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篇1

關(guān)鍵詞：集成電路工程；專業(yè)學(xué)位研究生；培養(yǎng)實(shí)踐

中圖分類號：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）29-0221-02

一、引言

2000年6月，國務(wù)院了《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》（國發(fā)18號文），并陸續(xù)推出了一系列促進(jìn)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)惠政策和措施。國家科技部在863計(jì)劃中安排了集成電路設(shè)計(jì)重大專項(xiàng)。在863計(jì)劃集成電路設(shè)計(jì)重大專項(xiàng)的實(shí)施和帶動下，北京、上海、無錫、杭州、深圳、西安、成都等七個集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)取得了重要進(jìn)展。與此同時，為了適應(yīng)我國集成電路發(fā)展對高層次專門人才的大規(guī)模需要，改善工科學(xué)位比較單一的狀況，經(jīng)國務(wù)院學(xué)位委員會批準(zhǔn)，在我國設(shè)置集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)，培養(yǎng)了一批“用得上”的工程技術(shù)人才。集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生自設(shè)置以來，取得了蓬勃的發(fā)展，受到用人單位的肯定和好評。由于其生源廣泛、數(shù)量巨大，培養(yǎng)方法和模式更需要一定的創(chuàng)新性。近年來，在集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中，經(jīng)過多年的辦學(xué)積累，探討了一些辦學(xué)和培養(yǎng)集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生的經(jīng)驗(yàn)。

二、專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵事項(xiàng)

1.優(yōu)選導(dǎo)師，確保培養(yǎng)質(zhì)量。集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生教育形式較新，最初專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)在眾多地方借鑒了學(xué)術(shù)型研究生的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，目前很多學(xué)者認(rèn)為，只要能夠勝任學(xué)術(shù)型學(xué)歷研究生教育的導(dǎo)師就能勝任專業(yè)學(xué)位教育。這恰恰忽視了專業(yè)學(xué)位的知識背景和面向的行業(yè)領(lǐng)域。專業(yè)學(xué)位研究生教育規(guī)律與學(xué)術(shù)型研究生存在相當(dāng)大的差異，首先，兩者專業(yè)基礎(chǔ)及學(xué)術(shù)背景不一樣，專業(yè)學(xué)位研究生的系統(tǒng)性方面不如學(xué)術(shù)型研究生。其次，兩者的治學(xué)環(huán)境不同，專業(yè)學(xué)位研究生與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合。根據(jù)專業(yè)學(xué)位研究生特點(diǎn)有針對性地開展培養(yǎng)，應(yīng)該選拔具有較強(qiáng)工程背景的教師進(jìn)行指導(dǎo)。指導(dǎo)教師在進(jìn)行指導(dǎo)時，應(yīng)與學(xué)術(shù)型研究生指導(dǎo)工作有所不同，應(yīng)更加注重專業(yè)學(xué)位研究生工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng)。而且在學(xué)生的課題研究中，指導(dǎo)教師與學(xué)生多溝通，將自身融入到學(xué)生的實(shí)踐研究中，帶領(lǐng)學(xué)生參與技術(shù)上的創(chuàng)新和解決實(shí)際工程技術(shù)難題，這樣才能確保學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

2.做到課堂理論與工程實(shí)際相結(jié)合。專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在指導(dǎo)過程中必須注重理論與工程實(shí)際應(yīng)用結(jié)合，抽象概念與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使理論易于理解和掌握。因此，教師要了解專業(yè)學(xué)位研究生的本科學(xué)歷背景、知識結(jié)構(gòu)和現(xiàn)在的工程方向等，在此基礎(chǔ)上，做到課程理論聯(lián)系工程實(shí)際，為專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作打下良好的基礎(chǔ)。為了滿足微電子領(lǐng)域內(nèi)不同行業(yè)的需求，在多年的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)中進(jìn)行了積極的探索。首先，學(xué)生可以根據(jù)研究方向，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行專題理論課程的選擇。例如，進(jìn)行SOC設(shè)計(jì)的可以選擇《SOC及IP技術(shù)講座》課程，研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可以選擇《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》或《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信》專題講座，研究空間通信的選擇《深空通信技術(shù)專題》等等。有針對性地，使學(xué)生不是單純盲目的學(xué)習(xí)，這樣的培養(yǎng)才能做到理論與工程實(shí)踐真正結(jié)合。實(shí)踐結(jié)果表明，那些課堂上刻苦學(xué)習(xí)，能夠?qū)⒗碚撚糜趯?shí)踐并努力鉆研的學(xué)生，將有更好的培養(yǎng)效果和未來發(fā)展空間。

3.學(xué)位論文選題恰當(dāng)，工程背景好。選題重要性要放在首位，要求“論文選題來自于工程實(shí)踐，工程背景明確，應(yīng)用性強(qiáng)”，有的放矢，結(jié)合工程實(shí)際問題才是最好的選題。從現(xiàn)實(shí)意義上講，專業(yè)學(xué)位論文的選題是發(fā)現(xiàn)工程問題并確認(rèn)研究方向。當(dāng)前有些專業(yè)學(xué)位論文質(zhì)量不高、沒有創(chuàng)新性，一個重要原因就是選題不恰當(dāng)。因此，在選題時，學(xué)生應(yīng)急科研工作之所急，通過論文工作，使自己既能解決工程實(shí)際問題，又能提高科研工作能力。

集成電路工程專業(yè)學(xué)位論文的選題與學(xué)術(shù)型研究生的選題不同，其選題應(yīng)來源于工程實(shí)踐，應(yīng)有明確的應(yīng)用價值，其可以是一個完整的工程項(xiàng)目、技術(shù)改造或技術(shù)攻關(guān)專題，也可以是新工藝、新設(shè)備、新產(chǎn)品的研制與開發(fā)。論文是否合格不僅看其理論水平的高低，還要看是否有實(shí)際的應(yīng)用價值。因此，由于論文選題時，應(yīng)該從以下幾點(diǎn)之一進(jìn)行把握。①研究性，是否在工程實(shí)際中有技術(shù)改進(jìn)和提高。如果是結(jié)合重大工程實(shí)際課題，在技術(shù)上的創(chuàng)新將具有研究性。②創(chuàng)造性，是否在工程領(lǐng)域中有所突破和有所創(chuàng)新，如果一般通過查新，能夠申請發(fā)明專利的都具有創(chuàng)造性。③實(shí)用性，是否能解決生產(chǎn)實(shí)際中的問題。

三、集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中的方法和步驟

專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)過程包括課程學(xué)習(xí)、題目確定、開題報告、中期檢查、學(xué)位論文撰寫和論文答辯等環(huán)節(jié)。我校專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)年限一般為二年，原則上用0.75-1學(xué)年完成課程學(xué)習(xí)，用1-1.25學(xué)年完成碩士學(xué)位論文。這些環(huán)節(jié)是一個有機(jī)的整體，需要合理安排，搞好各個環(huán)節(jié)的鏈接，進(jìn)行一體化考慮。只有嚴(yán)格要求，才能夠保證專業(yè)學(xué)位研究生在兩年的時間內(nèi)保質(zhì)保量的達(dá)到國家碩士生培養(yǎng)的要求。作為集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)，其專業(yè)基礎(chǔ)相對學(xué)術(shù)型研究生存在一定的差距，不進(jìn)行合理的引導(dǎo)就會使得學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣。專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)不能以單純拿到畢業(yè)證為目標(biāo)，應(yīng)更加嚴(yán)格管理、嚴(yán)格把關(guān)，保證培養(yǎng)質(zhì)量。通過近幾年的經(jīng)驗(yàn)積累，以專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)為例，一般按照下列的步驟進(jìn)行：第一學(xué)期，主要以課程學(xué)習(xí)為主，并在課堂學(xué)習(xí)中，定期安排相關(guān)教師對本實(shí)驗(yàn)室從事的科研項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)術(shù)講座，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室開展的課題研究方向和從事的科研項(xiàng)目，從總體上進(jìn)行了解和把握，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的鉆研興趣。開展教師或高年級學(xué)生關(guān)于研究課題的專題講座和基本軟件使用方法技能培訓(xùn)，使學(xué)生盡快掌握相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識和所需要的基本軟件操作方法，如從事ASIC接口電路的學(xué)生在第一學(xué)期就要求掌握Hspice和Candece等軟件。在學(xué)期末對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域知識進(jìn)行摸底考核，對優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行獎勵，末位學(xué)生進(jìn)行督促教育，使其盡快的減小自身差距。第二學(xué)期，在學(xué)習(xí)專業(yè)課程的同時，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與科研工作，將從事科學(xué)研究的方法和經(jīng)驗(yàn)有針對的進(jìn)行訓(xùn)練。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室期間，可以將科研任務(wù)進(jìn)行分解，將非核心技術(shù)部分交給學(xué)生獨(dú)立去完成，讓學(xué)生提前進(jìn)入科研狀態(tài)，完成一些力所能及的科研任務(wù)，堅(jiān)定他們從事科學(xué)研究的信心。定期通過實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)活動檢查學(xué)生課題的完成情況，從總體上把握學(xué)生的研究方向和研究方法。第三學(xué)期，根據(jù)專業(yè)學(xué)位研究生的學(xué)習(xí)情況和所掌握的知識水平，有針對性的指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課題實(shí)踐，讓學(xué)生根據(jù)自己的特長進(jìn)行課題研究。在學(xué)生進(jìn)入課題研究工作時，導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生了解本研究領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和獨(dú)立思考、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn)的能力，使其在科研工作中大膽實(shí)踐，理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生在科研工作中有所發(fā)明、有所創(chuàng)造。學(xué)生明確了課題目標(biāo)，知道為什么做、做什么、怎樣做，就能有目標(biāo)有方向地開展課題研究工作。第四學(xué)期，主要是督促檢查學(xué)生畢業(yè)論文工作，在其課題研究過程中應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行檢查，避免學(xué)生課題研究偏離方向，選擇錯誤的方法。導(dǎo)師應(yīng)當(dāng)積極鼓勵學(xué)生在本學(xué)期多發(fā)表學(xué)術(shù)論文。發(fā)表學(xué)術(shù)論文不僅能夠提高學(xué)生的文字表達(dá)能力，還能夠讓學(xué)生勤于思考，提出自己的創(chuàng)新方法，對學(xué)生后期的畢業(yè)論文撰寫打下良好的基礎(chǔ)。因此，踏實(shí)的論文工作是提高個人學(xué)術(shù)素養(yǎng)和掌握綜合知識的最佳途徑，為學(xué)生畢業(yè)后從事科研實(shí)踐養(yǎng)成良好的工作作風(fēng)，培養(yǎng)自主從事科研工作的能力。

總之，通過加強(qiáng)基礎(chǔ)知識、基本技能訓(xùn)練與能力培養(yǎng)的相融通；實(shí)踐與課程學(xué)習(xí)、業(yè)務(wù)培養(yǎng)與素質(zhì)提高有機(jī)結(jié)合，使集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生養(yǎng)成了較強(qiáng)的自我獲取知識的能力，自我構(gòu)建知識的能力及自我創(chuàng)新的能力。已經(jīng)畢業(yè)的專業(yè)學(xué)位研究生就業(yè)形勢一直是供不應(yīng)求?？鬃釉唬褐卟蝗绾弥撸弥卟蝗鐦分?。學(xué)生只有好知并樂知，才能使集成電路工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的質(zhì)量不斷穩(wěn)定和不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

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[3]朱高峰.新世紀(jì)中國工程教育的改革與發(fā)展[J].高等工程教育研究，2003，（1）：3-9.

篇2

關(guān)鍵詞：本科教育；微電子；課程體系；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）04-0033-03

一、引言

微電子技術(shù)是隨著集成電路，尤其是超大型規(guī)模集成電路而發(fā)展起來的一門新的技術(shù)。微電子技術(shù)包括系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、器件物理、工藝技術(shù)、材料制備、自動測試以及封裝、組裝等一系列專門的技術(shù)，是高科技和信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。微電子產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)有著巨大貢獻(xiàn)，并滲透到其他很多學(xué)科，是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。作為電子通信類高校，南京郵電大學(xué)建校近50年來，正朝著信息科技類大學(xué)進(jìn)軍。隨著電子、通信和信息等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)外都需要大量的微電子學(xué)人才，我校成立微電子學(xué)專業(yè)，旨在為我國的ASIC設(shè)計(jì)方面，培養(yǎng)急需的人才[1-6]。我國“十五”計(jì)劃綱要明確提出大力發(fā)展半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)，為了滿足社會的發(fā)展和需求，我校微電子專業(yè)成立于2001年，并于2007年招收第一批本科生。在學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)的重視和關(guān)心下，專業(yè)建設(shè)取得了飛速發(fā)展。本科人才培養(yǎng)方案是各專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格以及培養(yǎng)過程和方式的總體設(shè)計(jì)，是學(xué)校組織本科教學(xué)、規(guī)范教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綱領(lǐng)性文件，對人才培養(yǎng)質(zhì)量具有決定性的影響。當(dāng)今的高校教育不僅需要培養(yǎng)大量理論基礎(chǔ)較扎實(shí)、具有開拓創(chuàng)新精神的專業(yè)型人才，也更需要培養(yǎng)大量工程應(yīng)用型人才。所謂“應(yīng)用型人才”主要是指德、智、體、美等方面全面發(fā)展的，能夠?qū)I(yè)知識和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會實(shí)踐的高級專門人才?！皯?yīng)用型人才培養(yǎng)模式是以能力為中心，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標(biāo)的”。它更加注重的是實(shí)踐性、應(yīng)用性和技術(shù)性。即基礎(chǔ)知識比高職高專學(xué)生深厚、實(shí)踐能力比傳統(tǒng)本科生強(qiáng)，是本科應(yīng)用型人才最本質(zhì)的特征。本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式是根據(jù)社會、經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的需要，在一定的教育思想指導(dǎo)下，人才培養(yǎng)目標(biāo)、制度、過程等要素特定的多樣化組合方式。

