導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇單片機(jī)應(yīng)用論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

摘要：本文設(shè)計(jì)一種智能電子解說(shuō)系統(tǒng),具有智能化、個(gè)性化、高音質(zhì)、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。讓游客按照設(shè)定的經(jīng)典路線，選擇景點(diǎn)或展位的講解使每個(gè)觀眾不但得到每個(gè)展位、景點(diǎn)的完整信息,而且感受到高清晰、低噪聲的音響效果，電子旅游解說(shuō)系統(tǒng)的出現(xiàn),使看起來(lái)簡(jiǎn)單的解說(shuō)系統(tǒng)融入了科技的因素。

本文正是基于凌陽(yáng)公司的SPCE061A單片機(jī)并采用A2000語(yǔ)音壓縮算法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了壓縮存儲(chǔ)以及播放。由游客控制選擇按鍵來(lái)播放語(yǔ)音，這樣大大降低了外面的干擾，使每個(gè)觀眾不但得到每個(gè)展位、景點(diǎn)的完整信息,而且感受到高清晰、低噪聲的音響效果。

關(guān)鍵詞：旅游；電子解說(shuō)；電子導(dǎo)游；凌陽(yáng)單片機(jī)

1緒論

隨著改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，旅游業(yè)也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，節(jié)假日外出旅游已成為人們的首選。對(duì)大多數(shù)零散游客來(lái)說(shuō)，希望有一種不受制于人的輔助導(dǎo)游手段，迫切需要一種攜帶方便、操作簡(jiǎn)便的電子語(yǔ)音導(dǎo)游器。

本文設(shè)計(jì)一種智能電子解說(shuō)系統(tǒng),選用了凌陽(yáng)公司的SPCE061A單片機(jī)并采用A2000語(yǔ)音壓縮算法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了壓縮存儲(chǔ)，經(jīng)過(guò)這樣處理合成后的語(yǔ)音音質(zhì)良好，放音時(shí)間持久，而且機(jī)體積很小。

2凌陽(yáng)單片機(jī)簡(jiǎn)介

SPCE061A是凌陽(yáng)科技研發(fā)生產(chǎn)的性?xún)r(jià)比很高的一款十六位單片機(jī)。該芯片擁有8路10位精度的ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，并且內(nèi)置有自動(dòng)增益電路。這為實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄入提供了方便的硬件條件。

凌陽(yáng)音頻壓縮算法處理的語(yǔ)音信號(hào)范圍是200Hz-3.4KHz的電話語(yǔ)音。根據(jù)不同的壓縮比分為以下幾種：SACM_A2000、SACM_S480、SACM_S240。SACM-A2000音頻壓縮算法的壓縮比較小，編碼速率可選擇16kbit/s、20kbit/s、24kbit/s三種之一，具有高質(zhì)量、高碼率的特點(diǎn)，適于高保真語(yǔ)音或音樂(lè)。

3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件部分主要實(shí)現(xiàn)路線的顯示和景點(diǎn)語(yǔ)音的播放。根據(jù)景區(qū)景點(diǎn)設(shè)計(jì)一條經(jīng)典路線，將沿途主要景點(diǎn)用高亮三色LED顯示。紅色表示還沒(méi)有聽(tīng)過(guò)解說(shuō)的最近的景點(diǎn)，黃色表示正在聽(tīng)取解說(shuō)詞的景點(diǎn)，綠色表示最后播放過(guò)解說(shuō)詞的景點(diǎn)。語(yǔ)音播放按鍵分為景點(diǎn)相應(yīng)放音、暫停、繼續(xù)放音、結(jié)束等。音頻信號(hào)存儲(chǔ)在凌陽(yáng)語(yǔ)音儲(chǔ)存芯片中。語(yǔ)音信號(hào)放大由凌陽(yáng)公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)用于語(yǔ)音信號(hào)放大的芯片SPY0030A完成。整個(gè)系統(tǒng)的控制由凌陽(yáng)單片機(jī)SPCE061A實(shí)現(xiàn)。具體硬件系統(tǒng)框圖如圖1所示。

4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)選用了SACM-A2000語(yǔ)音壓縮算法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了壓縮存儲(chǔ)。再利用中斷進(jìn)行鍵盤(pán)掃描程序循環(huán)掃描按鍵，獲取按鍵信息后和內(nèi)置的操作碼比較，用來(lái)確定播放相應(yīng)的語(yǔ)音和顯示相應(yīng)的LED燈。景點(diǎn)的解說(shuō)詞事先利用凌陽(yáng)內(nèi)置提供的工具進(jìn)行壓縮和存儲(chǔ)。

系統(tǒng)的主程序流程圖如圖2所示，假設(shè)主要講解景點(diǎn)共4處，分別由KEY1～KEY4控制播放，KEY5是暫停播放、KEY6是繼續(xù)播放、KEY7停止播放。開(kāi)機(jī)時(shí)對(duì)系統(tǒng)初始化，包含對(duì)顯示景點(diǎn)的初始化、對(duì)語(yǔ)音播放模塊初始化、對(duì)鍵盤(pán)初始化等。在鍵盤(pán)初始化中設(shè)置時(shí)基頻率為128Hz的中斷，并打開(kāi)中斷。這是為在中斷中掃描鍵盤(pán)，利用延時(shí)法去抖動(dòng)，延時(shí)時(shí)間是響應(yīng)多少次128Hz中斷過(guò)程。在KEY1～KEY4鍵控制下播放景點(diǎn)解說(shuō)詞實(shí)際是提取相應(yīng)景點(diǎn)的語(yǔ)音信息的起始存儲(chǔ)地址，然后執(zhí)行相應(yīng)的語(yǔ)音播放程序。由于語(yǔ)音播放中斷服務(wù)子程序必須放在TMA-FIQ中斷源上，進(jìn)入中斷服務(wù)程序必須先保護(hù)寄存器，接著判斷是不是TMA-FIQ中斷。若是，還要判斷是哪一段語(yǔ)音要播放，也就是要獲取播放語(yǔ)音的起始地址。在TMA-FIQ中斷調(diào)用F_FIQ_Service_SACM_A2000函數(shù)譯碼播放。

5制作

錄制的語(yǔ)音文件在播放前需轉(zhuǎn)換為SACM_A2000格式的壓縮文件。語(yǔ)音壓縮可以使用凌陽(yáng)語(yǔ)音壓縮工具（CompressTool）完成。該壓縮工具支持.wav格式的語(yǔ)音壓縮，但要求壓縮語(yǔ)音資源屬性為8kHz,16位，單聲道。

6結(jié)論

經(jīng)過(guò)測(cè)試，電子語(yǔ)音導(dǎo)游器的性能達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，具體如下：各景點(diǎn)語(yǔ)音解說(shuō)資料、開(kāi)機(jī)歡迎語(yǔ)音信息播放正常，聲音清晰；各按鍵功能正常，各LED管顯示正常。凌陽(yáng)公司的SPCE061A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其相關(guān)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為我們開(kāi)發(fā)帶語(yǔ)音特色的產(chǎn)品方案帶來(lái)了很大的方便，本系統(tǒng)僅是SPCE061A的一個(gè)基本應(yīng)用，體現(xiàn)了SPCE061A多種資源對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的極大支持，同時(shí)體現(xiàn)了其的語(yǔ)音特色。

參考文獻(xiàn)

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1.1手機(jī)語(yǔ)音

目前，手機(jī)的語(yǔ)音功能越來(lái)越強(qiáng)大，其中語(yǔ)音功能中有一項(xiàng)非常重要的功能——語(yǔ)音識(shí)別，這種語(yǔ)音功能和單片機(jī)具有密切的聯(lián)系。語(yǔ)音信息條目輸入后，單片機(jī)系統(tǒng)就可以進(jìn)行識(shí)別，并且進(jìn)行相關(guān)的操作。單片機(jī)主要設(shè)置于音頻入口處，主要功能是為了收集各種音頻信息，然后一一分析、辨別，最后分別向各個(gè)部件下發(fā)指令，完成相關(guān)的操作。

1.2電話錄音

電話不僅具有通話功能，同時(shí)還具備通話錄音功能，單片機(jī)用于錄音電話中不僅可以收集各種請(qǐng)求信號(hào)，也可以發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。

1.3應(yīng)用于儀器儀表領(lǐng)域

單片機(jī)具有體積小、高集成度、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于儀器儀表行業(yè)，可大大提高儀器儀表的智能化、數(shù)字化程度，也可以有效提高儀器儀表的控制功能、處理功能、測(cè)試功能。比如，目前將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用于航天航空儀器儀表中，在很大程度上提高了儀器的集成性、可靠性以及準(zhǔn)確性，事故發(fā)生率也大大降低，整個(gè)航天航空電子系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化水平顯著提高，信息傳遞效率和速度也有效提高。

1.4應(yīng)用于家用電器領(lǐng)域

隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及應(yīng)用，單片機(jī)技術(shù)不僅僅局限于一些高端的科研器械領(lǐng)域中，同時(shí)在人們的日常生活中也得到廣泛應(yīng)用。單片機(jī)的應(yīng)用可以使整體家用電氣得到智能化、一體化控制，也可提高電器的使用性能，有效識(shí)別相關(guān)的信息。比如，微波爐、洗衣機(jī)、電視機(jī)等一些常用的家用電器的顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中會(huì)應(yīng)用到單片機(jī)。將其應(yīng)用于電視機(jī)上，可以使用戶(hù)有效控制大型智能游戲，而且也可以選擇更加方便的頻道方式。將其應(yīng)用于微波爐上，可以使食物的加熱時(shí)間以及加熱溫度得以控制。將其應(yīng)用于洗衣機(jī)中，可以按照衣服的臟度以及衣料的材質(zhì)自動(dòng)選擇洗滌的強(qiáng)度、時(shí)間以及洗滌劑使用量。

1.5應(yīng)用于醫(yī)療器械領(lǐng)域

現(xiàn)階段我國(guó)醫(yī)療條件下，在檢測(cè)手段、消毒條件、住院條件、檢測(cè)手段等各方面都具有或多或少的問(wèn)題，對(duì)患者就診會(huì)有一定的影響。在醫(yī)療器械領(lǐng)域中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，可以在同一時(shí)間對(duì)多種疾病進(jìn)行有效分析，不僅可以大大提高檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)準(zhǔn)確性，也可在很大程度上提高診斷下藥的科學(xué)性、可靠性，減少臨床漏診、誤診率。同時(shí)，在醫(yī)療器械中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，有利于提高醫(yī)療設(shè)備結(jié)構(gòu)的智能化、合理化、自動(dòng)化。目前，像分析儀器、超聲波檢測(cè)儀器、呼叫系統(tǒng)等醫(yī)療器械中都會(huì)應(yīng)用到單片機(jī)。

1.6應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域

近年來(lái)隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度不斷提高，尤其是在電力高壓行業(yè)、核工業(yè)、粉塵工業(yè)等一些特殊環(huán)境下，對(duì)于人體的危害較大，因此基本上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。在這些高危作業(yè)的自動(dòng)化操作中目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到單片機(jī)技術(shù)。在工業(yè)化控制管理過(guò)程中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集以及過(guò)程控制手段實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制管理工作的有效性以及科學(xué)性。目前，在報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴漆系統(tǒng)、流水線作業(yè)系統(tǒng)等方面都廣泛應(yīng)用到單片機(jī)技術(shù)。

2.關(guān)于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)

