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(guān)鍵詞： C語言 單片機(jī) 編程

1.中職C語言教學(xué)現(xiàn)狀

C語言是一門廣泛使用的計算機(jī)高級語言，中職電子類專業(yè)都開設(shè)了“C語言程序設(shè)計”課程，并為后續(xù)課程（如“單片機(jī)原理與應(yīng)用”、“單片機(jī)C語言”、“嵌入式系統(tǒng)”）做基礎(chǔ)性準(zhǔn)備。因此，對于電子類專業(yè)的學(xué)生來說，C語言是一門必須掌握的專業(yè)基礎(chǔ)課。但從多年的教學(xué)實(shí)踐來看，中職學(xué)生數(shù)學(xué)、英語底子弱，又是第一次接觸這種抽象類的編程課程，學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)目的不明確。學(xué)生反映這門課枯燥難學(xué)，大部分學(xué)生半個學(xué)期下來還沒入門，雖然有些同學(xué)能聽懂老師講的，但實(shí)際操作起來無從下手。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)C語言的興趣，提高編程能力，筆者結(jié)合“單片機(jī)”課程，進(jìn)行了一次教學(xué)改革嘗試。

2.C語言教學(xué)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(xué)校的學(xué)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(chǔ)知識相對薄弱，要求他們中的多數(shù)人掌握超出對應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)所要求的文化知識是不現(xiàn)實(shí)的，所以只能遵循夠用原則。

其次，電子專業(yè)學(xué)生不同于計算機(jī)專業(yè)學(xué)生，注重實(shí)用，不探究為什么，筆者在教學(xué)中重視怎么用，用最簡單的算法，讓學(xué)生便于理解，做到會用，能顯示程序的基本功能效果，讓學(xué)生快速體驗(yàn)成功的樂趣。

2.2根據(jù)專業(yè)需要選擇教學(xué)內(nèi)容。

C語言作為電子專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，照搬計算機(jī)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容是不切實(shí)際的，筆者根據(jù)多年的C語言和單片機(jī)教學(xué)，了解哪些知識點(diǎn)特別重要必須掌握，哪些可以完全不涉及，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了大膽的調(diào)整，與單片機(jī)中c語言的實(shí)際編程相聯(lián)系。這樣可以抽出時間抓住重點(diǎn)，提高教師教、學(xué)生學(xué)的效率。

為單片機(jī)服務(wù)的只需要學(xué)變量、表達(dá)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(xué)生入門了，自己回去專研，在優(yōu)化液晶點(diǎn)陣字時候再學(xué)，這時學(xué)習(xí)起來就不難了，可以達(dá)到事半功倍的效果。

2.3c語言和單片機(jī)結(jié)合教學(xué)。

一個知識點(diǎn)的C語言代碼在C語言編譯環(huán)境中運(yùn)行非?？菰?，學(xué)生往往不知所言，實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)將C語言和單片機(jī)結(jié)合后，有利于提高學(xué)生的興趣，把興趣放在首要環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自動手，體驗(yàn)編程的樂趣。我校單機(jī)實(shí)訓(xùn)室有30套亞龍YL-236單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺，可以滿足一個班級上級練習(xí)的需要。由于學(xué)生沒接觸過單片機(jī)，初期的連線需要花點(diǎn)時間讓學(xué)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(shí)施實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué)。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與單片機(jī)項(xiàng)目，筆者簡單列出下面表格，教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)在單片機(jī)中的項(xiàng)目，在項(xiàng)目中學(xué)生掌握C語言的各個知識點(diǎn)。

由于最簡單的單片機(jī)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(xué)生不用理會程序的意思，直接復(fù)制教師的代碼，集中精力研究教師要求的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。比如以下程序：

#include //包含單片機(jī)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(diǎn)亮led燈，本程序用于變量和表達(dá)式的學(xué)習(xí)，關(guān)于頭文件，while（1）循環(huán)這兩個知識點(diǎn)學(xué)生不必深究。表達(dá)式獲得的值通過WedWin軟件編譯環(huán)境顯示變量的值和點(diǎn)亮的8個led燈亮滅組合成二進(jìn)制數(shù)。表達(dá)式的數(shù)值讓學(xué)生自由變換，列出自己表達(dá)式情況，完成實(shí)驗(yàn)報告，如下表格。

