電工入門知識教程精選(九篇)
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第1篇：電工入門知識教程范文
關鍵詞： C語言 單片機 編程
1.中職C語言教學現(xiàn)狀
C語言是一門廣泛使用的計算機高級語言，中職電子類專業(yè)都開設了“C語言程序設計”課程，并為后續(xù)課程（如“單片機原理與應用”、“單片機C語言”、“嵌入式系統(tǒng)”）做基礎性準備。因此，對于電子類專業(yè)的學生來說，C語言是一門必須掌握的專業(yè)基礎課。但從多年的教學實踐來看，中職學生數(shù)學、英語底子弱，又是第一次接觸這種抽象類的編程課程，學習主動性不強，學習目的不明確。學生反映這門課枯燥難學，大部分學生半個學期下來還沒入門，雖然有些同學能聽懂老師講的，但實際操作起來無從下手。為了激發(fā)學生學習C語言的興趣，提高編程能力，筆者結(jié)合“單片機”課程，進行了一次教學改革嘗試。
2.C語言教學內(nèi)容改革
2.1原則：夠用就行，不必深究算法。
首先，職業(yè)學校的學生大部分是普通教育分流出來的，他們的智力并不差，在動手能力等方面甚至有優(yōu)勢，但文化基礎知識相對薄弱，要求他們中的多數(shù)人掌握超出對應的培養(yǎng)目標所要求的文化知識是不現(xiàn)實的，所以只能遵循夠用原則。
其次，電子專業(yè)學生不同于計算機專業(yè)學生，注重實用，不探究為什么，筆者在教學中重視怎么用，用最簡單的算法，讓學生便于理解，做到會用，能顯示程序的基本功能效果，讓學生快速體驗成功的樂趣。
2.2根據(jù)專業(yè)需要選擇教學內(nèi)容。
C語言作為電子專業(yè)的專業(yè)基礎課，照搬計算機專業(yè)的教學內(nèi)容是不切實際的，筆者根據(jù)多年的C語言和單片機教學，了解哪些知識點特別重要必須掌握，哪些可以完全不涉及，對教學內(nèi)容進行了大膽的調(diào)整，與單片機中c語言的實際編程相聯(lián)系。這樣可以抽出時間抓住重點，提高教師教、學生學的效率。
為單片機服務的只需要學變量、表達式、if條件選擇、witch-case、for、while循環(huán)、函數(shù)數(shù)組那些結(jié)構(gòu)體、指針、各種排序算法等，就可以暫時舍棄，等到學生入門了，自己回去專研，在優(yōu)化液晶點陣字時候再學，這時學習起來就不難了，可以達到事半功倍的效果。
2.3c語言和單片機結(jié)合教學。
一個知識點的C語言代碼在C語言編譯環(huán)境中運行非常枯燥，學生往往不知所言，實訓環(huán)節(jié)將C語言和單片機結(jié)合后，有利于提高學生的興趣，把興趣放在首要環(huán)節(jié)，讓學生親自動手，體驗編程的樂趣。我校單機實訓室有30套亞龍YL-236單片機實驗臺，可以滿足一個班級上級練習的需要。由于學生沒接觸過單片機，初期的連線需要花點時間讓學生熟悉，教室的投影直接顯示接線方法，在老師一一檢查接線后，在保證連線后，就可以實施實訓環(huán)節(jié)的教學。
實訓教學內(nèi)容與單片機項目，筆者簡單列出下面表格，教學內(nèi)容對應在單片機中的項目，在項目中學生掌握C語言的各個知識點。
由于最簡單的單片機程序都會出現(xiàn)循環(huán)、函數(shù)等知識，對于這些知識，采用黑箱原理，即讓學生不用理會程序的意思，直接復制教師的代碼，集中精力研究教師要求的實訓內(nèi)容。比如以下程序：
#include //包含單片機寄存器的頭文件
voidmain（void）
{
P1=36/5； //求整數(shù)
while（1）{//無限循環(huán)防止程序“跑飛”
}
}
通過這個程序，點亮led燈，本程序用于變量和表達式的學習，關于頭文件，while（1）循環(huán)這兩個知識點學生不必深究。表達式獲得的值通過WedWin軟件編譯環(huán)境顯示變量的值和點亮的8個led燈亮滅組合成二進制數(shù)。表達式的數(shù)值讓學生自由變換，列出自己表達式情況，完成實驗報告，如下表格。
通過這個過程，電子電工專業(yè)學生一開始就把C語言、單片機、二進制數(shù)有機集合在了一起，比單純的C語言的教學更加生動，趣味性更強，實訓結(jié)果直觀。同時在程序中簡單修改，可以讓8個led流水的動起來，流動的模式變幻無窮。
3.結(jié)語
將“C語言”與“單片機”相結(jié)合的教學方法是一個大膽的嘗試，目的是提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生C語言的邏輯思維能力和單片機的動手能力。通過簡單的單片機應用使學生產(chǎn)生成就，學生在兩方面的能力都得到了鍛煉。將兩門課程結(jié)合起來，不僅克服了厭學、機械學習的弊端，而且通過實際的操作，提高了學生們的動手能力，為學生們進一步深造或者進入社會打下了堅實的基礎。
參考文獻：
[1]蘇波，陶寧.“C語言”與“單片機”相結(jié)合的教學研究.光學技術，2010（12）：109-110.
