电子产品如何开发智能电子实训课 本文关键词：实训，电子产品，智能，开发，电子
电子产品如何开发智能电子实训课 本文简介：【摘要】为了完善智能电子实训课程内容及学生的项目作品的成功率，在原有的智能电子电路、程序仿真设计与作品制作的基础上，增加了PCB设计内容。为解决实训时间短（集中1周）、学生的作品成功率低的问题，将1周集中实训改为4周集-散式实训。经两届学生的实践，该实训模式下，学生的作品成功率提高了20%左右，并完
电子产品如何开发智能电子实训课 本文内容：
【摘要】为了完善智能电子实训课程内容及学生的项目作品的成功率，在原有的智能电子电路、程序仿真设计与作品制作的基础上，增加了PCB设计内容。为解决实训时间短（集中1周）、学生的作品成功率低的问题，将1周集中实训改为4周集-散式实训。经两届学生的实践，该实训模式下，学生的作品成功率提高了20%左右，并完成了PCB加工电路板的制备任务。
【关键词】智能电子；仿真设计；印制电路板；集-散式实训模式
智能电子实训课程是“智能电子产品设计与制作”课程的实训课，是应用电子技术专业综合实训课程，旨在全面提升学生的专业能力，涉及的弱电相关课程包括模拟电子技术、数字电子技术、单片机、C51编程、传感器、电路分析与制作、PCB设计等。“电子产品开发”课程的重点是电子产品和综合。从目前教学情况看，存在如下问题[1-4]。①缺少合适的教材，教学内容陈旧，教学项目与产品的标准差距大；②教学过程不够严格，与产品开发过程标准差距大；③教学内容不够综合，忽略了PCB设计；④作品成功率低。学生作品调试、排故能力的平均水平低，1周时间短，作品完成率、成功率不理想。结合产品开发，以真实产品为原型改革教学项目。为加强专业综合性、提高课程实效，将1周实训改为集-散式的4周实训，将1次考核为分2次进行，最大限度地保证每位学生能保质完成作品。另外，增加印制电路板PCB设计环节，学生可自行联系PCB加工厂对作品进行打样，只要电路设计正确，在PCB板上焊接元件、调试作品的成功率约100%。而改革前用万能板进行手工布局、连线、焊接、调试和排故的作品完成成功率仅占80%左右。在时效性上，改革后高出约50%.
1从智能电子产品中提炼实训项目
笔者通过调研宁波祈禧、绍兴海德、绍兴鑫达等企业电子产品，寻找合适的教学项目；调研与智能电子产品相关的教材，了解项目的优缺点；调研浙江工业职业技术学院、浙江工商职业技术学院、南京信息职业技术学院的授课教师，了解教学现状，搜集教学建议。在以上调研的基础上，笔者对项目优选，并与企业技术人员共同完成对项目的改造与设计。选定的部分实训参考项目，如表1所示。
2应用Proteus进行仿真设计
2.1电子产品一体化开发平台
计算机仿真技术已成为继理论、实验后第3种认识世界的方法，是众多领域物理样机制作前的设计与测试分析手段。计算机仿真技术具有设计灵活，结果、过程统一的特点。可使设计时间缩短、耗资减少，降低工程制造的风险。Proteus是英国LabCenterElectronics公司于1989年推出的EDA工具软件，不仅有Multisim软件的SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）电路设计与仿真功能，而且有AltiumDesigner软件的PCB设计功能，是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三者合一的设计平台，真正实现了从概念到产品的完整设计。为电子产品开发提供了一条龙的电子设计系统，缩短了开发时间。Proteus支持8051、HC11、PIC、AVR、ARM、8086、MSP430、Cortex和DSP系列处理器，最新的8.9版Proteus支持对STC15w4k32s4单片机进行仿真，支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器，是智能电子实训课程最为便捷高效的设计平台，可以进行电路绘制、程序开发、软硬件协同仿真测试和PCB设计。例如，学生设计、制作完成了自动售货机模型，如图1所示。（a）电路图（b）实物图图1自动售货机模型
2.2应用Proteus进行电子产品开发
应用Proteus进行仿真不仅可以直观地看到电子产品运行结果，而且不用通过硬件仿真器也可以实现随时暂停、跟踪每条命令，进行过程化分析。应用丰富的虚拟仪表（如示波器、信号发生器等）进行分析。学生自主设计、制作的频率可调方波发生器如图2所示。软硬件设计完成后，协同仿真测试时可用虚拟示波器检测方波，测量方波幅值与周期，由此判断设计是否达标，若不达标继续审查电路、程序，分析原因，修正、仿真测试，达标后进行实物作品制作。由此可排除设计问题，只检查硬件电路的连线与焊接问题。图2的方波发生器可以发出1kHz~20kHz的方波，通过++键、--键调节方波大小（递增或递减）,并在数码管上显示方波频率。初始方波为2.5kHz，数码管显示00，虚拟示波器上测得周期为400µs，说明当前程序设计正确。每个频率的信号周期都要一一测量，以确保信号输出达标。实训有缺陷或失败的作品主要原因是焊接不良。例如，数码管直接由单片机引脚驱动，中间没有其他集成块（如74245、74138、74595等）和三极管，虽然仿真时正常，但是实际工作中亮度很低；电机仿真中，如果电路逻辑正确，那么电机就可以转起来，但在实际工作中，需要根据电机的电压、电流增加驱动电路。在少数接口电路中，数据传输时序要求精度高，只需仿真成功后在实物上修正即可。Proteus提供了大量的元器件库，使修改电路设计具有灵活性，质量高、数量多的虚拟仪器、仪表构建了符合培养学生实践精神、创造精神的教学目标的平台。实践证明，在使用Proteus系统仿真开发后再制作，提高单片机系统设计的效率。
3集-散式教学模式
改革前的实训安排时间是1周，存在如下问题：①成功率约60%，学生不自主修正、完善；②完成率约50%，拖后、需要教师指导。实训一般安排在期末考试前，因学生要复习其他功课，存在作品拖沓现象严重、仿真设计完成的实物作品不理想的现象。笔者改为集中与分散两种，如表2所示。充足的时间使学生可以按时完成作品，教师适时的指导帮助学生提高成功率，2次作品验收答辩给学生提供了1次补考机会，为实训课程的按时、保质完成提供了保障。
4多样化考核
教学设计及教学过程因涉及电子产品开发全过程，增加了PCB设计和产品说明书。每组（3人）1个选题，组员合作完成设计，实物作品要求每位学生完成1件，要掌握作品制作与调试技能，教师根据学生作品的完成情况，分2次答辩进行终期考核。
5结语
将集中实训与集—散式实训的实施进行效果对比得出，集—散式实训的作品完成度比集中实训的作品完成度提高了约20%，时效性提高了约50%，约20%作品成为PCB安装作品，较好地实现了基于“电子产品开发”课程的智能电子实训，解决了集中实训的难点问题。
作者：周灵彬 单位：绍兴职业技术学院
电子产品如何开发智能电子实训课 来源：网络整理
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