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[論文摘要]以單片機(jī)為基礎(chǔ),分別以轎車(chē)溫控系統(tǒng)和貯液容器溫控系統(tǒng)為例,闡述單片機(jī)在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用原理。
一、單片機(jī)在貯液容器溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用
該系統(tǒng)中以貯液容器溫度為被控參數(shù),蒸汽流量為控制參數(shù),輸入貯液容器冷物料的初溫為前饋控制,構(gòu)成前饋一反饋控制系統(tǒng)。發(fā)揮前饋控制和反饋控制的各自?xún)?yōu)勢(shì),將可測(cè)而不可控的干擾由前饋控制克服,其他干擾由反饋控制克服,從而達(dá)到控制貯液容器溫度。滿(mǎn)足工藝要求的目的。
(一)硬件設(shè)計(jì)。選單片機(jī)AT89C51為主機(jī),配以?xún)陕穫鞲凶兯推鳌⒍嗦烽_(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)閥等實(shí)現(xiàn)對(duì)貯液容器溫度的自動(dòng)控制,同時(shí)還設(shè)有報(bào)警電路、鍵盤(pán)和顯示電路。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí),貯液容器的溫度恒定在工藝要求的數(shù)值不變。當(dāng)冷物料的初始溫度與其設(shè)定值相比發(fā)生變化時(shí),如果變化很小,將完全由前饋控制來(lái)克服這一變化給系統(tǒng)帶來(lái)的影響;如果變化大,前饋控制不能完全克服這一變化給系統(tǒng)帶來(lái)的影響,反饋控制則開(kāi)始動(dòng)作。當(dāng)冷物料的初始溫度不變,而由其他干擾引起貯液容器的溫度發(fā)生變化時(shí),只有反饋控制動(dòng)作,最終使系統(tǒng)重新達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
1.前向通道的設(shè)計(jì)
采用JUMU90系列的溫度傳感變送器,其輸入范圍為:0℃~500℃,輸出為4mA~20mA(DC),測(cè)量精度為0.5%.選用10位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換芯片AD571[2],接收到有效的CONVERT命令后,內(nèi)部的逐次逼近寄存器從最高位開(kāi)始順次經(jīng)電流輸出的DAC在比較器上與模擬量經(jīng)5k8電阻所產(chǎn)生的電流相比較。檢測(cè)完所有位后,SAP中包含轉(zhuǎn)換后的10位二進(jìn)制碼。轉(zhuǎn)換完成后,SAP發(fā)出DR信號(hào)(低電平有效),單片機(jī)查詢(xún)到DR=0時(shí),便使其打開(kāi)三態(tài)緩沖器輸出數(shù)據(jù)。
2.后向通道的設(shè)計(jì)
(1)D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。為了滿(mǎn)足系統(tǒng)的精度要求,選用10位的D/A轉(zhuǎn)換器DAC1020。由于其內(nèi)部不帶有鎖存器,所以必須通過(guò)I/O口才能與AT89C51單片機(jī)連接,又由于AT89C51的字長(zhǎng)是8位的,一次操作只能傳輸8位數(shù)據(jù).因此AT89C51必須進(jìn)行兩次操作才能把一個(gè)完整的10位數(shù)據(jù)送到AC1020。為了使10位數(shù)據(jù)能夠同時(shí)送人DAC1020,避免輸出電壓波形出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象,故必須采用雙緩沖器方式。AT89C51先把高2位數(shù)據(jù)輸出到74LS74(1),接著把低8位數(shù)據(jù)輸出到74LS377,與此同時(shí)74LS377的片選信號(hào)也作為74LS74(2)的時(shí)鐘脈沖,把74IS74(1)的內(nèi)容打人74LS74(2)中,從而使一個(gè)完整的數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)DAC1020的數(shù)據(jù)輸入端.這樣就消除了DAC輸出端的毛刺現(xiàn)象。
(2)執(zhí)行器及調(diào)理電路的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中選用的是ZMAN16BG,ZGICr18Ni9Ti型號(hào)的對(duì)數(shù)流量特性的調(diào)節(jié)閥。閥的輸入信號(hào)為氣信號(hào),而D/A轉(zhuǎn)換器的輸出為Ov~5V的電壓信號(hào).所以在D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)節(jié)閥之間要加一個(gè)V/I轉(zhuǎn)換器和一個(gè)電氣閥門(mén)定位器,將0v~5v的電壓信號(hào)先轉(zhuǎn)換成4mA~20mA的電流信號(hào)后,再將4mA~20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0.02MPa~0.1MPa的氣信號(hào)。使調(diào)節(jié)閥接收氣信號(hào)而工作。
(二)軟件設(shè)計(jì)。經(jīng)分析,系統(tǒng)軟件可采用結(jié)構(gòu)化模塊程序設(shè)計(jì),主要有系統(tǒng)主程序、看門(mén)狗中斷服務(wù)程序、鍵盤(pán)掃描子程序、顯示子程序、報(bào)警子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、D/A轉(zhuǎn)換子程序、PID數(shù)據(jù)處理子程序、BCD碼轉(zhuǎn)換子程序。
主程序開(kāi)始后,先對(duì)單片機(jī)AT89C51和8155芯片進(jìn)行初始化,接下來(lái)是開(kāi)中斷,調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序,選通多路模擬開(kāi)關(guān)的1號(hào)通道,將采集的數(shù)據(jù)送人A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳入單片機(jī)。若溫度越限就報(bào)警處理,否則直接處理后送顯示,再選通多路模擬開(kāi)關(guān)的2號(hào)通道,將采集的數(shù)據(jù)送人A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送人單片機(jī)進(jìn)行總的運(yùn)算處理,輸出給D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬信號(hào)去改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。
二、單片機(jī)在汽車(chē)空調(diào)溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用(一)硬件系統(tǒng)。本系統(tǒng)選用ATMEL公司的AT89系列單片機(jī)中的AT89C52,AT89C52單片機(jī)是一種新型的低功耗、高性能且內(nèi)含8K字節(jié)閃電存儲(chǔ)器的8位CMOS微控制器,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS一51指令系列和引腳完全兼容。有超強(qiáng)的加密功能,其片內(nèi)閃電存儲(chǔ)器的編程與擦除完全用電實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)不易揮發(fā),編程/擦除速度快。AT89C52芯片內(nèi)部有6個(gè)中斷源:兩個(gè)外部中斷INTO和INT1.三個(gè)定時(shí)器中斷(定時(shí)器0,1,2)和一個(gè)串行口中斷。在本系統(tǒng)中涉及到AT89C52芯片的中斷源有五個(gè):分別是外部中斷INT1,定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0,T1和T2以及串行口中斷。本測(cè)控系統(tǒng)采用電平激活方式,也即是INT1=0;一旦INT1引腳的采樣值為低電平,則TCON寄對(duì)于定時(shí)器TO和Tl,通過(guò)寄存器TMOD,TCON來(lái)控制和選擇定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能和操作模式。這些寄存器的內(nèi)容靠軟件設(shè)置,系統(tǒng)復(fù)位時(shí),寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠對(duì)T2CON寄存器進(jìn)行軟件設(shè)置而定義的。本系統(tǒng)采用定時(shí)TO來(lái)計(jì)算車(chē)廂溫度采集的時(shí)間間隔,設(shè)置為工作方式1,即l6位計(jì)數(shù)定時(shí)方式:定時(shí)Tl作波特率發(fā)生器使用,選擇在工作方式2,即8位自動(dòng)加載方式;定時(shí)器T2用于確定混合風(fēng)門(mén)步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖的頻率,設(shè)置位l6位常數(shù)自動(dòng)重裝人的工作方式。
當(dāng)采用12MHz的晶振時(shí),計(jì)數(shù)速率為lMHz.微機(jī)串口通常采用RS232電平,而單片機(jī)串口是1TrL電平,二者不兼容。所以,接口必須做電平轉(zhuǎn)換處理。采用MAXIM公司的MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片。單片機(jī)串行口的TXD,RXD和GND經(jīng)電平轉(zhuǎn)換分別與微機(jī)的RXD,TXD和SG相連,MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的第9,10引腳分別接單片機(jī)的l0和11引腳。DB9串口的第2,3引腳分別接MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的7,8引腳。通過(guò)MAX232的TTL電平和RS232的輸入/輸出端口,自動(dòng)地調(diào)節(jié)了單片機(jī)串口的TTL電平信號(hào)和RS232的串行通信信號(hào)的電平匹配。數(shù)據(jù)發(fā)送是由一條寫(xiě)發(fā)送寄存器(SBUF)的指令開(kāi)始,隨后在串行口由硬件自動(dòng)加人起位和停止位,構(gòu)成一個(gè)完整的幀格式,然后在移位脈沖的作用下,由TXD端串行輸出。一個(gè)字符幀發(fā)送完后。使TXD輸出線維持在“1”狀態(tài)下,并將串行控制寄存器SCON的TI位置“1”,通知CPU可以接著發(fā)送下一個(gè)字符。
(二)軟件系統(tǒng)。轎車(chē)空調(diào)智能溫控系統(tǒng)的工作模式分為“正常運(yùn)行模式”、“軟關(guān)機(jī)模式”、“手動(dòng)控制模式”和“自動(dòng)控制模式”。系統(tǒng)上電時(shí),軟件進(jìn)人上電自檢狀態(tài),這時(shí)系統(tǒng)會(huì)首先從監(jiān)控芯片x25045讀入上次斷電前存人EEPROM的系統(tǒng)狀態(tài)信息,初始化各個(gè)中斷并恢復(fù)空調(diào)控制器到上次關(guān)機(jī)前狀態(tài)。經(jīng)過(guò)上電初始化,智能溫控系統(tǒng)會(huì)恢復(fù)到上次關(guān)機(jī)前的“正常運(yùn)行模式”。此時(shí),通過(guò)溫度調(diào)節(jié)按鍵可以設(shè)定需要的溫度值,溫度傳感器定時(shí)檢測(cè)車(chē)廂溫度,顯示器顯示溫度設(shè)定值和溫度測(cè)量值,混合風(fēng)門(mén)的開(kāi)度會(huì)根據(jù)溫差和溫差變化自動(dòng)調(diào)節(jié),溫控系統(tǒng)能夠與PC機(jī)通過(guò)串口通訊交換數(shù)據(jù)。按一下“ON/OFF”鍵,可使溫控系統(tǒng)進(jìn)入“軟關(guān)機(jī)模式”。此時(shí),系統(tǒng)不能再進(jìn)行溫度檢測(cè)、溫度設(shè)定和串行通訊,顯示器熄滅,混合風(fēng)門(mén)步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1]李華,MCS一51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社.1993.306405.
