基于項目驅動法的測控系統(tǒng)課程設計改革

倫向敏 門洪

【摘要】本文介紹基于項目驅動法進行測控系統(tǒng)課程設計改革的方法，選用多通道測控系統(tǒng)設計這一實例將多個基礎課程聯(lián)系起來，讓學生在工程項目實踐的情境中進行設計，激發(fā)學習興趣，加深對課程知識的理解，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)設計思維，獲得實踐創(chuàng)新、綜合應用的能力，提高實踐教學效果。

【關鍵詞】項目驅動法 ?測控系統(tǒng) ?課程設計

【中圖分類號】G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）11-0055-01

一、引言

測控系統(tǒng)課程設計是自動化專業(yè)學生的重要實踐環(huán)節(jié)，主要讓學生利用學習過的微型計算機原理、接口技術、傳感器、測量電路和控制電路等知識搭建一個滿足特定要求的測控系統(tǒng)[1]。原來的課程設計方式受限于實驗硬件設備資源和電子元件的不足，僅進行電路設計，在大圖紙上畫出原理圖即達到設計要求。原來的課程設計選題往往只側重于測控系統(tǒng)一個方面或幾方面的知識點，如有的側重上位機程序設計;有的側重采集系統(tǒng)設計;有的側重控制系統(tǒng)設計;有的側重單片機與鍵盤、顯示等硬件電路接口設計。學生難以了解該課程的整個體系，難以實現(xiàn)鞏固學生相關專業(yè)知識，提高學生理論應用能力和培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新意識的教學目標[2]。

二、課程設計要求和考核

測控系統(tǒng)課程設計改革是采用項目驅動法，選擇幾個可以將多個基礎課程聯(lián)系起來，有特定要求的測控系統(tǒng)作為工程項目，讓學生在工程項目實踐的情境中進行設計，激發(fā)學習興趣和熱情，加深對基礎知識的理解，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)設計思維，獲得實踐創(chuàng)新、綜合應用的能力[3]。

1.課程設計基本要求

根據(jù)設計題目及要求，查閱有關資料，理解題目的背景和意義，了解所需設計的系統(tǒng)及特點等;根據(jù)深入分析，進行方案設計，選擇所需元器件類型，進行電路原理設計;根據(jù)系統(tǒng)功能進行模塊劃分，進行程序編寫，完成系統(tǒng)調(diào)試;撰寫課程設計報告。

2.課程設計考核

成品任務書、電路原理圖、軟件流程圖、系統(tǒng)仿真結果、設計說明書齊全后參加答辯;答辯表現(xiàn)、系統(tǒng)現(xiàn)場演示、成品的完善作為主要的成績考核依據(jù)。

三、項目驅動法在課程設計中的應用

本文選用多通道測控系統(tǒng)設計這一實例，介紹項目驅動法在該課程設計中的應用。本例采用51單片機作為控制核心，搭配合理的外圍電路，設計一款多通道測控系統(tǒng)，主要包括通道選擇、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉換、數(shù)據(jù)處理及控制、數(shù)模轉換、顯示和上位機通信等電路的設計。

通道選擇是通過八個按鍵構建的獨立式鍵盤進行。八路模擬信號是由滑動變阻器分壓模擬產(chǎn)生，再經(jīng)過ADC0809進行A/D轉換。轉換成的數(shù)字量進入單片機AT89C51進行數(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芯片進行電平轉換后，經(jīng)串行端口送入上位機進行顯示。數(shù)據(jù)再通過DAC0832進行數(shù)模轉換，轉換得到的模擬量送入執(zhí)行器進行控制。

軟件設計時首先進行模塊劃分，畫各模塊流程圖，設計模塊程序;再進行各模塊整合完成系統(tǒng)流程圖，設計系統(tǒng)程序。

在Keil軟件平臺中編寫程序，調(diào)試后編譯生成HEX文件，在Proteus仿真平臺下將該文件加載至單片機，點擊運行，根據(jù)仿真結果進行系統(tǒng)軟硬件調(diào)試，驗證系統(tǒng)功能和課程設計成果。

四、結語

通過幾年的項目驅動課程設計的實踐，學生不但能夠根據(jù)自己所學的知識，針對具體的任務進行設計，同時又能夠根據(jù)設計結果，鞏固理論基礎。通過鍛煉，學生的項目分析、設計和創(chuàng)新的能力得到明顯提升。近5年來，在省市和國家各部門組織的大學生“飛思卡爾杯”智能車競賽、大學生電子設計競賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外科技作品大賽和機器人競賽等各種賽事中，本學院學生取得優(yōu)異的成績，獲國家級競賽獎項10項，省級競賽獎項20余項。在實踐教學過程中取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1] 孫傳友， 李濤. ?測控系統(tǒng)原理與設計（第3版）[M]. 北京：北京航空航天大學出版社， 2014.

[2] 孫宇貞， 錢虹， 黃福珍. 基于實物的計算機測控系統(tǒng)實踐教學改革[J]. 實驗室研究與探索， 2011， 30（12）：111-113.

[3] 徐志玲， 王鵬峰， 黃柳. 測控專業(yè)課程設計群改革與實踐[J]. 實驗室研究與探索， 2014， 33（4）：171-174.