通過這個過程，電子電工專業(yè)學(xué)生一開始就把C語言、單片機(jī)、二進(jìn)制數(shù)有機(jī)集合在了一起，比單純的C語言的教學(xué)更加生動，趣味性更強(qiáng)，實(shí)訓(xùn)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(jī)”相結(jié)合的教學(xué)方法是一個大膽的嘗試，目的是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生C語言的邏輯思維能力和單片機(jī)的動手能力。通過簡單的單片機(jī)應(yīng)用使學(xué)生產(chǎn)生成就，學(xué)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(xué)、機(jī)械學(xué)習(xí)的弊端，而且通過實(shí)際的操作，提高了學(xué)生們的動手能力，為學(xué)生們進(jìn)一步深造或者進(jìn)入社會打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇波，陶寧.“C語言”與“單片機(jī)”相結(jié)合的教學(xué)研究.光學(xué)技術(shù)，2010（12）：109-110.

[2]汪宋良.高職電子類“C語言程序設(shè)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(guān)鍵詞：單片機(jī)；三段遞進(jìn)式；任務(wù)驅(qū)動

作者簡介：方向紅（1969-），女，浙江松陽人，淮南聯(lián)合大學(xué)機(jī)電系，高級講師。（安徽 淮南 232038）

基金項(xiàng)目：本文系2011年淮南聯(lián)合大學(xué)教研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：JYB1104）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0091-02

單片機(jī)作為計算機(jī)發(fā)展的一個重要分支領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)課程作為工業(yè)電氣自動化、應(yīng)用電子、機(jī)電一體化、電子信息及計算機(jī)應(yīng)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(jī)課程具有軟硬件結(jié)合緊密、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)抽象、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。[2]過去，采用的是理論講授和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相隔離的傳統(tǒng)教學(xué)形式，學(xué)生感覺理解困難，尤其是單片機(jī)的實(shí)踐應(yīng)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(jìn)式教學(xué)模式改革，即將單片機(jī)教學(xué)分為模塊化教學(xué)、工程綜合實(shí)訓(xùn)及電子創(chuàng)新設(shè)計三個階段，通過確立各階段教學(xué)的具體內(nèi)容，制訂課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，改革教學(xué)方法和考核手段，取得了較好的效果。

一、三段遞進(jìn)式教學(xué)模式

單片機(jī)課程是在學(xué)習(xí)了C語言程序設(shè)計、電工、電子技術(shù)、傳感器及檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與制作技術(shù)，能夠進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計與調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力?；谶@個目的，筆者設(shè)計了三段遞進(jìn)式教學(xué)模式，用兩學(xué)期的時間完成，其具體含義如下：

1.第一階段：模塊化教學(xué)，圍繞基礎(chǔ)知識及常見應(yīng)用開展教學(xué)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

筆者通過企業(yè)調(diào)研、分析單片機(jī)應(yīng)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(jī)專項(xiàng)能力的要求，打破原有的教材體系，重新序化了教學(xué)內(nèi)容，將單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)劃分為一個個基礎(chǔ)應(yīng)用模塊。例如將并行口的應(yīng)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(shí)用、有利于提高”原則，分別設(shè)計了幾個不同的任務(wù)，其內(nèi)容的難易程度和對學(xué)生的能力要求呈逐步提高的趨勢。每個模塊最后都設(shè)有“發(fā)揮部分”單元，讓學(xué)生能動腦思考，即學(xué)即用，在前面內(nèi)容的基礎(chǔ)上綜合提高。例如：第一個應(yīng)用模塊——發(fā)光二極管控制，筆者分別設(shè)計了幾個任務(wù)：點(diǎn)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(chǔ)上做一改進(jìn)，即每個發(fā)光二極管點(diǎn)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(yīng)用，讓學(xué)生動手嘗試編制其單片機(jī)學(xué)習(xí)的第一個自主程序，難度不大，容易實(shí)現(xiàn)，從而體驗(yàn)成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)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(guān)聯(lián)性，使學(xué)生在前一個電路或模塊基礎(chǔ)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(shí)驗(yàn)箱，主要在教室和實(shí)驗(yàn)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(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)箱的原理圖，進(jìn)行接線、修改程序，完成硬件實(shí)現(xiàn)。“發(fā)揮部分”由學(xué)生在課余時間研究、思考，再到實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證其正確性。每個模塊學(xué)習(xí)結(jié)束，要求學(xué)生提交報告，對所做工作做一總結(jié)。這一階段以解決任務(wù)為主線，將基礎(chǔ)應(yīng)用分解成一個個案例元，使學(xué)生加深單片機(jī)基礎(chǔ)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(xué)生每學(xué)完一個模塊，完成各實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目后，根據(jù)表1評定階段成績。學(xué)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(jī)試方式，學(xué)生可以查閱相關(guān)資料，考查學(xué)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(jī)試題目由多題組成，各題根據(jù)難度不同，取不同分值。學(xué)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(shí)訓(xùn)，以典型應(yīng)用產(chǎn)品作為載體，體驗(yàn)實(shí)際產(chǎn)品的制作過程

