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电路设计和仿真

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电路设计和仿真

电路设计和仿真范文第1篇

关键词: 组合逻辑电路;火灾报警;电路设计仿真

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)16-0063-02

0 引言

组合逻辑电路的基本构成单元是门电路,与时序逻辑电路不同,组合逻辑电路无记忆功能,输出信号仅取决于当时的输入信号[1]。组合逻辑电路的设计是根据给定的实际问题,用逻辑函数进行表达,用数字电路来实现逻辑其功能。常用的中规模组合逻辑电路有编码器、译码器、数据选择器、加法器等。

在设计硬件电路之前,常用一些虚拟软件进行仿真设计,Multisim软件是一款应用较广,功能强大的电子电路设计开发与仿真软件[2-5]。

文中,以集成与非门74LS00、译码器74LS138和数据选择器74LS151为主要元件设计了产生火灾报警控制信号的三种电路,设计平台为基于windows系统的Multisim 12.0软件,并进行了仿真测试。

1 电路设计与仿真

组合逻辑电路的设计步骤一般为:①根据设计要求,定义输入、输出的逻辑状态;②填写真值表;③由真值表,写出逻辑函数的最小项表达式并进行化简;④采用相应的元器件进行电路布线。

文中,火灾报警系统的输入为烟感、温感和紫外光感三种火灾探测器,当其中两种或两种以上探测器检测到火灾信号时,则系统发出火灾报警信号。设烟感信号为A、温感信号为B、紫外光感信号为C,报警信号为Y,当有信号时为1,无信号时为0,列出真值表,如表1所示。

1.1 基于与非门的电路设计 集成与非门74LS00有14个管脚,可以实现4个二端输入与非逻辑功能,74LS10可以实现3个三端输入与非逻辑功能。由公式(2)可见,此报警控制电路需要4个与非门,即三个二端输入与非门,一个三端输入与非门,电路连接如图1所示,其中三个探测信号输入端接入74LS00的三个二端输入引脚,三个二端与非门的输出接入74LS10的一个三端与非门输入引脚。

图1中的XLC1为逻辑变换器,是一种虚拟仪器,可以接入报警系统的输入与输出端,测试与验证其逻辑功能,从图2可见,该电路真值表及逻辑函数表达式与设计要求一致。

1.2 基于译码器的设计 译码是编码的反过程,74LS138译码器是集成有三个输入端,八个输出端的中规模组合逻辑电路,译码器的各输出端引脚信号对应于输入端二进制信号的组合情况。

依公式(4)可知,只要将译码器对应的四个输出端引脚接入74LS20芯片中的一个四输入端与非门即可,电路如图4所示。图中,译码器74LS138的G1、~G2A与~G2B为控制端,当G1接高电平,~G2A与~G2B接低电平时,芯片才能实现译码功能。系统接入逻辑变换器,对整个电路的功能进行了测试,测试结果与图2所示一致。

1.3 基于数据选择器的设计 数据选择器可以根据地址输入端的二进制信号,对输入端信号进行选择。8选1数据选择器74LS151是集成有三个地址输入端A、B、C,8个数据输入端D0~D7的中规模组合逻辑电路。74LS151数据选择器的功能用逻辑函数表示为

这样只要将数据选择器的输入端进行适当的置位便可以实现此报警功能,电路如图4所示。

图中,数据选择器74LS151的~G为控制端,低电平有效,D3、D5、D6、D7接高电平,其余数据数据输入端接低电平,地址输入端A、B、C与数据选择器的输出Y端接入逻辑变换器,以验证逻辑电路功能,验证结果与图2所示一致。

2 结论

组合逻辑电路广泛应用于各种数字电路设计中,文中给出了用集成与非门74LS00、74LS10,中规模组合逻辑电路器件74LS138译码器、数据选择器74LS151设计火灾报警控制电路的三种方法,并用最新版本的Multisim软件进行了直观的仿真验证。三种电路设计中,运用数据选择器最为有效。Multisim软件为组合逻辑电路的设计与仿真提供了强有力的计算机虚拟平台。

参考文献:

[1]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京:高等教育出版社,2002.

