導語：如何才能寫好一篇電路設計案例，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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中圖分類號：G642

0 引 言

數(shù)字邏輯設計及應用是高等院校電氣信息類學科中一門重要的學科基礎課程，既有自身的理論體系，又有很強的實踐性，還是數(shù)字電路系統(tǒng)設計的先導課程，在整個人才培養(yǎng)中起著承上啟下的作用。

案例驅動教學法將以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學理念，轉變?yōu)橐越鉀Q問題并完成任務為主的互動式教學理念；將再現(xiàn)式教學轉變?yōu)樘骄渴綄W習，使學生處于積極的學習狀態(tài)，讓每一位學生都能根據自己對當前問題的理解，運用已有的知識和個人體驗提出解決方案并最終解決問題。

1 實驗平臺

數(shù)字電路/ARM7嵌入式系統(tǒng)多功能教學科研平臺如圖1所示。該平臺以FPGA（field programmable gates array，現(xiàn)場可編程門陣列）為核心，以綜合性和創(chuàng)新性實驗為導向，具有豐富的外設接口以及豐富的設計資源。借助該平臺，學生可以使用EDA（electronic design automatic）技?g實現(xiàn)復雜的數(shù)字電路設計，不僅能強化學生的實踐應用能力[1]，而且能使設計風格更靈活、設計效率更高。借助該平臺，可以進行一系列數(shù)字電路綜合實驗設計，借助于案例驅動教學法，提高學生的設計創(chuàng)新能力和實踐應用能力。

2 “LED點陣顯示”案例驅動教學

“LED點陣顯示”案例驅動教學需根據任務驅動五步教學法實現(xiàn)，分別為理論講解（聽）、案例教學（看）、強化訓練（做）、歸納總結（思）和實戰(zhàn)應用（查）。

2.1 理論講解和案例教學

數(shù)字電路/ARM7嵌入式系統(tǒng)多功能教學科研平臺中8×8 LED點陣顯示電路原理圖如圖2所示。由圖2知，要想點亮LED燈，只要LED的陽極接高電平、陰極接低電平即可。假定要實現(xiàn)第1個LED燈亮，令DISP-CS7=0，DISP-CS0～DISP-CS6為1，則PNP管（Q9）導通，Q9發(fā)射極的3.3V電壓即加到第1列LED的陽極，令DISP-D0=0，DISP-D1～DISP-D7為1，則第1個LED燈亮。假定要實現(xiàn)第1列LED燈亮，令DISP-CS7=0，DISP-CS0～ DISP-CS6為1，令DISP-D0～ DISP-D7均為0，則第1列LED燈亮。

2.2 強化訓練

根據理論講解和案例教學，學生能學會如何控制某一個或某一列LED燈亮，教師可以布置任務讓學生點亮任何一個或者任何一列（行）LED燈。通過實踐練習，學生能夠輕而易舉地點亮LED燈。這個簡單的點燈實驗能夠幫助學生建立設計電路的自信心，滿足學生設計電路的成就感，激發(fā)他們對設計復雜電路的渴望。

此時，教師可以適當加大實驗難度，如實現(xiàn)LED點陣按列（行）依次點亮。這時，學生會根據自己的想法控制LED點陣按列（行）點亮，教師的角色則應該由教變?yōu)閷?，參與學生的設計中并且在適當?shù)臅r機給予一定的引導。如果學生能夠想到可以令DISP-D0～DISP-D7為0，而將DISP-CS0～DISP-CS7輪流置為0，就可以實現(xiàn)LED點陣按列點亮；或者令DISP-CS0～DISP-CS7為0，而將DISP-D0～DISP-D7輪流置為0，則可以實現(xiàn)LED點陣按行依次點亮。此時，教學過程已經從再現(xiàn)式教學轉變?yōu)樘骄渴綄W習。

一旦學生意識到這個關鍵的技術點，他們就會立即想到由計數(shù)器加上譯碼器實現(xiàn)LED點陣的依次點亮，因為上述案例和跑馬燈的設計非常相似。74154實現(xiàn)數(shù)碼管和LED點陣的控制原理圖如圖3所示，其原理可以參考文獻[1]，學生可以用74154芯片（電路板上芯片）和計數(shù)器（由FPGA實現(xiàn)）實現(xiàn)案例設計。LED陣列按列點亮原理圖如圖4所示，其中的插圖即為某列LED燈點亮圖。在這個案例中，學生可能會對系統(tǒng)時鐘clk頻率（49.152 MHz）進行不同的分頻，此時，教師應該將任務具體化為肉眼能夠分辨出LED點陣是按列點亮即可。

此時，教師可以再次加大實驗難度，如實現(xiàn)LED點陣按燈依次點亮。教師可以引導學生：①假定DISP-CS*為0，設置DISP-D0～DISP-D7輪流為0，可以實現(xiàn)LED點陣第*列LED燈依次點亮；②假定DISP-CS0～DISP-CS7輪流為0，且DISP-CS*為0的時間剛好可以實現(xiàn)第*列LED燈依次點亮完畢；③假定條件成立。一般情況下，學生基于前面的設計體驗再加以教師的適當引導，就可以想到借助74138實現(xiàn)LED點陣按燈點亮。

LED點陣按燈點亮原理圖如圖5所示。當disp_sel[2：0]為0時，74138的輸入端會在000～111之間變化一次，此時，co[1]～co[8]便依次出現(xiàn)低電平，則DISP-CS0所對應的LED列就會依次點亮；當disp_sel[2：0]在000～111之間變化時，可以實現(xiàn)LED點陣按燈依次點亮。此時，教學過程已經從以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學理念轉變?yōu)橐越鉀Q問題和完成任務為主的互動式教學理念。

2.3 歸納總結

“學而不思則罔，思而不學則殆”，通過案例驅動式教學，學生要將自己習得的理論知識和實踐經驗感悟內化為自己的能力，通過歸納總結得出設計規(guī)律，拓展設計電路的種類，提升自己設計的能力。

2.4 實戰(zhàn)應用

在案例驅動的最終步驟實戰(zhàn)應用中，教師須要求學生根據相應的資料和提示用LED點陣實現(xiàn)字母和數(shù)字顯示。資料包括：①PCtoLCD2002的使用；②用MegaWizard Plug-in Manager創(chuàng)建ROM的方法；③LED點陣的動態(tài)顯示原理。提示包括：①使用PCtoLCD2002生成字母或數(shù)字的字模，其中字模中1為點亮的LED燈，0為熄滅的LED燈；②字模放在ROM中等待調用；③LED點陣行線DISP-D0～DISP-D7由字?？刂疲琇ED點陣列線DISP-CS0～ DISP-CS7則由disp_sel[2：0]控制；④LED點陣要穩(wěn)定地顯示字母和數(shù)字，需要LED點陣的行和列以極快的頻率掃描，基于視覺暫留現(xiàn)象和LED點陣余暉，便得到穩(wěn)定的設計字符。8×8 LED點陣實現(xiàn)字母和數(shù)字的原理圖如圖6所示，其中插圖部分是實現(xiàn)顯示的數(shù)字9、7和字母Y、D。

一般情況下，大約10%的學生可以根據資料和提示設計出電路圖并利用試驗箱完成設計任務，而這10%的學生又可以迅速將設計分享給暫時沒有解題思路的學生，從而形成團結緊張、拼搏鉆研的學習氛圍。

篇2

在當前的高度公路中，機電工程主要涉及到三個方面，即通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)，這是高速公路機電設備安裝最主要的三個方面。對于通信系統(tǒng)來說，主要是在各種收費、監(jiān)控以及管理中來對數(shù)據信息進行傳達，它是高速公路優(yōu)質服務的必要措施，在整個公路管理系統(tǒng)體系中處于核心位置；監(jiān)控系統(tǒng)所起到的作用主要還是監(jiān)控，對公路上的車輛行駛情況進行實時的監(jiān)督監(jiān)測，把獲得的交通運行信息及時地傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心，給交通管理者對道路狀況的控制提供參考依據；收費系統(tǒng)主要的作用就是對車輛進行通行費和交易數(shù)據的收集，把所收集到的信息資料及時地傳輸?shù)街笓]中心，這樣就可以避免原始數(shù)據信息的流失而出現(xiàn)的財務管理上的漏洞，它在監(jiān)控系統(tǒng)的作用下對收費系統(tǒng)進行實時的、全面的監(jiān)控，從而保證了監(jiān)控系統(tǒng)所得數(shù)據信息的完整性和真實性。