二、深化完善本科教學(xué)體系改革的措施探討

人才培養(yǎng)方案制（修）訂工作對于學(xué)校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、進(jìn)一步深化完善本科教學(xué)體系改革具有重要意義，人才培養(yǎng)方案制（修）訂需要全面貫徹國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要，認(rèn)真落實(shí)教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見等文件要求，不斷適應(yīng)國家和社會發(fā)展需要，進(jìn)一步深化教育教學(xué)改革，優(yōu)化人才培養(yǎng)過程，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。具體的改革措施探討如下。

1.進(jìn)一步明確本專業(yè)的特點(diǎn)和優(yōu)勢。培養(yǎng)方案是高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、開展人才培養(yǎng)工作的總體設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，為全面貫徹教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見，以執(zhí)行最新頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)設(shè)置管理規(guī)定為契機(jī)，推動我校新一輪專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革，以不斷適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)、科技、社會發(fā)展對各類高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需要，根據(jù)我校教育教學(xué)改革的實(shí)際，及時總結(jié)人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，以“本科教學(xué)工程”建設(shè)工作為抓手，積極參與教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”及“工程教育專業(yè)認(rèn)證”，進(jìn)一步更新教育觀念，深化教育教學(xué)改革，提高本科教育質(zhì)量，構(gòu)建和完善適合我校辦學(xué)指導(dǎo)思想、具有我校辦學(xué)特色的本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，根據(jù)新《目錄》規(guī)定的各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、主干學(xué)科、核心課程、主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、主要專業(yè)實(shí)驗(yàn)，緊密結(jié)合近年“本科教學(xué)工程”改革實(shí)踐，開展本科專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂。本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要，道德文化素養(yǎng)高，社會責(zé)任感強(qiáng)，身心健康，掌握扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識和必備的專業(yè)知識，具有良好的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、專業(yè)能力和創(chuàng)新意識，能在微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計(jì)及相關(guān)的電子信息科學(xué)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)管理等工作的專門技術(shù)人才。主要專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮悠骷?、工藝和集成電路設(shè)計(jì)。注重集成電路設(shè)計(jì)、集成電路版圖設(shè)計(jì)、微電子器件設(shè)計(jì)和MEMS設(shè)計(jì)。

2.課程設(shè)置進(jìn)一步優(yōu)化。課程的設(shè)置是否合理對人才的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用，尤其是現(xiàn)今提出的對專業(yè)人才的更高要求，需要進(jìn)一步優(yōu)化課程體系，合理安排課程內(nèi)容。首先，在課程設(shè)置方面，當(dāng)前，南郵本科微電子專業(yè)經(jīng)過幾年的發(fā)展，取得了不少成績。但世界范圍內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的特點(diǎn)決定了高校微電子學(xué)科的教學(xué)必須緊緊跟隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐。我們在看到以前所取得的成績的同時也必須看到其中所存在的一些問題，并積極進(jìn)行改革創(chuàng)新。我校的微電子專業(yè)在設(shè)立初期，經(jīng)過各方專家的反復(fù)討論和論證，建立了一套統(tǒng)一的專業(yè)課程和教學(xué)大綱。這套課程滿足該專業(yè)最基本的專業(yè)要求。但由于微電子專業(yè)設(shè)立時間不長，仍屬于起步階段，由于硬件條件和師資力量的缺乏和不到位，無法設(shè)立多樣的課程體系和科目，所以目前的教學(xué)仍然是基本上按統(tǒng)一的教學(xué)大綱和教學(xué)要求組織。隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，通達(dá)微電子學(xué)院的設(shè)立，選修微電子專業(yè)課程的學(xué)生人數(shù)不斷增加，原有的教學(xué)課程體系和科目還需要進(jìn)一步細(xì)化、深化、推廣。為此，在課程設(shè)置上，我們必須對已經(jīng)投入使用的培養(yǎng)方案進(jìn)行分析和總結(jié)、不斷地進(jìn)行修訂和完善，將整個學(xué)科的課程結(jié)構(gòu)體系、到具體到每一門課程的知識體系，都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期在最短的學(xué)時內(nèi)使學(xué)生掌握牢固的知識。最終使學(xué)生獲得以下幾方面的能力：掌握扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等方面的基本理論和基本知識；系統(tǒng)掌握量子與固體物理、半導(dǎo)體物理與器件物理、半導(dǎo)體集成電路設(shè)計(jì)和制造的基本知識，具有獨(dú)立進(jìn)行微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計(jì)的基本能力；了解電子信息類專業(yè)的一般原理和知識，受到科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維的訓(xùn)練，具有本學(xué)科與跨學(xué)科的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的基本能力；在綜合類實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)中具有較強(qiáng)的獨(dú)立設(shè)計(jì)、分析和調(diào)試系統(tǒng)的能力，能夠完成綜合性和探索性工作的能力；養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力；其次，對于理論課程的內(nèi)容，針對南京郵電大學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和電子科學(xué)與工程學(xué)院的實(shí)際情況，以及本專業(yè)的特色建設(shè)，主要專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮悠骷?、工藝和集成電路設(shè)計(jì)。注重集成電路設(shè)計(jì)、集成電路版圖設(shè)計(jì)、微電子器件設(shè)計(jì)和MEMS設(shè)計(jì)。以能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)，并考慮學(xué)生畢業(yè)后從事的職業(yè)，根據(jù)工作的要求對教學(xué)中的課程進(jìn)行專項(xiàng)的能力和綜合能力培養(yǎng)。在通識教育類課程中設(shè)置了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)等。專業(yè)教育類課程中設(shè)置了信號與系統(tǒng)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)及電工電子實(shí)驗(yàn)等。這些是所有涉及到電類專業(yè)的學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的課程。在微電子專業(yè)的專業(yè)課中安排了固體物理、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體集成電路工藝、半導(dǎo)體器件物理、通信原理，這些課程都是基礎(chǔ)理論課程，是為微電子專業(yè)的學(xué)生打下基本的專業(yè)基礎(chǔ)?？紤]到工程認(rèn)證的需要，在集成電路與CAD的課程設(shè)置上，專門增加了16小時的實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和操作技能。在集成電路分析與設(shè)計(jì)的課程設(shè)置中，專門將模擬和數(shù)字分開，設(shè)置了各48小時的模擬集成電路分析與設(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路分析與設(shè)計(jì)，這不同于其他院校的課程設(shè)置，應(yīng)該也算是我專業(yè)的一個特色和優(yōu)勢。使學(xué)生掌握初步的集成電路設(shè)計(jì)知識，加強(qiáng)了學(xué)生的集成電路分析和設(shè)計(jì)的能力。除了已經(jīng)設(shè)置的32小時的VLSI設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課和32小時的微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)，還增加了32小時的工藝實(shí)驗(yàn)，這也大大加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)和上機(jī)比例。具體來講，已經(jīng)在建設(shè)的ASIC設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上開展了ASIC設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，并籌備建立了微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，擁有了一批工作站、計(jì)算機(jī)等硬件資源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等軟件資源、學(xué)會一到兩種EDA工具的使用方法。建設(shè)微電子器件和半導(dǎo)體物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上購置了必要的儀器設(shè)備、編寫了實(shí)驗(yàn)教程、開展了半導(dǎo)體材料實(shí)驗(yàn)和晶體管測試實(shí)驗(yàn)；基于以上措施，建立一整套完備的、覆蓋微電子產(chǎn)業(yè)前端和后端工序的微電子實(shí)驗(yàn)課程體系。開展了器件和工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。掌握一定微電子實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ俏㈦娮訉I(yè)本科生應(yīng)當(dāng)具備的基本素質(zhì)。在微電子專業(yè)的專業(yè)選修課中設(shè)置了VLSI版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)、微電子器件設(shè)計(jì)、MEMS與微系統(tǒng)設(shè)計(jì)、新型微電子器件、通信集成電路等多門課程，涵蓋了微電子方向的器件設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等各個方面。更好地體現(xiàn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方向和目標(biāo)。再者，實(shí)踐課程的內(nèi)容上，由于微電子專業(yè)是一個實(shí)踐性較強(qiáng)、實(shí)踐內(nèi)容多的專業(yè)，從集成電路的生成流程來看，其實(shí)踐內(nèi)容包括系統(tǒng)和電路設(shè)計(jì)、器件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、實(shí)際流片和測試。實(shí)踐課程的設(shè)置對培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力、判斷能力和創(chuàng)新能力極為關(guān)鍵；需要工程認(rèn)證的專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程必須要達(dá)到30%以上。因此，還擬通過建立微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)微電子和半導(dǎo)體測試實(shí)驗(yàn)課，在培養(yǎng)學(xué)生理論知識的同時，加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)既有較深理論基礎(chǔ)，又有一定動手能力的全面發(fā)展的學(xué)生。在實(shí)踐型環(huán)節(jié)的課程設(shè)置中，通識基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課中安排了電類學(xué)科所必須的程序設(shè)計(jì)、電裝實(shí)習(xí)、電子電路課程設(shè)計(jì)等。在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中，設(shè)置了軟件設(shè)計(jì)、微電子課程設(shè)計(jì)等，尤其是微電子課程設(shè)計(jì)，將進(jìn)行較大的改革，要求改革后設(shè)計(jì)內(nèi)容都是與本專業(yè)緊密相關(guān)，全面運(yùn)用到所學(xué)的專業(yè)知識。

3.師資隊(duì)伍的建設(shè)。本專業(yè)現(xiàn)在擁有專業(yè)教師14名，完全滿足本科的專業(yè)教學(xué)需要，但從事集成電路設(shè)計(jì)方向的老師比較缺乏。還有，學(xué)生的個性不同，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的興趣、主動性等方面差異很大；隨著社會競爭的日益激烈和社會需求的不斷變化，又使學(xué)生的未來發(fā)展面臨很大挑戰(zhàn)，學(xué)生的需求隨之呈現(xiàn)多樣化。因此，多元化的培養(yǎng)規(guī)格應(yīng)當(dāng)成為共識。將學(xué)生的具體情況和社會需求相結(jié)合，這就要求我們必須打破現(xiàn)有的統(tǒng)一模式，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際和社會需求建立多樣化的課程體系，實(shí)施分類教學(xué)，在保證打好扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)的前提下，設(shè)立盡可能多的適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展的方向性課程。建立既具有深厚扎實(shí)的理論知識功底，又具有精通實(shí)踐、有很強(qiáng)的動手操作能力和解決生產(chǎn)實(shí)際問題能力的教師隊(duì)伍迫在眉睫。近幾年，我學(xué)院在引進(jìn)高水平的師資力量方面進(jìn)行了不懈的努力，微電子專業(yè)教師的隊(duì)伍在不斷擴(kuò)大，教師的專業(yè)方向也在不斷豐富，能夠勝任并有選擇性地?fù)?dān)任各主要方向的專業(yè)課教學(xué)。但仍然缺乏學(xué)科帶頭人，缺乏一個凝聚人心的事業(yè)平臺，學(xué)術(shù)梯隊(duì)。這就要加速建設(shè)學(xué)科帶頭人、重點(diǎn)骨干教師和優(yōu)秀青年教師4個層次的學(xué)術(shù)梯隊(duì)。通過培養(yǎng)和引進(jìn)，形成一批整體素質(zhì)高、學(xué)術(shù)實(shí)力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的學(xué)術(shù)梯隊(duì)，使其在學(xué)科建設(shè)中發(fā)揮突出作用。鼓勵教師積極申報各類項(xiàng)目，積累一定的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和操作經(jīng)驗(yàn)。鼓勵教師與公司、研究所合作，鼓勵教師到國內(nèi)外高校去做訪問學(xué)者，積極參加國內(nèi)外舉辦的國際會議，從而了解專業(yè)的最新發(fā)展、前沿問題，開闊眼界。

三、小結(jié)

總的來說，微電子學(xué)是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。培養(yǎng)方案是高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、根據(jù)我校教育教學(xué)改革的實(shí)際，及時總結(jié)人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，以“本科教學(xué)工程”建設(shè)工作為抓手，積極參與教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”及“工程教育專業(yè)認(rèn)證”，進(jìn)一步更新教育觀念，深化教育教學(xué)改革，提高本科教育質(zhì)量，迫在眉睫。其中需明確我校的特點(diǎn)和優(yōu)勢，以通信集成電路設(shè)計(jì)為主要方向，同時兼顧工藝設(shè)計(jì)與器件設(shè)計(jì)。相信通過培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、師資等各方面的建設(shè)，一定會培養(yǎng)出高質(zhì)量的微電子學(xué)領(lǐng)域人才，為我國的微電子工業(yè)做出貢獻(xiàn)。

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篇3

【關(guān)鍵詞】電視機(jī)；故障；檢修

1.引言

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電視機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品與我們生活息息相關(guān)。本文以電視機(jī)為例，分析電子產(chǎn)品常見故障檢修方法，通過案例講解，介紹了電視機(jī)常見故障排除方法。

2.電視機(jī)常見故障現(xiàn)象

（1）開機(jī)后或使用時，聽到“啪啪”的響聲，甚至有臭味，此時如不立即關(guān)機(jī)，則有可能損壞元件或使顯像管炸裂。這是電視機(jī)高壓部分在打火，使空氣的氧氣在電火花作用下生成少許臭氧。

（2）使用過程中電視機(jī)突然冒煙或有焦煙味，嚴(yán)重出現(xiàn)明火應(yīng)立即切斷電源，清除周圍可然物品，用細(xì)沙或濕棉被，毛毯等紡織物包住電視機(jī)，以隔絕空氣流通，撲滅火苗，同時防止因燃燒而引起顯像管爆炸傷人。但嚴(yán)禁用水滅火，以免顯像管驟冷爆裂。

