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2024 / 07 / 23
设计要求采集输入电压信号,通过A/D转换后输入控制器,当外界光信号的强度低于一定数值时,通过软启动开启路灯。当光信号强度高于一定数值时,通过软启动关闭路灯,并将采集输入电压信号,与已设定的标准电压值进行比较,并对输入电压进行稳压,再通过时钟电路对路灯亮度进行调节,在午夜之后对路灯亮度进行降低,最后达到节电稳压。技术方案如下图:
外部光线强度光敏电阻AT89c51单片机A/D转换器继电器驱动
键盘控制LED显示报警电压放大三端稳压器路灯
【摘要】单片机加上适当的外围器件和应用程序,构成的应用系统成为最小系统。文章对变频控制系统单片机外围电路的设计进行了探讨。
【关键词】变频控制;单片机;外围电路
本次设计采用选择PHILIPS半导体公司带手动复位功能的产品MAX708。MAX708还可以监视第二个电源信号,为处理器提供电压跌落的预警功能,利用此功能,系统可在电源跌落时到复位前执行某些安全操作,保存参数,发送警报信号或切换后备电池等。
另外,系统还扩展了可编程外围芯片PSD303。由于系统的 I/O口数量与实际所需数量还有很大的差距,故系统又扩展了两片8255A,一片用于接键盘和显示电路,一片用于接触发信号、紧急停车信号等。
一、键盘与显示电路
在本次设计中,设置了一个9按键的操作电路,以代替实际现场的操作按钮。6位的LED显示电路用于显示转速、电流、以及调试时的相关项的显示。
另外,为了便于现场工作之便,设置了5×4的矩阵式键盘,用于当系统软件等出现错误,而又不便直接对程序进行修改时的调试之用。
二、变频系统设计
现代变频技术中主要有两种变频技术:交-直-交变频技术和交-交变频技术。交-直-交变频技术为交-直-交变频调速系统提供变频电源。交-直-交变频的组成电路有整流电路和逆变电路两部分,整流电路将工频交流电整流成直流电,逆变电路再将直流电逆变为频率可调的交流电。根据变频电源的性质可分为电压型和电流型变频。
本次设计用交-交变频电路是不通过中间直流环节,而把电网固定频率的交流电直接变换成不同频率的交流电的变频电路。这种变频电路广泛应用于大功率交流电动机调速传动系统,实际使用的主要是三相输出交-交变频电路。这种电路的特点:(1)因为是直接变换,没有中间环节,所以比一般的变频器效率要高;(2)有与其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些部分包络所构成,因而其输出频率比输入交流电源的频率低,输出波形也好;(3)因受电网频率限制,通常输出电压的频率较低,为电网频率的三分之一左右;(4)功率因数较低,特别是在低速运行时更低,需要适当补偿。
三相变频电路就较单相复杂,其电路接线方式主要有公共交流母线进线方式和输出型联结方式。具体说来,其主电路型式有:3脉波零式电路、6脉波分离负载桥式电路、6脉波非分离负载桥式电路、12脉波桥式电路、3脉波带中点三角形负载电路、3脉波环形电路。
本次设计选用较为简单的一种—3脉波零式电路。
三、同步电路设计
同步电路的功能是,在对应的晶闸管承受正向阳极电压的初始点(即控制角α的起算点)发出一个CPU能识别是哪一相同步信号的中断脉冲Utpi和要求的α角进行延时控制,输出相应的触发脉冲。三相同步电压信号经同步变压器、滤波、稳压、放大和光电隔离后分别接至单片机的、和管脚。另外,由于此处直流电源和触发电路中所用的电源不能共用,且光电耦合器输入输出端的地端亦不能共用,为了以示区别,它们的符号均有不同。
Ua、Ub、Uc 与可控硅组件的三相交流电压同相位。Ua、Ub、Uc经R3,C3滤波电路波形变换光耦隔离整形电路后输出三相方波电压,记为 KA、KB、KC,三相方波分别送给 80C196单片机的P2口的 、、端。CPU根据KA、KB、KC的值判断三相交流电源的相位。
四、触发电路
在设计中,三相电路中每相均有正反两组晶闸管,每组均采用三相半波式接法,即每组用三个管子,所以一共有18个晶闸管,这样,触发脉冲也应有18路。三极管V为输出级功率放大晶体管;电容C为加速电容,与R构成微分电路,可提高脉冲前沿的陡度;为兼顾抗干扰能力和脉冲前沿陡度,一般取C为μF。为保护脉冲变压器,在脉冲变压器两端并联电阻R和二极管D的串联电路,一般R阻值取为1K。电阻R为假性电阻负载。另外,为了隔离输入输出信号,加入了光电耦合器,考虑到应有足够的脉冲强度使晶闸管导通,输出极电压设为15V。在出发电路中,为了得到足够的脉冲宽度,而且使脉冲前沿尽量陡,后沿下降快,故采用了脉冲变压器T~T。另外,为了达到电气隔离作用,亦加入了光电偶合器。再者,为便于单片机对触发电路的控制,在同步变压器1~18的输入端,分别引入了紧急封锁信号(由 引入)和 555 定时器构成的多谐振荡器信号,而多谐振荡器的控制信号则由单片机的 控制。这样,当电机输入紧急停车信号时,单片机通过其 输出高电平,这样就使得触发电路输入端口的或非门被封锁,也即封锁了变频装置的触发脉冲,使电机快速停车。
