基于ETPP模式的单片机原理与接口技术课程实践教学改革探索

针对单片机原理与接口技术课程在传统实践教学过程中,学生受规定时间、固定地点、指定实验设备的限制,实践与创新热情不能充分发挥的问题,该文以学生发展为中心,以提高学生实践能力为核心,构建ETPP渐进式从理论到实践、从仿真到实操的新型实践教学模式,打造完整的实践教学生态和全过程综合考核评价体系。学生使用51系列、STC15系列、Arduino UNO R3和STM32四种单片机便携式实验装置和多种传感器及外设模块,随时随地学习并实践,激发主动学习和探索实践的热情。实践教学表明,ETPP模式能够更好地培养实践能力强、创新能力强、符合社会需求的复合型创新型新工科人才,具有良好的教学效果。

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。

SCM系统下的农业专家咨询系统设计

介绍了一种单片机农业种植专家咨询系统,它以配方施肥、盐碱地改良和微量元素与农作物生长关系等为设计基础,由知识库、数据库、推理机和接口组成,可以根据土壤养分的测试结果模拟农业专家的推理过程,实现对农作物施肥、盐碱地改良和种植作物种类等方面的咨询。

基于Proteus的单片机多中断源电路的设计

以单片机处理多中断源请求中断为例,对多中断源共同作用下的单片机处理过程进行了分析,在Proteus仿真平台下完成了电路的设计、程序编写和软硬件协同调试,采用按键模拟多中断源请求信号并进行控制,借助逻辑分析仪和CPU寄存器窗口对查询优先级和物理优先级设置下的中断过程进行了详细的分析。研究结果表明,使用Proteus软件可对单片机多中断源电路进行动态实时分析,将抽象的中断过程直观地展现出来,帮助发现多中断源调试过程中存在的隐蔽性、偶发性问题,提升解决问题的能力。

基于工作过程的《单片机实训》教学设计改革研究

为了提高《单片机实训》教学过程的连贯性和学生主观能动性,依据职业工作情境,采用基于工作过程的“六步”法的设计思想,重构教学内容和教学过程。这种设计思想在教学目标设计、教学情境设计以及教学过程设计等方面符合工学结合的原则,可激发学生的学习兴趣。基于工作过程开发的单片机实训教学设计改革,对提高单片机教学质量、学生实践技能和综合素养具有重要意义。

基于单片机的白光干涉多点传感系统设计

随着科学技术的不断创新,小型化、集成化、智能化已成为光电子器件的重要研究方向。基于白光干涉测量原理,使用STM32单片机设计了一款集控制步进位移台、输出振镜信号、检测光电探测器电压多种功能一体的控制系统,并针对输出方波信号、检测电压等需求在设计中加入了放大电路、检波电路,实现了集成化并通过以上功能简化了系统。根据检测到电压的信号,利用函数实现了自动找寻干涉区间的功能,完成了基于单片机的白光干涉测量操控系统,该系统经测试具有良好的测量稳定性与重复性,降低了实验仪器成本。

基于透析器预冲量需求的自动闭式循环精准预冲装置设计与应用研究

目的:设计一款根据透析器预冲量不同选择不同模式而使预冲量达到后自动进行闭式循环的自动闭式循环精准预冲装置,用以辅助透析器在临床使用中快捷、精准及高效地进行预冲及闭式循环的操作。方法:以MS51FB9AE单片机为主控芯片,以非接触式液位传感器为触发信号,通过单片机控制夹管阀的开关,取代手动进行闭式循环的操作。选取120例临床透析患者,均使用金宝AK200S血液透析机进行治疗,其中将使用干膜透析器的患者纳入试验1组(30例),使用湿膜透析器的患者纳入试验2组(30例),均采用自动闭式控制循环装置方式进行预冲;另将采取人工操作预冲且使用干膜透析器的患者纳入对照1组(30例),使用湿膜透析器的患者纳入对照2组(30例)。对试验组和对照组的透析器预冲量和预冲人工干预时间数据进行采集和统计,对比分析其临床使用情况、预冲量达标率及平均操作时间。结果:试验1组和对照组1组在600 ml和500 ml的预冲量达标率均>90%,差异无统计学意义。试验1组、试验2组平均操作时间均少于对照1组、对照2组,差异有统计学意义(t=35.391,t=-13.334;P<0.05)。结论:自动闭式循环精准预冲装置可以代替人工手动进行精准有效的预冲闭式循环,节省了预冲液总量和临床人员的人工操作时间,提高工作效率降低医疗成本。

基于光电开关的硬币面值识别系统设计

现有的硬币识别系统的结构复杂,成本高。该文根据我国现行硬币币种间大小的不同,利用光电开关的特性,设计出一种由4个光电开关构成的硬币面值检测系统。对不同币种通过检测时,从4个光电开关输出电平状态,可识别出硬币面值大小。采用51单片机完成对光电开关信号的检测、硬币的分类统计、PM66语音芯片的控制实现语音报数。系统联调表明,该系统实现了对不同硬币面值的识别、分类统计、语音报数,对所做实验硬币的识别率达到了100%,具有一定的应用前景和推广价值。

Proteus与Keil软件的整合在单片机实验开发中的应用

鉴于单片机原理与技术实验课程的教学现状,提出了一种新的思路,把Proteus与Keil仿真软件整合起来,提高了软件的利用范围,拓展了它的仿真能力,在一定范围里,创造了以软件代替硬件的实验新路。通过整合节约了硬件资源,更加有效地提高了单片机实践教学的效率。通过"单片机控制的实时时钟"这一教学实例,阐述了Proteus与Keil仿真软件的整合用于单片机实践教学是有效的。