（3）電視機(jī)亮度突然變暗，整幅畫面縮小，這是電源故障所致，要及時關(guān)機(jī)，以免故障擴(kuò)大。

（4）開機(jī)后，屏幕上出現(xiàn)不規(guī)則的黑點(diǎn)或黑線，較長時間地跳動，可將頻道選擇鈕撥到空擋觀察，如仍不消失，應(yīng)立即關(guān)機(jī)。

3.故障分析步驟

（1）切斷電源，打開電視機(jī)后蓋，切勿碰高壓嘴部分，從電源線開始檢查，觀察整體電路，看看有沒有異常現(xiàn)象，比如電阻燒斷或電路板線條燒斷等現(xiàn)象；

（2）若無明顯外部故障，通電，根據(jù)電視機(jī)的光、像、色、聲幾方面的情況，確認(rèn)故障現(xiàn)象，從故障現(xiàn)象推斷故障所在的范圍；

（3）通過檢查和分析確定故障部位；

（4）運(yùn)用各種測試手段發(fā)現(xiàn)故障元件；

（5）用合格的元件更換故障元件或進(jìn)行必要的調(diào)整來排除故障。

圖1-1 故障檢修流程圖

4.故障分析過程注意事項(xiàng)

（1）集成電路（IC）的引腳間距很小，測量時表棒容易發(fā)生短路，造成意外的損壞。在此特別提醒：檢測時，一是建議采用單手操作；二是不宜直接測集成塊引腳本身，而應(yīng)測引腳外延的焊盤；三是表筆不宜過于傾斜，以防止短路；四是嚴(yán)禁帶電測電阻和焊接元件。

（2）在拆除顯像管高壓帽之前，-定要對顯像管的陽極殘留電壓進(jìn)行放電。放電方法：關(guān)機(jī)后將顯像管高壓嘴串一個10k（2W）電阻，對顯像管玻璃外殼進(jìn)行多次放電。放電時，應(yīng)對顯像管地線放電，切不可在機(jī)內(nèi)地線上打火放電，更不能用打火法來試驗(yàn)有無高壓；否則，會引起集成電路（特別是解碼集成塊）的損壞。

（3）在發(fā)現(xiàn)開機(jī)斷保險絲時，未經(jīng)查明原因，不急于換上保險絲通電（特別不能用比原來規(guī)格大的保險絲或金屬絲替代），否則，可能會使尚未損壞的元件（如電源調(diào)整管、行輸出管、基色輸出管等）燒壞。如果不通電無法發(fā)現(xiàn)故障，可用規(guī)格相同的保險絲換上去再試一下，此刻要掌握時機(jī)，觀察故障現(xiàn)象。最好先切斷電視機(jī)穩(wěn)壓電源的負(fù)載，然后檢查穩(wěn)壓電源。

（4）將底板平放在桌面時，要預(yù)先檢查底板下面是否有金屬物，以防止開機(jī)時時造成短路。不要帶電移動電路板。

（5）當(dāng)掃描電路不正常，屏幕上呈現(xiàn)一條水平亮線或垂直亮線時，應(yīng)將亮度關(guān)小后再進(jìn)行檢查，以免燒傷屏幕。

（6）檢修時，不可盲目調(diào)試機(jī)內(nèi)可調(diào)元件（如磁心、磁帽、可變電阻、電位器等），否則，會使那些本來無故障的電路工作失常。

（7）在通電檢查時，如發(fā)現(xiàn)冒煙、打火、焦臭味、異常過熱等現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)機(jī)檢查。

5.更換元件注意事項(xiàng)

（1）集成電路的更換

集成電路損壞后，一定要用同型號的更換。更換集成塊時，務(wù)必確定正確的插入方向，切不可將管腳插錯，必須在關(guān)閉電源之后進(jìn)行，拆裝集成電路時，烙鐵外殼不可帶電以免損壞集成電路。

（2）晶體管的更換

更換晶體管最好用相同型號的管子，或者用晶體管對換表中所列功能相同的管子（但要注意管腳排列是否相同）。對于低頻管，其耐壓和β值應(yīng)符合要求。對于高頻管，其耐壓和fT值應(yīng)符合要求：對于功率管，其耐壓和功耗應(yīng)符合要求；在更換中還要檢查絕緣用的云母薄片有無裂損，替換后再用萬用表檢查絕緣情況。

（3）線圈、變壓器的更換

因?yàn)楦鞣N電視機(jī)所用線圈、變壓器多數(shù)不盡相同，所以更換時應(yīng)用與原機(jī)相同規(guī)格的線圈或變壓器。但換上同規(guī)格的線圈、變壓器后，需作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。若無成品更換而需自行制作時，則應(yīng)該用同樣線徑，同樣長度的導(dǎo)線（有時就可用原來的導(dǎo)線），按同樣的工藝?yán)@制和處理，以確保電感量相同，絕緣性能良好。應(yīng)特別注意其引出頭位置應(yīng)與原來相同。

（4）彩色顯像管的更換

彩色電視機(jī)通常采用自會聚彩色顯像管，其偏轉(zhuǎn)線圈是由廠家配套供應(yīng)的，并已事先調(diào)整到最佳狀態(tài)。顯像管衰老或損壞了，需用同規(guī)格的顯像管連同偏轉(zhuǎn)線圈一起更換。如果只更換顯像管，則更換后需要進(jìn)行色純度與會聚的嚴(yán)格校正。

6.檢修實(shí)例

（1）無光柵、無伴音、無彩色檢修

此故障一般是電源電路或行輸出電路有故障所致。檢修時，首先應(yīng)檢查機(jī)內(nèi)兩只熔斷器是否熔斷（可只觀檢查或用萬用表R1×1Ω擋測量）。0.5A熔斷器串接在電源變壓器的一次（初級）回路中，也可以在不打開電視機(jī)外殼的情況下，測出電源變壓器一次回路是否開路。其方法是：將萬用表至于R×10Ω擋，兩只表筆分別接電源插頭的兩端，然后接通電源的開關(guān)，正常時能測出幾百歐姆的電阻值，若測得阻值為無窮大，則是0.5A熔斷器熔斷、電源變壓器一次繞組開路、電源線斷線或電源開關(guān)損壞。

若0.5A熔斷器熔斷，則應(yīng)檢查電源變壓器是否燒毀、整流器是否擊穿。若電源變壓器和整流器件正常，則是市電電壓不穩(wěn)定（瞬間偏高）所致。若2A熔斷器熔斷，則是電源穩(wěn)壓調(diào)整電路或負(fù)載電路有短路故障，應(yīng)檢查是行輸出管、行輸出變壓器等負(fù)載電路短路還是行頻偏移使行掃描工作電流增大。

若熔斷器完好，則應(yīng)測量穩(wěn)壓電源的+12V輸出電壓是否正常。若+12V電壓為0V，則是電源調(diào)整管或復(fù)合放大管開路、復(fù)合放大管基極的偏置電阻器開路、穩(wěn)壓二極管擊穿損壞等。若+12V電壓偏低，僅有3V～5V，則是整流電路或穩(wěn)壓電路中有元器件損壞。

圖1-2 “三無”故障檢修流程圖

（2）有圖像、有伴音、無彩色故障檢修

有圖像、有伴音，表明信號通道中自高頻頭至中放部分是正常的，當(dāng)然電源電路、伴音電路和掃描系統(tǒng)也是正常的。如果圖像質(zhì)量和伴音質(zhì)量都較差，無彩色的故障還有可能在公共通道（如天線接觸不良或通道增益下降等），如果圖像和伴音質(zhì)量均較好，故障范圍可以鎖定在解碼電路或色度控制電路。

圖1-3 有圖像、有伴音、無彩色檢修流程圖

（3）無光柵、無圖像、有伴音故障檢修

圖1-4 無光柵、無圖像、有伴音故障檢修流程圖

有伴音，表明公共通道和電源電路正常。根據(jù)本機(jī)開關(guān)電源是采用行逆程脈沖反饋鎖定振蕩頻率的特點(diǎn)，可以基本判定行掃描電路也正常。

7.結(jié)束語

本文是作者長期維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，僅供初學(xué)者和電子愛好者參考。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞:液晶顯示模塊;單片機(jī);keil;串口

中圖分類號:TJ012.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

The Design of Liquid Crystal Monitor with LCD 12232

GAO Jian, XIN Chang-fan

(Electromechanical Engineering College, North University of China, Taiyuan Shanxi030051, China)

Abstract: Liquid Crystal Display (LCD) is a high-tech infrastructure components. It uses the liquid crystal electro-optic effect, LCD put on electric and magnetic fields. light and temperature changes in the external conditions under certain conditions for the conversion made visual signals to the display. LCD with a low voltage, low power consumption, and CMOS IC match. Through the common LCD module 12232F specific analysis, given the LCD module with SCM AT89S52 how to achieve serial link.

Keywords: liquid crystal display module; scm; keil; serial port

引 言

隨著信息社會的發(fā)展,要處理的信息量越來越龐大,信息的交換也日益頻繁,人們更廣泛、更經(jīng)常地接觸各種顯示設(shè)施與顯示裝置。顯示裝置與顯示技術(shù)已經(jīng)越來越成為人們生活中不可或缺的一部分,而電子工業(yè),尤其是集成電路、計(jì)算機(jī)業(yè)的發(fā)展,使得信息處理、器件的制造等越來越容易[1,2]。顯示技術(shù)的發(fā)展首先體現(xiàn)在顯示器的發(fā)展上,其發(fā)展趨勢是向著大信息量、平板化、彩色化、低功耗、實(shí)時顯示的方向發(fā)展[1,3]。

現(xiàn)今市場上顯示器種類繁多,功能各有不同,常見的顯示器有:陰極射線管(CRT)、電致發(fā)光顯示、發(fā)光二極管顯示、液晶顯示(LCM)、等離子顯示、熒光顯示、電泳顯示(EPID)以及壓電顯示(PLZT)等等[4]。

隨著液晶顯示器件本身技術(shù)的成熟,產(chǎn)品的更新?lián)Q代,一些原有的缺陷被不斷克服,使其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。液晶的應(yīng)用大致可以分為四大類:顯示、光學(xué)、傳感和其它類。本文主要介紹液晶顯示的相關(guān)內(nèi)容[5]。

1 KM12232F字庫系列漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊的顯示原理

由深圳市煒燁興電子公司推出的KM12232F字庫系列漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊,內(nèi)部電路工作簡單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,其內(nèi)部電路圖如圖1所示。

圖1中IC1是帶控制器的行列驅(qū)動器,IC2為列驅(qū)動器。KM12232F引腳有并行口、串行口之分。模塊對液晶顯示的控制和驅(qū)動都由模塊內(nèi)部的芯片及電路來完成,因此它與外部連接只有控制線和數(shù)據(jù)線,主控CPU通過設(shè)置數(shù)據(jù)線和控制線的值來實(shí)現(xiàn)所需要的顯示方式,其它功能由模塊自動完成。

2液晶中顯示漢字的編碼原理

2.1漢字的輸出顯示

漢字的輸出主要是指漢字字形的輸出,方式主要是顯示和打印兩種。實(shí)際上,每一個漢字都是一個特定的圖形,用一個點(diǎn)陣來表示。點(diǎn)陣的每個點(diǎn)位只有兩種狀態(tài):有點(diǎn)或無點(diǎn)。若用二進(jìn)制代碼來表示即該位取值為1 表示有點(diǎn),取值為0表示無點(diǎn)。

所有漢字和各種符號的點(diǎn)陣信息就組成漢字的“字模庫”(簡稱字庫)。字模的表示順序?yàn)?先從左到右,再從上到下。也就是先畫第一行左上方的8個點(diǎn),再是右上方的8個點(diǎn),然后是第二行左邊8個點(diǎn),右邊8個點(diǎn),以此類推。

2.2漢字的顯示原理

(1)讀入漢字的機(jī)內(nèi)編碼。

(2)經(jīng)過檢索,查到機(jī)內(nèi)碼對應(yīng)的點(diǎn)陣信息在字模庫的地址。

(3)從字庫中檢索出該漢字的點(diǎn)陣信息。

(4)利用顯示驅(qū)動程序?qū)⑦@些信息送到顯示卡的顯示緩沖存儲器中。

(5)顯示器的控制器把點(diǎn)陣信息整屏依次讀出,并使每一個二進(jìn)制位與屏幕的一個點(diǎn)位相對應(yīng),就可以將漢字字形在屏幕上顯示出來。

3液晶顯示的串口實(shí)現(xiàn)方案

在本文中主要實(shí)現(xiàn)液晶模塊與單片機(jī)的串口連接。

3.1液晶與單片機(jī)串口連接

如圖2所示,L-為背光陰極,接地;L+為背光陽極,接5V電源,也可以不接。本文中,時鐘、數(shù)據(jù)、片選分別接單片機(jī)的P3.5、P3.4、P3.3, KM12232F與單片機(jī)連接引腳定義如下:

格式: sbit 元件名_引腳名=要接至的單片機(jī)引腳

sbit CS=P3.3

sbit SID=P3.4

sbit SCLK=P3.5

3.2單片機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電源用USB口,與PC數(shù)據(jù)連接用9芯串口接頭;使用單片機(jī)內(nèi)部時鐘,外接12MHz晶振;單片機(jī)程序?qū)懭胗肞1口的P1.5、P1.7引腳;芯片MAX232CPE是16針SMD封裝IC,用于完成計(jì)算機(jī)232端口的數(shù)據(jù)電平轉(zhuǎn)換,并連接CMOS電路,其主要功能是實(shí)現(xiàn)串口通訊功能的驅(qū)動與串口數(shù)據(jù)接收,工作電壓+5V。電路如圖3所示。

3.3單片機(jī)調(diào)試

在此設(shè)計(jì)中,程序用類C語言實(shí)現(xiàn),用到的單片機(jī)編譯工具為keil。設(shè)計(jì)方案如下:

(1)用9芯串口線將89ISP的印制板(PCB板)與計(jì)算機(jī)相連。

(2)撥動單刀雙擲開關(guān)(SW),使單片機(jī)的復(fù)位腳(RESET)接地。

(3)啟動軟件,撥動單刀雙擲開關(guān),將單片機(jī)的復(fù)位腳接到電源上。

(4)注意:掉電或復(fù)位腳接地后,需要重新啟動軟件,方能正常工作。

4顯示模塊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板如圖4所示,圖中兩根導(dǎo)線連接在液晶的背光陽極與背光陰極上,其中紅線接背光陽極,藍(lán)線接背光陰極。

將開關(guān)撥至serial位置,運(yùn)行軟件89ISP.exe,選擇串口和文件,將編譯好的“.hex”文件點(diǎn)擊自動,將程序通過串口寫入單片機(jī),如圖5所示

程序?qū)懭脒^程中有時會出現(xiàn)“校對錯誤”提示,可能原因是串口選擇錯誤或串口不同,檢查無誤后,需要將模塊重新上電,并關(guān)閉燒錄軟件,重新打開。

程序?qū)懭氤晒?將開關(guān)撥至program就可以看到在程序中要顯示的內(nèi)容了,如圖6所示。圖6為實(shí)現(xiàn)漢字在此液晶模塊中的顯示。

如果環(huán)境光源較好,液晶的背光電源可以不加,背光主要是為了在外部光源環(huán)境不好的情況下能清楚看到顯示內(nèi)容而設(shè)。

5結(jié)論

本文對基于AT89S52單片機(jī)和12232液晶顯示模塊的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了探討,設(shè)計(jì)了硬件電路和軟件,從而對顯示控制模塊12232進(jìn)行了有效地控制,所應(yīng)用程序均在Keil軟件編譯環(huán)境下調(diào)試通過,且該顯示方法已經(jīng)在某工業(yè)測控系統(tǒng)上得到成功驗(yàn)證。該液晶顯示屏能夠正常顯示連續(xù)的漢字、字符,與同類型的其它圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比, 其硬件電路結(jié)構(gòu)簡單、控制方式靈活,對于其它型號的接口芯片也有參考價值。通過對計(jì)算機(jī)通信設(shè)計(jì)、虛擬儀器的開發(fā)以及外部存儲器的擴(kuò)展, 非常方便地形成主從機(jī)的多機(jī)通信監(jiān)控系統(tǒng)[6]。因此, 本文所研究的液晶顯示模塊的硬件接口和軟件設(shè)計(jì)在測控系統(tǒng)的液晶顯示中有很高的實(shí)用價值。

參考文獻(xiàn)

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[2]周一恒, 嚴(yán)家明. 基于單片機(jī)控制的液晶顯示原理與設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)電工程技術(shù),2008年第37卷第10期.

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篇5

【 關(guān)鍵詞 】 公路；通信系統(tǒng)；數(shù)字化；創(chuàng)建

Talk About Highway Communication System Digital Platform

Xie Miao

(Traffic Emergency Command &Dispatch Center of Tangshan Municipal Transport Bureau HebeiTangshan 063000)

【 Abstract 】 Modern information technology for the rapid development of communication system in the building of the digital platform provides technical support, with related hardware and software equipment can improve the data processing efficiency of communication system. Traditional communication system transmits a signal susceptible to outside interference, digital platform and effectively avoid the interference caused by the adverse effects. In view of the future highway communication system digital transformation is an inevitable trend, this paper analyzes the highway communication digital platform to create related issues.

【 Keywords 】 highway; communication system; digital; create

0 引言

近年來公路交通意外事故頻發(fā)，不僅影響了道路運(yùn)輸?shù)挠行蜻M(jìn)行，也對參與交通運(yùn)輸人員的生命安全、財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。通信系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用滿足了交通信息的傳輸需求，及時把公路路況、車輛運(yùn)輸?shù)刃畔⑤斔徒o監(jiān)控人員，協(xié)調(diào)了公路交通的穩(wěn)定作業(yè)。數(shù)字化平臺是基于信息技術(shù)的高科技控制平臺，其能夠擺脫傳統(tǒng)通信系統(tǒng)面臨的諸多干擾問題。

1 數(shù)字化平臺建立的諸多優(yōu)點(diǎn)

數(shù)字化平臺就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。數(shù)字化通信可傳輸電報、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等數(shù)字信號，也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語聲和圖像等模擬信號，為高速公路管理體制的完善提供了幫助，如圖1。

公路通信建立數(shù)字化平臺起到了多方面的作用，尤其是在維持?jǐn)?shù)據(jù)信號傳輸穩(wěn)定性方面的功能獨(dú)特。具體表現(xiàn)：①數(shù)字信號適用于易產(chǎn)生雜波和波形失真的錄像機(jī)及遠(yuǎn)距離傳送使用。數(shù)字信號傳送具有穩(wěn)定性好、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字信號本身與模擬信號相比受外部雜波的影響較小。②數(shù)字信號需要使用集成電路(IC)和大規(guī)模集成電路(ISI)，而且計(jì)算機(jī)易于處理數(shù)字信號。數(shù)字信號還適用于數(shù)字特技和圖像處理。③數(shù)字信號處理電路簡單。它沒有模擬電路里的各種調(diào)整，因而電路工作穩(wěn)定、技術(shù)人員能夠從日常的調(diào)整工作中解放出來。④數(shù)字信號易于進(jìn)行壓縮。這一點(diǎn)對于數(shù)字化攝像機(jī)來說，可大大方便公路信號的傳輸。

2 公路信號傳輸面臨的干擾問題

通信工程是高速公路建設(shè)的分支項(xiàng)目，對保持公路交通信息傳輸?shù)臅惩ㄐ杂兄e極作用。通信系統(tǒng)在信號傳輸階段易受外界因素的干擾，原先設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊功能無法正常發(fā)揮，給交通運(yùn)輸?shù)陌踩月裣轮T多隱患。此外，信號電纜安裝使用后也出現(xiàn)了不同程度的故障，電纜傳輸能力受到損壞。這種情況不僅降低了人員捕捉信息的效率，也容易造成公路交通安全事故。信號電纜干擾的主要來源：

2.1 諧波干擾。公路通信與電力系統(tǒng)密切相關(guān)，電力設(shè)備也是通信系統(tǒng)的硬件組成，電力系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生諧波會對公路信號造成巨大的干擾。通信設(shè)備在穩(wěn)定傳輸情況下，諧波會中斷公路通信信號的傳輸路徑，使公路信號難以及時傳輸給接收方，給數(shù)據(jù)信息的傳輸造成了不便。

2.2 電磁干擾。電磁干擾對公路通信系統(tǒng)的干擾尤為顯著，也是一種不可避免的干擾，如圖2。由于地球電磁場的存在，電磁效應(yīng)對信號電纜的干擾作用持續(xù)產(chǎn)生。電磁干擾會降低公路信號的強(qiáng)度，當(dāng)信號傳輸快靠近接收方后中斷消失。

2.3 環(huán)境干擾。通信系統(tǒng)在傳輸信號時會受環(huán)境條件的干擾，不同地區(qū)的氣候環(huán)境是不一樣的，這也是干擾公路信號傳輸?shù)闹匾蛩?。從氣候上來說，各地區(qū)的風(fēng)力、濕度、溫度等指標(biāo)大小不一，對信號發(fā)射端或接收端設(shè)備會造成不同程度的干擾。

3 數(shù)字交換機(jī)運(yùn)用于通信系統(tǒng)

新時期各地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)合作更加頻繁，保持交通線路的暢通性是極為重要的。通信數(shù)字化平臺的建立要求工程采用先進(jìn)的數(shù)字設(shè)備，針對不同的公路信息實(shí)施收集、處理、傳輸及監(jiān)測等不同的操作。數(shù)字交換機(jī)是通信系統(tǒng)的常用設(shè)備，將其安裝于在通信設(shè)備中能夠提升監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效率，快速且準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)信息。通信系統(tǒng)引入數(shù)字交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

3.1 規(guī)范運(yùn)行。規(guī)范化運(yùn)行既能保證數(shù)據(jù)信息的有序傳輸，也避免了干擾源的不利干擾作用。執(zhí)行數(shù)字化規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字交換機(jī)的另一特性，每執(zhí)行一項(xiàng)程序代碼均有對應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，這避免了人為因素調(diào)整數(shù)據(jù)而帶來的信息錯誤。在公路保持高速運(yùn)行期間，數(shù)字交換機(jī)可準(zhǔn)確、及時、完整地提供各項(xiàng)信息。

3.2 提升效率。數(shù)字交換機(jī)替代人工操作處理信息，促進(jìn)了通信數(shù)據(jù)處理效率的提升，尤其是網(wǎng)絡(luò)電話的運(yùn)用改善了信息傳遞的效率，如圖3。根據(jù)數(shù)字交換機(jī)的運(yùn)行原理，其利用相關(guān)的設(shè)備對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)操作平臺實(shí)施交換處理。對比傳統(tǒng)公路通信模式，數(shù)字化模塊的運(yùn)用提高了數(shù)據(jù)處理的數(shù)字化水平，滿足了大量復(fù)雜信息處理的要求。

3.3 自動處理。公路交通面臨許多潛在的安全隱患，由于公路通信中涉及到的信息種類繁多，且每天傳輸?shù)男畔⒘魁嫶?，若不及時處理則會導(dǎo)致信息存儲量過大，影響到通信系統(tǒng)的高效率運(yùn)行。自動化是數(shù)字交換機(jī)的另一特性，其利用計(jì)算機(jī)平臺形成一套完整的處理過程，保證信息在短時間內(nèi)處理完畢。

4 結(jié)論

總之，公路通行系統(tǒng)建立數(shù)字化平臺是未來交通業(yè)發(fā)展的必然趨勢，其利用先進(jìn)的信息技術(shù)及高科技產(chǎn)品建立通行系統(tǒng)，滿足了各種車輛運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控要求。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞:電源抑制比;低壓差線性穩(wěn)壓器;電壓增益;頻率補(bǔ)償

Design of A Low-dropout Regulator with High PSRR

YUAN Xiao-bo1,XU Dong-ming1,2,XIE Qing-sheng2

(1. Department of Information and Communication Engineering,Xi’an institute

of post and telecommunication,Xi’an710061,China;

2.Xi’an Supermicro Electronics Co.,LTD,Xi’an 710061,China)

Abstract:Power supply rejection ratio(PSRR)is one of the most important performance indexes in power management circuit, which reflects the sensitivity of the circuit to the power noise. To restrain the influence of the noise of the circuit, a high PSRR is needed. A low-dropout regulator with high PSRR is presented in this paper.

Key words: PSRR; LDO regulators; voltage gain; frequency compensation

1引言

隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展,電源管理解決方案不斷追求高效率、小面積、低成本。而LDO(Low Drop out)線性穩(wěn)壓器由于具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、低噪聲、低功耗及較小的封裝尺寸等突出特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于各種移動電子系統(tǒng)中,如筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、尋呼機(jī)、PDA等。它能夠大大地降低輸出晶體管的飽和電壓,使得輸入電壓可以非常接近輸出電壓,從而降低了功率消耗,延長了電池壽命。

本文對典型LDO電路的PSRR進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種具有高增益和高PSRR的LDO電路,并采用miller補(bǔ)償技術(shù)使電路具有高的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)[1]。

2傳統(tǒng)LDO電源抑制比分析

如圖1是簡單的LDO模型。本文將先對這個模型進(jìn)行分析,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先對公式中出現(xiàn)的參數(shù)進(jìn)行介紹:Av是LDO的開環(huán)增益,β是反饋系數(shù),Zo是輸出到地的等效電阻,Zo-reg是反饋環(huán)路的輸出電阻, Ro-passs是Mp的輸出阻抗。由圖1可以得到:

根據(jù)《CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)》中所提出PSRR的計(jì)算方法,如圖2所示的簡單等效模型,PSRR[2]可以寫為:

由式(3),對以下情況分析:

DC及低頻時的PSRR:在低頻時環(huán)路增益很大,因此可以不必考慮Zo,可以得到式(4):

中頻時的PSRR:從誤差放大器主極點(diǎn)開始到LDO環(huán)路增益下降到1(即到單位增益頻率)這段中頻范圍內(nèi),可由Av-ac(Av-ac是電路的交流小信號增益)代替Av:

由式(5)可以看出PSRR會在第一個極點(diǎn)開始下降并且會一直下降,直到單位增益頻率(UGF)。原因在于環(huán)路輸出電阻隨頻率的增大而減小。

高頻時的PSRR:ZCo在高頻時開始小于RL,PSRR可寫為式(6):

當(dāng)頻率更高時:ZCo可認(rèn)為AC短路及Co很小,可以得到式(7):

從上面的典型LDO分壓模型來描述LDO的PSRR,可以知道LDO環(huán)路響應(yīng)主極點(diǎn)后PSRR開始下降,隨后PSRR由環(huán)路增益、單位增益頻率、輸出極點(diǎn)以及寄生電阻(ESR)零點(diǎn)決定。PSRR的帶寬是以犧牲直流PSRR為代價的,但可以通過采用兩級放大器以得到高增益和理想的帶寬。下面將對實(shí)際電路增益的頻率響應(yīng)進(jìn)行分析,以達(dá)到高的PSRR和帶寬。

3改進(jìn)型LDO電路設(shè)計(jì)