五、保护电路设计
为了提高控制系统的可靠性和安全性,在交流电力系统的设计和运行中,都必须考虑到有发生故障和不正常工作情况的可能性。在三相交流电力系统中,最常见和最危险的故障是各种形式的短路,其中包括三相短路、两相短路、一相接地短路以及电机和变压器一相绕组上的匝间短路,当然也有其它形式的保护措施。具体保护形式有:电流型保护,电压型保护等。为简单起见,这里仅采用电流型保护中的短路保护和过电流保护,并在每个电机的定子输入端均接入了正反向交流接触器。另外,为防止意外情况的发生,引入了紧急停车信号,当按下紧急停车按键时单片机通过中间继电器关断接触器 KM2-KM8。
六、反馈环节设计
本系统中引入了电流反馈。电流反馈采用三相交流互感器,经三相桥式整流电路及滤波电路,最后经限流、滤波及限幅电路反馈回单片机的 口。
【参考文献】
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[4]王仁祥.常用低压电器原理及其控制技术[M].机械工业出版社,20xx.
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目前,路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点,被广泛使用,但同时也存在着诸如:功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。
我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明,普遍存在的问题有两点:一方面因为后半夜行人稀少,采用全夜灯的方式浪费太大,因此,有的地方采取前半夜全亮,后半夜全灭的照明方式;有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施,此种方式虽然节约了电费支出,却带来了社会治安和交通安全问题,不利于城市安全问题。
另一方面,在后半夜因行人稀少,而应该降低路灯的亮度,以避免光源污染,影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期,电力系统电压升高,路灯反而比白天更亮了。这不仅造成了能源浪费,还大大影响了设备和灯具的`使用寿命。目前,路灯照明广泛采用高压钠灯,其设计寿命在12000小时以上,在正常情况下至少可用3年,但是由于超压使用,现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右,有的甚至只有几个月,造成维护和材料的极大浪费。较高的电压不仅不能让负载设备更好的工作,而且还会造成发热及过早损坏,还会造成不必要的电费开支。
而且,我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制,这样也有许多不利之处:若采用人工控制,则路灯开关存在着一定的不确定性,同时也占用了一定的人力资源;定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况,使得天还没黑路灯就开,天还没亮路灯就灭的情况,大大影响了人们的日常出生活。本设计通过使用AT89c51单片机对系统进行智能控制,使系统达到自动启停及智能调压。
近年来,随着科技的不断发展,各种路灯控制器也被不断的研究出来。其中,美国和日本主要集中在研究紧凑型荧光灯和镇流器荧光灯两个方面。而我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品,能达到一定的节能效果,但就功能和效果上还不能尽如人意,主要有以下几种情况:第一种,采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢,用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭,不能自动调节,同时如果电压突然升高,则会对灯具造成损坏,相对来说稳压效果较差;第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。该设备主要采取简单的相控技术,不足之处是元器件较容易发热损坏。而为了更好的达到控制的目的,现在国内外都开始采用智能控制方式,如光控、声控、时控等,国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯,基本可以达到完全自给自足的效果。
