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之所以將微機備自投裝置應用到電力系統中,主要是由于該裝置具有較高靈敏性與可靠性,隨著該裝置的運用,以往的自動裝置被取代,這在一定程度上促進了繼電保護系統發展,電力系統裝置也實現了科技化與先進化。因此,有必要對微機備自投裝置展開研究。
1 微機備自投裝置原理
對于微機備自投裝置來說,主要由軟件系統與硬件系統構成,其中軟件系統如何對微機備自投裝置能否穩定運行有較大影響,在硬件系統中,主要涵蓋了主系統、模擬輸入系統、輸入系統、輸出系統以及通信接口等多個部分。微機備自投裝置的工作原理是在數據采集單元的作用下取得電流、電壓以及開關部分的數據,然后主系統再將這些軟件進行必要的邏輯設定,在數字量輸出接口的作用下完成分合開關操作,進而實現備自投。
微機備自投裝置的特點主要有以下幾種:
1.1 便于維護與調試
這一點體現在微機備自投裝置無論是硬件系統還是軟件系統都有一定的自檢作用,當裝置處于運行階段,如果出現故障系統就會自動報警,即便不需要調試裝置也可以有效減輕維護工作量。
1.2 具有良好的可靠性
由于微機系統在運行中,需要經常自檢,如果發現故障,也會隨時采用合適的糾正措施。
1.3 方便監控
在微機備自投裝置中存在一定的通訊接口,這些接口的存在在一定程度上也方便了監控,且有利于遠方定值與修改。
2 微機備自投裝置的運用
某電廠在實際工作中應用了微機備自投裝置,該裝置的軟件系統是結合電廠自身情況所研發的,其中主要包括交流轉件系統、CPU系統、電源開入系統以及信號系統等,同時擁有4個操作插件,其作用是控制各個斷路器。在微機備自投裝置被應用以后,只要在整定控制字的作用下,就可以控制10KV電廠以及400v電廠的用電系統BZT,其中前者的用電系統只使用了該裝置的部分BZT邏輯,后者則使用了該裝置的全部BZT邏輯。
要了解微機備自投裝置的運用情況,應從兩方面入手:
2.1 裝置輸入
在裝置輸入中,主要由模擬量輸入以及開關量輸入兩部分構成,其中模擬量輸入由10路交流量組成,由于該電廠有10kv與400v兩種系統,它們的母線電壓也不相同,并受MODE影響,所以,10kv系統的MODE置既可以是0,也可以是1,而400v系統的MODE置則可以是2或是3。通常情況下,這些電壓量主要用來了解進線是否存在電壓與線路無流檢測等。在開關量輸入中,微機備自投裝置主要是通過斷路器采集接點信息,通過狀態顯示情況了解接點實際情況,如果裝置狀態上顯示T,那么就意味著處于常開狀態,其開入量則為1,如果顯示T則意味著處于常閉狀態,開入量則為0。
2.2 BZT邏輯與母線供電自動恢復
通常情況下,在微機備自投裝置中,BZT功能主要有三種,分別為一級失電、二級失電以及特殊失電。受BZT動作等因素的影響,母線需要在相鄰段的作用下經過斷路器實現供電,或者通過母線在進線的作用下完成供電,如果電廠用變或自用變回歸正常狀態,那么就需要在自動恢復功能的作用下讓母線回歸到自身電廠變電狀態。為確保動作一次性,應重視BZT的運用。一般來講,同段母線無論是BZT功能還是自動恢復功能都無法實現同時充電,所以就要采用分別充電的方式。在10kv系統中無論是用變還是施工變都不能共同擁有三段母線,同樣在400v中,公用變也禁止同時擁有兩端母線,這就需要聯系實際情況確定好連接斷路器的部分,以便確定是否出現以上情況。
由于10kv與400v系統都可以使用該邏輯,隨著BZT的運用,各個部門都可以使用后相同的投退控制方式,如果母線有壓,BZT就會以母暗的備自的方式展示出來。通常情況下,如果裝置啟動以后,系統會自動閉鎖,如果母線沒有達到三相有壓條件,原有方式也不會啟動,更不會出現瞬間放電,總的來說,這種運行方式相對于以前的運行方式較好,這也是其他運行方式無法比擬的。