深海自容式加速度测量装置的设计与实现

基于海洋平台水下立管监测的需求,研发了一种特殊的水下自容式加速度测量装置。该装置能够完整记录立管的浪致振动和涡激振动信息,可为分析立管的疲劳损伤及立管的设计提供参考依据。它具有高灵敏度、低功耗、海量存储和体积小等特点,同时内设故障自恢复机制,确保系统连续正常工作。在我国南海"挑战者号"平台实测170多天,各项性能指标完全达到了设计要求,这是我国海洋平台监测首次使用自主研发的同类测量装置。相比于国外同类产品,成本更低,独立工作时间更长,适于大范围多点长期测量。

基于STC89C52单片机的地震台站远程监控系统

针对无人地震监测点日益增加和台网运行维护存在不足的现状,提出一种基于STC89C52单片机的远程监控系统。对该系统的单片机微控制器、通信模块、温湿度检测模块等硬件组成进行描述,并介绍其控制程序。实践证明,该系统可以对无人值守台站的设备进行断电和重启等远程操作并对工作环境进行实时监测,为地震监测设备的实时维护和稳定运行提供依据与保障。

落叶清扫机器人的研制

针对吸尘式清扫机器人耗能大的问题,设计了一种新型结构的落叶清扫机器人,介绍了机器人的结构设计及控制电路设计。该机器人的两个行走车轮分别由一个直流电机驱动,行走车轮与一个清扫毛刷通过链传动连接,实现了在街道上或花园里行走的同时进行清扫,并将落叶收集于一个容器内。在机器人上还安装了红外传感器,实现了机器人主动避障。测试结果证明,该机器人具有能耗低、可靠性好、操作方便等优点。

异步电动机软启动器设计

异步电动机启动电流大,频繁启动易造成电机损坏,采用单片机控制的软启动器可实现电机的限流、限压。该异步电动机软启动器以单片机MSP430F149为核心,通过软件设计实现电机的启动和保护,具有电路结构简单、稳定性好的特点,尤其是具有极强的抗干扰能力,适合应用于工业环境下,应用前景广阔。

超声波测距系统的研究与设计

根据声波在空气中传播反射原理,以超声波换能器为接口部件,应用单片机技术对超声波在空气中的传播时间进行测量,从而设计了一套超声波检测系统。对系统硬件组成、检测原理、方法以及系统软件结构作了详细介绍,对产生测量误差的原因进行了分析,并提出了解决的途径和方法。

点阵LED多功能动态显示实验系统设计

点阵LED多功能动态显示实验系统由上位机和下位机组成。上位机硬件为支持Windows的PC机,所设计的上位机软件可安装于Windows XP系统运行,用于对待显示的内容、字体、显示方式、是否显示时间等选项进行实时设置。下位机为一个基于单片机控制的点阵LED字符显示系统,下位机通过串口与上位机通信,从上位机接收待显示字符的点阵信息及控制信息,并存于外部存储器中,需显示时再从外部存储器取出送LED点阵显示屏显示。可同时显示4个汉字,实现字符的静止显示以及左移、右移,以便显示更多字符。该系统可用作学生们实践相关课程理论知识的软硬件实验平台。

单片机实验教学三部曲

为改变单片机课程实验教学与应用实践严重脱节的现状,以砂光机高度表为主线,将产品设计的各个环节融入单片机实验教学的三大环节,使实验教学、毕业设计与产品设计相结合。学生在学习、实践、再学习、再实践的过程中,全面掌握单片机应用设计中各方面的知识和技能。

数字化单杆控制系统设计

针对某些特殊环境中单杆控制装置与伺服系统距离远,造成电压衰减,从而影响精度等问题,设计了数字化单杆控制系统。介绍了数字化单杆控制系统的硬件设计方案,描述了主电路板设计原理;给出了数字化单杆控制系统的软件设计方案,描述了软件工作方式;最后分别综述了该系统可以实现的3种对外通讯方式及它们的工作原理。该单杆控制系统能够实现手柄两轴模拟电压值的AD采样、AD转换和数据处理,可以直接与数字接口计算机或数字伺服控制器进行数据通讯。实验结果表明:数字化单杆控制系统的采样精度可以达到10bit,误差仅为0.098%,而且能够远距离传输;基本满足实现单杆控制数字化、小型化、集成化、模块化、稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。

基于PWM和PID的直流电动机控制系统设计与制作

以单片机为控制器,小型直流电机为控制对象,设计和制作利用PWM原理和PID控制原理来实现直流电动机控制系统。该控制系统能够实现电机的启动、制动、正转、反转、速度调节,并在LED数码管上实时显示给定转速及动态转速等功能。本文首先给出了直流电动机控制系统的整体构架,然后对直流电动机控制系统的各个部分硬件进行了详细的设计,给出了直流电动机控制系统的硬件设计电路和软件设计框图。在仿真验证的基础上,最后对所设计的直流电动机控制系统进行实物制作,证明了设计内容的正确性和可行性,具有实际应用价值。

基于GSM短信息的远程水情数据采集控制系统

介绍了基于GSM短信息的远程水情数据采集控制系统的系统组成及工作流程，然后详细介绍了水情数据采集控制软件的工作原理及功能。

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。