[2]汪宋良.高職電子類“C語言程序設計”課程改革研究.職教通訊，2013（15）：12-16.
第2篇：電工入門知識教程范文
關鍵詞：單片機；三段遞進式；任務驅(qū)動
作者簡介：方向紅（1969-），女，浙江松陽人，淮南聯(lián)合大學機電系，高級講師。（安徽 淮南 232038）
基金項目：本文系2011年淮南聯(lián)合大學教研項目（項目編號：JYB1104）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0091-02
單片機作為計算機發(fā)展的一個重要分支領域，廣泛應用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，單片機課程作為工業(yè)電氣自動化、應用電子、機電一體化、電子信息及計算機應用等專業(yè)的主干課程，在人才培養(yǎng)課程體系中起著重要的地位。[1]單片機課程具有軟硬件結(jié)合緊密、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)抽象、實踐性強等特點。[2]過去，采用的是理論講授和實驗驗證相隔離的傳統(tǒng)教學形式，學生感覺理解困難，尤其是單片機的實踐應用方面較為薄弱。[3]為改變這一現(xiàn)狀，從2010年起，筆者在電類專業(yè)中推行三段遞進式教學模式改革，即將單片機教學分為模塊化教學、工程綜合實訓及電子創(chuàng)新設計三個階段，通過確立各階段教學的具體內(nèi)容，制訂課程教學標準，改革教學方法和考核手段，取得了較好的效果。
一、三段遞進式教學模式
單片機課程是在學習了C語言程序設計、電工、電子技術、傳感器及檢測技術的基礎上，使學生掌握單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設計與制作技術，能夠進行單片機應用系統(tǒng)的程序設計與調(diào)試，培養(yǎng)學生的動手能力、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。基于這個目的，筆者設計了三段遞進式教學模式，用兩學期的時間完成，其具體含義如下：
1.第一階段：模塊化教學，圍繞基礎知識及常見應用開展教學，符合學生的認知規(guī)律
筆者通過企業(yè)調(diào)研、分析單片機應用產(chǎn)品開發(fā)的典型工作過程，參考職業(yè)技能考核對單片機專項能力的要求，打破原有的教材體系，重新序化了教學內(nèi)容，將單片機應用系統(tǒng)劃分為一個個基礎應用模塊。例如將并行口的應用劃分為發(fā)光二極管控制、數(shù)碼管控制、按鍵掃描及液晶芯片使用等幾個模塊。[4]每一模塊本著“知識夠用、簡單實用、有利于提高”原則，分別設計了幾個不同的任務，其內(nèi)容的難易程度和對學生的能力要求呈逐步提高的趨勢。每個模塊最后都設有“發(fā)揮部分”單元，讓學生能動腦思考，即學即用，在前面內(nèi)容的基礎上綜合提高。例如：第一個應用模塊——發(fā)光二極管控制，筆者分別設計了幾個任務：點亮一個發(fā)光二極管發(fā)光二極管閃爍10次跑馬燈流水燈，發(fā)揮部分要求在跑馬燈基礎上做一改進，即每個發(fā)光二極管點亮過程中要閃爍6次。這是發(fā)光二極管閃爍10次和跑馬燈的綜合應用，讓學生動手嘗試編制其單片機學習的第一個自主程序，難度不大，容易實現(xiàn)，從而體驗成就感，激發(fā)學習興趣。各模塊之間、電路與電路之間、程序與程序之間，都保持著關聯(lián)性，使學生在前一個電路或模塊基礎上，僅做少許改動，就可以開發(fā)出另一個電路或程序。
這一階段借助Proteus仿真軟件和實驗箱，主要在教室和實驗室穿行。首先，理論知識傳授和簡單入門程序講解在教室借助多媒體完成；然后，學生在實驗室用Proteus Isis軟件仿真電路、keil C51軟件調(diào)試程序；調(diào)試成功后，再根據(jù)實驗箱的原理圖，進行接線、修改程序，完成硬件實現(xiàn)。“發(fā)揮部分”由學生在課余時間研究、思考，再到實驗室驗證其正確性。每個模塊學習結(jié)束，要求學生提交報告，對所做工作做一總結(jié)。這一階段以解決任務為主線，將基礎應用分解成一個個案例元，使學生加深單片機基礎知識的理解，掌握其硬件連接及編程方法。
