Pro/E在單片機實訓教學中的應用

袁良 趙珊

張家界航空工業職業技術學院 湖北張家界 427000

Pro/E在單片機實訓教學中的應用

袁良 趙珊

張家界航空工業職業技術學院 湖北張家界 427000

Pro/E是PTC公司推出的三維輔助設計軟件，廣泛應用于機械產品設計及模具設計。介紹如何應用Pro/E軟件輔助單片機實訓教學，使教學變得更加形象直觀，激發學生的學習興趣。

Pro/E；單片機；實訓教學

Author’s address Zhangjiajie Institute of the Aeronautical Engineering, Zhangjiajie, Hubei, China 427000

Pro/E作為目前國際市場上最有影響的高級三維CAD/CAM工程軟件之一，在機械制造行業享有極高的聲譽并具有很高的市場占有率。Pro/E的最大的特點和最強優勢可歸納為全參數化、全相關、基于特征的實體建模。該軟件所提供的極其豐富的、符合工程師設計思維方式的造型方法，以及強大的變參功能，使工程設計人員的設計理念得以直觀化，設計構思得以可視化、形象化。但在所有的Pro/E書籍介紹中，大多是針對機械產品設計及模具設計行業的，在電氣行業中的應用幾乎沒有介紹和應用舉例說明。

在實踐教學中發現，將Pro/E軟件功能與電子工程實際（實訓操作）相結合，同樣可構成十分便捷、功能強大的工作平臺，解決大量原本看似較為棘手的電氣專業實訓操作問題，使實訓教學內容更加形象直觀，從而取得良好的教學效果。

1 元件封裝識別

張家界航空工業職業技術學院電氣工程系學生的單片機專周實訓內容是采用單片機套件進行焊接組裝，實訓所用套件有157個元件，670多個焊點，并且電阻、電容、電感三類元件及5個IC集成塊等90%使用的是貼片封裝元件。貼片元件本身體積非常小，就一個米粒大，有的只有芝麻粒大，稍不小心沒等看清就不知蹦到哪兒去了。學生又是第一次使用貼片封裝元件，實訓中首先遇到的就是封裝識別這一關，要講解清楚比較困難。費時不說，效果也不理想。通過使用Pro/E軟件，把貼片元件的立體外形繪制出來之后，在投影儀上放大投影，同時利用Pro/E軟件可以進行三維角度的任意旋轉功能，學生可以直觀地將元件立體各面看得很清如圖1所示，是一個貼片二極管0805封裝，它的長度為2.54 mm，寬度只有1.27 mm，極性用一個三角形符號表示（左正右負），如果看實物元件，要在10倍以上放大鏡臺燈下才看得清楚。圖2為無引線的二極管封裝，黑色環表示負極。圖3是一個PLCC封裝的32腳IC，IC上的引腳開始方向標記，是以平面的角上一個圓形凹坑表示的。像這些帶有極性或方向標記的元件，如果不用放大的立體圖示表示出來，學生很難弄清正確方位，給焊接帶來極大的困難。而用Pro/E軟件，解決觀察元件結構的細微部分就變得輕而易舉。

圖1 帖片發光二極管

圖2 無引線貼片二極管

2 主板布局及焊接工藝講解

主板的各個元器件在PCB板上的布局，也是先用Pro/E軟件做出來，再用投影儀顯示。PCB板上的各個元件需要個別查看時，可以分別打開，用鼠標操作，旋轉該元件，配合投影儀顯示該元件的三維局部特征，使講解變得非常簡單，最后將完成的成品外觀清晰地展現在學生面前，讓學生對各元件的排布位置產生直觀的認識。圖4所示為整個產品的布局，它是在15 cm×10 cm的PCB板上焊接完成的。

圖3 PLCC32封裝IC

圖4 主板布局

由于有了圖示直觀效果，加上該軟件繪制好的元件可以任意旋轉，對于焊接工藝要求，如對齊、元件標識方向擺放等，借助立體圖示進行直觀地講解說明，使教師的講解更準確、直接、清晰，使學生對焊接工藝要求更加明確、容易理解，從而提升實訓教學效果。

3 提高效率

學生在焊接中，經常會表現不自信，邊焊邊想看看成品的模樣，包括元件位置、元件方向、焊接面等。由于有了三維立體的成品投影，學生看了以后記憶深，降低焊接錯誤的概率，加快焊接組裝進度，原來計劃3天完成的焊接組裝，現在2天就全部完成，更有少部分學生可以在一天之內完成焊接組裝。面對這種元件數量多且大多數又是非常小的貼片元件，這樣高的效率在以往是很難想象的。

4 利用Pro/E軟件繪制電子元件心得

利用Pro/E軟件中的父子功能，電子元件（如電阻等軸類元件）只要畫一個尺寸，給定其他局部尺寸組數，就能方便地得到許多大小不同的電子元件形狀。在組裝裝配時，可以按照尺寸要求隨意選取元件，使得電氣類的元器件繪制變得輕松。由于Pro/E軟件使用數據庫管理功能，功能強大，操作方便，也可參數驅動，可以繪制各種形狀各種特征的元件。用這個軟件，繪制的元件尺寸非常精確，這是機械繪圖軟件的重要特點。

5 結束語

通過運用Pro/E軟件功能進行實訓課程的輔助教學實踐，筆者深刻體會到它在非機械專業的教學領域也具有舉足輕重的作用，通過它，可以提高學生對課程內容的理解和掌握。相信隨著教學改革的深入，Pro/E等軟件在教學中將越來越廣泛地被運用。同時，也期待更多的教學工作者能有更好的探索，總結更多的經驗和方法，使這類軟件在更多課程的教學中得到有效的運用。

[1]黃愷.Pro/E參數化設計高級應用教程[M].北京:化學工業出版社,2008

[2]孫江宏.Pro/ENGINEER2001中文版入門與提高[M].北京:清華大學出版社,2005

[3]馬潮.AVR單片機嵌入式系統原理與應用實踐[M].北京:北京航空航天大學出版社,2007

Application of Pro/E in Single Chip Microcomputer Experimental Training Teaching//

Yuan Liang, Zhao Shan

Pro/E is one of the three-dimensional CAD software provided by PTC Corporation, it is widely used in Mechanical Product design and mould design. The present paper introduces how to use Pro/E as an aid in the experimental training teaching of MCU, so the teaching has become visual and intuitive, and doing this can stimulate students’ interest in learning.

Pro/E; Single Chip Microcomputer; training teaching

G712

B

1671-489X(2010)06-0095-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2010.06.095

作者：袁良，工程師，從事電類實驗實訓教學與課題項目開發；趙珊，工程師，從事電類實驗實訓教學。