在學(xué)完第一階段所有內(nèi)容后，由教師按照兼顧實(shí)用性、可操作性、可擴(kuò)展性的原則，選取幾種單片機(jī)典型應(yīng)用產(chǎn)品作為實(shí)訓(xùn)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(luò)上很容易查到相關(guān)資料。它們既是第一階段各模塊內(nèi)容的綜合應(yīng)用，又加入了新的芯片原理及應(yīng)用，因而是第一階段教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充、綜合和深化。如數(shù)字時鐘電路中既包含了基礎(chǔ)應(yīng)用部分的單片機(jī)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(jī)的連接等內(nèi)容。學(xué)生在掌握單片機(jī)原理和基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以某個具體產(chǎn)品的制作為載體，經(jīng)過電路板設(shè)計、元器件焊接、程序設(shè)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(shí)驗(yàn)箱及軟件仿真，進(jìn)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(shè)計方法和組織實(shí)踐的基本技能。這一階段考核標(biāo)準(zhǔn)如表2。

3.第三階段：電子創(chuàng)新設(shè)計，綜合了傳感器及檢測技術(shù)、電工、電子技術(shù)和單片機(jī)等相關(guān)知識，是能力轉(zhuǎn)化為工程素質(zhì)的重要階段

實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計必然包含電子線路設(shè)計、傳感器使用、單片機(jī)控制及檢測技術(shù)應(yīng)用等幾部分，電子創(chuàng)新設(shè)計階段就是模擬單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計過程，由教師參考大學(xué)生電子設(shè)計競賽的形式，事先設(shè)計一些題目，提出系統(tǒng)需要完成的任務(wù)及其參數(shù)、精度要求。學(xué)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(xué)生經(jīng)過課題分析研討、查找資料、電路設(shè)計、硬件制作與裝配、軟件編制、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、編寫設(shè)計報告等步驟，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、工程設(shè)計能力及科技論文寫作能力，是單片機(jī)應(yīng)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(shè)計階段考核采用百分制，具體標(biāo)準(zhǔn)如表3。

二、結(jié)語

三年來，筆者通過上述實(shí)踐和改革，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生感覺易入門，對基礎(chǔ)知識的理解也更加深刻了。很多學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中都喜歡選擇跟單片機(jī)應(yīng)用相關(guān)的課題，畢業(yè)生的工作也有不少跟單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)相關(guān)。另外，培養(yǎng)了一大批動手能力強(qiáng)、實(shí)踐技能高的學(xué)生，在安徽省大學(xué)生技能大賽和電子設(shè)計大賽中屢獲佳績。

單片機(jī)三段遞進(jìn)式教學(xué)模式，其本質(zhì)是通過任務(wù)驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中，理解單片機(jī)知識，熟悉單片機(jī)開發(fā)過程，掌握實(shí)踐技能，培養(yǎng)工程素質(zhì)和創(chuàng)新精神，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。課程改革是一項(xiàng)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(xué)生的特點(diǎn)、技術(shù)的進(jìn)步不斷調(diào)整思路，與時俱進(jìn)，為培養(yǎng)生產(chǎn)實(shí)踐所需的人才而繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃磊，朱群峰，江世明.《單片機(jī)原理應(yīng)用》課程教學(xué)改革與實(shí)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(xué)模式的項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2011，（7）：189，240.