第一階段的考核采用百分制，即平時考勤（20%）、過程化考核（50%）與期末考核（30%）相結(jié)合。過程化考核辦法如下：學生每學完一個模塊，完成各實訓項目后，根據(jù)表1評定階段成績。學生在每個階段都有自己的成績，根據(jù)每個模塊的難易程度，取加權(quán)平均值，為過程化考核成績。期末考核采用機試方式，學生可以查閱相關資料，考查學生根據(jù)題目要求繪制仿真電路圖、程序的編制及調(diào)試能力。機試題目由多題組成，各題根據(jù)難度不同，取不同分值。學生可以根據(jù)自己的程度，選擇其中幾道排列組合，根據(jù)完成情況現(xiàn)場打分，體現(xiàn)出分層次考核的改革思路。
2.第二階段：工程綜合實訓，以典型應用產(chǎn)品作為載體，體驗實際產(chǎn)品的制作過程
在學完第一階段所有內(nèi)容后，由教師按照兼顧實用性、可操作性、可擴展性的原則，選取幾種單片機典型應用產(chǎn)品作為實訓題目，如搖搖棒、簡易密碼鎖、數(shù)字時鐘和電子琴等，這些題目在書本及網(wǎng)絡上很容易查到相關資料。它們既是第一階段各模塊內(nèi)容的綜合應用，又加入了新的芯片原理及應用，因而是第一階段教學內(nèi)容的補充、綜合和深化。如數(shù)字時鐘電路中既包含了基礎應用部分的單片機最小系統(tǒng)、按鍵掃描、蜂鳴器警示、中斷、數(shù)碼管或液晶顯示等，又加入了時鐘芯片DS1302的原理及其與單片機的連接等內(nèi)容。學生在掌握單片機原理和基本應用的基礎上，以某個具體產(chǎn)品的制作為載體，經(jīng)過電路板設計、元器件焊接、程序設計與調(diào)試、硬件裝配、分析總結(jié)等過程，脫離了已固化成功的實驗箱及軟件仿真，進入到自己親自動手搭建硬件，程序調(diào)試、下載階段，初步掌握了工程設計方法和組織實踐的基本技能。這一階段考核標準如表2。
3.第三階段：電子創(chuàng)新設計，綜合了傳感器及檢測技術、電工、電子技術和單片機等相關知識，是能力轉(zhuǎn)化為工程素質(zhì)的重要階段
實際的單片機應用系統(tǒng)設計必然包含電子線路設計、傳感器使用、單片機控制及檢測技術應用等幾部分，電子創(chuàng)新設計階段就是模擬單片機實際應用產(chǎn)品的設計過程，由教師參考大學生電子設計競賽的形式，事先設計一些題目，提出系統(tǒng)需要完成的任務及其參數(shù)、精度要求。學生3～4人組成一個小組，各組選定一個題目，在規(guī)定的時間內(nèi)協(xié)作完成。學生經(jīng)過課題分析研討、查找資料、電路設計、硬件制作與裝配、軟件編制、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、編寫設計報告等步驟，培養(yǎng)學生的團結(jié)協(xié)作精神、工程設計能力及科技論文寫作能力，是單片機應用開發(fā)過程的課堂模擬及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要階段。電子創(chuàng)新設計階段考核采用百分制，具體標準如表3。
二、結(jié)語
三年來，筆者通過上述實踐和改革，極大地激發(fā)了學生學習的積極性，學生感覺易入門，對基礎知識的理解也更加深刻了。很多學生在畢業(yè)設計中都喜歡選擇跟單片機應用相關的課題，畢業(yè)生的工作也有不少跟單片機應用開發(fā)相關。另外，培養(yǎng)了一大批動手能力強、實踐技能高的學生，在安徽省大學生技能大賽和電子設計大賽中屢獲佳績。
單片機三段遞進式教學模式，其本質(zhì)是通過任務驅(qū)動，引導學生在解決問題的過程中，理解單片機知識，熟悉單片機開發(fā)過程，掌握實踐技能，培養(yǎng)工程素質(zhì)和創(chuàng)新精神，為學生的可持續(xù)發(fā)展打下基礎。課程改革是一項長期的系統(tǒng)工程，筆者只是做了些探索和嘗試，今后還需要根據(jù)學生的特點、技術的進步不斷調(diào)整思路，與時俱進，為培養(yǎng)生產(chǎn)實踐所需的人才而繼續(xù)努力。
參考文獻：
[1]黃磊，朱群峰，江世明.《單片機原理應用》課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2008，（22）：87-88.