關(guān)鍵詞:切削力,測(cè)量,單片機(jī)
前言
切削力的測(cè)量不僅可以研究切削機(jī)理、計(jì)算功率消耗、優(yōu)化切削用量和刀具幾何參數(shù)、校核切削力和切削溫度理論計(jì)算的準(zhǔn)確性,更重要的是,可以通過(guò)切削力的變化來(lái)監(jiān)控切削過(guò)程,反映刀具磨損或破損、切削用量合理性、機(jī)床故障、顫振等切削狀態(tài)。
1 計(jì)算機(jī)向單片機(jī)傳輸命令和數(shù)據(jù)
通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程來(lái)控制USB接口芯片,接收和響應(yīng)主機(jī)對(duì)設(shè)備發(fā)出的命令。在測(cè)力系統(tǒng)中,單片機(jī)的編程設(shè)計(jì)程序通常由三部分組成:
第一、初始化單片機(jī)和所有的外圍電路。
第二、主循環(huán)部分,其任務(wù)是可以中斷的。
第三、中斷服務(wù)程序,其任務(wù)是對(duì)時(shí)間敏感的,必須馬上執(zhí)行。
當(dāng)應(yīng)用程序中的“數(shù)據(jù)采集”按鈕按下后,USB進(jìn)入主循環(huán)函數(shù),將從端點(diǎn)緩沖區(qū)中提取命令,并按照命令的要求,調(diào)用相應(yīng)的函數(shù),如采集數(shù)據(jù),橋路調(diào)零,設(shè)置頻率等。關(guān)鍵的幾個(gè)函數(shù)如下:
(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite);//啟動(dòng)一個(gè)線程,調(diào)用傳輸命令函數(shù)
(2) open_ file(threadParam->pipe-name);//創(chuàng)建文件句柄
(3) open_dev();//創(chuàng)建設(shè)備句柄
(4) DeviceIoControl(hDevice,IOCTL_ WRITE_REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK),NULL,O,&nBytes,NULL);
//DeviceIoControl函數(shù)發(fā)送控制代碼到指定的設(shè)備驅(qū)動(dòng)上,使得相應(yīng)的設(shè)備完成數(shù)據(jù)輸出的功能。論文格式。
(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer,threadParam->uiLength,&nBytes,NULL);
//寫(xiě)文件函數(shù)將數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)的緩沖區(qū)中。論文格式。
2 單片機(jī)向計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)其流程
單片機(jī)向計(jì)算機(jī)傳輸流程
經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)首先保存在單片機(jī)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中,當(dāng)單片機(jī)接收到主機(jī)發(fā)來(lái)的IN命令時(shí),調(diào)用如下函數(shù)將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。論文格式。
1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead);//啟動(dòng)一個(gè)線程,調(diào)用讀取數(shù)據(jù)函數(shù)
2) open_ file(threadParm一>pipe name);; //創(chuàng)建文件句柄,準(zhǔn)備讀取數(shù)據(jù)
3) open dev ();//創(chuàng)建設(shè)備句柄
4) DeviceIoControl (hDevice,IOCTLesWRITE REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock,sizeof(IO_BLOCK),NULL,O,&nBytes,NULL);
//DeviceIoControl函數(shù)發(fā)送控制代碼到指定的設(shè)備驅(qū)動(dòng)上,使得相應(yīng)的設(shè)備完成數(shù)據(jù)輸入的功能。
5) ReadFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer, threadParam->uiLength,&nBytes, NULL);
//讀文件函數(shù)將數(shù)據(jù)從單片機(jī)的緩沖區(qū)讀入到threadParam->pcIoBuffer內(nèi)存中。
3結(jié)論
利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)切削力測(cè)量中USB數(shù)據(jù)傳輸功能,以達(dá)到對(duì)切削力的測(cè)量的監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程中連續(xù)自動(dòng)采樣、實(shí)時(shí)顯示、過(guò)載報(bào)警。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:PLC,單片機(jī),AT89S51,模擬控制
可編程控制器(PLC)是專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)控制的智能化電器,不是單純的一個(gè)芯片。免費(fèi)論文。但它也存在一些不足:內(nèi)存有限,編程優(yōu)化調(diào)試?yán)щy,價(jià)格高,針對(duì)性差。當(dāng)環(huán)境條件尚好,控制量不大,控制邏輯不復(fù)雜,控制要求不高時(shí),它的優(yōu)勢(shì)不但不能完全發(fā)揮出來(lái),而且會(huì)使控制系統(tǒng)成本提高。
單片機(jī)具有較強(qiáng)的開(kāi)關(guān)量邏輯記憶、判斷,數(shù)據(jù)運(yùn)算、處理能力,并具有體積小、功能多樣化、可靠性高、價(jià)格低等特點(diǎn)。所以,可以利用單片機(jī)通過(guò)增加一些輸入電路,構(gòu)成一個(gè)微機(jī)PLC,完成各種控制。
PLC的優(yōu)點(diǎn)在于:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低、針對(duì)性強(qiáng),在設(shè)計(jì)時(shí)完全按照需要擴(kuò)充I/O接口、選擇輸入輸出電路與裝置的類(lèi)型以及內(nèi)存容量,可以更加方便靈活地構(gòu)成自己適用的控制系統(tǒng),沒(méi)有不必要的浪費(fèi),而且在控制性能方面仍能保持PLC的優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)不需要很復(fù)雜的控制過(guò)程、不需要特別高的可靠性,那么就可以采用單片機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。工業(yè)單片機(jī)控制板其實(shí)就是一個(gè)精簡(jiǎn)、低端的PLC系統(tǒng)。
1、單片機(jī)構(gòu)成PLC
1.1 設(shè)計(jì)思路
用單片機(jī)構(gòu)成的PLC,實(shí)際上就是一個(gè)單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng),用這樣一個(gè)程序控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)去執(zhí)行PLC梯形圖程序。由于PLC梯形圖中各被控電器之間是并行關(guān)系,而計(jì)算機(jī)程序控制中,各被控電器之間在時(shí)間上是串行關(guān)系,二者顯然不協(xié)調(diào)。
若簡(jiǎn)單地像一般單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)一樣,對(duì)梯形圖各程序行依次實(shí)時(shí)采集輸入端子狀態(tài),進(jìn)行處理后實(shí)時(shí)輸出,是達(dá)不到控制目的的。為此,必須采用一次性采集全部輸入端子狀態(tài),并將其存入輸入緩沖區(qū)。然后,按梯形圖程序行的邏輯關(guān)系,從輸入緩沖區(qū)讀取相應(yīng)輸入端子狀態(tài),處理后將待輸出的結(jié)果存入輸出緩沖區(qū)。最后,待梯形圖程序行全部掃描執(zhí)行完畢,一次性將輸出緩沖區(qū)的值輸出到相應(yīng)的輸出端子,從而完成一個(gè)程序執(zhí)行周期。如此往復(fù),自動(dòng)進(jìn)行下一輪的采集輸入端子狀態(tài)……。這種工作方式即稱(chēng)為掃描方式,它將串行程序工作和電器并行工作兩種關(guān)系協(xié)調(diào)了起來(lái)。另外,單片機(jī)執(zhí)行一條指令的時(shí)間是μs級(jí),執(zhí)行一個(gè)掃描周期的時(shí)間為幾ms乃至幾十ms。相對(duì)于電器的動(dòng)作時(shí)間而言,掃描周期是短暫的,可以認(rèn)為在一個(gè)掃描周期內(nèi)輸入端子的狀態(tài)是不變的,而對(duì)其狀態(tài)變化的采集和處理也是實(shí)時(shí)的,從而滿(mǎn)足了實(shí)時(shí)控制要求。
1.2 系統(tǒng)硬件配置
PLC控制板分布圖
PLC控制板接線圖
以AT89S51(以下簡(jiǎn)稱(chēng)51)單片機(jī)為例,該單片機(jī)有較大的閃存空間,不必?cái)U(kuò)展程序存儲(chǔ)器,其4個(gè)I/O口共32個(gè)I/O引腳,都可供用戶(hù)使用,其中P0.7~0.0和P2.3~2.0共12個(gè)腳,經(jīng)光耦隔離后連到相應(yīng)的輸入端子。開(kāi)關(guān)接通時(shí),相應(yīng)引腳為'0',取反后存入輸入緩沖區(qū)。按照實(shí)際應(yīng)用需要,輸入電路應(yīng)具有光電耦合器隔離、消除抖動(dòng)及噪聲的RC濾波器、電平轉(zhuǎn)換等。
P1.7~1.0和P3.1~2.0共10個(gè)引腳,用于輸出控制。輸出電路可以有晶體管輸出型、繼電器輸出型、晶閘管輸出型等,在此例中采用了直流固態(tài)繼電器和交流固態(tài)繼電器,用于控制電機(jī)的啟停。
為了與PC機(jī)進(jìn)行通信,系統(tǒng)擴(kuò)展了RS-232C接口電路。51單片機(jī)的RXD和TXD信號(hào)經(jīng)RS-232C電平變換后接至9芯插座。由此可與PC機(jī)進(jìn)行串行通信。
