導語：如何才能寫好一篇直流穩壓電源的設計方法，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。

篇1

伍水梅 廣東省國防科技技師學院 廣州同和 510515

【文章摘要】

電源是電路的核心，是電子電路制作過程中必不可少的設備。一個好的直流穩壓電源能讓電路制作事半功倍，效果顯著。一般直流穩壓電源由變壓器、整流、濾波、穩壓等幾個部分組成。本文介紹了一種簡單實用的直流穩壓電源的制作。

【關鍵詞】

直流穩壓電源；變壓器；整流；濾波； 穩壓；7806

【Abstract】

Power which is the core of the circuit is the essential equipment for making electronic circuit. It will get twice the result with half the effort if a good DC power is supplied for the production of circuit.Generally speaking,DC power supply is mainly composed of transformer, rectifying,filtering and voltage-stabilizing. This article describes a simple and practical construction of DC power supply.

【Keywords】

DC Regulated Power Supply;Transformer; Rectifying;Filtering;Voltage-stabilizing; 7806

0 引言

科技在不斷進步，人們對小型電器的需求越來越大，但不管是那種電器設備， 電源都是必不可少的，而且越是高端的電器，對電源要求越是嚴格。電源技術核心是電能變換與處理，廣泛應用于教學、科研等領域，而直流穩壓電源是電子技術中常用的儀器設備之一，幾乎所有家用電器和其它各類電子設備都在使用直流穩壓電源，它占著舉足輕重的位置，是大部分設備與電子儀器的重要組成部分，是電子科技人員及電路開發部門進行實驗操作和科學研究不可缺少的電子儀器。但實際生活中通常是由 220V 的交流電網供電， 直流電源需要通過電源系統將交流電轉換成低電壓直流電以供給各類電器設備使用。

直流穩壓電源對電路調試、電路制作有決定性的作用，一個好的直流穩壓電源，能讓工作事半功倍。直流穩壓電源系統主要由變壓、整流、濾波和穩壓四部分電路組成，其原理和制作過程比較簡單， 如圖1 所示。本文主要介紹一個能提供+6V、+1A 的串聯型直流穩壓電源的制作過程。

1 合適變壓器的選擇

變壓器作為一個降壓元件，主要是將初級電壓（市電220V）轉換為電路所需壓降。根據電路要求提供+6V、+1A 的直流電源，所以在選擇變壓器的次級電壓和次級電流時應適當增大，原則上次級電壓應在所需電壓的基礎上多加3V，即次級電壓應選6V+3V=9V，而次級電流應在所需電流的基礎上乘以1.7 倍，即1.7A ；變壓器的功率P 是初級線圈P1 和次級線圈功率P2 之和的一半，即：

P=（P1+P2）/2，

按照所選擇的電壓可計得：

P2=U2×I2=9×1.7=15.3W

P1=P2/ （0.8 ～ 0.9）=18W

這樣可以選擇變壓器的參數是功率為18W，初級輸入電壓220V，次級輸入電壓9V。變壓器應進行基本檢測，如初級、次級線圈的分辨，最常用的方法有兩個： 第一種是根據線圈電壓與線圈匝數的比值V1:V2=n1:n2 可知線圈細的那邊應為初級線圈（輸入端）；另一種方法是用萬用表的電阻檔比較兩線圈的電阻值，阻值較大的那一端為初級線圈（輸入端）。

2 整流電路的配備

整流電路的主要作用是利用二極管的單向導通特性將變壓器輸出的交流電壓轉換為脈動直流，是直流形成的第一站，它所提供的電壓比最大輸出電壓值

圖4.2 1ms 調頻周期信號頻譜 要略高，所以在選用四個二極管時要注意耐壓值應比變壓器的次級輸出電壓大3 倍以上，耐流值應略大于變壓器的次級電流。按照變壓器所取的數據：U2=9V、I2=1.7A，所選取的二極管耐壓應大于27V，耐流值最小應等于變壓器的次級電流。二極管需要承受較大的反向電壓，假如二極管反接，將會造成二極管損壞，電路無法工作等嚴重后果，因此安裝前要對二極管進行檢測，確保極性。二極管的檢測：用萬用表測量二極管的正反向電阻， 根據二極管的單向導通特性可以輕易的判斷出小電阻的那次黑筆所接是正極，紅筆所接是負極；對于外觀完好的二極管也可以從銀色圈圈在哪邊從而判出負極。

3 選用不同的電容器實現濾波

濾波電路是利用電容器將整流電路所輸出的脈動直流存在的交流成份濾掉， 使輸出波形變得平滑。不同類型的電容器有著不同特性，在電路中能起不同作用， 因此不同的電路應該選擇不同的電容器； 但不管何種電容器，在電路中承受的電壓都不能超過它自身的耐壓值，否則電容器將受到損壞，甚至產生“放炮”現象。根據變壓器的次級電壓等于9V，選擇電容器的耐壓值應為1.42 U2，即13V，電容器的容量應為（1500 ～ 2000）I2 （I2 為變壓器次級電流），即電容器可選用3300 ～ 4700μF 的。在本文所設計的電路中，前面的濾波電容C1 可適當選大到3300μF 以上，穩壓出來的濾波電容C2 就要相對減小，可選擇幾十微法的。利用萬用表的電阻檔檢測電容的好壞，判斷電容有無短路、斷路和漏電等現象：按電容量的大小用萬用表不同的電阻檔，紅、黑表筆分別接電容器的兩引腳，在表筆接通瞬間觀察表針的擺動，若表針擺動后返回到“∞”，說明電容良好，且擺幅越大容量越大；若表針在接通瞬間不擺動，則說明電容失效或斷路； 若表針在接通瞬間擺幅很大且停在那里不動，說明電容已擊穿（短路）或漏電嚴重；若表針在接通瞬間擺動正常，只是不能返回到“∞”，說明電容有漏電現象。對電解電容更要分清楚正負極，避免反接。

4 穩壓電路的研制

穩壓電路是當電網電壓波動或負載發生變化時，能使輸出電壓保持穩定的電路。根據電路的連接方式可分為并聯型直流穩壓電源和串聯型直流穩壓電源。并聯型直流穩壓電源所用元器件少，較經濟；輸出短路時元器件不易損壞，但效率低，調壓范圍小，負載變化容易引起輸出電壓的變化，適用于負載電流變化不大或極易發生短路的場合。相比之下串聯型直流穩壓電源可用在負載變化較大，穩壓性能要求較高，輸出電壓可調等場合，所以建議安裝串聯型直流穩壓電源。常用的穩壓元件有穩壓管、LM317、CW78××× （CW79×××）。

穩壓管是特殊加工而成的二極管，和普通二極管一樣具有單向導通特性，主要工作于反向擊穿區，起穩壓作用，通常并在負載兩端使用。當它兩端所加的反向電壓達到反向擊穿電壓時，管子導通，電流急劇上升，達到穩壓效果。只用穩壓管工作的穩壓電路一般較簡單，性能也較差， 適用于輸出電流不大，穩壓要求不高的場合。為改善穩壓效果，穩壓管常會和復合管一起用，但穩壓效果還是不理想。

LM317、CW78×××（CW79×××） 同屬三端集成穩壓器，都是將穩壓電路通過半導體集成技術壓制在一塊半導體芯片中形成集成穩壓電路[9]。LM317 是一種常用的三端可調穩壓集成電路，輸出電流為1.5A，輸出電壓可在1.25 － 37V 之間連續調節，調整使用方便。CW78××× 系列為輸出正電壓的固定式三端穩壓器， CW79××× 系列為輸出負電壓的固定式三端穩壓器，兩者都包含了輸入、輸出、公共接地端三個引出端，具有限流和熱保護的功能，且根據后序××× 不同各有不同的的輸出電壓和輸出電流，第一個“×” 代表額定電流--- 字母L 表示輸出電流為100mA，字母S 表示輸出電流為2A， 沒有字母表示輸出電流為1A ；后面兩個×× 表示額定電壓---05 表示額定電壓為5V，12 表示額定電壓為12V，如此類推。根據要求，本文選用7806 集成穩壓器（如圖5 所示），其額定電壓+6V，輸出電流1A ；若是79S12 則額定電壓為-12V，輸出電流2A。在使用所選IC 前，應注意區分7806 的三個管腳和判斷其好壞。區分管腳時可將三端穩壓器正面豎起來面對自己， 從左到右依次為輸入端、接地端、輸出端， 使用加電壓法測試三端穩壓器好壞，在7806 的1 腳和2 腳按極性加上直流電壓（9—35V），用萬用表測3 腳和2 腳的電壓， 如果所測電壓數值與穩壓值相近（大小不超出2V），則說明穩壓器性能好。

5 附加電路的選用

根據電路的要求不同，也為了讓電路能更好的工作，可以在原電路的基礎上增加一些冗余電路，如電源指示電路，輸出電壓顯示電路，散熱電路等。

當電路完成后應重新檢查一次所有元器件，如二極管的方向、電解電容的極性、集成電路的各管腳等，在檢查無誤后則可以進行通電調試，接通開關后若指示燈顯示正常，則+6V、1A 直流穩壓電源即可正常使用，其原理圖如圖2 所示。

6 結束語

通過對直流穩壓電源的分析制作，總結出直流穩壓電源的制作應從選材入手， 根據電路要求進行電路設計。只要認真扎實的進行制作，就能從中悟出很多有關直流穩壓電源的制作技巧，使一些積累問題迎刃而解，推導出開關型穩壓電路、串聯反饋式穩壓電路、輸出正負電壓可調的穩壓電路等的制作，提高創作水平。