[2]张晶,李心广.基于multisim的电路设计与仿真[J].计算机仿真,2005,22(5):109-110.

[3]石嘉顺.基于multisim环境下的电路设计与仿真[J].计算机仿真,2007,24(12):306-308.

电路设计和仿真范文第2篇

CAD软件系统是当下电路设计软件中图形设计功能作为全面的应用软件,其在电子电路设计教学中的应用也十分广泛。在电路设计教学的开展中,CAD软件为课程开展提供了绘图,几何造型以及特征计算等功能,在进行电路设计过程中,教师能够通过带领学生进行元件设计,是学生进一步掌握不同电路元件的功能,并以此为基础,使学生利用不同元件的特性进行电路的功能设计。CAD软件在为电路教学设置元件设计功能的同时,也自带有元件库,电路的实际设计可以直接对元件进行调用,这也能够有效节约电路原理图设计时间。在利用该软件开展教学时,教师还要强调实际元件和虚拟元件的区别,并通过在教学过程中着重强调,以保证学生实际电路连接的准确性和安全性。

2EWB软件在教学中的具体应用分析

EWB计算机软件是一种用于电路设计与仿真的EDA工具软件,与CAD软件不同,EWB软件中包含更多的高品质模拟电路元件和组件模型。教师在开展电子电路设计教学时能够在元件调用的基础上,引导学生利用软件进行多种功能仿真,如对以连接的电路结构进行交流频率特性分析,静态分析和参数扫描分析等。EWB软件主要结构包括函数信号发生器和仿真电路模板等,学生能够在课程设计中通过元件调用和参数整合,完成电路设计,并通过将电路系统调用与仿真模板中,对其进行功能测试。在电路仿真教学过程中,教师应首先开展信号发生器教学,使得学生能够依据实际电路结构设计选定对应的激励信号,以此保证电子电路结构仿真结构的准确性和有效性。

3PSPICE仿真软件在电路设计教学中的应用

作为现阶段不同类型电路分析与设计仿真软件之一,PSPICE软件具有十分优越的实用性能。该软件主要包括电子线路仿真,图形方式输出,模拟计算电路功能和网表生成等功能,不仅能够对模拟电子线路进行仿真与模式实验,也能够与实体电路结构进行连接并开展模拟仿真。在电子电路的设计教学中,教师要将课程演示重点放在利用PSPICE软件模拟连接电路上,使学生能够在掌握元件参数的基础上,更为全面的掌握电路波形和电压电流值的检测方法。PSPICE仿真软件的应用,也为电路设计教学中元件参数的优化提供了科学有效的途经,教师通过对比软件中不同模拟元件的功能,以选择灵敏度高和容差关系稳定的软件开展教学,这能够极大的优化电路设计中的元件参数,并使得电子电路设计的教学质量得到有效提升。

4结束语

电路设计和仿真范文第3篇

关键词:电子应用;电子电路;仿真技术

1电子电路仿真技术

1.1电子电路仿真技术的内涵

电子电路仿真技术就是在电子电路设计的过程中,设计人员利用计算机仿真技术对电子电路的工作状态,采用数字化的形式将其呈现出来,从而能够真实的、准确的模拟出电子电路的工作状态,能有效的帮助电路设计人员来分析电路的功能与基本特征。从工作原理上分析,电子电路仿真技术就是利用数字模拟的方法对电子电路中的各个元器件与模块进行组合测试,分析新设计的电路工作状态,并将其应用于电子电路的开发与设计中。电子电路仿真技术通过对设计的电子电路进行集成化的建模模拟,可以对电子电路的设计进行全局统筹管理,在电子电路的测试还是在研发上,都具有优势,由于电子电路的设计需要集自动化、电气、机电于一体的工作模式,为了控制产品设计的达标和质量的准确性,利用模拟仿真技术对其进行调整是十分有必要的。

