本文運(yùn)用AT89S51和AD678進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,根據(jù)數(shù)據(jù)采集的工作原理,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表,最后完成單片機(jī)與PC的數(shù)據(jù)通信,傳送所測量的電壓值

數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點(diǎn),它們適合在現(xiàn)場做手工測量,要完成遠(yuǎn)程測量并要對測量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理,傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無法完成的。然而基于PC通信的數(shù)字電壓表,既可以完成測量數(shù)據(jù)的傳遞,又可借助PC,做測量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實(shí)際應(yīng)用上,都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無法比擬的特點(diǎn),這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。

新型數(shù)字電壓表的整機(jī)設(shè)計(jì)

該新型數(shù)字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機(jī)電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機(jī)最小化設(shè)計(jì)、單片機(jī)與PC接口電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。下位機(jī)采用AT89S51芯片,A/D轉(zhuǎn)換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進(jìn)行通信,傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機(jī)系統(tǒng)電路如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集電路的原理

在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)中,做到了電路設(shè)計(jì)的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。

本文運(yùn)用AT89S51和AD678進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,根據(jù)數(shù)據(jù)采集的工作原理,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表,最后完成單片機(jī)與PC的數(shù)據(jù)通信,傳送所測量的電壓值

數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點(diǎn),它們適合在現(xiàn)場做手工測量,要完成遠(yuǎn)程測量并要對測量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理,傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無法完成的。然而基于PC通信的數(shù)字電壓表,既可以完成測量數(shù)據(jù)的傳遞,又可借助PC,做測量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實(shí)際應(yīng)用上,都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無法比擬的特點(diǎn),這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。

新型數(shù)字電壓表的整機(jī)設(shè)計(jì)

該新型數(shù)字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機(jī)電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機(jī)最小化設(shè)計(jì)、單片機(jī)與PC接口電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。下位機(jī)采用AT89S51芯片,A/D轉(zhuǎn)換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進(jìn)行通信,傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機(jī)系統(tǒng)電路如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集電路的原理

在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)中,做到了電路設(shè)計(jì)的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。

本文運(yùn)用AT89S51和AD678進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,根據(jù)數(shù)據(jù)采集的工作原理,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表,最后完成單片機(jī)與PC的數(shù)據(jù)通信,傳送所測量的電壓值

數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點(diǎn),它們適合在現(xiàn)場做手工測量,要完成遠(yuǎn)程測量并要對測量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理,傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無法完成的。然而基于PC通信的數(shù)字電壓表,既可以完成測量數(shù)據(jù)的傳遞,又可借助PC,做測量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實(shí)際應(yīng)用上,都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無法比擬的特點(diǎn),這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。

新型數(shù)字電壓表的整機(jī)設(shè)計(jì)

該新型數(shù)字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機(jī)電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機(jī)最小化設(shè)計(jì)、單片機(jī)與PC接口電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。下位機(jī)采用AT89S51芯片,A/D轉(zhuǎn)換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進(jìn)行通信,傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機(jī)系統(tǒng)電路如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集電路的原理

在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)中,做到了電路設(shè)計(jì)的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。

本文運(yùn)用AT89S51和AD678進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,根據(jù)數(shù)據(jù)采集的工作原理,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表,最后完成單片機(jī)與PC的數(shù)據(jù)通信,傳送所測量的電壓值

數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點(diǎn),它們適合在現(xiàn)場做手工測量,要完成遠(yuǎn)程測量并要對測量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理,傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無法完成的。然而基于PC通信的數(shù)字電壓表,既可以完成測量數(shù)據(jù)的傳遞,又可借助PC,做測量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的數(shù)字電壓表無論在功能和實(shí)際應(yīng)用上,都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無法比擬的特點(diǎn),這使得它的開發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。

新型數(shù)字電壓表的整機(jī)設(shè)計(jì)

該新型數(shù)字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機(jī)電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機(jī)最小化設(shè)計(jì)、單片機(jī)與PC接口電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。下位機(jī)采用AT89S51芯片,A/D轉(zhuǎn)換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進(jìn)行通信,傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機(jī)系統(tǒng)電路如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集電路的原理