2高速公路機電設備安裝的現(xiàn)狀

2.1安裝技術人員的安排不足

由于高速公路機電設備安裝的特殊性，它與普通的公路和橋梁施工不一樣，它所涉及到的領域較多，并且有很大的復雜性和專業(yè)性，對于機電設備安裝的關鍵性細節(jié)要有專業(yè)的把握。因此，就需要有專業(yè)的技術人才可以對機電設備安裝的全過程進行實時的監(jiān)督和指導，避免問題的發(fā)生，但實際的現(xiàn)狀卻是，很多的高速公路機電設備安裝并沒有專業(yè)的人才做實時的技術指導，所配備的人才技術水平也與要求的標準相差甚遠，進而造成實際安裝工作的質量下降。

2.2安裝現(xiàn)場的勘察

高速公路機電設備安裝工程需要有諸多相關的工序做支撐，對橋涵、預留管道以及消防管道等的施工要求比較高，因此就需要在進行施工的前期，對施工的方案圖紙做詳細科學的審查，確保其與實際的施工狀況相一致，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時地采取措施予以解決，如果缺乏全面的、細致的安裝勘察工作，就會導致施工出現(xiàn)緊急的狀況無法及時地處理，情況嚴重的話，還會影響到施工的進程和質量。

2.3施工管理工作的不完善

當前很多的公路施工單位在獲得工程的建設權后，往往會以綜合效益為準制定施工方案，其最終的目的是效益在第一位、質量在第二位，過分地注重施工效益，而忽視了施工工程的質量安全，這也就造成了施工管理活動的不完善和不合理，甚至于很多的施工管理活動的開展僅僅只是形式而已，缺少高效的執(zhí)行力度，而且在施工管理人員的安排上也缺少針對性，沒有專業(yè)的人才，對于機電設備的安裝不能形成健全完整的標準體系，存在各種安全風險。

3高速公路機電設備安裝的施工管理

3.1高速公路機電設備安裝的施工階段

在高速公路的機電安裝工程中，主要的安裝對象是一些標準和非標準的機電電子產品，這些電子產品對于質量的要求較高，在進行安裝的前期準備工作中，需要有專業(yè)的技術人員對其進行質量檢驗和檢測，包括對其外觀、型號、數(shù)量等方面，對檢測的數(shù)據做好記錄工作，以確保產品設備的質量良好，不存在嚴重的質量缺陷，只有在原材料上進行嚴格的把關，并對安裝工程的各個環(huán)節(jié)進行嚴格的監(jiān)控，才可以確保安裝施工的良好有序，在安裝結束后，還要對其進行定期的維護和檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就要及時解決。

3.2機電設備安裝的關鍵點控制

在進行機電設備的安裝時，要嚴格地注意現(xiàn)場控制箱體的成排安裝，確保直接安裝地面的箱體是處于垂直和平整狀態(tài)的，然后再把水平和垂直相鄰的距離控制在2mm范圍之內，進而保證其接地效果的良好。對于現(xiàn)場控制器而言，要在天氣晴朗干燥的季節(jié)進行安裝，在安裝的前期準備工作中，要對它的內部組成部分進行詳細的檢查，必要時還要進行現(xiàn)場的試驗，一定要確保各項部件的質量良好，不存在質量隱患現(xiàn)象，然后才可以進行下一步的安裝程序，在安裝的過程中要注意其與其他部件的協(xié)調性。在對各種管道和線路設備安裝時，同樣也需要做好事前的準備檢查工作，在接線前對不同的線的型號進行明確的標記，不同型號的編制要采用統(tǒng)一的漢語拼音或者是英文的縮寫等形式，要確保標記的明顯，便于區(qū)別。對于接線的軟線處理來說，要保證它的電纜中間的接頭是始終處于干燥狀態(tài)的，不能有過多的水分滲入，這為下一步的工作開展是極為有利的，然后對于焊接、掛錫的施工操作務必要嚴格按照施工的標準和規(guī)范進行，因為這一環(huán)節(jié)直接關系著整個部件的安裝質量是否良好。

3.3機電設備安裝的質量控制

作為我國經濟發(fā)展的重要紐帶的高速公路施工，它的施工管理直接關系到整個道路的使用質量，因此在進行機電設備安裝時就要嚴格地按照施工管理的各項質量規(guī)定規(guī)范化施工：首先，要對施工中的各項技術指標有全面的把握，按照標準的施工規(guī)范和規(guī)定進行施工，確保施工的方案圖紙符合實際要求，并嚴格按照這一規(guī)范進行施工；其次，在設備安裝后，要進行全面的檢查和分析，對設備安裝的各種指標參數(shù)與國家規(guī)定的標準進行對比，特別是對設備的型號、參數(shù)、規(guī)格等方面的確認，然后對安裝的各個環(huán)節(jié)進行記錄和總結，經質量監(jiān)管人員的審核批準后，完成施工的驗收環(huán)節(jié)。

4結語

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關鍵詞：路橋建設；安全監(jiān)理；難點；措施

中圖分類號：U41文獻標識碼： A

引言

從這幾年頻頻出現(xiàn)的公路橋梁工程安全事故中可以發(fā)現(xiàn)，除卻一些公路橋梁工程表面的事故原因之外，其根本原因在于我國當前公路橋梁工程安全生產管理制度的問題。在當前的市場經濟體制下，各方想要獲得的是近期的利潤還是長遠的發(fā)展，那么所需擔負的責任以及風險，應當同利潤的多少相匹配。政府和行政管理部門應為市場提供一個公平、公正的氛圍，將各方的利益相協(xié)調，加強經濟、社會的共同發(fā)展，推進社會整體進步。公路橋梁工程的安全監(jiān)理問題直接關系到公路橋梁工程施工單位的利益及發(fā)展，也有關參與公路橋梁工程建設的其它方的利益問題。因此，想要將公路橋梁工程建設安全監(jiān)理問題解決好，不但要通過公路橋梁工程計劃經濟體制下的思路和方法進行，還要從適應市場經濟體制下的思路和方法進行。

一、路橋工程安全監(jiān)理的難點

（一）監(jiān)理單位不斷規(guī)范安全監(jiān)理

為了適應和滿足對公路橋梁工程安全監(jiān)理的要求，保證公路橋梁工程企業(yè)的生存和發(fā)展，各監(jiān)理企業(yè)對安全監(jiān)理工作予以了高度重視，很多監(jiān)理公司在通過ISO9001質量管理體系認證后，順應形勢的發(fā)展，將環(huán)境保護和員工的職業(yè)健康安全問題也納入公司的管理體系，形成質量、環(huán)境和職業(yè)健康安全“三標一體”管理體系。現(xiàn)場監(jiān)理機構也不斷建立健全安全保證體系，通過編制監(jiān)理規(guī)劃、安全監(jiān)理實施細則和相應的規(guī)章、制度，以及現(xiàn)場安全監(jiān)理工程師的配置，認真做好安全監(jiān)理的事前、事中、事后控制工作，對公路橋梁工程安全生產的全過程進行動態(tài)監(jiān)督管理，以保證公路橋梁工程施工安全，促進公路橋梁工程建設順利開展。