出現(xiàn)新的CPU后，以往的8位機(jī)慢慢增加到了16位機(jī)、32位機(jī)、64位機(jī)甚至更高的級(jí)別?，F(xiàn)階段，基本上單片機(jī)都應(yīng)用了EET技術(shù)，增加該項(xiàng)技術(shù)后可以有效避免外界的干擾，確保系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)不受影響，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性得以提升。在單片機(jī)中應(yīng)用布線和驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以減少噪聲，減輕噪聲對(duì)于電路信號(hào)的干擾，提高電路信號(hào)的傳輸質(zhì)量。其次，在單片機(jī)中還應(yīng)用了OPT技術(shù)、裸片技術(shù)、表面貼技術(shù)等，OPT技術(shù)相對(duì)于掩膜技術(shù)而言，具有生產(chǎn)周期短、風(fēng)險(xiǎn)小等特點(diǎn)；而裸片技術(shù)以及表面貼技術(shù)可避免OPT芯片出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象。開(kāi)發(fā)單片機(jī)技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)該綜合考慮成本、性能、適用環(huán)境等多方面因素，盡可能開(kāi)發(fā)出和企業(yè)相適應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)。在選擇編程語(yǔ)言時(shí)，由于C語(yǔ)言程序具有良好的可繼承性，而且也便于進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)以及管理工作，因此一般都會(huì)選擇C語(yǔ)言。在選擇型號(hào)時(shí)，有AVR、8501、MS430、PIC等多種選擇，因?yàn)椴煌男吞?hào)并不會(huì)存在較大的差異，因此在選擇其中的一種型號(hào)后能舉一反三。另外，在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)單片機(jī)的過(guò)程中，還需要考慮接口設(shè)計(jì)、系統(tǒng)干擾、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、平臺(tái)建設(shè)、接口設(shè)計(jì)、抗干擾設(shè)計(jì)等諸多方面。

3.總結(jié)

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【關(guān)鍵詞】電渦流；傳感器；單片機(jī)

1.引言

現(xiàn)代社會(huì)是信息化的社會(huì)，人們的主要交流和溝通都是通過(guò)對(duì)信息的傳遞、處理而進(jìn)行的。傳感器就是人們從自然界獲取各種相應(yīng)外界信息的方式，能夠?qū)⑾鄳?yīng)的需要采集的信息轉(zhuǎn)換成為控制芯片能夠識(shí)別的電流或者電壓等信號(hào)，在現(xiàn)代的控制測(cè)量系統(tǒng)中具有不可缺少的作用。

本論文主要介紹的是電渦流式位移傳感器。電渦流式位移傳感器屬于電感式位移傳感器的一種，是基于電渦流效應(yīng)而工作的傳感器，具有很多優(yōu)點(diǎn)：高分辨率、高可靠性、較寬的頻率響應(yīng)以及較高的靈敏度等等。

該傳感器還具有很強(qiáng)的抗干擾能力，相比而言，傳統(tǒng)的傳感器具有非線性誤差，要求工作環(huán)境恒定或者價(jià)格較高[1]。

2.電渦流式微位移傳感器

2.1 傳感器發(fā)展歷程

國(guó)外在工業(yè)化的過(guò)程中，逐漸將傳感器廣泛應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，在航天和軍事領(lǐng)域也有十分領(lǐng)先的傳感器應(yīng)用。之后伴隨各個(gè)國(guó)家的機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等信息產(chǎn)業(yè)如日中天，歐美國(guó)家以及亞洲的日本都對(duì)世界的傳感器具有相當(dāng)重要的影響。

我國(guó)主要是在1960年開(kāi)始對(duì)傳感器進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作。國(guó)家組織大批科研人員對(duì)其進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，并實(shí)施了“八五”、“九五”等國(guó)家計(jì)劃，使得其取得了十分矚目的應(yīng)用成就。然而我們也應(yīng)該清醒地意識(shí)到，我國(guó)在傳感器的基礎(chǔ)制造工藝等方面還不能和發(fā)達(dá)國(guó)家相提并論，許多核心技術(shù)以及芯片都要進(jìn)口。與此同時(shí)，我們的傳感器在國(guó)際上沒(méi)有太大競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品研發(fā)和更新速度很低，缺少實(shí)用創(chuàng)新性[2]。

2.2 傳統(tǒng)傳感器缺點(diǎn)

以往的傳感器和電渦流位移傳感器比起來(lái)，具有以下幾個(gè)方面的嚴(yán)重不足：

（1）輸入一輸出特性存在非線性且隨時(shí)間而漂移；

（2）環(huán)境會(huì)干擾參數(shù)，使得測(cè)量結(jié)果發(fā)生漂移；

（3）因結(jié)構(gòu)尺寸大，而時(shí)間響應(yīng)特別差；

（4）易受噪聲干擾、信噪比低；

（5）靈敏度或者分辨率不夠理想。

2.3 電渦流式微位移傳感器

本論文所要介紹的電渦流位移傳感器，其工作原理是利用了渦流效應(yīng)。該類(lèi)型的傳感器，通過(guò)渦流效應(yīng)使相應(yīng)的位移的變化，轉(zhuǎn)換成線圈的阻抗值變化；之后利用特定的電路將線圈阻抗值變化轉(zhuǎn)換成為電壓的變化，再進(jìn)行檢測(cè)和輸出，根據(jù)相應(yīng)的公式或者經(jīng)驗(yàn)，能夠還原成位移信息。這種傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如具有很高的靈敏度、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及及時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。該傳感器廣泛應(yīng)用在測(cè)量振動(dòng)和位移等信息量上。大體上輸出的電壓信號(hào)與位移的變化量是線性的關(guān)系，公式是ΔS=K?ΔV。其中K是系統(tǒng)的比例常數(shù)，在不同的傳感器中根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同是不一樣的。

2.4 電渦流式位移傳感器測(cè)量原理

公式能夠精確描述該原理。我們根據(jù)公式可以得知，在其他條件不變的情況下，Z（線圈的阻抗）與S一一對(duì)應(yīng)。電渦流傳感器測(cè)量位移的原理就是基于此公式，在特定的信號(hào)激勵(lì)過(guò)程中，傳感器會(huì)依據(jù)位移變化而產(chǎn)生電壓的變化。

3.測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

3.1 主控芯片

本論文設(shè)計(jì)的電渦流微位移傳感器使用的主控芯片是AT89S52單片機(jī)。MSC-51單片機(jī)是八位的非常實(shí)用的單片機(jī)。本論文所使用的AT89S52單片機(jī)就是基于這款單片機(jī)的。MSC-51單片機(jī)的基本架構(gòu)被ATMEL公司購(gòu)買(mǎi)，繼而在其基本內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了許多新的功能，同時(shí)擴(kuò)展了芯片的容量以及加入flash閃存等等。51內(nèi)核的單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此無(wú)論是在工業(yè)上還是在一些電子產(chǎn)品上應(yīng)用都很多。全球也有許多大公司對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，加入新的功能。即使是在今天，51單片機(jī)仍然在控制系統(tǒng)中占據(jù)很大市場(chǎng)[4]。

下面對(duì)本論文所使用的單片機(jī)作簡(jiǎn)要介紹。AT89S52單片機(jī)具有最大能夠支持的64K外部存儲(chǔ)擴(kuò)展，同時(shí)還具有8K字節(jié)的Flash空間。該單片機(jī)具有4組I/O口，分別是從P0到P3，同時(shí)每組端口具有8個(gè)引腳。每個(gè)引腳除了能夠作為普通的輸入和輸出端口外，還具有其它功能，也就是我們通常所說(shuō)的引腳復(fù)用。其還具有斷電保護(hù)、看門(mén)口、計(jì)時(shí)器和定時(shí)器。51單片機(jī)一般的工作電壓是5V。

3.2 顯示模塊

本論文設(shè)計(jì)的LCD1602電路，該液晶模塊能夠顯示2行*16列的字符，相對(duì)于數(shù)碼管而言，顯示更加靈活多變。該液晶模塊用來(lái)顯示其測(cè)量處理后的數(shù)據(jù)。

4.測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本論文的主程序循環(huán)采集電量的變化，并實(shí)時(shí)顯示在液晶模塊上。系統(tǒng)軟件是指完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的軟件。為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性，在編寫(xiě)系統(tǒng)應(yīng)用軟件時(shí)，主要考慮以下兩方面：

（1）提高系統(tǒng)抗干擾性能。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不可避免的有各種抗干擾因素。因此本系統(tǒng)除了在硬件上硬件復(fù)位和加電容濾波外。在軟件上，采用了指令冗余技術(shù)、延時(shí)消抖技術(shù)以及對(duì)位移大小采樣值進(jìn)行中值濾波的數(shù)字濾波方法，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

（2）采用模塊化編程。將系統(tǒng)的應(yīng)用程序分為若干個(gè)功能模塊，這些模塊可以任意更改而不影響程序的其余部分，將各個(gè)功能模塊程序調(diào)通后，再把各個(gè)功能模塊結(jié)合起進(jìn)行聯(lián)調(diào)，這大大減少了調(diào)試時(shí)間，提高了程序的通用性，方便程序的修改和檢查。

5.總結(jié)

電渦流位移傳感器是一種基于電渦流效應(yīng)的傳感器，能夠?qū)⑽灰频淖兓D(zhuǎn)換成電量的變化。本論文主要介紹了傳統(tǒng)傳感器的發(fā)展歷程，進(jìn)而介紹了電渦流式微位移傳感器的測(cè)量原理和優(yōu)勢(shì)，并基于單片機(jī)設(shè)計(jì)了測(cè)量系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]譚祖根，汪樂(lè)宇.電渦流檢測(cè)技術(shù)[M].北京：原子能出版社，1986.

[2]于鵬，許媛媛.利用插值法和曲線擬合法標(biāo)定電渦流傳感器[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2007，1（33）.