在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)中,做到了電路設(shè)計(jì)的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。

數(shù)據(jù)采集電路的原理

在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)中,做到了電路設(shè)計(jì)的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。

AD678是一種高檔的、多功能的12位ADC,由于其內(nèi)部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內(nèi)部時(shí)鐘和三態(tài)緩沖數(shù)據(jù)輸出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),而且一次A/D轉(zhuǎn)換僅需要5ms。

在電路應(yīng)用中,AD678采用同步工作方式,12位數(shù)字量輸出采用8位操作模式,即12位轉(zhuǎn)換數(shù)字量采用兩次讀取的方式,先讀取其高8位,再讀取其低4位。根據(jù)時(shí)序關(guān)系,在芯片選擇/CS=0時(shí),轉(zhuǎn)換端/SC由高到低變化一次,即可啟動A/D轉(zhuǎn)換一次。再查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束端/EOC,看轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)結(jié)束,若結(jié)束則使輸出使能/OE變低,輸出有效。12位數(shù)字量的讀取則要控制高字節(jié)有效端/HBE,先讀取高字節(jié),再讀取低字節(jié)。整個(gè)A/D操作大致如此,在實(shí)際開發(fā)應(yīng)用中調(diào)整。

由于電路中采用AD678的雙極性輸入方式,輸入電壓范圍是-5～+5V,根據(jù)公式Vx10(V)/4096*Dx,即可計(jì)算出所測電壓Vx值的大小。式中Dx為被測直流電壓轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量值。

RS232接口電路的設(shè)計(jì)

智能儀器設(shè)計(jì)課程既要引導(dǎo)學(xué)生逐步建立各門課程知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，完善專業(yè)知識體系的構(gòu)建，也要注重學(xué)生專業(yè)技能、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，為后續(xù)深造或工作奠定基礎(chǔ)［4］。

“案例教學(xué)法”在智能儀器設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)“填鴨式”的灌輸教育，脫離實(shí)際應(yīng)用，易導(dǎo)致學(xué)生死記硬背。只有轉(zhuǎn)變教學(xué)方式方法，緊密聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)互動式教學(xué)、探索式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此，我們應(yīng)用“案例教學(xué)法”把智能儀器設(shè)計(jì)分為五個(gè)步驟:一是選擇合適案例，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境;二是實(shí)施互動式教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn);三是拓展仿真教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用技能;四是加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)實(shí)踐能力;五是開展啟發(fā)式教學(xué)，提高知識的運(yùn)用能力［5］。

選擇適當(dāng)案例，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境以案例教學(xué)為主線，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。合適的實(shí)際案例不僅是貫穿課程教學(xué)過程的主線，成功創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境的前提，而且是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的必要條件。因此，選擇適當(dāng)案例至關(guān)重要。合適的案例必須能夠充分體現(xiàn)基本教學(xué)理論，同時(shí)緊密聯(lián)系實(shí)際［6］。以數(shù)字電壓表(DigitalVoltmeter，簡稱DVM)為例，它是采用數(shù)字化測量技術(shù)把連續(xù)模擬量轉(zhuǎn)換為離散數(shù)字量的數(shù)字化儀表。由于它具有讀數(shù)準(zhǔn)、精度高、誤差小等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞［7］。因此，選擇數(shù)字電壓表作為智能儀器設(shè)計(jì)的案例來創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境，可滿足案例教學(xué)的基本要求。在確定案例的基礎(chǔ)上，智能儀器的研制過程按照設(shè)計(jì)任務(wù)并擬定設(shè)計(jì)方案、軟硬件設(shè)計(jì)、軟硬件綜合調(diào)試、整機(jī)性能測試和評估來實(shí)施［8］。根據(jù)數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)要求，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的課程，采用“自頂向下”的設(shè)計(jì)原則，把儀器劃分成由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路和電壓顯示電路等功能模塊組成。