（二）工程建設安全生產形勢依然嚴峻

雖然在國家加強對安全生產監(jiān)督管理和建設工程實施安全監(jiān)理后，工程建設安全生產形勢有了很大的改觀，重大安全生產事故不斷減少，但是工程建設安全生產形勢依然嚴峻，重大安全事故時有發(fā)生。這些安全生產事故暴露出當前行業(yè)監(jiān)管尚有漏洞，違法違規(guī)現(xiàn)象屢禁不止，隱患排查效果不佳，安全管理制度執(zhí)行不力；責任主體履責不到位，施工單位安全管理嚴重缺位，安全生產管理水平極不均衡；監(jiān)理單位對施工現(xiàn)場的安全隱患沒能及時發(fā)現(xiàn)或視而不見，對發(fā)現(xiàn)的隱患不督促整改，不按規(guī)定上報，安全監(jiān)理作用沒能有效發(fā)揮。

（三）監(jiān)理工程師地位低，權利小

在公路橋梁工程是施工中，進度、質量、費用的控制是監(jiān)理工程師的主要工作內容。目前公路橋梁工程質量監(jiān)理是實施工程監(jiān)理制度的側重點，而公路橋梁工程計量支付和節(jié)段進度目標大多是由公路橋梁工程管理方決定的，公路橋梁工程管理方經常會限制監(jiān)理工程師費用和進度控制的權利，監(jiān)理工程師的工作積極性和職能被大大削弱，造成公路橋梁工程管理難度增大。公路橋梁工程質量、進度和費用控制是相輔相成的，若監(jiān)理無法對公路橋梁工程計量支付或進度調整行使權力，則無法有效地控制公路橋梁工程質量。

二、路橋工程安全監(jiān)理工作難點的完善措施

（一）加強對安全控制重要性認識的教育

安全生產最首要的問題是安全意識的淡漠，絕不僅僅只是公路橋梁工程現(xiàn)場施工人員安全意識淡薄，還包括部分公路橋梁工程施工企業(yè)管理人員，致使安全生產的法律法規(guī)和安全管理規(guī)章制度得不到真正的貫徹執(zhí)行，在公路橋梁工程進度和利潤面前，往往抱以僥幸心理把安全撇在了一邊，導致施工中的冒險性、盲目性和隨意性，習慣性的違規(guī)、違章作業(yè)屢禁不止，安全生產事故不斷發(fā)生。很多監(jiān)理人員認識不到建設工程施工安全監(jiān)督管理的重要性和意義，沒有深刻理解生命可貴的含義，那些辛勤工作的施工人員，他們是家中的頂梁柱，他們的安危關系到一家?guī)状说男腋?。因而，關注他們的生命安危，把公路橋梁工程安全當作天大的事來抓，每一次工地巡視，時刻關注安全，只要發(fā)現(xiàn)公路橋梁工程安全隱患，就要堅決地予以排除，盡心去保護每一個活生生的生命，不僅是監(jiān)理的責任所在，也是監(jiān)理的義務，更是對生命的尊重。只有每一位監(jiān)理人員具有高度的責任感，把安危時刻掛心上，才能把各項安全制度、規(guī)定落實到現(xiàn)場監(jiān)理工作的每一個環(huán)節(jié)中。

（二）提高監(jiān)理人員的綜合素質和專業(yè)技術能力

按照安全生產管理規(guī)定，施工單位應在公路橋梁工程施工組織設計中編制安全技術措施，對達到一定規(guī)模的危險性較大的工程應當編制專項施工方案，并附安全驗算結果，經施工單位技術負責人以及總監(jiān)理工程師核簽后實施，由專職安全生產管理人員進行現(xiàn)場監(jiān)督。這就要求監(jiān)理人員要熟知安全生產的法律、法規(guī)、各種規(guī)程和規(guī)范，具有較為廣博的專業(yè)知識和豐富的監(jiān)理經驗；在審核施工組織設計中的安全技術措施或者專項施工方案中，能發(fā)現(xiàn)安全事故隱患，提出合理的修改建議和意見，把好安全的預控關；在施工過程中一旦出現(xiàn)一些安全隱患苗頭，能正確地應用監(jiān)理程序和手段，責令施工單位進行整改，及時將安全隱患苗頭排除，把好安全的事中控制關。

監(jiān)理企業(yè)常因監(jiān)理取費低，制約了聘用一些既懂技術懂專業(yè)、又懂經濟懂法律并且具有豐富工程經驗的高素質的人才。監(jiān)理企業(yè)只有通過練內功，結合公路橋梁工程項目實際加強對員工的培訓，提高監(jiān)理人員的綜合素質和專業(yè)技能，才能滿足監(jiān)理工作的要求，保證公路橋梁工程的順利實施。

（三）完善質量控制依據

公路橋梁工程監(jiān)理工作是以質量控制為核心進行監(jiān)理的，而關鍵公路橋梁工程施工質量控制的主要依據是技術規(guī)范、設計圖紙、合同。公路橋梁工程設計圖紙和技術規(guī)范是工程質量的主要標準，合同則是承建單位要求公路橋梁工程施工單位按照設計圖和技術規(guī)范進行施工的依據。在監(jiān)理過程中完善公路橋梁工程質量控制需要對施工的全過程進行監(jiān)理，全過程監(jiān)理是對某項工程質量進行的事前控制、事中控制、事后控制。如突發(fā)事件的處理、人為因素的監(jiān)督等；事后控制是指對公路橋梁工程結束后質量的控制。公路橋梁工程施工現(xiàn)場監(jiān)督是監(jiān)理監(jiān)控的重要措施，公路橋梁工程現(xiàn)場監(jiān)督主要通過巡視和旁站來完成，保證公路橋梁工程的施工質量及安全。

結束語

工程項目監(jiān)理制已經成為公路橋梁工程管理體制中的一項基本制度，應堅持和完善這一公路橋梁工程管理制度，繼續(xù)深化對公路橋梁工程監(jiān)理重要性的認識，提高公路橋梁工程監(jiān)理的社會地位和工作地位，擺脫公路橋梁工程監(jiān)理行業(yè)存在的困境，使建設公路橋梁工程監(jiān)理事業(yè)健康發(fā)展，進一步走上規(guī)范化、科學化、制度化的軌道。監(jiān)理行業(yè)從業(yè)人員無論從專業(yè)技術上還是職業(yè)道德上都應該積極完善、提高自己，使建設監(jiān)理隊伍在公路橋梁工程建設中更好地發(fā)揮作用，保證公路橋梁工程的安全。

參考文獻：

[1]梁偉,李雙鳳.路橋建設工程安全監(jiān)理的難點及其完善措施[J].科技創(chuàng)新與應用,2013,07:162.

[2]郭欣欣.淺論路橋建設工程安全監(jiān)理的難點及其完善措施[J].科技創(chuàng)新與應用,2013,12:162.

[3]蔡金良.論路橋建設工程安全監(jiān)理的難點及其完善措施[J].中小企業(yè)管理與科技(上半月),2008,04:125.

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[關鍵詞]激勵器 穩(wěn)壓電源 恒流源電路 過流保護 解決方案

在無線電視信號的傳送過程中,電視發(fā)射機是主要設備,起著不可替代的作用。它將視頻信號與伴音信號進行載頻調制并放大到一定的功率,然后把已調波高頻振蕩經雙工器送到天線,再以電磁波的形式輻射出去,發(fā)射機的功率越大電視信號的覆蓋范圍越廣。電視發(fā)射機由激勵器、功放單元、主控單元、電控單元、開關電源、無源部件、冷卻系統(tǒng)組成。其中激勵器的±12V穩(wěn)壓電源至關重要,穩(wěn)壓電源的性能好與不好,將直接影響電視圖像和伴音的質量,影響激勵器的正常工作,也將決定發(fā)射機的故障率的高低。

在實際工作應用中,我們發(fā)現(xiàn)激勵器±12V穩(wěn)壓電源電路存在兩個問題:一是其恒流源電路運行不穩(wěn)定;二是其“過流保護”時而干擾正常工作。