篇4

論文格式寫(xiě)作要求：

1.論文題目為三號(hào)黑體加粗居中

2.一級(jí)標(biāo)題應(yīng)該設(shè)置為黑體三號(hào)加粗居中（即每一章節(jié)的標(biāo)題如第一章）

3.二級(jí)標(biāo)題應(yīng)該設(shè)置為黑體四號(hào)加粗，對(duì)齊方式為左對(duì)齊（即每一章節(jié)的下一級(jí)標(biāo)題如：1.1）

4.三級(jí)標(biāo)題應(yīng)該設(shè)置為黑體小四加粗，對(duì)齊方式為左對(duì)齊（二級(jí)標(biāo)題下的小標(biāo)題如1.1.1）

5.中文“摘要”兩個(gè)字應(yīng)該是三號(hào)黑體加粗居中，應(yīng)該設(shè)置為一級(jí)標(biāo)題。

6.中文摘要內(nèi)容字體應(yīng)該為宋體小四，兩端對(duì)齊，行間距為1.5倍或是20磅。

7.英文摘要（abstract）應(yīng)該是羅馬（TimesNewRoman）三號(hào)加粗居中，應(yīng)該設(shè)置為一級(jí)標(biāo)題

8.英文摘要內(nèi)容字體應(yīng)該是羅馬（TimesNewRoman）字號(hào)為小四，兩端對(duì)齊，行間距為1.5倍或是20磅。

9.“關(guān)鍵詞”三個(gè)字應(yīng)該是黑體小四，其后為關(guān)鍵詞（宋體小四），關(guān)鍵詞數(shù)量為4~6個(gè)，每一個(gè)關(guān)鍵詞之間要用逗號(hào)分開(kāi)，最后一個(gè)關(guān)鍵詞后不打標(biāo)點(diǎn)符號(hào)

10.“目錄”兩個(gè)字應(yīng)該設(shè)置為黑體三號(hào)加粗居中

11.文章正文應(yīng)該是宋體小四

12.文章正文段落行間距應(yīng)該是1.5倍行間距或是20磅，首行要空兩格。

13.文章正文段落格式應(yīng)該設(shè)置為兩端對(duì)齊

14.文章中出現(xiàn)的圖片，其位置應(yīng)該是居中，且圖片下方要有中英文對(duì)照的說(shuō)明文字。其中中文說(shuō)明文字應(yīng)該為楷體五號(hào)，英文說(shuō)明文字應(yīng)該是羅馬（TimesNewRoman）五號(hào)字體，中英文說(shuō)明文字位置均為居中。圖片及其中英文說(shuō)明文字應(yīng)該位于同一頁(yè)。

15.文章中出現(xiàn)的表格，其位置應(yīng)該是居中，且表格上方要有中英文對(duì)照的說(shuō)明文字。其中中文說(shuō)明文字應(yīng)該為楷體五號(hào)，英文說(shuō)明文字應(yīng)該是羅馬（TimesNewRoman）五號(hào)字體，中英文說(shuō)明文字位置均為居中。且文中表格的風(fēng)格要保持一致，表格內(nèi)容的字體，字號(hào)設(shè)置要統(tǒng)一。表格的寬度不應(yīng)該超過(guò)正文的寬度。表格如果轉(zhuǎn)頁(yè)的話，在隨后的頁(yè)面上應(yīng)表明如：表一（續(xù)）

小學(xué)教育教學(xué)論文范例欣賞：

【摘要】隨著社會(huì)中各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力度不斷增加，大學(xué)生就業(yè)成為了社會(huì)重點(diǎn)難題。特別是計(jì)算機(jī)行業(yè)，近年來(lái)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域快速發(fā)展，各高校向社會(huì)輸送的計(jì)算機(jī)人才也日漸提升，同時(shí)也加大了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力度。所以，學(xué)生掌握一種制約芯片的電路設(shè)計(jì)，并且熟練使用一種編程語(yǔ)言，不僅能夠提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，也可以增強(qiáng)自身的技術(shù)水平。本文中通過(guò)面向技能抽考的單片機(jī)教學(xué)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】技能抽考單片機(jī)教學(xué)多元化單片機(jī)

單片機(jī)是一種微型計(jì)算機(jī)的分支，以體積小、功能全、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)著稱(chēng)，被運(yùn)用到工業(yè)制約、通信設(shè)備、信息處理、電器等諸多領(lǐng)域。單片機(jī)技術(shù)在整個(gè)課程中處于核心位置，是電子信息、機(jī)電、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)學(xué)科必備技術(shù)，也是工科學(xué)生就業(yè)的一個(gè)基本保障。

一、單片機(jī)教學(xué)目前狀況

單片機(jī)教學(xué)中，教師以匯編語(yǔ)言版本和C語(yǔ)言版本為編程工具的單片機(jī)為學(xué)習(xí)對(duì)象，這種學(xué)習(xí)策略可以使學(xué)生更加深入的了解單片機(jī)指令系統(tǒng)的操作，也可以對(duì)單片機(jī)軟、硬結(jié)合的特點(diǎn)做深一步的單片機(jī)原理理解[1]。

“單片機(jī)”是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，基于電工學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)組成原理學(xué)、接口原理及匯編語(yǔ)言學(xué)基礎(chǔ)上的一門(mén)課程。以上課程是單片機(jī)課程的基礎(chǔ)，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)能夠起到推動(dòng)作用，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)課程的理解。對(duì)于學(xué)生而言，單獨(dú)的學(xué)習(xí)單片機(jī)課程，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)背景和知識(shí)結(jié)構(gòu)的因素影響，將會(huì)很難入門(mén)[2]。

二、單片機(jī)教學(xué)的理由

2.1單片機(jī)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備單一

教學(xué)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備通常是學(xué)校為學(xué)生準(zhǔn)備好的包含十幾種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)包，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)包里的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)并加深對(duì)理論知識(shí)的理解。但是，通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)包學(xué)習(xí)產(chǎn)生的理由是無(wú)法提供更高層次的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)包里的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目硬件已經(jīng)連接完畢，學(xué)生只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的連線就可以使用，導(dǎo)致了學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦的機(jī)會(huì)少，線路已經(jīng)固定，學(xué)生不能根據(jù)自己的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變線路，在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生一定的局限性。

2.2教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用不符

學(xué)校的教學(xué)策略中，基本以理論為主，造成設(shè)計(jì)效率低、學(xué)生學(xué)習(xí)的難度大、理論性過(guò)強(qiáng)、語(yǔ)句不易理解等理由，另外由于編程的代碼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)生對(duì)硬件結(jié)構(gòu)的依賴(lài)性比較大，不能夠完全在不同種類(lèi)之間相互移植。

三、技能抽考在單片機(jī)教學(xué)中的作用

3.1技能抽考的理論

技能抽考是根據(jù)教育學(xué)的要求，依照專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)對(duì)學(xué)生掌握的專(zhuān)業(yè)技能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的考核，需要通過(guò)理論和實(shí)踐的雙重考核。具體做法分為三種：制定統(tǒng)一的抽考標(biāo)準(zhǔn)；制作抽考標(biāo)準(zhǔn)的試題庫(kù)；根據(jù)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的人數(shù)，采取隨機(jī)籌錢(qián)的方式進(jìn)行學(xué)生的獨(dú)立抽考。

這種技能上的抽考相當(dāng)于一種技能競(jìng)賽，專(zhuān)業(yè)技能競(jìng)賽相比職業(yè)技能競(jìng)賽的方面更為廣闊、參與的學(xué)生也比較多、比賽的內(nèi)容全面，抵制了一直以來(lái)的“重技能輕綜合”的不足[5]。

3.2技能抽考在單片機(jī)教學(xué)中的作用

技能抽考運(yùn)用到教學(xué)模式中，能夠重新建構(gòu)教學(xué)模式，提高教師和學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力、增強(qiáng)教師的職業(yè)道德素質(zhì)和心理素質(zhì)等，使學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)車(chē)間與教室、教師與師傅、學(xué)生與學(xué)徒、作業(yè)與產(chǎn)品、理論與實(shí)踐、教學(xué)與比賽相結(jié)合的一種教學(xué)改革，推動(dòng)學(xué)校教育水平的發(fā)展。

3.3技能抽考重建教學(xué)模式

技能抽考是以學(xué)生的綜合實(shí)力為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)習(xí)范圍的完成情況來(lái)進(jìn)行對(duì)專(zhuān)業(yè)能力的衡量，對(duì)能力、策略等進(jìn)行務(wù)實(shí)、高效的教學(xué)目標(biāo)。因此，教育教學(xué)觀念發(fā)生了轉(zhuǎn)變。從原有的教學(xué)方式轉(zhuǎn)向行動(dòng)教學(xué)方式，讓課堂從理論性教學(xué)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`性教學(xué)，以“教學(xué)工廠”為實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，使車(chē)間和教室結(jié)合、理論與實(shí)踐結(jié)合。

四、結(jié)論

單片機(jī)原理和教學(xué)中的自主研發(fā)、開(kāi)放性和創(chuàng)新性，比較容易符合新世紀(jì)人才的培養(yǎng)，符合高校的教育規(guī)律。在教學(xué)中加快改革步伐，加強(qiáng)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、開(kāi)拓思維、注重創(chuàng)新、提高素質(zhì)為教學(xué)中心思想，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和動(dòng)手能里為教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)層次加深，全面展開(kāi)單片機(jī)教學(xué)的最新模式，為電子信息行業(yè)培養(yǎng)大批量專(zhuān)業(yè)知識(shí)強(qiáng)又掌握應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]牛驍.單片機(jī)和C語(yǔ)言的教學(xué)探討[J].江蘇機(jī)械制造與自動(dòng)化，2001，04：136-138

[2]陳華珍，夏國(guó)清.基于單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的C程序設(shè)計(jì)教學(xué)策略探討[J].考試周刊，2011，03(09)：143-144

[3]張金果，寧亞媛，姜睞.基于Proteus和Keil的單片機(jī)教學(xué)改革的探討[J].華章，2013，12(23)：263+366

篇5

關(guān)鍵詞： 防盜報(bào)警； AVR單片機(jī)； Android平臺(tái)； LCD12864

中圖分類(lèi)號(hào)： TN70?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2015）08?0117?03

Study on home wireless anti?theft alarm system based on Android

CHEN Jing， WANG Zhi?hua

（School of Science， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）

Abstract： The household anti?theft alarm system based on Android platform and combined with the microcontroller not only can achieve low?cost detection， display and alarm， but also can transmit the system data to the users’ intelligent mobile phone in wireless transmission mode through the serial port WIFI equipment， and realize remote wireless control. The ultrasonic ranging module， vibration detection module and infrared emission circuit are used in the system to realize automatic detection function. The buzzer and LED are adopted to achieve sound and light alarm function. The AVR single chip microcomputer with built?in reduced instruction set is taken as data processing center. The system status data is sent to the module LAK?RMO4 through the asynchronous serial transceiver USART. The TCP/IP protocol stack is built in the module to realize data transmission and conversion among the user serial port， Ethernet and WIFI interface. Through programming of Android mobile phone application program， the user can achieve data transmission between AVR SCM and intelligent mobile phone in intelligent mobile phone， and realize setting and control of the whole system.

Keywords： anti?theft alarm； AVR MCU； Android platform； LCD12864

隨著人們安全防范意識(shí)的逐步增強(qiáng)，作為智能家居系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，家庭監(jiān)控和防盜報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警，以使家庭財(cái)產(chǎn)免受損失的功能，其性能的好壞直接關(guān)系到整個(gè)智能家居系統(tǒng)的好壞。與境外安防產(chǎn)品的成熟程度相比，中國(guó)安防產(chǎn)品市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)區(qū)域分布不均衡、壟斷程度低、市場(chǎng)占有率低等特點(diǎn)。現(xiàn)在，急需能夠低成本檢測(cè)、顯示和報(bào)警，并且能夠通過(guò)智能手機(jī)等設(shè)備接收實(shí)時(shí)信息，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線控制、具有一定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品出現(xiàn)[1]。本文設(shè)計(jì)的家用防盜報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)各個(gè)傳感器系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)，單片機(jī)收集傳感器信號(hào)進(jìn)行報(bào)警數(shù)據(jù)的處理，并通過(guò)串口?WiFi將數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶(hù)的手機(jī)上，同時(shí)用戶(hù)也能發(fā)送控制命令給單片機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。本設(shè)計(jì)是單片機(jī)和Android平臺(tái)的結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)低成本檢測(cè)、顯示和報(bào)警，而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線控制。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及軟件流程設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)整體分為4個(gè)部分：自動(dòng)檢測(cè)、聲光報(bào)警、液晶顯示和終端控制，其中AVR單片機(jī)是數(shù)據(jù)處理的中心，控制傳感器模塊及電路，采集和處理檢測(cè)到的各種信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算和判斷，從而決定是否啟動(dòng)聲光報(bào)警系統(tǒng)，并將得到的數(shù)據(jù)信息顯示在LCD12864上，供用戶(hù)查看；單片機(jī)的串口與串口轉(zhuǎn)WiFi模塊的串口通過(guò)2×3串口線相連，單片機(jī)將系統(tǒng)狀態(tài)信息通過(guò)串口發(fā)送數(shù)據(jù)，串口轉(zhuǎn)WiFi模塊自動(dòng)將數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi發(fā)射到空間，Android手機(jī)通過(guò)本設(shè)計(jì)中編寫(xiě)的客戶(hù)端就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制[2]，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖

單片機(jī)部分的程序主要完成自動(dòng)檢測(cè)、聲光報(bào)警和液晶顯示功能，其串口接收采用中斷方式，只有單片機(jī)串口接收到數(shù)據(jù)時(shí)，才會(huì)將接收標(biāo)志receverflag置1，這時(shí)才會(huì)運(yùn)行串口數(shù)據(jù)發(fā)送子程序。本設(shè)計(jì)中，使用了三處中斷進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，另外兩處分別是超聲波測(cè)距子程序和振動(dòng)檢測(cè)子程序，超聲波測(cè)距時(shí)，單片機(jī)I/O口發(fā)送超過(guò)10 μs的高電平，然后計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)同時(shí)主程序循環(huán)等待PD2檢測(cè)到上升沿電平；振動(dòng)檢測(cè)時(shí)，PD3檢測(cè)到上升沿電平時(shí)進(jìn)入振動(dòng)檢測(cè)子程序，該子程序包含報(bào)警設(shè)置及顯示判斷。在液晶顯示部分，有3個(gè)顯示頁(yè)面，分別有Page_1，Page_2，Page_3作為顯示標(biāo)志，在每個(gè)子程序和主程序中，當(dāng)要顯示數(shù)據(jù)時(shí)，首先判斷要顯示的頁(yè)面標(biāo)志是否為1[3?4]。單片機(jī)部分程序流程如圖2所示。

下面具體敘述報(bào)警系統(tǒng)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

2 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 自動(dòng)檢測(cè)功能

2.1.1 超聲波測(cè)距模塊

HC?SR04超聲波測(cè)距模塊可以實(shí)現(xiàn)2～400 cm距離的測(cè)量，精度可達(dá)0.3 cm。模塊主要包括超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路。模塊的工作原理：

（1） 采用I/O觸發(fā)測(cè)距，給至少10 μs的高電平信號(hào)；

（2） 模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40 kHz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；

（3） 有信號(hào)返回，通過(guò)I/O輸出一高電平；

（4） 單片機(jī)計(jì)時(shí)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間，距離=340×[t2]。

2.1.2 震動(dòng)檢測(cè)模塊

震動(dòng)檢測(cè)模塊用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的震動(dòng)，本設(shè)計(jì)中用來(lái)檢測(cè)窗戶(hù)的震動(dòng)。傳感器采用的是SW?18020P，SW?18020P任何角度均可觸發(fā)工作，適用于小電流電路觸發(fā)。本模塊不震動(dòng)時(shí)，震動(dòng)開(kāi)關(guān)呈斷開(kāi)狀態(tài)，輸出端輸出高電平，綠色指示燈不亮；震動(dòng)時(shí)，震動(dòng)開(kāi)關(guān)瞬間導(dǎo)通，輸出端輸出低電平，綠色指示燈亮；輸出端與單片機(jī)直接相連，通過(guò)單片 機(jī)來(lái)檢測(cè)高低電平，由此來(lái)檢測(cè)環(huán)境是否有震動(dòng)，起到報(bào)警作用。

圖2 單片機(jī)部分程序流程圖

2.1.3 紅外對(duì)射電路

在本設(shè)計(jì)中，紅外發(fā)射電路和紅外接收電路分別被安裝在用戶(hù)的門(mén)和門(mén)框上。在門(mén)正常關(guān)閉的情況下，紅外接收管與紅外接收管正對(duì)；當(dāng)門(mén)打開(kāi)時(shí)，紅外接收管接收不到發(fā)射管發(fā)射出的紅外線，此時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到的電壓數(shù)值發(fā)生變化。依據(jù)門(mén)打開(kāi)的程度，電壓變化不同，用戶(hù)可以自行設(shè)定報(bào)警電壓閾值[5]。

2.2 聲光報(bào)警功能

2.2.1 蜂鳴器

在本設(shè)計(jì)中，采用的是有源蜂鳴器，只需要接上額定的電源就可以連續(xù)發(fā)聲。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常采用三極管驅(qū)動(dòng)放大來(lái)保障通過(guò)蜂鳴器的電流大小，從而保障聲音的質(zhì)量。雖然直接利用高低電平輸出能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警功能，但若采用AVR T2的CTC輸出功能，能夠?qū)︻l率進(jìn)行編程，使蜂鳴器發(fā)聲富有變化，更能夠引起主人的注意。在這種模式下，蜂鳴器還可用于進(jìn)行簡(jiǎn)單音樂(lè)的播放。

2.2.2 發(fā)光二極管

在本設(shè)計(jì)中每路檢測(cè)都有一路LED相連，顯示檢測(cè)到的狀態(tài)信息，同時(shí)任何一路都會(huì)觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警。

2.3 液晶顯示

AVR單片機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)傳感器模塊和電路，自動(dòng)檢測(cè)用戶(hù)住宅的狀態(tài)信息，并將傳感器模塊和電路測(cè)得的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)I/O數(shù)據(jù)口傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)部。單片機(jī)一方面將這些數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的閾值比較，從而判斷是否啟動(dòng)聲光報(bào)警；另一方面，將這些數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上，供用戶(hù)實(shí)時(shí)查看當(dāng)前的狀態(tài)信息[6]。系統(tǒng)狀態(tài)顯示頁(yè)面顯示的內(nèi)容是：門(mén)、窗關(guān)閉或打開(kāi)，距離數(shù)值。當(dāng)紅外發(fā)射管與紅外接收管之間有物體遮擋時(shí)，可以模擬門(mén)打開(kāi)的狀態(tài)，此時(shí)，門(mén)狀態(tài)由“關(guān)閉”變?yōu)?ldquo;打開(kāi)”，如圖3、圖4所示。

圖3 系統(tǒng)狀態(tài)顯示頁(yè)面

圖4 門(mén)由“關(guān)閉”變?yōu)?ldquo;打開(kāi)”

對(duì)于窗戶(hù)和距離是同樣的道理，本系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶(hù)住宅狀態(tài)，并同步顯示在液晶屏幕上。由于單液晶屏幕顯示內(nèi)容有限，作為交互性的智能設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)滿(mǎn)足用戶(hù)能夠自行設(shè)置參數(shù)的功能，因此設(shè)計(jì)了多個(gè)液晶顯示頁(yè)面，作為演示，只顯示2個(gè)頁(yè)面，分別是狀態(tài)顯示頁(yè)面和參數(shù)設(shè)置頁(yè)面。系統(tǒng)初始界面是狀態(tài)顯示頁(yè)面，顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)。設(shè)計(jì)2個(gè)機(jī)械按鍵供用戶(hù)切換頁(yè)面和設(shè)計(jì)參數(shù)，用戶(hù)可以通過(guò)按鍵切換到其他頁(yè)面。在參數(shù)設(shè)置頁(yè)面，用戶(hù)通過(guò)參數(shù)設(shè)置按鍵可以設(shè)置靈敏度。靈敏度共分4種：10 cm，20 cm，30 cm，40 cm，代表距離是10 cm，20 cm，30 cm，40 cm時(shí)啟動(dòng)聲光報(bào)警。參數(shù)設(shè)置頁(yè)面如圖5所示。

2.4 終端控制

終端控制功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)編寫(xiě)一個(gè)Android客戶(hù)端，該客戶(hù)端可以進(jìn)行Socket通信，即可以通過(guò)給定的IP和端口利用Android手機(jī)的WiFi功能連接服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和系統(tǒng)的控制。在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)與Android手機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)傳送的是命令代碼，該命令代碼是一個(gè)16進(jìn)制數(shù)，該數(shù)據(jù)由8位二進(jìn)制數(shù)組成的單片機(jī)和Android手機(jī)通過(guò)對(duì)該數(shù)據(jù)的8位進(jìn)行解析，從而得到系統(tǒng)的狀態(tài)信息 [7] ?？蛻?hù)端使用方法：用戶(hù)在Android手機(jī)上安裝該客戶(hù)端后，打開(kāi)手機(jī)的WiFi功能，在IP，PORT輸入框輸入IP地址和端口，點(diǎn)擊連接按鈕，連接成功后，該按鈕會(huì)顯示“斷開(kāi)”；中間區(qū)域顯示系統(tǒng)狀態(tài)，當(dāng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，其顯示會(huì)發(fā)生變化；下面區(qū)域?yàn)槊畲a輸入?yún)^(qū)域，用戶(hù)可以根據(jù)需要輸入相應(yīng)的代碼。

圖5 參數(shù)設(shè)置頁(yè)面

客戶(hù)端功能實(shí)現(xiàn)：客戶(hù)端程序初始化：為各個(gè)顯示控件添加屬性，并為按鈕添加響應(yīng)事件；接按鈕響應(yīng)事件：?jiǎn)螕舭粹o時(shí)，與指定的IP、端口建立Socket連接；輸入流線程：接收輸入流，并根據(jù)輸入流數(shù)據(jù)對(duì)顯示區(qū)進(jìn)行設(shè)置；命令代碼確定按鈕：將輸入的命令代碼通過(guò)已經(jīng)建立的Socket通信通道已數(shù)據(jù)流的形式發(fā)送出去。

3 結(jié) 論

本文設(shè)計(jì)的家用無(wú)線防盜報(bào)警系統(tǒng)是基于單片機(jī)和Android平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)功能：

（1） 自動(dòng)檢測(cè)功能，超聲波測(cè)距模塊檢測(cè)陌生人與用戶(hù)住宅的實(shí)際距離，振動(dòng)檢測(cè)模塊檢測(cè)窗戶(hù)的振動(dòng)，該模塊與單片機(jī)的I/O口直接連接，實(shí)時(shí)檢測(cè)模塊電平變化，紅外對(duì)射電路檢測(cè)房門(mén)的開(kāi)關(guān)，房門(mén)正常關(guān)閉情況下紅外接收電路接收紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線，與單片機(jī)相連的I/O口檢測(cè)到一定的模擬電壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將電壓數(shù)值存儲(chǔ)在AVR單片機(jī)內(nèi)部，當(dāng)房門(mén)打開(kāi)時(shí)紅外接收電路接收不到紅外線，該電壓值發(fā)生變化，單片機(jī)通過(guò)與存儲(chǔ)的電壓數(shù)值比較，判斷處理。

（2） 聲光報(bào)警功能，該功能主要有蜂鳴器和LED組成，該部分電路與單片機(jī)對(duì)應(yīng)的I/O口連接，當(dāng)單片機(jī)輸出相應(yīng)的電平時(shí)，三級(jí)管導(dǎo)通，電路就會(huì)工作，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

（3） 液晶顯示，通過(guò)LCD12864將系統(tǒng)的狀態(tài)信息顯示出來(lái)供用戶(hù)查看，同時(shí)按鍵與單片機(jī)I/O口連接，通過(guò)對(duì)按鍵的判斷處理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈敏度的設(shè)置。

（4） 終端控制功能，該部分功能由HLK?RM04模塊和Android智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)，HLK?RM04模塊的串口與單片機(jī)的串口連接，單片機(jī)將狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送出去，HLK?RM04模塊自動(dòng)將串口接收的信息通過(guò)WiFi發(fā)送到空間，Android手機(jī)通過(guò)WiFi功能連接到該模塊，通過(guò)本設(shè)計(jì)編寫(xiě)的客戶(hù)端就能實(shí)現(xiàn)信息的接收和顯示，同時(shí)發(fā)送對(duì)應(yīng)的命令代碼給單片機(jī)，單片機(jī)接收到命令代碼解析后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置。

根據(jù)設(shè)計(jì)思想制作實(shí)物，經(jīng)驗(yàn)證功能實(shí)現(xiàn)良好。本系統(tǒng)利用單片機(jī)和Android平臺(tái)的結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)低成本檢測(cè)、顯示和報(bào)警，而且通過(guò)串口?WiFi設(shè)備還能將系統(tǒng)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)接脩?hù)的智能手機(jī)上，真正實(shí)現(xiàn)了交互式的智能控制。   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專(zhuān)業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT

參考文獻(xiàn)

[1] 朱丹.基于GSM短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，30（10）：69?72.