案例互動教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn)以重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容為著力點(diǎn)，實(shí)施互動式教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生主動性。案例教學(xué)模式采用課堂雙邊互動教學(xué)形式，以重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容為著力點(diǎn)，把課堂變?yōu)榘咐懻摤F(xiàn)場，提高了學(xué)習(xí)的自主性，更好掌握課程的教學(xué)內(nèi)容。在軟硬件設(shè)計(jì)階段，硬件設(shè)計(jì)主要是根據(jù)方案設(shè)計(jì)原理電路，選用合適的功能模塊(如輸入輸出通道、信號調(diào)理電路、主機(jī)電路、人－機(jī)接口、通信接口)，并裝配和調(diào)試硬件系統(tǒng);軟件上是先設(shè)計(jì)出系統(tǒng)軟件功能框圖，在理清控制關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行功能化編程和調(diào)試。為了強(qiáng)化“智能儀器軟硬件模塊化設(shè)計(jì)方法”的教學(xué)重點(diǎn)，可采取以下互動式教學(xué)形式:一是組織學(xué)生進(jìn)行答辯，闡述設(shè)計(jì)方案、原理電路和編程流程;二是由教師和同學(xué)現(xiàn)場進(jìn)行提問，考察學(xué)生對設(shè)計(jì)可行性的分析;三是由教師有針對性對課題進(jìn)行指導(dǎo)，提出合理化建議;四是由學(xué)生進(jìn)行修改，完善設(shè)計(jì)。讓學(xué)生在設(shè)計(jì)中既有自主性，又通過啟發(fā)來防止盲目性。

案例仿真教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用技能以教學(xué)難點(diǎn)為突破口，拓展案例仿真教學(xué)新模式，營造探索求真的學(xué)習(xí)氛圍，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用技能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試是智能儀器設(shè)計(jì)課程的教學(xué)難點(diǎn)。作為初學(xué)者的學(xué)生，經(jīng)常感到無從下手。為此，我們首先從虛擬實(shí)驗(yàn)入手，通過仿真實(shí)驗(yàn)來突破難點(diǎn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是把案例教學(xué)和軟件應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來，通過逼真的仿真界面和動畫效果，讓學(xué)生置身于智能儀器開發(fā)現(xiàn)場，既可以節(jié)省設(shè)計(jì)成本和提高設(shè)計(jì)速度，還可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)樂趣，將抽象的理論知識融入到案例的設(shè)計(jì)實(shí)踐之中，加深對理論知識與設(shè)計(jì)方法的理解，為后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)，如分組實(shí)際制作打下基礎(chǔ)。例如對基于Proteus和KeilC51建立的數(shù)字電壓表仿真實(shí)驗(yàn)［9］，如圖3所示。數(shù)字電壓表的調(diào)試過程可通過調(diào)節(jié)可變電阻器來進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求，則可修改硬件參數(shù)或軟件程序進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，直到該數(shù)字電壓表滿足設(shè)計(jì)要求，調(diào)試過程生動形象，簡單易學(xué)。

摘要：介紹一種單片機(jī)型水位測量裝置的原理和設(shè)計(jì)方案及抗感應(yīng)雷電措施。

關(guān)鍵詞：抗感應(yīng)雷電單片計(jì)算機(jī)水位測量裝置

1前言

我國南方各省水力資源豐富，有較多的中小型水電廠。壩頭水位測量裝置是各個(gè)水電廠不可缺少的裝置之一，其基本要求是準(zhǔn)確、可靠。但我國的南方各省屬多雷區(qū)，現(xiàn)行的水位測量裝置由于抗感應(yīng)雷電沖擊能力普遍較差，在雷雨季節(jié)常無法正常工作，甚至由于雷擊而損壞。本文介紹的水位測量裝置主要是以AT89C51單片機(jī)為核心，由它來完成控制及顯示功能；另外考慮到在數(shù)據(jù)傳輸線和電源線上易受到感應(yīng)雷電的沖擊，對此設(shè)計(jì)了較為可行的防雷保護(hù)措施。