第3篇：電工入門知識教程范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；精品課程建設(shè)；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(xué)電子信息與控制工程學(xué)院，副教授；王鐵流（1954-），男，天津人，北京工業(yè)大學(xué)電子信息與控制工程學(xué)院，教授。（北京100124）

基金項(xiàng)目：本文系北京市屬高等學(xué)校人才強(qiáng)教計劃資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：05002211200601）、北京市高等教育學(xué)會“十一五”專項(xiàng)規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2007030）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)定位、人才培養(yǎng)模式和規(guī)格都趨于多樣化。作為教學(xué)活動重要載體的教材，其多層次、多樣化的特點(diǎn)將更為突出，才能適應(yīng)不同類型、不同定位人才培養(yǎng)的需要，體現(xiàn)不同學(xué)校的辦學(xué)特色。

在擴(kuò)招形勢下為提高高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量，教育部實(shí)施了“質(zhì)量工程”，將“課程、教材建設(shè)與資源共享”等列為重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容。[1]按照“分類指導(dǎo)、鼓勵特色、重在改革”的原則，啟動了“萬種新教材建設(shè)項(xiàng)目”，加強(qiáng)新教材和立體化教材建設(shè)。[2]在此背景下和多項(xiàng)市級教改項(xiàng)目的牽引下，立足地方重點(diǎn)院校進(jìn)行了“數(shù)字電子技術(shù)”課程的系列化、立體化教材建設(shè)，并以此推進(jìn)精品課程建設(shè)。

一、教材建設(shè)的基本原則

1.在素材選取上，堅(jiān)持求真務(wù)實(shí)

美國著名教育家奧蘇伯爾認(rèn)為：“在教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)活動是否有效，主要看新的學(xué)習(xí)內(nèi)容能否與學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的、恰當(dāng)?shù)闹R系統(tǒng)建立實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系?！盵3]因此，教材建設(shè)必須處理兩個關(guān)系：一是學(xué)生原有知識和本課程的縱向關(guān)系；二是相關(guān)課程之間的橫向關(guān)系。在大眾化教育快速發(fā)展的現(xiàn)階段，教材建設(shè)應(yīng)該與學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知狀況相適應(yīng)，與人才培養(yǎng)目標(biāo)相銜接，以求真務(wù)實(shí)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(yán)謹(jǐn)清晰

教材不僅是知識的載體，更是認(rèn)知過程和思維方法的載體。[4]因此，教材內(nèi)容的組織應(yīng)遵循科學(xué)發(fā)展規(guī)律和人類認(rèn)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(xué)內(nèi)容有機(jī)融合。[5]

3.在內(nèi)容表述上，力求言簡意賅

教材是為學(xué)生服務(wù)的，因此，必須體現(xiàn)學(xué)生本位的原則，以有利于學(xué)生知識構(gòu)建為目標(biāo)，把教材的可讀性、可學(xué)性放到重要位置。在內(nèi)容表述上，應(yīng)突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，注重知識的內(nèi)在聯(lián)系；化繁為簡，以簡潔的方式描述復(fù)雜的概念和理論。

二、立足地方重點(diǎn)院校，編寫理論教材

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》這本教材是依據(jù)教育部高等學(xué)校電子信息與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會最新制訂的電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求，按照“分類指導(dǎo)”原則，立足地方重點(diǎn)院校，根據(jù)教學(xué)研究型大學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)、結(jié)合北京工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我校”）學(xué)生實(shí)際，由從事數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)的一線教師，在多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)凝練并不斷改進(jìn)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(shù)”的指定教材，連續(xù)三屆實(shí)際用于課程教學(xué)，受到學(xué)生和同行專家的好評。

1.系列配套

以《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》為核心，與之配套的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》《數(shù)字電子技術(shù)多媒體課件》《數(shù)字設(shè)計基礎(chǔ)》（雙語教學(xué)版）《數(shù)字設(shè)計基礎(chǔ)雙語教學(xué)多媒體課件》均已同步出版，《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程》也已納入出版計劃。它們與“數(shù)字電子技術(shù)”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(xué)的各個環(huán)節(jié)，為學(xué)生自學(xué)和教師教學(xué)提供了豐富的系列化、立體化教學(xué)資源。

2.以學(xué)習(xí)者為本，增強(qiáng)可讀性

教材編寫過程中，堅(jiān)持以學(xué)習(xí)者為中心，以利于學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn)。內(nèi)容編排順序合理，邏輯性強(qiáng)；敘述簡明扼要，深入淺出，通俗易懂，易于自學(xué)。

3.保證基礎(chǔ)，面向發(fā)展和應(yīng)用

在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)內(nèi)容的完整性和基本理論系統(tǒng)性的同時，將學(xué)科發(fā)展的新成果、新技術(shù)融入教學(xué)內(nèi)容，妥善處理傳統(tǒng)內(nèi)容的繼承與現(xiàn)代應(yīng)用的引進(jìn)之間的關(guān)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(shè)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(shí)驗(yàn)。在“硬件描述語言VHDL基礎(chǔ)”一章，基于問題的編寫，配以典型的實(shí)例和豐富的練習(xí)，適合學(xué)生快速入門，即學(xué)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(yīng)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(shù)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(xué)。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(shè)計同步觸發(fā)器？為什么需要同步？如何實(shí)現(xiàn)同步”、“為什么要設(shè)計主從觸發(fā)器？如何設(shè)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(shè)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(xué)，學(xué)以致用