1.3 軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)分為PC機(jī)梯形圖匯編程序編譯軟件和51單片機(jī)軟件兩部分。免費(fèi)論文。前者用IBM-PC匯編語(yǔ)言編寫(xiě),稱(chēng)為PLC編譯軟件。本例設(shè)計(jì)了一套TD型PLC的梯形圖匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng),有LD/LDI、AN/ANI、OR/ORI、TM/TMI、CN/CNI、MA/MAI、OUT、JP/JE和END等16條基本指令和X00~07、X10~14、Y00~07、CN0~1、TM00~07、MA00~07、10~17等器件,用它們來(lái)描述繼電器梯形圖,即設(shè)計(jì)梯形圖匯編程序。免費(fèi)論文。用全屏幕編輯軟件將其輸入到PC機(jī),即建立了源程序文件,然后用PLC編譯軟件將其編譯成PLC目標(biāo)程序文件(OBJ文件),并經(jīng)串行通信口發(fā)送到單片機(jī),由單片機(jī)將其寫(xiě)入E2PROM。另外一種常用的方法由PLC軟件是把梯形圖轉(zhuǎn)換成C或匯編語(yǔ)言(由PLC所使用的CPU決定),然后利用匯編或C編譯系統(tǒng)編譯成機(jī)器碼,下載到單片機(jī)中。
1.4 程序編寫(xiě)
;**********主程序*
ORG00H
AJMP START
START:;初始化端口出口
MOV P0,#11111111B
MOV P1,#11111111B
MOV P2,#11111111B
MOV P3,#11111111B
LOOP: JNBX0,OFF ;檢查停止鍵X0是否按下
JNB X1,ON ;檢查起動(dòng)鍵X1是否按下
AJMPLOOP ;重復(fù)執(zhí)行程序
OFF: SETBY0 ;停止鍵X0按下,Y0斷電
AJMP LOOP ;重復(fù)執(zhí)行程序
ON:CLR Y0 ;停止鍵X1按下,Y0通電
AJMP LOOP ;重復(fù)執(zhí)行程序
END ;程序結(jié)束
;**********************************************
;X0----電機(jī)停止開(kāi)關(guān)
;X1----電機(jī)起動(dòng)開(kāi)關(guān)
;Y0----驅(qū)動(dòng)電機(jī)接觸器線圈端口
;**********************************************
1.5下載、測(cè)試
將程序經(jīng)串行通信口發(fā)送到單片機(jī),由單片機(jī)將其寫(xiě)入E2PROM??梢酝ㄟ^(guò)輸入按鍵正常控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止。
2、結(jié)束語(yǔ)
利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PLC功能的方法,對(duì)于簡(jiǎn)單的電機(jī)控制以及小型自控系統(tǒng)都有著一定的參考價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。運(yùn)用于教學(xué),可以讓同學(xué)們更好的掌握單片機(jī)知識(shí)以及PLC知識(shí)。
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【關(guān)鍵詞】嵌入式CortexTM-M3 LM3S811 溫度檢測(cè)
豆?jié){是現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)品,隨著家庭生活條件的改善、生活水平的提高以及出于對(duì)食品安全的考慮,富含植物性蛋白的豆?jié){正以無(wú)可阻擋的魅力走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù),本論文即采用 嵌入式單片機(jī)設(shè)計(jì)的一款豆?jié){機(jī)。
1 LM3S811單片機(jī)介紹
TI公司的Stellaris系列的單片機(jī),能夠使用戶(hù)以傳統(tǒng)的8位和16位器件的價(jià)位來(lái)享受32位的性能。該系列單片機(jī)是針對(duì)工業(yè)應(yīng)用方案而設(shè)計(jì)的,包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、電子售貨機(jī)、測(cè)試和測(cè)量設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換機(jī)、工廠自動(dòng)化、建筑控制、運(yùn)動(dòng)控制、醫(yī)療器械、以及火警安防等。
LM3S811單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)還在于能夠方便的運(yùn)用多種ARM的開(kāi)發(fā)工具和片上系統(tǒng)(SoC)的底層IP應(yīng)用方案,能夠滿(mǎn)足各種需求。另外,該單片機(jī)使用了兼容ARM的Thumb?指令集的Thumb2指令集來(lái)減少存儲(chǔ)容量的需求,并以此達(dá)到降低成本的目的。因此,本設(shè)計(jì)采用LM3S811單片機(jī)作為控制芯片。
2 豆?jié){機(jī)工作流程與硬件設(shè)計(jì)
2.1 豆?jié){機(jī)工作流程
正常上電后按豆?jié){按鈕,蜂鳴器“嘀”一聲,指示燈亮。
(1)延時(shí)2秒、隨后加熱到80℃,打豆10秒后停5秒。
(2)自動(dòng)加熱掛泡,停止加熱10秒。
(2)打豆10秒,停10秒如此循環(huán)6次。
(3)加熱到掛泡,如此循環(huán)3次。
(4)打豆10秒,停6秒如此循環(huán)6次。
(5)加熱到掛泡,如此循環(huán)6次。
完成后蜂鳴器提示音1秒一聲,一分鐘后轉(zhuǎn)至每間隔10秒蜂鳴器“嘀”一聲提示音,表示工作進(jìn)程結(jié)束。
2.2 豆?jié){機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)
全自動(dòng)豆?jié){機(jī)硬件電路包括溫度傳感器電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)以及輸出控制電路。
由于單片機(jī)內(nèi)部有上拉電阻,所以按鈕電路沒(méi)有連接上拉電阻;用單片機(jī)引腳直接控制繼電器的方式驅(qū)動(dòng)電加熱器與電機(jī);溫度傳感器采用熱敏電阻KTY81-110,采用電阻串聯(lián)分壓法直接將熱敏電阻兩端的電壓輸入到單片機(jī)LM3S811的ADC中;采用變壓器降壓、整流、濾波后,經(jīng)過(guò)3.3V穩(wěn)壓器1117(3.3V)輸出,為豆?jié){機(jī)提供電源。通過(guò)這些電路設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)豆?jié){機(jī)系統(tǒng)。
3 基于LM3S811單片機(jī)的豆?jié){控制電路機(jī)程序框架
本設(shè)計(jì)為全自動(dòng)豆?jié){機(jī),采用狀態(tài)機(jī)描述進(jìn)行編程。按照狀態(tài)機(jī)描述豆?jié){機(jī)不同得工作狀態(tài),程序由C語(yǔ)言寫(xiě)出,主程序由單片機(jī)初始化、溫度傳感器初始化、鍵盤(pán)初始化等等,程序框架如下:
include " LM3S811.h"
定義數(shù)碼管譯碼數(shù)組;
定義數(shù)碼管位選數(shù)組;
定義LED燈數(shù)組;
定義保存在FLASH中數(shù)據(jù)的數(shù)組;
定義定時(shí)標(biāo)記變量;
定義其他全局?jǐn)?shù)組與變量; //例如定時(shí)變量dsbl等
函數(shù)原型聲明;
void main(void)
{
定時(shí)器0初始化; //實(shí)現(xiàn)時(shí)間標(biāo)記
定時(shí)器1初始化; //對(duì)定時(shí)變量定時(shí)
引腳初始化; //按鈕、水位電極、ADC、繼電器等引腳初始化
ADC初始化;
其他初始化語(yǔ)句;
while(1)
{
//按鍵處理語(yǔ)句;
{
功能選擇等按鈕語(yǔ)句; //按鈕變量anbl隨按下按鈕不同而不同
豆?jié){按鈕按下時(shí),anbl=1; //對(duì)應(yīng)指示燈亮,表示工作狀態(tài)
燒水按鈕按下時(shí),anbl=2;
攪拌按鈕按下時(shí),anbl=3;
若沒(méi)有按鈕按下,anbl=4;
需要按鈕抬起判斷語(yǔ)句;
}
//低水位電極、防溢出電極、溫度檢測(cè)
if(sample_time= =1)
{
檢測(cè)水位電極; //設(shè)置低水位標(biāo)志,若是低水位,低水位標(biāo)志為1
檢測(cè)防溢出電極; //設(shè)置防溢出標(biāo)志,若是溢出,防溢出標(biāo)志為1
ADC轉(zhuǎn)換溫度值、數(shù)字濾波語(yǔ)句,轉(zhuǎn)換成溫度值。
sample_time= =0;
}
//狀態(tài)機(jī)
if (state_time= =1)
{
狀態(tài)機(jī)語(yǔ)句;
state_time=0;
按鈕變量=0
}
//輸出語(yǔ)句:
4 結(jié)論
TI公司的Stellaris系列的單片機(jī),LM3S811單片機(jī)與Stellaris系列的所有成員是代碼兼容的,這為用戶(hù)提供了靈活性,能夠適應(yīng)各種精確的需求,必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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通訊作者簡(jiǎn)介
周立平(1979-),男,現(xiàn)為中國(guó)電子科技集團(tuán)第二研究所工程師。研究方向?yàn)樽詣?dòng)控制。
關(guān)鍵詞:AVR單片機(jī),TOPSWITCH器件,接觸非接觸光電測(cè)溫傳感器
0引言
目前國(guó)內(nèi)儀表行業(yè)規(guī)模很大,但通常都是民用儀表,對(duì)器件、性能指標(biāo)要求的精度不高。本儀表通過(guò)電路搭配、AVR單片機(jī)控制、對(duì)輸入輸出的較高要求實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫測(cè)量接觸式非接觸式光電高溫傳感器的信號(hào)真實(shí)描述。
1儀表功能
