導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電路設(shè)計(jì)案例，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

中圖分類號(hào)：G642

0 引 言

數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用是高等院校電氣信息類學(xué)科中一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，既有自身的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性，還是數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的先導(dǎo)課程，在整個(gè)人才培養(yǎng)中起著承上啟下的作用。

案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法將以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題并完成任務(wù)為主的互動(dòng)式教學(xué)理念；將再現(xiàn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，讓每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對當(dāng)前問題的理解，運(yùn)用已有的知識(shí)和個(gè)人體驗(yàn)提出解決方案并最終解決問題。

1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

數(shù)字電路/ARM7嵌入式系統(tǒng)多功能教學(xué)科研平臺(tái)如圖1所示。該平臺(tái)以FPGA（field programmable gates array，現(xiàn)場可編程門陣列）為核心，以綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向，具有豐富的外設(shè)接口以及豐富的設(shè)計(jì)資源。借助該平臺(tái)，學(xué)生可以使用EDA（electronic design automatic）技?g實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，不僅能強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力[1]，而且能使設(shè)計(jì)風(fēng)格更靈活、設(shè)計(jì)效率更高。借助該平臺(tái)，可以進(jìn)行一系列數(shù)字電路綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，借助于案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。

2 “LED點(diǎn)陣顯示”案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)

“LED點(diǎn)陣顯示”案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)需根據(jù)任務(wù)驅(qū)動(dòng)五步教學(xué)法實(shí)現(xiàn)，分別為理論講解（聽）、案例教學(xué)（看）、強(qiáng)化訓(xùn)練（做）、歸納總結(jié)（思）和實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用（查）。

2.1 理論講解和案例教學(xué)

數(shù)字電路/ARM7嵌入式系統(tǒng)多功能教學(xué)科研平臺(tái)中8×8 LED點(diǎn)陣顯示電路原理圖如圖2所示。由圖2知，要想點(diǎn)亮LED燈，只要LED的陽極接高電平、陰極接低電平即可。假定要實(shí)現(xiàn)第1個(gè)LED燈亮，令DISP-CS7=0，DISP-CS0～DISP-CS6為1，則PNP管（Q9）導(dǎo)通，Q9發(fā)射極的3.3V電壓即加到第1列LED的陽極，令DISP-D0=0，DISP-D1～DISP-D7為1，則第1個(gè)LED燈亮。假定要實(shí)現(xiàn)第1列LED燈亮，令DISP-CS7=0，DISP-CS0～ DISP-CS6為1，令DISP-D0～ DISP-D7均為0，則第1列LED燈亮。

2.2 強(qiáng)化訓(xùn)練

根據(jù)理論講解和案例教學(xué)，學(xué)生能學(xué)會(huì)如何控制某一個(gè)或某一列LED燈亮，教師可以布置任務(wù)讓學(xué)生點(diǎn)亮任何一個(gè)或者任何一列（行）LED燈。通過實(shí)踐練習(xí)，學(xué)生能夠輕而易舉地點(diǎn)亮LED燈。這個(gè)簡單的點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生建立設(shè)計(jì)電路的自信心，滿足學(xué)生設(shè)計(jì)電路的成就感，激發(fā)他們對設(shè)計(jì)復(fù)雜電路的渴望。

此時(shí)，教師可以適當(dāng)加大實(shí)驗(yàn)難度，如實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣按列（行）依次點(diǎn)亮。這時(shí)，學(xué)生會(huì)根據(jù)自己的想法控制LED點(diǎn)陣按列（行）點(diǎn)亮，教師的角色則應(yīng)該由教變?yōu)閷?dǎo)，參與學(xué)生的設(shè)計(jì)中并且在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)給予一定的引導(dǎo)。如果學(xué)生能夠想到可以令DISP-D0～DISP-D7為0，而將DISP-CS0～DISP-CS7輪流置為0，就可以實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣按列點(diǎn)亮；或者令DISP-CS0～DISP-CS7為0，而將DISP-D0～DISP-D7輪流置為0，則可以實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣按行依次點(diǎn)亮。此時(shí)，教學(xué)過程已經(jīng)從再現(xiàn)式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴綄W(xué)習(xí)。

一旦學(xué)生意識(shí)到這個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)，他們就會(huì)立即想到由計(jì)數(shù)器加上譯碼器實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣的依次點(diǎn)亮，因?yàn)樯鲜霭咐团荞R燈的設(shè)計(jì)非常相似。74154實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管和LED點(diǎn)陣的控制原理圖如圖3所示，其原理可以參考文獻(xiàn)[1]，學(xué)生可以用74154芯片（電路板上芯片）和計(jì)數(shù)器（由FPGA實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)案例設(shè)計(jì)。LED陣列按列點(diǎn)亮原理圖如圖4所示，其中的插圖即為某列LED燈點(diǎn)亮圖。在這個(gè)案例中，學(xué)生可能會(huì)對系統(tǒng)時(shí)鐘clk頻率（49.152 MHz）進(jìn)行不同的分頻，此時(shí)，教師應(yīng)該將任務(wù)具體化為肉眼能夠分辨出LED點(diǎn)陣是按列點(diǎn)亮即可。

此時(shí)，教師可以再次加大實(shí)驗(yàn)難度，如實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣按燈依次點(diǎn)亮。教師可以引導(dǎo)學(xué)生：①假定DISP-CS*為0，設(shè)置DISP-D0～DISP-D7輪流為0，可以實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣第*列LED燈依次點(diǎn)亮；②假定DISP-CS0～DISP-CS7輪流為0，且DISP-CS*為0的時(shí)間剛好可以實(shí)現(xiàn)第*列LED燈依次點(diǎn)亮完畢；③假定條件成立。一般情況下，學(xué)生基于前面的設(shè)計(jì)體驗(yàn)再加以教師的適當(dāng)引導(dǎo)，就可以想到借助74138實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣按燈點(diǎn)亮。

LED點(diǎn)陣按燈點(diǎn)亮原理圖如圖5所示。當(dāng)disp_sel[2：0]為0時(shí)，74138的輸入端會(huì)在000～111之間變化一次，此時(shí)，co[1]～co[8]便依次出現(xiàn)低電平，則DISP-CS0所對應(yīng)的LED列就會(huì)依次點(diǎn)亮；當(dāng)disp_sel[2：0]在000～111之間變化時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣按燈依次點(diǎn)亮。此時(shí)，教學(xué)過程已經(jīng)從以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題和完成任務(wù)為主的互動(dòng)式教學(xué)理念。

2.3 歸納總結(jié)

“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，通過案例驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，學(xué)生要將自己習(xí)得的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)感悟內(nèi)化為自己的能力，通過歸納總結(jié)得出設(shè)計(jì)規(guī)律，拓展設(shè)計(jì)電路的種類，提升自己設(shè)計(jì)的能力。

2.4 實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用

在案例驅(qū)動(dòng)的最終步驟實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中，教師須要求學(xué)生根據(jù)相應(yīng)的資料和提示用LED點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)字母和數(shù)字顯示。資料包括：①PCtoLCD2002的使用；②用MegaWizard Plug-in Manager創(chuàng)建ROM的方法；③LED點(diǎn)陣的動(dòng)態(tài)顯示原理。提示包括：①使用PCtoLCD2002生成字母或數(shù)字的字模，其中字模中1為點(diǎn)亮的LED燈，0為熄滅的LED燈；②字模放在ROM中等待調(diào)用；③LED點(diǎn)陣行線DISP-D0～DISP-D7由字?？刂?，LED點(diǎn)陣列線DISP-CS0～ DISP-CS7則由disp_sel[2：0]控制；④LED點(diǎn)陣要穩(wěn)定地顯示字母和數(shù)字，需要LED點(diǎn)陣的行和列以極快的頻率掃描，基于視覺暫留現(xiàn)象和LED點(diǎn)陣余暉，便得到穩(wěn)定的設(shè)計(jì)字符。8×8 LED點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)字母和數(shù)字的原理圖如圖6所示，其中插圖部分是實(shí)現(xiàn)顯示的數(shù)字9、7和字母Y、D。

一般情況下，大約10%的學(xué)生可以根據(jù)資料和提示設(shè)計(jì)出電路圖并利用試驗(yàn)箱完成設(shè)計(jì)任務(wù)，而這10%的學(xué)生又可以迅速將設(shè)計(jì)分享給暫時(shí)沒有解題思路的學(xué)生，從而形成團(tuán)結(jié)緊張、拼搏鉆研的學(xué)習(xí)氛圍。