综上所述,未来的智能路灯控制必将向着更安全、更环保、更节能、更高效率的方向发展。
《中等职业学校公共艺术课程教学大纲》指出:“公共艺术课程是以学生参与艺术学习、赏析艺术作品、实践艺术活动为主要手段和方法的。”赏析艺术作品能够拓展视野、丰富知识、促进学生个人审美观的形成。如果说实践艺术活动代表“动”,那么赏析艺术作品相对地代表“静”。我校大部分学生不愿意听理论型美术课,或反映课堂体验不愉快,如何解决这一现象,是教师进行赏析艺术作品教学时必须思考的问题。
一、存在的问题
1.赏析艺术作品课是否等于浪费时间。学生以否定课程或自我否定为前提,是开展赏析艺术作品教学活动遇到的首要问题。我校学生大部分来自农村和中小型乡镇,受家庭和周边环境等因素影响,许多非工美专业学生为了今后顺利参加工作,以成为企业需要的技能型人才为首要目标,认为美术课可有可无。同时,一部分学生过去接受的美术教育较少,认为自己没有美术细胞,天生和美术绝缘,赏析艺术作品就是对牛弹琴。越是没有深刻体验过赏析艺术作品带来的精神震撼和愉悦,学生越是怀疑自己对艺术的感知及鉴赏能力。长此以往,将来他们走上社会和他人交流涉及艺术相关内容时很可能会有自卑情绪。
3.一口气“喝”四十五分钟“白开水”。虽然课本中选取的艺术作品都是有代表性的经典佳作,但是不少作品年代背景久远,采用的技术脱离学生实际生活,趣味性大打折扣。同时,大部分非工美专业的中职学生之所以选择其他专业,是因为本身对其他专业的兴趣远大于美术。诸多因素让学生在赏析过程中无法理解作品,更不用谈产生共鸣。完全理性、专业地讲解赏析艺术作品,既不符合非工美专业学生的兴趣方向,也不符合该年龄段中职学生的心理特点,导致学生觉得教学内容食之无味,课堂体验就像被动地灌白开水。教学过程中各个学科知识的补充、不同艺术作品间的切换,无非是稍微改变了“开水”的温度,有所调节但本质不变,这样学生课上容易走神。
二、有效的教学对策
1.摆正心态,走出误区。学习赏析艺术作品并不像部分学生认为的那样毫无用处,反而益处众多。不少美术知识当下看着似乎没有用处,其实是存在生活的细节中而没有被人意识到。教师应先向学生说明美的应用无处不在,包括衣食住行等遍布现实生活和虚拟网络的各个角落。绘制黑板报、拍摄摄影作品、设计网页、设计公司VI形象等,这些都需要用到美术知识,而赏析艺术作品是掌握美术知识的必要途径。教师可以以此来说服学生摆正心态,端正学习态度。部分学生表示自己没有美术细胞,这是一个自我认识误区。美的感受源自视觉,是人人都能感觉到的。摆事实讲道理,教师可借由学生觉得校服不美于是普遍不喜欢穿校服,来展开说明对服装的选择这一小事上体现着每个人对美的感知。教师可以引导学生对服饰进行分析,对好的部分加以肯定,给予鼓励,增加学生对赏析行为的亲近感。
2.内容有取舍,增加互动性。赏析艺术作品时,面对课本中大量范例和涉及各个学科的海量知识点,教师需要有所取舍,不用面面俱到。处处重点等于没有重点。每个例子都按重复步骤赏析,容易使学生产生厌倦感。比如,赏析西方印象派绘画时课本有三个范例,可以采取以下方法进行教学:范例一系统地详细分析、范例二简略分析同时加入涉及该范例的短视频观赏、范例三采用问题引导教学法,让学生参与进来,打破全程教师说、学生听的局面。审美是相对自由的,公共艺术美术课不是培养学生流水线式的审美,而是在学生固有的个人审美的基础上,往积极的方向引导,使学生健康成长。使用问题引导教学法可以让学生针对教师设置的问题,自主地思考,根据已学的系统全套分析方法,举一反三,学会赏析的方法,思考后得出自己的结论。在问题的设置上,教师不要设置完全开放式的问题,如:关于这幅图你有什么看法?这样的问题易造成课堂冷场。
3.挖掘教材魅力,提升课堂趣味。非工美专业的学生对艺术作品的关注点和工美专业学生不同,比较随性。如:对画面角落的奔跑的动物、架子上的一块猪肉、墙上的一个花纹等次要琐碎的部分给予大量关注。这样欣赏没有对错之分,只是和正统主流赏析切入点不同。专业美术赏析或许会分析画面构图、色彩情感,然后引申展开,但学生可能更关注配角人物的一个表情。只要学生肯参与到教学活动中,切入点稍微另辟蹊径也没有关系。教师不能光说自己想说的,也要兼顾学生想听的,挖掘教材中学生可能感兴趣的部分,要制定多种方案,对不同专业的学生,切入点和话题做出相应调整。如果能在课堂导入环节引起学生兴趣,就能激发其学习欲望让后续教学顺利进行。在兼顾讲解课本知识点的情况下,教师可添加与时俱进的学生喜欢的例子,让课堂成为“一包刺激的跳跳糖”。只有解开学生抵触学习的心结,才能让学生积极、自愿、快乐地学习。教师也要不断反思,改进现有教学方法,才能让赏析艺术作品教学发挥更大作用,促进学生综合素质的提高,逐步实现以美养德、以美启智、以美育人,使学生未来人生更美好。