1.2常见的电子电路仿真软件及功能

(1)OrCADPSpice软件。该软件是一种针对元件级别的电子电路仿真软件,主要是采用Spice通用语言进行编写,可以根据实际需要开发模块,具有较强的移植性,在电子电路设计中具有较好的性能。该软件主要由电路仿真、元器件编辑以及原理图编辑等模块构成,利用电路元件模型编程设计,可以对元器件的真实特性进行模拟,在模拟时,可以利用电路方程进行计算,分析电子电路的细节特性,OrCADPSpice软件的主要功能是用于复杂电路的特性分析,能对元件级别的电子电路进行模拟,还能对数模混合的电子电路进行仿真模拟,在电子电路设计时,该软件能够提高电路的集成效果。OrCADPSpice软件的缺点是不适合电路功率比较大的电子电路,对分析计算时间比较长的电路分析也缺乏灵敏性,对于仿真收敛性差的电子电路也不能有效的模拟。(2)Saber软件。该软件是功能比较强大,适应比较强的电子电路仿真软件,可以应用于电力电子、机械、光电等不同类型电路的模拟仿真,而且还具有兼容混合仿真的功能,能从不同的层面分析电子电路的测试与特性,它能对原理图的电路进行输入性的模拟仿真,对电路中的复杂数据进行可视化分析与建模,该软件的主要缺点是操作比较复杂,而且模拟仿真的原理图效率较低。

2电子电路仿真技术在电子电路设计开发中的应用

2.1促进集成电路的开发与设计

电子电路是集成电路的设计的关键,电子产品的不断更新与发展,对集成电路的性能也提出了新的要求,只有不断创新集成电路的设计,才能提高集成电路的性能,利用电子电路仿真技术可以有效地对电子电路进行设计,并可以对复杂的集成电路性能进行分析,从而能方便的将集成电路进行压缩,从而形成芯片级的集成电路,这样不仅有利于电子产品的开发,还能增强电子产品的可靠性、安全性、稳定性及美观性,还能提高电子产品的芯片性能与工作效率,利用仿真技术对集成电路的性能、参数等分析计算,利用仿真电路的虚拟化测试,优化电子电路的设计方案,以不断的优化集成电路的性能。因此,在集成电路的开发与设计,需要灵活的运用芯片系统思想进行常开发,不断利用仿真技术对电子电路的性能进行分析计算,来验证芯片性能,分析其是否满足电子产品的要求,同时可以利用仿真模拟技术对集成电路进行不断的完善与改进,从而保障电路设计的准确性,从而不断的促进电子电路的发展。

2.2优化电子电路的设计方案

在电子电路设计的过程中,需要综合考虑电子电路器件的性能,如温度敏感性等,一旦电子元器件外界的稳定发生变化,或者环境发生改变,外界的温度就会对电子元器件产生一定的影响,从而影响整个电路的稳定性,利用仿真软件对电子电路的长时间运行状态进行模拟,及时发现电子电路运行中存在的问题,及时调整电子电路的设计方案,才能总体提高电子电路的性能,从而能够提高电子产品的稳定性,将电子电路仿真技术应用于电子应用开发中,对电路运行的每一个细节进行模拟,达到总体优化电路的设计方案。采用电子电路仿真技术可以对不同温度状态下的电路特征情况进行分析,便于为设计人员提出电路的设计方案,进而整体改善电子电路元器件的温度敏感性,打的优化电路设计的目标。

2.3提供新的电子开发方式

电子电路新技术的发展,为人们提供了更为优质的电子系列服务,在开发新的电子产品时,需要注重电子电路的创新设计,才能提高电子系列产品的开发效率,采用仿真技术可以快速的多电子电路的相关功能、参数等进行设计分析,达到优化电子电路的目的。在传统的电子应用开发工程中,由于元器件比较复杂,电路受到多种因素的影响,导致电子电路设计与开发的时间过长,技术也比较漫长,在仿真技术发展的情况下,利用模拟仿真可以对电子电路的设计进行调整,也就提供了新的电子电路开发方式,利用模拟仿真技术还可以对电子电路的环境进行模拟、实验与调试,改善了电子产品的设计效果,极大地优化了电子产品调整效果,采用电子电路仿真技术,使得电子产品的开发呈现出多元化的发展趋势,也为电子产品的开发提供新的思路。