原發(fā)射機的±12 V穩(wěn)壓電源原理圖如圖1所示。

圖中的BG6、BG7、BG8組成恒流源電路,作為差分放大器BG13的負載電阻,同時也是復合調整管中BG10上的偏置電阻。在實際工作中, BG7、BG8(3CG1D)很容易損壞,致使±12V穩(wěn)壓電源故障率高,工作也極不穩(wěn)定。由于在電路中BG6(2DH100)為恒流管,用萬用表的電阻檔測量其兩個管腳的正反向電阻時,呈現(xiàn)二級管正反向電阻特性。BG6(2DH100)在電路連接中,相當于二極管“正極”的那個管腳接低電位,二極管“負極”的那個管腳接高電位,所以BG6在電路中工作時所呈現(xiàn)的內阻為無窮大,又由于BG6為恒流管,BG6的輸出電流在數(shù)值上也是恒定不變的,正因此,造成BG7、BG8(3CG1D)很容易損壞。

圖1

解決方案:基于以上分析,將BG7、BG8從電路板中焊下,將BG6改接在BG10的集電極和基極之間,相當于二級管正極的那個管腳接BG10的集電極,二極管負極的那個管腳接BG10的基極,這樣不僅避免了對BG7、BG8的損壞,也使恒流源電路運行更安全穩(wěn)定。

如圖2所示。

激勵器±12V穩(wěn)定壓電源在工作中還存在著開機瞬間或連續(xù)撥動電源開關時,經常出現(xiàn)電源本身發(fā)生“過流保護”現(xiàn)象,致使電源面板上的電表的表針反打,使發(fā)射機無法正常播出。經過對電路原理(如圖1)的分析和反復實踐,終于找到原因,是由于

圖2

過流保護電路中的C3上的電壓來不及泄放,致使BG11的基極處于高電位,使限流保護電路誤動作造成的。所以,當每一次發(fā)生故障的時,將C3用短路線短路一下,放一下電,±12V穩(wěn)壓電源即可正常。

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建設集成電路設計相關課程的視頻教學資源，包括集成電路設計基礎理論課程講授視頻、典型案例設計講解視頻、集成電路制造工藝視頻等；構建集教師、博士研究生、碩士研究生和本科生于一體的設計數(shù)據共享平臺。集成電路設計是一項知識密集的復雜工作，隨著該行業(yè)技術的不斷進步，傳統(tǒng)教學模式在內容上沒法完全展示集成電路的設計過程和設計方法，尤其不能展示基于EDA軟件進行的設計仿真分析，這勢必會嚴重影響教學效果。另外，由于課時量有限，學生在課堂上只能形成對集成電路的初步了解，若在其業(yè)余時間能夠通過視頻教程系統(tǒng)地學習集成電路設計的相關知識，在進行設計時能夠借鑒共享平臺中的相關方案，將能很好地激發(fā)學生學習的積極性，顯著提高教學效果。

二、優(yōu)化課程教學方式方法

以多媒體教學為主，輔以必要的板書，力求給學生創(chuàng)造生動的課堂氛圍；以充分調動學生學習積極性和提升學生設計能力的目標為導向[3]，重點探索啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式、翻轉課堂等教學模式，激勵學生自主學習；在教學講義的各章節(jié)中添加最新知識，期末開展前沿專題討論，幫助學生掌握學科前沿動態(tài)。傳統(tǒng)教學模式以板書為主，不能滿足集成電路設計課程信息量大的需求，借助多媒體手段可將大量前沿資訊和設計實例等信息展現(xiàn)給學生。由于集成電路設計理論基礎課程較為枯燥乏味，傳統(tǒng)的“老師講、學生聽”的教學模式容易激起學生的厭學情緒，課堂教學中應注意結合生產和生活實際進行講解，多列舉一些生動的實例，充分調動學生的積極性。另外，關于集成電路設計的書籍雖然很多，但是在深度和廣度方面都較適合作為本科生教材的卻很少，即便有也是出版時間較為久遠，跟不上集成電路行業(yè)的快速發(fā)展節(jié)奏，選擇一些較新的設計作為案例講解、鼓勵學生瀏覽一些行業(yè)資訊網站和論壇、開展前沿專題講座等可彌補教材和行業(yè)情況的脫節(jié)。

三、改革課程考核方式

改革課程考核、評價模式，一方面通過習題考核學生對基礎知識和基本理論的掌握情況；另一方面，通過項目實踐考核學生的基本技能，加大對學生的學習過程考核，突出對學生分析問題和解決問題能力、動手能力的考察；再者，在項目實踐中鼓勵學生勇于打破常規(guī)，充分發(fā)揮自己的主觀能動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。傳統(tǒng)“一張試卷”的考核方式太過死板、內容局限，不能充分體現(xiàn)學生的學習水平。集成電路設計牽涉到物理、數(shù)學、計算機、工程技術等多個學科的知識，要求學生既要有扎實的基礎知識和理論基礎，又要有很好的靈活性。因此，集成電路設計課程的考核應該是理論考試和項目實踐考核相結合，另外，考核是評價學生學習情況的一種手段，也應該是幫助學生總結和完善課程學習內容的一個途徑，課程考核不僅要看學生的學習成果，也要看學生應用所學知識的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。

四、加強實踐教學

在理論課程講解到集成電路的最小單元電路時就要求學生首先進行模擬仿真實驗，然后隨著課程的推進進行設計性實驗，倡導自選性、協(xié)作性實驗。理論課程講授完后，在暑期學期集中進行綜合性、更深層次的設計性實驗。集成電路設計是一門實踐性很強的課程，必須通過大量的項目實踐夯實學生的基礎知識水平、鍛煉學生分析和解決問題的能力。另外，“設計”要求具備自主創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力，應在實踐教學中鼓勵學生打破常規(guī)、靈活運用基礎知識、充分發(fā)揮自身特點并和團隊成員形成優(yōu)勢互補，鍛煉和提升創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。

五、總結

篇6

【關鍵詞】教學目標；過程；協(xié)作學習；情境；能動性

【Abstract】Base on project teaching method ， proposed the teaching reform steps and Methods of the Microcomputer principle，set up a teaching situation ，it is clear that Teachers under the student as the center ， “student performance management system”project used to wear in Microcomputer principle， inspired the learning interest of the students.

【Key words】The teaching goal；Process；Collaborative learning；Situation；Motility

1 項目教學法[1]

根據項目教學法原理和規(guī)則， 把理論和實踐相結合，讓學習者在一定的情境即社會需求的背景下，把自身已有的知識和經驗為基礎主動的建構學習活動。即是在教師設計的情境下的學生的學習過程，使學生借助已有的知識和經驗，主動探索，積極交流，建立對《微機原理》課程新的認知過程。筆者將《微機原理》與工程項目相結合，將工程項目應用于教學的過程，也是使學生主動建構自己已有知識經驗的過程，同時也是通過新經驗與原有知識經驗的相互作用而不斷充實、豐富和改造自己已有知識經驗的過程。將課程與工程項目結合，更強化了學生學習的主動性、實踐性、創(chuàng)造性和社會性，從而對學習與教學提出了許多新的見解和思想。

2 《微機原理》的課程情景

《微機原理》的課程情景包括《微機原理》課程特點和《微機原理》課程設置特點。

（1）《微機原理》課程特點：《微機原理》包括二個方面的內容，其一，匯編語言的程序設計；其二，硬件電路的設計和軟件接口；其三，《微機原理》涉及的概念比較復雜，規(guī)則繁多，使用靈活，容易出錯，教師教學和學生學習都感到困難，并不同程度產生畏難心理；這是一門實踐情很強的課程，沒有深澳的理論，也沒有邏輯推理過程，同時是指令對底層的操作，所以執(zhí)行過程是看不見摸不著的，對學生來說不能形象的理解，枯槽無味，因此學習起就比較困難。

（2）《微機原理》課程設置特點：其一，《微機原理》教學的少課時，多內容，該課程從54學時減少到了41學時；其二，匯編語言作為程序設計語言之一，不但是計算機專業(yè)的必修課，而且非計算機專業(yè)的學習課程。

為解決上述問題筆者在整個教學過程中分別以指令系統(tǒng)模型圖和系統(tǒng)電路為主線，將系統(tǒng)電路分為七個模塊，描述硬件系統(tǒng)開發(fā)過程，將各個子項目合理按排到單元，并且提出了下列要求：將教材的各接口芯片與 存儲器2716、2114以獨立方式編址按下列要求設計電路：