【參考文獻】

[1] 田智文. 一種帶有保護電路的直流穩壓電源的設計[D]. 西安：西安電子科技大學，2011

[2] 孟祥印，肖世德. 基于先進集成電路多輸出線性直流穩壓電源設計[J]. 微計算機信息，2005，21（1）： 154-155，180

[3] 金釗. 直流穩壓電源的性能測試與優化[D]. 威海：山東大學，2012

篇2

【關鍵詞】電子 線路實驗 分析

一、電源的應用背景

電源可分為交流電源和直流電源，它是任何電子設備都不可缺少的組成部分。交流電源一般為220V、50HZ電源，但許多家用電器設備的內部電路都要采用直流電源作為供電電源，如收音機、電視機、帶微控制處理的家電設備等都離不開這種電源。直流電源又分為兩種：一類是能直接供給直流電流或直流電壓，如電池、蓄電池、太陽能電池、硅光電池、生物電池等；另一類是將交流電變換成所需的穩定的直流電流或電壓，這類變換電路統稱為直流穩壓電路?，F在所使用的大多數電子設備中，幾乎都必須用到直流穩壓電源來使其正常工作。220V、50HZ的單向交流電源變壓器降壓后，再經過整流濾波可獲得低電壓小功率直流電源。然而，由于電網電壓可以有+10%變化。為此必須將整流濾波后的直流電壓由穩壓電路穩定后再提供給負載，使負載上直流電源電壓受上述因素的影響程度達到最小。直流電源電壓系統一般有四部分組成，他們分別是電源變壓器、整流電路，濾波電路、穩壓電路。

二、總體設計

（一）設計的目的和任務

1、設計目的

（1）了解整流、電容濾波電路的工作原理；（2）掌握集晶體管穩壓電源設計方法；（3）掌握仿真軟件EWB使用方法；（4）掌握穩壓電源參數測試方法。

2、設計任務

（1）穩壓電源的主要技術指標：① 電網供給的交流電壓為220V，50Hz；② 輸出電壓為6～12V；③ 輸出電阻《0.4Ω；④ 最大允許輸出電流2A； ⑤ 穩壓系數S《8*10-?；⑥ 輸出紋波電壓《10mv（當Io=2A）；⑦ 具有限流保護功能，輸出短路電流

（2）設計要求：① 根據設計要求確定直流穩壓電源的設計方案，計算和選取元件參數。② 完成各單元電路和總體電路的設計，并用計算機繪制電路圖。③ 完成電路的安裝、調試、使作品能達到預期的技術指標。④ 給出測試各項技術指標的方法，撰寫測試報告。

（二）設計原理

1.設計原理

電子線路在多數情況下需要用直流電源供電，而電力部門所提供的電源為220V、50HZ交流電，故應首先經過變壓，整流，然后在經過濾波，和穩壓，才能夠獲得穩定的直流電穩壓電路穩定后再提供給負載，框圖如下：

2.串聯型晶體管穩壓電路

晶體管串聯穩壓電源的組成，220V交流市電經過變壓，整流，濾波后得到的是脈動直流電壓Vi，他隨市電的變化或直流負載的變化而變化，所以，Vi是不穩定的直流電壓，為此，必須增加穩壓電路。穩壓電路取樣電路，比較電路，基準并電壓，和調整元件等部分組成

（三）總體設計方案

1.變壓環節

通電為電壓220V，頻率為50Hz，為了保證后面可調范圍為6～12V，選擇初次級線圈匝數比為2000：141的pq4-10

2.整流、濾波環節

實驗選擇4個IN4002的二極管作為整流電路

因為市電頻率是50Hz為低頻電路，選擇RC濾波電路。本實驗選擇的電容為1200μF

3.穩壓環節

（1）調整元件。作為一個理想的電源，其內阻應該盡量小才能保證具有穩壓的效果，根據晶體管放大器的知識可知：共集電極電路的輸出阻抗最小。所以選擇共集電極電路來實現，且盡量選擇β值較大的晶體管，但是后來會發現并不是如此。由于電流和功耗等的影響，所以最好采用復合管來實現該要求，且有一個大功率管就可，本實驗該電路選擇的晶體管型號為2N3414（早期電壓為51V，測試前高電流拐點為4.6A，功率很大），其它兩管為小功率管MRF9011

（2）取樣電路。這部分由兩個電阻和電位器來實現，通過調整電位器的使輸出電壓的可調范圍從6V到12V。

4.參數計算

輸出電壓 V0=5.982～12.15V

最大輸出電流2A

R0計算：Ro=ΔVo/ΔIo*Vo

RL=50 Vo=7.177V，Io=143.5mA

RL=100 Vo=7.181V，Io=71.82mA

R0=0.35

穩壓系數：s=0.038

Ro=ΔVo/ΔIo*Vi/V0

當vi=23.16v時候，v0=7.176

當vi=20.86v時候，v0=7.146

通過計算可得S=0.038

符合要求

紋波電壓20.1mv

輸出電流=3.016A

三、結束語

通過這次課程設計，我對于模電知識有了更深的了解，尤其是對串聯直流穩壓電源方面的知識有了進一步的研究。在電路的仿真過程中也提升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛煉，加深了對模擬電路設計方面的興趣，理論與實踐得到了很好的結合，加深自己對實用價值和理論的統一的了解，但對于理論和實際應用的統一和對于器件在實際中的使用還有很大的不足，不能在使用器件時選擇合適的參數的器件，不能根據器件的編號知道器件的基本功能。在這方面需要很大的提高。

篇3

關鍵詞：通信；Modbus協議；S7-226；直流電源

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)10-2395-04

Modbus Protocol Applied in the Communication of S7-226 and HSPY DC Power

LIU Shi-chao

(Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)

Abstract: IN DC power control system of Dense Medium Separation ,based on the Modbus protocol,realized the communication between S7-200PLC and HSPY DC power. IN Modbus communication protocol,Siemens S7-226 PLC is master,HSPY DC power is slave, use communication to control the start of the DC power supply, stop, and the change in current. Instruced Modbus library in the Step 7 MicroWin Software of Siemens, and used the serial port debugging software to facilitate the writing and debugging of the program. Modbus simplify external wiring ,solve the interference and distortion in the transmission process of conventional switching of analog signals , the communication control method can easily read the information of the operation of the DC power ,monitoring the DCpower operation status .

Key words: communication; Modbus agreement; S7-226 ; DC power

某選煤廠為了在線調節控制三產品旋流器二段分選密度，外加螺線圈來用磁場影響磁鐵礦粉的分布。螺線圈是采用直流電源來供電，系統要求通過調節電流來控制螺線圈磁場，因此要控制直流電源的運行狀態。控制信號需要從集控室開始需要傳輸五百米才能到達直流電源，從而控制直流電源動作。在一般工業應用中，對于電源的控制大部分采用的是0-24mA或0-5V模擬量控制，很少總線控制方式。但經過比較和實際使用發現，現場總線與模擬量控制相比有很多優勢，最顯著的是具有很高的可靠性高，避免失真，并且交換的信息非常多樣化，因此越來越多的設備開始支持串口通信協議，可以預見總線控制方式通信在工程上的應用將越來越廣泛。

MODBUS通信協議是MODICON公司提出的一種報文傳輸協議，是全球第一個真正用于工業現場的總線協議[1]。它廣泛應用于工業控制領域，并已經成為一種通用的行業標準。MODBUS通信協議可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。不同廠商提供的控制設備可通過MODBUS協議連成通信網絡，從而實現集中控制。已經有很多通過MODBUS通信協議進行PLC和變頻器的成功案例[2]。該文中采用MODBUS協議進行S7-226和HSPY程控直流穩壓電源的通訊，可以更好地控制電源，監控電源運行狀態，來解決信號遠距離傳輸失真的問題。

1PLC與HSPY程控直流穩壓電源通信控制系統

在此系統方案中PLC采用西門子公司的SIMATIC S7－226CN，直流電源采用HSPY程控直流穩壓電源。S7－226系列PLC的CPU內部集成了2個通信端口，該通信口為標準的RS485串口，可以在三種方式下工作，即PPI方式、MPI方式和自由通信口方式。系統可以將一個通信端口設為PPI方式用于連接工控機也可將其設置為MPI方式以連接觸摸屏，做為人機信息交換[2]。而另一個通信端口設為自由通信口方式，自由通信口方式是S7－200的一個特色功能，是一種通信協議完全開放的功能工作方式。在自由通信口方式下的通信口的協議由外設決定，PLC通過程序來適應外設，從而使得S7－200系列的PLC可以與任何具備通信能力并且協議公開的設備通信[3] [4]。系統中的HSPY程控直流穩壓電源均內置了Modbus現場總線，相關系統構成如圖1所示，PLC的Port0通訊端口和HSPY程控直流穩壓電源構成Modbus總線。通過S7－226CN控制多臺HSPY程控直流穩壓電源，完成系統控制要求，實現對直流穩壓電源的輸出電流、電壓設定，運行狀態監控及數據交換等。

圖1直流電源控制系統

本系統中PLC作為主站，直流穩壓電源作為從站，主站向直流穩壓電源發送運行指令，同時接受直流穩壓電源反饋的運行狀態及故障報警狀態的信號等。

2MODBUS通信協議在電源通信控制系統中的使用

西門子在Micro／Win V4.0 SP5中正式推出Modbus RTU主站命令庫，西門子標準庫指令通過調用該指令庫可以使S7－200CPU上的通信口設置在自由口模式下成為Modbus RTU的主站。在S7－200控制系統應用中，要實現Modbus RTU通訊，需要STEP7－Micro／Win32 V4.0 SP5以上版本，并且安裝Modbus指令庫，如圖2，STEP7－Micro／Win32指令庫包含有專門為Modbus通訊設計的預先定義的子程序和中斷服務程序，使得PLC與Modbus從站的通訊簡單易行[5]。

圖2 Modbus命令庫

2.1 MODBUS RTU主站命令庫使用步驟

使用Modbus RTU主站命令庫，可以讀寫MODBUS RTU從站的數字量、模擬量I/O、以及保持寄存器[2]。按照一下步驟使用MODBUS RTU主站命令庫：

1)安裝西門子標準MODBUS RTU指令庫。

2)調用MODBUS RTU主站初始化和控制子程序，使用SM0.0調用MBUS_CTRL完成主站的初始化，并啟動其功能控制。

3)在CPU的V數據區中為MODBUS分配存儲區。

4)調用MODBUS RTU主站讀寫子程序MBUS_MSG，發送MODBUS請求。

表1 MODBUS部分功能碼表

2.2 HSPY電源的Modbus通訊規約

HSPY系列電源支持MODBUS通信協議，主機（PLC、RTU、PC機、DCS等）利用通訊命令，可以任意讀寫其數據寄存器。HSPY系列電源支持的MODBUS功能碼為03，10。

HSPY系列電源通訊方式為：

波特率：9600；起始位：1；數據位：8；校驗位：無；停止位：1。

2.3 HSPY系列電源的參數通訊地址的轉換

通常MODBUS地址由5位數字組成，包括起始的數據類型代號，以及后面的偏移地址。MODBUS Master協議庫把標準的MODBUS地址映射為所謂MODBUS功能號，讀寫從站的數據。MODBUS Master協議庫支持如下地址：

00001 - 09999：數字量輸出（線圈）

10001 - 19999：數字量輸入（觸點）

30001 - 39999：輸入數據寄存器（通常為模擬量輸入）

40001 - 49999：數據保持寄存器

HSPY系列電源的參數通訊地址是16進制數，首先轉為10進制，由于S7-200 PLC中最小地址為400001，而HSPY系列電源中最小地址為0，所以在寫HSPY系列電源地址時必須要加1。例如，電源的電壓設定值參數通訊地址是1000H，轉為10進制是4096，加1后是4097，寄存器地址欄要寫44097.