教材正文與例題、習(xí)題密切配合，示例豐富。例題選取兼顧典型性和實(shí)用性，引導(dǎo)學(xué)生“從例中學(xué)”，加深理解，幫助學(xué)生在較短時間內(nèi)掌握課程基本內(nèi)容，并學(xué)以致用。例如，在介紹了格雷碼的特點(diǎn)后，就以學(xué)生熟悉的汽車調(diào)速系統(tǒng)為例，分析了5個檔位速度應(yīng)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(jìn)行發(fā)散性思維。例如，在介紹利用集成計數(shù)器實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)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(diǎn)和適用條件。

三、以學(xué)生為本，編寫配套助學(xué)教材

《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》是為配合《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》而編寫的，既可作為學(xué)生的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材，也可作為教師的教學(xué)參考。全書共分十章，每章均由內(nèi)容提要、教學(xué)基本要求、重點(diǎn)與難點(diǎn)、習(xí)題類型與解題方法、典型例題解析、習(xí)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(diǎn)；“教學(xué)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(xué)生復(fù)習(xí)和自學(xué)提供了方向和目標(biāo)；“重點(diǎn)與難點(diǎn)”提煉了各章的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容；“習(xí)題類型與解題方法”歸納了各章的常見習(xí)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(xí)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(diǎn)和適用條件；“習(xí)題解答”對《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》中的所有習(xí)題進(jìn)行了詳細(xì)解析。

本書在編寫風(fēng)格上力求簡練、突出重點(diǎn)。力圖從解題思路、方法和步驟等方面給讀者以指導(dǎo)，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(xí)題編號均與《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》保持一致。該書已與《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》同步出版，并作為配套教材，實(shí)際用于教學(xué)，受到學(xué)生的普遍歡迎。

四、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對理論教學(xué)的依附，編寫實(shí)驗(yàn)教材

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)“獨(dú)立化”

為逐步扭轉(zhuǎn)長期形成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容上依附于理論教學(xué)、在時間上滯后于理論教學(xué)的觀念，方便學(xué)生的超前學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，推進(jìn)“從做中學(xué)”，筆者以實(shí)驗(yàn)?zāi)K為主線，用簡練的語言、淺顯的示例，系統(tǒng)講述了相關(guān)的知識要點(diǎn)，使學(xué)生只需閱讀實(shí)驗(yàn)教材，即可完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“階梯化”

增加大量不同難度的實(shí)驗(yàn)題目，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容階梯化，以滿足不同水平學(xué)生的不同需求，激發(fā)學(xué)生的潛能。同時，也便于教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)際完成數(shù)量和質(zhì)量，給出合理的分?jǐn)?shù)。通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和難度的“階梯化”，在保證實(shí)驗(yàn)基本要求的前提下，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績“階梯化”，為電子競賽等選拔優(yōu)秀學(xué)生。

3.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“生活化”

適量補(bǔ)充具有實(shí)際應(yīng)用背景的研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為優(yōu)秀學(xué)生提供發(fā)揮空間。這些項(xiàng)目只以任務(wù)書的形式規(guī)定要實(shí)現(xiàn)的功能，沒有具體設(shè)計方案，要求學(xué)生自由選題、自愿組合，合作完成。設(shè)計報告按貢獻(xiàn)大小依次署名，作為教師評定成績的重要依據(jù)。

4.實(shí)驗(yàn)手段“虛擬化”

利用美國NI公司提供的虛擬設(shè)備，增加動態(tài)參數(shù)測試、動態(tài)過程演示等專題實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生建立對虛擬儀器、虛擬實(shí)驗(yàn)的初步認(rèn)識。

《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程》已于2007年用于我院06級實(shí)驗(yàn)班的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，擬進(jìn)一步充實(shí)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(shù)”課程系列化教材建設(shè)的各種思路都源于教學(xué)實(shí)踐，各項(xiàng)建設(shè)成果也都回歸教學(xué)實(shí)踐，服務(wù)于本科教學(xué)，取得了較好的使用效果。教材建設(shè)成果也將課程建設(shè)推上了一個新臺階。