篇2

在當(dāng)前的高度公路中，機(jī)電工程主要涉及到三個(gè)方面，即通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)，這是高速公路機(jī)電設(shè)備安裝最主要的三個(gè)方面。對于通信系統(tǒng)來說，主要是在各種收費(fèi)、監(jiān)控以及管理中來對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳達(dá)，它是高速公路優(yōu)質(zhì)服務(wù)的必要措施，在整個(gè)公路管理系統(tǒng)體系中處于核心位置；監(jiān)控系統(tǒng)所起到的作用主要還是監(jiān)控，對公路上的車輛行駛情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督監(jiān)測，把獲得的交通運(yùn)行信息及時(shí)地傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心，給交通管理者對道路狀況的控制提供參考依據(jù)；收費(fèi)系統(tǒng)主要的作用就是對車輛進(jìn)行通行費(fèi)和交易數(shù)據(jù)的收集，把所收集到的信息資料及時(shí)地傳輸?shù)街笓]中心，這樣就可以避免原始數(shù)據(jù)信息的流失而出現(xiàn)的財(cái)務(wù)管理上的漏洞，它在監(jiān)控系統(tǒng)的作用下對收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的、全面的監(jiān)控，從而保證了監(jiān)控系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)信息的完整性和真實(shí)性。

2高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的現(xiàn)狀

2.1安裝技術(shù)人員的安排不足

由于高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的特殊性，它與普通的公路和橋梁施工不一樣，它所涉及到的領(lǐng)域較多，并且有很大的復(fù)雜性和專業(yè)性，對于機(jī)電設(shè)備安裝的關(guān)鍵性細(xì)節(jié)要有專業(yè)的把握。因此，就需要有專業(yè)的技術(shù)人才可以對機(jī)電設(shè)備安裝的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和指導(dǎo)，避免問題的發(fā)生，但實(shí)際的現(xiàn)狀卻是，很多的高速公路機(jī)電設(shè)備安裝并沒有專業(yè)的人才做實(shí)時(shí)的技術(shù)指導(dǎo)，所配備的人才技術(shù)水平也與要求的標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，進(jìn)而造成實(shí)際安裝工作的質(zhì)量下降。

2.2安裝現(xiàn)場的勘察

高速公路機(jī)電設(shè)備安裝工程需要有諸多相關(guān)的工序做支撐，對橋涵、預(yù)留管道以及消防管道等的施工要求比較高，因此就需要在進(jìn)行施工的前期，對施工的方案圖紙做詳細(xì)科學(xué)的審查，確保其與實(shí)際的施工狀況相一致，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)地采取措施予以解決，如果缺乏全面的、細(xì)致的安裝勘察工作，就會(huì)導(dǎo)致施工出現(xiàn)緊急的狀況無法及時(shí)地處理，情況嚴(yán)重的話，還會(huì)影響到施工的進(jìn)程和質(zhì)量。

2.3施工管理工作的不完善

當(dāng)前很多的公路施工單位在獲得工程的建設(shè)權(quán)后，往往會(huì)以綜合效益為準(zhǔn)制定施工方案，其最終的目的是效益在第一位、質(zhì)量在第二位，過分地注重施工效益，而忽視了施工工程的質(zhì)量安全，這也就造成了施工管理活動(dòng)的不完善和不合理，甚至于很多的施工管理活動(dòng)的開展僅僅只是形式而已，缺少高效的執(zhí)行力度，而且在施工管理人員的安排上也缺少針對性，沒有專業(yè)的人才，對于機(jī)電設(shè)備的安裝不能形成健全完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，存在各種安全風(fēng)險(xiǎn)。

3高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的施工管理

3.1高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的施工階段

在高速公路的機(jī)電安裝工程中，主要的安裝對象是一些標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電電子產(chǎn)品，這些電子產(chǎn)品對于質(zhì)量的要求較高，在進(jìn)行安裝的前期準(zhǔn)備工作中，需要有專業(yè)的技術(shù)人員對其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和檢測，包括對其外觀、型號(hào)、數(shù)量等方面，對檢測的數(shù)據(jù)做好記錄工作，以確保產(chǎn)品設(shè)備的質(zhì)量良好，不存在嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷，只有在原材料上進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，并對安裝工程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，才可以確保安裝施工的良好有序，在安裝結(jié)束后，還要對其進(jìn)行定期的維護(hù)和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要及時(shí)解決。

3.2機(jī)電設(shè)備安裝的關(guān)鍵點(diǎn)控制

在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的安裝時(shí)，要嚴(yán)格地注意現(xiàn)場控制箱體的成排安裝，確保直接安裝地面的箱體是處于垂直和平整狀態(tài)的，然后再把水平和垂直相鄰的距離控制在2mm范圍之內(nèi)，進(jìn)而保證其接地效果的良好。對于現(xiàn)場控制器而言，要在天氣晴朗干燥的季節(jié)進(jìn)行安裝，在安裝的前期準(zhǔn)備工作中，要對它的內(nèi)部組成部分進(jìn)行詳細(xì)的檢查，必要時(shí)還要進(jìn)行現(xiàn)場的試驗(yàn)，一定要確保各項(xiàng)部件的質(zhì)量良好，不存在質(zhì)量隱患現(xiàn)象，然后才可以進(jìn)行下一步的安裝程序，在安裝的過程中要注意其與其他部件的協(xié)調(diào)性。在對各種管道和線路設(shè)備安裝時(shí)，同樣也需要做好事前的準(zhǔn)備檢查工作，在接線前對不同的線的型號(hào)進(jìn)行明確的標(biāo)記，不同型號(hào)的編制要采用統(tǒng)一的漢語拼音或者是英文的縮寫等形式，要確保標(biāo)記的明顯，便于區(qū)別。對于接線的軟線處理來說，要保證它的電纜中間的接頭是始終處于干燥狀態(tài)的，不能有過多的水分滲入，這為下一步的工作開展是極為有利的，然后對于焊接、掛錫的施工操作務(wù)必要嚴(yán)格按照施工的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，因?yàn)檫@一環(huán)節(jié)直接關(guān)系著整個(gè)部件的安裝質(zhì)量是否良好。

3.3機(jī)電設(shè)備安裝的質(zhì)量控制

作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要紐帶的高速公路施工，它的施工管理直接關(guān)系到整個(gè)道路的使用質(zhì)量，因此在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備安裝時(shí)就要嚴(yán)格地按照施工管理的各項(xiàng)質(zhì)量規(guī)定規(guī)范化施工：首先，要對施工中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有全面的把握，按照標(biāo)準(zhǔn)的施工規(guī)范和規(guī)定進(jìn)行施工，確保施工的方案圖紙符合實(shí)際要求，并嚴(yán)格按照這一規(guī)范進(jìn)行施工；其次，在設(shè)備安裝后，要進(jìn)行全面的檢查和分析，對設(shè)備安裝的各種指標(biāo)參數(shù)與國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，特別是對設(shè)備的型號(hào)、參數(shù)、規(guī)格等方面的確認(rèn)，然后對安裝的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄和總結(jié)，經(jīng)質(zhì)量監(jiān)管人員的審核批準(zhǔn)后，完成施工的驗(yàn)收環(huán)節(jié)。

4結(jié)語

篇3

關(guān)鍵詞：高速公路；機(jī)電設(shè)備安裝；施工管理；交通運(yùn)輸業(yè)；道路運(yùn)輸 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U412 文章編號(hào)：1009-2374（2015）29-0101-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.29.051

高速公路的健康穩(wěn)定運(yùn)行除了最基本的構(gòu)成元素外，還需要相應(yīng)的各類機(jī)電設(shè)備的安裝支持。這些機(jī)電設(shè)備安裝對于高速公路來說同樣起著不容忽視的重要作用，是高速公路功能正常發(fā)揮的必要組成部分。從高速公路機(jī)電工程安裝的實(shí)際來看，它所涉及到的方面較多，具有一定的復(fù)雜性，包括通信、收費(fèi)、配電、監(jiān)控以及消防系統(tǒng)等許多功能，因此，在對其具體的安裝過程中就需要做好施工管理工作，有計(jì)劃性、針對性地開展工作，使得安裝的各個(gè)環(huán)節(jié)密切配合，減少問題的出現(xiàn)。

1 高速公路機(jī)電工程的構(gòu)成形式

在當(dāng)前的高度公路中，機(jī)電工程主要涉及到三個(gè)方面，即通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)，這是高速公路機(jī)電設(shè)備安裝最主要的三個(gè)方面。對于通信系統(tǒng)來說，主要是在各種收費(fèi)、監(jiān)控以及管理中來對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳達(dá)，它是高速公路優(yōu)質(zhì)服務(wù)的必要措施，在整個(gè)公路管理系統(tǒng)體系中處于核心位置；監(jiān)控系統(tǒng)所起到的作用主要還是監(jiān)控，對公路上的車輛行駛情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督監(jiān)測，把獲得的交通運(yùn)行信息及時(shí)地傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心，給交通管理者對道路狀況的控制提供參考依據(jù)；收費(fèi)系統(tǒng)主要的作用就是對車輛進(jìn)行通行費(fèi)和交易數(shù)據(jù)的收集，把所收集到的信息資料及時(shí)地傳輸?shù)街笓]中心，這樣就可以避免原始數(shù)據(jù)信息的流失而出現(xiàn)的財(cái)務(wù)管理上的漏洞，它在監(jiān)控系統(tǒng)的作用下對收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的、全面的監(jiān)控，從而保證了監(jiān)控系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)信息的完整性和真實(shí)性。