2.4有效验证电路设计的功能

对于电子电路的开发设计只是电子产品开发的第一步,如何有效的验证电子电路的功能是否满足要求,保证电子电路功能、参数的稳定,成为电子产品开发的关键,这就需要采用仿真技术对电子电路的功能进行模拟,对电路的功能进行多重验证,以保证电子电路应用的稳定性、合理性、科学性与安全性。电子电路的设计人员可以将仿真技术的模拟分析功能与电路设计的可行性结合在一起,全面对设计的电路进行检测分析,通过模拟仿真的参数来分析电路存的误差,以及电路在运行的过程中,与实际预期不符合的情况,从而能有效的降低电路功能的误差,或者存在着不能使用的情况,真正实现对电子产品的电路设计的功能进行验证,同时在一定程度上还能提高电子产品的功能能。

2.5在电子电路的虚拟测试中的应用

电子电路的设计要能合理根据各个电器元件的功能,详细地对各个参数进行设计,才能保证电子电路的高精密性的要求,如果电路的稳定性不强,精密性不高,就会影响着电子电路的稳定性,利用仿真软件的功能,可以对电子电路的运行情况进行虚拟性的测试,从而能够对电子电路的功能、参数进行有效的设计,提高电路的稳定性。因此,在进行电子产品开发与应用时,针对电子产品应用的环境,保证电子产品在恶劣的环境中能够发挥稳定的功能,就需要设计特色的环境,对电子电路的运用进行进行分析,采用仿真技能,可以展开特殊环境在电路运行状态的模拟分析,测试电路运行的极限值,保证电路在高温、高压情况下参数、特性保持稳定,通过仿真技术的虚拟测试,及时发现电路中的问题,可以提高电子产品应用的稳定性与安全性。

3结束语

电子电路仿真技术在电子电路开发中的应用,可以快速的、有效的对电子电路的性能进行模拟测试,便于设计者能快速、准确地发现电路设计中存在的问题,提高了电子电路的设计效率,也为电子电路的稳定性、安全性等提供了基础,从而也能够有效的促进电子产品向集成化的方向发展,使得电子产品的应用能够为人们提供更优质的服务。

参考文献

[1]苏青霄.电子电路仿真技术在电子应用开发中的作用[J].企业科技与发展,2020(02):142-143.

[2]蒋昌太.电子电路仿真技术在电子应用开发中的运用[J].电子世界,2019(24):173-174.

电路设计和仿真范文第4篇

电子设计正朝向自动化方向发展,使电路设计教学中开始采用一些虚拟设备,通过仿真分析使原本抽象的教学内容更为直观。电工电子实验教学中引入了电路仿真软件,可以使电路设计更为直观,且有助于教师在教学中针对设计电路进行分析,以提高学生对设计电路的理解能力。

1 Multisim 仿真软件是电子类课程教学中的常用软件

在众多的电路仿真软件中,Multisim 仿真软件是较为常用的,主要在于其操作方便,且电路的仿真分析能力很强。具体操作中,Multisim 仿真软件可以在Windows基础上配备虚拟测量仪器,将电路原理图输入软件操作平台上,就可以启动仿真软件进行仿真教学了。很多开设电子类课程的学校都逐步引进了Multisim 仿真软件,仿真电路在电脑显示器上清晰地呈现出来,不仅激发了学生的学习兴趣,而且还让学生的实践操作能力得到了训练,大大地提高了电工电子教学效率。

2 Multisim软件简述

Multisim软件是Electronics Workbench(简称:EWB)的升级版。作为仿真设计软件,主要用于电子电路的设计,其仿真功能是非常强大的。目前所普遍使用的Multisim软件为Multisim 12.0,与其他的仿真软件相比,Multisim的功能性更强,在虚拟操作中,软件可以提供电路元器件达几千个,还可以提供各种电路设计中所使用的虚拟仪器,包括信号发生器、万用表以及示波器等等,而且这些电路元件和虚拟仪器的图形与实物具有很高的相似性。操作功能上,Multisim软件可以对所设计的电子电路进行演示,对电子电路的操作情况进行测试,且能够设计所需要类型的电路诸如,数字电路、基础电路、射频电路、微控制器电路、接口电路等等。设计者在进行电路设计的时候,可以将Multisim所提供的虚拟元器件利用起来进行电路设计,并将所选择的各种设备连接起来。电路就通过计算机绘制出来。当电路设计完毕之后,还要对各种元器件的参数进行确定,还要测试元器件的性能指标。从电子类课程教学的角度而言,由于Multisim操作简单,学生在短时间内就可以进行基本操作。由于操作简单且仿真软件所涉及的电路直观性较强,因此而在电子类教学中广泛使用。