2裝置的硬件部分

裝置的硬件框圖如圖1所示。包括遠(yuǎn)端和主機(jī)端兩部分：遠(yuǎn)端由傳感器及放大變送電路組成，主機(jī)端包括了顯示、告警、參數(shù)設(shè)定、復(fù)位及看門狗等電路。工作時(shí)，被測水位由壓阻式傳感器轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號，經(jīng)差分放大及變送芯片XTRl05轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號后，經(jīng)雙絞線遠(yuǎn)距離傳送到主機(jī)端，主機(jī)端通過一只100歐姆電阻將4-20mA電流轉(zhuǎn)換成0.4-2V的電壓信號，再由雙積分型A／D轉(zhuǎn)換器ICL7135將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)單片機(jī)AT89C51進(jìn)行處理及標(biāo)度變換后得到實(shí)際的水位信號。

摘要

ElectronicsWorkbench(簡稱EWB)，中文又稱電子工程師仿真工作室。EWB5.12軟件的仿真功能十分強(qiáng)大，近似100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果。而且，它就像在實(shí)驗(yàn)室桌面或工作現(xiàn)場那樣提供了示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器，萬用表等廣播電視設(shè)備設(shè)計(jì)、檢測與維護(hù)必備的儀器、儀表工具。采用EWB虛擬電子工作臺，即通過計(jì)算機(jī)軟件仿真的方法，對電子線路分析進(jìn)行模擬，下面以電子線路中設(shè)計(jì)的一個(gè)穩(wěn)壓電源實(shí)際電路為例，詳細(xì)講述其操作程序，以掌握電路仿真分析的應(yīng)用方法。EWB軟件最明顯的特點(diǎn)是：仿真手段切合實(shí)際，選用元器件、儀器與實(shí)際情形非常相近。用EWB進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程非常接近實(shí)際操作的效果。各元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，不會像實(shí)際操作那樣多次地把元件焊下而損壞器件和印刷電路板。軟件不但提供了各種豐富的分立元件和集成電路等元器件,還提供了各種豐富的調(diào)試測量工具：各種電壓表、電流表、示波器、指示器分析儀等。是一個(gè)全開放性的仿真實(shí)驗(yàn)和課件制作平臺,給我們提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)器具完備的綜合性電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。

關(guān)鍵詞：EWB，仿真，電子技術(shù)

目錄

摘要

目錄

本文以我校09級、10級高職機(jī)械類機(jī)電一體化和應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)為研究對象，以《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這門課程為載體，依據(jù)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)基于工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計(jì)理念，從課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和評價(jià)體系3個(gè)方面出發(fā)來設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境、教學(xué)方法和考核辦法，整合教學(xué)資源，建設(shè)全方位的學(xué)課堂，探索立體化的教學(xué)模式，建立完整的實(shí)踐教學(xué)體系。

一、課程設(shè)計(jì)的理念和思路

課程的教學(xué)設(shè)計(jì)思想源于對單片機(jī)相關(guān)工作崗位的知識和能力需求的分解，通過充分的企業(yè)調(diào)研和考察分析，單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)的典型工作過程是：產(chǎn)品的功能分析、相關(guān)元器件技術(shù)資料、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、軟硬件調(diào)試和軟硬件制作等6個(gè)步驟。本課程就是基于單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的典型工作過程來設(shè)計(jì)和開發(fā)學(xué)習(xí)情境。做到每一個(gè)學(xué)習(xí)情境的實(shí)施就是一個(gè)完整的工作過程。本課程的開發(fā)設(shè)計(jì)以學(xué)習(xí)情境的形式出現(xiàn)，每一個(gè)學(xué)習(xí)情境包含了諸多的實(shí)際工作中的崗位特點(diǎn)，體現(xiàn)了本課程的職業(yè)性，同時(shí)，每一學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)都具有豐常強(qiáng)的實(shí)踐性，而且，學(xué)習(xí)情境豐富多彩，體現(xiàn)在單片機(jī)知識的各個(gè)方面，學(xué)生可以根據(jù)自己的特點(diǎn)選擇其中的一些學(xué)習(xí)情景，同樣也能完成本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)。

二、課程學(xué)習(xí)領(lǐng)域設(shè)計(jì)