（1）譯碼芯片為74LS138＼74LS32＼74LS20＼74LS04＼74LS30

（2）ROM存儲器系統(tǒng)為2KB RAM存儲器系為4KB

（3）接口芯片的端口地址16位其中最低二位為接口芯片的片內譯碼，第三位到第8位為74LS138的輸入和控制信號，第九位到第十四位為自已學號編號作為門電路的譯碼輸入信號。

要求學生在本課程學習的過程中完成上述項目內容（以下簡稱為“項目”）。

3 《微機原理》的課程內容的設計

3.1 抽象的指令形象化 ，由于PC 機的匯編指令比較多，同時指令是對底層的操作，是看不見摸不著的，所以學習起來比較費勁，難以理解，所以為化解這個問題，在匯編語言的這部分教學過程中設計一個模型，有助于學生在學習指令時對指令的理解。

例如根據指令系統(tǒng)模型在講解MOV AL，[1000H]指令時，強調將13送至AL中，不是將1000H送入AL中，圖中是采用動畫，這樣就很直觀的形象，例如要求將1000H單元的內容送至I/O接的2000H端口中去

MOV DX，2000H

MOV AL，[1000H]

OUT DX，AL

這個例題既讓學生理解I/O操作指令又讓學生理解存儲器和I/O指的作令是不同的，既形象又直觀。

3.2 硬件部分教學設計

教學內容如系統(tǒng)電路圖2所示 ，通過這張電路圖讓學生知道本課程的學習任務，達到什么樣的要求，從而激發(fā)學生的學習興趣。

作者將本系統(tǒng)電路劃分為七個模塊，分別是譯碼電路設計、存儲器系統(tǒng)設計、8253定時電路電路設計、8251接口電路設計、8255接口電路設計和A/D或D/A電路設計及8259接口電路設計，把每個子項目與其章節(jié)對應，以該系統(tǒng)電路為教學過程的始終，將各章節(jié)的知識點慣穿其中，從而引導學生學習完相應內容后積極完成項目的相應任務，掌握各章節(jié)的知識，要求學生最終完項目的設計，讓學生知道學習的最終目標和《微機原理》課程的意義，看到了自已的收獲，激發(fā)了學生積極性，使學生產生學習興趣，從而提高學習效率。

3.3 分析教學目標、明確教學任務

基于項目教學法的思想，我們的教學設計是學生是學習的主體，在匯編語言程序設計部分通過指令系統(tǒng)模型圖，確定《微機原理》課程的匯編語言程序設計部分學習情境教學目標分析，確定基本概念、語法以及程序設計有關的知識內容，《微機原理》硬件部分，明確各子項目與CPU接口的基本方法，這是教學設計面臨的首要任務。

《微機原理》課程目標：通過項目的訓練，培養(yǎng)學生編程思想和基本技能，熟悉基本程序設計方法，掌握硬件電路的設計，能更好理解軟硬件結合，解決本專業(yè)領域中的問題。

4 教學過程設計

筆者基于項目教學法的思想，以指令系統(tǒng)模型和系統(tǒng)電路設計真實問題情景為依托，探索、學習和解決實際問題的過程，從而用問題來驅動學習。

《微機原理》采用 以模塊為載體，用任務進行驅動的教學方法。以《系統(tǒng)電路設計》為主線，把任務分配于所有章節(jié)中，課程教學具有連貫性。同時結合現(xiàn)場提供實際項目案例（子項目）組織教學。教學過程中，通過案例導入，任務驅動（I/O接口電路是怎么樣編址？），引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“模塊任務”，在完成“模塊任務”的過程中，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題，完成課程設計和教學訓練的全過程。使學生體會到知識的實用性，提高學習興趣。

例如 在硬件部分教學過程中，先以譯碼電路設計先行，因為譯碼電路是接口電路設計的第一道關口，只有弄清楚了這部電路的設計，也就理解了I/O端口編址方法，從而更進一步理解端口的概念。所以闡述譯碼電路設計的原則，輸入信號的構成及輸出信號為低電平，同時闡述地址編碼規(guī)則，給出應該實例進行分析。

5 學習情境設計

學習情景的選擇：為學生選擇一個完整、真實的學生比較熟悉問題背景（例如講授輸入輸出接口時I/O接口為什么要設置地址？引入這棟大樓的教室為什么要編號？）作為《微機原理》教學的平臺或者切入點，激必學生學習的欲望；同時該情境又要能讓學生感受此情境的在學習過程中學生在這個群體互動與交流，即協(xié)作學習，驅動學習者進行自主學習，從而達到主動建構知識意義的目的。

所以筆者在《微機原理》教學實施中，將《系統(tǒng)電路》實際問題或引入課堂教學，進行適當簡化處理，作為教學和實驗實訓項目。根據課程內容和工作過程，結合學生特點，采用任務驅動、項目教學、講練結合等教學手段，把項目開發(fā)過程的工作環(huán)節(jié)及任務穿插于各個知識點的學習中，設計如下的七個學習情境[2]。

譯碼電路設計――輸入輸出接口

存儲器系統(tǒng)設計――存儲器

8253接口電路設計――定時與計數(shù)器

8251接口電路設計――串行接口

8255接口電路設計――并行接口

A/D或D/A電路設計――模擬量輸入/輸出通道

8259接口電路設計――中斷系統(tǒng)

6 協(xié)同學習環(huán)境設計

在《微機原理》教學過程中始終以《系統(tǒng)電路》為主線，讓學生在自學的基礎上開展小組討論、協(xié)商，以進一步完善和深化對項目意義建構。整個協(xié)同學習過程均由教師組織引導，討論的問題可由師生根據教學內容，根據項目結合《系統(tǒng)電路》提出，在教師的指導下通過個人、小組搜集材料、提取信息、處理信息、合作研究、探索解決問題的學習方式，為學生提供一個交流、合作、探索、發(fā)展的平臺。

例如：項目內容的（3），就是要求學生在學習完譯碼電路設計后完成，為此為了讓學生理解其中的位的概念，就必需引導對學生將地址總線和學號的編號對應。從而讓學生發(fā)揮想象，自主設計，由于學號不同所以設計出來的譯碼電路也就各不相同。

7 總結

在基于項目教學法的思想指導下，將指令系統(tǒng)模圖和《系統(tǒng)電路》運用在《微機原理》教學中，始終突出以學生為主，教師為輔原則， 通過鼓勵學生主動參與項目，自主學習、培養(yǎng)學生的團隊意識和探索精神，從而激發(fā)了學生的學習興趣。這種教學改進深受學生歡迎，使學生對微機原理掌握更深入、更扎實，全面的提升《微機原理》的教學質量。

【參考文獻】

篇7

關鍵詞： 數(shù)字鐘； 動態(tài)掃描； 電路設計； 自主實驗

中圖分類號： TN911?34； TP391.9 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0147?03

0 引 言

在電子技術實驗教學中，構建學生的電路設計理念，提高學生的電路設計能力，是教學的根本目的和核心內容[1]。數(shù)字鐘電路的設計包括了時序邏輯電路、組合邏輯電路、數(shù)碼管顯示電路和脈沖信號產生電路等內容，內容涉及面寬、綜合性強，是電子技術自主性實驗教學的典型案例。文中采用了石英晶體振蕩器電路、計數(shù)電路、動態(tài)掃描及譯碼驅動電路、顯示電路和時鐘校正電路，來實現(xiàn)該電路。

1 系統(tǒng)設計方案

本次設計的數(shù)字鐘，實現(xiàn)對時、分、秒的數(shù)字顯示，周期為24 h，顯示滿刻度為23時59分59秒，并具有校時功能。電路主要采用中規(guī)模CMOS集成電路，采用電池作電源，通過共陰極LED數(shù)碼管顯示時鐘。該系統(tǒng)由秒脈沖產生模塊、計數(shù)器模塊、譯碼顯示電路模塊、動態(tài)掃描模塊、校時模塊組成。其中秒脈沖產生模塊由晶體振蕩器電路和兩個分頻器電路組成，動態(tài)掃描模塊由動態(tài)掃描控制信號產生電路、計數(shù)器選通控制電路和數(shù)碼管選通控制電路三部分組成，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