接收接觸非接觸光電測(cè)溫傳感器的輸出電壓信號(hào)(參照相應(yīng)分度表),通過(guò)一系列電路變換,輸出4-20mA電流信號(hào)和任意型鉑銠10-鉑熱電偶的電壓信號(hào)(參照任意型鉑銠10-鉑熱電偶分度表)。
2硬件部分
2.1 電源部分
電源部分采用基于TOPSWITCH器件的單片開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì),特制變壓器與電感,TL431與TLP521的反饋結(jié)合,由特定制器件組成的保護(hù)電路,三端電壓+5、-5、+24V的輸出。TOPSwitch結(jié)構(gòu),采用DIP-8封裝及SMD-8封裝,有8個(gè)引腳,但8只管腳中有6只管腳實(shí)際是連在一起作為S端,故可簡(jiǎn)化成3只管腳,這樣它仍系三端器件。3個(gè)引出端分別是漏極端D、源極端S和控制端C。其中,D是內(nèi)裝MOSFET的漏極,也是內(nèi)部電流的檢測(cè)點(diǎn),啟動(dòng)操作時(shí),漏極端由一個(gè)內(nèi)部電流源提供內(nèi)部偏置電流??刂贫薈控制輸出占空比,是誤差放大器和反饋電流的輸入端。在正常操作時(shí),內(nèi)部的旁路調(diào)整端提供內(nèi)部偏置電流,且能在輸入異常時(shí)自動(dòng)鎖定保護(hù)。源極端S是MOSFET的源極,同時(shí)是TOP開(kāi)關(guān)及開(kāi)關(guān)電源初級(jí)電路的公共接地點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)。TOPSwitch 性能特點(diǎn),將脈寬調(diào)制(PWM)控制系統(tǒng)的全部功能集成到三端芯片中,內(nèi)含脈寬調(diào)制器、功率開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET )、自動(dòng)偏置電路、保護(hù)電路、高壓?jiǎn)?dòng)電路和環(huán)路補(bǔ)償電路,通過(guò)高頻變壓器使輸出端與電網(wǎng)完全隔離,真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)工頻變壓器、隔離式開(kāi)關(guān)電源的單片集成化,使用安全可靠。TOPSwitch器件支持降壓型、升壓型、正激式和反激式功率變換電路,并且很容易和光耦及變壓器初級(jí)的反饋電路結(jié)合,無(wú)論在連續(xù)傳導(dǎo)模式和不連續(xù)傳導(dǎo)模式下均可工作;輸入交流電壓和頻率的范圍極寬,作固定電壓輸入時(shí)可選110V/115V/230V交流電,允許變化±15%; 在寬電壓范圍輸入時(shí),適配85V~265V交流電,但最大輸出功率比前者降低40%。TOPSwitch-Ⅱ只有3個(gè)引出端,可以同三端線性集成穩(wěn)壓器相媲美,能以最簡(jiǎn)方式構(gòu)成無(wú)工頻變壓器的反激式普通型或精密型開(kāi)關(guān)電源。論文參考網(wǎng)。開(kāi)關(guān)頻率的典型值為100kHz,允許范圍90kHz~110kHz,占空比調(diào)節(jié)范圍是1.7%~67%。
2.2 顯示部分
顯示部分采用當(dāng)前流行的AVR單片機(jī)來(lái)控制4位顯示模塊。論文參考網(wǎng)。AVR單片機(jī)是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡(jiǎn)指令集高速8位單片機(jī)。AVR的單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。AVR系列單片機(jī)的特點(diǎn)AVR單片機(jī)是高速單片機(jī)。硬件采用哈佛(Harward)結(jié)構(gòu),達(dá)到一個(gè)時(shí)鐘周期可以執(zhí)行一條指令,絕大部分指令都為單周期指令。而PIC單片機(jī)要4個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令,MSC-51要12個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令;AVR 單片機(jī)支持程序的在系統(tǒng)編程ISP,開(kāi)發(fā)門(mén)檻較低。只需一條ISP并口下載線,就可以把程序?qū)懭階VR單片機(jī),所以進(jìn)入AVR單片機(jī)門(mén)檻很低、花錢(qián)少。論文參考網(wǎng)。其中MEGA系列還支持在應(yīng)用編程IAP ;AVR 單片機(jī)采用了可多次擦寫(xiě)的FLASH 存貯器給用戶(hù)的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)和維護(hù)帶來(lái)方便。AVR單片機(jī)的Flash程序存儲(chǔ)器,可擦寫(xiě)1000次以上,而新工藝AVR器件, 程序存儲(chǔ)器擦寫(xiě)可達(dá)10000次以上,因此大家可以放心的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試下載程序;AVR 單片機(jī)有豐富的外設(shè),如RTC、 WATCHDOG、 AD 轉(zhuǎn)換器、PWM、UART接口等。部分型號(hào)還可以使用片內(nèi)振蕩器提供系統(tǒng)1~8 MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘,使該類(lèi)單片機(jī)無(wú)外加晶振器件即可工作;I/O口功能強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)能力大。AVR單片機(jī)的I/O口是真正的I/O口,能正確反映I/O口輸入/輸出的真實(shí)情況。I/O口有輸入/輸出、三態(tài)高阻輸入,也可設(shè)定內(nèi)部拉高電阻作輸入端的功能,以便于各種應(yīng)用所需(多功能I/O口) 。工業(yè)級(jí)產(chǎn)品,具有大電流(灌電流)10~40 mA,可直接驅(qū)動(dòng)可控硅SSR或繼電器, 節(jié)省了外圍驅(qū)動(dòng)器件。 具有較大容量EEPROM,有可擦寫(xiě)10萬(wàn)次的EEPROM,為掉電后數(shù)據(jù)的保存帶來(lái)方便,來(lái)電后能記住掉電時(shí)的工作狀態(tài),EEPROM容量為64 B~4 KB 。AVR是低功耗單片機(jī),具有休眠省電功能(Power Down)及閑置(Idle)低功耗功能。一般耗電在1~2.5 mA;對(duì)于典型功耗情況,WDT關(guān)閉時(shí)為100 nA,更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8 V即可工作。高度保密性,不可破解的位加密鎖Lock Bit技術(shù),且具有多重密碼保護(hù)鎖死(Lock)功能;本產(chǎn)品使用的是ATMEGA16型單片機(jī)。
2.3 輸入輸出部分
輸入輸出部分用模擬器件TL062和4053來(lái)控制輸入輸出。通過(guò)放大、積分、增益、濾波等一系列電路變換,由AVR單片機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)從輸入到輸出過(guò)程的轉(zhuǎn)換。
3軟件部分
以下給出整個(gè)程序的簡(jiǎn)要流程
3.1 初始化
ldi r16,0x3e ;設(shè)置堆棧
out ddrd,r16 ;設(shè)置D口為輸出
out ddrc,r16 ;設(shè)置C口為輸出
out portb,r16 ;設(shè)置B口上拉電阻
ldi r16,0x1f ;看門(mén)狗使能2.1秒中斷
ldi yl,0x10;設(shè)置y指針0x0010指向EEPROM
clr yh
ldi zl,0x40;設(shè)置Z指針0x0040指向SRAM
clr zh
lds r16,0x0094;上限報(bào)警還是下限報(bào)警狀態(tài)送標(biāo)志位
3.2 主程序
wdr ;看門(mén)狗
rcall adc1 ;采樣
rcall vtot ;計(jì)算
sbrs r20,1;判斷當(dāng)前是上限報(bào)警還是下限報(bào)警
ldi time,0x85
rcall timer;延時(shí)0.1S
wdr
rcall tkey ;按加減鍵選擇大于等于設(shè)置值時(shí)報(bào)警或小于等于設(shè)置值時(shí)報(bào)警
sts 0x0094,r20
ldi zl,0x90 ;設(shè)置鍵按下保存設(shè)置值
clr zh
ldi yl,0x30 ;給y賦指針0x0030指向EEPROM
clr yh
ldi r16,5 ;循環(huán)指針為5
ld r2,z+ ;讀SRAM的指針先減1,再讀入r2
rcall rom_w ;調(diào)寫(xiě)EEPROM子程序
adiw yl,1 ;寫(xiě)EEPROM地址的數(shù)值加1
dec r16 ;循環(huán)指針減1
brne rs62 ;將SRAM中5個(gè)數(shù)寫(xiě)入EEPROM的0x0030-0x0034中
3.3 子程序
數(shù)據(jù)采集
ldi r16,0xda ;參考電源為AREF內(nèi)部基準(zhǔn)2.56V,數(shù)據(jù)右對(duì)齊
out admux,r16 ;差動(dòng)輸入口為ADC2-ADC2(1倍)
ldi time,0x33 ;延時(shí)約10mS
rcall timer
rcall adcd1
movw r12,r24
clr r14
clr r15
ldi r16,0xdb ;參考電源為AREF內(nèi)部基準(zhǔn)2.56V,數(shù)據(jù)右對(duì)齊
out admux,r16 ;差動(dòng)輸入口為ADC3-ADC2(1倍)
ldi time,0x33 ;延時(shí)約10mS
rcall timer
溫度計(jì)算,輸出電壓電流計(jì)算。
lds r18,0x0075 ;讀1倍檔基準(zhǔn)值
lds r19,0x0076
rcall mul16 ;(實(shí)測(cè)值-零點(diǎn))×1倍檔基準(zhǔn)值
lds r18,0x008e ;讀1倍檔量程標(biāo)定值
lds r19,0x008f
sub r18,r0 ;標(biāo)定值-零點(diǎn)
sbc r19,r1
rcall div16 ;(實(shí)測(cè)值-零點(diǎn))×基準(zhǔn)值/(標(biāo)定值-零點(diǎn))
clr r2
ldi zl,low(gdata*2) ;查曲線表,讀表地址
ldi zh,high(gdata*2)
顯示
push r24 ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)
push r25
in r24,sreg ;保護(hù)狀態(tài)寄存器
push r24
ldi r25,1 ;掃描顯示位置最低位(顯示最低位)