[2]曹娟，趙旭陽，米文鵬，等.基于三段式教學模式的項目教學法在單片機教學中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2011，（7）：189，240.
第3篇：電工入門知識教程范文
關鍵詞：數(shù)字電子技術；精品課程建設；質(zhì)量工程
作者簡介：江捷（1965-），女，浙江奉化人，北京工業(yè)大學電子信息與控制工程學院，副教授；王鐵流（1954-），男，天津人，北京工業(yè)大學電子信息與控制工程學院，教授。（北京100124）
基金項目：本文系北京市屬高等學校人才強教計劃資助項目（項目編號：05002211200601）、北京市高等教育學會“十一五”專項規(guī)劃重點項目（項目編號：2007030）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）14-0071-02
隨著我國高等教育由精英教育步入大眾化教育，辦學定位、人才培養(yǎng)模式和規(guī)格都趨于多樣化。作為教學活動重要載體的教材，其多層次、多樣化的特點將更為突出，才能適應不同類型、不同定位人才培養(yǎng)的需要，體現(xiàn)不同學校的辦學特色。
在擴招形勢下為提高高等學校本科教學質(zhì)量，教育部實施了“質(zhì)量工程”，將“課程、教材建設與資源共享”等列為重點建設內(nèi)容。[1]按照“分類指導、鼓勵特色、重在改革”的原則，啟動了“萬種新教材建設項目”，加強新教材和立體化教材建設。[2]在此背景下和多項市級教改項目的牽引下，立足地方重點院校進行了“數(shù)字電子技術”課程的系列化、立體化教材建設，并以此推進精品課程建設。
一、教材建設的基本原則
1.在素材選取上，堅持求真務實
美國著名教育家奧蘇伯爾認為：“在教學過程中，學習活動是否有效，主要看新的學習內(nèi)容能否與學習者認知結(jié)構(gòu)中原有的、恰當?shù)闹R系統(tǒng)建立實質(zhì)性的聯(lián)系。”[3]因此，教材建設必須處理兩個關系：一是學生原有知識和本課程的縱向關系；二是相關課程之間的橫向關系。在大眾化教育快速發(fā)展的現(xiàn)階段，教材建設應該與學生的現(xiàn)有認知狀況相適應，與人才培養(yǎng)目標相銜接，以求真務實為原則，不能過分追求“檔次”和知識的“新”與“深”。
2.在知識結(jié)構(gòu)上，力求嚴謹清晰
教材不僅是知識的載體，更是認知過程和思維方法的載體。[4]因此，教材內(nèi)容的組織應遵循科學發(fā)展規(guī)律和人類認知規(guī)律，通過問題的提出、分析、解決、延伸等環(huán)節(jié)將教學內(nèi)容有機融合。[5]
3.在內(nèi)容表述上，力求言簡意賅
教材是為學生服務的，因此，必須體現(xiàn)學生本位的原則，以有利于學生知識構(gòu)建為目標，把教材的可讀性、可學性放到重要位置。在內(nèi)容表述上，應突出重點、難點，注重知識的內(nèi)在聯(lián)系；化繁為簡，以簡潔的方式描述復雜的概念和理論。
二、立足地方重點院校，編寫理論教材
《數(shù)字電子技術基礎》這本教材是依據(jù)教育部高等學校電子信息與電氣信息類基礎課程教學指導委員會最新制訂的電子技術基礎課程教學基本要求，按照“分類指導”原則，立足地方重點院校，根據(jù)教學研究型大學的人才培養(yǎng)目標、結(jié)合北京工業(yè)大學（以下簡稱“我校”）學生實際，由從事數(shù)字電子技術課程教學的一線教師，在多年教學實踐的基礎上，總結(jié)凝練并不斷改進而成的。該教材已作為我校北京市精品課程“數(shù)字電子技術”的指定教材，連續(xù)三屆實際用于課程教學，受到學生和同行專家的好評。
