教育数字化背景下机电专业混合式教学模式研究——以“单片机原理与接口技术”课程为例

教育数字化战略方向的提出为高校的课程数字化转型带来了挑战和机遇,高校应乘时乘势,推动教育创新发展。为解决当前“单片机原理与接口技术”课程教学中存在的学习需求多样、实践内容不足、缺乏师生互动等问题,课题组结合学院处于粤港澳大湾区的优越地理环境,围绕“单片机原理与接口技术”课程理论与实践相结合的特点,以及嵌入式技术人才的培养需求,提出以线上线下混合式为路线的创新教学模式,教学改革包含了课程内容的改革、课程资源的建设和应用、教学模式的探索、实验实践设计等内容。混合式教学改革为“单片机原理与接口技术”课程建设了丰富齐全的线上数字教学资源,同时有力地支持高水平复合型人才的培养。实践证明,线上线下混合式教学有效地利用线上资源,突破时空的限制,充分调动学生学习热情,该教学模式得到了学院师生的充分肯定。

基于51单片机的数字PI调节器设计

阐述基于51单片机的数字PI调节器的设计,将设计的数字PI调节器应用于运动控制系统实验平台,开展直流电动机转速单闭环实验,实验结果证实数字PI调节器的有效性。

基于数字频率计设计的单片机课程设计综合实验

为单片机课程设计建设了基于数字频率计设计的综合实验项目,介绍了实验要求、实验内容和系统测试与优化方法,展示了学生的设计过程及成果。该实验项目综合了单片机原理、模拟电路、EDA技术等多门课程,专业知识覆盖范围广。实验内容包括查阅资料、仿真实验、手工搭建实际电路、系统调试和程序优化,具有较强的综合性,能够有效提高学生的工程实践能力。

一种生产测井仪器的研制与应用

用生产测井仪器取得的压力、温度等参数是了解油田井下生产状况的重要手段,能为油田开发过程中研判的各种挖潜措施提供可靠依据。针对某项目中生产测井仪器需要在井下长时间工作、存储数据量较大的问题,使用AVR单片机、大容量存储器,充分运用各种降低井下仪器功耗的手段,研制成功本仪器。介绍了该生产测井仪器的结构组成、工作原理、主要参数、软件设计等。给出了用AVR单片机操作模数转换器MCP3302的关键点和向数据存储器AT45DB041写入数据的程序。该仪器适用范围广,适用于采油井、注水井的压力、温度监测,也可以用于其他相近数据采集系统。

基于无线通信的多功能数字电表设计

【目的】基于智能电表发展需求,设计一款具有无线通信功能的数字电表。【方法】以STC89C52为硬件核心来执行电能的运算处理、信息的读取显示和开关的定时控制。同时,增加时钟电路、WiFi电路和开盖报警等功能,帮助人们通过手机查看家用设备用电消耗情况,具有一定的研究价值与应用价值。【结果】通过对所设计的多功能数字电表软、硬件联合调试,该系统可正常运行,能检测不同用电设备不同时间段的耗电量。【结论】试验结果验证了该多功能数字电表可有效地检测电能情况。

基于STM32的手写数字识别平台的设计与实现

设计了基于STM32的手写数字识别平台,首先,利用MNIST数据集去训练和测试BP神经网络的权重和偏重,在得到理想的训练结果后结束训练和测试;其次,利用C语言编写识别模型并移植至STM32单片机硬件平台;最后,利用STM32单片机硬件平台上的可触摸屏采集实时书写的0~9中任意数字进行实验,利用串口打印识别结果并进行统计,实验结果表明,该平台能够准确识别手写数字。

一种基于数字温度传感器DS18B20的多功能电子温度计设计

目的:研制一种可以测量多种物体温度、操作简便、便于携带且价格低廉的新型多功能数字电子温度计。方法:该多功能数字电子温度计的硬件电路主要由数字温度传感器DS18B20、单片计算机89C2051、液晶显示器、电源电路、音响报警电路五部分组成,使用Portel99SE设计制作电路板;软件部分利用C语言编写。软件编写过程中结合实测传感器温度曲线对数字温度传感器DS18B20进行软件校正,编写完毕的程序在单片机仿真系统上调试,最后将调试成功的软件程序写入单片计算机89C2051。结果:制作出了具有测温定时、温度记忆、音响提示、背光显示、自动关机等多项功能的数字电子温度计,该温度计的测温误差仅为±0.1℃,其准确度可以和水银温度计相比拟。结论:配有专用探头的多功能数字温度计可以准确、方便地测量体温、食物温度、室内外温度、冰箱温度等。该数字温度计经过两家省级医院的临床试用,专家一致认为该电子温度计功能完善、使用方便安全、精度高,克服了传统数字温度计价格昂贵,测量功能单一、误差偏大等问题,使用效果良好,有很好的推广应用价值。

基于DSP和单片机双CPU结构的微机电动机保护

传统的微机保护,存在着计算速度较低和保护原理不够完善等问题。为了提高电动机保护装置的实时数据处理能力和实现较复杂的保护原理,采用数字信号处理器DSP(DigitalSignalProces-sor)负责数据计算处理和复杂保护原理的实现。简要介绍了由DSP和单片机构成的微机电动机保护装置的系统设计方案和硬件平台,并介绍了此装置的各种保护功能。单片机外围扩展电路较多,而其I/O口资源有限,因而采用了I2C总线电路,从而较好地实现了装置监控功能。实践证明,该装置运算速度快,易实现复杂保护原理,较好地提高了保护装置性能。