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第4篇：電工入門知識教程范文

【關(guān)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(jìn)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(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，尤其在需要進(jìn)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(shù)設(shè)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，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(shè)定：

當(dāng)一臺計算機(jī)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(jìn)行初始化設(shè)置。設(shè)定參數(shù)格式與系統(tǒng)寄存器內(nèi)容的關(guān)系如表1所示。

表1 設(shè)定參數(shù)格式與系統(tǒng)寄存器內(nèi)容曲關(guān)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(jī)則空運(yùn)轉(zhuǎn)一個周期后自動停止；當(dāng)有工件時，輸送帶將工件運(yùn)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(shí)際顏色及系統(tǒng)預(yù)先的設(shè)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(wù)。

2 分揀控制管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計

S7―200是西門子公司的一款功能強(qiáng)大的小型PLC，CPU單元采用CPU 226，其本身帶有24個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)，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(diǎn)，數(shù)字量輸出共計6個點(diǎn)，根據(jù)控制對象及PLC點(diǎn)數(shù)分配I/O地址。RS-232C已成為數(shù)據(jù)終端DTE與計算機(jī)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE的接口表準(zhǔn)。S7-200系列PLC的編程口物理層為RS-485結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)場應(yīng)用中，當(dāng)需要PLC與上位機(jī)通訊時，較多的使用自定義協(xié)議與上位機(jī)通訊。因此PC機(jī)與西門子系列PLC不能直接連接，要通過一條PC/PPI電纜進(jìn)行RS232/RS485的變換。

2.2 PC機(jī)與PLC連線圖

在程序中使用了高速計數(shù)對光電編碼器進(jìn)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(jìn)行設(shè)定。分揀系統(tǒng)接口起始有效電平的測試：按表接線運(yùn)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(jī)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(jìn)電機(jī)運(yùn)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(dāng)下料槽內(nèi)有物料時，系統(tǒng)自動運(yùn)行。

2.4 傳感器位置設(shè)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(dāng)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(shè)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(shè)計語言，是編程效率較高的一種編程語言，簡單易學(xué)、容易掌握。本部分主要是界面設(shè)計，首先是系統(tǒng)的主窗體，然后才是實(shí)現(xiàn)各種功能的子窗體。

3.2 MDI的設(shè)計

編輯菜單，可以設(shè)置三個子菜單，分別是運(yùn)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(xiàng)表

3.3 PLC通訊及控制程序的設(shè)計

本部分設(shè)計的主要內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)PLC與PC的自由口通信和流水線的運(yùn)行控制。

3.4 MSComm通信控件

本文采用VB6.0作為開發(fā)工具進(jìn)行上位機(jī)通信程序的設(shè)計。MSComm控件的主要屬性Pj：CommPort：設(shè)定通信連接端口號。MSComm控件為應(yīng)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(shè)計

流水線的控制包括傳送帶電機(jī)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(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時，接收上位機(jī)PC指令啟動或暫停電機(jī)的運(yùn)行；Q1.0啟動電機(jī)，Q1.1使電機(jī)停止，當(dāng)Q1.1置位時Q1.0復(fù)位。

3.6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

啟動Access建立“產(chǎn)品分揀管理系統(tǒng)”數(shù)據(jù)庫。使用設(shè)計器創(chuàng)建表建立“產(chǎn)品分揀記錄”表，根據(jù)設(shè)計任務(wù)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(guān)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(guān)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(shè)計視圖如圖5所示。

4 結(jié)論和經(jīng)濟(jì)效益分析

本文介紹了物料自動分揀系統(tǒng)中PLC與上位機(jī)的串行通信設(shè)計。由于實(shí)現(xiàn)了PLC與計算機(jī)的通信，可方便地實(shí)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(yùn)行穩(wěn)定、精度高。

需要對相關(guān)知識有充分的了解，如VB6.0程序設(shè)計方法，S7-200PLC程序控制特點(diǎn)，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(shè)計要求快速地設(shè)計出控制程序，達(dá)到設(shè)計要求。

整個設(shè)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(shí)惠很多。

本文設(shè)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(shí)時運(yùn)行顯示直觀迅速、操作簡單、設(shè)計成本較低。上位機(jī)采用普通的PC機(jī)，PC機(jī)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(diǎn)是近乎無限制的存儲器容量使其能進(jìn)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(shè)電纜的大量費(fèi)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(lǐng)域有廣泛的應(yīng)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(diǎn)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(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(yīng)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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