2 高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的現(xiàn)狀

2.1 安裝技術(shù)人員的安排不足

由于高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的特殊性，它與普通的公路和橋梁施工不一樣，它所涉及到的領(lǐng)域較多，并且有很大的復(fù)雜性和專業(yè)性，對于機(jī)電設(shè)備安裝的關(guān)鍵性細(xì)節(jié)要有專業(yè)的把握。因此，就需要有專業(yè)的技術(shù)人才可以對機(jī)電設(shè)備安裝的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和指導(dǎo)，避免問題的發(fā)生，但實(shí)際的現(xiàn)狀卻是，很多的高速公路機(jī)電設(shè)備安裝并沒有專業(yè)的人才做實(shí)時(shí)的技術(shù)指導(dǎo)，所配備的人才技術(shù)水平也與要求的標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，進(jìn)而造成實(shí)際安裝工作的質(zhì)量下降。

2.2 安裝現(xiàn)場的勘察

高速公路機(jī)電設(shè)備安裝工程需要有諸多相關(guān)的工序做支撐，對橋涵、預(yù)留管道以及消防管道等的施工要求比較高，因此就需要在進(jìn)行施工的前期，對施工的方案圖紙做詳細(xì)科學(xué)的審查，確保其與實(shí)際的施工狀況相一致，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)地采取措施予以解決，如果缺乏全面的、細(xì)致的安裝勘察工作，就會(huì)導(dǎo)致施工出現(xiàn)緊急的狀況無法及時(shí)地處理，情況嚴(yán)重的話，還會(huì)影響到施工的進(jìn)程和質(zhì)量。

2.3 施工管理工作的不完善

當(dāng)前很多的公路施工單位在獲得工程的建設(shè)權(quán)后，往往會(huì)以綜合效益為準(zhǔn)制定施工方案，其最終的目的是效益在第一位、質(zhì)量在第二位，過分地注重施工效益，而忽視了施工工程的質(zhì)量安全，這也就造成了施工管理活動(dòng)的不完善和不合理，甚至于很多的施工管理活動(dòng)的開展僅僅只是形式而已，缺少高效的執(zhí)行力度，而且在施工管理人員的安排上也缺少針對性，沒有專業(yè)的人才，對于機(jī)電設(shè)備的安裝不能形成健全完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，存在各種安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的施工管理

3.1 高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的施工階段

在高速公路的機(jī)電安裝工程中，主要的安裝對象是一些標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)電電子產(chǎn)品，這些電子產(chǎn)品對于質(zhì)量的要求較高，在進(jìn)行安裝的前期準(zhǔn)備工作中，需要有專業(yè)的技術(shù)人員對其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和檢測，包括對其外觀、型號(hào)、數(shù)量等方面，對檢測的數(shù)據(jù)做好記錄工作，以確保產(chǎn)品設(shè)備的質(zhì)量良好，不存在嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷，只有在原材料上進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，并對安裝工程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，才可以確保安裝施工的良好有序，在安裝結(jié)束后，還要對其進(jìn)行定期的維護(hù)和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要及時(shí)解決。

3.2 機(jī)電設(shè)備安裝的關(guān)鍵點(diǎn)控制

在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的安裝時(shí)，要嚴(yán)格地注意現(xiàn)場控制箱體的成排安裝，確保直接安裝地面的箱體是處于垂直和平整狀態(tài)的，然后再把水平和垂直相鄰的距離控制在2mm范圍之內(nèi)，進(jìn)而保證其接地效果的良好。對于現(xiàn)場控制器而言，要在天氣晴朗干燥的季節(jié)進(jìn)行安裝，在安裝的前期準(zhǔn)備工作中，要對它的內(nèi)部組成部分進(jìn)行詳細(xì)的檢查，必要時(shí)還要進(jìn)行現(xiàn)場的試驗(yàn)，一定要確保各項(xiàng)部件的質(zhì)量良好，不存在質(zhì)量隱患現(xiàn)象，然后才可以進(jìn)行下一步的安裝程序，在安裝的過程中要注意其與其他部件的協(xié)調(diào)性。在對各種管道和線路設(shè)備安裝時(shí)，同樣也需要做好事前的準(zhǔn)備檢查工作，在接線前對不同的線的型號(hào)進(jìn)行明確的標(biāo)記，不同型號(hào)的編制要采用統(tǒng)一的漢語拼音或者是英文的縮寫等形式，要確保標(biāo)記的明顯，便于區(qū)別。對于接線的軟線處理來說，要保證它的電纜中間的接頭是始終處于干燥狀態(tài)的，不能有過多的水分滲入，這為下一步的工作開展是極為有利的，然后對于焊接、掛錫的施工操作務(wù)必要嚴(yán)格按照施工的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，因?yàn)檫@一環(huán)節(jié)直接關(guān)系著整個(gè)部件的安裝質(zhì)量是否良好。

3.3 機(jī)電設(shè)備安裝的質(zhì)量控制

作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要紐帶的高速公路施工，它的施工管理直接關(guān)系到整個(gè)道路的使用質(zhì)量，因此在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備安裝時(shí)就要嚴(yán)格地按照施工管理的各項(xiàng)質(zhì)量規(guī)定規(guī)范化施工：首先，要對施工中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有全面的把握，按照標(biāo)準(zhǔn)的施工規(guī)范和規(guī)定進(jìn)行施工，確保施工的方案圖紙符合實(shí)際要求，并嚴(yán)格按照這一規(guī)范進(jìn)行施工；其次，在設(shè)備安裝后，要進(jìn)行全面的檢查和分析，對設(shè)備安裝的各種指標(biāo)參數(shù)與國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，特別是對設(shè)備的型號(hào)、參數(shù)、規(guī)格等方面的確認(rèn)，然后對安裝的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄和總結(jié)，經(jīng)質(zhì)量監(jiān)管人員的審核批準(zhǔn)后，完成施工的驗(yàn)收環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語

隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路建設(shè)工程量也有了明顯增多，在高速公路的整個(gè)施工體系中，機(jī)電設(shè)備的安裝是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，它是確保高速公路基本功能正常實(shí)現(xiàn)的有效保障，在進(jìn)行安裝時(shí)要做好事前的準(zhǔn)備檢測工作，保證安裝質(zhì)量的良好。針對當(dāng)前安裝施工中出現(xiàn)的問題，需要施工部門采取有效措施予以解決處理，以最大化地發(fā)揮高速公路的實(shí)際價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 王曉賀.淺談高速公路機(jī)電設(shè)備安裝的施工管理[J].科技視界，2013，（36）.

篇4

[關(guān)鍵詞]激勵(lì)器 穩(wěn)壓電源 恒流源電路 過流保護(hù) 解決方案

在無線電視信號(hào)的傳送過程中,電視發(fā)射機(jī)是主要設(shè)備,起著不可替代的作用。它將視頻信號(hào)與伴音信號(hào)進(jìn)行載頻調(diào)制并放大到一定的功率,然后把已調(diào)波高頻振蕩經(jīng)雙工器送到天線,再以電磁波的形式輻射出去,發(fā)射機(jī)的功率越大電視信號(hào)的覆蓋范圍越廣。電視發(fā)射機(jī)由激勵(lì)器、功放單元、主控單元、電控單元、開關(guān)電源、無源部件、冷卻系統(tǒng)組成。其中激勵(lì)器的±12V穩(wěn)壓電源至關(guān)重要,穩(wěn)壓電源的性能好與不好,將直接影響電視圖像和伴音的質(zhì)量,影響激勵(lì)器的正常工作,也將決定發(fā)射機(jī)的故障率的高低。

在實(shí)際工作應(yīng)用中,我們發(fā)現(xiàn)激勵(lì)器±12V穩(wěn)壓電源電路存在兩個(gè)問題:一是其恒流源電路運(yùn)行不穩(wěn)定;二是其“過流保護(hù)”時(shí)而干擾正常工作。

原發(fā)射機(jī)的±12 V穩(wěn)壓電源原理圖如圖1所示。

圖中的BG6、BG7、BG8組成恒流源電路,作為差分放大器BG13的負(fù)載電阻,同時(shí)也是復(fù)合調(diào)整管中BG10上的偏置電阻。在實(shí)際工作中, BG7、BG8(3CG1D)很容易損壞,致使±12V穩(wěn)壓電源故障率高,工作也極不穩(wěn)定。由于在電路中BG6(2DH100)為恒流管,用萬用表的電阻檔測量其兩個(gè)管腳的正反向電阻時(shí),呈現(xiàn)二級管正反向電阻特性。BG6(2DH100)在電路連接中,相當(dāng)于二極管“正極”的那個(gè)管腳接低電位,二極管“負(fù)極”的那個(gè)管腳接高電位,所以BG6在電路中工作時(shí)所呈現(xiàn)的內(nèi)阻為無窮大,又由于BG6為恒流管,BG6的輸出電流在數(shù)值上也是恒定不變的,正因此,造成BG7、BG8(3CG1D)很容易損壞。

圖1

解決方案:基于以上分析,將BG7、BG8從電路板中焊下,將BG6改接在BG10的集電極和基極之間,相當(dāng)于二級管正極的那個(gè)管腳接BG10的集電極,二極管負(fù)極的那個(gè)管腳接BG10的基極,這樣不僅避免了對BG7、BG8的損壞,也使恒流源電路運(yùn)行更安全穩(wěn)定。