[摘要]随着时代的发展,在要求人才具备扎实理论知识的基础上,还要求人才具有一定的实践能力,可以满足工作的实际需求。对于电子技术课程而言,电子技术课程设计属于具有实践性的教学内容,是人才培养目标的重要内容。鉴于此,对电子课程设计内容改革的研究与实践展开了探究,以期能够为相关工作与研究提供参考和借鉴。
[关键词]人才需求;理论知识;实践能力;教学内容
近年来,我国各个领域都在发展,电子技术课程设计,就是数字电路教学发展以及模拟电路教学发展的结果,已经成为电子技术教学中的重点。电子技术课程设计,对学生的学习有着至关重要的影响,一方面,可以让学生学习和掌握电子系统的设计以及电子系统的调试;另一方面,能够有效提高学生的电路设计能力,促使学生掌握实验技能。为进一步发挥电子技术课程设计的作用,笔者立足电子技术教学实践,对内容改革与实践进行分析探究。
一、电子技术课程设计内容改革的原因
(一)满足学生的发展需求
随着时代的发展,学生的实际情况也在发生变化,原有的电子技术课程设计已经无法适应现代学生的实际情况,无法满足学生的发展需求。例如,原有的电子技术课程设计,其设计时间通常为15天,而课程设计的题目大多数由教师确定,然后,学生对某个电路进行焊接与调试,其基本教学流程长期没有改变与创新,一个课题反复使用多年,对不断发生的时代与学生而言,课题缺乏新意和吸引力,难以激发学生的学习兴趣,导致学生无法产生学习积极性,进而导致学生对学习产生厌烦情绪,引发学生中的抄袭问题,导致教学失效,无法实现教学目标。除此以外,教学方法单一、教学模式固定,也限制了学生的发展。
(二)满足时代发展的要求
电子时代背景下,在电子技术教学中,只有将新技术引入课堂,并结合教学内容,不断完善实验内容体系,才能保证教学的时代性与实用性,才能培养出具有时代精神、掌握先进技术,并能将技术用于实践中的复合型人才,满足学生发展的需求,满足时代的要求,因此,电子技术课程设计内容改革是具有现实依据和现实意义的,是课程发展的必然趋势,也是时代提出的新要求。
二、电子技术课程设计内容改革的实践
(一)课题选择上,注重实用性和趣味性
对电子技术课程设计而言,在选择课题时,要立足学生的实际情况,同时,应该充分考虑课题与所教学的理论知识之间的匹配程度,此外,还要考虑课题是否具有实用性和趣味性,趣味性是保证学生的学习兴趣,实用性是保证实践具有现实意义,两者兼顾可以保证设计内容满足教学要求的同时,又满足生产的实际需求。举例而言,课题的制订选择上,可以从学生的生活实际出发,让学生亲自实践组装可以用于现实生活的声控开关,或者是可以在电压异常时及时切换电源的电力安全开关,或是让学生组装防盗报警器等。除此以外,教师还可以选择音乐彩灯控制等新颖、有趣的新型课题,进而激发学生的学习欲望,充分发挥学生的创造力,提高知识的应用能力。
(二)注重对综合理论知识的灵活运用
就电子技术课程设计而言,其本质是用于生活实践,通过理论知识的学习,最终解决生活中遇到的实际问题。但是,若是想要实现解决实际问题的目标,在进行教学内容设计时,就要注重对课程理论知识的灵活运用。具体而言,在课程设计过程中,作为学生,要有意识地锻炼自己全面掌握、灵活运用理论知识的能力,培养自己独立进行内容设计的能力。在学习过程中,学生可以通过查阅相关资料、进行线路设计以及元件选择,实施电路安装,实现对知识的巩固目的,提高自己对知识的利用能力,实现理论与实际两者之间的有效结合。例如,在进行数字钟电路设计这一课题时,为完成任务,学生必须将自己掌握的所有零散数字电路知识完整地整理总结,然后在实践中具体地应用各个理论知识,通过反复的练习,可以有效培养学生的设计与分析能力,挖掘学生的内在潜能,提升学生的综合能力与素质。
(三)充分考虑专业特点与需要
为拓宽学生的眼界,让学生对所学知识产生浓厚的兴趣,在进行内容设计时,教师要将专业特点、自己的专业需要作为考虑因素。例如,“电动机测速系统”设计,一方面,该设计可以广泛地应用到工业生产领域中的控制调速系统当中;另一方面,设计中的锯齿波发生器以及设计中的电压比较器两者,也与教学中的电子技术课程内容有着紧密的联系。此类设计内容,一定程度上可以加强学生对专业的认同感,有助于学习兴趣,还可以开拓学生的知识视野。此外,还可以为学生后续的深入学习,奠定扎实的专业基础,以适应未来的岗位工作。综上所述,电子技术课程设计,以专业发展过程中形成与产生的具有时代性的实践性课程,为学生的电子技术应用实践提供了机会,对专业发展有着重要的作用。因此,要保持电子技术课程设计的先进性,使其能够适应学生的实际情况,满足时代的要求。
参考文献:
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[2]王晓丽,周浔,薛海鹰.电子技术课程设计教学改革研究与实践[J].实验技术与管理,20xx(7):180-181.
