纜。器件還可以補(bǔ)償PCB引線，繼電器和；連接器造成的損耗。另外，該方案使系統(tǒng)性能接近PE所提供的性能指標(biāo)，無(wú)需考慮電纜損耗問(wèn)題。
補(bǔ)償方案
電纜損耗導(dǎo)致波形邊沿變得平滑，而真是這些平滑的信號(hào)邊沿降低了系統(tǒng)的有效帶寬。為了優(yōu)化系統(tǒng)性能，必須恢復(fù)有效的系統(tǒng)帶寬。為了修正信號(hào)的磨損，恢復(fù)帶寬，必須找到一種方法將波形邊沿恢復(fù)到直接來(lái)自驅(qū)動(dòng)器的陡峭，無(wú)噪聲方波。這種修正必須利用驅(qū)動(dòng)電器的PE實(shí)現(xiàn)，其中驅(qū)動(dòng)器和比較器通路均需修正。從電纜到被測(cè)試件整個(gè)驅(qū)動(dòng)連路的波形的修正情況，一個(gè)附加電路模塊波形整形，通過(guò)增加可控制的過(guò)沖幅度，有效地修復(fù)信號(hào)的邊沿。邊沿修復(fù)不是通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)沖電路實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單的過(guò)沖電路會(huì)對(duì)邊沿產(chǎn)生負(fù)面影響，造成幅度波動(dòng)，過(guò)沖量取決于具體加入的過(guò)沖。這些不良影響會(huì)造成時(shí)序，信號(hào)偏移等誤差，且這些誤差隨頻率，幅度的變化而變化。電纜損耗補(bǔ)償電路在信號(hào)中加入兩個(gè)一階時(shí)間常數(shù)衰減的峰值信號(hào)。嚴(yán)格的PE電纜補(bǔ)償設(shè)計(jì)能夠保持真實(shí)的信號(hào)邊沿，甚至可以減小幅度波動(dòng)，從而維持正確的瞬變電平，使系統(tǒng)在任何頻率和幅度下獲得最佳的性能。沒(méi)有電纜補(bǔ)償電路，系統(tǒng)將無(wú)法達(dá)到與PE同等的性能指標(biāo)，同樣，在PE中設(shè)計(jì)電纜補(bǔ)償，可以獲得幾乎100%性能指標(biāo)，非常接近PE所能支持的最高速率。
結(jié)束語(yǔ)：
電子驅(qū)動(dòng)器內(nèi)設(shè)計(jì)電纜補(bǔ)償電路，使系統(tǒng)能夠使用低成本，高損耗電纜，同時(shí)保證整體性能。在驅(qū)動(dòng)器中加入此補(bǔ)償器功能會(huì)增加每一個(gè)引腳的成本，然而，性能的提高和低成本電纜的使用，無(wú)疑可以彌補(bǔ)引腳成本的挺高，最終降低整體成本。