如圖2所示。

激勵(lì)器±12V穩(wěn)定壓電源在工作中還存在著開機(jī)瞬間或連續(xù)撥動(dòng)電源開關(guān)時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)電源本身發(fā)生“過流保護(hù)”現(xiàn)象,致使電源面板上的電表的表針反打,使發(fā)射機(jī)無法正常播出。經(jīng)過對電路原理(如圖1)的分析和反復(fù)實(shí)踐,終于找到原因,是由于

圖2

過流保護(hù)電路中的C3上的電壓來不及泄放,致使BG11的基極處于高電位,使限流保護(hù)電路誤動(dòng)作造成的。所以,當(dāng)每一次發(fā)生故障的時(shí),將C3用短路線短路一下,放一下電,±12V穩(wěn)壓電源即可正常。

篇5

建設(shè)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程的視頻教學(xué)資源，包括集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論課程講授視頻、典型案例設(shè)計(jì)講解視頻、集成電路制造工藝視頻等；構(gòu)建集教師、博士研究生、碩士研究生和本科生于一體的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。集成電路設(shè)計(jì)是一項(xiàng)知識(shí)密集的復(fù)雜工作，隨著該行業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)教學(xué)模式在內(nèi)容上沒法完全展示集成電路的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方法，尤其不能展示基于EDA軟件進(jìn)行的設(shè)計(jì)仿真分析，這勢必會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)效果。另外，由于課時(shí)量有限，學(xué)生在課堂上只能形成對集成電路的初步了解，若在其業(yè)余時(shí)間能夠通過視頻教程系統(tǒng)地學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能夠借鑒共享平臺(tái)中的相關(guān)方案，將能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，顯著提高教學(xué)效果。

二、優(yōu)化課程教學(xué)方式方法

以多媒體教學(xué)為主，輔以必要的板書，力求給學(xué)生創(chuàng)造生動(dòng)的課堂氛圍；以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和提升學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)為導(dǎo)向[3]，重點(diǎn)探索啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式，激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；在教學(xué)講義的各章節(jié)中添加最新知識(shí)，期末開展前沿專題討論，幫助學(xué)生掌握學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)。傳統(tǒng)教學(xué)模式以板書為主，不能滿足集成電路設(shè)計(jì)課程信息量大的需求，借助多媒體手段可將大量前沿資訊和設(shè)計(jì)實(shí)例等信息展現(xiàn)給學(xué)生。由于集成電路設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)課程較為枯燥乏味，傳統(tǒng)的“老師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式容易激起學(xué)生的厭學(xué)情緒，課堂教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合生產(chǎn)和生活實(shí)際進(jìn)行講解，多列舉一些生動(dòng)的實(shí)例，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。另外，關(guān)于集成電路設(shè)計(jì)的書籍雖然很多，但是在深度和廣度方面都較適合作為本科生教材的卻很少，即便有也是出版時(shí)間較為久遠(yuǎn)，跟不上集成電路行業(yè)的快速發(fā)展節(jié)奏，選擇一些較新的設(shè)計(jì)作為案例講解、鼓勵(lì)學(xué)生瀏覽一些行業(yè)資訊網(wǎng)站和論壇、開展前沿專題講座等可彌補(bǔ)教材和行業(yè)情況的脫節(jié)。

三、改革課程考核方式

改革課程考核、評價(jià)模式，一方面通過習(xí)題考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的掌握情況；另一方面，通過項(xiàng)目實(shí)踐考核學(xué)生的基本技能，加大對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程考核，突出對學(xué)生分析問題和解決問題能力、動(dòng)手能力的考察；再者，在項(xiàng)目實(shí)踐中鼓勵(lì)學(xué)生勇于打破常規(guī)，充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。傳統(tǒng)“一張?jiān)嚲怼钡目己朔绞教^死板、內(nèi)容局限，不能充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。集成電路設(shè)計(jì)牽涉到物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、工程技術(shù)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，要求學(xué)生既要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和理論基礎(chǔ)，又要有很好的靈活性。因此，集成電路設(shè)計(jì)課程的考核應(yīng)該是理論考試和項(xiàng)目實(shí)踐考核相結(jié)合，另外，考核是評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的一種手段，也應(yīng)該是幫助學(xué)生總結(jié)和完善課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個(gè)途徑，課程考核不僅要看學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，也要看學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。

四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

在理論課程講解到集成電路的最小單元電路時(shí)就要求學(xué)生首先進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)，然后隨著課程的推進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，倡導(dǎo)自選性、協(xié)作性實(shí)驗(yàn)。理論課程講授完后，在暑期學(xué)期集中進(jìn)行綜合性、更深層次的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。集成電路設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，必須通過大量的項(xiàng)目實(shí)踐夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)水平、鍛煉學(xué)生分析和解決問題的能力。另外，“設(shè)計(jì)”要求具備自主創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，應(yīng)在實(shí)踐教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生打破常規(guī)、靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)、充分發(fā)揮自身特點(diǎn)并和團(tuán)隊(duì)成員形成優(yōu)勢互補(bǔ)，鍛煉和提升創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

五、總結(jié)

篇6

【關(guān)鍵詞】教學(xué)目標(biāo)；過程；協(xié)作學(xué)習(xí)；情境；能動(dòng)性

【Abstract】Base on project teaching method ， proposed the teaching reform steps and Methods of the Microcomputer principle，set up a teaching situation ，it is clear that Teachers under the student as the center ， “student performance management system”project used to wear in Microcomputer principle， inspired the learning interest of the students.

【Key words】The teaching goal；Process；Collaborative learning；Situation；Motility

1 項(xiàng)目教學(xué)法[1]

根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法原理和規(guī)則， 把理論和實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)需求的背景下，把自身已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)主動(dòng)的建構(gòu)學(xué)習(xí)活動(dòng)。即是在教師設(shè)計(jì)的情境下的學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生借助已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，主動(dòng)探索，積極交流，建立對《微機(jī)原理》課程新的認(rèn)知過程。筆者將《微機(jī)原理》與工程項(xiàng)目相結(jié)合，將工程項(xiàng)目應(yīng)用于教學(xué)的過程，也是使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)自己已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過程，同時(shí)也是通過新經(jīng)驗(yàn)與原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用而不斷充實(shí)、豐富和改造自己已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過程。將課程與工程項(xiàng)目結(jié)合，更強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性和社會(huì)性，從而對學(xué)習(xí)與教學(xué)提出了許多新的見解和思想。

2 《微機(jī)原理》的課程情景

《微機(jī)原理》的課程情景包括《微機(jī)原理》課程特點(diǎn)和《微機(jī)原理》課程設(shè)置特點(diǎn)。

（1）《微機(jī)原理》課程特點(diǎn)：《微機(jī)原理》包括二個(gè)方面的內(nèi)容，其一，匯編語言的程序設(shè)計(jì)；其二，硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件接口；其三，《微機(jī)原理》涉及的概念比較復(fù)雜，規(guī)則繁多，使用靈活，容易出錯(cuò)，教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都感到困難，并不同程度產(chǎn)生畏難心理；這是一門實(shí)踐情很強(qiáng)的課程，沒有深澳的理論，也沒有邏輯推理過程，同時(shí)是指令對底層的操作，所以執(zhí)行過程是看不見摸不著的，對學(xué)生來說不能形象的理解，枯槽無味，因此學(xué)習(xí)起就比較困難。

（2）《微機(jī)原理》課程設(shè)置特點(diǎn)：其一，《微機(jī)原理》教學(xué)的少課時(shí)，多內(nèi)容，該課程從54學(xué)時(shí)減少到了41學(xué)時(shí)；其二，匯編語言作為程序設(shè)計(jì)語言之一，不但是計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課，而且非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)課程。

為解決上述問題筆者在整個(gè)教學(xué)過程中分別以指令系統(tǒng)模型圖和系統(tǒng)電路為主線，將系統(tǒng)電路分為七個(gè)模塊，描述硬件系統(tǒng)開發(fā)過程，將各個(gè)子項(xiàng)目合理按排到單元，并且提出了下列要求：將教材的各接口芯片與 存儲(chǔ)器2716、2114以獨(dú)立方式編址按下列要求設(shè)計(jì)電路：

（1）譯碼芯片為74LS138＼74LS32＼74LS20＼74LS04＼74LS30

（2）ROM存儲(chǔ)器系統(tǒng)為2KB RAM存儲(chǔ)器系為4KB

（3）接口芯片的端口地址16位其中最低二位為接口芯片的片內(nèi)譯碼，第三位到第8位為74LS138的輸入和控制信號(hào)，第九位到第十四位為自已學(xué)號(hào)編號(hào)作為門電路的譯碼輸入信號(hào)。