摘 要:本文主要论述了高职应用电子技术专业毕业设计的质量现状及研究对策,并主要论述了在实践中采取多途径的方式完成毕业设计方案,对高职应用电子技术专业毕业设计的质量提高起到指引作用。
一.以往毕业设计存在的问题
1.以往的毕业设计成为学校的难题
以往的毕业设计时间选择在最后一个学期(即第6学期),而在这个时间里学生在企业顶岗实习中度过,一部分学生一旦认为岗位适合自己就忙于工作急于表现自己,巩固岗位位置;而另一部分学生觉得岗位不适合自己则忙于在职场上竞争不断地选择新的岗位。在这种情况下他们没有心思做毕业设计,也很少有时间查阅资料,定期向指导老师汇报毕业设计,更不用说定期回学校与指导老师见面沟通解决毕业设计中存在的问题,因而难于保证毕业设计的质量。为了完成高职院校课程设置中的重要实践教学环节毕业设计,又不影响学生的毕业和就业,毕业设计只能流于形式,得过且过,走个过场而了事。因此,如何解决毕业设计与学生毕业、就业的矛盾就成为学校面临的一个难题。
2.以往的毕业设计成为学生的负担
高职院校的学生理论水平要求不高,重在实践。虽说他们在学校、企业的实践教学中得到一定的训练,掌握了一定的专业知识和技能,要是在企业实习中选择适合自己的毕业设计题目还是有很大困难的,即使是选择了题目,也会出现很多无法解决的实际问题,又得不到老师的及时指导,学生很无奈;或者有的学生选择了题目后,到网上摘录,将别人的设计改头换面成为自己的,出现了理论不通、知识混淆、逻辑不顺等问题;或者有的学生的毕业设计从理论上看起来没有什么问题,但元器件选择是否合适、工艺是否合理、能否成为实际电子产品,没有实物得不到证实。怎样才能找到合适的毕业设计课题,减轻毕业生的心理负担,是学生迫切希望解决的问题。
3.以往的毕业设计成为老师的心结
指导毕业设计是高校老师的职责和义务[2],但以往由于学生失控往往使指导老师大伤脑筋。一方面老师要考虑到学生的毕业率、就业率,另一方面还要注意毕业设计的科学系、规范性、严肃性,还要应付学生从企业带来的种类繁多的各式各类题目,又要完成指导学生毕业设计任务,于是多数老师名义上是指导者,实际上变成了学生毕业设计的参与者。因此,很多老师只要可能都不愿意接受指导毕业设计的任务,这就成了老师心理上的一结。
二.毕业设计设置思路
(一)毕业设计时间的设置
改变传统的毕业设计时间,将毕业设计启动时间提前到学生在校期间的第5学期中后段。学生在专业教师或企业工程技术人员已拟定的若干个毕业设计课题方向中,根据个人的实际出发选择适合自己的毕业设计题目和指导老师,并在指导老师的系统指导下,查阅资料完成毕业设计的雏形。在最后一个学期的企业顶岗实习期间,根据所选题目要求,结合个人实际能力和企业实际生产情况,在指导老师和企业专业技术员的帮助下先制作成实物,再依据实物撰写出毕业设计报告书等相关材料,并进行毕业设计答辩。这样学生的毕业设计既有了理论根基,又有自己制作的活生生的实物,就成了一个有血有肉的毕业设计。
(二)毕业设计题目的设置
毕业设计是整个在校学习环节的总结,是为毕业画上的最后一个句号,因此毕业设计是本专业的基本技能和岗位能力的汇总[3]。在设置毕业设计题目的时候以行动导向为新的理念,从实际出发确定毕业设计教学计划,由专业教师提出和拟定毕业设计课题方向,学生自主选择适合自己的题目。
1.设置岗位能力提高型毕业设计课题
这种毕业设计课题是由在企业实际干过对企业比较了解、或以往带队实习过、或将要带队实习的老师和企业技术人员,根据本专业的实际岗位技能要求和职业能力要求,结合校企合作企业实际拟订的各类题目。要求学生在学校完成的一部分理论设计雏形的基础上,在实习企业进一步加工、整形,根据本企业实际出发制作成实物,并依据该实物完成毕业设计。如电子产品生产制造企业中的“电子产品质量检验文件”这种实物的制作或“电子产品生产管理文件”这种实物的制作等,再根据文件实物撰写出毕业设计报告书等设计材料,并进行毕业设计答辩。这类毕业设计题目比较适合由学校或系里统一安排在校企合作实训基地实习的毕业生选择,由顶岗实习指导老师和企业工程技术员合作指导。
