学生电子设计创新社团实践研究.doc

《学生电子设计创新社团实践研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学生电子设计创新社团实践研究.doc（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 学生电子设计创新社团实践研究;1创新社团简介 大学生电子设计创新社团的建立以熬炼和提升学生的综合力量为动身点，是以学生开展专业技能活动、开启头脑风暴、碰撞思维火花、熬炼自身讨论探究力量、沟通协调力量和人际交往力量为主要宗旨，立足于提升学生的专业技能和自我治理、自主学习的力量，以工程任务为载体，根据工程要求教师进展有针对性的学问点分解讲授，充分发挥老生带新生、小组争论学习的模式方法，让学生直接参加到每个工程的设计、选型、制作、调试中。教师最终依据电路功能状态以及其他标准来进展评定。一个学期完成肯定数量的设计工程，期末时候进展综合考察评定，选出优秀学员进展鼓舞鞭策。每个工程以肯定的周期为限，学生

2、在有关学问点内容的根底上，自主的查找资料、分头讨论仿真模拟测试结果、争论涉及工程的方案、器件材料的选择，查找工程的最新资料信息，查阅工程已有的传统方案，加以推敲讨论改良创新，设计出更为优异的东西，为各类电子设计大赛、今后的毕业设计、进入更高一个层次学校的学习或者踏入工作岗位以后从事开发设计供应熬炼培育的时机，这是建立学生创新社团的主要目标，也同时解决了学院各级各类技能竞赛的参赛组队、参赛成绩等的实际问题。大学生电子设计创新社团最为注意的是学生实践创新讨论的过程。不断提高学生的自我学习力量、团结协作力量和组织实施力量。鼓舞学生在专业课程的学习过程中，从自身所长与兴趣动身，积极参加试验实践活动，引

3、导学生探究、讨论和创新2，提出自己的创新观点与见解。同时为了加强学生对社团的仆人翁意识，在工程经费的使用问题上让学生也参加进来。对自己做的每个工程做费用预算，严格规划社团经费的开支，公开账目明细，对社团每年的开支做相应的预算，学会在自由支配的根底上统筹规划，教师既能够起到统筹管控的作用又能够给学生肯定程度的自由发挥空间，让学生自己做社团的仆人，不仅熬炼学生金钱治理力量和资金规划力量，更激发了他们的积极主动性3，充分发挥他们的聪慧才智，为今后学生踏入工作岗位或自主创业、自我生活规划奠定根底。 2实例说明 依据所在高职院校创新社团的实际实施过程，选择以太阳能热水器温控系统工程设计为例，简洁阐述学习

4、教学流程。太阳能热水器温掌握系统是一个比拟典型的检测掌握应用电路，能够实现对水温的检测、信号处理、以及实现水温加热的掌握系统。教师评分标准就以整体功能实现状况、精准度和误差率如何以及是否满意检测、掌握的要求来判定。课前，学生自主选题或教师指定工程内容，选择了应用较为广泛的太阳能热水器中温控系统为本次工程的课题，该工程涉及学问点包括:模拟电子技术与应用中要讲授的电源电路、报警指示电路;单片机技术与应用中涉及的主控电路;数字电子技术与应用中的数码显示电路制试点内容;以及其他包括传感器等可以让学生自我搜集材料、自主学习、自我拓展的相关学问点内容。课中，不同课程的专任教师将相关学问点给学生进展讲授提点

5、。如单片机技术与应用任课教师将书本材料中的传统芯片8051及构成的主控电路相关内容进展介绍，并留肯定拓展内容和思路给学生进展自主学习，引导学生查找相关资料和手册比照传统的80c51、80s52芯片，选用较为先进、编程敏捷、掌握简洁的新型主控芯片，让学生在把握根底学问的前提下更重要的是依据自身的不同学习力量和理解力量选择最适宜的进展学习;模拟电子技术与应用教师将常见的电源电路构造原理和报警指示电路进展总结概括共享，引导学生依据实际工程的要求进展适当的改良和修正;每个教师的课时依据内容量有所不用，数字电子技术与应用教师也依据工程内容将课本材料中的led、lcd的构造和原理进展讲授指导，让学生学会选

6、择适当的显示设备。课外，学生在对该工程有肯定程度的了解和把握根底上，查找相关文献网络资料，消化教师所讲授的每个环节的学问点内容，同时进展拓展创新，并且依据工程需要自主学习选择市面上比拟成熟的温度传感器ds18b20采集温度变化信号，之后进展电路图的设计及仿真，利用仿真软件调整电路的设计中可能消失的线路故障、电容电阻等元器件参数选择不适宜等状况;在此根底上学生选购元器件或在已有的元器件仓库中查找自己需要的适宜元件进展实物制作安装;实物制作完成之后通过烧录编译掌握算法观看最终调试结果;对掌握精度要求较高的同学则会不断地对算法进展讨论和改良，在这过程中，学生提升了自己的设计和规律力量。个别同学制作的