mov r24,xl ;讀顯示位指針
subi r24,0x6a ;減最低位地址
校準(zhǔn)讀寫(xiě)EEPROM 寄存器和數(shù)據(jù)的定義
ldi time,0x33 ;延時(shí)10mS防止鍵抖動(dòng)
rcall timer
sbic pinb,8 ;輸入校準(zhǔn)鍵繼續(xù)按下順執(zhí)
ret ;否則退出
cbi portd,4
ldi r16,0x56 ;顯示L--L
sts 0x006a,r16
ldi r16,0x40
sts 0x003b,r16
sts 0x003c,r16
ldi r16,0x56
sts 0x003d,r16
ldi time,0xf9 ;延時(shí)1S
rcall timer
4結(jié)論
本儀表利用AVR單片機(jī)強(qiáng)大的功能加之精確的模擬電路控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸非接觸光電測(cè)溫傳感器信號(hào)的精確接收轉(zhuǎn)換和輸出。本儀表投產(chǎn)至今,獲得了相關(guān)用戶(hù)的一致好評(píng),具有很大的推廣價(jià)值。
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電氣工程及自動(dòng)化
基于單片機(jī)的風(fēng)扇速度控制設(shè)計(jì)
一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài),說(shuō)明選題的依據(jù)和意義
單片機(jī)因其體積小,抗干擾能力強(qiáng)、而且使用靈活方便,成本低等特點(diǎn),它的應(yīng)用范圍非常廣泛,尤其是他強(qiáng)大的面向控制能力,已深入工業(yè)控制、軍事裝置、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域,應(yīng)用前景十分廣闊。單片機(jī)按照應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同,可分為總線方式和非總線方式。采用總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬于較復(fù)雜的系統(tǒng),比如智能儀表、工控系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等。非總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬于小型控制。按照應(yīng)用范圍的不同,可分為通用型和專(zhuān)用型。
目前我國(guó)普遍采用4位、8位或16位,對(duì)于單片機(jī)還處于低檔的應(yīng)用,而對(duì)于那些宏單片機(jī)、DSP等高檔的應(yīng)用還是空白。而國(guó)外很多公司都推出了自己的單片機(jī)系列,如Intel公司推出的MCS-96/196系列,Rockwell公司的6501、6502,日立公司的H8/3048系列等。目前單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域有以下四大領(lǐng)域:一是家用電器業(yè)。單片機(jī)個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合,構(gòu)成新型的機(jī)、電、儀一體化產(chǎn)品,如洗衣機(jī)、電腦空調(diào)機(jī)等。二是通訊行業(yè)。最有代表性的就是手機(jī)。三是智能儀表應(yīng)用。單片機(jī)的體積小、成本低、控制力強(qiáng)等特點(diǎn),使儀器儀表重量大大減輕,又有很高的性?xún)r(jià)比,如數(shù)字式RLC測(cè)量?jī)x。四的在計(jì)算機(jī)外設(shè)中的應(yīng)用。如在接口中采用單片機(jī)進(jìn)行控制管理、數(shù)據(jù)采集、多路分配管理等。
我國(guó)在將來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間里,8位單片機(jī)還將是主流產(chǎn)品,因?yàn)?位單片機(jī)很好用,有豐富的功能,現(xiàn)在無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,都還是以8位為主。4位單片機(jī)由于功耗較低,在國(guó)內(nèi)也有一定的市場(chǎng)比例。目前世界各國(guó)的單片機(jī)發(fā)展各有不同。美國(guó)單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要是從8位到16位和DSP過(guò)度,歐洲等國(guó)家單片機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè),因此仍以8位為主,主要以功能和運(yùn)行速度的發(fā)展為主。我國(guó)對(duì)于單片機(jī)的需要目前主要是家電類(lèi)等消費(fèi)品為主,8位單片機(jī)有很大的市場(chǎng)分額和發(fā)展空間。國(guó)內(nèi)也急需這方面的人才。
盡管單片機(jī)的發(fā)展迅速,其發(fā)展方向不外忽以下幾點(diǎn):一是微型單片化?,F(xiàn)在的產(chǎn)品普遍向小型化、輕型化發(fā)展,就需要單片機(jī)在在原有的多功能、低功耗的前提下,集成更多的元件,如看門(mén)狗(Watchdog)、LCD控制器等。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,片上系統(tǒng)(SOC)的發(fā)展前景很好。二是低功耗CMOS化?,F(xiàn)在單片機(jī)的功耗普遍在100mW左右,許多生產(chǎn)廠家采用CMOS工藝,使單片機(jī)更適合在電池供電場(chǎng)合,今后也是單片機(jī)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。三是大容量、高性能化。隨著CPU的發(fā)展,單片機(jī)的處理數(shù)據(jù)能力大大提高,內(nèi)部時(shí)序也加以改善,ROM的存儲(chǔ)容量也大大提高,又加入了低噪聲技術(shù),加強(qiáng)了中斷、定時(shí)控制。四是在接口方向的發(fā)展?,F(xiàn)在許多新型單片機(jī)的接口,從類(lèi)型和數(shù)量上有了很大的發(fā)展,如有些可以直接驅(qū)動(dòng)液晶顯示管LCD、有些可以直接輸出大電流和高電壓等。
21世紀(jì)是“數(shù)字化”的時(shí)代,單片機(jī)的發(fā)展有著翻天覆地的變化,各種型號(hào)、功能的單片機(jī)應(yīng)用于人們生產(chǎn)和生活中的各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)的發(fā)展逐漸取代了由傳統(tǒng)模擬電路作為電機(jī)的控制器,因此單片機(jī)在家電方面的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍,比如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)等。+電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)電裝置。1821年英國(guó)科學(xué)家法拉第首先提出電動(dòng)機(jī)原理。1834年,德國(guó)的雅可比第一個(gè)發(fā)明了直流電動(dòng)機(jī)。1879年,西門(mén)子公司用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電車(chē)。1888年發(fā)明家特斯拉發(fā)明了交流電動(dòng)機(jī)。1902年瑞典的工程師丹尼爾森首先提出同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)想。至今為止,電動(dòng)機(jī)發(fā)展迅速,電機(jī)理論、設(shè)計(jì)及制造工藝得到逐步的完善和提高,廣泛應(yīng)用與現(xiàn)代的各種機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域。如在機(jī)械制造工業(yè)、輕重型制造工業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域,電動(dòng)機(jī)以不同的種類(lèi)和功能發(fā)揮著重要的作用。可以這么說(shuō),電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)使社會(huì)生產(chǎn)力大大提高,促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展,電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及日常生活中起著越來(lái)越重要的作用,因此,對(duì)電機(jī)調(diào)速的研究有著積極的意義.長(zhǎng)期以來(lái),直流電機(jī)被廣泛應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)中,而且一直在調(diào)速領(lǐng)域占居主導(dǎo)地位,這主要是因?yàn)橹绷麟姍C(jī)不僅調(diào)速方便,而且在磁場(chǎng)一定的條件下,轉(zhuǎn)速和電樞電壓成正比,轉(zhuǎn)矩容易被控制;同時(shí)具有良好的起動(dòng)性能,能較平滑和經(jīng)濟(jì)地調(diào)節(jié)速度。因此采用直流電機(jī)調(diào)速可以得到良好的動(dòng)態(tài)特性。由于直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的起、制動(dòng)性能,宜與在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速。在軋鋼機(jī)、礦井卷機(jī)、挖掘機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快,然而直流控制系統(tǒng)畢竟在理論上和在時(shí)間上都比較成熟,而且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看,它又是交流系統(tǒng)的基礎(chǔ),長(zhǎng)期以來(lái),由于直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)優(yōu)于交流調(diào)速系統(tǒng)。因此,直流調(diào)速系統(tǒng)一直在調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)占重要位置。