3串口調試軟件進行MODBUS通信調試

由于程序編寫比較繁瑣，一旦出現錯誤可能會損害HSPY電源，為了避免損害的發生，可以利用串口調試軟件進行MODBUS通信調試，其優點是不必連接HSPY電源，而是在工控機或PC機上用串口調試軟件查看S7－226CN輸出和讀取的數據，來判斷程序是否正確。

一般的工控機或PC機沒有RS485串口，可以將通過RS232轉RS485轉換模塊和PLC連接。RS485線選擇3號線和8號線,（其余均斷開）3號線接T+，8號線接T-，將另一端9針插頭接到PLC的PORT0通信端口上。也可以通過USB轉RS485轉換器連接。將編寫的通訊程序下載到PLC中。運行程序，打開串口調試軟件進行監控，從接收到的數據來看，和設置的HSPY電源動作的數據一致，說明MODBUS主站程序編寫正確[2] [6]。不一致，則要修改MODBUS通信程序，使其一致。

圖3 PLC串口調試軟件監控界面

4 PLC控制HSPY程控直流穩壓電源的部分程序

使用SM0.0調用MBUS＿CTRL完成主站的初始化，并啟動其功能控制，如圖4。

圖4 Modbus RTU主站初始化

圖5(a)上電初始化，將控制電源的數據存入S7－226CN的V存儲器。在分配存儲區時要注意，數據區不能和其他數據區重疊，否則不能正常通訊。圖5(b)向電源發送Modbus請求，把1寫入電源寄存器1004，電源開啟；圖5(c)把1寫入電源寄存器1006，鎖定電源面板按鍵；圖5(d)把10寫入電源寄存器1004，電源輸出電流10A；圖5(e)讀取從電源寄存器數據:圖5(f)把0寫入電源寄存器1004，電源關閉。

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

圖5部分控制程序

5結論

該文以S7－200控制系統為例，敘述了利用Modbus RTU協議指令庫PLC與HSPY程控直流穩壓電源通訊的實現。采用自由口通訊方式的Modbus RTU協議很好的解決了PLC與直流電源等智能設備的通訊問題，不僅能有效解決信號傳輸過程中失真的問題，而且在通信模式下PLC可以方便控制直流穩壓電源的運行和讀取直流穩壓電源的運行信息，對直流穩壓電源進行有效監控。

參考文獻：

[1]西門子(中國)有限公司自動化與驅動集團.深入淺出西門子S7-200PLC [M].北京:北京航空航天大學出版社,2003.

[2]廖常初. PLC編程及應用[M].北京:機械工業出版社,2005.

[3]龔俊,黃銳,戴濤.ACS 550與S7-226PLC自由口通訊[J/OL].[2010-04-17].中國科技論文在線(paper.省略).

[4]張士聰,王波,王然風.成莊礦選煤廠重介密度監控系統的改造實踐[J].工礦自動化,2011(5):12-14.

篇4

【關鍵詞】穩壓電源；斬波電路；單片機；PWM；IGBT

直流穩壓電源是一種常見的電子設備，被廣泛的應用與各個領域。目前市面上使用的直流電源大部分是線性電源，而線性直流穩壓電源由分立器件組成，存在體積大、效率低、可靠性差、操作不便、故障率高等缺點。隨著電子技術的迅猛發展，各種電子設備對電源性能的要求越來越高。穩壓電源日益朝著小型化、高效率、模塊化、智能化方向發展。

本文介紹了一種以單片機系統為核心的新型可調直流穩壓電源的設計，他主要由斬波電路和AT89S52單片機控制系統構成。它具有體積小、重量輕（體積和重量只有線性電源的20～30%）、效率高（一般為60～70%，而線性電源只有30～40%）、自身抗干擾性強、輸出電壓范圍寬、模塊化等優點。而且價格低廉，操作簡單。具有較高的應用價值。

1.系統的總體設計

該系統由兩部分組成，即主電路和控制電路。如圖1 所示，主電路由整流濾波電路、IGBT斬波電路、濾波電路組成；控制電路由控制電源、AT89S52單片機系統、IGBT驅動電路、ADC模數轉換電路、8279鍵盤顯示電路、檢測保護電路組成。

主電路中整流濾波電路采用常用的三相橋不可控整流器，將電網的三相交流電壓轉換成直流，再經電容濾波得到平滑的直流電壓。穩壓電路是由大功率器件IGBT實現的降壓斬波電路。

控制電路以AT89S52單片機為邏輯控制器，用于控制邏輯的實現。鍵盤和顯示電路作為人機交互，用于顯示和設定系統數據。ADC0809模數轉換電路將系統實時電壓反饋給單片機，由單片機進行處理。檢測保護電路的作用是保護ADC0809檢測電路，由于系統輸出電壓較高，不能直接接入ADC0809檢測電路，需要通過檢測保護電路將系統輸出電壓轉換到ADC0809能夠檢測的范圍才能接入電壓檢測電路。

2.控制電路設計

2.1 控制系統的核心—AT89S52

AT89S52作為該系統的核心，其主要作用為產生并輸出PWM波，他根據系統設定電壓，調整PWM波的占空比，PWM波作為IGBT驅動電路的輸入信號，從而調整輸出電壓，通過ADC轉換電路獲得實際輸出電壓，并與系統反饋的電壓值進行比較，對占空比進行微調，是系統達到所需的輸出電壓。另外，它還用于鍵盤數據的讀取和顯示數據的刷新。

2.2 人機交互——鍵盤顯示電路設計

本系統設計了鍵盤和數碼管顯示功能，用于設定和顯示系統數據。鍵盤和數碼管采用儀表中常用的驅動芯片8279進行控制。8270芯片為一種可編程鍵盤與顯示接口芯片，該芯片編程簡單，能夠自動掃描，并且與單片機接口方便，已經成為設計單片機應用系統的優選器件之一。以8279為控制芯片的鍵盤和數碼管顯示電路如圖2 所示，鑒于本系統所需顯示和設定的數值較少，故采用4個8段數碼管來顯示系統數據。鍵盤為4X4掃描式鍵盤，16個按鍵中，10個按鍵為0～9的數字按鍵，另外6個按鍵為功能選擇和設定按鍵。

8279以A0來區分信息特征，當A0=0時，單片機讀出為數據；當A0=1時，單片機讀出數據位芯片狀態字，寫入數據為控制命令。8279內部有兩個數據緩沖區，即一個16字節的顯示數據緩沖區和一個8字節的鍵盤數據緩沖區，顯示數據時，只需要將需要顯示的數據寫入顯示緩沖區即可。當有按鈕閉合時，8279會自動去抖，并掃描鍵值，最后將鍵值存入鍵盤數據緩沖區，單片機只需要從數據緩沖區中讀取數據即可得到鍵值，編程簡單。

2.3 ADC0809模數轉換電路設計

ADC0809是較為常用的一款逐次逼近式A/D模數轉換芯片，它是帶有微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件，具有8位A/D轉換器和8路多路開關，可以和單片機直接接口。ADC0809的組成包括：

一個8路模擬開關；

一個地址鎖存與譯碼器；

一個A/D轉換器；

一個三態輸出鎖存器。

多路開關可分時選通8個模擬通道，芯片允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數字量，OE為低電平時，說明A/D轉換器正在進行模擬量的轉換，只有當OE端為高電平時，鎖存器讀取轉換完的數據。

2.4 IGBT驅動電路設計

日本富士公司推出的厚膜驅動集成電路EXB841是專門的IGBT驅動芯片，適合驅動1200V/300A 以下的IGBT模塊。EXB841為高速型驅動模塊，具有隔離強度高、反應速度快、能夠過流保護等優點，市場占有率較高。該驅動電路如圖3所示，EXB841的15引腳外加PWM控制信號，當觸發脈沖信號施加于14和15引腳時，在GE兩端產生約16V的IGBT開通電壓；當觸發控制脈沖撤銷時，在GE兩端產生-5.1V的IGBT關斷電壓。

3.系統的軟件設計

整個系統程序采用模塊化設計方法，主要包括系統初始化模塊、模擬電壓讀取模塊、顯示模塊、按鍵處理模塊、PWM脈寬調制模塊和看門狗模塊等。

看門狗模塊分為初始化子程序和喂狗子程序兩部分，初始化子程序用于啟用看門狗功能和初始化看門狗定時器，本系統設看門狗定時器時間為2S，若2S時間內，沒有執行喂狗程序，則看門狗電路發出復位信號，系統程序自動復位。

開機后，首先調用初始化子程序，初始化系統，此時系統按照默認參數，計算PWM占空比，并由定時器0和定時器1生成1KHZ的PWM波，由P2.3輸出。由定時器2產生一個10MS的定時器中斷，中斷程序中讀取實際電壓，然后與設定電壓比較，根據誤差調整PWM波的占空比，使實際值逐漸趨近設定值。然后刷新輸出，由數碼管顯示系統實時電壓。