3 电工电子试验中电路仿真软件的应用

3.1 学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图

电工电子试验教学中,以试验教学为主,将理论教学内容融入到实验教学中,以提高学生的理论应用能力。学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图,在计算机上启动Multisim 软件,根据试验内容将实验电路绘制出来之后,选择所需要的虚拟电子元器件配备到电路中,并进行仿真操作和测试,将实验结果记录下来。对电路的仿真测试合格之后,学生课可以利用实物将与虚拟电路相同的实际电路构建起来,对电路进行调试,并将调试结果详细地记录下来。在实验操作总,还要仔细观察实际电路的运行状态,以及所获得的运行结果,采用对比分析法对虚拟电路的方针结果与实物运行中所获得的结果进行比照。由于虚拟仿真电路所连接的元器件以及各种仪器设备都是处于理想运行状态,因而虚拟电路和实际电路的运行结果会存在一定的误差。如果误差范围没有超过规定的范围,这个试验操作所获得的结果就是有效的。在电工电子试验中,采用电路仿真软件进行仿真操作,实现了电子类课程的理论教学与实际教学的有效结合,而且还使试验结果更为清晰,加之学生亲自参与虚拟仿真试验,学生对相关理论知识通过试验得到了验证,不仅可以提高电工电子实验教学的质量,还使学生的学习积极性被激发起来。

3.2 Multisim 软件仿真试验的动态观测

对Multisim 软件仿真试验进行动态观测,以流水灯实验为例。

使用Multisim 软件所设计的电路为自行振荡电路和显示器对各种电路轮流显示。按照规定的设计内容,流水灯电路设计需要使用的器具包括四位二进制计数器、译码器、LM555、发光二极管显示器8个。其中,四位二进制计数器是将74IS163连接成为二进制的计数形式。使用指示灯监测其对74IS163的计数进行检测。将三个指示灯接入到地址控制端,使能端都处于使能状态。输出端所连接的是发光二极管显示器,共8个,都连接在LED显示管的负极上。当进行仿真调试的时候,可以看出三个指示灯都按照三位二进制数进行计数发光。与此同时,还将LED显示管依次点亮。当两边的灯都亮起来的时候,就现实译码器5处于低电平状体的时候,所连接的发光二极管就会亮起来,这就可以证明电路设计是有效的。

4 总结

综上所述,计算机技术的发展,人们的生产生活方式都发生了变化。为了促进教学与实践有效结合,一些学校在电工电子实验教学中使用了电路仿真软件,以使学生可以在实验室模式实验,不仅可以激发学生的学习积极性,还能够激发学生对知识探索的兴趣。Multisim软件是电子类实验教学中的常用工具,由于操作简单,学生能够利用软件自主设计电路,由此而使得学生的操作能力得以增强。

参考文献

[1]吴根忠,李剑清.基于 Multisim的电工学虚拟实验教学[J].实验室科学,2011,14(03):19-21.

[2]姜凤利,朴在林,王义明,等.电工与电子技术课程网络教学研究与实践[J].沈阳农业大学学报(社科版),2013,15(02):196-199.