選取本課題的意義在于單片機(jī)的發(fā)展極為迅速,以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能,滲透到各個(gè)領(lǐng)域,產(chǎn)生了極大的影響。研究單片機(jī)、學(xué)習(xí)單片機(jī),是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì),單片機(jī)有著其廣闊的發(fā)展空間和社會(huì)價(jià)值。通過(guò)研究用單片機(jī)遠(yuǎn)程發(fā)射紅外線來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到控制風(fēng)扇速度控制,能使使用者操作起來(lái)更加方便。
二、研究的基本內(nèi)容,擬解決的主要問(wèn)題:
1、單片機(jī)主芯片的選擇;
2、電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì);
3、遙控器的設(shè)計(jì);
4、用數(shù)碼管顯示檔位;
5、PWM的產(chǎn)生;
6、按鍵開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)。
三、研究步驟、方法及措施:
1、學(xué)校提供硬件材料、有關(guān)工具器件和實(shí)驗(yàn)制作場(chǎng)所;
2、查閱大量的相關(guān)資料和書(shū)籍;
3、與同類(lèi)的論章進(jìn)行對(duì)比,完善自己的設(shè)計(jì)思路;
4、系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì):發(fā)射部分和接收部分;
5、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì);
6、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
7、論文的修改及潤(rùn)色。
四、參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】單片機(jī);智能家居;VB
一、引言
現(xiàn)代家庭已經(jīng)從追求家居的豪華裝飾轉(zhuǎn)向家居智能化,享受智能化帶來(lái)的多元化信息,以及安全、舒適與便利的生活環(huán)境。廣闊的市場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值,使智能家居已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前智能家居控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)為兼容性強(qiáng)的家庭主控制器,有PC架構(gòu)、單片機(jī)架構(gòu)、嵌入式架構(gòu)三大解決方案。但三者都有其自身的缺點(diǎn):PC機(jī)架構(gòu)系統(tǒng)昂貴的改線費(fèi)用和繁瑣的改線工程也是令人難以接受的;單片機(jī)架構(gòu)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜,系統(tǒng)穩(wěn)定性不高,擴(kuò)展能力不強(qiáng);嵌入式架構(gòu)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,市場(chǎng)價(jià)格比較高,應(yīng)用面比較狹窄。本文介紹一種價(jià)格便宜、成本較低、和現(xiàn)有設(shè)備兼容性好的無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)
二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
本智能無(wú)線家居控制系統(tǒng)主要由PC軟件,單片機(jī)控制器、家居控制終端和相關(guān)無(wú)線傳感器系統(tǒng)四個(gè)部分組成(如圖1所示)。
PC軟件是系統(tǒng)的靈魂,軟件編寫(xiě)的好壞直接影響系統(tǒng)的性能。PC軟件的功能是給用戶(hù)提供操作界面、將用戶(hù)的指令(包括用戶(hù)預(yù)設(shè)指令)通過(guò)串口傳送給單片機(jī)控制器,并顯示報(bào)警信息。
單片機(jī)控制器是信息的交換中心。單片機(jī)控制器的功能是將PC機(jī)傳送給單片機(jī)的指令通過(guò)無(wú)線的方式發(fā)送給家居控制終端,同時(shí)它還可以將傳感器測(cè)得的信號(hào)傳送給PC。
家居控制終端是家居控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu),它可以接受無(wú)線控制指令并執(zhí)行。家居控制終端包括各種無(wú)線開(kāi)關(guān)、各種無(wú)線控制器、無(wú)線電磁閥門(mén)等。
相關(guān)傳感器可以探測(cè)各種威脅,并通過(guò)無(wú)線的方式發(fā)送給單片機(jī)。它包括無(wú)線煤氣傳感器、無(wú)線紅外傳感器等。
系統(tǒng)通過(guò)相關(guān)無(wú)線傳感器系統(tǒng)探測(cè)信號(hào),并傳送給單片機(jī),然后由單片機(jī)將信息傳送給PC機(jī),實(shí)現(xiàn)報(bào)警,并通過(guò)PC操作人員的操作,將控制指令發(fā)送給單片機(jī)控制器,然后由單片機(jī)控制器將執(zhí)行指令發(fā)送給家居控制終端。通過(guò)家居控制終端的執(zhí)行完成對(duì)家庭中照明、安防等的控制。同時(shí)系統(tǒng)還可以利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備查詢(xún)和控制無(wú)線攝像設(shè)備,對(duì)家庭進(jìn)行監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)利用操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能還可以遠(yuǎn)程觀察和控制本系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景如圖2所示。
三、單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的硬件部分主要由計(jì)算機(jī)PC、單片機(jī)電路板、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、無(wú)線傳感器、無(wú)線控制器等部分組成,其中單片機(jī)電路部分是本文的設(shè)計(jì)重點(diǎn),其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。
單片機(jī)電路分無(wú)線接收和解碼模塊、無(wú)線發(fā)射模塊、STC89C54RC單片機(jī)、MAX232、設(shè)備、串口等部分組成。
無(wú)線接收和解碼模塊主要由PT2272芯片及其附屬電路組成,它的主要功能是將相關(guān)傳感器探測(cè)到的報(bào)警信號(hào)接收并解碼,同時(shí)將解碼信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)。無(wú)線發(fā)射模塊主要由PT2262芯片及其附屬電路組成它的主要功能是將單片機(jī)發(fā)送的控制信號(hào)發(fā)送給被控設(shè)備(如燈光控制器)。MAX232芯片及其電路主要是完成單片機(jī)和PC的通信。
STC89C54RC單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的中心,負(fù)責(zé)將無(wú)線接收和解碼模塊接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)MAX232芯片和串口發(fā)送給PC,同時(shí)PC發(fā)來(lái)的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)串口和MAX232芯片經(jīng)過(guò)STC89C54RC單片機(jī)由無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送給控制單元。
四、軟件部分設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)主要有上位機(jī)(PC)程序和下位機(jī)(單片機(jī))程序兩個(gè)部分組成。上位機(jī)程序主要是在VB環(huán)境下完成的,包括界面、控制和通信等功能。下位機(jī)主要是在keil環(huán)境下完成的,包括控制和通信等功能。系統(tǒng)上位機(jī)主程序如圖4所示。
VB文件部分程序(噴水開(kāi)關(guān)部分)如下:
'Label11
Me.Label11.AutoSize = True
Me.Label11.Font = New System.Drawing.Font("宋體",9.75!,System.Drawing.FontStyle.Regular,System.Drawing.GraphicsUnit.Point,CType(134,Byte))
Me.Label11.Location = New System.Drawing.Point(665,517)
Me.Label11.Name = "Label11"
Me.Label11.Size = New System.Drawing.Size(33,13)
Me.Label11.TabIndex = 620
Me.Label11.Text = "噴水"
Keil部分程序(校驗(yàn)子程序和無(wú)線發(fā)送子程序部分)如下:
//校驗(yàn)子程序
void crc_pro(void)
{
uchar a;
crc=0;
for (a=1;a
crc=crc+inbuff[a];
if (crc==inbuff[34])
crc_err_bz=0;
else crc_err_bz=1;
}
//無(wú)線發(fā)送子程序
void wuxian_fa_pro(void)
{
uchar a,b,c;
for (a=0;a
{
tongbu();
for (b=0;b
{
c=wuxian_buff[b];
switch (c)
{
case 0: bit_0();break;
case 1: bit_1();break;
case 2: bit_f();break;
default:break;
}//switch c
}//for b
}//for 發(fā)送4次
}