當有按鍵按下時，系統進入外部中斷子程序，此時在外部中斷子程序中調用按鍵處理子程序，來實現系統電壓值的設定。

PWM波的調制程序是系統軟件的關鍵所在，它的功能好壞直接影響系統的穩定性。它由定時器0和定時器1通過中斷生成。定時器0和定時器1都工作在定時方式1，定時時間到出發相應中斷。由定時器1控制PWM波周期，定時器0控制PWM波的占空比。當定時器1產生中斷時，置位PWM輸出口P2.3，同時啟動定時器0。當定時器0中斷發生時，中斷程序復位P2.3，同時關閉定時器0。這樣只需要調整定時器0的定時時間即可調整PWM波形的占空比。

定時器2產生一個10MS的中斷，該中斷程序用于調整PWM波的占空比，其流程圖如圖5所示，首先讀取實際電壓，然后與設定電壓作比較，根據誤差改變定時器0的定時時間，調整公式如下：

其中：為本次中斷定時器0的初始設定值；

為上次中斷時0的初始設定值；

為比例系數；

為設定電壓與反饋電壓的差值。

經過實際調試，當k取1.5時，系統能夠達到較好的穩壓效果。

4.結束語

通過系統調試，程序沒有出現錯誤，得到的輸出電壓穩定可靠，采用鍵盤和數碼管顯示作為人機交互，操作簡單方便，智能化相對來說比較高。用戶反映良好。

基于單片機控制的直流穩壓電源采用了先進的單片機控制技術、完善的保護電路及專用高性能基準穩壓源元件，具有穩壓精度高、紋波干擾小、安全可靠等特性，故可廣泛應用于國防、科技、生產等領域。

參考文獻

[1]周志敏，周紀海，紀愛華.IGBT和IPM及其應用電路[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[2]李文元.高精度工業用可調直流電源的設計和制造[R].蘭州理工大學，2000.

[3]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2001：501-554.

[4]王水平，史俊杰，田慶安.開關穩壓電源——原理、設計及實用電路（修訂版）[M].西安：西安電子科技大學出版社，2005：1-60.

[5]王兆安，黃俊.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，2005：29-105.

[6]潘永雄.新編單片機原理與應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.

[7]劉新菊.高性能直流電源柜的研制[R].成都理工大學，2001.

[8]王鴻麟.直流穩壓電源的原理和設計[M].北京：人民郵電出版社，1981：177-194.

[9]吳斌.脈寬調制型開關穩壓電源的研究[R].廣西大學，1996.

[10]徐衡平.PWM型大功率開關穩壓電源的設計及動態特性研究[R].西北工業大學，1999.

篇5

【關鍵詞】數控;直流穩壓電源;Proteus;設計與仿真;教學案例

1 引言

Proteus軟件是英國LabCenter Electronics公司開發的EDA工具軟件，由ISIS和ARES兩個部分構成，其中Proteus ISIS軟件包含了革命性的VSM（虛擬仿真技術），用戶可以對模擬電路、數字電路、模擬數字混合電路，以及基于微控制器的系統連同所有的周圍電子器件一起仿真[1-2]。在電子類專業核心課程的教學中，除了引導學生掌握好基礎理論知識外，教師更需要加強對學生實踐動手能力的培養，才能促進學生電路設計能力以及實踐創新能力提高，也才能滿足社會對所培養人才的專業能力需求。而將Proteus仿真軟件技術應用于電子類專業核心課程的教學活動中，如模擬電子技術、數字電子技術、單片機技術以及嵌入式系統等課程的教學，不僅能夠促進教師形象生動地完成教學任務，還可以提高學生的實踐動手能力，如開展創新性設計實驗、畢業設計、電子設計競賽[2]。采用Proteus進行虛擬仿真設計實驗可以根據需要隨時對原理電路圖進行修改，并立即獲得仿真結果。一邊設計一邊實驗，調試時隨時可以修改電路，要比用萬能板焊接元件搭建硬件平臺更為方便，避免了傳統設計中元器件的浪費，節約了時間和經費，提高了設計的效率和質量[3]。本文探討的數控直流穩壓電源的設計和仿真，涉及電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、單片機技術、EDA技術等多方面知識，是電子電路設計與仿真教學的典型案例。

2 電路的硬件設計

2.1 設計方案分析

數控直流穩壓電源設計是一個具有綜合性的設計項目，要求具有一定的電壓輸出范圍，輸出電壓能步進可調，能實時數字顯示輸出電壓。

根據任務要求，首先該電路主體是一個電源，屬于模擬電路設計，其次需要實時顯示輸出電壓，需要譯碼顯示電路，屬于數字電路知識，還有數字到模擬的轉換，需要數模轉換電路，整個轉換過程需要相應的時序控制，需要微控制器有序控制電壓的轉換、輸出、顯示。因此設計方案很多，本文給出一種簡單實用的方案，在此方案中主要由以下幾個部分組成（如圖1）：

控制器部分：為了能有序控制電源的步進輸出及顯示，本設計選用學生熟悉又比較常用的8051系列單片機AT89C52。單片機的作用除了有效控制電壓的數控輸出及顯示外，還可進行功能擴展。

電壓輸出部分：本設計對電源的輸出電壓電流沒有太高的要求，當前已有集成三端穩壓器一般能滿足要求，而且這類芯片內部都有過流和過熱的保護電路。例如型號為LM317集成三端穩壓器，其額定電流可達1.5A，輸出電壓的調節范圍為1.2～37V，內部有過熱和過流保護電路，價格也不貴，所以采用這種芯片為主體來組成所要求的系統是比較合理的。

電壓調節部分：為了能實現電源輸出步進變化，結合集成三端穩壓器的特點，選擇模擬開關和電阻網網絡構成D/A轉換電路，將單片機與三端穩壓器聯接，實現數字信號到模擬信號的轉換?？刂茊纹瑱C輸出的數字信號即可改變三端穩壓器輸出電壓，實現電壓的數控調節。

電壓顯示部分：該部分選用常用的數字電路中的譯碼顯示電路，為了節約單片機的IO端口，顯示方式采用動態顯示。

圖1 整體電路設計方案原理圖

2.2 各單元電路硬件設計

根據上面的設計思路，為了能快速方便的實現該設計方案，采用常用的一種仿真設計軟件Proteus完成該電路的設計與仿真。Proteus軟件包含了豐富的元器件庫，能夠很方便地調用設計方案中需要的各種元器件連接成電路，并進行仿真測試。

2.2.1 單片機控制電路

單片機是數控電源的核心，它通過軟件的運行來控制整個電路的工作，從而完成設定的功能。本設計中控制電路選用AT89C52單片機，它是由美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能8位CMOS單片機，片內含8K字節的FLASH或PEROM和256字節的RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，與標準MCS-51指令系統及8052產品引腳兼容[4]。AT89C52接收來自按鍵的信息，并對按鍵輸入的信息進行處理，從而控制輸出電壓的變化，并將變化的結果輸出到顯示電路上。

2.2.2 電壓輸出電路

該電路主要由集成三端穩壓器LM317作為核心器件穩定輸出電壓，該芯片內部有過流和過熱保護電路，電容C1、C3濾除交流雜波，二極管D1為負載電容的存儲電荷提供一條放電通路[4]。LM317的穩壓輸出電路如下圖2所示。

圖2 LM317穩壓輸出電路

圖2中輸出電壓滿足下列關系，

由于調整端的電流IADJ小于100uA，大多數情況應用時可以忽略，因此輸出電壓近似為 ，通過調節可調電阻R2可以很方便地改變輸出電壓。

2.2.3 電壓調節電路

從上面的LM317輸出電壓公式得知只要改變可調電阻R2的大小可以很方便地改變輸出電壓的大小，如果把R2設計成一個線性電阻網絡，通過模擬開關進行切換，就可以實現數控輸出電壓的要求[5]。線性電阻調節網絡如圖3所示，電路中選用8個電阻值依次倍增的精密電阻，模擬開關選擇常見的繼電器，通過按鍵輸入控制單片機P1口輸出的數字量控制繼電器的閉合與斷開，實現一種類似于數字量到模擬量的轉換網絡，來改變接入LM317調整端電阻的大小，從而改變輸出電壓大小。

圖3 線性電阻調節網絡

2.2.4 電壓顯示電路

譯碼顯示電路選用4位數碼管的動態顯示方式（如圖4所示）。將單片機的P2.0和P2.1口控制數碼管的段選和位選的選通，P0口實現對數碼管段選和位選的數據傳送。P0口既要輸出位選數據還要輸出段選數據，因此采用分時傳送方式，分別用兩個鎖存器74HC573保存對應的位選數據和段選數據;兩個鎖存器的工作分別通過單片機的P2.0和P2.1口來控制。

圖4 譯碼顯示電路

2.2.5 聲光指示電路

為了能指示輸出電壓的最大值、最小值，分別添加紅、綠LED指示燈;為了能指示按鍵的增減，添加蜂鳴器，按鍵每按下一次，就發出報警聲一次。

3 電路的軟件設計

直流穩壓電源系統是以單片機為核心控制電壓的調節與顯示，因此需要編寫相應軟件程序控制單片機有序工作。

根據以上電源系統的硬件特點和實現功能，軟件程序的結構可分為主程序和若干子程序[6]。主程序主要完成：系統初始化、數碼管顯示、按鍵是否按下，并跳轉到相應功能的子程序中去。主程序流程圖如圖5所示。子程序包括：系統初始化子程序、顯示數據處理子程序、數碼管顯示子程序、按鍵中斷子程序等。

圖5 主程序流程圖

4 電路的整體設計與仿真分析

單片機系統的仿真是Proteus軟件的一大特色。首先在Proteus中將上面硬件設計的各單元電路連接成一個完整的數控直流穩壓電源仿真電路（如圖6所示）;然后創建源代碼程序文件，并編輯該電源系統的程序源代碼;接著將源代碼編譯生成為目標代碼，將目標代碼添加到圖6中的單片機元件的屬性中，相當于在實際電路中對單片機下載目標程序;最后進行電路的調試仿真[7]。