根據(jù)對企業(yè)中單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)、管理、維修等相關(guān)崗位的分析，得出本課程對應(yīng)的職業(yè)崗位能力。這些職業(yè)能力都是由單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)工作過程中各個(gè)基本環(huán)節(jié)所具備的工作能力分解出來的。同時(shí)，在具體的企業(yè)及社會環(huán)境中我們分解該崗位所具備的職業(yè)素養(yǎng)和人文情懷。在學(xué)習(xí)情景的設(shè)計(jì)過程中，針對不同的環(huán)節(jié)采用不同的教學(xué)方法，有意識有步驟地將職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成融入到實(shí)際的教學(xué)過程中。根據(jù)近幾年的教學(xué)和實(shí)踐情況，課程組精煉出5個(gè)學(xué)習(xí)情境，分別是：（1）跑馬燈的設(shè)計(jì)與制作；（2）籃球計(jì)時(shí)計(jì)分控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；（3）數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作；（4）數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)與制作；（5）溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作。每個(gè)學(xué)習(xí)情境都是以一個(gè)完整的單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)工作過程實(shí)施教學(xué)。在該過程中既訓(xùn)練了學(xué)生的職業(yè)能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。每個(gè)學(xué)習(xí)情境的實(shí)施過程與單片機(jī)的開發(fā)過程一致。遵循“項(xiàng)目需求和功能分析→相關(guān)硬件資料的收集整理→硬件電路設(shè)計(jì)→軟件設(shè)計(jì)→軟硬件調(diào)試→制作電路板”這樣一個(gè)開發(fā)流程。讓學(xué)生在課堂上就感受到工作崗位的特點(diǎn)，從而為將來的就業(yè)鋪平了道路。

三、考核標(biāo)準(zhǔn)的完善

課程教學(xué)體系構(gòu)成

1.項(xiàng)目內(nèi)容構(gòu)建傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式以“知識為本位”，教學(xué)上注重知識的系統(tǒng)性與邏輯性，但卻忽視了對學(xué)生能力和創(chuàng)造性的培養(yǎng)?！绊?xiàng)目驅(qū)動法”打破原教學(xué)結(jié)構(gòu)框架，將單片機(jī)課程的核心技術(shù)分解為若干知識點(diǎn)，并通過具體實(shí)例來體現(xiàn)。一個(gè)項(xiàng)目需要用不同的知識點(diǎn)去組合和搭建，每一個(gè)項(xiàng)目又分解為若干任務(wù)，項(xiàng)目的完成是在教師主導(dǎo)下以學(xué)生為主體的一次完整的教學(xué)活動。依據(jù)電氣工程專業(yè)單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容要求，構(gòu)建“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程項(xiàng)目內(nèi)容及任務(wù)描述如表1所示。對單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容點(diǎn)進(jìn)行整理分解為三大部分：基礎(chǔ)、技能、綜合?；A(chǔ)部分教學(xué)內(nèi)容有單片機(jī)組成、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺使用、單片機(jī)輸入輸出口、數(shù)碼管顯示技術(shù)等；技能部分教學(xué)內(nèi)容有：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、串口通信、電機(jī)控制等；綜合訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容有：數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)和路燈控制系統(tǒng)等。每部分教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)具體項(xiàng)目任務(wù)，如輸入輸出口對應(yīng)信號燈控制實(shí)驗(yàn)；中斷系統(tǒng)對應(yīng)秒表系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。2.教學(xué)體系構(gòu)建應(yīng)用項(xiàng)目驅(qū)動法設(shè)計(jì)單片機(jī)教學(xué)體系，如圖2所示。在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段，教師通過講解和演示形式帶學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺使用方法和常用的編程軟硬件。單片機(jī)教學(xué)網(wǎng)站可以利用設(shè)備廠商的論壇和單片機(jī)技術(shù)論壇開設(shè)的專門版面來討論技術(shù)問題。完成一個(gè)訓(xùn)練部分則寫一個(gè)項(xiàng)目報(bào)告書。項(xiàng)目報(bào)告書不是實(shí)驗(yàn)報(bào)告。項(xiàng)目報(bào)告分為三個(gè)部分：項(xiàng)目內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)論。項(xiàng)目報(bào)告是檢測學(xué)習(xí)成果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過項(xiàng)目報(bào)告，教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和項(xiàng)目難易程度。基礎(chǔ)訓(xùn)練階段完畢進(jìn)入技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置與基礎(chǔ)訓(xùn)練一致。教師先講后演示，學(xué)生在項(xiàng)目結(jié)束后，撰寫項(xiàng)目報(bào)告并由教師據(jù)此進(jìn)行教學(xué)評估。綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)不再設(shè)置講解環(huán)節(jié)，教師布置題目后，學(xué)生自行完成，教師點(diǎn)評項(xiàng)目報(bào)告。最后的環(huán)節(jié)是提升，部分優(yōu)秀同學(xué)可以加入電子科技大賽來提高水平。這種課程體系設(shè)計(jì)按照從易到難的認(rèn)知過程設(shè)計(jì)，符合學(xué)生知識水平；每個(gè)環(huán)節(jié)教師起領(lǐng)開頭，點(diǎn)評結(jié)局；依據(jù)階段成果，教師可以適當(dāng)調(diào)整小組的項(xiàng)目難度和進(jìn)度；該體系即能覆蓋全面，又能起選拔人才作用。