2.设置改造与创新新电路、新产品型毕业设计课题
这种毕业设计课题是由实践教学及实际动手能力比较强的专业教师拟订的各类题目。它是以革新为突破口,用现成、完整的实际电路或实际小电子产品为参考,在其中找出革新点进行改造。经改造的新电路以节能、省元件、加大功能、产生新功能、更加方便为扩展方向。组织指导老师引导学生在原电路或原产品的基础上,利用计算机仿真等现代科学辅助工具,设计出新的、科学的、实用的、可行的新电路,并制作成实物或模拟实物。毕业生根据实物撰写出毕业设计报告书等设计材料,并进行毕业设计答辩。这样学生以自己制作的实物为行动导向去完成毕业设计,其目的性强、任务明确、有极高的热情和主动性。 3.设置大学生技能竞赛型毕业设计课题
这种毕业设计课题是由指导参加过各种类型大学生竞赛的老师拟订的各类题目。它是依据往年大学生的职业技能大赛等比赛题目中提炼出来的。要求学生按比赛要求为基点,结合本专业的主要技能和能力,在完成实际比赛任务的基础上制作实物或完成实际比赛内容,再根据实物和实际比赛内容撰写出毕业设计报告书等设计材料,并进行毕业设计答辩。这类毕业设计题目比较适合曾参加过各种大学生竞赛的毕业生选择。
这样先设置形式多样的毕业设计题目方向,由学生根据个人的兴趣或爱好选择自己能力范围的具体题目和指导老师,将在毕业设计中不好解决的难题分散开来,学生的毕业设计就有方向、有目标,指导老师心里有数、指导到位。
三.毕业设计的组织和实施
毕业设计的组织管理工作是顺利完成毕业设计工作的保障,我们按照毕业设计的准备工作、毕业设计题目选择、毕业设计中段检查、毕业设计的验收和公开答辩、毕业设计成绩评定等环节随时跟进管理。
第一,要做好充分合理的组织实施计划,安排行之有效的毕业设计工作日程,规范毕业设计报告书等材料的撰写格式标准,提出本届毕业设计的总体要求和毕业设计答辩方案。组织专业教师及企业技术人员拟订毕业设计课题,并对课题进行审核、筛选,进一步确定适合制作实物的毕业设计课题。第二,开设毕业设计课题宣讲报告课,让每位指导老师介绍拟定的课题要求和所要达到的目标,学生在此基础上,根据自己的兴趣、能力及实习等实际情况自由的选择课题和指导老师。第三,学生选择好课题和指导老师后,接受指导老师下达的毕业设计任务,根据任务制订出自己的毕业设计进度表和任务书,在指导老师的引导下针对课题有目的、有计划的进行调研、收集参考资料、查阅相关文献。在学生还未顶岗实习前完成毕业设计的雏形,然后学生带着实际问题到顶岗实习的企业进一步完善自己的毕业设计。在这一阶段特别加强组织和检查工作,督促指导老师紧密跟踪学生,检查学生毕业设计准备是否充分、接收的任务是否明确、选题是否合适、学生设计工作量是否适当、是否适合学生他本人等。有问题及时解决和调整,做好指导服务工作,并采用指导老师碰头会、汇报会、阶段总结会等各种形式及时反馈毕业设计实际落实情况和毕业设计完成进度的实际情况。最后收集学生制作的实物、毕业设计报告书、毕业设计答辩PPT等,验收并进行公开答辩。其毕业设计成绩构成为:实物产品满分40分;毕业设计报告书满分40分;公开答辩成绩20分。
四.取得的成效
以实物制作优化毕业设计就是让学生在自己制作的实物基础上完成毕业设计。学生在制作实物过程中,哪怕是很小的实际产品,要经历各式各样的难题。他们要亲自动手制作,并解决出现的问题,就必须掌握所涉及到的专业知识。要成功制作具有革新的创新产品必须要对本产品的工作原理理解的非常透彻、设计的非常准确,同时具有熟练的动手能力和专业技能。这样做出来的毕业设计从理论到实践得到了充分的结合,使我们的学生学有所用、学有所得、学有成效、学用结合,做到了“做中学、学中做”真正符合职业院校办学特点,突出了职业技术教育理念。