3 結束語
隨著微機備自投裝置在電力系統中的運用,所有的備自投動作順序可以在報告中得以清楚記錄,動作結果相對可靠,通過長期實踐證明發現,在微機備自投裝置應用到電力系統以后,一直沒有發生誤動或拒動等情況,也從一定程度上在標明該設備具有良好的可靠性,再加上其具有便于調試,方便維護等多個優點,也增強了電力系統運用的信心,因此,應重視微機備自投裝置的運用。
參考文獻
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作者簡介
梁爽(1990-),女,黑龍江省大慶市人。大學本科學歷。現為大慶石化公司助理工程師。研究方向為工廠供電。
關鍵詞:微機原理;接口技術;實踐
中圖分類號:G715 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 15-0000-01
Microcomputer Principle and Interface Technology Practice
Pan Lili
(Qingdao Technological University,Qindao College,Qingdao266106,China)
Abstract:The description"Microcomputer Principle and Interface Technology"current situation,describes the course of practice teaching role,made a practice of teaching computer interface design,in order to reinforce the teaching of the course.
Keywords:Microcomputer theory;Interface technology;Practice
一、引言
微機原理及接口技術課程是單子信息類專業的重要課程,闡述了微型計算機的主要組成結構,講解了應用系統的設計,描述了指令系統和匯編語言編程。微機原理和接口技術課程可以使學習者掌握微機軟硬件方面的基本理論、基本知識以及常規技能,強化學生工程應用能力,有助于今后從事計算機控制技術、智能儀器的學生打下良好專業基礎。該課程理論性、實踐性都較強,教學課程信息量大;教學內容更新迅速,學生往往感到難學,老師執教困難;實踐環節比較多。下面,針對該課程的教學實踐,結合其教學進行探討,闡述一些教學體會。
二、《微機原理與接口技術》課程當前現狀
按照《微機原理與接口技術》課程教學大綱的要求,設定學分數為3.5分,56節學時數,包括48學時的理論教學,8學時的實驗教學。教學目標要求,通過學習本課程,學生要從理論和實踐等方面熟練掌握微型機的組成、工作原理、接口電路及硬件連接,具備微機系統工作的整體概念,初步具有微機應用系統軟硬件開發能力。所以,選擇教材時,必須涵蓋課程相關知識點,并有所側重,同時注重培養學生分析實際問題的能力,并在實驗教學環節上見到實效。教材與習題力求緊密結合,在上機實踐過程中消化課堂上講授的知識,幫助學生掌握相關理論知識,舉一反三,開拓思路。《微機原理》課程主要內容主要包括軟件、硬件兩個部分,軟件部分:匯編語言編程;硬件部分:中央處理器和存儲器的連接,中央處理器和外部接口的連接。不同類型的中央處理器的匯編語言不相同,與外部接口的連接也有差異,選用不同的中央處理器,對應的教學內容也有較大區別。通過學習本課程,要求學生應在原有基礎上提高分析問題與解決問題的能力。為了在有限的教學時間內達到有效的學習效果,教師要不斷探討、研究新的教學思路,充分利用各種教學資源和實踐環境來改革教學手段。