1.系列配套
以《數(shù)字電子技術基礎》為核心，與之配套的《數(shù)字電子技術基礎學習指導》《數(shù)字電子技術多媒體課件》《數(shù)字設計基礎》（雙語教學版）《數(shù)字設計基礎雙語教學多媒體課件》均已同步出版，《數(shù)字電子技術實驗教程》也已納入出版計劃。它們與“數(shù)字電子技術”試題庫（中文版＋雙語版）、電子教案等配套使用，基本涵蓋了課程教學的各個環(huán)節(jié)，為學生自學和教師教學提供了豐富的系列化、立體化教學資源。
2.以學習者為本，增強可讀性
教材編寫過程中，堅持以學習者為中心，以利于學習為出發(fā)點。內(nèi)容編排順序合理，邏輯性強；敘述簡明扼要，深入淺出，通俗易懂，易于自學。
3.保證基礎，面向發(fā)展和應用
在強調(diào)基礎內(nèi)容的完整性和基本理論系統(tǒng)性的同時，將學科發(fā)展的新成果、新技術融入教學內(nèi)容，妥善處理傳統(tǒng)內(nèi)容的繼承與現(xiàn)代應用的引進之間的關系。例如，在“可編程邏輯器件”一節(jié)，教材結(jié)合目前流行的Altera公司的MAX7000系列產(chǎn)品，介紹了CPLD器件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并增設了“基于CPLD的數(shù)碼管掃描顯示”等三個必做的數(shù)字電路綜合實驗。在“硬件描述語言VHDL基礎”一章，基于問題的編寫，配以典型的實例和豐富的練習，適合學生快速入門，即學即用。
4.精選內(nèi)容，優(yōu)化講法
挑選最基本的內(nèi)容、方法和典型應用，注重對問題的提出和解決思路的闡述，力求再現(xiàn)知識發(fā)生和技術發(fā)展的過程。在“觸發(fā)器”一章，始終以問題引出討論，以固有問題的解決、新問題的提出組織教學。例如，“如何才能使電路具有記憶功能”，有了基本觸發(fā)器，“為什么還要設計同步觸發(fā)器？為什么需要同步？如何實現(xiàn)同步”、“為什么要設計主從觸發(fā)器？如何設計，才能解決同步觸發(fā)器不可避免的空翻問題”、“為什么要設計邊沿觸發(fā)器？如何才能提高觸發(fā)器的抗干擾能力”等等。
5.從例中學，學以致用
教材正文與例題、習題密切配合，示例豐富。例題選取兼顧典型性和實用性，引導學生“從例中學”，加深理解，幫助學生在較短時間內(nèi)掌握課程基本內(nèi)容，并學以致用。例如，在介紹了格雷碼的特點后，就以學生熟悉的汽車調(diào)速系統(tǒng)為例，分析了5個檔位速度應如何編碼，以及用格雷碼為什么可以解決換擋抖動問題。
6.發(fā)散思維
對典型例題在講述解題思路、方法和步驟的同時，給出多種解題方法并加以比較和歸納，啟發(fā)讀者進行發(fā)散性思維。例如，在介紹利用集成計數(shù)器實現(xiàn)任意進制計數(shù)時，列舉了清零法、置數(shù)法、分解法等多種方法，并比較了這些方法的特點和適用條件。
三、以學生為本，編寫配套助學教材