誤差放大器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是頻率補(bǔ)償。一般的誤差放大器都是多極點(diǎn)結(jié)構(gòu),為了使系統(tǒng)穩(wěn)定,并提供快速的環(huán)路響應(yīng),必須對電路進(jìn)行頻率補(bǔ)償。傳統(tǒng)的LDO設(shè)計(jì)是通過用外接電容的串聯(lián)電阻引入一個零點(diǎn),來抵消一個極點(diǎn)的辦法來達(dá)到環(huán)路穩(wěn)定[3]的。但是傳統(tǒng)的LDO頻率補(bǔ)償有以下幾個缺點(diǎn):首先,由于主極點(diǎn)值與負(fù)載電阻成正比,所以輸出電流的變化會改變環(huán)路帶寬;其次,輸出電容的寄生電阻容易受溫度等的影響,使得零點(diǎn)與極點(diǎn)的抵消失效,所以穩(wěn)定性變差[4]。

針對這些缺點(diǎn),本文提出了一種動態(tài)Miller頻率補(bǔ)償結(jié)構(gòu),圖3是其電路結(jié)構(gòu)圖。Vfb 是反饋信號,Vref 來自帶隙基準(zhǔn),第1級用為誤差放大器;第2級也是一個放大器,增加電路環(huán)路增益,使電路能驅(qū)動阻值低的負(fù)載;采用PMOS 晶體管Mp作為調(diào)整管是輸出級,來提供足夠低的輸入輸出壓差;輸出直接反饋到誤差放大器輸入端。

其中電流采樣電路是由Mp、Mps、M1、M2組成的,設(shè)計(jì)時M1的偏置電流很小而M2的W/L很大,使得M1和M2都工作在亞閾值區(qū)附近,因而VSG_M1≈VSG_M2≈VTH,采樣管M2的漏端電壓等于輸出電壓Vout。因此Mps和Mp的源漏柵電壓均相等,所以此采樣電路有很高的采樣精度。

在圖3中,晶體管M8工作在線性區(qū),可以看成一個阻值隨負(fù)載電流變化的線性電阻。假設(shè)其等效電阻為rM8,則rM8、Rc和Cc可以在誤差放大器的開環(huán)傳遞函數(shù)中產(chǎn)生一個隨負(fù)載變化的零點(diǎn),這個零點(diǎn)可以用來抵消同樣隨負(fù)載變化的輸出極點(diǎn)。而Miller電容C的極點(diǎn)分裂作用可以將主極點(diǎn)移到第1級的輸出上,并把一個附加極點(diǎn)推向高頻。Cc和CM是補(bǔ)償電容,在這里附加電阻Rc是因?yàn)閱为?dú)的rM8不能提供足夠大的電阻來補(bǔ)償和抵消輸出極點(diǎn)。

忽略電路中的次要寄生參數(shù),從上面的LDO簡化電路圖可以得出總的電壓增益以及每一級的電壓增益,如式(8)、(9)、(10)、(11)。Av是電路的總增益,三級放大器的增益分別用A1、A2、A3表示,它們的跨導(dǎo)則分別用gma、gmd、gmp表示,前兩級的輸出電阻為Roa和Rod。

隨著負(fù)載電流的增大電路增益降低。

需要說明的是,此電路設(shè)計(jì)中輸出外接電容Co和等效串聯(lián)電阻較小,在此基礎(chǔ)上分析電路可得到以下結(jié)果,有三個極點(diǎn)以及兩個零點(diǎn):

通過對電路的仔細(xì)設(shè)計(jì),把P3推向高頻;用rM8,Rc和Cc在誤差放大器的開環(huán)傳遞函數(shù)中產(chǎn)生一個隨負(fù)載變化的零點(diǎn)Z2,Z2可以用來抵消同樣隨負(fù)載變化的輸出極點(diǎn)P2。這樣可以得到一個穩(wěn)定的環(huán)路響應(yīng)。仿真波形如圖4,在負(fù)載為10 mA和100 mA時相位裕度[5]都為55°左右,帶寬大于100 kHz。

通過對LDO的增益的頻率響應(yīng)和PSRR分析,可以得到以下結(jié)論:本文采用的三級運(yùn)放能夠得到高的增益的同時又保證了足夠的相位裕度,因此可以達(dá)到較高的PSRR,PSRR和增益的關(guān)系由下圖5可以看出:在低頻時可以達(dá)到90 dB的PSRR,和環(huán)路DC增益相當(dāng)(電路中輸出直接反饋到輸入端,也就是說反饋系數(shù)β為1,這樣又提高到電路的低頻PSRR),當(dāng)?shù)経GF時PSRR為最低,隨后有稍許好轉(zhuǎn)。

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當(dāng)LDO為數(shù)字電路供電時,由于數(shù)字電路工作狀態(tài)不斷發(fā)生變化,導(dǎo)致LDO負(fù)載電流的變化。LDO 的輸出電壓也會產(chǎn)生瞬時的跳變上沖(或下沖) ,也就是產(chǎn)生超調(diào)現(xiàn)象。這是由于負(fù)載的跳變,這里就引入了負(fù)載調(diào)整量的問題。本文所提出的電路因?yàn)橛休^好的頻率響應(yīng),以及附加了額外的電路來增大調(diào)整管的充放電電流(這部分電路未在電路圖中給出),使得電路能夠這里不做詳細(xì)的討論,只給出仿真結(jié)果。

圖6是在1 ns時負(fù)載電流Iout=100 mA ~ 1 mA電路的瞬態(tài)響應(yīng),可以看到輸出電壓僅有25 mV的跳變并且沒有振鈴現(xiàn)象。圖7是在1 ns時負(fù)載電流Iout=1 mA ~ 100 mA電路的瞬態(tài)響應(yīng),輸出電壓的跳變也僅有35 mV。

4結(jié)論

本文以設(shè)計(jì)輸出電流為100 mA的高穩(wěn)定、高電源抑制比線性穩(wěn)壓器LDO為目標(biāo),采用了三級放大器結(jié)構(gòu)來增大環(huán)路增益,利用工作在線性區(qū)的MOS管具有的壓控電阻特性,構(gòu)造零點(diǎn)跟蹤電路以

(下轉(zhuǎn)第87頁)

抵消隨輸出電流變化的極點(diǎn),并采用了改進(jìn)型的Miller補(bǔ)償方案使電路系統(tǒng)具有55°的相位裕度。通過對LDO的PSRR分析,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了較高的PSRR和較好的帶寬。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

袁曉波,碩士研究生,研究方向:通信專用集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì);

徐東明,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事集成電路設(shè)計(jì)與研究;

篇7

【關(guān)鍵詞】養(yǎng)路機(jī)械；電氣控制系統(tǒng)；接地

當(dāng)今時代，中國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展更，各行各業(yè)因核心技術(shù)的不斷創(chuàng)新，導(dǎo)致競爭力逐漸增加，同樣對于我國的大型重點(diǎn)行業(yè)――鐵路工程也面臨著技術(shù)創(chuàng)新問題。而對于鐵路養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的改造是本行業(yè)一直缺乏創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中控制系統(tǒng)的接地形式是核心問題。若控制系統(tǒng)接地形式不合理，會造成鐵路養(yǎng)路機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)致命問題，鐵路行業(yè)應(yīng)自主創(chuàng)新，改進(jìn)控制系統(tǒng)的接地方式，為推進(jìn)大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的健康發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1.鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械介紹

中國鐵路發(fā)展的歷程已歷經(jīng)上百年，在此過程中，養(yǎng)護(hù)及維修是保證鐵路正常運(yùn)行不可缺少的手段。回顧鐵路發(fā)展歷程，養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)也不斷在進(jìn)行，由最初的人工保養(yǎng)到中期的機(jī)械手段，再到今天的大型養(yǎng)路機(jī)械，每一步都是技術(shù)的創(chuàng)新，凝結(jié)著勞動人民的心血。改革開放以后，中國鐵路快速發(fā)展，線路數(shù)量開始突飛猛進(jìn)，造成傳統(tǒng)的小型養(yǎng)路機(jī)械不能滿足鐵路維修的需要。并且，鐵路的結(jié)構(gòu)改變及高復(fù)雜程度對養(yǎng)路機(jī)械提出了更高的要求?？蒲泄ぷ髡?，根據(jù)鐵路的特點(diǎn)，研究出了大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了施工機(jī)械、電腦控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等多種系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)體型龐大，能適應(yīng)鐵路養(yǎng)護(hù)的功能需要，已成為主流形式。

2.電氣控制系統(tǒng)接地研究

電氣控制系統(tǒng)接地時為了減小電磁波對設(shè)備的影響以及提高控制系統(tǒng)對設(shè)備的操控準(zhǔn)確度，綜合來說，養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備及養(yǎng)路設(shè)備的控制系統(tǒng)和接地處理方式三者當(dāng)中，接地方式是最易影響控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素。若控制系統(tǒng)接地方式不合理，將會造成機(jī)械出現(xiàn)故障，功能不能完全發(fā)揮，各部件之間出現(xiàn)連帶損壞現(xiàn)象，比如對配砟整形車、搗固車、清篩機(jī)械等等造成致命影響，雖然以上三種機(jī)械電路控制原理大同小異，但系統(tǒng)接地方式卻截然不同。據(jù)調(diào)查，在過去的一年中，由于接地方式不合理導(dǎo)致的接卸出現(xiàn)罷工的情況時常出現(xiàn)，比如柴油機(jī)接地方式不對，電路接觸不良會導(dǎo)致 供電電流異常變大，同時柴油機(jī)出現(xiàn)不同頻率的噪音。該故障是由于接地方式不同引起了多種小故障，例如供電線路虛接，電路因電流過大導(dǎo)致線路擊斷等等。工作人員可利用檢測設(shè)備對線路問題進(jìn)行檢查，柴油機(jī)聲音頻率異常是由于內(nèi)部齒輪之間咬合精確度出現(xiàn)問題，不同齒輪之間轉(zhuǎn)速不同導(dǎo)致相互摩擦，若不及時進(jìn)行處理，將造成機(jī)械出現(xiàn)不可恢復(fù)的損傷。當(dāng)接地方式不良時，啟動器中的繼電器電流回流不穩(wěn)定，電流已出現(xiàn)散流或弱流等問題，由此而造成繼電器不能正常工作，使得電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)軸不能按原位進(jìn)行運(yùn)動。長此以往，柴油機(jī)的繼電器被迫變成暫時的發(fā)動機(jī)工作，導(dǎo)致其他與繼電器有關(guān)的設(shè)備不能正常運(yùn)作，造成養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

目前，我國鐵路的電氣控制系統(tǒng)的接地方式一般采用搗固車接地的形式，具體來講，是蓄電池與車身進(jìn)行短接，利用車身作為接觸端，從車體前端進(jìn)入控制箱中，并由此進(jìn)入排流，最終導(dǎo)入電路板。換句話說，對于電氣控制系統(tǒng)來說，只要是前端箱體和末尾箱體直接進(jìn)行相連的話，都應(yīng)利用車體作為關(guān)鍵引導(dǎo)，并以此傳遞信號與電流。而對于常規(guī)電氣控制系統(tǒng)來說，大于或者小于 的電壓的電源，其負(fù)極與 相連，并且在控制系統(tǒng)中，與車體采用短接的方式，該方式又分為兩種，即直接短接電路和非直接短接電路。直接短接形式在正常情況下對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性無太大影響，但對于控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度有一定影響，并且影響程度若過大，會造成控制系統(tǒng)的儀表度數(shù)出現(xiàn)異常，對整個控制系統(tǒng)的調(diào)控與校準(zhǔn)造成極大困難。非直接短接時，電阻值機(jī)會減小，當(dāng)阻值降低到一定范圍時，同樣會對控制系統(tǒng)的精確度造成較大影響，不管過大還是過低，對控制系統(tǒng)的精確不同樣造成不良影響。

3.接地形式的改造

根據(jù)前文的分析，直接短接與非直接短接均會對控制系統(tǒng)的精確度造成影響，這兩種方式最終來講是阻值的變化問題，只要能控制阻值的變化范圍，使其在可控的范圍之內(nèi)，便可使控制系統(tǒng)的精確度保持在合力范圍內(nèi)。對于非直接短接來說，阻值相對較小，但線路易出現(xiàn)接觸不良等問題，因此為了降低阻值，應(yīng)在整個線路的阻值之和上進(jìn)行入手?？刹捎脤h(huán)路分割成子部分，將每一個子部分包含一個控制點(diǎn)的辦法處理，這樣可以增強(qiáng)控制系統(tǒng)的阻抗能力，降低環(huán)路電流對控制系統(tǒng)的影響，保證控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。相比而言，利用模擬實(shí)驗(yàn)處理電氣以及新的材料對電路改進(jìn)比較困難，造價也大，因此，在控制系統(tǒng)中，對線路進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆蛛x和分解，降低每一個環(huán)節(jié)的阻值，可有效提高控制系統(tǒng)的整體阻值。但提高控制系統(tǒng)精確度的其他因素也較多，比如各部分傳遞信息的滯后時間、信號處理的解析方式、電線及集成電路的材料等等，都是不可忽略的因素。

4.結(jié)束語

鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是鐵路養(yǎng)護(hù)的重要保障，并且伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)傳輸、PLC技術(shù)、現(xiàn)場總線科技等等，都促成了控制系統(tǒng)的不斷優(yōu)良改進(jìn)。這些技術(shù)可以為柴油機(jī)的精確操控、穩(wěn)定快速運(yùn)行等提供優(yōu)勢，但是接地方式仍是該系統(tǒng)的瓶頸問題。因此，為了提高大型養(yǎng)路機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)通過技術(shù)創(chuàng)新、材料創(chuàng)新、軟件創(chuàng)新等方面入手，在試驗(yàn)中不斷改進(jìn)，在應(yīng)用中不斷發(fā)現(xiàn)，才能更好地促進(jìn)控制系統(tǒng)接地的健康進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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篇8

［關(guān)鍵詞］高職電子創(chuàng)新教學(xué)模式教學(xué)改革

［作者簡介］劉久凱（1961-），男，吉林德惠人，吉林農(nóng)業(yè)工程職技術(shù)學(xué)院招生就業(yè)處，副教授，研究方向?yàn)殡娮与姽づc機(jī)電。（吉林四平136001）