三、《微機原理和接口技術》實踐教學
實踐環節是實踐教學的重要組成部分。良好的實踐教學過程是保障學生具備從事微機原理和接口技術課程實踐和創新的基礎。根據教學實際需要,實踐課程被劃分成基礎驗證型實踐、綜合設計型實踐和開放型實踐三個部分,做到由淺及深,基礎是驗證型實踐,重點是綜合型實踐,按照學生情況自主選擇開放型實踐,對原有的實踐項目進行重新調整,對項目內容進行必要的增刪、整合等整理。
(一)基礎驗證型實踐分析。基礎驗證型實踐主要用來讓學生熟悉掌握匯編語言程序設計步驟,熟練運用其開發環境。該項內容包括匯編程序的設計技術(包括DEBUG的常用指令,并且用DEBUG調試程序等)及熟悉PC總線微機工作原理,同時正確使用典型接口電路以及中央處理器及外設的接口方法和其編程原理。對于該部分內容的掌握可以讓學生對微型計算機建立感性認識,同時可以培養學生的研究興趣。這一部分內容掌握的效果如何將直接影響到綜合設計型實踐能否順利進行,是綜合設計型實踐的理論基礎。所以在實踐開始之初,指導教師要先對實踐的內容通過多媒體課件等形式深入講解,對于匯編語言編程開發環境要加強解釋和演示,使學生做到熟能生巧。具體的實踐內容分三部分:第一部分:循環分支程序設計實踐,要求熟悉8086/8088常用指令及DEBUG常用命令,熟悉使用匯編語言進行分支與循環程序設計的方法。第二部分:DOS系統功能調用,要求熟悉DOS系統功能調用及其編程方法。比方說:字符輸入與輸出的功能及使用環境。第三部分:簡單輸入輸出接口的操作,要求掌握接口操作的基本方法以及數據輸入輸出程序編制的技巧。
(二)綜合設計型實踐。綜合設計型實踐要求讓學生將前面所學知識系統地結合起來,形成一個具有一定實際意義的整體,培養學生靈活運用所學知識分析解決實際問題的能力,激發學生潛意識中的創造性和能動性。通過綜合設計型實踐的訓練,學生能更清晰把握部件與系統的關系,建立系統的概念,獲取構建系統的初步知識。該環節的實踐只給定實踐目的、要求和實踐條件,由學生自行設計實踐方案并加以完成。
四、微機接口實踐教學的設計思想
實踐教學的設計思想是將實踐教學按照難度進行階段性的劃分。第一步,在實踐初期增加基礎知識和基本操作訓練,使基本操作達到規范化、標準化、安全化的要求。第二步,分階段、逐漸增強操作的綜合性,逐漸提高其難度,拓寬實踐的知識覆蓋面,做到由易到難、由淺及深、循序漸進,使學生在知識和能力等多方面得到快速提升。最后,實踐室對學生全面開放,充分讓學生使用實踐室和實踐儀器設備,包括學生可以自選練習題目,自由設計實踐的方案步驟,并讓學生自己對實踐室進行日常管理和維護。微機原理和接口是一門實踐性很強的課程,為避免教學過程中出現重理論輕實踐的現象,單獨設置實踐課,安排足夠的微機接口課程設計。實踐教學以計算機中央處理器的匯編語言指令為核心,以接口電路為橋梁,通過實踐課讓學生掌握使用指令控制中央處理器,完成指定的功能,通過接口電路實現信息的I/O,掌握匯編語言程序設計與調試方法,熟悉接口芯片及其電路連接與初始化編程方法。在此基礎上,通過實踐課程選拔優秀學生參與相關的電子競技大賽,指定指導教師對學生進行輔導。實踐性教學重點在于培養學生對微機接口電路的設計,特別是微型計算機測控系統學習與研究的濃厚興趣和動手能力。根據學科發展和人才培養方案的要求,對實踐教學內容進行更新、整合,重構實踐教學體系,提出微機接口基礎實踐、大型實踐、綜合提高型實踐三個層次改革方案,實踐內容與隨理論課的教學進度開展實踐教學。在基本技能方面,結合基本理論與實踐,貫穿于實踐教學的每個環節,指導教師全程指導學生實踐或設計,注重培養學生實踐動手能力和創新能力。