要求學(xué)生在本課程學(xué)習(xí)的過程中完成上述項(xiàng)目內(nèi)容（以下簡稱為“項(xiàng)目”）。

3 《微機(jī)原理》的課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

3.1 抽象的指令形象化 ，由于PC 機(jī)的匯編指令比較多，同時(shí)指令是對底層的操作，是看不見摸不著的，所以學(xué)習(xí)起來比較費(fèi)勁，難以理解，所以為化解這個(gè)問題，在匯編語言的這部分教學(xué)過程中設(shè)計(jì)一個(gè)模型，有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)指令時(shí)對指令的理解。

例如根據(jù)指令系統(tǒng)模型在講解MOV AL，[1000H]指令時(shí)，強(qiáng)調(diào)將13送至AL中，不是將1000H送入AL中，圖中是采用動(dòng)畫，這樣就很直觀的形象，例如要求將1000H單元的內(nèi)容送至I/O接的2000H端口中去

MOV DX，2000H

MOV AL，[1000H]

OUT DX，AL

這個(gè)例題既讓學(xué)生理解I/O操作指令又讓學(xué)生理解存儲(chǔ)器和I/O指的作令是不同的，既形象又直觀。

3.2 硬件部分教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容如系統(tǒng)電路圖2所示 ，通過這張電路圖讓學(xué)生知道本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)到什么樣的要求，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

作者將本系統(tǒng)電路劃分為七個(gè)模塊，分別是譯碼電路設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、8253定時(shí)電路電路設(shè)計(jì)、8251接口電路設(shè)計(jì)、8255接口電路設(shè)計(jì)和A/D或D/A電路設(shè)計(jì)及8259接口電路設(shè)計(jì)，把每個(gè)子項(xiàng)目與其章節(jié)對應(yīng)，以該系統(tǒng)電路為教學(xué)過程的始終，將各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)慣穿其中，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)完相應(yīng)內(nèi)容后積極完成項(xiàng)目的相應(yīng)任務(wù)，掌握各章節(jié)的知識(shí)，要求學(xué)生最終完項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)和《微機(jī)原理》課程的意義，看到了自已的收獲，激發(fā)了學(xué)生積極性，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)習(xí)效率。

3.3 分析教學(xué)目標(biāo)、明確教學(xué)任務(wù)

基于項(xiàng)目教學(xué)法的思想，我們的教學(xué)設(shè)計(jì)是學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，在匯編語言程序設(shè)計(jì)部分通過指令系統(tǒng)模型圖，確定《微機(jī)原理》課程的匯編語言程序設(shè)計(jì)部分學(xué)習(xí)情境教學(xué)目標(biāo)分析，確定基本概念、語法以及程序設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，《微機(jī)原理》硬件部分，明確各子項(xiàng)目與CPU接口的基本方法，這是教學(xué)設(shè)計(jì)面臨的首要任務(wù)。

《微機(jī)原理》課程目標(biāo)：通過項(xiàng)目的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生編程思想和基本技能，熟悉基本程序設(shè)計(jì)方法，掌握硬件電路的設(shè)計(jì)，能更好理解軟硬件結(jié)合，解決本專業(yè)領(lǐng)域中的問題。

4 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

筆者基于項(xiàng)目教學(xué)法的思想，以指令系統(tǒng)模型和系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)真實(shí)問題情景為依托，探索、學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問題的過程，從而用問題來驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)。

《微機(jī)原理》采用 以模塊為載體，用任務(wù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法。以《系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)》為主線，把任務(wù)分配于所有章節(jié)中，課程教學(xué)具有連貫性。同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場提供實(shí)際項(xiàng)目案例（子項(xiàng)目）組織教學(xué)。教學(xué)過程中，通過案例導(dǎo)入，任務(wù)驅(qū)動(dòng)（I/O接口電路是怎么樣編址？），引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“模塊任務(wù)”，在完成“模塊任務(wù)”的過程中，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題，完成課程設(shè)計(jì)和教學(xué)訓(xùn)練的全過程。使學(xué)生體會(huì)到知識(shí)的實(shí)用性，提高學(xué)習(xí)興趣。

例如 在硬件部分教學(xué)過程中，先以譯碼電路設(shè)計(jì)先行，因?yàn)樽g碼電路是接口電路設(shè)計(jì)的第一道關(guān)口，只有弄清楚了這部電路的設(shè)計(jì)，也就理解了I/O端口編址方法，從而更進(jìn)一步理解端口的概念。所以闡述譯碼電路設(shè)計(jì)的原則，輸入信號(hào)的構(gòu)成及輸出信號(hào)為低電平，同時(shí)闡述地址編碼規(guī)則，給出應(yīng)該實(shí)例進(jìn)行分析。

5 學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)情景的選擇：為學(xué)生選擇一個(gè)完整、真實(shí)的學(xué)生比較熟悉問題背景（例如講授輸入輸出接口時(shí)I/O接口為什么要設(shè)置地址？引入這棟大樓的教室為什么要編號(hào)？）作為《微機(jī)原理》教學(xué)的平臺(tái)或者切入點(diǎn)，激必學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望；同時(shí)該情境又要能讓學(xué)生感受此情境的在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生在這個(gè)群體互動(dòng)與交流，即協(xié)作學(xué)習(xí)，驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)者進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義的目的。

所以筆者在《微機(jī)原理》教學(xué)實(shí)施中，將《系統(tǒng)電路》實(shí)際問題或引入課堂教學(xué)，進(jìn)行適當(dāng)簡化處理，作為教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。根據(jù)課程內(nèi)容和工作過程，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)、講練結(jié)合等教學(xué)手段，把項(xiàng)目開發(fā)過程的工作環(huán)節(jié)及任務(wù)穿插于各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)中，設(shè)計(jì)如下的七個(gè)學(xué)習(xí)情境[2]。

譯碼電路設(shè)計(jì)――輸入輸出接口

存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)――存儲(chǔ)器

8253接口電路設(shè)計(jì)――定時(shí)與計(jì)數(shù)器

8251接口電路設(shè)計(jì)――串行接口

8255接口電路設(shè)計(jì)――并行接口

A/D或D/A電路設(shè)計(jì)――模擬量輸入/輸出通道

8259接口電路設(shè)計(jì)――中斷系統(tǒng)

6 協(xié)同學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)

在《微機(jī)原理》教學(xué)過程中始終以《系統(tǒng)電路》為主線，讓學(xué)生在自學(xué)的基礎(chǔ)上開展小組討論、協(xié)商，以進(jìn)一步完善和深化對項(xiàng)目意義建構(gòu)。整個(gè)協(xié)同學(xué)習(xí)過程均由教師組織引導(dǎo)，討論的問題可由師生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)項(xiàng)目結(jié)合《系統(tǒng)電路》提出，在教師的指導(dǎo)下通過個(gè)人、小組搜集材料、提取信息、處理信息、合作研究、探索解決問題的學(xué)習(xí)方式，為學(xué)生提供一個(gè)交流、合作、探索、發(fā)展的平臺(tái)。

例如：項(xiàng)目內(nèi)容的（3），就是要求學(xué)生在學(xué)習(xí)完譯碼電路設(shè)計(jì)后完成，為此為了讓學(xué)生理解其中的位的概念，就必需引導(dǎo)對學(xué)生將地址總線和學(xué)號(hào)的編號(hào)對應(yīng)。從而讓學(xué)生發(fā)揮想象，自主設(shè)計(jì)，由于學(xué)號(hào)不同所以設(shè)計(jì)出來的譯碼電路也就各不相同。

7 總結(jié)

在基于項(xiàng)目教學(xué)法的思想指導(dǎo)下，將指令系統(tǒng)模圖和《系統(tǒng)電路》運(yùn)用在《微機(jī)原理》教學(xué)中，始終突出以學(xué)生為主，教師為輔原則， 通過鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與項(xiàng)目，自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和探索精神，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這種教學(xué)改進(jìn)深受學(xué)生歡迎，使學(xué)生對微機(jī)原理掌握更深入、更扎實(shí)，全面的提升《微機(jī)原理》的教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞： 數(shù)字鐘； 動(dòng)態(tài)掃描； 電路設(shè)計(jì)； 自主實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)： TN911?34； TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）10?0147?03

0 引 言

在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，構(gòu)建學(xué)生的電路設(shè)計(jì)理念，提高學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力，是教學(xué)的根本目的和核心內(nèi)容[1]。數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì)包括了時(shí)序邏輯電路、組合邏輯電路、數(shù)碼管顯示電路和脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路等內(nèi)容，內(nèi)容涉及面寬、綜合性強(qiáng)，是電子技術(shù)自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的典型案例。文中采用了石英晶體振蕩器電路、計(jì)數(shù)電路、動(dòng)態(tài)掃描及譯碼驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路和時(shí)鐘校正電路，來實(shí)現(xiàn)該電路。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本次設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘，實(shí)現(xiàn)對時(shí)、分、秒的數(shù)字顯示，周期為24 h，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒，并具有校時(shí)功能。電路主要采用中規(guī)模CMOS集成電路，采用電池作電源，通過共陰極LED數(shù)碼管顯示時(shí)鐘。該系統(tǒng)由秒脈沖產(chǎn)生模塊、計(jì)數(shù)器模塊、譯碼顯示電路模塊、動(dòng)態(tài)掃描模塊、校時(shí)模塊組成。其中秒脈沖產(chǎn)生模塊由晶體振蕩器電路和兩個(gè)分頻器電路組成，動(dòng)態(tài)掃描模塊由動(dòng)態(tài)掃描控制信號(hào)產(chǎn)生電路、計(jì)數(shù)器選通控制電路和數(shù)碼管選通控制電路三部分組成，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