圖6 整體設計仿真電路圖

圖6所示電路的仿真結果如下：當電路上電工作后，由于電阻網絡中沒有電阻接入LM317的調整端，數碼管上顯示出電壓為1.25V。當電壓增加按鍵按下時，單片機的外部中斷0產生中斷，蜂鳴器報警，電壓計數值增加1，接入的電阻網絡中的電阻值增加一個單位，相應的輸出電壓增加0.1V;保存數碼管結果的計數器值加1，P2.0端口選通譯碼顯示電路的位選鎖存器，送入相應的位選數據;P2.1端口選通譯碼顯示電路的段選鎖存器，送入段選數據;數碼管上顯示結果值增加0.1。當電壓增大到15V時，紅燈亮，顯示電壓值不變化，輸出電壓值也不再增加;當電壓減小到1.25V時，綠燈亮，顯示電壓值不變，輸出電壓也不再減小。

在仿真電路中增加虛擬測試儀器，如圖6中在穩壓輸出端Vout添加直流電壓表或者電壓探針，可以在仿真中實時觀測輸出電壓的變化數據[3]。

電路仿真輸出的理想結果是：電壓輸出大小從1.25V到15V變化，變化步進單位為0.1V;但實際上仿真結果是：數碼管上顯示結果與LM317輸出端接的電壓探針測量的電壓值有一點誤差。仿真測試數據如表1所示。

表1 仿真測試數據對比表

顯示值 測量值 誤差 顯示值 測量值 誤差 顯示值 測量值 誤差

1.35 1.356 -0.006 5.55 5.527 0.023 11.55 11.475 0.075

1.55 1.554 -0.004 5.95 5.924 0.026 11.95 11.871 0.079

1.95 1.951 -0.001 6.55 6.520 0.030 12.55 12.465 0.085

2.35 2.349 0.001 6.95 6.916 0.034 12.95 12.861 0.089

2.55 2.548 0.002 7.55 7.511 0.039 13.35 13.257 0.093

2.95 2.946 0.004 7.95 7.908 0.042 13.55 13.455 0.095

3.35 3.343 0.007 8.55 8.503 0.047 13.95 13.850 0.100

3.55 3.541 0.009 8.95 8.900 0.050 14.35 14.247 0.103

3.95 3.939 0.011 9.55 9.494 0.056 14.55 14.444 0.106

4.35 4.335 0.015 9.95 9.891 0.059 14.75 14.642 0.108

4.55 4.535 0.015 10.55 10.485 0.065 14.85 14.741 0.109

4.95 4.932 0.018 10.95 10.881 0.069 14.95 14.840 0.110

從仿真結果上看，隨著電壓的增加，數碼管輸出的理想結果與電壓探針輸出的結果誤差將逐漸增加，最大相對誤差為0.11V，即數碼管上顯示電壓值為14.95V時，電壓探針實時測量電壓值為14.840V。仿真結果說明該電路在精度要求不是很高的場合足以適合應用。

分析誤差的原因：（1）仿真軟件中的電路元件畢竟是模擬元件，不是真實電路，即使真實電路也會有一定的誤差;（2）顯示結果是直接將控制繼電器的數字信號通過單片機軟件顯示出來，而電壓探針測量的是LM317輸出端的電壓值，兩種的顯示位數、精度不同。當然實際輸出端的結果還取決于連接的電阻網絡中的電阻值的合理選取。通過仿真不但可以觀察輸出結果，還可以在仿真軟件中很容易修改電路并分析結果。

5 小結

本文利用Proteus軟件實現了一種數控穩壓直流電源的設計與仿真，無論設計過程還是仿真測試結果都達到了滿意的效果。該電路的設計與仿真作為電子類專業的綜合課程設計典型教學案例，在教學過程中應用Proteus仿真軟件對電路的設計方案及結果進行實時的仿真測試與分析，一方面仿真設計操作簡單，搭建電路、測試結果方便，修改設計快捷;另一方面在教學中增加了學生電路設計上的感性認識，便于對電路設計理論的理解，提高了學生的興趣?？傊?，利用Proteus仿真軟件能較好地完成設計任務，將之應用到相關課程教學中是一種新的教

學方法，有助于教師的教學和學生的自主學習。

參考文獻：

[1]王勇，曹磊.Proteus虛擬電子實驗室在教學中的應用研究[J].中國電力教育，2014（03）：124-125.

[2]侯向鋒，周兆豐.Proteus在模擬電子技術教學中的應用[J].湖北師范學院學報（自然科學版），2012（04）：114-118.

[3]周潤景，張麗娜，丁莉.基于PROTEUS的電路及單片機設計與仿真（第二版）[M].北京航空航天大學出版社，2010.

[4]蔡順燕.基于AT89C52的數控直流穩壓電源設計[J].成都師范學院學報，2014（03）：112-115.

[5]唐金元，王翠珍.0～24V可調直流穩壓電源電路的設計方法[J].現代電子技術，2008（04）：12-14.

[6]周立功.單片機實驗與實踐[M].北京航空航天大學出版社，2006.

篇6

所謂項目驅動教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎之上的教學法,學生綜合素質和各種能力的提高都需要通過項目驅動教學模式來實現。該教學方法要求在教學過程中以項目為主線來展開,把相關的知識點融入到項目的各個環節中去,層層推進項目。通過對問題的深化或功能擴充,來拓寬知識的廣度和深度,直至得到一個完整的項目解決方案,從而達到學習知識、培養能力的目的。項目驅動教學法屬探究式教學法,老師根據學生已有的知識、水平、經驗和興趣,與學生共同擬定、實施一個項目來進行教學活動。在教學實施過程開始,教師引導學生選定“有意義”的項目,所謂“有意義”是指項目能夠將課程中的理論知識融入到項目中并具有開放性;在項目實施過程中,老師在課堂教學中將融于項目的理論知識適當加以講解,學生可以在項目實施過程中用理論指導實踐,同時在實踐過程中強化對理論知識的理解和掌握,兩者有機結合,既能提高學生的興趣,又可以在制定修改設計方案、分工協作中鍛煉學生的自學能力、實踐能力和創新能力,極大地發揮學生的主觀能動性。在項目完成的基礎上,可以引導學生對項目進行總結、交流和討論,強化項目實施過程中學到的知識和技能,不但如此,可以引導學生在已實施項目上提出新問題、優化性能、擴充功能,進一步培養學生的鉆研精神,挖掘學生的創造潛力。

二、項目驅動教學法在模擬電子技術課程中的應用

本文以直流穩壓電源為例,介紹項目驅動法在模擬電子技術課程中的應用,該方法可以推廣到該課程中的其它知識點,如功率放大電路、信號處理和信號產生電路等。

(一)項目的選擇。項目的選擇在項目驅動教學法中起著舉足輕重的作用,項目選擇要遵循以下原則:一是盡可能覆蓋直流穩壓電源涉及的所有知識點,如整流電路、濾波電路、穩壓電路等,項目完成后學生能理解和掌握直流穩壓電源所涉及所有理論知識,掌握運用這些理論知識的技能;二是項目要具有開放性,主要體現在項目的可拓展性,學生能夠在已完成的項目上開展進一步的研究工作,包括性能的優化、功能的擴展等,如穩壓電源轉換效率的提高、穩壓性能的提高等。在項目的實施過程中,學生可以充分發揮其主觀能動性,增強團隊協作能力,培養學生的鉆研精神和協作精神。三是選擇實際的工程項目,可以鍛煉學生從事工程項目開發能力,畢業后無需崗前培訓直接擔任設計開發任務,從而拓寬學生畢業就業渠道。按照以上原則,選擇直流穩壓電源作為項目開展教學活動。在課程中的其它知識點,也可根據以上原則選擇合適的項目,如在功率放大電路中選擇擴音器作為項目、信號處理和信號產生中選擇信號發生器作為項目等。

(二)項目的實施。項目驅動教學法中項目實施遵循層層推進的原則,按“搭積木”的方法,將項目分解成不同層次的小項目,每個小項目包含在不同知識點里,由不同的理論知識進行指導,由淺入深、由小到大,該章節課程結束時項目也就完成了。在整流濾波課程結束后,項目小組可以利用該章節所學的理論知識作為指導,討論如何實現整流濾波環節,以整流電路為例,項目小組要確定選用單向半波、全波還是橋式整流或倍增整流,在確定了電路種類后要選擇元件,確定元件必須具備的功能和性能,搭建電路后,要進行性能測試,測試的結果與理論計算值進行比較,分析產生差異的原因,尋找改進的措施。在整流電路設計完成后,進行濾波電路的選擇和設計,討論采用電容濾波還是電感濾波,各有什么優勢,如果采用電容濾波,電容的取值應該多大、耐壓性如何,紋波電壓多大等,設計完成后進行測試,將測試結果與理論值比較并進行相應的處理。經過整流濾波后的電壓值還不能夠給精密度較高的電子設備供電,因此需要進一步穩壓,這正是整流濾波后續課程內容,在這部分課程結束后,項目小組就可以討論穩壓電路方案,將所學的理論知識運用到實踐中,確定采用串聯反饋式穩壓電路還是集成穩壓器實現穩壓,或設計兩種方案并進行對比,方案確定后選擇元器件搭建電路并進行測試,以此類推,在課程結束時完成項目。

(三)討論和總結。項目完成后,各項目小組將項目過程中形成的設計方案、圖紙、電路系統整理后,結合項目的心得體會撰寫項目報告,在班級進行成果展示并匯報,其他小組成員可以對該組的項目展開討論,/，！/如設計方案是否得當,元器件的選擇是否合理,是否考慮了功能、性能和經濟性要求等,項目小組可根據其他同學的建議對項目進行改進和優化。

(四)項目的拓展。項目的基本功能實現后,學生能夠較好地掌握了直流穩壓電源的基本知識,利用基本知識開展直流穩壓電源設計的基本技能,該章節的教學任務也就基本完成,取得較好的教學效果,在此基礎上可以鼓勵學生進一步對已完成項目進行功能和性能的拓展。老師可引導學生對項目提出新要求,如功能上的擴展:不可調單向電壓輸出擴展為可調雙向電壓輸出;性能上的擴展:電壓穩定性的提高、電源轉換效率的提高等,通過功能和性能的拓展,可進一步開發學生的創新思維,挖掘他們的創造潛力。