五、結語
通過引入實踐性教學模式,強調了教學練的互動,引導學生從被動接受到主動去探究,從刻板記憶到按原理分析記憶。學生們學習興趣高漲,理解透徹,掌握熟練,是提高課程教學質量的重要途徑。
參考文獻:
引言
《微機原理與接口技術》集理論性與實踐性于一身,注重提高工作崗位需求的微機應用和開發能力,是理工類專業本、專科學生的計算機基礎課,也是計算機等級考試的重要課程[1]。該課程以Intel 8086為主體,對微機的功能結構和工作原理、尋址方式與執行系統、匯編語言程序設計和接口技術進行教學[1]。總的來說,它分為兩大部分,第一部分是微機原理,第二部分是接口技術,其中第一部分是第二部分的基礎,第二部分是第一部分的應用。由于課程內容抽象、知識覆蓋范圍廣泛、教材內容老化、對基礎要求高以及實踐性強的多方面問題,學生容易產生畏難心理,以致缺乏學習興趣,進入消極學習、死記硬背的惡性循環,所以授課教師也普遍認為這門課程教學難度大。與此同時,微機原理與其他基礎課的聯系十分密切,就信息類的網絡工程專業來說,這門課部分內容與《通信原理》、《計算機網絡》、《單片機技術》的課程相連甚至是相通的,再者,部分學過這門課的學生反映,在學習《單片機原理》與《網絡互連技術》的過程中,這門課起到了一定的打基礎的作用。為了能提高學生的學習積極性、幫助教師建立合理的教學體系、提高該門課的教學質量、提升學生掌握微機原理和接口技術,本文從四個方面對該門課程進行教學改革。
一、端正學生學習態度,提高學習積極性
曾經有學生抱怨:《微機原理與接口技術》這門課程內容空洞、知識枯燥、學習成果一般,學習工作上很難用到實處,還不如花時間來學習java、C++等流行的編程語言。這體現了如今部分學生學習的急躁和不踏實性。為此,教師應在課堂上明確告訴學生,相對C語言來說,匯編語言是低級別語言,編寫程序的工作量大,另外程序的可讀性也差,但是匯編語言能夠對硬件資源進行準確的操作,運行速度快,實時性要求較高,學好了匯編語言不僅能培養出個人良好的思考方式和思維習慣,對自身以后的學習和發展都有很大的幫助。
由于學生首次接觸微機芯片,很多硬件方面的知識架構還沒建立起來,學習起來難免有點吃力,為提高其學習積極性,教師可以為學生打好心理上的“預防針”:單靠課堂聽課的時間和考試前的復習,是很難學好這門課程的,必須充分利用課余時間多看相關書籍、勤寫代碼、多做總結,循序漸進地整體把握課程內容。
為了提高學生的學習興趣,擴展學生視野,授課老師除了講授教學內容以外,還可以適當地介紹微機原理與接口技術在實際生活當中的應用,如“八核”概念、INTEL最新芯片功能等等,之后再鼓勵學生自己利用課余時間搜索此方面的最新信息,待下次課請準備好資料的同學利用多媒體和大家分享,筆者在教學中發現,這一方法對激發學生的課堂興趣取得了良好的效果。
二、精簡教學內容,提高教學效率
由于《微機原理與接口技術》內容覆蓋面廣、教學知識點多而學時有限的特點,若要求教師對全部知識點都面面俱到,且教學內容緊緊地和技術發展保持同步[2],這些都是不現實的。因此授課老師必須統籌教學內容,“以強化基礎知識、著重能力的培養為主,介紹當前微機發展水平為輔”的標準來系統安排教學環節[3]。此外,教學知識點安排須詳略得當。以網絡工程專業的學生為例,在學習微機之前,他們對其中部分概念如數值轉換、邏輯電路基礎、總線周期時序等,已通過其他課程的學習有了一定的了解,所以上本課時可根據情況縮減內容。當然,這需要授課老師對學生的學習進度有一個大致的了解,之后才能恰當地精簡教學內容。而對于既是重點也是難點的概念,教學時應側重于思路的分析上,比如第四章“匯編語言程序設計”,學生根據老師的引導,帶著一個個的問題來學習(如要編什么、怎么去編、怎么優化),然后再一步步地去解決問題,理解透徹之后,老師再出相似例題,讓學生自己分析,老師在旁加以指導。這比起反復強調不斷解釋重點的教學來說,不僅營造了良好的課堂氛圍,還提高了教學質量與效率,最后,對于一些較為簡單的知識點則可以在提出要點后,鼓勵學生課后自主學習。