1.1 秒脈沖產(chǎn)生電路

秒脈沖信號(hào)由石英晶體振蕩器產(chǎn)生，由于晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到1 Hz的秒信號(hào)，需要對振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻[2]。通常的分頻器采用多級二進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。將32 768 Hz的高頻方波信號(hào)經(jīng)32 768（215 ）次分頻后得到1 Hz的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15級二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

1.2 計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

計(jì)數(shù)器電路用來完成60秒60分及24小時(shí)的計(jì)數(shù)工作，且秒計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖作為分計(jì)數(shù)器的輸入脈沖，同理分計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖作為小時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入脈沖?！懊搿?、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器電路采用同步加計(jì)數(shù)器CD4518來完成。

（1）CD4518雙BCD同步加計(jì)數(shù)器

（2）“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

分計(jì)數(shù)器與秒計(jì)數(shù)器電路完全相同，只是脈沖輸入不同，秒計(jì)數(shù)器是1 Hz，而分計(jì)數(shù)器是[160] Hz。

時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，設(shè)計(jì)原理與分秒計(jì)數(shù)器相同，不同之處在于反饋清零的狀態(tài)不同，當(dāng)十位（顯示2）、個(gè)位為0100（顯示4）時(shí)對計(jì)數(shù)器全部清零。把QB2和QC1 通過CD4081相與送給兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的復(fù)位端即可。

1.3 數(shù)碼顯示及動(dòng)態(tài)掃描電路

采用脈沖分配器CD4022產(chǎn)生動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)DS0～ DS5，這6個(gè)信號(hào)在同一時(shí)刻只有一個(gè)為高電平，利用DS0～DS5控制模擬開關(guān)CD4066，當(dāng)某個(gè)掃描信號(hào)為高時(shí)，所控制的四路模擬開關(guān)導(dǎo)通，從而把對應(yīng)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)送給譯碼驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)掃描信號(hào)要選通對應(yīng)的數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于采用的是共陰極數(shù)碼管，因此掃描信號(hào)通過達(dá)林頓晶體管整列MC1413才能選通對應(yīng)數(shù)碼管，當(dāng)某掃描信號(hào)為高時(shí)，經(jīng)過MC1413輸出后變?yōu)榈碗娖剿鶎?yīng)數(shù)碼管被點(diǎn)亮。脈沖分配器CD4022的輸入脈沖CP的頻率應(yīng)該足夠高，這里選用512 Hz（由4060第13腳提供）。

1.4 校時(shí)電路

2 結(jié) 語

數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì)，涉及模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等多方面知識(shí)，將其列入自主實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，克服了以往實(shí)踐教學(xué)形式單一、內(nèi)容簡單枯燥的缺點(diǎn)[8]。實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。學(xué)生可以采用萬能板焊接完成數(shù)字鐘電路的制作，也可以繪制PCB電路圖采用熱轉(zhuǎn)印的方法自制PCB電路板完成該電路的制作。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生表現(xiàn)出了濃厚的興趣，紛紛表示獲益匪淺。學(xué)生的電子電路設(shè)計(jì)、調(diào)試以及故障排除能力都有較大提高。

參考文獻(xiàn)

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篇8

關(guān)鍵詞：微電子；集成電路；課程群；親產(chǎn)業(yè)

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674-9324（2019）19-0163-02

一、引言

微電子（集成電路）被稱為現(xiàn)代信息社會(huì)的“食糧”，是一個(gè)國家工業(yè)化和信息化的基礎(chǔ)。自2014年我國《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，設(shè)置千億級的集成電路發(fā)展基金以來，南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門等地相應(yīng)出臺(tái)了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門依據(jù)毗鄰臺(tái)灣的區(qū)位優(yōu)勢，設(shè)立了500億人民幣的集成電路產(chǎn)業(yè)基金，并陸續(xù)了《廈門市加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)施意見》和《廈門集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，擬形成區(qū)域性的集成電路產(chǎn)業(yè)集聚地，打造集成電路千億產(chǎn)業(yè)鏈，最終形成我國集成電路的東南重鎮(zhèn)。

在此背景下，廈門政府在集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、封測以及人才儲(chǔ)備，全方位進(jìn)行布局和規(guī)劃。設(shè)計(jì)方面：紫光集團(tuán)投資40億元設(shè)立紫光展銳產(chǎn)業(yè)園、研發(fā)中心項(xiàng)目，引進(jìn)展訊等國內(nèi)通信芯片設(shè)計(jì)的龍頭企業(yè)。廈門優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)也在高速、射頻芯片領(lǐng)域取得可喜進(jìn)展，僅2016年，廈門就新增加60余家集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。2017年整體產(chǎn)值達(dá)到140億元；生產(chǎn)制造方面：與臺(tái)灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設(shè)立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項(xiàng)目，總投資達(dá)62億美元，已于2016年12月正式投產(chǎn)；三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司，主攻三五族化合物半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)；泉州晉華12寸存儲(chǔ)器廠則著眼于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的生產(chǎn)和銷售；封測方面則引入通富微電子股份有限公司，力爭打造一小時(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈；人才儲(chǔ)備方面：廈門政府與中國科學(xué)院微電子所共建中國科學(xué)院大學(xué)廈門微電子工程學(xué)院，輔以廈門大學(xué)、廈門理工學(xué)院、華僑大學(xué)等微電子學(xué)科，為廈門集成電路的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)輸送人才。

在此背景下，我校于2016年12月建立微電子學(xué)院，聯(lián)合臺(tái)灣交通大學(xué)、元智大學(xué)等微電子老牌名校，共同探索適合廈門及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略，力求建立較為完善的課程群體系，為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。

二、微電子工程專業(yè)特點(diǎn)

首先，微電子專業(yè)與傳統(tǒng)的機(jī)械、化工、電子等專業(yè)不同，是一門交叉性很強(qiáng)的學(xué)科，需要該專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)字、物理、電子、半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)、電路封裝、計(jì)算機(jī)等多方面的知識(shí)理論，并且能夠?qū)⒏鏖T學(xué)科融會(huì)貫通，熟練運(yùn)用。其次，微電子專業(yè)入門門檻高、知識(shí)體系更新速度快，貼近產(chǎn)業(yè)。這就要求學(xué)生在具有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的同時(shí)，實(shí)踐動(dòng)手能力較強(qiáng)，才能在短時(shí)間內(nèi)將所學(xué)理論和實(shí)踐結(jié)合，迅速融入工業(yè)界或者科學(xué)研究。第三，微電子是一個(gè)龐大的系統(tǒng)專業(yè)。從大類上可以分成工藝、器件、設(shè)計(jì)、封裝、測試五個(gè)大方面。但每一個(gè)大類又可分為幾個(gè)甚至數(shù)十個(gè)小門類。如設(shè)計(jì)類又可細(xì)分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、射頻集成電路、混合信號(hào)集成電路等四個(gè)門類。而例如數(shù)字集成電路，又可繼續(xù)分為數(shù)字前端、數(shù)字后端、驗(yàn)證、測試等小方向。各個(gè)方向之間知識(shí)理論差異較大，對學(xué)生素質(zhì)提出了極高的要求[1]。

三、微電子工程課程群實(shí)踐

（一）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)策略

結(jié)合廈門微電子產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，以市場需求為導(dǎo)向，同時(shí)充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢，立足于我?！坝H產(chǎn)業(yè)、重應(yīng)用”的辦校原則，我校微電子工程專業(yè)設(shè)置為工藝和設(shè)計(jì)兩大類方向，應(yīng)對周邊產(chǎn)業(yè)需求，對該專業(yè)學(xué)生進(jìn)行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎(chǔ)上，大三學(xué)年，根據(jù)學(xué)生興趣及教師雙向篩選，確定學(xué)生未來兩年的學(xué)習(xí)方案，分別在器件/制造、模擬/數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行課程教授和實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)專業(yè)門類細(xì)化、適應(yīng)企業(yè)實(shí)用化需要的高素質(zhì)、實(shí)踐型人才。同時(shí)，在一些專業(yè)課程講授上，聘請臺(tái)灣方面有經(jīng)驗(yàn)的教師和工程師，結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行教授和輔導(dǎo)。