1.1 秒脈沖產生電路

秒脈沖信號由石英晶體振蕩器產生，由于晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到1 Hz的秒信號，需要對振蕩器的輸出信號進行分頻[2]。通常的分頻器采用多級二進制計數(shù)器來實現(xiàn)。將32 768 Hz的高頻方波信號經32 768（215 ）次分頻后得到1 Hz的方波信號供秒計數(shù)器進行計數(shù)，即實現(xiàn)該分頻功能的計數(shù)器相當于15級二進制計數(shù)器。

1.2 計數(shù)器設計

計數(shù)器電路用來完成60秒60分及24小時的計數(shù)工作，且秒計數(shù)器的進位脈沖作為分計數(shù)器的輸入脈沖，同理分計數(shù)器的進位脈沖作為小時計數(shù)器的輸入脈沖。“秒”、“分”、“時”計數(shù)器電路采用同步加計數(shù)器CD4518來完成。

（1）CD4518雙BCD同步加計數(shù)器

（2）“時”、“分”、“秒”計數(shù)器設計

分計數(shù)器與秒計數(shù)器電路完全相同，只是脈沖輸入不同，秒計數(shù)器是1 Hz，而分計數(shù)器是[160] Hz。

時計數(shù)器為24進制計數(shù)器，設計原理與分秒計數(shù)器相同，不同之處在于反饋清零的狀態(tài)不同，當十位（顯示2）、個位為0100（顯示4）時對計數(shù)器全部清零。把QB2和QC1 通過CD4081相與送給兩個十進制計數(shù)器的復位端即可。

1.3 數(shù)碼顯示及動態(tài)掃描電路

采用脈沖分配器CD4022產生動態(tài)掃描信號DS0～ DS5，這6個信號在同一時刻只有一個為高電平，利用DS0～DS5控制模擬開關CD4066，當某個掃描信號為高時，所控制的四路模擬開關導通，從而把對應計數(shù)器的數(shù)據送給譯碼驅動電路，同時掃描信號要選通對應的數(shù)碼管顯示相應的數(shù)據。由于采用的是共陰極數(shù)碼管，因此掃描信號通過達林頓晶體管整列MC1413才能選通對應數(shù)碼管，當某掃描信號為高時，經過MC1413輸出后變?yōu)榈碗娖剿鶎獢?shù)碼管被點亮。脈沖分配器CD4022的輸入脈沖CP的頻率應該足夠高，這里選用512 Hz（由4060第13腳提供）。

1.4 校時電路

2 結 語

數(shù)字鐘電路的設計，涉及模擬電子技術、數(shù)字電子技術等多方面知識，將其列入自主實驗內容，克服了以往實踐教學形式單一、內容簡單枯燥的缺點[8]。實驗過程中要求學生獨立完成設計。學生可以采用萬能板焊接完成數(shù)字鐘電路的制作，也可以繪制PCB電路圖采用熱轉印的方法自制PCB電路板完成該電路的制作。實驗過程中，學生表現(xiàn)出了濃厚的興趣，紛紛表示獲益匪淺。學生的電子電路設計、調試以及故障排除能力都有較大提高。

參考文獻

[1] 李悅，孔維成，王宏干，等.數(shù)字鐘實驗電路的設計與仿真[J].電子設計工程，2012，20（14）：5?7.

[2] 田東.基于數(shù)字電路的硬件設計實施開放實驗改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2006（5）：60?62.

[3] 賈林科.LED數(shù)字鐘的設計、制作研究[J].科技信息，2011（19）：153?154.

[4] 閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].4版.北京：高等教育出版社，2001.

[5] 謝自美.電子線路設計·實驗·測試[M].2版.武漢：華中理工大學出版社，2000.

[6] 高吉祥.電子技術基礎實驗與課程設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

篇8

關鍵詞：微電子；集成電路；課程群；親產業(yè)

中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2019）19-0163-02

一、引言

微電子（集成電路）被稱為現(xiàn)代信息社會的“食糧”，是一個國家工業(yè)化和信息化的基礎。自2014年我國《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》，設置千億級的集成電路發(fā)展基金以來，南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門等地相應出臺了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門依據毗鄰臺灣的區(qū)位優(yōu)勢，設立了500億人民幣的集成電路產業(yè)基金，并陸續(xù)了《廈門市加快發(fā)展集成電路產業(yè)實施意見》和《廈門集成電路產業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，擬形成區(qū)域性的集成電路產業(yè)集聚地，打造集成電路千億產業(yè)鏈，最終形成我國集成電路的東南重鎮(zhèn)。

在此背景下，廈門政府在集成電路設計、生產制造、封測以及人才儲備，全方位進行布局和規(guī)劃。設計方面：紫光集團投資40億元設立紫光展銳產業(yè)園、研發(fā)中心項目，引進展訊等國內通信芯片設計的龍頭企業(yè)。廈門優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設計企業(yè)也在高速、射頻芯片領域取得可喜進展，僅2016年，廈門就新增加60余家集成電路設計企業(yè)。2017年整體產值達到140億元；生產制造方面：與臺灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項目，總投資達62億美元，已于2016年12月正式投產；三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司，主攻三五族化合物半導體芯片生產；泉州晉華12寸存儲器廠則著眼于動態(tài)存儲器的生產和銷售；封測方面則引入通富微電子股份有限公司，力爭打造一小時產業(yè)生態(tài)圈；人才儲備方面：廈門政府與中國科學院微電子所共建中國科學院大學廈門微電子工程學院，輔以廈門大學、廈門理工學院、華僑大學等微電子學科，為廈門集成電路的生產和設計輸送人才。

在此背景下，我校于2016年12月建立微電子學院，聯(lián)合臺灣交通大學、元智大學等微電子老牌名校，共同探索適合廈門及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略，力求建立較為完善的課程群體系，為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。

二、微電子工程專業(yè)特點

首先，微電子專業(yè)與傳統(tǒng)的機械、化工、電子等專業(yè)不同，是一門交叉性很強的學科，需要該專業(yè)學生系統(tǒng)地學習數(shù)字、物理、電子、半導體器件、集成電路設計、電路封裝、計算機等多方面的知識理論，并且能夠將各門學科融會貫通，熟練運用。其次，微電子專業(yè)入門門檻高、知識體系更新速度快，貼近產業(yè)。這就要求學生在具有堅實理論基礎的同時，實踐動手能力較強，才能在短時間內將所學理論和實踐結合，迅速融入工業(yè)界或者科學研究。第三，微電子是一個龐大的系統(tǒng)專業(yè)。從大類上可以分成工藝、器件、設計、封裝、測試五個大方面。但每一個大類又可分為幾個甚至數(shù)十個小門類。如設計類又可細分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、射頻集成電路、混合信號集成電路等四個門類。而例如數(shù)字集成電路，又可繼續(xù)分為數(shù)字前端、數(shù)字后端、驗證、測試等小方向。各個方向之間知識理論差異較大，對學生素質提出了極高的要求[1]。

三、微電子工程課程群實踐

（一）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)策略

結合廈門微電子產業(yè)特點，以市場需求為導向，同時充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢，立足于我?！坝H產業(yè)、重應用”的辦校原則，我校微電子工程專業(yè)設置為工藝和設計兩大類方向，應對周邊產業(yè)需求，對該專業(yè)學生進行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎上，大三學年，根據學生興趣及教師雙向篩選，確定學生未來兩年的學習方案，分別在器件/制造、模擬/數(shù)字集成電路設計兩方面進行課程教授和實踐鍛煉，培養(yǎng)專業(yè)門類細化、適應企業(yè)實用化需要的高素質、實踐型人才。同時，在一些專業(yè)課程講授上，聘請臺灣方面有經驗的教師和工程師，結合產業(yè)現(xiàn)狀進行教授和輔導。