有些時候,學生聽課時只是作為一個被動的接受者,而不積極思考,學習效果不盡人意。微機是一個有機的整體,講一個部件原理時難免會涉及還沒教到的新部件,如第二章中存儲器的分段管理,學生對存儲器的功能定義還很陌生,很難理解邏輯地址和物理地址是如何實現轉換的。要求學生在未理解的前提下記憶無疑是不明智的。根據不同情況,老師可以適當調整章節教授順序,或是利用PPT適當補充教材欠缺的知識點,方便學生理解接下來所講授的內容。在每教完一個章節之后,為了避免學生將主要精力放在每個章節的知識點上,而缺乏對課程的整體把握、各知識點不能連貫一起來理解,要求教師和學生共同對所學章節間的聯系進行歸納總結,將一些容易混淆的概念集中在一起講解,比較出它們之間的異同,突出強調不同的方面,加強對知識縱向和橫向的延伸。
在給學生布置作業方面,布置作業的題目要求精煉,在不太占用學生課余時間的前提下,保證學生能夠理解鞏固好當堂課的內容,同時可做一點小擴展。鼓勵學生多嘗試使用新學的指令編寫程序。
三、融合多種教學方式,提高課堂趣味性
課堂教學方式應與課程內容的特點相結合,靈活采用多種教學方式。對于“CPU內部結構”、“8086外部基本引腳”、“半導體存儲器”等以圖例為主的內容,可借助多媒體開課,制造出極好的視覺效果來,提高課堂趣味性。但對于“指令的尋址方式”、“算術運算指令”、“串操作指令”等步驟較為細致的內容,建議以傳統的黑板教學逐步分析為優。
保持學生的思維活躍,不斷發掘新問題。課堂上鼓勵學生提出問題,多組織學生進行討論,使學生從發現問題到解決問題的過程中得到啟發,調動學習熱情,淡化標準答案,鼓勵多向思維,弱化思維定勢,在討論中不斷完善以得最佳答案。另一方面,要求學生預習課本,利用每堂課前幾分鐘對簡單的知識進行抽答,活躍教學氣氛。這將逐步培養學生獨立自主的學習能力,以及對預習時不懂的知識點會有更高的學習積極性。
建立以課程知識點為內容的網絡平臺,增強學生對課程的整體把握。運用人際交互式和簡潔清晰的MATLAB GUI界面或者使用VC開發一個人機交互界面,采用多種方式鞏固知識,交互式軟件及時地為學生糾錯和增加學習的趣味性。
四、改革實驗方法,激發學生興趣
在實驗方面要注重實驗效果。由于課時和客觀條件的限制,大多數硬件類的實驗課都是驗證性實驗[4],學生往往是依靠實驗方案按部就班完成,缺乏對實驗原理及過程的思考,因此,并不能很好地提升學生的綜合能力和創造力。實驗課是為了檢驗學生對理論知識的理解度和應用能力,老師可以利用實驗課對學生掌握薄弱的知識點進行進一步升華,之后將多數學生提出的疑問或編程時出現的問題集中地向學生進行講解,進而保證學生對重點概念的掌握。同時,也鼓勵學生組隊相互討論解決,增強整體的學習氛圍。
結合理論,不斷充實和創新實驗內容。實驗課上,避免過多重復的知識點,應以理論驗證為基礎,適當地增加實驗的擴展性、挑戰性和綜合性。然而,如今比較突出的實驗問題是:由于匯編語言的指令過多,造成學生對書本依賴過大。總是一遇到問題就直接翻書,照搬書本,沒有充分理解書本上的指令。應向學生強調獨立學習的重要性,要求對指令有一定的熟悉后,能脫離課本,多加嘗試,多角度地試著用最優的方法解決問題,加深對理論知識的記憶和理解,使實驗成為課堂教學的延伸。