7、太阳能热水器温度掌握系统的实物电路板，还严密联系社会实际，创新地提出了多机通信接口，为完善的人机交互界面供应了可能。也有的同学在对主控芯片的选择上进展了一番调研，选用的核心主控芯片stc12c5410adsop28价格适宜，功能完善。综合学生的设计电路，在太阳能热水器温控系统这个工程中有显著的三个设计的优异之处，分别表达在:一、主控芯片的选择。常见的温度掌握电路大多采纳at89系列作为掌握芯片，社团的章同学和其他两名同学选用了stc12c5410adsop28单片机，该单片机对传统8051系列的功能具有良好的兼容性，同时还有具有诸如功耗低、价格低廉、抗干扰力量强、易于开发、实现在线编程简单等的

8、优点。二、电源电路的设计。在我们常见的电路中电源电路常采纳交直流转换的整流稳压电路，但是这种构造要求固定安装，并且占空间而且笨重，不利于电路系统的整体安装和调试。在陆同学和其他几名同学的掌握电路电路中，他们选用了已广泛应用于手机、便携式电脑等的usb接口供电，usb供电体积小、重量轻、便于携带，调试和操作起来也很便利便捷，并且接口及数据线的通用性好，是一个供电电路的不错选择。三、数码显示电路及按键电路的设计。传统的电路中经常采纳矩阵键盘方式设计键盘掌握电路局部，通过软件编程实现数码显示。而键盘往往数量多、所占面积较大。创新社团的孙同学和其他几位同学设计的掌握系统则完全不同，他们通过将单片机上的

9、数模转换i/o端口直接连接数码显示，同时设定了两个按键掌握温度调整，大大缩小了电路板的面积，简化了电路构造，使电路的集成度得到了较大地提高4。可以发觉，在这些细小的改良上学生们动了脑筋，也花了心思，只有通过大量的资料查找阅读和理解才能够有这么出彩的设计创新，这样的举动就已经到达了创新社团建立的根本目的。 3总体设计构造举例 温度掌握系统是一种性能显著、使用广泛的电路装置，在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域得到大量讨论和应用，具有良好的应用前景。早期的温度掌握电路有通过薄膜铂电阻作为传感器将温度转换成电压值，经温度采集、电路放大以及滤波之后，送入a/d转换器采

10、样和量化，量化后的数据送单片机做进一步处理;当前温度数据和设定温度数据经pid算法得到温度掌握数据;掌握数据经d/a转换器得到掌握电压，经功率放大后供半导体制冷器加热或制冷，从而实现温度的闭环掌握。实际上，现在使用较多的是以at8951、at89s52系列单片机为核心，采纳温度传感器ad590或其他传感器感测温度，通过a/d采样芯片adc0804、可控硅moc3041及pid算法对温度进展掌握。本课题将在现有的根底上进展改良，不但简化现有电路构造，改良a/d转换方式和显示译码方式，同时还针对提高温度的测量准确度、稳定度、灵敏反响度等方面通过试验进展验证5。通过对此次工程任务中若干个较为优秀的电

11、路板进展测试比照，发觉学生能够突破传统的温控电路设计的局限，总结其中典型的应用设计，电路组成构造包括有:选用较为适宜的传感器ds8b20和主控芯片stc12c5410adsop28，结合usb转换电路实现供电和数据通信，使用继电器掌握加热电路，通过单片机中的adc通道连接并实现显示功能，最终通过蜂鸣器报警电路实现超温报警功能。选用的数字温度传感器芯片ds18b20能够实现从55到+125的温度测量，并且较传统的ad590、pt100耐磨耐碰、体积小、使用便利，适用于各种狭小空间设备数字测温柔掌握领域，现在在温度传感装置中得到广泛的采纳，同时具有独特的单线接口方式，与微处理器连接时仅需要一条口线

12、即可实现微处理器与传感器的双向通讯，可在ls(典型值)内把温度变换成数字。stc12c5410ad系列sop28单片机是我国外乡学问品牌宏晶科技生产的新一代8051单片机，兼容性好，抗干扰力量强，同时内部还包含有4路pwm和8路高速10位adc转换，可以直接实现模数转换，为电路的功能拓展供应了便利。加热局部采纳三极管掌握继电器，通过继电器掌握电热丝加热。这种加热方式可以通过软件设计掌握电热丝的加热时间，当温度到达规定值时，使被掌握的电加热丝断开。继电器掌握信号所需的功率极低，即通过弱信号掌握强电流。同时动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小，在实际的安装过程中，学生考虑到便利与兼容，直接采纳一般

13、的继电器。数码显示电路采纳4个led共阴数码管显示温度数值大小，精度准确到0.1，实际日常测量中根本上只用到三个led。电路无须译码局部，直接通过stc12c5410ad单片机中的adc通道连接即可到达译码功能6，这也是本电路较市场上普遍温控电路更为简洁、便捷、有用之处。电路中全部三极管都选用npn三极管9013，限流电阻阻值大小为220欧姆，三极管的集电极端口用于连接并掌握数码管的公共端。同时电路装有红、绿两个指示功能的发光二极管，当测量显示的温度值在正常范围内时，绿灯亮同时数值显示;当测量到的温度超出了设定范围以外的时候，红灯亮以示报警，同时蜂鸣器响起，提示用户留意安全。报警电路采纳有源蜂