（二）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

對于我校應(yīng)用型本科院校的定位，區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和行業(yè)的發(fā)展是重要的風(fēng)向標(biāo)，因此在微電子專業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實(shí)用型和快速融入型”的特點(diǎn)。主要培養(yǎng)目標(biāo)如下：（1）掌握半導(dǎo)體器件及工藝的基本理論基礎(chǔ)、電子線路的基本理論與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)使用、電子系統(tǒng)信號(hào)處理的基本知識(shí)、集成電路及板級設(shè)計(jì)的基本技能。（2）具備半導(dǎo)體及集成電路設(shè)計(jì)、制造，PCB板級設(shè)計(jì)、制造、測試的基本能力，工程項(xiàng)目管理、品質(zhì)管理、設(shè)備維護(hù)的基本素養(yǎng)。（3）能在半導(dǎo)體、集成電路設(shè)計(jì)、制造行業(yè)，從事集成電路設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)、測試、品質(zhì)管理、廠務(wù)管理、設(shè)備維護(hù)等相關(guān)工作，畢業(yè)三到五年后通過自身學(xué)習(xí)逐步成長為本領(lǐng)域的骨干技術(shù)人員和具有較強(qiáng)工作能力的核心工程師[2]。

（三）微電子工程專業(yè)課程群制定實(shí)踐

基于我校應(yīng)用型本科“親產(chǎn)業(yè)”的學(xué)校定位，在微電子專業(yè)課程群建設(shè)中，我們首先引入CDIO的教學(xué)理念。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)作）工程教育是以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，工程實(shí)際反饋互動(dòng)為主要形式的培養(yǎng)方案[3，4]?；诖?，課程群制定從知識(shí)邏輯（課程環(huán)節(jié)）和項(xiàng)目實(shí)施（工程實(shí)踐）兩個(gè)角度，對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)、鍛煉。

篇9

關(guān)鍵詞：液壓支架；監(jiān)測；電路設(shè)計(jì)

1液壓支架監(jiān)測系統(tǒng)模型的建立

1.1無線通信技術(shù)

液壓支架工作環(huán)境比較復(fù)雜，通信頻率、巷道的傾斜程度和井下的導(dǎo)體等多種因素都會(huì)影響無線通信信號(hào)。因此在設(shè)計(jì)礦井液壓支架壓力監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)必須要考慮到井下的特殊環(huán)境，考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｍㄟ^對目前市場上常用的無線通信技術(shù)比較，本文將ZigBee短距離無線通信技術(shù)應(yīng)用于礦井環(huán)境監(jiān)測中。ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低速率的雙向無線通信技術(shù)，有自己的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以在很多傳感器間進(jìn)行通信，具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性，主要應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定位，具有低功耗、近距離、短延遲、低速率、低成本、網(wǎng)絡(luò)容量大、高安全性、工作頻段靈活的特點(diǎn)。

1.2液壓支架監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)模型

液壓支架會(huì)隨著煤礦開采工作的推進(jìn)而移動(dòng)，但移動(dòng)的距離很短。液壓支架的排列呈直線型，針對液壓支架的這種物理排布情況，節(jié)點(diǎn)的分布也應(yīng)是帶狀的。采用星形與網(wǎng)狀的混合網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)中的路由節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡潔、節(jié)點(diǎn)功耗減少，每個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信采用單跳通信，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的路由節(jié)點(diǎn)采用多跳通信。在實(shí)際工作環(huán)境中，每個(gè)液壓支架上放置一個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，每隔3個(gè)液壓支架放置一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)。在礦井實(shí)際環(huán)境中，液壓支架的排列呈直線型，節(jié)點(diǎn)的分布是帶狀的，整體網(wǎng)絡(luò)組成簇型線狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2電路詳細(xì)設(shè)計(jì)方案

監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案分為2部分，一是終端采集節(jié)點(diǎn)，二是路由節(jié)點(diǎn)。終端采集節(jié)點(diǎn)包括電源管理模塊、傳感器、信號(hào)調(diào)理電路。終端節(jié)點(diǎn)采用定時(shí)喚醒模式，降低功耗，提高監(jiān)測系統(tǒng)的使用壽命。終端采集節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)通過線纜連接。每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)最大可以連接3個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，即相鄰的三個(gè)液壓支架需要采用同一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)。每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)配備一個(gè)5V的電池供路由節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)使用。路由節(jié)點(diǎn)將從終端節(jié)點(diǎn)獲得的模擬信號(hào)經(jīng)過ADC芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過ZigBee射頻口傳送給井下匯聚節(jié)點(diǎn)。路由節(jié)點(diǎn)也帶有顯示功能與按鍵，可以任何時(shí)候被喚醒查看3個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的壓力數(shù)值。終端采集節(jié)點(diǎn)的作用如下：將壓力傳感器轉(zhuǎn)換的微弱模擬信號(hào)進(jìn)行放大并通過線纜傳輸給路由節(jié)點(diǎn)；每個(gè)終端采集節(jié)點(diǎn)帶有一片數(shù)據(jù)記錄芯片，對由于傳感器及放大電路帶來的誤差進(jìn)行偏差校準(zhǔn)。路由節(jié)點(diǎn)的作用主要如下：每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)需要有一個(gè)5V電池供電路板使用；每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)可以連接3個(gè)終端采集節(jié)點(diǎn)，對終端采集節(jié)點(diǎn)的模擬信號(hào)進(jìn)行處理并通過RF模塊傳送給井下匯聚節(jié)點(diǎn)；路由節(jié)點(diǎn)帶有簡單的顯示模塊，便于工人就近查看支架壓力；路由節(jié)點(diǎn)需要有相應(yīng)的按鍵，以便在屏幕關(guān)閉情況下喚醒屏幕；路由節(jié)點(diǎn)電路板能對每個(gè)功能模塊進(jìn)行電源管理，便于降低整個(gè)系統(tǒng)功耗；路由節(jié)點(diǎn)單片機(jī)必須采用低功耗單片機(jī)；路由節(jié)點(diǎn)的電壓輸入需要適應(yīng)較寬的電壓范圍。終端節(jié)點(diǎn)電路板設(shè)計(jì)能使用目前市場上絕大部分的壓力傳感器，且內(nèi)部帶有數(shù)字校準(zhǔn)芯片，可以對每一套終端節(jié)點(diǎn)由于分離元器件帶來的偏差進(jìn)行校準(zhǔn)。煤礦中的電磁干擾較大，為了調(diào)高測量精度，此方案設(shè)計(jì)必須把壓力傳感器與信號(hào)放大電路就近放置。且此方法可以把由傳感器與放大校準(zhǔn)電路組成的模塊變?yōu)橐粋€(gè)液壓監(jiān)測的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變送器。

2.1放大電路部分設(shè)計(jì)

為了能更好的調(diào)配放大電路的帶寬、放大倍率，放大器沒有選擇專用的儀表放大器而選擇了四個(gè)獨(dú)立的高性能放大器TI公司的OP4376，相對于普通的儀表放大器一般偏置電流在幾十pA以上，輸入偏置電壓在幾十微伏級別，OP4376有較低的輸入偏置電流典型值0.2pA與輸入偏置電壓典型值5uV，可以對uV級的信號(hào)變動(dòng)進(jìn)行采集。且此運(yùn)放的價(jià)格TI官網(wǎng)公布為1.4$，并不貴。經(jīng)過實(shí)測此電路設(shè)計(jì)的輸入采樣精度能達(dá)到5uV。2.2電源部分設(shè)計(jì)電源芯片采用的是MCP1252，為目前市場上用量較大的一款電源芯片，輸入電壓范圍相對較寬，且屬于無感式開關(guān)電源芯片，可以縮小終端節(jié)點(diǎn)的體積。效率相對也比較高。而且?guī)в须娫垂芾砜刂埔_，可以對終端節(jié)點(diǎn)的功耗進(jìn)行有效管理進(jìn)而降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗。

2.3校準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)

本文建議校準(zhǔn)芯片采用一線制的數(shù)字EEPROM芯片，具體型號(hào)不再指導(dǎo)。2.4路由節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)：2.4.1電源模塊設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)輸入電源由電池供電，電壓比較穩(wěn)定，考慮到電池在滿電與低電壓兩種情況下壓差較大，本文采用了寬范圍的輸入電源芯片TPS63060（輸入電壓范圍2.5-12V），此電壓范圍能使用大量的本安電源。且此電源芯片的電流高達(dá)2.25A足夠整個(gè)系統(tǒng)使用，即使是輸入的電壓降到2.5V級別。本設(shè)計(jì)還采用了3個(gè)mos開關(guān)管對系統(tǒng)的不同終端節(jié)點(diǎn)的電源進(jìn)行管理，在電源功率方面采用了信號(hào)控制與電源切斷雙重保護(hù)的方式來降低功耗。2.4.2接口電路接口電路中有3個(gè)連接終端節(jié)點(diǎn)接插件，包括插頭輸入檢測（插頭第6引腳與第5引腳通過在插頭上短路，進(jìn)行判斷終端節(jié)點(diǎn)的接通），對輸入信號(hào)做了RC濾波與SMBD7000鉗位保護(hù)處理。在與ZigBee模塊通信上采用了串口通信，此處不再做介紹。整個(gè)系統(tǒng)的單片機(jī)采用TI公司的MSP430低功耗系列。此芯片有8路12位ADC輸入引腳?？梢岳么艘_直接對終端節(jié)點(diǎn)傳來的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。為了現(xiàn)場方便查看設(shè)置了兩個(gè)按鍵開關(guān)（KEY1KEY2）與6位8段數(shù)碼管，可以通過軟件編寫實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的液壓支柱壓力檢測、電池電壓檢測、RF通信連接等功能。整個(gè)電路在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按照礦用本安電路設(shè)計(jì)，屬于本安型電路，若再配本安型電池為系統(tǒng)供電后，本系統(tǒng)就可以變?yōu)楸景残偷V用液壓支柱監(jiān)測系統(tǒng)。此系統(tǒng)電路經(jīng)過實(shí)際測試正常情況下整個(gè)系統(tǒng)功耗在mW級別，且經(jīng)過15個(gè)月的測試未發(fā)現(xiàn)任何不良現(xiàn)象，完全能夠使用到實(shí)際現(xiàn)場。