三、項目驅動法在模擬電子技術教學中取得的成效和存在的問題及對策

(一)取得的成效。將項目驅動法應用于模擬電子技術課程教學中,取得了以下成效:

1.學生對模擬電子技術課程產生濃厚的興趣,學習效率得到明顯的改善。一方面一改以往課堂上無精打采的狀態,課堂氣氛變得活躍,與老師的互動明顯增加,因此學生的學習效率提高了,老師的積極性和效率也得到提高,形成了良性循環,使課堂教學效果得到明顯改善;另一方面一改課后作業敷衍了事的狀態,項目組成員分工查閱資料,討論項目方案,加強與老師的交流,課后學習的目的性很強,有效地提高了課后學習的效率。

2.學生的理論知識和實踐技能得到系統訓練。因項目選擇有針對性,涵蓋了模擬電子技術的所有知識點,學生全程參與項目實施的每個環節,所以學生的理論知識和實踐技能能夠得到系統訓練。另外,項目的實施如方案的確定、元器件的選型、電路的設計、制作和調試是在理論指導下完成的,

使得學生所學的理論能夠得到實際應用,而在項目實施過程中通過查閱資料、討論、老師的指導,使得學生能夠在實踐中強化對理論知識的理解、掌握和拓展。 3.學生的工程應用和創新能力得到很大提高。因為選擇的項目都是實際工程項目,所以項目的實施完成對于提高學生的工程應用能力起著很大的作用,同時因為項目的開放性特點,可以鍛煉和提高學生的創新能力,學生畢業后無需進行崗前培訓即可直接上崗完成開發任務。另外,通過項目的實施,學生的團隊協作精神、綜合運用知識的能力等都會得到培養。

(二)存在的問題及對策。盡管在模擬電子技術中進行了項目驅動教學法的嘗試,并取得了較好的效果。但是要將項目驅動教學法全面推廣,最大限度地發揮其功效,還存在一些問題需要解決。

1.項目驅動教學要求老師有豐富的工程實踐經驗,而教師隊伍中具備這種能力人的比例還不高。針對這個狀況,可以從兩方面開展工作,其一是較強校企科研和項目合作,可以派遣在職教師到企業掛職,為企業解決實際問題的同時鍛煉自己的工程經驗;其二是可以聘請企業中的資深工程師到學校擔任兼職教師。

2.項目選擇的問題。任課教師參與開發過的項目數量是有限的,不一定是“有意義”的項目,而且不一定適合教學。針對這個問題,除了要加強校企合作,多培養雙師型人才,還要按項目選擇的原則認真篩選、規范定題,不斷積累,提高項目的數量和質量。

3.組織能力和協作精神的培養問題。項目的實施可以鍛煉項目小組組長的組織能力,培養組員的協作精神,但如果組長在項目實施過程中只由一個人承擔,其他組員的組織能力就得不到鍛煉,有可能引發矛盾,更談不上相互協作了。針對這個問題,可以采用組員輪流值班的方法解決,即在每個模塊的設計和實施過程中由不同組員擔任組長,可有效地解決組織能力和協作精神的培養問題。

篇7

摘 要：隨著我國現代電子信息技術的發展與提升，電子技工院校開始著重培養學生們的綜合實踐與應用的能力，進而有效的提升學生們的電工電子技能。因此，在電工電子技能的教學過程中，通過應用項目教學的方法開展，能夠有效的提升整個課堂教學的效果，注重對學生們進行實訓技能的培養與提升，從而促使學生們全面的發展與提升，增加學生們的綜合實踐能力與技術。

關鍵詞：電工電子；技能實訓；項目教學活動；設計與評價

引言

“項目教學法”是通過一個完整的項目來進行教學的方法，應用這種教學方法能夠有效的將理論知識與實踐教學進行有機的結合，進而充分的發掘出學生們的動手、應用潛能，激發學生們的學習積極性，培養與提升學生們的綜合實踐與應用的能力。當前，在技工學校的教學中，電子電工課程的技能實訓課的教學效果較低，學生們的相關技能水平尚不成熟?；诖?，通過應用項目教學的方式能夠有效的提升電工電子課程的技能實訓效果，進而促使學生們相關技能得以提升與發展。此外，通過應用項目教學的方法開展電工電子實訓技能的教學，能夠培養出全面、綜合性的技能性人才，符合社會的發展標準，促使社會更好的發展與提升。

1項目教學活動的設計

1.1項目實施方案

直流穩壓電源是人們日常生活中最常見的一種電源，通過以直流穩壓電源來進行項目教學，與學生們的實際生活相貼切，更有利于激發學生們的學習興趣，促使學生們更好的學習與發展。直流穩壓電源在教學的過程中具有較強的綜合性特征，因此在進行項目教學的時候將相關的基本知識點、基本技能進行有效的融合，更有利于學生們的學習與發展。

為了更好的完成該項目，實際的訓練過程中，教師首先需要將整個項目劃分為多個子項目，然后分階段實施。在開展技能實訓課的時候，首先需要制作一個能夠輸出直流電壓為3―12V、輸出電流為0.5A、電壓調整率≤0.5V、電源輸出電阻≤0.1的直流穩壓電源。

進行直流穩壓電源的項目教學目標就是通過綜合性的應用電子技術基礎知識，以此來有效的提升技工學校學生對于電工電子技能實訓課程的學習興趣，進而有效的提升學生們的實際應用技能。而在教學的過程中，教師通過應用PROTEL軟件來進行電路原理圖的繪制，向學生們演示電路的安裝、提示，并以小組合作的方式來讓學生們收集與電路元器件相關的信息數據，電路安裝與調試的方法，來全面、綜合性的提升學生們的電工電子技能，增加技能實訓課的教學效果。

1.2項目教學活動的設計

項目教學活動設計過程中首先需要明確教學任務，即按照電子線路教學要求設計一個串聯型穩壓電源。然后，制定詳細的活動計劃，本次項目教學活動，主要可以劃分為四個實施階段完成，其中的第一階段就是引導學生對相關的串聯穩壓電源的工作原理進行復習，如何有效的設置展示板、干擾源，制作出電路的設計圖，列出所需要的元器件。第二階段則是通過對所設計的方案通過從成本、實施等多個方面進行討論與分析，確定最終的實施方案。第三階段就是通過安裝元器件來對電路進行測試與調試，并收集相關的實驗結果及資料數據。最后一個階段則是對整個項目進行實物驗收及資料的驗收，對項目實施過程中可能會出現的一些困難比如面板布局不合理、線路設計不夠科學等問題進行預測，針對各項可能出現的問題，制定相關的解決對策，從而確保整個項目活動能夠順利的開展。

而在具體的實施過程中，通過小組合作、交流完成。小組研討過程中，主要重點分析串聯穩壓電源工作原理的展示方式、線路原理圖、教具結構布局等問題，需要確保教具能夠展示負載變化、輸入電壓波動變化等外界條件變化情況。然后通過一定的調研查詢，了解元器件型號及相關參數，做好成本核算工作，最終選擇出成本較低、性能較好的元器件，采購工作完成之后，可以開展后續計劃。電路安裝調試過程中，小組成員需要對整個的電路原理的設計路線、元器件的結構布置等進行不斷的調試，通過收集、分析輸入電壓波動、負載變化以及管C、E兩端的變化值來對整個電路進行不斷的調整。此外，還需要對相關的電子元器件的型、參數進行調整，來保證整個電路的運行。另外，在選購電子元器件的時候，還需要引導學生對相關設備的成本、性價比進行考慮，且還需要應用能夠輕易在市場上找尋到的相關電子元器件，進而對學生進行全面性的培養與提升。項目總結環節，教師及學生要能夠通過教師評價、學生互評、自我總結等方式對教學方案設計過程、教學活動實施過程、項目成果質量等進行綜合的評價分析，總結項目實施過程中學生們存在的一些缺點及不足，幫助學生充分的認識自我，促進學生最大限度的發揮自身的能力，建立自信心。教師要能夠從理論設計、實踐操作、創新能力、學習態度等多個方面對學生進行系統評價。

2實施多元化的評價

教學評價對于技能實訓項目的實施有著重要的意義，傳統的考核方式只重視項目的結果，嚴重打擊了學生參與學習項目的積極性，因此，教師在對電工電子技能實訓課評價的時候，需要從多個方面展開合理的評價，由此才能夠全面的對整個課程及學生進行評價，促使學生們更好的學習與發展。教學評價的內容應包括學生對于專業知識的掌握能力、崗位技能以及職業素養三個方面，其中崗位技能應占據考核的主要地位，專業知識及職業素養分別占20%。在進行課程評價的時候需要將總結性的評價與過程評價相結合，通過對學生的實訓過程進行評價，重點考察學生對于課程基本概念、原理以及市場調研、成本核算等方面的能力，學生的創新精神、突發事件應變能力等，考察的內容要能夠反應出學生們對于新舊知識的結合、掌握、運用以及創新的能力，對學生的合作意識與能力進行有效的評價，進而能夠全面性的掌握學生的實際技能掌握情況。同時，還可以通過進行個體考核與團隊考核相結合的方式，通過對整個小組的共同作品進行考核，能夠增強學生們的團隊意識與團隊精神，提升學生們的綜合能力與水平。

除此之外，還可以通過開展學生評價的方式來對項目考核進行學生自評與互評，最終再由教師進行總結性的評價。自我評價在評價學生對于知識點掌握情況時十分適用，自我評價一般在課后進行，學生根據教師提供的標準答案獨立填寫評價表格完成該評價過程，然后由教師通過抽查及談話的方式對學生的學習成果進行檢查及反饋，了解學生在項目實施過程中存在的不足之處，督促學生及時的梳理及復習本項目學習的重點，為下一個項目的有效完成奠定良好的基礎。教師評價主要在學生綜合知識應用能力、隱形職業能力等內容中十分適用。教師評價時對于不同的教學項目，評價的側重點會有所區別，比如課程初期項目評價中，教師應將評價重點放在學生對于教學工具應用的熟練程度、自我管理等方面；后期項目評價則應放在學生的創新能力、溝通合作能力等方面。通過這種不同主體、不同評價方式的考核評價方式，能夠更加全面性的對學生電工電子技能進行評價，在評價的過程中不會出現重復評價的現象，進而建立起高效的評價方式。

3結語

隨著社會對技能型人才的標準與要求的不斷提升，在電工電子課程的教學過程中，需要有效的增加實訓課的教學質量與能力，通過應用項目教學的方法來開展技能實訓課，能夠有效的解決傳統教學方式中存在的問題，提升實訓教學的效率，進而提升學生們的實訓技能，全面性的培養、發展技能型人才，以此來有效的促使我國在電工電子方面的發展速度，推動我國社會更好的生產與發展，增加我國在世界中的國際地位。

參考文獻：

[1]張華燕.電子技術課程項目教學活動設計與評價[J].中國職業技術教育，2013（8）：37-41.