[2] 桑順，牛曉聰，趙媛媛，等.AVR單片機(jī)與51單片機(jī)的比較[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2011，30（8）：96?97.

[3] 牛睿，劉飛.基于AVR單片機(jī)的過(guò)采樣原理的實(shí)現(xiàn)方法[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2008（3）：72?74.

[4] 陳慧，王宏遠(yuǎn).一種基于AVR單片機(jī)的樹(shù)狀菜單界面的設(shè)計(jì)[J].電子工程師，2005，31（6）：68?70.

篇6

【關(guān)鍵詞】激光器;溫度傳感器;蜂鳴報(bào)警;單片機(jī);溫度監(jiān)測(cè)

1.引言

本文研制了一種基于單片機(jī)微處理器控制的溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，屬于小型溫控儀，用于實(shí)驗(yàn)室半導(dǎo)體激光器的溫度監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)采用了以單片機(jī)為核心，通過(guò)溫度傳感器對(duì)激光器溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并在超過(guò)預(yù)試溫度時(shí)，蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。

2.設(shè)計(jì)總體方案

本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能是：實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前激光器的溫度，并且允許用戶(hù)設(shè)定溫度閾值，當(dāng)激光器溫度超過(guò)閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以蜂鳴器蜂鳴的方式進(jìn)行報(bào)警提示。

依據(jù)功能設(shè)定，本系統(tǒng)主要分為三個(gè)模塊：溫度采集模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，用戶(hù)交換模塊。

其中溫度采集模塊使用的是DSl8B20型單線智能溫度傳感器，它具有體積小，接口方便，傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

數(shù)據(jù)處理模塊使用的是AT89C51單片機(jī)，其完成溫度數(shù)據(jù)的采集，運(yùn)算和邏輯控制的功能。

用戶(hù)交換模塊主要有按鍵和蜂鳴器構(gòu)成。其中按鍵用于用戶(hù)設(shè)定溫度閾值，蜂鳴器用于提醒用戶(hù)。

單片機(jī)作為主控制器，主要負(fù)責(zé)處理有溫度傳感器送來(lái)數(shù)據(jù)，并把處理好的數(shù)據(jù)送向顯示器模塊，溫度傳感器主要用來(lái)采集激光器的溫度，并把采集到的數(shù)據(jù)送回單片機(jī)，按鍵電路主要是用來(lái)完成單片機(jī)復(fù)位操作和溫度初始值的設(shè)定，蜂鳴器電路就是三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用來(lái)判斷激光器溫度是否超出設(shè)定數(shù)值，顯示電路主要用來(lái)顯示當(dāng)前溫度。

3.溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)各功能的硬件設(shè)計(jì)

單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞，它指揮器件的協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能。每一個(gè)模塊只實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定功能，最后再將各個(gè)模塊搭接在一起。本系統(tǒng)主要硬件包括電源電路，蜂鳴器電路，LED顯示電路以及溫度傳感器電路。

3.1 主控制電路和測(cè)溫時(shí)控制電路

本次硬件的核心就是AT89C51，其他電路都是圍繞他所設(shè)計(jì)的，溫度傳感器DS18B20接單片機(jī)AT89C51的P2.3口。顯示器LED與74LC373相連接到單片機(jī)AT89C51的P1.0口至P1.7口，蜂鳴電路接單片機(jī)AT89C51的P3.3口，當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)值時(shí)蜂鳴器蜂鳴報(bào)警，增加單片機(jī)的輸出能力，增加單片機(jī)的輸出電流，故使用電阻來(lái)完成。具體原理圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)電路原理圖

圖2 傳感器電路圖

3.2 主要模塊的電路

3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖

單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱(chēng)為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng).對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路.

復(fù)位電路：由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平。這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來(lái)決定。適當(dāng)組合RC的取值可以保證可靠的復(fù)位。

晶振電路：典型的晶振取11.0592MHz（因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通訊的場(chǎng)合）/12MHz（產(chǎn)生精確的us級(jí)時(shí)歇，方便定時(shí)操作）。

3.2.2 蜂鳴器報(bào)警電路

本設(shè)計(jì)采用蜂鳴音報(bào)警電路，蜂鳴器的額定電流≤30mA。而對(duì)于AT89C51單片機(jī)，P3口的灌電流為15mA，由此可見(jiàn)，緊靠單片機(jī)的P3口電流是不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴的，必須使用晶體管放大電路，為了單片機(jī)功率更小，所以使用PNP型晶體管，當(dāng)激光器的溫度超度預(yù)設(shè)值時(shí)，基極變?yōu)榈碗娖?，蜂鳴器工作。

3.2.3 顯示電路

本文采用的是共陰極數(shù)碼管，因而各數(shù)碼管的公共極接電源GND，要顯示某字段則相應(yīng)的移位寄存器74HC373的輸出線必須是高電平。P0口接8個(gè)按鍵，分別編號(hào)為KEY1--KEY8。當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)。某個(gè)數(shù)就顯示在數(shù)碼管上。

3.2.4 傳感器電路

在本設(shè)計(jì)中采用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器，其接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合。具體電路圖如圖2所示。

4.仿真與調(diào)試

本次設(shè)計(jì)的所有仿真都在Proteus里完成，這些仿真包括閾值的設(shè)置，蜂鳴器的實(shí)現(xiàn)與數(shù)碼管的顯示。在本次設(shè)計(jì)中，這些仿真都得以實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)電路原理圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)電路原理圖

5.結(jié)論

本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的溫度設(shè)計(jì)，包括硬件部分和軟件部分兩部分。在論文完成過(guò)程中，先從軟件部分開(kāi)始設(shè)計(jì)出整個(gè)流程圖，然后才開(kāi)始硬件電路的設(shè)計(jì)。但是在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于一些客觀原因存在，硬件電路不是很美觀，一些電容和電阻設(shè)計(jì)的有點(diǎn)出入，但整體不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在仿真時(shí)，學(xué)習(xí)了Proteus ISIS和Keil Vision3的基本知識(shí)，通過(guò)此軟件對(duì)電路的仿真，基本上完成了論文的設(shè)計(jì)目的。

參考文獻(xiàn)

[1]周瑜，丁永奎，倪文俊，譚莉，等.半導(dǎo)體激光器的高精度溫控儀[J].量子電子學(xué)報(bào)，2003，20（4）：431-434.

[2]李發(fā)泉，王玉平，程學(xué)武，龔順生.穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器的溫度控制技術(shù)[J].光學(xué)與光電技術(shù)，2005，30：29-31.

[3]陳梁，劉春霞.大功率激光二極管的精密恒溫制冷系統(tǒng)[J].激光與紅外，1999，29（4）：249-252.

[4]張慧平，戴波，楊薇.現(xiàn)代控制理論在過(guò)程工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展[J].北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，14（3）：56-61.

[5]程繼興，劉霞.看門(mén)狗技術(shù)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中抗干擾[J].電子測(cè)量技術(shù)，2005（1）：29-30.

篇7

隨著技術(shù)的進(jìn)步，成分分析儀器已呈現(xiàn)出使用門(mén)檻降低、適用范圍擴(kuò)大、檢測(cè)能力增強(qiáng)的趨勢(shì)，原本對(duì)實(shí)驗(yàn)條件有著苛刻要求的微量樣品分析檢測(cè)現(xiàn)在已經(jīng)能夠輕松實(shí)現(xiàn)，如質(zhì)譜儀能夠在常壓下對(duì)痕量樣品直接進(jìn)行定量分析。而針對(duì)微量樣品，大多數(shù)分析儀器并未配備專(zhuān)用的進(jìn)樣裝置，進(jìn)樣操作或依靠實(shí)驗(yàn)人員手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，或依賴(lài)于體積龐大的三維位移平臺(tái)，這對(duì)微量樣品的檢測(cè)帶來(lái)很大不便。因此，設(shè)計(jì)一種小型的自動(dòng)化微量進(jìn)樣裝置具有重要意義。

本文以LabVIEW設(shè)計(jì)的上位機(jī)控制單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)進(jìn)樣模塊實(shí)現(xiàn)取樣—進(jìn)樣，能夠有效提高微量樣品檢測(cè)的可操作性，并可實(shí)現(xiàn)通量進(jìn)樣，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、使用方便的特點(diǎn)。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由六部分組成：上位機(jī)軟件用LabVIEW編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；以STC12C5410AD單片機(jī)為核心的主控模塊，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生控制信號(hào)及各模塊間通信；電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊包括步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路，用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的受控運(yùn)動(dòng)；微量進(jìn)樣模塊包括進(jìn)樣器及其支持結(jié)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)取樣和進(jìn)樣；回零模塊通過(guò)對(duì)射式光電傳感器來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行回零動(dòng)作；清潔模塊通過(guò)振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)毛刷對(duì)完成檢測(cè)后的進(jìn)樣器進(jìn)行清潔。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

主控模塊設(shè)計(jì) 主控模塊由供電電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)及串口通信電路構(gòu)成。供電電路采用220 V轉(zhuǎn)12 V的開(kāi)關(guān)電源，可直接向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器供電，通過(guò)LM2596降壓電路處理后向單片機(jī)及對(duì)射式光電傳感器供電。單片機(jī)最小系統(tǒng)采用STC12C5410AD為核心，該型單片機(jī)針對(duì)電機(jī)控制設(shè)計(jì)，內(nèi)置四路PWM和MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路，具有高速、低功耗、抗干擾的特性，體積小、價(jià)格低廉，符合小型化和成本控制的要求[1]。串口通信電路以MAX232A芯片為主，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC之間的通信。

電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，包括步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。步進(jìn)電機(jī)屬于數(shù)字執(zhí)行單元，每接收到一個(gè)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。選取步進(jìn)電機(jī)是由于其具有精度高、無(wú)累積誤差、不受負(fù)載變化影響、能瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。但步進(jìn)電機(jī)不能直接通電啟動(dòng)，需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)電路提供脈沖方可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

本設(shè)計(jì)中采用兩相四線制混合式步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)部包含兩對(duì)繞組，步距角為1.8°，精度可觀。驅(qū)動(dòng)電路以THB7128高細(xì)分、大功率兩相步進(jìn)電機(jī)專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片為核心，整個(gè)電路可分為供電部分、芯片配置部分、信號(hào)隔離部分、細(xì)分調(diào)節(jié)部分和輸出電流調(diào)節(jié)部分[2]，如圖2所示。驅(qū)動(dòng)電流輸出范圍在0～2 A內(nèi)連續(xù)可調(diào)，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)最高128步細(xì)分。