14、鸣器，使用便利。采纳两个按键易于用户对温度进展设置，其中两个按键分别对应为设置温度“+”、“”。同时电路中选用三极管起开关作用，与单片机的i/o口连接用于通过三极管来驱动蜂鸣器，当三极管基极为高电平常三极管饱和导通，蜂鸣器发声;而正常时刻基极为低电平使三极管关闭，蜂鸣器停顿发声。此外，系统电路板上还带有usbuat转换接口，可以实现pc机到掌握板之间的数据通信。同时，利用ft232bm进展usb接口的开发优点较多，在许多电路系统的设计场合被广泛采纳。掌握器软件设计采纳模块化构造，主程序内包括ds18b20温度检测程序、按键掌握子程序、加热时间设定计算子程序等。系统主程序主要完成温度的检测以及进

15、展加热时间预算和一些初始化功能。程序开头的时候先设置初始化7，然后掌握数码管显示当前温度.接着判定两个按键是否被按下;程序掌握设置温度的三个数码管的点亮与否;当有按键按下的时候进入按键处理程序，按下“确定”按键以后，程序进入推断程序和继电器掌握程序。继电器动作后，程序回到显示当前程序，并开头循环。在系统的程序过程中，由于存在有温度传感器对温度进展感测，温度读取的子程序不行或缺。温度读取的子程序主要是针对ds18b20中随机存储器内字节进展读取，经过循环冗余码校验，就可以将温度值读取出来。温度的掌握是采纳两个继电器对温度进展加热和降温，温度掌握子程序的设计主要是以传感器感测到的当前实时温度是否超

16、过设定的温度上限值来进展编译的，温度过高时指令发出，驱动掌握加热片的继电器断开，停顿加热;温度不过高时，继电器导通，加热片正常工作。按键程序的设计中，还需要考虑按键的抖动时间和机械特性的长短，一般为510毫秒。通常手动按下按键，然后马上释放这个过程稳定闭合时间超过20毫秒。因此，单片机检测按键是否按下必需要加上去抖动操作，在程序中就必需要将这局部检测扫描并且消去。 4数据分析 温度掌握系统能够灵敏感知并显示实时温度，可对最上限温度进展实时调整(0.1为调整单位)并也予以显示。正常工作时，每一秒钟感测一次温度并进展调整显示，同时绿灯显示表示正常温度内安全工作状态。当外部温度由于加热或其他缘由致使

17、温度超出限定最上限时，蜂鸣器报警并红灯显示，以说明非安全模式，以提示使用者进展调整确保安全。讨论电路的测试数据结果可以看出，设计系统的灵敏度好，选用适宜的掌握算法，能够较好地到达系统的设计要求，且准确度较高8。由检测数据可以看到，在设定温度波动的前提下能够很好地检测出系统的误差根本稳定在正负0.17。设定温度为50，每隔5s记录实测温度如表2。从表2中的数据可知，该掌握系统的反响速度快、稳定性好，从初始状态到数据显示系统运行只需要15秒的时间。比照系统的稳定性和测量误差可以看到，能够很好地到达肯定的设计指标要求，准确地测量温度并且误差率低，具有肯定的有有用性和应用价值。5结论注意培育学习过程的

18、优化，创新社团为学生制造有利于共性进展与提高实践创新力量的良好学习环境。在这种新的教学模式和教学理念的根底上，学生学习的主动性和积极性被充分地调动起来，学生的实践动手力量和团队协作力量得到了极大的提升，参与各级各类技能竞赛中获得了较为优异的成绩，累计获奖达20余人次。其中荣获江苏省高等职业院校技能大赛二等奖3项，ti杯江苏省大学生电子设计竞赛二等奖1项、三等奖2项，无锡职业教育创新大赛高职院校学生组制造创造一等奖1项、二等奖3项。近年来，专业学生的就业率、就业质量以及专业对口率不断提升，受到了企业和用人单位的欢送;扎实的专业根底学问也使得社团中学生转本的比例逐年提升，对学生的进一步深造供应了保

19、障。高等职业院校的教学之根本除了传授理论学问、强化动手力量以外，更应当注意培育学生自主学习的力量，让他们学会主动讨论问题和探究创新力量。电子设计创新社团建立的主要目的就是让学生在肯定根底上学会拓展和创新，高职教育的目的也就是如此，紧跟社会时代进展的步伐，把行业企业中的新技术、新学问、新技能融入课程教学及工程设计的学习中去，转变原有的灌输式教学模式，开拓翻转课堂、启发式教学等新教学方式，深层次挖掘学生的潜能，激发学生的创新力和思索力9。大学生电子设计创新社团的实践证明创新的教学模式是学生力量提升和综合素养拓展的引导力气，为学生今后的就业和深造，为培育企业需要的肯学习、能动手、会思索的人才需求打好坚实的根底。