關鍵詞:微機原理與接口;教學改革;三化
《微機原理與接口技術》課程包括微機基礎知識、8086/8088CPU內部結構及工作原理、存儲器工作原理及其擴展設計、匯編語言程序設計、中斷控制、接口電路及應用等內容,是一門涉及計算機硬件與軟件技術的綜合性課程。探究微機原理與接口技術的教學方法,激發學生的學習興趣,讓該課程不再枯燥、學起來困難,是從事該課程教學的教師面臨的重要任務。
1 問題分析
通過對往屆學生的調查分析表明,在教授課程時,主要有以下幾個問題:
⑴學生對課程認識不夠,學習主動性和積極性不夠。目前國內各高職院校多以16位8086/8088CPU作為主要內容進行教學,而微處理器現今發展迅速,相繼出現了奔騰、酷睿雙核、i3、i5等處理器。因此一些學生認為該課程已經“過時”,沒有什么用處。還有一些學生認為微機內部組成復雜,要搞懂它的原理對實際工作沒有多大作用,而且學起來困難,所以失去了學習的主動性和積極性。
⑵課程中知識點分散、零碎、多。一般情況下,教學中,重點知識不像其他科目,帶有系統性,可以舉一反三,高職學生對理論知識本來興趣就不大,如果知識點再比較多,抽象性過強,學生學習起來就更沒有興趣。
⑶對微機中有關工作過程的教學重視不夠。許多學生學了本課程后, 對微機的有關工作過程仍不清楚。
⑷課程的概念和專用名詞多,如8086CPU內部結構中的AX、BX寄存器、匯編語言指令等,而且編程復雜,接口芯片多,學生不容易理解,且容易混淆。
⑸驗證性實驗不能達到培養學生的設計能力與創新能力的目標。
2 “簡單化”、“興趣化”與“實例化”的應用
在教學過程中,應精選課程內容,利用多種教學手段進行教學活動,增強學生的學習興趣;利用多媒體輔助教學,使課程內容生動形象;加強實驗教學,增強學生的學習欲望,有效地把一些抽象的內容具體化。
⑴教學注重“三基”,將基礎知識“簡單化”。所謂“三基”,即基本概念、基本原理與基本方法技能。《微機原理與接口技術》作為計算機專業基礎課程,應反映和吸收計算機科學技術發展的新概念和新方法,但作為專業技術基礎課程,還應著重從基本概念、基本分析方法和基本能力的培養入手。首先要通過樹立自信、反復提問等方法使學生真正理解和掌握微型計算機的基本組成結構、基本工作機制及典型接口技術,確實掌握微型計算機到底是怎樣構成的,它們又是怎樣工作的,在此基礎上,再通過擴展學習、網絡學習去掌握微機發展的最新成果和技術,最后,通過任務驅動、情境教學等使學生掌握實際應用中需要的概念、原理。這樣做不僅較符合人們從簡單到復雜的階梯型認識規律,也更有利于學生分析和解決問題能力的培養。
⑵改變課堂設計思路,備課時對課堂各要素進行合理配置,將課堂設計“興趣化”。改變過去以知識掌握為主線的設計思路,在設計中以能力培養為主線,將知識、方法、技術和情感熔于一爐,使課堂的各個要素得到有機重組。作為備課內容的主要體現,教案設計應涵蓋如下幾個要素:
1)將專業的能力結構圖進行分解,對每一個子能力再進行結構化,并細化到每一門課的每堂課。
2)明確課堂的教學點。明確教師的操作點和學生的掌握點。包括知識的重點、難點和運用點,也包括方法指導點、情緒協調點及個別調節點。
3)課堂信息量和課堂質量要保證。課堂上不僅要保證一定的信息量,而且要保證較大比例的與學生的互動量。
4)分析出學生的差異性。針對學生的個體差異,課堂設計應有不同程度、不同密度、不同進度的上、中、下三層設置。
5)教學程序注意多樣性。采用課堂懸念、分組討論等符合學生的求知心理的方法。
6)時刻進行教學反思。“有效性”是課堂教學的生命,教師應對課堂的“有效程度”有清醒的認識,每堂課的課后都應有相應的自我評價和自我反思,及時更新到自己的教學方法和教學思路中。