回零模塊設(shè)計(jì) 回零模塊由對(duì)射式光電傳感器及其放大電路組成，實(shí)現(xiàn)回零動(dòng)作。由于運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)存在慣性、摩擦，步進(jìn)電機(jī)可能出現(xiàn)失步等誤差，可能導(dǎo)致進(jìn)樣針的定位出現(xiàn)偏差。通過(guò)回零動(dòng)作，在每次系統(tǒng)上電后對(duì)進(jìn)樣針的位置進(jìn)行標(biāo)定，能夠有效消除誤差影響?；亓隳K位置可通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)至進(jìn)樣位置后通過(guò)螺絲鎖緊，當(dāng)系統(tǒng)上電后自動(dòng)運(yùn)行，至標(biāo)定位置處，傳感器受到遮擋，輸出電平翻轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)停止，標(biāo)定完成。其中，由于傳感器的輸出信號(hào)較弱，需經(jīng)三極管放大后才能由單片機(jī)的IO口檢測(cè)到。

清潔模塊設(shè)計(jì) 在通量進(jìn)樣時(shí)，需要對(duì)沾有樣品的進(jìn)樣器進(jìn)行清潔，方便再次進(jìn)樣。清潔模塊由軟毛刷、空心杯振動(dòng)電機(jī)及其控制電路組成，為可拆卸設(shè)計(jì)，安裝在進(jìn)樣模塊一側(cè)，具置需根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向而定。系統(tǒng)上電但處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，單片機(jī)通過(guò)繼電器控制清潔模塊開(kāi)始工作。在進(jìn)樣過(guò)程中，直徑約1 cm的羊毛材質(zhì)的軟毛刷固定于電機(jī)頂端，空心杯振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)軟毛刷振動(dòng)來(lái)清潔進(jìn)樣針上沾染的樣品。電機(jī)供電電壓為3 V，通過(guò)LM317三端穩(wěn)壓器獲得，繼電器控制電路在接受到單片機(jī)的信號(hào)時(shí)吸合，控制電機(jī)啟動(dòng)。

4 微量進(jìn)樣模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的進(jìn)樣系統(tǒng)大多采用直線步進(jìn)電機(jī)配合滾珠絲杠，體積龐大，且一次操作只能完成一次進(jìn)樣。本設(shè)計(jì)采用履帶式轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，大大縮小了裝置體積，降低了成本，并能夠?qū)崿F(xiàn)通量進(jìn)樣。微量進(jìn)樣模塊由進(jìn)樣器、傳動(dòng)履帶及其支架構(gòu)成，如圖3所示。微量進(jìn)樣的方法中，最為常用、經(jīng)濟(jì)的是采用針狀結(jié)構(gòu)的裝置進(jìn)行取樣、持樣、進(jìn)樣，根據(jù)文獻(xiàn)[3]報(bào)道，采用鋼針制作的進(jìn)樣針持樣量最小可達(dá)納升級(jí)，完全可滿(mǎn)足大多數(shù)實(shí)驗(yàn)的要求。

本設(shè)計(jì)中的進(jìn)樣器由鋼針及其夾持結(jié)構(gòu)組成，鋼針長(zhǎng)度約為5 cm，針尖部分經(jīng)過(guò)在稀鹽酸中約半小時(shí)的浸泡，可獲得纖細(xì)而不均勻的尖端，方便收集微量樣品。傳動(dòng)履帶采用內(nèi)置鋼絲的聚氨酯材質(zhì)同步帶，強(qiáng)度高，無(wú)揮發(fā)性氣味，耐磨耐溫性能好，并能抗多種酸堿和有機(jī)溶劑腐蝕。同步帶內(nèi)側(cè)有梯形齒槽，與配套的同步輪嚙合以保證轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性。傳動(dòng)履帶外側(cè)等距安裝固定四個(gè)進(jìn)樣器，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)樣器依次在三個(gè)位置之間循環(huán)：進(jìn)樣位—清潔位—取樣位—進(jìn)樣位。轉(zhuǎn)動(dòng)方向可根據(jù)需要改變，但需同時(shí)調(diào)整清潔模塊的安裝位置。

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)設(shè)計(jì) 下位機(jī)完成四個(gè)功能：

1）系統(tǒng)的初始化；

2）系統(tǒng)上電后自動(dòng)執(zhí)行回零動(dòng)作；

3）串口通信；

4）清潔模塊控制。

主程序流程如圖4所示。

上位機(jī)設(shè)計(jì) LabVIEW上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)最頂層的控制：

1）配置串口通信[4]；

2）電機(jī)運(yùn)行速度及運(yùn)行方向設(shè)定；

3）電機(jī)啟動(dòng)和停止控制。

在LabVIEW2013平臺(tái)上編寫(xiě)的上位機(jī)程序負(fù)責(zé)將用戶(hù)的命令傳達(dá)至單片機(jī)[5]，可方便地控制單片機(jī)發(fā)出不同頻率的脈沖進(jìn)行10檔調(diào)速、通過(guò)。經(jīng)過(guò)安裝后的校準(zhǔn)，粗調(diào)可使進(jìn)樣器直接轉(zhuǎn)動(dòng)至下一個(gè)工作位置?？紤]到不同環(huán)境下的需求不同，進(jìn)樣器停止時(shí)間不作限制。細(xì)調(diào)一次使單片機(jī)向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送一個(gè)脈沖，用于對(duì)進(jìn)樣器位置進(jìn)行微調(diào)。將VI程序封裝成為可執(zhí)行文件后，能夠方便地在其他PC上安裝并使用。基于LabVIEW編寫(xiě)的上位機(jī)程序界面如圖5所示。

6 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種小型自動(dòng)化微量進(jìn)樣系統(tǒng)，系統(tǒng)由上位機(jī)軟件、主控模塊、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊、微量進(jìn)樣模塊、回零模塊和清潔模塊六部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)通量進(jìn)樣，體積小、成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，控制精度高，在運(yùn)用分析儀器進(jìn)行微量樣品分析的場(chǎng)合能夠廣泛應(yīng)用，大大提高對(duì)微量樣品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的可操作性。   [提供， 第 一論文 網(wǎng)專(zhuān)業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和本科畢業(yè) 論文以及服務(wù)，歡迎光臨DYlw.nET]

參考文獻(xiàn)

[1]朱兆優(yōu).單片機(jī)原理與應(yīng)用：基于STC系列增強(qiáng)型8051單片機(jī)[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]陳學(xué)軍.步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].電機(jī)與控制應(yīng)用，2006，33（6）：48-50.

篇8

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化生產(chǎn)線；教學(xué)方法；電機(jī)與電氣控制；PLC；課程設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-5962（2013）02-0027-02

高職機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)是：面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，電氣控制系統(tǒng)制造公司、機(jī)電設(shè)備制造公司、機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開(kāi)發(fā)公司，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要，全面發(fā)展，適應(yīng)本專(zhuān)業(yè)相對(duì)應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專(zhuān)門(mén)人才，主要崗位群定位是自動(dòng)化設(shè)備安裝員、自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試員、中高級(jí)維修電工等，本專(zhuān)業(yè)有五個(gè)主干學(xué)科：電氣工程、電子工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程，都是為了崗位需要設(shè)置的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。其中《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門(mén)核心專(zhuān)業(yè)課在第四學(xué)期進(jìn)行了貫穿和綜合。

1自動(dòng)化生產(chǎn)線的課程設(shè)置

機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)能力有：識(shí)圖繪圖能力、機(jī)電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動(dòng)線調(diào)試維護(hù)能力、機(jī)電設(shè)備管理能力及機(jī)電產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)能力等?！蹲詣?dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)與控制，后序課程有機(jī)床維修等。在我們所要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)中知識(shí)目標(biāo)涉及到：機(jī)械手工作原理、握機(jī)械手控制原理、機(jī)械手氣動(dòng)原理、熟悉安全操作規(guī)程；能力目標(biāo)有：對(duì)已安裝的機(jī)械手機(jī)械部件進(jìn)行測(cè)量；對(duì)機(jī)械手的氣路進(jìn)行基本調(diào)試；根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點(diǎn)并分析解決故障；遵守安全操作規(guī)程；素質(zhì)目標(biāo)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。

此核心課程以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)開(kāi)展課程教學(xué)，提升學(xué)生的職業(yè)能力，以具體自動(dòng)化生產(chǎn)線為載體，融合認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測(cè)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做、評(píng)一體化教學(xué)，突出課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開(kāi)放性。以學(xué)生為主體，采取多樣化教學(xué)方法。以自動(dòng)化設(shè)備改造為工作過(guò)程，涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝、設(shè)備運(yùn)行調(diào)試、設(shè)備檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)等行動(dòng)領(lǐng)域，設(shè)置六個(gè)學(xué)習(xí)情境：零配件拆裝、傳感器檢測(cè)、氣路檢測(cè)、異步電機(jī)檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)、整體檢測(cè)調(diào)試，分成20個(gè)任務(wù)。

項(xiàng)目一：供料站的安裝，有機(jī)械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目二：加工站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測(cè)、限位傳感器檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目三：裝配站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測(cè)、氣缸檢測(cè)三個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目四 ：分揀站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測(cè)、異步電機(jī)的檢測(cè)、變頻器的檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目五：輸送站的安裝，設(shè)計(jì)任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測(cè)、機(jī)械手檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)的檢測(cè)、溜板檢測(cè)四個(gè)任務(wù)；項(xiàng)目六：整體運(yùn)行調(diào)試，有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫(xiě)、綜合調(diào)試三個(gè)任務(wù)。

2自動(dòng)化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

2.1教學(xué)方法。

（1）講授法：講解項(xiàng)目任務(wù)，傳授項(xiàng)目任務(wù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的不足進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的說(shuō)明。

（2）現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法：在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進(jìn)行操作技能和維修應(yīng)用能力實(shí)踐，提高職業(yè)氛圍，在工作過(guò)程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。

（3）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：將教學(xué)過(guò)程融入項(xiàng)目任務(wù)中，讓學(xué)生自主討論分析實(shí)施，學(xué)生在工作過(guò)程中得到知識(shí)。

（4）小組討論法：學(xué)生每六～八人為一個(gè)小組，小組討論分析，討論解決，分工協(xié)作完成項(xiàng)目任務(wù)。

六步教學(xué)實(shí)施：明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測(cè)故障、檢驗(yàn)效果、總結(jié)分析。老師交代目標(biāo)，注意觀察和記錄小組對(duì)現(xiàn)象分析情況，解答學(xué)生提出的問(wèn)題，對(duì)跟主題分析偏離太遠(yuǎn)的小組予以引導(dǎo)，讓學(xué)生自行摸索，在后期對(duì)學(xué)生可能會(huì)引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進(jìn)行故障排除工作匯報(bào)，互評(píng)，并對(duì)每組進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。

2.2評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。

課程采用過(guò)程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項(xiàng)目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式，利于理論聯(lián)系實(shí)際，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考，更督促他們到實(shí)際中去發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)，去尋找合適自己的項(xiàng)目和課題。

課程考核為：校內(nèi)項(xiàng)目，企業(yè)，綜合實(shí)訓(xùn)三大類(lèi)。當(dāng)堂課的考核有：教師考核、小組互評(píng)、小組自評(píng)；教師考核內(nèi)容為五項(xiàng)：任務(wù)分析情況，實(shí)施方案制定，任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測(cè)手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。