五、結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)結(jié)合PC架構(gòu)和單片機(jī)架構(gòu),同時(shí)將無(wú)線技術(shù)引入其中,發(fā)揮了二者的優(yōu)點(diǎn),避免了二者的缺點(diǎn)。同時(shí)在無(wú)線技術(shù)的選擇上,應(yīng)用了315/433MHz射頻技術(shù),價(jià)格便宜,成本較低,和現(xiàn)有設(shè)備兼容性好。綜上所述,本系統(tǒng)切合社會(huì)發(fā)展實(shí)際需要、技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性、經(jīng)濟(jì)性都很好,有一定的創(chuàng)新性和推廣潛力,非常有研究?jī)r(jià)值并有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
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本論文介紹了以單片機(jī)為主要控制器件,以DS18B20為溫度傳感器的新型數(shù)字溫度計(jì)。硬件電路主要包括主控制器,測(cè)溫電路和顯示電路。主控制器采用單片機(jī)AT89S51,溫度傳感器采用DS18B20,本數(shù)字溫度計(jì)減少了外部的硬件電路,具有低成本和易使用的特點(diǎn)。
一、引言
近年來(lái)單片機(jī)的發(fā)展十分迅速,一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起,單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測(cè)及控制,傳統(tǒng)的測(cè)溫元件熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是電壓,再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度需要較多的外部硬件支持,硬件電路復(fù)雜,制作成本高,這里設(shè)計(jì)的溫度計(jì)具有低成本、易使用、電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。主控制器選用AT89S51單片機(jī),溫度采集電路選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20,采用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。通過(guò)溫度傳感器采集溫度,經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理后直接送入顯示電路顯示溫度值,溫度范圍在0℃~100℃,精度為0.2℃。
二、硬件電路設(shè)計(jì)
1.單片機(jī)的選擇。AT89S51是一種低功耗,高性能且系統(tǒng)內(nèi)帶有8KB可編程Flash存儲(chǔ)器的8位CMOS微處理器,它是一種高靈活性,花費(fèi)有限資源就可產(chǎn)生許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)的高性能微處理器,因此,本設(shè)計(jì)采用AT89S51單片機(jī)。
2.單片機(jī)最小系統(tǒng)。首先要將AT89S51的9腳RST端接一個(gè)復(fù)位開(kāi)關(guān),然后接到電源上,它是復(fù)位信號(hào)輸入端,高電平有效,當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行時(shí)在此引腳加上持續(xù)時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完全復(fù)位,即按下復(fù)位開(kāi)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)電路復(fù)位。18腳與19腳之間接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了一個(gè)振蕩器,為單片機(jī)提供了一個(gè)時(shí)鐘控制信號(hào)。為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制端,要想單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器需加高電平。還有最重要的是單片機(jī)40腳和20腳必須分別加電源和地,保證單片機(jī)的正常供電,圖2為單片機(jī)正常工作的最小電路系統(tǒng)。
3.溫度傳感器。溫度傳感器是由美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20,與傳統(tǒng)的熱敏電阻有所不同,DS18B20可以直接將采集到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào),以供單片機(jī)處理,大大簡(jiǎn)化了電路的復(fù)雜度和算法的要求。它還具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、接口方便、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
4.顯示電路。本設(shè)計(jì)選用的是三位一體數(shù)碼管來(lái)顯示被測(cè)溫度的。與用三個(gè)獨(dú)立數(shù)碼管相比具有布線簡(jiǎn)單,使用方便等特點(diǎn),它總共由12個(gè)管腳組成,其中八個(gè)段位,三個(gè)公共端和一個(gè)空腳。與單片機(jī)直接連接,減少電路復(fù)雜性。顯示電路的八個(gè)斷碼分別與單片機(jī)的P0.0~P0.7進(jìn)行連接,需要加八個(gè)上拉電阻,其作用是加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力。三個(gè)公共端分別與P2.5、P2.6、P2.7相連,完成數(shù)據(jù)傳送。用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管不但可以使電路簡(jiǎn)單化,對(duì)程序編寫(xiě)也會(huì)容易些,其顯示電路與單片機(jī)的連接如圖3所示。單片機(jī)將溫度傳感器送入的信號(hào)進(jìn)行處理后,送入顯示電路進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
三、軟件設(shè)計(jì)
溫度傳感器采用集成電路DS18B20來(lái)完成,當(dāng)從外界接收到溫度后,可以直接在芯片內(nèi)部進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,溫度傳感器上要加一個(gè)5V的電源,取其轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)的P3.6口送入AT89C51內(nèi)部。將DS18B20復(fù)位,判斷DS18B20是否存在,若存在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令,等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后,發(fā)出讀溫度命令,將讀出的溫度進(jìn)行保存。顯示電路采用LED數(shù)碼管,將單片機(jī)讀出的溫度經(jīng)P0口送入顯示電路。指定查表起始地址,將各位、十位、百位數(shù)取出,查其七段代碼并送出開(kāi)啟顯示。部分主程序指令如下:
四、結(jié)論
與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比,它大大減少了電路的復(fù)雜性,并且成本較低,測(cè)溫精度較高,性能較穩(wěn)定,適用范圍較廣。
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關(guān)鍵詞 電子信息 畢業(yè)設(shè)計(jì) 工程實(shí)踐 課程體系
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
應(yīng)用型本科院校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生獨(dú)立完成課題的方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、原理圖與PCB圖設(shè)計(jì)、實(shí)物制作與調(diào)試、撰寫(xiě)論文以及答辯等多個(gè)環(huán)節(jié),是對(duì)電子信息類(lèi)畢業(yè)生工程實(shí)踐技能和科學(xué)研究能力的綜合考核。但是,近年來(lái)由于高校擴(kuò)招和生源質(zhì)量的下降,以及畢業(yè)生就業(yè)壓力增大的影響,導(dǎo)致電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的質(zhì)量出現(xiàn)明顯的下降。因此,如何提高畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的質(zhì)量已成為高校教學(xué)改革研究的一個(gè)重要課題。
1 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中的主要問(wèn)題
1.1 學(xué)生缺乏工程實(shí)踐能力
我校工程實(shí)踐教育中始終存在著“重理論、輕實(shí)踐”的認(rèn)識(shí)傾向,忽視了大學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),因此學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),有的不會(huì)做方案設(shè)計(jì);有的缺乏研究思路和方法;有的儀器操作不熟練,不會(huì)排除在實(shí)物制作與調(diào)試中遇到的故障和問(wèn)題,導(dǎo)致實(shí)物沒(méi)調(diào)試成功;這些極大地挫傷了學(xué)生的積極性,影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
1.2 學(xué)生投入的時(shí)間、精力嚴(yán)重不足
我校的畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在第8學(xué)期的1~16周,正是企事業(yè)單位招聘的高峰時(shí)刻,由于如今經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,大學(xué)生就業(yè)壓力巨大,尋找一個(gè)好單位,需要花費(fèi)大量的時(shí)間去參加招聘會(huì)和面試,如果面試成功,用人單位希望學(xué)生馬上頂崗實(shí)習(xí),使得學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中實(shí)際投入的時(shí)間和精力不足,當(dāng)然還有極少數(shù)學(xué)生忙于補(bǔ)考等遺留問(wèn)題的解決也牽扯了大量的精力,影響了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