⑶創建開放性實驗環境,培養學生主動學習的能力及創造探索意識,將實驗過程“實例化”。建立開放性的實驗環境,就是允許學生結合課程學習及自己時間安排或興趣愛好提出實驗題目、設計實驗方案或實驗構想,并在一個較寬松的實驗環境和可靈活選擇的時間范圍內(如周末或放假期間)完成。教師盡力創造條件引導和支持他們開展有意義的實驗研究。對于其中具有創造性構想的學生及其實驗成果,可給予相應的獎勵(榮譽的或物質的)。同時,讓學生參加一些技能大賽,在掌握技能的同時,鍛煉自己的心理素質。
總之,在教學過程中,不僅要做好課程實施者,更要做好課程開發的研究者。掌握并能運用富有職教特色的課程理論,是職業學校一線教師的基本功,也是職業教育教師的重要特色。
[參考文獻]
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一、材料準備
所需元器件:電機一個、輸入(電梯)鍵盤一個、AT89C51、7404、晶振12M各一、電容20P×2、10U×1、S8050(9013)×4、電阻2.2K×4。為減小開支,從手邊的廢舊產品著手,電機選用淘汰的5.25英寸軟驅上的步進電機。另需一塊4×3鍵盤,用廢舊電話座機鍵盤部分便可。其余是些常見器件,找來一些廢舊電路板拆一拆就能解決一半。用一多抽頭變壓器,配合整流電路,輸出直流5V一路,12V一路,電源也解決了。
在本例中,為了準確控制電梯,采用步進電機來帶動。讓學生掌握與學會使用步進電機也是這個實驗的目的之一。
二、制作原理
現將步進電機的特性說明如下。
電機必須加上驅動電路才能轉動,驅動電路的信號輸入端必須輸入脈沖信號。若無脈沖輸入時,轉子保持一定的位置,維持靜止狀態,若加入適當的脈沖信號時,轉子則會以一定的角度轉動。所以如果加入連續脈沖時,則旋轉角度與脈沖頻率成正比。步進電機的步進角一般為1.8度,即一周為360度,需要200個步進角度才能完成1轉。改變線圈勵磁的順序,則可改變電機的轉動方向。步進電機具有瞬間啟動與急速停止的優越特性。步進電機的勵磁的方式有1相勵磁、2相勵磁、1-2相勵磁三種。
本實驗選用的屬四相混合式步進電機,定子上有4個繞組,每個繞組阻值為75歐,可直接加12V電壓,但轉速較低,約300轉/分。電機有6根引出線,顏色相同的兩根線均為電源線(如為5根線,則有一根電源線),其余4根為繞組引出線。勵磁方式x用2相勵磁,這樣可獲得較大轉矩。
在本例中,鍵盤的控制采用鍵盤掃描法。鍵盤行掃描法的原理是:行設置低電平,在判斷有鍵被按下后,同時讀入列狀態。如果列狀態出現并非全部為1狀態,這時0狀態的行與列交點的鍵就是所按下的鍵。在單片機的應用中經常會用到鍵盤,但廢舊電話卻是很容易找到。這些“大哥大”一旦壞了便留之無用棄之可惜,這里它有了用武之地:用做輸入鍵盤,既節省了成本又免去了出力耗時。一部座機電話機拆開后,成為基座板和上面板兩部分。把連接兩塊板的數據線從接近基座端剪斷,帶鍵盤的上片就是實驗所要的部分。
程序實現功能:每次加電后先請按鍵給出電梯當前樓層號碼,之后就可以反復輸入欲去樓層號碼。程序將根據當前樓層號碼與欲去樓層號碼判斷電梯如何運動:當前樓層號碼大于欲去樓層號碼則電機反轉,這時電梯將按每層兩個電機周向下運動;若當前樓層號碼小于欲去樓層號碼則電機正轉,這時電梯將按每層兩個電機周向上運動。
三、硬件制作
明白程序后,就可以進行硬件制作了。制板、焊裝等自然不在話下,只有鍵盤部分的連接需要認真測量,找出其對應關系后再細心焊接。按要求接上電源、步進電機。將89c51放入編程器,將調試好的程序載入編程器隨機軟件,執行擦除、查空、下載、校驗,之后插入控制板,檢查無誤后接通電源進行調試。