《數(shù)字電子技術基礎學習指導》是為配合《數(shù)字電子技術基礎》而編寫的，既可作為學生的學習輔導教材，也可作為教師的教學參考。全書共分十章，每章均由內(nèi)容提要、教學基本要求、重點與難點、習題類型與解題方法、典型例題解析、習題解答六部分組成。其中：“內(nèi)容提要部分”歸納總結(jié)了各章的主要內(nèi)容和知識要點；“教學基本要求”將各章主要內(nèi)容劃分為掌握、理解和了解三個層次，為學生復習和自學提供了方向和目標；“重點與難點”提煉了各章的重點和難點內(nèi)容；“習題類型與解題方法”歸納了各章的常見習題類型，逐一給出了解題思路、方法和步驟；“典型例題解析”舉例說明了各種常見習題類型的求解過程，對部分典型題目給出多種解題方法，并加以比較，歸納各種方法的特點和適用條件；“習題解答”對《數(shù)字電子技術基礎》中的所有習題進行了詳細解析。
本書在編寫風格上力求簡練、突出重點。力圖從解題思路、方法和步驟等方面給讀者以指導，使其舉一反三，加深對基本概念、基本理論和基本方法的理解和掌握。為便于閱讀，本書的內(nèi)容體系、章節(jié)順序和習題編號均與《數(shù)字電子技術基礎》保持一致。該書已與《數(shù)字電子技術基礎》同步出版，并作為配套教材，實際用于教學，受到學生的普遍歡迎。
四、扭轉(zhuǎn)實驗教學對理論教學的依附，編寫實驗教材
1.實驗教學“獨立化”
為逐步扭轉(zhuǎn)長期形成的實驗教學在內(nèi)容上依附于理論教學、在時間上滯后于理論教學的觀念，方便學生的超前學習和實驗預習，推進“從做中學”，筆者以實驗模塊為主線，用簡練的語言、淺顯的示例，系統(tǒng)講述了相關的知識要點，使學生只需閱讀實驗教材，即可完成基礎性實驗設計，達到實驗教學的基本要求。
2.實驗內(nèi)容“階梯化”
增加大量不同難度的實驗題目，使實驗內(nèi)容階梯化，以滿足不同水平學生的不同需求，激發(fā)學生的潛能。同時，也便于教師根據(jù)學生實驗的實際完成數(shù)量和質(zhì)量，給出合理的分數(shù)。通過實驗內(nèi)容和難度的“階梯化”，在保證實驗基本要求的前提下，使學生實驗成績“階梯化”，為電子競賽等選拔優(yōu)秀學生。
3.實驗項目“生活化”
適量補充具有實際應用背景的研究性實驗項目，為優(yōu)秀學生提供發(fā)揮空間。這些項目只以任務書的形式規(guī)定要實現(xiàn)的功能，沒有具體設計方案，要求學生自由選題、自愿組合，合作完成。設計報告按貢獻大小依次署名，作為教師評定成績的重要依據(jù)。
4.實驗手段“虛擬化”
利用美國NI公司提供的虛擬設備，增加動態(tài)參數(shù)測試、動態(tài)過程演示等專題實驗，使學生建立對虛擬儀器、虛擬實驗的初步認識。
《數(shù)字電子技術實驗教程》已于2007年用于我院06級實驗班的實驗教學，擬進一步充實完善后正式出版（已納入我校出版社的出版計劃）。
五、結(jié)束語
“數(shù)字電子技術”課程系列化教材建設的各種思路都源于教學實踐，各項建設成果也都回歸教學實踐，服務于本科教學，取得了較好的使用效果。教材建設成果也將課程建設推上了一個新臺階。
參考文獻：
[1]周濟.實施“質(zhì)量工程” 貫徹“2號文件” 全面提高高等教育質(zhì)量[J].中國大學教學,2007,(3):4-8.
[2]教高(2007)2號.教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質(zhì)量的若干意見[J].中國大學教學,2007,(3):9-11.
[3]梁前德,王青林.應用型本科教材建設的基本依據(jù)和價值取向[J].中國大學教學,2008,(6):94-96.