實(shí)際教學(xué)體會

1.在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段教師任務(wù)比較繁重。教師除了正常教授知識點(diǎn)外，還需要詳細(xì)介紹天煌單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺的硬件資源和WAVE仿真軟件使用操作方法。學(xué)生初次使用平臺和軟件時(shí)會遇到各種問題，但每個(gè)問題的解決都是種技能的提高。學(xué)生人數(shù)多，教師不可能兼顧。只有通過優(yōu)秀組和優(yōu)秀學(xué)生的示范作用，才能把大家?guī)腠?xiàng)目訓(xùn)練狀態(tài)。項(xiàng)目報(bào)告的撰寫不同于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不是每個(gè)項(xiàng)目都需要撰寫，只是訓(xùn)練環(huán)節(jié)結(jié)束后，學(xué)生就某個(gè)熟悉項(xiàng)目撰寫報(bào)告。優(yōu)秀學(xué)生給同學(xué)匯報(bào)項(xiàng)目報(bào)告，教師點(diǎn)評學(xué)生報(bào)告，給以信心和鼓勵(lì)。2.技能訓(xùn)練階段學(xué)生熟悉了平臺使用后，進(jìn)入提高階段。每個(gè)目標(biāo)任務(wù)都是要結(jié)合具體的知識點(diǎn)。如秒表設(shè)計(jì)要用定時(shí)器中斷技術(shù)和調(diào)用LED外部硬件資源。學(xué)生在調(diào)試過程中會有較多的失敗經(jīng)歷，教師要鼓勵(lì)學(xué)生面對挫折，尋找科學(xué)調(diào)試方法。3.綜合訓(xùn)練階段學(xué)生學(xué)會組織分工和聯(lián)合調(diào)試。如交通燈控制，學(xué)生首先了解交通燈控制流程，設(shè)計(jì)交通燈相位控制核心內(nèi)容，把時(shí)序控制、顯示、輸入、故障處理各個(gè)部分分配到人。以上子項(xiàng)目都涉及傳感器、電子技術(shù)和控制理論等，可以幫助學(xué)生回顧所學(xué)知識，使得“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”這門課程成為一門綜合應(yīng)用課程。以項(xiàng)目為驅(qū)動的教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生能主動分析和思考問題，得到了創(chuàng)新鍛煉。在2012年上海市電子科技大賽中，我校學(xué)生取得了二等獎(jiǎng)好成績。

以項(xiàng)目驅(qū)動法為理論重樹單片機(jī)課程教學(xué)體系，梳理教學(xué)內(nèi)容，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)活動。在實(shí)施過程中加強(qiáng)教學(xué)反饋環(huán)節(jié)，各種軟硬教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)輔導(dǎo)，使得項(xiàng)目驅(qū)動法取得很好教學(xué)成果，學(xué)生的科技創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)。

本文作者：趙永熹黃云峰工作單位：上海電力學(xué)院