和很多專(zhuān)業(yè)課一樣，多種教學(xué)方法和全面的評(píng)價(jià)方案，有效保證了教學(xué)效果。

3相關(guān)課教學(xué)

3.1電機(jī)與電氣控制的教學(xué)。

本課程以發(fā)電機(jī)為主題，以工作任務(wù)為導(dǎo)向，以工廠實(shí)用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與維護(hù)情景教學(xué)為主線貫穿全課程，用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué)，使學(xué)生感性認(rèn)識(shí)強(qiáng)，理性認(rèn)識(shí)夠。

典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)控制（或三相異步電動(dòng)機(jī)Y-降壓?jiǎn)?dòng)）、機(jī)械手控制等。

課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時(shí)間作為期三個(gè)月的“繼電控制課程設(shè)計(jì)”。任務(wù)書(shū)要求能夠根據(jù)功能要求選擇個(gè)元器件的類(lèi)型及其型號(hào)；了解個(gè)元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)本課程設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都存在重載啟動(dòng)的可能，任何一級(jí)傳送帶停止工作時(shí)，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)，有故障報(bào)警裝置。課程設(shè)計(jì)書(shū)要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)目的、控制要求、設(shè)計(jì)要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計(jì)、 控制電路原理圖的設(shè)計(jì)、重載保護(hù)電路設(shè)計(jì)、欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)、總結(jié)。

3.2PLC教學(xué)。

PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡(jiǎn)稱(chēng)，早期是一種開(kāi)關(guān)邏輯控制裝置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴(kuò)展，除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開(kāi)關(guān)量邏輯控制外，還有過(guò)程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。

PLC有5種編程語(yǔ)言：

（1）順序功能圖（SFC）。

順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類(lèi)程序，包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法是將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為小的工作狀態(tài)，這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。

（2）梯形圖（LD）。

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的，形象、直觀、實(shí)用，電氣技術(shù)人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào)，是目前用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言。

（3）功能塊圖（FBD）。

功能圖編程語(yǔ)言是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。

（4）指令表（IL）。

采用經(jīng)濟(jì)便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語(yǔ)句類(lèi)似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫(xiě)入PLC，在用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中，指令按步序號(hào)順序排列。

（5）結(jié)構(gòu)文本（ST）是文字語(yǔ)言。

編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，中間加以不同的應(yīng)用實(shí)例：順序控制電路、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理，使用多個(gè)定時(shí)器接力定時(shí)的時(shí)序控制電路、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，LED數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)，還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖。

增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù)：洗手間的沖水清洗控制、進(jìn)庫(kù)物品的統(tǒng)計(jì)、競(jìng)賽搶答器裝置設(shè)計(jì)、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數(shù)組最大值并求和運(yùn)算、電熱水爐溫度控制等。

3.3單片機(jī)。

單片微型計(jì)算機(jī)就是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。用于示波器、報(bào)警系統(tǒng)、移動(dòng)電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。

數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送，運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，微型單片化集成了如看門(mén)狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機(jī)的的引腳、存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)、典型語(yǔ)句，以實(shí)例應(yīng)用為線索：?jiǎn)螣羰芸亻W爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機(jī)做加、減、乘、除運(yùn)算等項(xiàng)目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計(jì)、源程序的編輯、編譯、下載、單片機(jī)的I/O接口分配及連接。

教學(xué)采用ISP-4單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，可以完成大量的單片機(jī)學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機(jī)，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機(jī)代碼下載到AT89S51單片機(jī)中。

3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。

變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)技術(shù)；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍；掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進(jìn)技術(shù)；了解變頻器與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機(jī)組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)，掌握電力電子電機(jī)系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運(yùn)行特性等，是強(qiáng)電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。

3.5傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。

傳感器技術(shù)代替人的感觀，在各種環(huán)境下應(yīng)用，檢測(cè)技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系，包括信息的獲得、測(cè)量方法、信號(hào)的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問(wèn)題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成，對(duì)常用檢測(cè)系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護(hù)能力。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要工藝參數(shù)的測(cè)量能提出合理的檢測(cè)方案，能正確選用傳感器及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路組成實(shí)用檢測(cè)系統(tǒng)的初步能力。

教學(xué)過(guò)程進(jìn)行小論文制作，讓學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對(duì)分節(jié)、目錄、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)作嚴(yán)格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱(chēng)、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機(jī)電子秤研究、光纖測(cè)溫儀、煙霧報(bào)警器、小車(chē)尋跡設(shè)計(jì)、電熨斗自動(dòng)恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測(cè)厚儀等。

4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析

畢業(yè)論文專(zhuān)業(yè)聯(lián)系實(shí)際，通常小型自動(dòng)化系統(tǒng)以單片機(jī)為主，大型自動(dòng)化生產(chǎn)線以PLC為主，系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力離不開(kāi)電機(jī)，觀察離不開(kāi)傳感器，調(diào)速可用變頻器，綜合所學(xué)，學(xué)生的論文涉及廣泛，有效教學(xué)可對(duì)應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。

4.1立意選題。

根據(jù)實(shí)際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn)，如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性，“車(chē)庫(kù)自動(dòng)門(mén)的PLC自動(dòng)控制”和“測(cè)速雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)”的檢測(cè)指標(biāo)要求等。

4.2材料整合。

在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上，首先確定相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu)，一份畢業(yè)論文至少含有三到五門(mén)課的內(nèi)容，對(duì)應(yīng)于研究方向進(jìn)行相應(yīng)編排和取舍。

4.3技術(shù)處理。

所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進(jìn)行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號(hào)或小五，注意表格標(biāo)題要單獨(dú)標(biāo)出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計(jì)與表現(xiàn)。

多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實(shí)際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)生，專(zhuān)業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計(jì)將顯示本專(zhuān)業(yè)沉甸甸的含金量。

參考文獻(xiàn)

[1]呂景全.《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》，中國(guó)鐵道出版社，2010年7月

[2]馬玉春.《電機(jī)與電氣控制》，北京交通大學(xué)出版社，2011年1月

[3]李建新.《可編程控制器原理及應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，2012年9月

篇9

關(guān)鍵詞：汽車(chē)駕駛模擬器 回正力矩 單片機(jī) 直流電機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）06-0012-02

1 引言

駕駛員在汽車(chē)駕駛模擬器上不僅能實(shí)現(xiàn)實(shí)車(chē)駕駛上一系列操控動(dòng)作，通過(guò)識(shí)景仿真系統(tǒng)體驗(yàn)實(shí)車(chē)的感覺(jué)。集合了傳感器、計(jì)算機(jī)三維實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)、計(jì)算機(jī)接口、人工智能、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等多種先進(jìn)技術(shù)的汽車(chē)駕駛模擬器用于研究和訓(xùn)練時(shí)，可以模擬不同路況、天氣狀況，讓駕駛員獲得逼真的“路感”，以及以分析汽車(chē)的性能指標(biāo)。駕駛模擬器的在研究和訓(xùn)練中可以節(jié)省大量的自然資源，因此得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車(chē)輛的重要組成部分。車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)四個(gè)階段[3]-[9]。方向盤(pán)回正力矩的仿真效果直接影響到汽車(chē)駕駛模擬器的真實(shí)感。過(guò)去采用特性彈簧或大型液壓元器件輸出力矩，不是仿真誤差太大，達(dá)不到動(dòng)態(tài)仿真效果，就是造價(jià)太高不能只能用于科學(xué)研究而不能在日常生活中推廣[10]。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)發(fā)展，電子元器件的成本大幅下降，使直流電動(dòng)機(jī)作為回正力矩的生成部件得到廣泛的應(yīng)用。

2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)電路采用運(yùn)動(dòng)控制處理器LM629與運(yùn)動(dòng)控制H橋組件LMD18200構(gòu)成直流伺服系統(tǒng)，通過(guò)改變單片機(jī)的PWM占空比控制電機(jī)的輸出力矩。

3 串口通信電路

4 回正力矩的模擬

本系統(tǒng)通過(guò)直流力矩電機(jī)輸出力矩實(shí)現(xiàn)回正力矩的模擬。由于直流力矩電機(jī)輸出力矩與電流之間構(gòu)成正比關(guān)系，控制好直流電機(jī)電流的大小就能準(zhǔn)確的控制直流電機(jī)的輸出力矩。本系統(tǒng)回正力矩的模擬是通過(guò)單片機(jī)的PWM（脈寬調(diào)制）方式控制直流電機(jī)的平均電壓，選擇輸出力矩所需要的占空比，實(shí)現(xiàn)所需輸出力矩的控制。

5 回正力矩的計(jì)算

在計(jì)算機(jī)上輸入汽車(chē)車(chē)速和方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角，算出方向盤(pán)上受到的回正力矩。計(jì)算機(jī)通過(guò)串口通信電路，將計(jì)算的回正力矩值傳送到單片機(jī)C8051上，單片機(jī)根據(jù)這個(gè)數(shù)值對(duì)直流電機(jī)發(fā)出控制指令控制輸出力矩。電機(jī)運(yùn)行后，傳感器開(kāi)始工作，將直流電機(jī)的輸出力矩反饋給單片機(jī)，單片機(jī)再將這一數(shù)值傳送給計(jì)算機(jī)，如果這個(gè)數(shù)值與計(jì)算值不在誤差范圍內(nèi)，計(jì)算機(jī)就通過(guò)PID算法實(shí)現(xiàn)調(diào)速，直到輸出值與計(jì)算值在誤差范圍內(nèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)以單片機(jī)C8051與運(yùn)動(dòng)控制芯片LM629處運(yùn)動(dòng)控制H橋組件LMD18200構(gòu)成直流伺服系統(tǒng)，通過(guò)積分分離型PID控制算法把輸出力矩控制在一定誤差范圍內(nèi)，提高了輸出力矩的精確度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本系統(tǒng)力矩的輸出值與計(jì)算理論值非常接近，達(dá)到了方向盤(pán)回正力矩仿真的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]尹念東，陳定方，李安定.基于OpenGVS的分布式虛擬汽車(chē)駕駛視景系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2006（6）：984-987.

[2]李安定，陳定方.基于OpenGVS的汽車(chē)駕駛模擬器場(chǎng)景建模技術(shù)研究[J].工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2006（5）：312-316.

[3]葉耿，楊家軍，劉照.汽車(chē)電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向路感研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002（2）：24-26.

[4]程勇，王鋒，羅石.電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)回正控制策略研究[J].汽車(chē)技術(shù)，2007（3）：8-10.

[5]劉強(qiáng).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及助力控制算法研究[[D].北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[6]唐新蓬，楊樹(shù).電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)力特性的仿真研究[[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2005（12）：1387-1390.

[7]AlyBadawy，JefZuraski，F(xiàn)arhadBolourehi，etal.ModelingandAnalysisofanElectricPowerSteeringSystem[C].SAEPaper，999-01-0399.

[8]趙林峰.全工況電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建?？刂萍霸囼?yàn)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文，2010.