基于单片机的恒流源设计和实验

为了满足测控领域对高质量恒流源需要,设计了一种基于单片机的高精度可调数控恒流源。该电路以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基础,以AT89S52单片机为控制核心实现数字化控制。在数控部分中,采用8位D/A转换器DAC0832控制压控恒流源的输出电流,并利用高精度A/D转换器ADC0804实时测量及反馈输出电流,通过程序算法使输出电流不断逼近所需电流值;采用独立键盘以步进方式作为电流输出设定装置;LCD1602型液晶显示屏显示设定的电流和实际输出电流。实验表明,所设计的数控直流恒流源具有纹波小、精度高、稳定度强等优点,而且操作简单、价格低廉、扩展性强,具有较高的实用价值。

DS18B20与单片机的接口及编程技术

介绍了DS18B20的性能、内部结构及优越性,并详述了单线数字温度传感器DS18B20与单片机的接口技术以及在温度测量中的硬件和软件设计,最后以一个程序实例进行了说明。

SPCE061A微控制器在单片机语音实验中的应用

使用凌阳SPCE061A微控制器的16位单片机以其强大的数字信息处理功能填补了高校单片机实验室中在能够处理音频数据的语音实验方面的欠缺。此外,在高校实验室及时有效地引入新技术、开设新实验,为更好地培养学生的实践能力、创新能力和独立工作能力提供了良好的环境。

基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的设计

为了满足煤矿瓦斯监测的需要,开发了一种基于无线传感器网络的智能化瓦斯监测系统。该系统采用数字瓦斯传感器实时检测瓦斯,避免了普通传感器需进行A/D转换的复杂性,提高了测量精度;采用无线传感器网络,克服了有线传感器网络的局限性,避免了其它无线通信技术高功耗的缺点。文章详细介绍了系统的硬件和软件设计,并给出了测试结果。

基于单总线的多点温度测量技术

讨论了基于单总线数字温度传感器DS18B2 0的多点温度测量技术。重点论述了系统硬件组成、传感器星型接线拓扑结构、DS18B2 0自动寻址和排序实现方法。简单介绍了DS18B2 0的基本测温原理和工程应用时的注意事项。给出了试验数据 。

新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器的设计

设计了一种能自动适应不同背景光强的新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器.利用光敏二极管将条纹的变化转化为电信号并与数控分压电路的输出进行差动放大,经施密特触发器整形后,送入单片机计数并显示.实验证明,本计数器可以适应不同的背景光强和光源光强,具有精确度高、操作简便、适应性强等优点.

WSD02-2型多点温湿度监测仪的设计与应用

为了准确监测烘烤设备内的温湿度 ,采用单片机和新型数字式温度传感器 ,研制了WSD0 2 - 2型多点温湿度监测仪。该仪器测温范围为 - 5 5℃～ +12 5℃ ,精度达 0 .1℃ ,可同时监测烘烤设备内 10个点的温湿度 ,准确性和稳定性高 ,且信号传输距离远 ,能够满足烟叶烘烤过程对温湿度监测的需要。

基于压力传感器的数字胎压计系统设计

针对汽车胎压监控不当,引起爆胎导致交通事故的问题,设计一个基于气压传感器的数字胎压系统,主要包含AT89C51单片机、MPX4115压力传感器、A/D转换模块ADC0832和七段数码管液晶显示器模块。通过Proteus环境下的电路原理图设计,以及Proteus和Keil的联合调试,获得轮胎胎压的模拟值。经过单片机处理后在数码管中显示胎压值,起到实时监控汽车胎压的作用,同时确保行车安全。仿真结果表明,本系统结构简单,成本低,易于操作和移植推广。

基于AT89S51单片机的出租车计价器系统设计

以AT89S51单片机为核心器件,附加A44E霍尔传感器测距,实现对出租车的计价统计。采用AT24C02实现在系统掉电时保存单价和系统时间等信息,输出采用8段数码显示管。用该电路设计的计价器不但能实现基本的计价,而且还能根据白天、黑夜、中途等待来调节单价,同时在不计价的时候还能作为时钟为司机提供方便。

基于双处理器的并行采集网络电法仪器的设计

介绍一种新型并行采集方式的电法仪器的组成、工作原理和应用。仪器由高密度电法发展而来,改变了传统电法勘探设备的数据采集工作方式,具有电测深法和电剖面法于一体的多装置、多极距的高密度组合功能。它以数字信号处理器和单片机为处理核心,两个处理器各自分工,分别负责数据采集处理和工作方式设定、通信,提高了仪器数据采集的速度和精度,实现了并行网络采集方式,数据具有同时性和瞬时性,使得电法图像更加真实合理,极大地提高了视电阻率的时间分辨率,为探测分析提供更为有力的证据。

数字化直流接地系统绝缘检测仪的设计与开发

文章重点阐述了基于 89C5 1单片机设计和开发具有数字显示。

基于数字PID和89C52单片机的温度控制系统

针对在工业生产过程中经常需要高稳定度的恒温环境,传统模拟式仪表结合简单的PID控制较难达到目标的情况,提出了基于数字PID控制算法和89C52单片机的温度控制系统。该系统通过温度传感器DS1820对温度进行采样和转换,然后执行数字PID控制,输出控制量来调节可控硅触发端的通断,从而实现对温度的控制。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整。结果表明:通过将数字PID算法和89C52单片机结合使用,使整个控制系统的温度控制精度提高了10%,输出温度的误差小于2%,不仅满足了对温度控制的要求,而且还可应用到对其它变量的控制过程当中。