［中圖分類號］G712［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1004-3985（2012）20-0162-02

一、高職電子專業(yè)開展實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新的必要性

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電子類人才的需求量越來越大。盡管國內(nèi)高等院校輸送了大量電子類畢業(yè)生，但學(xué)生的綜合素養(yǎng)、實(shí)踐技能仍與需求之間存在一定的缺口。理論知識有余、動手能力不足，求職中表現(xiàn)的“眼高手低”是廣大高職電子專業(yè)學(xué)生最大軟肋之一。因此，積極培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，在校內(nèi)外開展各種實(shí)踐活動，確保學(xué)生能在基本的理論知識引導(dǎo)下，拓展產(chǎn)品開發(fā)思路，不斷自省設(shè)計(jì)、組裝并改進(jìn)一些電子電路，讓學(xué)生所掌握的本領(lǐng)能夠高效地轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力，為社會進(jìn)步服務(wù)，是當(dāng)前高職教學(xué)的重要任務(wù)。隨著教學(xué)改革在全國范圍內(nèi)如火如荼地展開，以市場需求為導(dǎo)向的高職教學(xué)改革勢在必行。對高職電子專業(yè)而言，應(yīng)形成自身的辦學(xué)特色，建設(shè)出電子品牌專業(yè)，加大實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新，建立完善電子實(shí)踐的教學(xué)體系，促進(jìn)產(chǎn)教學(xué)研的綜合發(fā)展。

二、創(chuàng)新電子專業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新模式的路徑

（一）將實(shí)踐課程納入教學(xué)體系，聘請實(shí)踐型教師

高職電子專業(yè)一般都設(shè)置有獨(dú)立的實(shí)踐課程，總體上來說，實(shí)踐課程無論在課時還是學(xué)分上分配仍明顯不足。因此，電子實(shí)踐教學(xué)改革的首要任務(wù)應(yīng)該是加大對于實(shí)踐性課程的重視程度，提升當(dāng)前實(shí)踐類、實(shí)習(xí)類課程的課時與學(xué)分分配，讓實(shí)踐成為學(xué)生能力考核的重要指標(biāo)。高職院校應(yīng)積極開設(shè)一些和數(shù)電、模電以及電路基礎(chǔ)等相對應(yīng)的實(shí)踐性課程，例如，電工電路制作與調(diào)試、電工上崗等級培訓(xùn)等，通過這些與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密課程的開設(shè)，使得實(shí)踐課程學(xué)時與學(xué)分超出整體教學(xué)的一半及以上，促進(jìn)教學(xué)體系進(jìn)一步完善。

高職的實(shí)踐性教學(xué)比重增加勢必對教師的專業(yè)素養(yǎng)提出更高要求，除了相關(guān)的硬件設(shè)施應(yīng)該到位之外，一支既具備豐富的電子類理論知識，又擁有廣泛的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師隊(duì)伍更必不可少。隨著教育體制的進(jìn)一步改革，高學(xué)歷群體逐年增多，理論知識豐富者不乏其人，但基礎(chǔ)扎實(shí)、具備真知灼見的并不多見；由于電子類是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的熱潮，從事電子類工作的社會群體很多，有操作經(jīng)驗(yàn)與能力的工程師也不少，但能夠形成體系，將之深入淺出表達(dá)的人卻不在多數(shù)。因此，電子專業(yè)教師人才處于“青黃不接”的狀態(tài)，解決這些問題應(yīng)該從源頭引進(jìn)和內(nèi)部培訓(xùn)兩方面著手。首先大力擴(kuò)展素質(zhì)電子教師的隊(duì)伍，從高等院校及企業(yè)高級工程師中選拔優(yōu)秀人才；其次大力培養(yǎng)本校的電子教師隊(duì)伍，對這些教師加大實(shí)踐技能方面的培訓(xùn)，促進(jìn)他們的快速成長。

（二）強(qiáng)化校內(nèi)專業(yè)基地的建設(shè)與管理

1.根據(jù)電子類工作流程開展校內(nèi)實(shí)訓(xùn)。從電子類產(chǎn)品的制作流程上看，要完成一個電子電路的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，需要首先進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)構(gòu)思，隨后畫出原理圖與版圖，其次進(jìn)行PCB板制作、產(chǎn)品裝配和調(diào)試、產(chǎn)品檢測。電子專業(yè)開設(shè)時應(yīng)根據(jù)這些過程鼓勵學(xué)生完成電路的設(shè)計(jì)與開發(fā)。在PCB制作中，對于紙板、鉆孔、割邊等過程教師可以在示范后，讓學(xué)生提出更優(yōu)更穩(wěn)定的解決方案。

2.根據(jù)電子類工作過程開展校內(nèi)實(shí)訓(xùn)。校內(nèi)電子專業(yè)實(shí)訓(xùn)基地還可以根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路圖繪制、電路原理仿真、印刷線路設(shè)計(jì)、印刷電路制作、產(chǎn)品裝配及調(diào)試及產(chǎn)品檢驗(yàn)等過程建設(shè)實(shí)訓(xùn)室。這個實(shí)訓(xùn)室的技術(shù)可以包括電子組裝技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、EDA技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、電子檢測技術(shù)實(shí)訓(xùn)室等。與工作流程開展的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)不同的是，這種實(shí)訓(xùn)工作更側(cè)重學(xué)生在開發(fā)設(shè)計(jì)方面的細(xì)節(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)裝配上的誤區(qū)，提升他們調(diào)試檢修的能力。

（三）加大校外實(shí)訓(xùn)基地的聯(lián)系與反饋

校外實(shí)訓(xùn)基地給電子專業(yè)學(xué)生提供了更真實(shí)的環(huán)境，也是培養(yǎng)他們競爭力的重要場所。作為學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新培養(yǎng)的最佳陣營，很多高職院校十分重視校外實(shí)訓(xùn)。寒暑假等假期安排學(xué)生投身到生產(chǎn)、經(jīng)營與服務(wù)的具體環(huán)節(jié)中，可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的職場適應(yīng)能力，提升他們的實(shí)踐操作水平。事實(shí)上，有些電子專業(yè)學(xué)生有充沛精力，經(jīng)常提出一些創(chuàng)新想法，但是在可行性方面考慮欠妥，難以被企業(yè)所接受，所以產(chǎn)生倦怠心理。專業(yè)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生參與到這些正常運(yùn)轉(zhuǎn)、遵循市場規(guī)律、講究經(jīng)濟(jì)效益的企業(yè)中來，端正大家的心態(tài)，使得他們更關(guān)注自己創(chuàng)新成果的投入產(chǎn)出比，進(jìn)一步深入調(diào)研創(chuàng)造新技術(shù)的環(huán)境，從“紙上談兵”中走出來。

校外實(shí)訓(xùn)時學(xué)生需要考慮的問題也更多，通過操作可以讓他們了解到自己真正熱愛什么工作，哪些方面表現(xiàn)比他人更突出。電子專業(yè)教師可以將學(xué)生實(shí)習(xí)模式劃分成崗位模式與工程模式兩種，工程模式更側(cè)重于整體把握能力，做好時間管理，重視結(jié)果導(dǎo)向；崗位模式更側(cè)重于細(xì)節(jié)處理、工作技能的展示。兩種模式都需要學(xué)生能夠看懂各種元器件手冊，能夠通過書籍、上網(wǎng)等方式獲取資料；在一些電子電路、電子器件上，了解測量優(yōu)劣的方法，能夠提出一針見血的問題，經(jīng)常自省，立志成為電子業(yè)的高技能人才。

校外實(shí)訓(xùn)相比校內(nèi)實(shí)訓(xùn)而言，雖環(huán)境更加真實(shí)但更不易控制。高職電子教師應(yīng)注意做好互動反饋工作，定期與學(xué)生所處的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)，或?qū)W生直接上司進(jìn)行溝通，了解企業(yè)方面對學(xué)生的期望，并通過合適的渠道與方式將信息反饋給學(xué)生，從而更好地引導(dǎo)學(xué)生成長。

（四）根據(jù)不同級別層次開展不同的實(shí)踐教學(xué)

1.低年級基礎(chǔ)操作階段強(qiáng)化基本技能實(shí)訓(xùn)。實(shí)踐能力提升也是一個循序漸進(jìn)的過程，不可一蹴而就，因此打好扎實(shí)的基礎(chǔ)十分重要。電子專業(yè)高職學(xué)生在低年級如一二年級時，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電子專業(yè)的基本技能，例如，在電子實(shí)驗(yàn)課程中，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)操作練習(xí)、做好電子電路的課程設(shè)計(jì)，讓廣大學(xué)生掌握一些基礎(chǔ)儀器與設(shè)備的使用辦法及注意事項(xiàng)，能妥善使用電源電表、信號發(fā)生器、示波器、萬用表示波器等儀器，這一時期可著力安排與基礎(chǔ)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)與課程，如萬用表的組裝、收音機(jī)組裝、計(jì)算機(jī)連接測試、計(jì)算機(jī)AUTOCAD、VB等基本軟件使用等。這一時期教師可安排一些校外高級工程師之類的人員開設(shè)講座，旨在讓學(xué)生認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的重要性，并深度發(fā)掘自身的興趣點(diǎn)與特長的結(jié)合點(diǎn)，在基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)操作都掌握得較好的狀況下，開始思考自己的從業(yè)方向，對實(shí)踐能力培養(yǎng)有所傾向。學(xué)生中接受與理解能力較強(qiáng)、學(xué)有余力的，教師可以鼓勵他們參加一些權(quán)威考試，獲取電子類從業(yè)證書。

2.二、三年級強(qiáng)化專業(yè)課的實(shí)踐。前文指出，學(xué)生初入大學(xué)時，應(yīng)盡可能減少他們的心理壓力，讓他們以更大的熱情投身到學(xué)習(xí)中去，教師盡可能傳授一些相對淺顯易掌握的內(nèi)容，實(shí)踐教學(xué)以實(shí)驗(yàn)為主。當(dāng)學(xué)生步入高年級后，應(yīng)更多考慮社會生產(chǎn)實(shí)際，這時候教師可以安排一些與周邊企業(yè)、國內(nèi)知名電子企業(yè)相關(guān)的課題開展研究，讓學(xué)生提出問題、發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)最終解決問題，這一階段的訓(xùn)練更側(cè)重綜合知識的掌握能力，旨在通過系統(tǒng)的訓(xùn)練鞏固知識、增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力。電子專業(yè)在這一時間段內(nèi)主要需掌握的課程和實(shí)習(xí)包括電子設(shè)計(jì)、電子組裝技術(shù)、集成電路設(shè)計(jì)、集成電路工藝、數(shù)模電路、電力拖動以及數(shù)字電子技能實(shí)訓(xùn)等。在數(shù)字電子技能實(shí)訓(xùn)中，教師可以布置設(shè)計(jì)題目如數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)與制作，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論與實(shí)踐，畫出數(shù)字搶答器的原理圖，自行準(zhǔn)備器材并進(jìn)行組裝連接，最終確保運(yùn)行正常。對數(shù)字搶答器設(shè)計(jì)過程中的一些可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)，并對比出它與報警鐘、彩燈控制器等的區(qū)別。在電子組裝技術(shù)實(shí)訓(xùn)中，教師可以安排學(xué)生對手機(jī)、計(jì)算機(jī)、監(jiān)控探頭等進(jìn)行拆卸、安裝，或者進(jìn)行一些學(xué)校所在城市社區(qū)的義務(wù)維修活動，真正根據(jù)用戶的需求對問題開展團(tuán)隊(duì)研究，在特定時間內(nèi)進(jìn)行加工調(diào)試，最后達(dá)到用戶的需求。這一階段的實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)旨在讓學(xué)生進(jìn)一步深入社會現(xiàn)實(shí)，能夠主動地尋求并解決問題。學(xué)生在這一階段的設(shè)計(jì)、維修作品都可以作為學(xué)生的成果，可以適當(dāng)對學(xué)生創(chuàng)新產(chǎn)品進(jìn)行評選。為鼓勵學(xué)生進(jìn)一步創(chuàng)新，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，教師還可以設(shè)計(jì)櫥窗展出、板報介紹等，讓學(xué)生相互借鑒。此外，在課堂成果展示中對歷屆學(xué)生的作品進(jìn)行深度評析，選出優(yōu)異的產(chǎn)品參加一些特定比賽。

3.畢業(yè)設(shè)計(jì)階段升華實(shí)踐能力，加大創(chuàng)新培養(yǎng)。由于國內(nèi)有些高職院校與企業(yè)有對口培養(yǎng)關(guān)系，電子類專業(yè)直接向企業(yè)輸送人才的也不少。一方面，學(xué)生到了高年級，也更為關(guān)注就業(yè)等切實(shí)問題。畢業(yè)設(shè)計(jì)成了學(xué)生在校期間的最后一項(xiàng)考驗(yàn)與訓(xùn)練，教師應(yīng)鼓勵電子專業(yè)的學(xué)生從實(shí)習(xí)企業(yè)、社會知名企業(yè)等產(chǎn)品、流程上發(fā)現(xiàn)問題，組建合作團(tuán)隊(duì)，制訂全面而具體的解決方案。電子專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)可以從整個生產(chǎn)經(jīng)營入手，包括開發(fā)設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品或流程、元件與設(shè)備的采購、開展人力資源管理等。這一階段的實(shí)訓(xùn)可以讓學(xué)生更深刻地感受到職場氛圍，通過一定的“職場仿真”，使得學(xué)生對團(tuán)隊(duì)合作、企業(yè)組織產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識，為進(jìn)入工作打下基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對學(xué)生高職階段學(xué)習(xí)成果的總結(jié)，也是對學(xué)生全面考查的重要手段。這時教師、企業(yè)工程師以及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員都應(yīng)該參與到答辯的專家小組中來，學(xué)生的綜合表現(xiàn)也由多方共同決定。企業(yè)工程師可以從實(shí)踐角度上提出更多實(shí)用性的意見，幫助學(xué)生更好地將知識轉(zhuǎn)化為科學(xué)技術(shù)。另一方面，企業(yè)人員、相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的參與，可以避免教師對學(xué)生的刻板效應(yīng)。鼓勵那些平時不露頭角，但有著很強(qiáng)的創(chuàng)新意識及動手能力的人才更好地表現(xiàn)。