作者:馬曉蘭 單位:西安思坦儀器股份有限公司

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：單片機(jī)教學(xué)；項(xiàng)目教學(xué)法；終身學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）28-0137-01

1 引言

單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程是一門理論性、實(shí)踐性、實(shí)用性和應(yīng)用性均很強(qiáng)的課程，無論是“教”還是“學(xué)”，均要求理論與實(shí)踐的高度統(tǒng)一。單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，它是高職院校電子信息類專業(yè)核心課程，學(xué)習(xí)單片機(jī)并掌握其設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為電子信息類學(xué)生必須掌握的一門專業(yè)技能。

然而，仍存在單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程以教師中心，教材中心，滿堂灌的課堂教學(xué)方式，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)點(diǎn)，沒有主動(dòng)去思考問題，因而，不能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，改變傳統(tǒng)的單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用教學(xué)模式和內(nèi)容，以學(xué)生發(fā)展為中心，以實(shí)踐為中心，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)等方式來調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐能力是目前單片機(jī)教學(xué)改革探索急需的任務(wù)。

2 課程教學(xué)改革思路

單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用是一門面向應(yīng)用的、具有很強(qiáng)的實(shí)踐性與綜合性的課程。近年來，我校對該單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程進(jìn)行了一些改革，采用了以任務(wù)為導(dǎo)向，項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)等教學(xué)方法，對單片機(jī)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法和課程考核評價(jià)等方面進(jìn)行課程建設(shè)，均在不同程度上提高了教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣和專業(yè)綜合素質(zhì)的提高。本人結(jié)合近幾年單片機(jī)教學(xué)情況，總結(jié)多年單片機(jī)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對單片機(jī)教學(xué)改革實(shí)踐進(jìn)行了相應(yīng)的探討。

1）整合課程，優(yōu)化教學(xué)大綱

通過走訪企業(yè)，課題組教師對單片機(jī)教學(xué)大綱進(jìn)行改革，優(yōu)化教學(xué)大綱。同時(shí)為了踐行“理論夠用、強(qiáng)化技能”的高職教育需求，經(jīng)課題組研究，把“C語言程序設(shè)計(jì)”課程和“單片機(jī)原理及應(yīng)用”合并為“C語言及單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)”一門課程。 整合后適當(dāng)增加課程課時(shí)數(shù)特別是實(shí)踐課時(shí)數(shù)，總課時(shí)由原來50課時(shí)，增加到85課時(shí)，實(shí)踐課課時(shí)數(shù)約占總課時(shí)數(shù)的50%，促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用能力提升和職業(yè)崗位能力培養(yǎng)。

2）將單片機(jī)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地融合在一起，按項(xiàng)目案例組織教學(xué)內(nèi)容

按項(xiàng)目化的方式組織教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)中力求學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)的基本知識(shí)點(diǎn)和基本理論后，通過有針對性的實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練使學(xué)生理解理論知識(shí)，使學(xué)生具備一定的硬件電路設(shè)計(jì)能力、單片機(jī)軟件編程能力、系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用能力等。

課題組教師對單片機(jī)教學(xué)過程的探討后，對傳統(tǒng)的教學(xué)方式作了一定的調(diào)整，按項(xiàng)目化的方式組織教學(xué)內(nèi)容，始終以項(xiàng)目案例為主貫穿整個(gè)教學(xué)過程。每個(gè)項(xiàng)目案例都從具體問題出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生分析和思考問題的能力。例如以“定時(shí)計(jì)數(shù)器”為例，給學(xué)生提出“數(shù)字電子時(shí)鐘”項(xiàng)目任務(wù)，根據(jù)前面所學(xué)知識(shí)和老師指導(dǎo)，讓學(xué)生利用仿真軟件Proteus進(jìn)行數(shù)字電子時(shí)鐘原理圖電路設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生電路設(shè)計(jì)能力。根據(jù)電子時(shí)鐘功能要求，確定軟件編程方案，并用KEILC軟件進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)軟件編程能力。學(xué)習(xí)KEILC和Proteus聯(lián)調(diào)，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用能力。單片機(jī)軟件仿真界面，讓學(xué)生直觀感受到“數(shù)字電子時(shí)鐘”電路功能的邏輯控制，進(jìn)而加深學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果，明確自己所學(xué)的知識(shí)可以應(yīng)用在哪些地方，從而達(dá)到真正的有效教學(xué)。

通過單片機(jī)軟件仿真界面與項(xiàng)目案例的教學(xué)方法結(jié)合，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣，教學(xué)中“做中學(xué)”、“學(xué)中做”、 “做中教”，實(shí)現(xiàn)師生間教與學(xué)的有效互動(dòng)，使學(xué)生掌握簡單的單片機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作、軟件程序設(shè)計(jì)，系統(tǒng)調(diào)試等實(shí)踐技能。

3）考核方式改革，注重過程考核

考試是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)成效的一種重要形式，傳統(tǒng)的考核方式主要是試卷考試，試卷考試雖然可以考查學(xué)生理論知識(shí)的掌握程度，但無法考核學(xué)生的實(shí)踐技能，考核方式單一，評價(jià)方式片面。因此建立考核教學(xué)內(nèi)容與技能培養(yǎng)相適應(yīng)的課程評價(jià)模式是十分有必要的，注重過程考核。期末成績評定可由這三部分組成：（1）平時(shí)成績占總評成績的25%，即平時(shí)作業(yè)、考勤、課堂紀(jì)律、課堂表現(xiàn)等，并把每次評價(jià)結(jié)果由任課老師及時(shí)告知學(xué)生，以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。（2）平時(shí)項(xiàng)目任務(wù)完成情況，注重技能考核占總評成績的50%。（3）期末試卷考核，理論教學(xué)內(nèi)容考核占總評成績的25%。這種綜合考核評價(jià)體系避免了由一張期末考試卷來考核評價(jià)學(xué)生課程成績的弊端，以能力和技能考核為主，去除考查學(xué)生背書能力的考核方式，將功夫用在平時(shí)，而不是期末考突擊，死記硬背。 總之考核方式改革，力爭對學(xué)生的知識(shí)、技能、素質(zhì)等方面進(jìn)行全面考核，綜合評價(jià)更具合理性。

4）創(chuàng)建學(xué)習(xí)型課堂，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力

在單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)中，有兩周的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排。以應(yīng)用能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)有利于訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)知識(shí)，實(shí)訓(xùn)任務(wù)均將相關(guān)知識(shí)和實(shí)踐過程有機(jī)結(jié)合，力求創(chuàng)建學(xué)習(xí)型課堂教學(xué)理念。

以數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)為例，（1）根據(jù)課題要求，老師布置項(xiàng)目任務(wù)，引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生完成數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)任務(wù)。（2）學(xué)生分組學(xué)習(xí)，確定組長，自我摸索完成設(shè)計(jì)任務(wù)。（3）小組成員討論，確定設(shè)計(jì)方案。（4）各組完成作品。以電路設(shè)計(jì)、電路連接、編寫程序和系統(tǒng)調(diào)試等流程，讓學(xué)生完整地完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用能力培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。（5）小組成員提交設(shè)計(jì)報(bào)告。（6）老師總結(jié)，分享設(shè)計(jì)成果。在整個(gè)實(shí)訓(xùn)周教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，老師引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目任務(wù)，給學(xué)生一些建議，讓他們有項(xiàng)目任務(wù)設(shè)計(jì)的方向。根據(jù)老師引導(dǎo)和指導(dǎo)，小組同學(xué)收集、消化相關(guān)資料，進(jìn)行理論和實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的學(xué)習(xí)活動(dòng)，完成設(shè)計(jì)作品并提交總結(jié)報(bào)告等。整個(gè)過程力求培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，團(tuán)隊(duì)合作的能力，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。通過小組間討論分享自己的學(xué)習(xí)過程，通過小組間提問解答同學(xué)的疑問，培養(yǎng)學(xué)生自主互動(dòng)的教學(xué)思想。最后老師對同學(xué)們的學(xué)習(xí)內(nèi)容匯總，對每個(gè)小組的存在的問題糾錯(cuò)，學(xué)習(xí)內(nèi)容總結(jié)等，最終達(dá)到學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的目的。整個(gè)教學(xué)過程一切都要圍繞學(xué)生的發(fā)展展開，體現(xiàn)以學(xué)生為中心，以實(shí)踐為中心，不斷促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的教學(xué)思想。