（二）微電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標

對于我校應用型本科院校的定位，區(qū)域產業(yè)經濟和行業(yè)的發(fā)展是重要的風向標，因此在微電子專業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實用型和快速融入型”的特點。主要培養(yǎng)目標如下：（1）掌握半導體器件及工藝的基本理論基礎、電子線路的基本理論與應用、計算機使用、電子系統(tǒng)信號處理的基本知識、集成電路及板級設計的基本技能。（2）具備半導體及集成電路設計、制造，PCB板級設計、制造、測試的基本能力，工程項目管理、品質管理、設備維護的基本素養(yǎng)。（3）能在半導體、集成電路設計、制造行業(yè)，從事集成電路設計、制造、研發(fā)、測試、品質管理、廠務管理、設備維護等相關工作，畢業(yè)三到五年后通過自身學習逐步成長為本領域的骨干技術人員和具有較強工作能力的核心工程師[2]。

（三）微電子工程專業(yè)課程群制定實踐

基于我校應用型本科“親產業(yè)”的學校定位，在微電子專業(yè)課程群建設中，我們首先引入CDIO的教學理念。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即構思—設計—實施—運作）工程教育是以理論教學為基礎，工程實際反饋互動為主要形式的培養(yǎng)方案[3，4]?；诖?，課程群制定從知識邏輯（課程環(huán)節(jié)）和項目實施（工程實踐）兩個角度，對學生的綜合素質進行培養(yǎng)、鍛煉。

篇9

關鍵詞：液壓支架；監(jiān)測；電路設計

1液壓支架監(jiān)測系統(tǒng)模型的建立

1.1無線通信技術

液壓支架工作環(huán)境比較復雜，通信頻率、巷道的傾斜程度和井下的導體等多種因素都會影響無線通信信號。因此在設計礦井液壓支架壓力監(jiān)測系統(tǒng)時必須要考慮到井下的特殊環(huán)境，考慮數(shù)據傳輸?shù)目煽啃浴Ｍㄟ^對目前市場上常用的無線通信技術比較，本文將ZigBee短距離無線通信技術應用于礦井環(huán)境監(jiān)測中。ZigBee技術是一種新興的短距離、低速率的雙向無線通信技術，有自己的標準協(xié)議，可以在很多傳感器間進行通信，具有很強的自適應性，主要應用于自動控制領域，同時可以實現(xiàn)系統(tǒng)定位，具有低功耗、近距離、短延遲、低速率、低成本、網絡容量大、高安全性、工作頻段靈活的特點。

1.2液壓支架監(jiān)測系統(tǒng)組網模型

液壓支架會隨著煤礦開采工作的推進而移動，但移動的距離很短。液壓支架的排列呈直線型，針對液壓支架的這種物理排布情況，節(jié)點的分布也應是帶狀的。采用星形與網狀的混合網，網絡中的路由節(jié)點與協(xié)調器組成網狀結構，結構簡潔、節(jié)點功耗減少，每個星形網絡內的通信采用單跳通信，網狀結構中的路由節(jié)點采用多跳通信。在實際工作環(huán)境中，每個液壓支架上放置一個采集節(jié)點，每隔3個液壓支架放置一個路由節(jié)點。在礦井實際環(huán)境中，液壓支架的排列呈直線型，節(jié)點的分布是帶狀的，整體網絡組成簇型線狀網絡拓撲結構。

2電路詳細設計方案

監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設計方案分為2部分，一是終端采集節(jié)點，二是路由節(jié)點。終端采集節(jié)點包括電源管理模塊、傳感器、信號調理電路。終端節(jié)點采用定時喚醒模式，降低功耗，提高監(jiān)測系統(tǒng)的使用壽命。終端采集節(jié)點與路由節(jié)點通過線纜連接。每個路由節(jié)點最大可以連接3個傳感器節(jié)點，即相鄰的三個液壓支架需要采用同一個路由節(jié)點。每個路由節(jié)點配備一個5V的電池供路由節(jié)點與傳感器節(jié)點使用。路由節(jié)點將從終端節(jié)點獲得的模擬信號經過ADC芯片轉換為數(shù)字信號，并通過ZigBee射頻口傳送給井下匯聚節(jié)點。路由節(jié)點也帶有顯示功能與按鍵，可以任何時候被喚醒查看3個終端節(jié)點的壓力數(shù)值。終端采集節(jié)點的作用如下：將壓力傳感器轉換的微弱模擬信號進行放大并通過線纜傳輸給路由節(jié)點；每個終端采集節(jié)點帶有一片數(shù)據記錄芯片，對由于傳感器及放大電路帶來的誤差進行偏差校準。路由節(jié)點的作用主要如下：每個路由節(jié)點需要有一個5V電池供電路板使用；每個路由節(jié)點可以連接3個終端采集節(jié)點，對終端采集節(jié)點的模擬信號進行處理并通過RF模塊傳送給井下匯聚節(jié)點；路由節(jié)點帶有簡單的顯示模塊，便于工人就近查看支架壓力；路由節(jié)點需要有相應的按鍵，以便在屏幕關閉情況下喚醒屏幕；路由節(jié)點電路板能對每個功能模塊進行電源管理，便于降低整個系統(tǒng)功耗；路由節(jié)點單片機必須采用低功耗單片機；路由節(jié)點的電壓輸入需要適應較寬的電壓范圍。終端節(jié)點電路板設計能使用目前市場上絕大部分的壓力傳感器，且內部帶有數(shù)字校準芯片，可以對每一套終端節(jié)點由于分離元器件帶來的偏差進行校準。煤礦中的電磁干擾較大，為了調高測量精度，此方案設計必須把壓力傳感器與信號放大電路就近放置。且此方法可以把由傳感器與放大校準電路組成的模塊變?yōu)橐粋€液壓監(jiān)測的一個標準化變送器。

2.1放大電路部分設計

為了能更好的調配放大電路的帶寬、放大倍率，放大器沒有選擇專用的儀表放大器而選擇了四個獨立的高性能放大器TI公司的OP4376，相對于普通的儀表放大器一般偏置電流在幾十pA以上，輸入偏置電壓在幾十微伏級別，OP4376有較低的輸入偏置電流典型值0.2pA與輸入偏置電壓典型值5uV，可以對uV級的信號變動進行采集。且此運放的價格TI官網公布為1.4$，并不貴。經過實測此電路設計的輸入采樣精度能達到5uV。2.2電源部分設計電源芯片采用的是MCP1252，為目前市場上用量較大的一款電源芯片，輸入電壓范圍相對較寬，且屬于無感式開關電源芯片，可以縮小終端節(jié)點的體積。效率相對也比較高。而且?guī)в须娫垂芾砜刂埔_，可以對終端節(jié)點的功耗進行有效管理進而降低整個系統(tǒng)的功耗。

2.3校準電路設計

本文建議校準芯片采用一線制的數(shù)字EEPROM芯片，具體型號不再指導。2.4路由節(jié)點電路設計：2.4.1電源模塊設計整個系統(tǒng)輸入電源由電池供電，電壓比較穩(wěn)定，考慮到電池在滿電與低電壓兩種情況下壓差較大，本文采用了寬范圍的輸入電源芯片TPS63060（輸入電壓范圍2.5-12V），此電壓范圍能使用大量的本安電源。且此電源芯片的電流高達2.25A足夠整個系統(tǒng)使用，即使是輸入的電壓降到2.5V級別。本設計還采用了3個mos開關管對系統(tǒng)的不同終端節(jié)點的電源進行管理，在電源功率方面采用了信號控制與電源切斷雙重保護的方式來降低功耗。2.4.2接口電路接口電路中有3個連接終端節(jié)點接插件，包括插頭輸入檢測（插頭第6引腳與第5引腳通過在插頭上短路，進行判斷終端節(jié)點的接通），對輸入信號做了RC濾波與SMBD7000鉗位保護處理。在與ZigBee模塊通信上采用了串口通信，此處不再做介紹。整個系統(tǒng)的單片機采用TI公司的MSP430低功耗系列。此芯片有8路12位ADC輸入引腳。可以利用此引腳直接對終端節(jié)點傳來的信號進行模數(shù)轉換。為了現(xiàn)場方便查看設置了兩個按鍵開關（KEY1KEY2）與6位8段數(shù)碼管，可以通過軟件編寫實現(xiàn)現(xiàn)場的液壓支柱壓力檢測、電池電壓檢測、RF通信連接等功能。整個電路在設計中嚴格按照礦用本安電路設計，屬于本安型電路，若再配本安型電池為系統(tǒng)供電后，本系統(tǒng)就可以變?yōu)楸景残偷V用液壓支柱監(jiān)測系統(tǒng)。此系統(tǒng)電路經過實際測試正常情況下整個系統(tǒng)功耗在mW級別，且經過15個月的測試未發(fā)現(xiàn)任何不良現(xiàn)象，完全能夠使用到實際現(xiàn)場。