[2]陳正偉，裘君英，朱建華.電工電子技術實踐教學評價體系設計[J].浙江科技學院學報，2015（04）.

[3]景寧波.電子設計大賽與電工電子設計實訓課程改革[J].電腦知識與技術，2016，12（05）：131-132.

篇8

【關鍵詞】MSP430F149單片機；A/D轉換；開關管

一、系統設計方案

1.總體方案設計

電子負載系統采用MSP430F149單片機、LCD液晶顯示、鍵盤操作、PWM移相控制、功率管電路、A/D轉換結合的技術方案；集控制、檢變、顯示等功能于一體的設計方法?？偡桨冈O計框圖如圖1所示。

2.電流源方案比較

方案一：根據傳統線性恒流源的原理，以集成紋樣芯片（LM337）與數字電位器構成電源的主體部分，通過單片機改變數字電位器的阻值，以及實現對恒流源輸出值的調整，并使用LCD12864顯示其數值，其原理方框圖如圖2所示。由于流過的電流較大，需要并串多個數字電位器才能滿足輸出的電流要求，且系統的開環控制穩定性較差，精度較低。

方案二：根據開關電源的原理，經AC/DC變換過程來實現可調穩流的功能，主電路由整流濾波電路、斬波電路和恒流電路構成。其工作過程如下：市電經變壓器降壓后，通過整流橋，電容器濾波，變成平穩的直流電，該方案可靠性高，編程容易。電源設計框圖如圖3所示。比較兩種方案，最終選擇方案二。

3.采樣方案

方案一：采用外置A/D轉換器，如10位A/D轉換器TLC1549系列對功率器件兩端電壓取樣，并進行轉換、控制、存儲和顯示。TLC1549采用CMOS工藝。內部具有自動采樣保持、可按比例量程校準轉換范圍、抗噪聲干擾功能，而且在設計時使在滿刻度時總誤差也不高，因此廣泛應用于模擬量和數字量的轉換電路。

方案二：采用TI公司提供的高性能單片機內部的12位高速A/D轉換器，最多能同時對8個模擬量采樣，MPS430系列產品內部A/D轉換器件性能優良、速度快、功耗低、精度高、可靠性好、電路簡單，接口簡便，實用價值高，與對應的MSP核心控制模塊協同控制，分辨率較高，采樣精確方便。

采樣電路包括電壓采樣電路和電流采樣電路，從功率電路采集實際工作電壓和電流，反饋到MSP430單片機，由單片機根據采樣電壓自動循環調節功率器件上的電流達到平衡點穩定下來，最后通過液晶屏顯示出來。本設計需要測出電壓值、電流值，對設定值的精確度要求更高，故選擇方案二。

二、方案理論分析與計算

1.電子負載及恒流電路分析

電子負載用于測試直流穩壓電源、蓄電池等電源的性能。電子負載的原理是控制內功率MOSFET或晶體管的導通量（占空比），靠功率管的耗散功率消耗電能的設備，它能夠準確檢測出負載電壓，精確調整負載電流，同時可以實現模擬負載短路，模擬負載是感性阻性和容性，容性負載電流上升時間。它的基本工作方式有恒壓、恒流、恒阻、恒功率這幾種，本設計采用恒流工作方式。圖4為簡易直流電子負載原理示意圖。

2.電壓、電流測量及精度分析

系統要求輸出電流為100mA-1000mA，設置分辨率為100mA，設置精度為±1%，我們采用單片機內部12位轉換精度的A/D轉換器，其量化精度能達到1/4096〈1/2000，完全能達到設計的精度要求。

3.直流穩壓電源組成原理

市電經過變壓器降壓后，通過整流橋，電容濾波，變成平穩的直流電，完成AC/DC的變換，預設的電流值與采樣的電流值進行比較后，調整PWM調制脈沖的占空比改變開關管的導通時間以達到預設電流值的目的。

4.電源負載調整率測試原理

直流穩壓電源負載調整率是指電源輸出電流從零至額定值變化時引起的輸出電壓變化率。穩壓電源及負載調整率測試示意圖如圖5所示。

三、硬件電路設計

1.顯示模塊

本設計中要測量實際的電壓電流值，采用LCD12864液晶可以顯示電壓、電流等漢字，一目了然，而且液晶的功耗低、無輻射危害，與單片機連線較簡單。MSP430F149單片機與LCD12864的接線如圖6所示。

2.按鍵模塊

在系統中需要通過鍵盤輸入設定值，電流單位是mA，通過控制系統采樣處理后輸出實際值，所以需要有0-9的數字鍵、確認、清除、增加、減少鍵；按鍵較多，所以選擇矩陣按鍵。4*4矩陣按鍵電路圖如圖7所示。

3.AD采樣模塊

在采樣點采集的電流和電壓經過控制器的處理顯示在液晶上，P6.1采集電流，P6.2采集負載電壓，MSP430F149單片機內部10位/12位的硬件AD轉換器能達到采集的要求，為了節約成本所以選擇單片機內部的AD轉換器。采樣電路如圖8所示。

4.放大模塊

系統中MSP430F149單片機輸出的PWM信號的最高電壓才3.3V，驅動電壓過小，為了達到驅動電壓，需要將電壓放大2倍，我們采用TI公司的UA741進行放大。放大器電路如圖9所示。

四、軟件設計

主程序軟件流程如圖10所示，在圖5中軟件首先進行DA、AD、LCD液晶顯示、控制變量初始化，再調用鍵盤掃描處理程序，在沒有按下自動調節啟動停止按鍵時，默認為功能設置，此時單片機只預置數據輸入、按鍵查詢、預置數據LCD顯示等功能；而當按下該按鍵1次后，單片機將轉為執行負載調節、A/D采集、實際數據LCD顯示等功能。

五、測試方案與測試結果

1.測試的方案及測試條件

先給定系統一個被測電壓，通過鍵盤輸入多個預制電流，測量實際的電壓電流值，再通過更改不同的被測電壓，測量實際的電流電壓值。如表1所示。

2.測試結果

表2 當被測電壓為8V時對比表

預置電流（mA） 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

實測電流（mA） 124 210 278 390 505 598 709 798 910 1010

實測電壓（mV） 8.07 8.05 8.06 8.05 8.08 8.04 8.06 8.05 8.07 8.05

表3 被測電壓為12V時對比表

預置電流（mA） 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

實測電流（mA） 112 208 290 406 499 588 698 805 896 986

實測電壓（mV） 12.8 12.6 12.6 12.5 12.4 12.5 12.4 12.3 12.1 12.2

表4 輸入電壓為5V時的調整率時對比表

被測電源附帶電阻Rw（歐姆） 2.2 2.9 3.3

電壓調整率 0.174 0.22 0.27

參考文獻

[1]謝自美.電子線路設計·實驗·測試（第三版）[M].武漢：華中科技大學出版社，2006.

篇9

關鍵詞：多元智能理論 多元化教學 一體化教學模式 教學評價

一、對多元一體化教學模式的理解

1.多元智能理論

認知心理學家加德納所提出的多元智能理論，定義智能是人在特定情景中解決問題并有所創造的能力。他認為，智力是多元的——不是一種能力而是一組能力。我們每個人都擁有八種主要智能：語言智能、數理邏輯智能、空間智能、身體運動智能、音樂智能、人際交往智能、自我反省智能、自然探索智能。

2.多元化教學

多元化教學包括教學內容的多元化、教學方法的多元化、教育手段的多元化、評價方式的多元化。多元化的教學方法應該根據多元化的教學內容和多元化的教學對象來確定。如探究法是一種非常好、非常有效的教學方法，但不是所有的教學內容都適合用探究法，甚至在一節課中也不能只是探究。探究只是教學方法的一種，傳統的講授法、啟發法等都是很好的方法。

3.一體化教學模式

一體化教學模式是按照經濟社會發展需要和技能人才培養規律，根據國家職業標準，以綜合職業能力為培養目標，通過典型工作任務分析，構建課程體系，并以具體工作任務為學習載體，按照工作過程和學習者自主學習要求設計和安排教學活動的課程。一體化教學模式培養面向生產、建設、服務和管理第一線的技能人才，重點是對學生實踐動手能力和綜合運用知識能力的培養，合理精簡、整合、序化教學內容，集知識、技能和態度于一體，運用多種教學方法和教學手段，提高課程教學質量和學習效率，其內涵就是“教、學、做一體化”。

4.多元一體化教學模式

多元一體化教學模式旨在改變傳統的學科體系和課堂教學模式，根據職業教育培養目標的要求來重新整合教學資源，體現能力本位的特點。通過多元一體化教學，發展學生的多元智能，把教師的教、學生的學以及任務的實施融為一體。教師將理論教學與實踐任務緊密結合起來，讓學生感受到學有所用，在實例教學中學習技能，獲得能力，通過典型工作任務理解或尋找更多的理論知識作為任務實施的支撐，使專業理論知識與實踐技能的學習有效地融為一體，做到在實踐中理解理論知識，再用掌握的理論知識指導實踐。

二、多元化的理論教學

1.集中講授，實物演示

常言道：良好的開端是成功的一半。教師采用集中講授法教學必須以激發學生的學習興趣為宗旨，重視課前導入教學設計，盡量使用產品或實物教學，再結合仿真軟件的演示，讓學生知道學有所用。如在講授模擬電子技術的直流穩壓電源時，可以引入蓄電池充電器的制作或手機充電器的故障維修進行引入。