电路设计和仿真范文第5篇

关键词:示范教学;传感器技术应用;项目化;微课程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0249-02

一、引言

现在的高校大学生中使用智能手机、移动数码产品的人越来越多,这在无形中改变着他们的阅读和学习方式,当然从中我们也可以很自然地联想,他们在课后利用这些电子设备浏览教学内容,那不是一件很好的与课堂教学对接的方式吗?几乎大部分的教师都有运用多媒体技术播放视频的教学经历,但大家都会发现,不管是利用精品课程视频也好,或者是其他类型的教学视频,除了上课教学以外,很少会有学生课后去浏览观看这些视频进行学习和课后复习,其利用率非常之低,原因主要是视频容量太大,教学视频大多数是几百兆,网上在线观看往往速度太慢;容量大也影响网速,断断续续,让人失去等待的信心;最后容量大则讲解的知识点过多,让学习者失去学习耐心。此外,现在高校都在实行项目化的教学做一体的课程开发,在教学做的过程中,特别是电子类相关专业,教师示范引领是一个重要的环节。然而从目前来看,教师示范因为视线、场地等原因,示范只能照顾到前面的少部分同学,如果把项目中关键的知识点、技能点、重点、难点做成微视频的形式,通过投影播放,可以让所有同学都能清晰地看到教师的示范内容。鉴于此,课题组成员结合应用电子技术专业,开发出的《传感器技术应用》微课程正好有效解决了这些问题,其微课程的特点有以下几方面:①目标明确、主题突出。②短小精悍、视频为主。③依托网络、使用方便。课程组共计完成《传感器技术应用》项目化的微课程视频12个。

二、《传感器技术应用》项目化内容设计

《传感器技术应用》项目化内容分成6个项目,具体项目及涉及的传感器如下:①饮水机温控指示电路,负温度系数热敏电阻;②霍尔传感器磁性产品计数器,霍尔传感器3144;③红外线防盗报警器,红外线发射二极管、光敏三极管;④声光控路灯,驻极体话筒、光敏电阻;⑤小型电动机转速测量器,带光电开关装置的电动机模块。⑥酒精浓度检测器,酒精传感器MQ-3。

三、项目微视频设计与制作

1.项目中关键应用能力提炼方法。①首先对项目中的传感器进行基本特性的测试:工作原理、输入输出特性、引脚判断等。②将项目分成若干个小的模块,模块划分的原则是在电路中可以自成一个部分。③按照信号的流程进行一步步的电路设计,对完成的每部分电路进行相应的测试,同时完成数据的记录,注意前面的模块测试完成后,才进行下个模块的设计及测试。④Keil uVision编程及调试。⑤Proteus电路进行设计及仿真。⑥电路制作及测试:完成整体电路设计、并对关键信号点按照要求进行相应的测试并记录数据。

2.每个项目的关键应用能力提炼。项目一:①负温度热敏电阻10KΩ的一致性和温度特性测试。②电阻到电压转换的测量电路设计及测试。③三极管驱动的继电器应用电路设计及测试。④三个LED(电源、加热、保温)指示电路设计。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试:分成加热过程、保温过程、再加热过程。

项目二:①霍尔效应的工作原理。②开关霍尔传感器3144芯片内部的工作原理。③3144的信号产生电路设计及磁铁接触及方向的测试。④单片机计数器的应用。⑤3位共阳极数码管显示电路设计。⑥Keil uVison的单片机计数器及数码管显示的程序设计。⑦Proteus电路设计及仿真。⑧电路制作及测试:信号产生、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目三:①红外线发射二极管正向导通压降测试及伏安特性测试。②可调红外线强度的发射器电路设计及测试。③光敏三极管光照特性测试及引脚判断。④光敏三极管光信号检测电路设计及测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦三极管驱动的蜂鸣器报警电路设计及测试。⑧Proteus电路设计及仿真。⑨电路制作及测试:分成有红外线和无红外线接收两种状态进行关键信号点测试、RC充放电过程的测试等。