第4篇：電工入門知識教程范文
【關鍵詞】可編程控制器；串行通信；自動分揀系統(tǒng)；通信協(xié)議
1 分檢控制管理系統(tǒng)的原理
隨著社會的不斷進步，市場競爭的日趨激烈，各個生產(chǎn)企業(yè)都迫切地需要改進生產(chǎn)技術，提高生產(chǎn)效率，尤其在需要進行材料分揀的企業(yè)，以往一直采用人工分揀的方法，致使生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，企業(yè)的競爭能力差，材料的自動分揀已成為企業(yè)的唯一選擇。針對上述問題，本文利用PLC技術設計了材料自動分揀系統(tǒng)，并基于物料分揀裝置模型對系統(tǒng)進行了實驗，在材料分揀過程中取得了良好的控制效果。
串行通信格式設定：
當一臺計算機通過RS232C口與一臺S7-200 PLC的RS232C口通信時，要對S7-200 PLC的系統(tǒng)寄存器No.412～No.418進行初始化設置。設定參數(shù)格式與系統(tǒng)寄存器內(nèi)容的關系如表1所示。
表1 設定參數(shù)格式與系統(tǒng)寄存器內(nèi)容曲關系
該自動分揀系統(tǒng)通電后，可編程序控制器（PLC）首先啟動輸送帶，下料傳感器檢測料槽有無工件，若無工件，輸送帶電機則空運轉(zhuǎn)一個周期后自動停止；當有工件時，輸送帶將工件運送到傳感器上，由傳感器將信號傳送給PLC。PLC控制系統(tǒng)根據(jù)工件的實際顏色及系統(tǒng)預先的設定值，判斷工件的出料位置，控制氣動閥動作將工件分送到不同的出料口，從而完成分揀任務。
2 分揀控制管理系統(tǒng)的硬件設計
S7―200是西門子公司的一款功能強大的小型PLC，CPU單元采用CPU 226，其本身帶有24個輸入點和16個輸出點，帶有6路的高速計數(shù)器，配置靈活，能夠滿足本系統(tǒng)的控制要求。
2.1 PC與PLC的硬件連線
本系統(tǒng)數(shù)字量輸入共計16個點，數(shù)字量輸出共計6個點，根據(jù)控制對象及PLC點數(shù)分配I/O地址。RS-232C已成為數(shù)據(jù)終端DTE與計算機和數(shù)據(jù)通信設備DCE的接口表準。S7-200系列PLC的編程口物理層為RS-485結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)場應用中，當需要PLC與上位機通訊時，較多的使用自定義協(xié)議與上位機通訊。因此PC機與西門子系列PLC不能直接連接，要通過一條PC/PPI電纜進行RS232/RS485的變換。
2.2 PC機與PLC連線圖
在程序中使用了高速計數(shù)對光電編碼器進行計數(shù)，因此I0.1被占用。在編制程序時要首先用指令向?qū)Ω咚倨鬟M行設定。分揀系統(tǒng)接口起始有效電平的測試：按表接線運行PLC程序，在狀態(tài)監(jiān)測表中輸入要測試的接口，觀察其高低電平即可。
2.3 下位機工作原理
系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如所示，其工作過程是開啟電源步進電機運行并驅(qū)動傳輸帶下料傳感器檢測下料槽內(nèi)是否有物料。若無物料延時后自動停止并等待上料。當下料槽內(nèi)有物料時，系統(tǒng)自動運行。
2.4 傳感器位置設置及接口分配與連線
各傳感器依次分別為，電感傳感器，檢測鐵質(zhì)物塊；電容傳感器，檢測金屬物塊；顏色傳感器，檢測出黃色物料。備用傳感器可選用顏色傳感器或物體檢測傳感器。當鐵質(zhì)物塊經(jīng)過第一傳感器時被分揀出，鋁質(zhì)物塊經(jīng)過第二傳感器時被分揀出，非金屬物塊中的黃色在過第三個傳感器時被分揀出。不同的在過第四傳感器時分揀出。傳感器被固定在網(wǎng)孔板上，可根據(jù)需要重新安裝。
3 分揀控制管理系統(tǒng)的軟件設計
VB是微軟公司推出的一種可視化、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動的結(jié)構(gòu)化高級程序設計語言，是編程效率較高的一種編程語言，簡單易學、容易掌握。本部分主要是界面設計，首先是系統(tǒng)的主窗體，然后才是實現(xiàn)各種功能的子窗體。
3.2 MDI的設計
編輯菜單，可以設置三個子菜單，分別是運行監(jiān)控、產(chǎn)品管理和用戶管理。在產(chǎn)品管理子菜單分別是添加記錄、手動查看和產(chǎn)品管理；用戶管理子菜單下分別是增加用戶、修改密碼和退出系統(tǒng)。