篇10

論文關(guān)鍵詞：教學(xué)改革，單片機(jī)，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置

 

1.課程特點(diǎn)與教學(xué)現(xiàn)狀分析

《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程是高職電子類(lèi)和電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修課，這門(mén)課程的特點(diǎn)是：實(shí)用性和實(shí)踐性強(qiáng)，一方面，單片機(jī)技術(shù)在生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有它的應(yīng)用，具有實(shí)用性；另一方面，學(xué)習(xí)這門(mén)課程必須重視實(shí)踐環(huán)節(jié)才能真正掌握這門(mén)技術(shù)，具有實(shí)踐性。但是專(zhuān)業(yè)教師在多年的教學(xué)當(dāng)中，感覺(jué)到傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)模式存在許多不足之處：

（1）理論講授以老師為主體。學(xué)生作為一個(gè)聽(tīng)眾，被動(dòng)地跟著老師走實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，普遍地感到課程抽象、難學(xué)，缺乏學(xué)習(xí)熱情。

（2）現(xiàn)在的大多數(shù)教材對(duì)單片機(jī)的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、編程等內(nèi)容作了深入的介紹，但在如何應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的引導(dǎo)明顯不足，這就使得教材和教學(xué)活動(dòng)有脫離實(shí)踐的傾向。

（3）在教學(xué)活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)未得到應(yīng)有的重視，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，抑制了學(xué)生的創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)上的主觀能動(dòng)性。

（4）現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)普遍采用實(shí)驗(yàn)箱作為平臺(tái)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)動(dòng)手進(jìn)行連線的部分很少，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少，做完實(shí)驗(yàn)看到的只是一種表面現(xiàn)象，至于單片機(jī)工作電路的結(jié)構(gòu)和原理還是搞不清楚。另外，實(shí)驗(yàn)箱做的實(shí)驗(yàn)是一種仿真實(shí)驗(yàn)，與利用單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)還有很大的差距，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后，對(duì)單片機(jī)的實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程還是不清楚中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。

由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式不能更好地適應(yīng)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)，必須嘗試新的模式和方法。

2.課程教學(xué)改革的探索及實(shí)踐

2005年在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)的教學(xué)安排下，我們開(kāi)展了教學(xué)改革試點(diǎn)工作。提出“以充分培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力為本位；以專(zhuān)業(yè)知識(shí)夠用為度”的原則來(lái)實(shí)施理論教學(xué)；通過(guò)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用完成專(zhuān)業(yè)教學(xué)活動(dòng)；經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐和完善實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，逐步構(gòu)建出了一套使高職學(xué)生能具備單片機(jī)應(yīng)用技能的課程培養(yǎng)方案，并在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)專(zhuān)業(yè)05、06、07、08、09級(jí)十個(gè)班進(jìn)行試點(diǎn)運(yùn)行。結(jié)果是試點(diǎn)班級(jí)全部按照教改的各項(xiàng)內(nèi)容完成了《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)，教學(xué)效果超出預(yù)期的想象。

2.1理論授課改革

根據(jù)單片機(jī)課程培養(yǎng)的主要能力，本著理論知識(shí)“必須、夠用”的原則重新構(gòu)建課程內(nèi)容，以“智能尋跡車(chē)”――作為教學(xué)的載體。“智能尋跡車(chē)”設(shè)計(jì)有運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng)四大系統(tǒng)，具備自動(dòng)行駛、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)避障、數(shù)據(jù)處理和傳輸、液晶顯示等功能，涵蓋了單片機(jī)技術(shù)在工程中的常見(jiàn)應(yīng)用，可以培養(yǎng)學(xué)生的電路焊接及電子產(chǎn)品裝配能力、電子線路的檢測(cè)與調(diào)試能力、單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)和程序開(kāi)發(fā)能力以及單片機(jī)系統(tǒng)綜合開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力。整個(gè)課程緊緊圍繞“智能尋跡車(chē)”功能開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)這一工作過(guò)程展開(kāi)教學(xué)，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，將課程內(nèi)容重新構(gòu)建為實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程。

2.2教學(xué)方法與手段設(shè)計(jì)

課程組在教學(xué)方法和教學(xué)手段上不斷下功夫。對(duì)于比較抽象的教學(xué)摘要以基于工作過(guò)程的任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式安排實(shí)踐操作任務(wù)，在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手過(guò)程中，運(yùn)用舉例法、演示法等各種教學(xué)方法。在課后，教學(xué)課件及視頻指導(dǎo)等資料全部在網(wǎng)絡(luò)上共享，方便學(xué)生查閱與練習(xí)。

2.3實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)改革

課程組教師自主研發(fā)了“FX-A單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”、“Mini_51DIY編程開(kāi)發(fā)系統(tǒng)”等一系列用于單片機(jī)課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和開(kāi)發(fā)裝置，自2005年以來(lái)，已經(jīng)歷了四次更新。

研發(fā)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板、單片機(jī)編程器等裝置是從事單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用工作必須的開(kāi)發(fā)工具。裝置具有重復(fù)性搭建單片機(jī)硬件電路、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)編程、調(diào)試、仿真等功能。裝置配備有詳細(xì)的使用說(shuō)明和操作案例，編寫(xiě)有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生人手一套實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，在一體化教室里完成單片機(jī)實(shí)驗(yàn)、任務(wù)試驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)練習(xí)、自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)等學(xué)習(xí)內(nèi)容中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。在課后，學(xué)生可在網(wǎng)絡(luò)資源的指導(dǎo)下在學(xué)生工作室、電子協(xié)會(huì)及宿舍里使用裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，寒暑假學(xué)生也可將裝置帶回家里學(xué)習(xí)。

學(xué)生一人一套單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)和開(kāi)發(fā)裝置，有效地打通了課內(nèi)與課外的界限，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思路。對(duì)實(shí)際工作任務(wù)可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的、反復(fù)的動(dòng)手實(shí)踐，使能力為本位的教學(xué)得以較好地體現(xiàn)

2.4考核方式改革

課程考核以任務(wù)和項(xiàng)目為單元進(jìn)行，每完成一個(gè)項(xiàng)目或任務(wù)，教師均根據(jù)每個(gè)學(xué)生的完成情況、工作態(tài)度、操作規(guī)范度和回答問(wèn)題情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，期末結(jié)合理論考試成績(jī)給于整體評(píng)分。結(jié)合其它專(zhuān)業(yè)能力課程，畢業(yè)前，學(xué)生應(yīng)取得“電子儀器儀表裝調(diào)工”或“單片機(jī)設(shè)計(jì)師”職業(yè)資格認(rèn)證（信息產(chǎn)業(yè)部電子行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心授權(quán)，由中國(guó)電子企業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)證）。

2.5管理方式改革

為了保證課程改革的相關(guān)舉措能夠按要求進(jìn)行，項(xiàng)目組成員規(guī)劃設(shè)計(jì)了該課程的學(xué)習(xí)管理方式。在學(xué)習(xí)進(jìn)度管理方式上采用學(xué)生實(shí)踐任務(wù)進(jìn)度公示的方案，對(duì)完成情況比預(yù)期慢的學(xué)生予以重點(diǎn)幫助，對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目完成優(yōu)秀的作品進(jìn)行展示，并鼓勵(lì)動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生起帶頭示范作用。

2.6專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)環(huán)境改革

學(xué)生的學(xué)習(xí)具有不可替代性規(guī)律和自主學(xué)習(xí)的原則，在此基礎(chǔ)上才能培養(yǎng)出具有更高創(chuàng)新能力的學(xué)生，為建設(shè)這樣的一個(gè)能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的環(huán)境實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，我們制定了相關(guān)的獎(jiǎng)勵(lì)措施，成立了學(xué)生興趣活動(dòng)小組，并配備幾名指導(dǎo)教師，興趣小組經(jīng)常開(kāi)展專(zhuān)業(yè)相關(guān)的技能展示，并組織小組成員利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)服務(wù)社會(huì)，對(duì)有條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行開(kāi)放管理，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立開(kāi)發(fā)實(shí)踐項(xiàng)目，提供條件讓學(xué)生自己來(lái)開(kāi)發(fā)更多更好的實(shí)踐案例。

3.應(yīng)用效果與社會(huì)效益

經(jīng)過(guò)三年多的實(shí)踐教學(xué)，各項(xiàng)改革措施不斷深化和完善，教學(xué)效果十分明顯，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲，學(xué)生在課程中的實(shí)踐項(xiàng)目完成情況比預(yù)期的要好，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力提高很快。通過(guò)考核反映出學(xué)生掌握理論知識(shí)和實(shí)踐技能的效果比改革前大有提高。通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷，普遍對(duì)改革后的教學(xué)方式、管理制度等表示歡迎。學(xué)生普遍認(rèn)為自己在這一門(mén)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中不但掌握了以前難于掌握的理論知識(shí)，更重要的是通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐提高了自己的動(dòng)手能力和認(rèn)知能力。

改革后的教學(xué)方式，使從事該課程的教師感受到了教學(xué)改革后帶來(lái)的優(yōu)越性，教師的教學(xué)工作效率得到了提升，理論授課實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，實(shí)踐指導(dǎo)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量顯著提高，而教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)反而減輕。這樣，教師有更多的時(shí)間投入到科研開(kāi)發(fā)中來(lái)，有更多的時(shí)間來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，教與學(xué)通過(guò)改革與實(shí)踐很好的融合在了一起。

項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)的實(shí)踐裝置成本低、功能全、體積小巧、維護(hù)方便，能做到“人手一套”、“時(shí)時(shí)能練”、“處處能練”，配套開(kāi)發(fā)的實(shí)踐項(xiàng)目案例越來(lái)越豐富，為該課程的教學(xué)改革工作創(chuàng)造了條件。多年的應(yīng)用表明，該實(shí)踐裝置的可靠性高，教學(xué)功能突出，非常適合我國(guó)高等職業(yè)教育中同類(lèi)課程實(shí)踐教學(xué)的需要，具有大規(guī)模推廣的前景和價(jià)值中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。目前，已有多家教學(xué)儀器公司有意向進(jìn)行合作推廣，特別是上海大中教學(xué)儀器有限公司，不但積極吸吶我院畢業(yè)生，還提供資金與我們合作進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)及使用推廣。

該課程的教學(xué)改革工作也帶動(dòng)了其它課程的教改與實(shí)踐，為同類(lèi)課程的教改工作提供了模板和示范作用。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐動(dòng)手，學(xué)生的綜合應(yīng)用能力顯著提高實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，畢業(yè)生也受到了多家用人單位的青睞。其中中船重工鄭州713研究所下屬的海神工程公司幾年中點(diǎn)名使用我專(zhuān)業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生，認(rèn)為學(xué)生能在工作崗位上很快接受實(shí)踐操作，動(dòng)手效果好，做出的工程項(xiàng)目質(zhì)量過(guò)硬。

“千里之行，始于足下”，幾年來(lái)的教學(xué)改革與實(shí)踐讓我們倍嘗艱辛，更多的是感受到了教學(xué)改革的效果，也讓我們發(fā)現(xiàn)了教學(xué)改革中的新問(wèn)題。經(jīng)過(guò)不斷的完善和實(shí)踐，建設(shè)一套能有效培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的課程培養(yǎng)方案是完全有可能的。雖然我們個(gè)人的專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量有限，但投身于高職教學(xué)改革的激情與信心是無(wú)限的。在學(xué)院各部門(mén)的支持下，只要大家共同努力，不斷實(shí)踐，不斷完善改進(jìn)教學(xué)改革的各項(xiàng)內(nèi)容，必定能實(shí)現(xiàn)有特色的課程培養(yǎng)方案。

參考文獻(xiàn):

[1]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論協(xié)[M]北京:教育科學(xué)出版社，2007.

[2]李立.高校精品課程建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2006,(8)

[3]陳鐵軍，等《單片機(jī)》精品課程建設(shè)實(shí)踐探索[J].教育與職業(yè)，2006,(7)