项目四:①红外光电开关的工作原理及引脚判断。②红外光电开关的电机测速模块工作原理、电路及引脚判断。③电机测速模块传感器输出信号测试。④CD4013 D触发器的工作原理。⑤D触发器的信号整形电路设计及测试。⑥单片机计数器的应用。⑦3位共阳极数码管显示电路设计。⑧Keil uVison的单片机计时、计数、转速计算、数码管显示的程序设计。⑨Proteus电路设计及仿真。⑩电路制作及测试:信号产生、信号整形、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目五:①驻极体话筒的工作原理:驻极体、电容、场效应管和阻抗变换。②驻极体话筒的声音信号检测电路设计及测试:分成有声音和无声音两种状态进行分别测试。③驻极体话筒输出信号电容耦合、三极管信号放大电路设计及测试。④光敏电阻光照特性测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计:声音和光敏信号。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦PCR606可控硅控制电路设计及测试。⑧220V市电的半波整流、降压、电容滤波输出直流10V。⑨PCR606驱动控制、桥式整流和灯泡的连接电路。⑩Proteus电路设计及仿真。{11}电路制作及测试:光敏电阻模拟成白天和黑夜两种状态分别进行有声音和无声音的关键信号点的测试、RC充放电过程的测试等。

项目六:①酒精传感器MQ-3的6个引脚判断。

②MQ-3酒精浓度特性测试:分成电热丝加热与不加热进行测试并进行对比。③比较器的应用。④LM3914芯片内部的工作原理:电压跟随器、10级比较器和电压基准源、LED亮度调节等。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试:调节电位器使LED1亮,测试酒精浓度变化时,比较器输入5脚电压的变化,同时观察LED亮灯数目的变化。

3.项目微视频的内容选取、设计与制作。项目微视频的内容选取要是教学中重点、难点和关键点,易于通过可视化的方式呈现、自成一个相对完整的整体、内容的时间控制在5~15分钟、选取一个合适的名字等。通过前面的项目关键能力的提炼,我们从中选择了12个知识点进行微视频的制作,内容如下:①负温度系数热敏电阻一致性及温度特性的测试。②饮水机温控指示电路关键信号点的工作过程测试。③霍尔传感器3144工作原理分析及开关特性测试。④磁性产品计数器的Keil编程设计及调试。⑤红外线防盗报警器关键信号点的测试。⑥驻极体话筒的工作原理及信号输出测试。⑦声光控路灯关键信号点的测试。⑧酒精传感器MQ-3引脚判断和基本特性测试。⑨LM3914芯片内部的工作原理分析。⑩电机测试模块的引脚判断及输出信号测试。{11}小型电动机转速测量器的Keil编程设计及调试。项目微视频的设计与制作首先需要准备相应设备和材料,主要有如下:①知识点相关:电子元件、仪器和设备(万用表、数字稳压电源、数字示波器)、线路板、实训指导教程、PPT、动画、黑板(电子白板)等。②电路仿真和编程相关:电脑、Proteus电路仿真软件和Keil uVision编程软件。③微视频拍摄相关:摄像机、计算机录屏软件CamtasiaStudio、麦克风等。将上述的12个知识点进行分类,大致可以分成三类,以及需要的相关微课制作工具。第一类:讲解、操作及测试类,采用摄像机拍摄。第二类:工作原理分析类,采用计算机录屏软件和麦克风。第三类:Keil编程设计及调试类,采用计算机录屏软件和麦克风。对制作微视频的知识点需要进行详细的微课程脚本设计,形成一个较为详细的讲解、操作、分析的过程文件,最后对视频进行后期处理,如剪辑、合成、字幕添加等。

四、结论

《传感器技术应用》项目化微课程的开发,完成了6个传感器项目的设计及12个微视频的设计和制作。为该课程的项目化教学做提供了一个很好的示范教学素材,同时学生也可以通过微视频资料进行相应的学习或复习,通过利用微课教学和传统教学的所教班级对比,利用微课程的班级教学效率和效果明显有所提高。通过对《传感器技术应用》课程的项目化开发和微视频设计与制作,该课程的主讲教师多次在学生“学评教”中,被评为学生满意教师。

参考文献:

[1]张剑波,张欣杰.高职微课程的开发与应用[J].中国职业技术教育,2014,(2):9-10.

[2]熊烨.微课程制作的思考和实践[J].湖北工业职业技术学院学报,2014,27(3):100-102.

[3]韩宝如,黄果,潘云霞.高职传感器技术与应用课程建设的研究[J].辽宁高职学报,2012,(9):47-48.

[4]袁向荣.项目驱动教学法在“传感器与检测技术”课程中的应用[J].中国电力教育,2011,(26):92-93.