（五）鼓勵學(xué)生參加各種競賽，引導(dǎo)學(xué)生考證

各大高職院校的電子專業(yè)的實(shí)力差距，由全國性的大賽可見一斑。因此，由于日常的交流溝通甚少，各大高職院校都十分珍惜如大學(xué)生電子設(shè)計(jì)制作大賽等官方舉辦的比賽。高職院校電子專業(yè)的教師應(yīng)該做好學(xué)生參賽的動員工作，鼓勵學(xué)生組建團(tuán)隊(duì)踴躍報名。教師可以通過之前幾屆的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，對參賽報名的學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)指引，在學(xué)生參賽過程中出現(xiàn)一些困難或挫折時，鼓勵他們不畏艱難，勇攀榮譽(yù)的高峰。與普通高等院校電子系學(xué)生相比，高職院校學(xué)生的動手能力更突出，但理論基礎(chǔ)與創(chuàng)新能力略有不足，因此，幫助學(xué)生正視自身的短板，消磨掉他們的惰性心理，積極組隊(duì)參加各種競賽，可以提升學(xué)生的競爭意識，豐富實(shí)踐閱歷，為走向工作崗位增加砝碼。

為強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，教師還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的考證狀況，有些專業(yè)證件是學(xué)生求職的敲門磚，因此，通過培訓(xùn)讓學(xué)生掌握幾門嫻熟的技能，對于他們提升競爭力大有裨益。職業(yè)訓(xùn)練與專業(yè)證件會成為日后從業(yè)的重要依據(jù)，高職院校電子專業(yè)教師也應(yīng)正視職業(yè)準(zhǔn)入問題。因此，有針對性地、按部就班地開展職業(yè)技能型的實(shí)用人才培養(yǎng)，讓學(xué)生擁有真才實(shí)學(xué)后走入社會，才能為電子行業(yè)奉獻(xiàn)出自己的力量。

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【關(guān)鍵詞】節(jié)能；PIC16F685；TOP221；溫度監(jiān)控

1.引言

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)行公共建筑空調(diào)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)的通知》（〔2007〕42號）中規(guī)定：所有公共建筑內(nèi)的單位，包括國家機(jī)關(guān)、社會團(tuán)體、企事業(yè)組織和個體工商戶，除醫(yī)院等特殊單位以及在生產(chǎn)工藝上對溫度有特定要求并經(jīng)批準(zhǔn)的用戶之外，夏季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置不得低于26攝氏度，冬季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置不得高于20攝氏度。目前，室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置超出上述范圍的情況相當(dāng)普遍，而現(xiàn)有的插座普遍不具備溫度檢測、智能通斷電功能，無法判斷室內(nèi)溫度是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，不能在室內(nèi)溫度超出規(guī)定時進(jìn)行提示，造成了電能的極大浪費(fèi)?；诖吮疚脑O(shè)計(jì)了一種可以監(jiān)控室內(nèi)溫度并提示或者自動切斷電源的插座，可以很好地解決這個問題。

2.系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

如圖1智能插座系統(tǒng)框圖所示，本設(shè)計(jì)包括以單片機(jī)PIC12F685為核心的控制電路，空調(diào)電流檢測電路，繼電器電路，溫度測量顯示電路，蜂鳴器指示燈電路和為整體電路提供工作電源的直流穩(wěn)壓電源電路。

本設(shè)計(jì)中，當(dāng)室內(nèi)溫度低于20攝氏度或者高于26攝氏度時，自動接通空調(diào)電源，允許空調(diào)運(yùn)行。當(dāng)室內(nèi)溫度在20至26攝氏度之間時，若空調(diào)不處于運(yùn)行狀態(tài)則自動斷開空調(diào)電源，最大限度地節(jié)省待機(jī)功耗；若空調(diào)正在運(yùn)行，則蜂鳴器發(fā)出信號，提醒工作人員溫度超出規(guī)定范圍，需要調(diào)整，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。

2.1 空調(diào)電流檢測電路

如圖2所示，空調(diào)工作電流檢測電路中的電流互感器的源端接交流輸入電壓的兩端，空調(diào)工作電流檢測電路的信號輸出端接單片機(jī)PIC12F685的采樣輸入端RA0?？照{(diào)電流檢測電路主要由電流互感器T1和取樣電壓電阻R15，比例放大電阻R14、R16、高頻抑制電容C1、運(yùn)算放大器LM358A、負(fù)載電阻R17、以及整流二極管D3、濾波電解電容C3組成。電流互感器T1初級的兩個輸入端連接在空調(diào)電源電路上，次級與取樣電壓電阻R15并聯(lián)，取樣電壓電阻R15的電壓信號與運(yùn)算放大器LM358A的反相端2腳連接，運(yùn)算放大器LM358A的1腳輸出放大的交流電壓信號端連接整流二極管D3，在整流二極管D3的輸出端連接濾波電解電容C3。電阻R15將感應(yīng)的交流充電電流轉(zhuǎn)換成交流電壓；運(yùn)算放大器LM358A被接成反相放大器，反相放大器增益在這里僅由R14和R16的取值決定：K=R16/R14，當(dāng)蓄電池開始充電時，感應(yīng)的交流電流信號經(jīng)R15轉(zhuǎn)換為交流電壓信號后輸入LM358A的反相端2腳進(jìn)行放大，運(yùn)算放大器LM358A的1腳輸出放大的交流電壓信號，通過二極管D3整流，C3濾波將交流電壓信號平均為直流電平信號，連接單片機(jī)PIC12F685的RA0端采樣端口部分。

2.2 溫度測量顯示電路

溫度測量采用DS18B20溫度傳感器。DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的新一代適配微處理器的智能溫度傳感器,它采用單總線協(xié)議，可直接數(shù)字化輸出、測試。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路都集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)；測溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃，可編程的分辨率為9～12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫；測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號,同時可傳送 CRC 校驗(yàn)碼,具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力。適應(yīng)電壓范圍寬：3.0-5.5V,單總線上外接一個4.7 K的上拉電阻,以保證總線空閑時, 狀態(tài)為高電平。

溫度顯示采用兩位一體共陽數(shù)碼管SM41052A，由三極管S9012驅(qū)動。S9012集電極接5V直流穩(wěn)壓電源的輸出端，基極通過電阻與單片機(jī)PIC12F685的RB7、RB6，發(fā)射極接兩位一體共陽數(shù)碼管的位選端，數(shù)碼管的段選端經(jīng)限流電阻接單片機(jī)PIC12F685的輸出端RC7：RC0。

2.3 繼電器電路

如圖3繼電器電路所示，繼電器電路由5V繼電器K1、三極管Q1(S9012)和整流二極管D1構(gòu)成，繼電器K1的線圈一端接5V直流穩(wěn)壓電源的輸出端，另一端與三極管Q1的集電極連接，三極管Q1的基極通過電阻R1與單片機(jī)PIC12F685的繼電器驅(qū)動輸出端RA5連接，發(fā)射極接地。繼電器K1線圈的兩端并聯(lián)整流二極管D1,在三極管Q1截止后為繼電K1線圈中的電流提供一條回路，從而避免線圈產(chǎn)生過大的感應(yīng)電勢損壞三極管。

2.4 直流穩(wěn)壓電源電路

為了提高電能利用率，保證電路工作的穩(wěn)定性、可靠性，最大限度的減少由電源波動帶來的誤操作，本設(shè)計(jì)中采用以TOP221單片開關(guān)電源為核心的開關(guān)電源電路

如圖4所示，交流電AC由兩個AC接點(diǎn)Port2、Port3輸入，經(jīng)C11和T2組成的EMI濾波器抑制電磁噪聲，進(jìn)入整流電路D4。整流后的脈動直流電經(jīng)C5濾波，提供給TOP221開關(guān)調(diào)制電路。

高頻變壓器T3的次極繞組有兩個，一個是主繞組，它提供電源的主能量，高頻電壓經(jīng)肖特基二極管SB540整流后由濾波電容C4,C8濾波，再經(jīng)電感L1組成低通濾波器向負(fù)載輸出。L1主要是抑制高頻噪聲向負(fù)載輸出，以防止負(fù)載受其干擾。輸出端的電解電容C9是為了降低輸出的交流紋波系數(shù)而加的，它主要是降低輸出直流電壓的交流紋波。另一個次級繞組組成反饋電壓繞組，由二極管1N4148整流后加在光敏管PC817兩端，輸出的反饋電壓加在光耦的二極管正極上，電阻R21和高精度可調(diào)穩(wěn)壓管TL431組成基準(zhǔn)電壓源，為光耦提供基準(zhǔn)電壓，這樣光耦中的二極管的發(fā)光強(qiáng)度是由輸出電壓控制的，經(jīng)光耦耦合到T4的控制端，從而實(shí)現(xiàn)脈寬的可控，達(dá)到穩(wěn)壓目的，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定低電壓工作電源。

該電源的輸入電壓范圍可達(dá)85-

265VAC，輸出電壓為5V，可提供0.8A的電流輸出。負(fù)載調(diào)整率為±1%，電源效率約為70%，輸出紋波電壓小于50mV。

3.系統(tǒng)軟件流程

系統(tǒng)的軟件流程圖如圖5所示。

4.系統(tǒng)測試

將此設(shè)計(jì)中的智能插座的插頭插到室內(nèi)電源上，再將空調(diào)插頭插到智能插座上，通過調(diào)整出三種室內(nèi)溫度進(jìn)行測試，分別為18℃、23℃、27℃，配合空調(diào)遙控器的控制，測出此智能插座完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，工作安全可靠。

5.結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的空調(diào)專用智能插座采用了高精度溫度傳感器DS18B20和直流穩(wěn)壓電源，溫度測量準(zhǔn)確，使用壽命長，減少對空調(diào)的影響。由單片機(jī)PIC16F685作為控制核心，只要溫度超出〔2007〕42號文件規(guī)定的溫度范圍，就會發(fā)出提示信號，提醒室內(nèi)人員調(diào)整空調(diào)的設(shè)定溫度，從而節(jié)省了寶貴的電力資源。同時，在文件中規(guī)定的不需要開空調(diào)的溫度范圍內(nèi)斷開電源也在一定程度上節(jié)省了待機(jī)功耗，延長空調(diào)壽命。

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關(guān)鍵詞：1－Wire總線；DS18B20；DS2480B；硬件電路；驅(qū)動程序

中圖分類號：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1004－373X(2009)04－162－04

Design of Embedded TemperatureMeasurement System Based on 1－Wire Bus

SONG Xiaobo,CHAI Bo

(Xi′an Micro－electronics Technology Institute,Xi′an,710075,China)

Abstract：The software and hardware design of 1－wire embedded temperatare measurement system based on DS18B20 are proposed.the interior structure,work protocol and using method of DS18B20 and DS2480B are introduced.The time sequence pictures and driving code of 1－wire operation,the circuit logic of system′s hardware are given.In the past applications,the temperatare measuremant mostly for the PC－chip through the serial port control DS18B20 and bridges DS2480B.In this paper,C8051F040 is applied to instead of the traditional PC,through on－chip UART chip to control the temperature in the special environment.Practice proves that the circuit system is working normal,the temperature acquisition is good.

Keywords：1－Wire bus;DS18B20;DS2480B;hardware circuit;driving program

溫度作為一種基本的環(huán)境因素，直接影響著工業(yè)控制、化工、醫(yī)藥、航空航天等生產(chǎn)工藝過程，因此如何安全、可靠、快速地取得溫度值就顯得尤為重要。隨著計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)及集成電路工業(yè)的迅速發(fā)展，各種溫度采集技術(shù)不斷出現(xiàn)。這里介紹一種基于DS18B20的

1－Wire總線的嵌入式測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1－Wire總線是美國Dallas公司的一項(xiàng)專有技術(shù)單總線技術(shù)（1－Wire Bus Technology），該技術(shù)在理論上每條總線連接的1－Wire 器件數(shù)量可達(dá)248еВ適用于單主機(jī)、多從設(shè)備的系統(tǒng)。它與其他串行通信方式最大的不同在于它采用單根信號線雙向傳輸數(shù)據(jù)，以其節(jié)省I/O口線資源，成本低廉，體積小，便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在串行數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域占有越來越重要的地位。

1－Wire 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成簡單，一般情況下只使用電源線、地線、信號線3條線，當(dāng)使用寄電方式供電時只需電源/信號線和地線2根線。

DS18B20是Dallas公司生產(chǎn)的一種簡便易用的數(shù)字式溫度傳感器。它體積小巧，溫度測量范圍廣（-55～ +125 ℃），測量分辨率可選，分別為0.062 5 ℃,0.125 ℃,0.25 ℃,0.5 ℃。

1 主要器件結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 DS18B20結(jié)構(gòu)及工作原理

Dallas公司生產(chǎn)的DS18B20可編程單總線數(shù)據(jù)溫度傳感器共有3種封裝形式：8管腳SO封裝、8管腳μSOP封裝和3管腳TO－92封裝。該設(shè)計(jì)中為了節(jié)省空間采用3管腳的TO－92封裝，它的管腳排列圖和底視圖如圖1所示，其中GND為接地管腳，VDD為外部供電電源管腳，DQ為數(shù)據(jù)輸入/輸出管腳。

DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括供電電路、64 b ROM、內(nèi)部存儲器和存儲器控制邏輯4部分。64 b ROM中存儲著每個DS18B20芯片獨(dú)有的64位ROM ID碼，這是系統(tǒng)用來識別DS18B20芯片的標(biāo)志。其中最低8位是DS18B20的家族碼：28H。中間48位是每片DS18B20獨(dú)有的串行碼。最高8位是用前56位計(jì)算得到的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。

內(nèi)部存儲器由9 Byte SRAM和3 B E2PROM組成。SRAM中Byte0和Byte1是溫度寄存器，用來存儲采集到的溫度值。Byte0的內(nèi)容是溫度的低8位，Byte1是溫度的高8位。Byte2和 Byte3為高低溫警報寄存器。Byte4為配置寄存器，用來設(shè)置器件溫度采集精度。這3個字節(jié)中的值可以拷貝到E2PROM中，保證掉電后數(shù)據(jù)不會丟失，重新上電后E2PROM中的值將自動重載入SRAM中。Byte5，Byte6，Byte7保留為內(nèi)部使用。Byte8存儲CRC碼。

DS18B20有2種供電方式：寄電方式和外部供電方式。寄電方式非常適用于需要遠(yuǎn)程溫度測量和空間受限的場合。當(dāng)工作于這種方式時，管腳3必須接地。總線處于高電平時DS18B20通過DQ管腳從1－Wire網(wǎng)絡(luò)上竊取能量并存儲一部分電荷到寄電電容中，總線處于低電平時釋放寄電電容中的電荷給DS18B20供電。在寄電方式中寄電電容中存儲的電荷能滿足DS18B20大部分操作的要求，但是當(dāng)執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)拷貝命令時操作電流提高到1.5 mA，這將導(dǎo)致內(nèi)部弱上拉電阻上產(chǎn)生不可接受的壓降，同時這個電流也高于寄電電容能夠提供的電流，所以必須外接強(qiáng)上拉電路以滿足這一類命令的要求。當(dāng)處于外部供電方式下時則不需要外接強(qiáng)上拉電路，直接通過管腳3從外部供電。

在溫度超過100 ℃條件時，處于寄電方式下的DS18B20可能不能保證正常通信，所以在某些特殊場合下使用外部供電方式比寄電方式更加可靠。

DS18B20是一種可編程的基于1－Wire 總線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字式溫度傳感器，可以通過SRAM中的配置寄存器來選擇測量分辨率，其上電默認(rèn)值為12位精度，對應(yīng)分辨率為0.062 5 ℃。其他可選擇的精度包括11位、10位和9位，對應(yīng)的分辨率分別為0.125 ℃，0.25 ℃，0.5℃。

DS18B20上電后處于空閑狀態(tài)，可通過微處理器發(fā)送轉(zhuǎn)換命令44H 來啟動1次溫度測量和A/D轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果存儲在溫度寄存器中，此后DS18B20返回空閑狀態(tài)。如果DS18B20處于外部供電模式，微處理器可以發(fā)送“讀時隙”來查看溫度采集轉(zhuǎn)換過程是否完畢，如果結(jié)束則應(yīng)答為1，沒結(jié)束則應(yīng)答為0。如果DS18B20處于寄電方式下則不能使用該功能。DS18B20的溫度數(shù)據(jù)值是以攝氏度為單位的。

1.2 DS2480B介紹及工作原理

1－Wire通信協(xié)議可以通過微處理器上的一個I/O引腳實(shí)現(xiàn)，但是要創(chuàng)建可靠的1－Wire網(wǎng)絡(luò)，必須提供正確的時序和適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷簲[率，如果1－Wire主機(jī)發(fā)送的時序不正確會導(dǎo)致與1－Wire從器件之間的通信間斷或完全失敗，并限制網(wǎng)絡(luò)的長度。DS2480B是從串行接口到1－Wire網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換的橋接器。使用這個橋接器和UART連接就能產(chǎn)生嚴(yán)格定時和電壓擺率控制的1－Wire波形，并能減輕主機(jī)產(chǎn)生1－Wire 時序信號和對1－Wire 總線進(jìn)行采樣的負(fù)擔(dān)。

DS2480B接收指令與數(shù)據(jù)，執(zhí)行1－Wire操作，并將結(jié)果返回至主機(jī)。圖3為1－Wire復(fù)位操作、寫1/讀數(shù)據(jù)操作、寫0操作的時序圖，這3種操作是1－Wire操作中必須具備的基本操作，幾乎所有的其他1－Wire操作都可以由這3種操作構(gòu)成。由于該設(shè)計(jì)工作在Flexible模式下，以下提供的參數(shù)都是Flexible模式下適用的參數(shù)。

1.2.1 復(fù)位/應(yīng)答 時序

DS2480B接到主機(jī)復(fù)位命令后將總線拉低512 μs后釋放總線，等待 2 μs(短路/中斷采樣)后檢測總線上是否有短路或中斷信號，如果沒有則等待8 μs（應(yīng)答采樣）后檢測總線上是否有應(yīng)答脈沖，再等待512 μs（延遲）后向主機(jī)發(fā)送命令應(yīng)答字。如果總線上有短路或中斷信號則等待4 096 μs后再次檢測總線。時序如圖3所示。

1.2.2 寫1 /讀數(shù)據(jù)時序

DS2480B在寫1/讀數(shù)據(jù)時序中先將總線拉低8~15 μs（寫1低），3~10 μs（數(shù)據(jù)采樣）數(shù)據(jù)采樣偏移后對總線采樣并讀從器件應(yīng)答。再經(jīng)過49 μs（等待高）1/讀數(shù)據(jù)時序結(jié)束。時序圖如圖4所示。

1.2.3 寫0 時序

DS2480B的寫0時序中先將總線拉低57 μs（寫0低）然后釋放總線，3~10 μs后寫0時序結(jié)束。如圖5所示。

DS2480B可以被看作包含2個靜態(tài)和多個動態(tài)的狀態(tài)機(jī)。上電后DS2480B自動進(jìn)入兩個靜態(tài)之一的命令模式。此時主機(jī)應(yīng)向DS2480B發(fā)送1次復(fù)位命令，用來校準(zhǔn)DS2480B內(nèi)部的時序產(chǎn)生器，所有的1－Wire通信過程都必須以復(fù)位命令開始。此后DS2480B準(zhǔn)備好接收及執(zhí)行任何合法命令。在命令模式下微處理器可以改變1－Wire網(wǎng)絡(luò)的通信速度、供電方式、改變1－Wire通信波形等。DS2480B從命令模式轉(zhuǎn)換到下一個靜態(tài)－數(shù)據(jù)模式后將從TXD管腳上收到的信息字節(jié)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的1－Wire通信波形并將從器件返回的應(yīng)答字節(jié)通過RXD管腳返回給微處理器。也就是說對1－Wire從器件DS18B20的操作必須在數(shù)據(jù)模式下進(jìn)行。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)2部分。

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

與DS2480B橋接器一起工作的UART應(yīng)支持8位字長、無奇偶校驗(yàn)、9 600波特率（b/s）的通信方式。該系統(tǒng)采用Silicon公司生產(chǎn)的C8051F040作為主處理器，C8051F040有2個UART串口，且滿足橋接器對UART的要求。溫度采集轉(zhuǎn)換芯片為Dallas公司生產(chǎn)的DS18B20。系統(tǒng)原理圖如圖6所示。

其中從C8051F040的UART到DS2480B需用1片QS3245進(jìn)行3~5 V的電平轉(zhuǎn)換。1－Wire總線上過多的噪聲會影響1－Wire通信的正確性，為了濾除電路中的噪聲保護(hù)DS2480B的1－Wire端口不受靜電損傷DS2480B的1－W管腳外接RC濾波電路。在本設(shè)計(jì)中只涉及到基本DS2480B操作，在需要進(jìn)行EPROM編程的設(shè)計(jì)中應(yīng)串接2個DS9503。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

給出的1－Wire 總線驅(qū)動程序是結(jié)合圖4所述電路，以C8051F040單片機(jī)為主控制器，使用內(nèi)部時鐘頻率24.5 MHz編寫而成，其中包括DS2480B復(fù)位子程序、DS2480B初始化子程序、總線復(fù)位子程序、溫度采集子程序、溫度值讀取子程序。C8051F040系統(tǒng)內(nèi)部有64 KB FLASH存儲器可以用來存儲程序代碼。C代碼設(shè)計(jì)調(diào)試工具為Silicon公司提供的單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境。

控制器上電后，對自身和DS2480B進(jìn)行初始化并與DS2480B取得同步。由于DS2480B中沒有晶振，它必須通過采樣主機(jī)發(fā)送的字節(jié)來調(diào)節(jié)自身的時基。主控制器在低于9 600波特率條件下發(fā)送1次0字節(jié)可以產(chǎn)生1次復(fù)位信號。DS2480B復(fù)位后所有參數(shù)恢復(fù)到缺省狀態(tài)，在該設(shè)計(jì)中1－Wire網(wǎng)絡(luò)長度在10 m之內(nèi)，屬于小型長度，為了取得良好的性能，選擇在“flexible speed”下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)速度通信。對DS2480B復(fù)位和初始化是進(jìn)行正確1－Wire通信的前提，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)答數(shù)據(jù)包長度或格式不正確時，也必須重新對DS2480B復(fù)位和初始化。

所有的1－Wire操作都是從復(fù)位1－Wire總線開始的。每次采集溫度值和讀取溫度值操作前最好對總線進(jìn)行1次復(fù)位操作，同時檢測來自總線上的從器件的在線應(yīng)答脈沖。驅(qū)動程序流程圖如圖7所示，部分程序代碼如下所示：

#include ＜c8051f040.h＞

#include "DS2480.h"

#include ＜stdio.h＞

// MAIN Routine

main()

{

//.........disable watchdog timer.........

WDTCN = 0xde;

WDTCN = 0xad;

/........................................

UART_configure (); //UART配置

DS2480B_Rset();//DS2480B復(fù)位

init_ds2480();//DS2480B初始化

while(1)

{

wire_reset(); //1－Wire總線復(fù)位

tmp_turn(); //溫度值采集

wire_reset(); //1－Wire總線復(fù)位

tmp_read(ch1,ch2,ch3,ch4,ch5,ch6,ch7,ch8); //讀取溫度值

}

}

//........................................

void DS2480B_Rset(void)

{

//change baute to 4800

out_uart(0x00);//在4 800波特率下主控制器向DS2480B

//發(fā)送0字節(jié)產(chǎn)生一次復(fù)位信號

delay(2);//延遲2 ms

//change baute to 9600

}

//........................................

void init_ds2480(void)

{

{

out_uart(0xc1); //發(fā)送總線復(fù)位命令

delay(2); //延遲2 ms

//設(shè)置1－Wire參數(shù)，為flexible模式下的1－Wire信號整形

out_uart(0x17);

while(get_uart()!=0x16);

out_uart(0x45);

while(get_uart()!=0x44);

out_uart(0x5b);

while(get_uart()!=0x5a);

out_uart(0x0f);

while(get_uart()!=0x00);

out_uart(0x91);

while(get_uart()!=0x93);

}

//..............................

void wire_reset(void)

{

out_uart(0xe3);

//切換到命令模式

delay(2);

//延遲2 ms

out_uart(0xc5);

//發(fā)送總線復(fù)位命令

while(get_es0()!=0xcd);//應(yīng)答不正確則繼續(xù)等待

}

//........................................

void tmp_turn()

{

out_uart(0xe1);//切換到數(shù)據(jù)模式

delay(2);//延遲2 ms

out_uart(0xcc);//發(fā)送SKIP ROM命令，尋址總線上所有從器件

while(get_uart()!=0xcc);

out_uart(0x44);//發(fā)送CONVERT T命令，令從器件采集溫度值

while(get_uart()!=0x44);

out_uart(0xff);//發(fā)送“讀時隙”，檢查溫度采集操作是否結(jié)束

delay(2);//延遲2 ms

while(get_uart()!=0xff)//沒結(jié)束則等待至結(jié)束

}

//........................................

void tmp_read(ch1,ch2,ch3,ch4,ch5,ch6,ch7,ch8)

unsigned char ch1,ch2,ch3,ch4,ch5,ch6,ch7,ch8;

{

out_uart(0xe1);//切換到數(shù)據(jù)模式

delay(2);//延遲2 ms

out_uart(0x55);//發(fā)送MATCH ROM命令

while(get_uart()!=0x55);

out_uart(ch1); //發(fā)送要讀取溫度值的DS18B20的64位ROM ID號

while(get_uart()!=ch1);

out_uart(ch2);

while(get_uart()!=ch2);

out_uart(ch3);

while(get_uart()!=ch3);

out_uart(ch4);

while(get_uart()!=ch4);

out_uart(ch5);

while(get_uart()!=ch5);

out_uart(ch6);

while(get_uart()!=ch6);

out_uart(ch7);

while(get_uart()!=ch7);

out_uart(ch8);

while(get_uart()!=ch8);

out_uart(0xbe);//發(fā)送讀暫存器命令

while(get_uart()!=0xbe);

out_uart(0xff);//讀暫存器Byte0

cc1=get_uart();

out_uart(0xff);//讀暫存器Byte1

cc2=get_uart();

cc1=(((cc1＞＞4)&0x0f) | ((cc2＜＜4)&0xf0));

}

3 結(jié) 語

介紹一種1－Wire總線嵌入式測溫系統(tǒng)，并給出了硬件電路及部分驅(qū)動代碼。該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡單，擴(kuò)展方便，占用主控制器資源少，軟件控制方便易于實(shí)現(xiàn)自動化測試等特點(diǎn)，并成功應(yīng)用于工程實(shí)踐中。在設(shè)計(jì)成本、費(fèi)用和復(fù)雜度方面相對于CAN，RS 485等總線有著無可比擬的優(yōu)勢，更適合小型工控系統(tǒng)使用，在今后的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中必將有著更為廣闊的空間。

參 考 文 獻(xiàn)

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