与以往的毕业设计比较,这样设置毕业设计,对于指导老师来说达到了心中有数,指导到位,得心应手,可指导出较高质量的毕业设计,打消了心里难题,得到一定程度的锻炼和经验积累,也为自己撰写论文、申请课题积累了素材,因而愿意接受毕业设计指导工作。对于学生来讲毕业设计的任务明确,目标定位准确,可根据自己的实际能力选择题目完成毕业设计任务,打消了对毕业设计的神秘感和恐惧感,其毕业设计的积极主动性大大提高,能够完成较高质量的毕业设计。这样真正体现了以教师或工程技术员为主导,以学生为主体的职业教育理念。培养了学生综合运用所学知识及技能分析、解决专业范围内的一般工程技术问题的能力;培养学生建立正确的创新改造思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法[4]。通过这样的毕业设计学生进一步巩固、扩大、深化基础知识和基本技能,从而实现由一名学生向工程技术人员的过度,走向工作岗位、适应社会需要做好技术储备,为社会提供合格的工程技术应用型人才。
经过几年的实践取得了一定的成绩,但还有很大的不足。一是,更加紧密的与企业挂钩,更多的在企业实际工作岗位上提炼出相关职业能力和技能提高方面的题目,这就要求指导老师深入企业实际与企业工程技术人员相结合拟出更加符合职业教育特点的题目。二是提高电子产品技术改造的成分,技术革新和创新思维不是一是一招就能产生的,这就要求指导老师平日里多积累实用的小电子产品或实际实用的电子产品电路,建立创新改造思路,多在实际生活和企业中积累且提炼成题目。同时在平时的专业教学中不断地灌输和引导学生建立创新、改造、革新的改革新思想。
【摘要】
随着电子技术的快速发展,早期的数字电子技术实验教学不再适应时代的发展,EDA技术逐渐在数字电子实验中被引用。本文通过对EDA技术含义、框架的阐述,分析其在数字电子技术实验中运用的意义,并为EDA技术在数字电子技术实验中的具体运用提供策略指导。
【关键词】EDA技术;数字电子技术实验;运用
数字电子技术是各类院校中电子信息专业开设的一门必修课,具有很强的理论性和实践性。高校数字电子技术实验的教学环境和形势发生了深刻的变化,传统的数字电子技术实验教学在很多方面跟不上现代教育形势的发展,是现代化教育和人才培养的阻力。本文对EDA技术在数字电子技术实验中的运用进行具体分析。
1、EDA技术含义
EDA技术又叫电子设计自动化技术,是在电子电路技术和CAD技术结合的基础上发展起来的一门新兴的技术,主要借助计算机软件进行实验教学。具体可以从以下几个方面描述:EDA技术是以大规模可编程器件作为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要方式,以计算机、大规模的可编程器件开发软件及实验系统为设计工具,通过有关软件的开发,自动实现用软件的方式设计电子硬件系统的一门技术。
2、EDA技术的实验构架
现阶段国内开发出的虚拟实验台能够实现数字电子技术实验,EDA技术赋予了虚拟实验丰富的内容,能够实现在操作中的电子模拟实验。
虚拟数字电子技术实验构架
虚拟数字电子技术实验平台包含两部分:①实验仿真功能模块,这种模块属于以EDA为基础的学习平台;②虚拟实验平台,这种实验平台主要是对实验平台信息的管理和功能评估。
虚拟数字电子技术各模块构建
虚拟数字电子技术实验平台仿真功能包括以下四部分:项目信息采集、基础教育、虚拟实验开展以及实验结果后期处理。虚拟数字电子技术的基础学习包括四个元素:软件编程语言学习、EDA工具、实验仪器使用说明以及理论知识储备。通过在局域网对完整数字实验设计案例的下载,能够获得详细的设计思路、系统的重要技术,从而提升技术水平。管理模块主要包络实验项目审批、实验内容发布、实验信息汇总管理和实验项目进度跟踪四个部分。
3、EDA技术设计流程