1.3 學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)上有誤區(qū)
我校大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為畢設(shè)對(duì)尋找工作單位沒(méi)有影響,同時(shí)認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)總是可以通過(guò)的,沒(méi)有將畢業(yè)設(shè)計(jì)看成是大學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中最重要的綜合實(shí)習(xí),是對(duì)自己工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),是自己清晰了解設(shè)計(jì)過(guò)程的學(xué)習(xí),是自己論文撰寫(xiě)能力的培養(yǎng),對(duì)自己在以后的實(shí)際工作中盡快適應(yīng)社會(huì),影響巨大。
2 提高畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的措施和建議
2.1 合理設(shè)置課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
我校作為應(yīng)用型本科院校,為培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,對(duì)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱進(jìn)行了修改,突出學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),使學(xué)生有進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)據(jù)處理的能力。課程體系改革中進(jìn)行了如下修改:(1)將課程體系分為公共基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)必修課、專(zhuān)業(yè)選修課、實(shí)踐教學(xué)五個(gè)模塊。(2)重視專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程平臺(tái)建設(shè),對(duì)電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化,主要強(qiáng)調(diào)電路理論的基本理論和概念,電子器件的外部特性,突出實(shí)踐運(yùn)用,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),在實(shí)驗(yàn)性教學(xué)中增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。(3)對(duì)一些實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,如單片機(jī),將其由專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課調(diào)整為選修課,考核方式為項(xiàng)目設(shè)計(jì),突出學(xué)生的實(shí)踐能力。(4)針對(duì)應(yīng)用型本科的特點(diǎn),調(diào)整專(zhuān)業(yè)選修課程內(nèi)容,突出實(shí)踐運(yùn)用,將一些理論性較強(qiáng)的選修課進(jìn)行調(diào)整,如模式識(shí)別、圖像處理等,調(diào)整為射頻電路及CAD技術(shù)、FPGA通信設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、ARM原理與應(yīng)用等。(5)優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,增加了電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程體系更加合理有序,符合認(rèn)知規(guī)律,學(xué)生在一、二年級(jí)注重專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的儀器操作能力和建立基本的系統(tǒng)概念,掌握基本的設(shè)計(jì)流程和動(dòng)手制作實(shí)物的能力;三、四年級(jí)則是專(zhuān)業(yè)工程設(shè)計(jì)的培養(yǎng),使學(xué)生具備獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)完整電子系統(tǒng)的能力。(6)為提高學(xué)生實(shí)踐能力,建立實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放機(jī)制,電子工藝實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放,學(xué)生自主管理,其他專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生申請(qǐng),系部批準(zhǔn)后對(duì)申請(qǐng)學(xué)生開(kāi)放,盡可能提供實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生使用,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。(7)改革教學(xué)方法和教學(xué)手段,在課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入仿真工具和軟件,如MATLAB,MULTISIM,PROTELL等。尤其是單片機(jī)教學(xué)采用CDIO模式取得了較好的效果。(8)校企合作,與企業(yè)合建實(shí)驗(yàn)室,如與TI公司合建單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室,將最新的電子技術(shù)引入教學(xué)中;并設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新基地,鼓勵(lì)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索和開(kāi)展科研活動(dòng)。(9)開(kāi)設(shè)科技講座,擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和興趣。
2.2 對(duì)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的時(shí)間、模式進(jìn)行調(diào)整
(1)由具有中級(jí)職稱(chēng)以上的有責(zé)任心的中青年教師組成畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))選題小組和指導(dǎo)小組,對(duì)選題的綜合性、實(shí)用性、創(chuàng)新性和時(shí)效性進(jìn)行評(píng)價(jià)和篩選,強(qiáng)調(diào)選題以設(shè)計(jì)類(lèi)題目為主,要求軟硬件相結(jié)合。(2)學(xué)生的選題時(shí)間可靈活調(diào)整,我校鼓勵(lì)學(xué)生參加各種學(xué)科競(jìng)賽。如大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)可選取與學(xué)科競(jìng)賽相近的題目;參加飛思卡爾的可選取智能車(chē)的題目;還有一些學(xué)生可在第6學(xué)期單片機(jī)實(shí)踐時(shí)就選取自己感興趣的題目作為選題,如有學(xué)生在單片機(jī)實(shí)習(xí)時(shí)做的是電子搶答器,畢設(shè)時(shí)做的是無(wú)線搶答器,學(xué)生完成得非常好。(3)對(duì)學(xué)生加強(qiáng)教育,認(rèn)真開(kāi)好畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員大會(huì),提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性,畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐、探索和創(chuàng)新的過(guò)程,是學(xué)生參加實(shí)際工作的一個(gè)預(yù)演,對(duì)學(xué)生很重要,消除學(xué)生的認(rèn)識(shí)誤區(qū),提高學(xué)生的積極性。(4)嚴(yán)格畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))考核制度,對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查中不合格的給予警告,如在畢業(yè)設(shè)計(jì)中確實(shí)不合格的要求二次答辯,二次答辯還不合格的則畢業(yè)設(shè)計(jì)判定不合格。
3 總結(jié)
近年來(lái)我校通過(guò)不斷地探索和調(diào)研,借鑒其他學(xué)校的一些經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合本校的實(shí)際情況,科學(xué)設(shè)置課程體系,優(yōu)化突出應(yīng)用型教學(xué)內(nèi)容,合理安排畢設(shè)時(shí)間和組織機(jī)構(gòu),整合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源,與企業(yè)合建實(shí)驗(yàn)室,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,達(dá)到提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的,從實(shí)施的效果來(lái)看,已初步扭轉(zhuǎn)質(zhì)量下滑的趨勢(shì)。
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