對于需要計算或圖解分析的內容，可以采用仿真軟件進行演示。現在較流行的電子設計自動化（Electronic Design Automation簡稱EDA）軟件有：Multisim、EWB（Electronics Workbench）、Proteus、Protel DXP等。下面以Multisim仿真軟件為例，在學習三極管的電流放大作用時，可通過下圖所示實驗電路來分析。調節電位器RP可改變基極電流IB，用電流表可測得相應的IC和IE的數值并作記錄，通過數據分析即可得出IE=IC+IB的結論，同時還可以驗證共射極直流電流放大系數和共射極直流電流放大系數。如果再配合實際電路的演示，學生對知識點的理解將更加透徹，學習目標將更加明確。

圖 三極管電流放大演示電路

2.自主探究，小組討論

教師通過創設現實、有趣、學生可能解決的問題，使學生帶著期待了解、期待解決的問題進入課堂；通過學生查閱資料、仿真、實驗、觀察、思考，培養學生的探索意識、自學能力和創新意識，形成自覺發現問題和解決問題的習慣，激發學生強烈的求知欲；通過小組合作和討論，培養學生的團隊精神、溝通能力和表達能力。如學習直流穩壓電源時，可準備幾個充電器，讓學生分成若干小組，查閱資料，分析討論直流穩壓電源的組成和工作原理，并在仿真軟件上設計出一個直流穩壓電路。

3.總結應用，多元評價

不管采用何種教學方法，在相應的理論課時內，教師必須對所學內容進行總結，多舉實例，讓學生明確所學理論是為哪些工作任務準備的，真正做到學有所用。對學生的學習情況、知識、能力、素質進行多元評價，評價的內容、過程、方式、方法、手段等要多樣化。

三、多元一體化的技能訓練

1.生產性實訓，與企業零距離接軌

在校內成立電子產品研發中心，老師帶領部分優秀學生進行小型電子產品設計，從PCB板（Printed Circuit Board，印制電路板）設計到產品仿真，再到實際電路板制作，最終開發出真實產品。

在學生實訓室中要引入真實電子產品生產線，根據企業崗位技能的要求，設置電子焊接、電子產品檢驗、電子產品維修等崗位。實訓產品可以自主研發或與從企業接單，整個實訓過程實行企業工藝管理和質量管理。這樣學生不出校園就能感受到企業氛圍，為后續的企業實踐打下基礎。

2.仿真設計，培養創新意識

教師可以使用直觀、經濟、靈活的仿真軟件進行教學，如直流穩壓電源的學習，可讓學生把在仿真軟件上設計好的電路制作成實際的直流穩壓電源?？赏ㄟ^仿真軟件進行調試，采用軟件中的示波器監視電路的運行情況，對比各測試點的波形和電壓，加深對電路工作原理的理解，為實際電路的檢測、故障檢修和示波器的使用打下基礎。

3.加入電子社團，實踐開闊視野

與電子相關的社團是學生提高技能的大舞臺，可以讓學生在課余時間進行電子制作、維修、設計等，指導老師定期開展各類技能培訓講座，提高學生的科技創新能力，增強學生科技創新的樂趣。通過校園和社區義務維修，學以致用，積累實踐經驗，拓展學生的知識面。同時組織學生參加技能競賽，提升綜合技能。

四、多元化的教學評價

目前，絕大多數中職學校對學生的評價注重的是考試成績的單一評價方式，忽視了對學生學習過程、學習方法、學習效果等形成性評價，教師和學生之間缺少交流和反饋，不能充分全面了解學生。對教學目標達到程度的檢驗和判斷多數中職學校都采用期末考試的形式，對學生平時表現、課堂討論、回答問題、作業完成情況等沒有及時記錄，很難與總評成績掛鉤。

多元化的教學評價應制定相應的教學制度、加強監控、完善考試方法及評價模式等，形成評價方式多元、評價過程多元、考試內容多元、成績構成多元、考試管理監控多元等全方位完整性的評價體系。

多元一體化教學模式是中等職業教育的發展趨勢，作為職業教育工作者，應該靈活應用多元化的教學方法，積極探索更新更有效的教學手段和方法。

篇10

關鍵詞：模擬電子技術 教材內容 教學方法 實用性

前言

《模擬電子技術基礎》是高等院校工科電專業開設的一門專業技術基礎課。由于課時數少、內容覆蓋面廣、理論性強、內容抽象等特點，學生們普遍認為該課程比較難學。為此，筆者就該課程的改革作一探索，不妥之處，歡迎批評指正。

1 教材內容探討

限于篇幅，本文不討論整個教材的編寫提綱，但總原則是：理論聯系實際，服務于培應用型人材。本文就各章節內容提出一些重點實例，與同行交流。這些內容，在不少教材中很少提及，或者提到了但沒有就它們的實用性作較多的講述。

1.1 常用半導體器件

介紹半導體基礎知識；二極管、三極管、場效應管。應增加介紹二極管的位作用和三極管參數與命名方法的實用意義；根據三極管的三個電極電位判斷三極管的工作狀態及應用實例。

1.2 基本放大器

* 共射基本放大器，通過它學習基本知識，包括靜態工作點、微變等效電路、電壓放大倍數、輸入電阻與輸出電阻計算方法。應增講設置合適工作點的重要性。

* 工作點穩定放大器。應指出：工作點穩定不是說工作點絕對不變，而是變化很小而已。

* 共集放大器：重點介紹三大特點及用途。

* 共基放大器：重點介紹其特點及應用場合。適合做高頻放大器。

* 要求掌握三類放大器輸入端和輸出端的相位關系。

* 多級放大器的耦合方式及其特點。

1.3 直接耦合放大器

直接耦合放大器存在問題及解決方法；差分放大器工作原理和計算方法。

1.4 放大器的頻率響應

討論影響放大器頻率響應的因素、增加研究頻率響應的應用實例；了解波特圖的概念。

1.5 放大器中的反饋

反饋的概念，反饋性質的判斷方法；深度負反饋條件下放大倍數的估算方法。負反饋對放大器性能的影響。增加介紹實用意義和應用實例。

1.6 信號的運算和處理

* 要求掌握基本運算電路：比例、加減、積分運算等。利用“虛短”和“虛斷”的概念分析各種運算電路的運算關系，用實例講解如何選擇運算電路。

* 增講測量放大器（在單片機測量系統中常用）。

* 幾種常用的運算放大器型號及應用實例。

1.7 波形的發生和信號的轉換

* 正弦波振蕩電路的振蕩條件、判斷方法；方框圖；分類。

* RC、LC正弦波振蕩電路；增加正弦波振蕩器應用實例。

* 單限、滯回、窗口比較器的特點及應用實例。

1.8 功率放大器

* 只講兩種功率放大器：OTL和OCL。用實例講解功率管的選擇。

* 介紹幾種集成功率放大器。

1.9 直流穩壓電源

* 整流（半波、橋式）、電容濾波。

* 可調晶體管串聯型穩壓電源及其輸出電壓的計算。

* 集成穩壓電源及應用實例。應特別指出：電源變壓器內阻大小的重要性。

1.10 實驗儀器使用

《模擬電子技術基礎》是一門實踐性很強的課程，因此，動手能力的培養是很重要的一環，增加講解一些常用儀器的使用方法很有必要。儀器的工作原理可不講，需用實例講解并演示各種儀器的操作方法。這些儀器是：指針式和數字式萬用表、直流穩壓電源、通用示波器、低頻和高頻信號發生器、晶體管毫伏表。

如課時少，本部分內容可不講，但應要求學生們自己閱讀。也可安排在實驗課中講解。

1.11 增加仿真技術在輔助教學中的應用

為了解決學生反映的“枯燥難學”問題，應該把多媒體技術和計算機仿真技術結合起來，這樣可以使模擬電路的知識形象化，學習生動有趣。為此在教材中應增加EDA（Electronic design Automation 電子設計自動化）技術，用它來輔助教學，效果非常好［2］［3］。每章可通過實例，增加EDA輔助教學內容。

2 《模擬電子技術基礎》教材編寫的原則

編寫教材的原則是：以學生為本，因為教材內容首先是給學生閱讀用的。即使教師沒有講的內容，學生也應該去閱讀，因此所編寫的教材就應是讓學生讀得懂的教材。教材不是專著。

不少學生反映：有些教材若沒有教師講，根本就看不懂。打個比方：有的教材絕大部分是用“文言文”寫的，語言簡潔、扼要；有的語言像寫專業論文似的，學生看不懂，有的教師也看不懂。為此，我們建議：用“白話文”來寫教材。所謂“白話文”就是用通俗易懂的語言來編寫教材。深奧難懂的地方，絕對不能用一兩句話一帶而過，而必須多用些具體材料或實例加以說明，深入必須淺出。

其次，本課程開設的目的是培養應用型人才，因此教材內容的編寫應注重理論聯系實際，真正成為一門實踐性強的課程，所舉例題及習題均應突出解題思路及方法。

3 教學方法探討

教學方法多種多樣，筆者就體會較深的方面提出以下三點：

（1）建議用多媒體和傳統粉筆板書相結合的教學方法，而絕對不能照課件內容一念了之，絕對不能丟掉粉筆。

（2）教學方法中的另一個重要問題是：教師用什么“語言”來講課？是用大多數教材中的語言――“文言文”――來講課？還是教師在對教材內容充分理解基礎上，用自己的語言――“白話文”――來講課？筆者積極贊成后者。用教師自己的語言講課，比較生動，學生容易接受，容易理解，效果很好。

（3）如果教師本人有豐富的實踐經驗，那么能結合自己做過的課題講課，會更生動、更能吸引學生，效果會更

好。

4 考試應增加一些實用性強的試題

考試往往是從理論到理論，這是不妥的。我們認為應增加一些實用性強的試題。例如：如何利用萬用表檢查放大器是否正常工作？如何測量放大器的電壓放大倍數？如何測量放大器的頻帶寬度？如何設計一個最大不失真功率為2W的功率放大器？如何設計一個輸出電壓為6―9V的晶體管串聯型穩壓電源？等等。

參考文獻：

［1］華成英，童詩白.模擬電子技術基礎.北京：高等教育出版社（第四版），2006.5.