EDA技术设计流程主要体现在以下几个方面:①设计输入。由于电子和电路设计是不同源文件构成的,因此,电子、电路的设计文件可以生成图像,也可以生成文本。②设计综合。在EDA技术综合设计中,其应用的是软件和硬件结合的方式,能够利用综合器、通过将软件转化为硬件的形式,实现源文化的统一。③设计适配。EDA技术主要采用的是FPGA布局的方法进行适配设计,这种设计能够将文件进行统一,之后按照目标实现逻辑的映射,对底层的硬件进行配置。在适配之后实现对时序的仿真,从而便于各类文件的下载。④仿真设计。仿真设计是在对编程软件下载之后,利用EDA软件分析对适配结果进行分析,之后将分析的结果形成仿真。⑤编程下载。编程下载主要是将模拟和仿真确定的实验思路利用适配方法,将下载的文件运用电缆线连接到器件上,从而实现对硬件的调制,及时更改错误编程。
4、EDA技术的实践教学案例
EDA技术实验分为验证型、设计型和创新型三种,基于EDA技术的数字电子技术实验教学的思路明确,能够避免大量不必要的重复工作,本文以具体的实验教学案例分析EDA技术的优越性。
全加器验证型实验
首先根据实验系统的功能框图,利用Altium Designer 软件画出整个实验系统的电路原理图,并画出PCB 板图,也可以按不同的实验模块单独画电路原理图和PCB 板图。这部分工作可以锻炼和提高学生的电路图绘制能力和布线能力。
实验系统总体设计原理图
实验系统总体设计原理。
实验系统主要电路模块的设计
单片机模块
单片机模块是实验系统的核心部分, 单片机芯片采用DIP-40 紧锁座安装,便于插拔。同时利用扩展槽把40 个引脚全部引出,进行I/O口扩展,便于外接其它功能模块,进行二次开发。。
串行通信电路
AT89S52 单片机有一个全双工的串行通信口, 所以单片机与PC机之间可以很方便地进行串行通信,但由于两者的电平不同,所以要有一个电平转换电路。这里用MAX232 进行电平转换,采用三线制连接串口,也就是和PC 机的9 针串口只连接其中的3 根线,实验板上采用DB9 母口插座。
4×4 矩阵键盘电路
矩阵键盘又叫行列式键盘,就是利用I/O 口线组成行、列结构,按键设置在行列的交汇点上。本实验系统采用4×4 矩阵键盘形式,其中P2 口的 作为行线, 为列线。
基于SPI 总线的时钟电路
DS1302 采用简单的三线SPI 与CPU 进行同步通信, 只需要单片机的三个I/O 口线即可。本实验系统选用 作同步串行时钟信号端, 作数据输入输出端, 作复位端。晶振选用典型值,没有备用电源。
LED 灯和数码管显示电路
显示模块有LED 灯显示模块和数码管显示模块两种。LED 灯显示模块由8 个发光二极管组成,通过上拉电阻连接在P0 口。数码管是单片机控制系统中最常见的显示器件之一,一般用来显示处理结果或输入输出信号的状态。本实验系统采用2 个四位一体的共阳极数码管,采用动态显示方式,并通过2 个74LS373 进行控制。其中U2 控制段,U3 控制位。
ISP 下载电路
为了充分利用AT89S52 的ISP 在系统可编程功能,本实验系统设计了一个USB 接口的ISP 下载电路, 只需要一条USB 数据线配合微机上的ISP 编程器软件就可使用,能够很方便地把编写好的程序烧写进单片机芯片中,然后运行观察实际效果,从而避免了频繁拔插芯片带来的诸多不便。同时在电路板上还另外加装了一个10 针ISP 下载器接口JP2,方便学生自己制作其它ISP 下载器时使用。
A/D 转换和D/A 转换电路
A/D 转换电路选用美国国家半导体公司生产的串行通信8 位分辨率、双通道A/D 转换芯片ADC0832。D/A 转换电路选用美国德州仪器(TI)公司生产的带串行控制的四路8 位CMOS 电压输出的数模转换芯片TLC5620,以满足实验需求。
I2C 模块电路
实验系统的E2PROM 存储器模块采用ATMEL 公司生产的AT24C02,它是一个2Kbit 的串行E2PROM,具有工作电压宽、擦写次数多、写入速度快、数据保存时间长等特点。
其它模块电路
实验系统可由USB 接口直接供电,也可以由其它+5V 电源供电。为了满足需要,实验系统还配备了蜂鸣器、继电器、步进电机、红外接收、DS18B20 温度传感器、1602 和12864 液晶显示等电路。除此之外,还可根据需要设计其它实验模块,搭载在实验系统上进行相关实验。