表2 部分菜單項表
3.3 PLC通訊及控制程序的設計
本部分設計的主要內(nèi)容是實現(xiàn)PLC與PC的自由口通信和流水線的運行控制。
3.4 MSComm通信控件
本文采用VB6.0作為開發(fā)工具進行上位機通信程序的設計。MSComm控件的主要屬性Pj：CommPort：設定通信連接端口號。MSComm控件為應用程序提供了完備的數(shù)據(jù)收發(fā)功能，它既可以查詢方式也可以事件驅(qū)動方式來完成串行通訊。
3.5 PLC控制程序設計
流水線的控制包括傳送帶電機的啟動與停止；傳感器信號檢測；氣缸動作及動作限位；脈沖記數(shù)等。當PLC處于運行（RUN）狀態(tài)時，接收上位機PC指令啟動或暫停電機的運行；Q1.0啟動電機，Q1.1使電機停止，當Q1.1置位時Q1.0復位。
3.6 數(shù)據(jù)庫設計
啟動Access建立“產(chǎn)品分揀管理系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫。使用設計器創(chuàng)建表建立“產(chǎn)品分揀記錄”表，根據(jù)設計任務需求可知，待分揀的物料種類是有限的，因此將物料種類作為字段，分鐵質(zhì)、金屬、黃色和其他共四種，另外還有分揀總量、分揀日期和備注三個字段，其中日期作為關鍵字段，數(shù)據(jù)格式為日期型，其余為文本型數(shù)據(jù)。本數(shù)據(jù)庫以“日”為記錄單位，每天記錄一條分揀數(shù)量，如果需要可以改為每日的上下午或每小時等為記錄單位。創(chuàng)建“用戶信息”表，字段為用戶ID、用戶姓名和用戶密碼，用戶ID為關鍵字段，數(shù)據(jù)格式為自動編號，其余為文本型數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫中“產(chǎn)品分揀記錄”表設計視圖如圖5所示。
4 結(jié)論和經(jīng)濟效益分析
本文介紹了物料自動分揀系統(tǒng)中PLC與上位機的串行通信設計。由于實現(xiàn)了PLC與計算機的通信，可方便地實現(xiàn)對PLC的監(jiān)控，大大提高了系統(tǒng)的自動化程度，物料分揀系統(tǒng)運行穩(wěn)定、精度高。
需要對相關知識有充分的了解，如VB6.0程序設計方法，S7-200PLC程序控制特點，自由口通信方式、數(shù)據(jù)開發(fā)訪問等。只有掌握了這些知識才能根據(jù)設計要求快速地設計出控制程序，達到設計要求。
整個設計的性能良好有很高的使用價值，有VB自己開發(fā)監(jiān)控軟件比購買組態(tài)王工程軟件有實惠很多。
本文設計的基于PLC的產(chǎn)品分揀控制管理系統(tǒng)，監(jiān)控界面友好、分檢精度高、實時運行顯示直觀迅速、操作簡單、設計成本較低。上位機采用普通的PC機，PC機有良好的操作監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理和連接功能，其最大的優(yōu)點是近乎無限制的存儲器容量使其能進行大量的數(shù)據(jù)處理，基于PC的自動化控制解決方案將不僅僅是使系統(tǒng)性能變得更為可靠，還可以節(jié)省硬件和敷設電纜的大量費用。PLC選用的是S7-200PLC，這是目前市場上適合中小控制系統(tǒng)的性價比很高的一種，在自動化領域有廣泛的應用，由PLC控制的自動分揀系統(tǒng)在產(chǎn)品分揀中有極高的效率，其優(yōu)點有：能連續(xù)、大批量的分揀貨物；分揀誤差率極低；分揀作業(yè)基本實行無人化等，在制造業(yè)企業(yè)中使用時可減少人員的使用，減輕人員的勞動強度，提高人員的使用效率，能最大限度的減少人員的使用，基本做到無人化。
軟件采用了Visual Basi語言編寫，是一種可視化、面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化語言，編程效率高、功能強大、性能可靠，用它編寫的監(jiān)控界面直觀友好，便于操作人員操作。整個系統(tǒng)的應用不僅可以提高生產(chǎn)效率和分揀精確度，而且能節(jié)省大量的人員，使操作員脫離現(xiàn)場。如果投入生產(chǎn)使用具有較大的商業(yè)價值和社會效益。
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