基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法的測(cè)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)改革

倫向敏 門洪

【摘要】本文介紹基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法進(jìn)行測(cè)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)改革的方法，選用多通道測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一實(shí)例將多個(gè)基礎(chǔ)課程聯(lián)系起來，讓學(xué)生在工程項(xiàng)目實(shí)踐的情境中進(jìn)行設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)課程知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，獲得實(shí)踐創(chuàng)新、綜合應(yīng)用的能力，提高實(shí)踐教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法 ?測(cè)控系統(tǒng) ?課程設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ?【文章編號(hào)】2095-3089（2015）11-0055-01

一、引言

測(cè)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，主要讓學(xué)生利用學(xué)習(xí)過的微型計(jì)算機(jī)原理、接口技術(shù)、傳感器、測(cè)量電路和控制電路等知識(shí)搭建一個(gè)滿足特定要求的測(cè)控系統(tǒng)[1]。原來的課程設(shè)計(jì)方式受限于實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備資源和電子元件的不足，僅進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，在大圖紙上畫出原理圖即達(dá)到設(shè)計(jì)要求。原來的課程設(shè)計(jì)選題往往只側(cè)重于測(cè)控系統(tǒng)一個(gè)方面或幾方面的知識(shí)點(diǎn)，如有的側(cè)重上位機(jī)程序設(shè)計(jì);有的側(cè)重采集系統(tǒng)設(shè)計(jì);有的側(cè)重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì);有的側(cè)重單片機(jī)與鍵盤、顯示等硬件電路接口設(shè)計(jì)。學(xué)生難以了解該課程的整個(gè)體系，難以實(shí)現(xiàn)鞏固學(xué)生相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生理論應(yīng)用能力和培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)目標(biāo)[2]。

二、課程設(shè)計(jì)要求和考核

測(cè)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)改革是采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法，選擇幾個(gè)可以將多個(gè)基礎(chǔ)課程聯(lián)系起來，有特定要求的測(cè)控系統(tǒng)作為工程項(xiàng)目，讓學(xué)生在工程項(xiàng)目實(shí)踐的情境中進(jìn)行設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和熱情，加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，獲得實(shí)踐創(chuàng)新、綜合應(yīng)用的能力[3]。

1.課程設(shè)計(jì)基本要求

根據(jù)設(shè)計(jì)題目及要求，查閱有關(guān)資料，理解題目的背景和意義，了解所需設(shè)計(jì)的系統(tǒng)及特點(diǎn)等;根據(jù)深入分析，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，選擇所需元器件類型，進(jìn)行電路原理設(shè)計(jì);根據(jù)系統(tǒng)功能進(jìn)行模塊劃分，進(jìn)行程序編寫，完成系統(tǒng)調(diào)試;撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

2.課程設(shè)計(jì)考核

成品任務(wù)書、電路原理圖、軟件流程圖、系統(tǒng)仿真結(jié)果、設(shè)計(jì)說明書齊全后參加答辯;答辯表現(xiàn)、系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)演示、成品的完善作為主要的成績(jī)考核依據(jù)。

三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

本文選用多通道測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一實(shí)例，介紹項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在該課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。本例采用51單片機(jī)作為控制核心，搭配合理的外圍電路，設(shè)計(jì)一款多通道測(cè)控系統(tǒng)，主要包括通道選擇、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及控制、數(shù)模轉(zhuǎn)換、顯示和上位機(jī)通信等電路的設(shè)計(jì)。

通道選擇是通過八個(gè)按鍵構(gòu)建的獨(dú)立式鍵盤進(jìn)行。八路模擬信號(hào)是由滑動(dòng)變阻器分壓模擬產(chǎn)生，再經(jīng)過ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)AT89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理后將數(shù)據(jù)送入數(shù)碼管或LCD中進(jìn)行顯示，顯示位數(shù)由數(shù)據(jù)范圍和精度確定。數(shù)據(jù)還通過MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，經(jīng)串行端口送入上位機(jī)進(jìn)行顯示。數(shù)據(jù)再通過DAC0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到的模擬量送入執(zhí)行器進(jìn)行控制。

軟件設(shè)計(jì)時(shí)首先進(jìn)行模塊劃分，畫各模塊流程圖，設(shè)計(jì)模塊程序;再進(jìn)行各模塊整合完成系統(tǒng)流程圖，設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序。

在Keil軟件平臺(tái)中編寫程序，調(diào)試后編譯生成HEX文件，在Proteus仿真平臺(tái)下將該文件加載至單片機(jī)，點(diǎn)擊運(yùn)行，根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件調(diào)試，驗(yàn)證系統(tǒng)功能和課程設(shè)計(jì)成果。

四、結(jié)語

通過幾年的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，學(xué)生不但能夠根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，針對(duì)具體的任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)又能夠根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，鞏固理論基礎(chǔ)。通過鍛煉，學(xué)生的項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的能力得到明顯提升。近5年來，在省市和國(guó)家各部門組織的大學(xué)生“飛思卡爾杯”智能車競(jìng)賽、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技作品大賽和機(jī)器人競(jìng)賽等各種賽事中，本學(xué)院學(xué)生取得優(yōu)異的成績(jī)，獲國(guó)家級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)10項(xiàng)，省級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)20余項(xiàng)。在實(shí)踐教學(xué)過程中取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫傳友， 李濤. ?測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)（第3版）[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2014.

[2] 孫宇貞， 錢虹， 黃福珍. 基于實(shí)物的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2011， 30（12）：111-113.

[3] 徐志玲， 王鵬峰， 黃柳. 測(cè)控專業(yè)課程設(shè)計(jì)群改革與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2014， 33（4）：171-174.