作者:馬曉蘭 單位:西安思坦儀器股份有限公司

參考文獻

篇10

關鍵詞：單片機教學；項目教學法；終身學習

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）28-0137-01

1 引言

單片機技術及應用課程是一門理論性、實踐性、實用性和應用性均很強的課程，無論是“教”還是“學”，均要求理論與實踐的高度統(tǒng)一。單片機技術及應用滲透到我們生活的各個領域，它是高職院校電子信息類專業(yè)核心課程，學習單片機并掌握其設計應用技術已經成為電子信息類學生必須掌握的一門專業(yè)技能。

然而，仍存在單片機技術及應用課程以教師中心，教材中心，滿堂灌的課堂教學方式，學生被動接受知識點，沒有主動去思考問題，因而，不能激發(fā)起學生的學習興趣。因此，改變傳統(tǒng)的單片機技術及應用教學模式和內容，以學生發(fā)展為中心，以實踐為中心，促進學生自主學習，團隊學習等方式來調動學生學習興趣和提高學生產品設計實踐能力是目前單片機教學改革探索急需的任務。

2 課程教學改革思路

單片機技術及應用是一門面向應用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程。近年來，我校對該單片機技術及應用課程進行了一些改革，采用了以任務為導向，項目式驅動等教學方法，對單片機課程內容設計、教學方法和課程考核評價等方面進行課程建設，均在不同程度上提高了教學質量，激發(fā)學生學習單片機的興趣和專業(yè)綜合素質的提高。本人結合近幾年單片機教學情況，總結多年單片機課程的教學經驗，對單片機教學改革實踐進行了相應的探討。

1）整合課程，優(yōu)化教學大綱

通過走訪企業(yè)，課題組教師對單片機教學大綱進行改革，優(yōu)化教學大綱。同時為了踐行“理論夠用、強化技能”的高職教育需求，經課題組研究，把“C語言程序設計”課程和“單片機原理及應用”合并為“C語言及單片機技術及應用技術”一門課程。 整合后適當增加課程課時數(shù)特別是實踐課時數(shù)，總課時由原來50課時，增加到85課時，實踐課課時數(shù)約占總課時數(shù)的50%，促進培養(yǎng)學生實踐動手能力，強化知識應用能力提升和職業(yè)崗位能力培養(yǎng)。

2）將單片機理論教學和實踐教學有機地融合在一起，按項目案例組織教學內容

按項目化的方式組織教學內容，教學中力求學生掌握單片機技術的基本知識點和基本理論后，通過有針對性的實踐項目訓練使學生理解理論知識，使學生具備一定的硬件電路設計能力、單片機軟件編程能力、系統(tǒng)調試應用能力等。

課題組教師對單片機教學過程的探討后，對傳統(tǒng)的教學方式作了一定的調整，按項目化的方式組織教學內容，始終以項目案例為主貫穿整個教學過程。每個項目案例都從具體問題出發(fā)，培養(yǎng)學生分析和思考問題的能力。例如以“定時計數(shù)器”為例，給學生提出“數(shù)字電子時鐘”項目任務，根據前面所學知識和老師指導，讓學生利用仿真軟件Proteus進行數(shù)字電子時鐘原理圖電路設計，培養(yǎng)學生電路設計能力。根據電子時鐘功能要求，確定軟件編程方案，并用KEILC軟件進行單片機程序設計，培養(yǎng)學生單片機軟件編程能力。學習KEILC和Proteus聯(lián)調，培養(yǎng)學生系統(tǒng)調試應用能力。單片機軟件仿真界面，讓學生直觀感受到“數(shù)字電子時鐘”電路功能的邏輯控制，進而加深學生課堂學習效果，明確自己所學的知識可以應用在哪些地方，從而達到真正的有效教學。

通過單片機軟件仿真界面與項目案例的教學方法結合，可以激發(fā)學生學習單片機的興趣，教學中“做中學”、“學中做”、 “做中教”，實現(xiàn)師生間教與學的有效互動，使學生掌握簡單的單片機產品設計與制作、軟件程序設計，系統(tǒng)調試等實踐技能。

3）考核方式改革，注重過程考核

考試是衡量學生學習成效的一種重要形式，傳統(tǒng)的考核方式主要是試卷考試，試卷考試雖然可以考查學生理論知識的掌握程度，但無法考核學生的實踐技能，考核方式單一，評價方式片面。因此建立考核教學內容與技能培養(yǎng)相適應的課程評價模式是十分有必要的，注重過程考核。期末成績評定可由這三部分組成：（1）平時成績占總評成績的25%，即平時作業(yè)、考勤、課堂紀律、課堂表現(xiàn)等，并把每次評價結果由任課老師及時告知學生，以促進學生自主學習。（2）平時項目任務完成情況，注重技能考核占總評成績的50%。（3）期末試卷考核，理論教學內容考核占總評成績的25%。這種綜合考核評價體系避免了由一張期末考試卷來考核評價學生課程成績的弊端，以能力和技能考核為主，去除考查學生背書能力的考核方式，將功夫用在平時，而不是期末考突擊，死記硬背。 總之考核方式改革，力爭對學生的知識、技能、素質等方面進行全面考核，綜合評價更具合理性。

4）創(chuàng)建學習型課堂，培養(yǎng)學生終身學習能力

在單片機技術及應用課程教學中，有兩周的單片機實訓教學安排。以應用能力培養(yǎng)的實踐教學有利于訓練學生綜合應用單片機技術知識，實訓任務均將相關知識和實踐過程有機結合，力求創(chuàng)建學習型課堂教學理念。

以數(shù)字電壓表設計為例，（1）根據課題要求，老師布置項目任務，引導和指導學生完成數(shù)字電壓表設計任務。（2）學生分組學習，確定組長，自我摸索完成設計任務。（3）小組成員討論，確定設計方案。（4）各組完成作品。以電路設計、電路連接、編寫程序和系統(tǒng)調試等流程，讓學生完整地完成項目設計，強化知識應用能力培養(yǎng)和團隊合作能力的培養(yǎng)。（5）小組成員提交設計報告。（6）老師總結，分享設計成果。在整個實訓周教學過程中，以學生為中心，老師引導和指導學生完成項目任務，給學生一些建議，讓他們有項目任務設計的方向。根據老師引導和指導，小組同學收集、消化相關資料，進行理論和實訓相結合的學習活動，完成設計作品并提交總結報告等。整個過程力求培養(yǎng)學生的自主學習能力，團隊合作的能力，培養(yǎng)學生終身學習的能力。通過小組間討論分享自己的學習過程，通過小組間提問解答同學的疑問，培養(yǎng)學生自主互動的教學思想。最后老師對同學們的學習內容匯總，對每個小組的存在的問題糾錯，學習內容總結等，最終達到學習相關知識點的目的。整個教學過程一切都要圍繞學生的發(fā)展展開，體現(xiàn)以學生為中心，以實踐為中心，不斷促進學生自主學習、終身學習的教學思想。