电路课程标准

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1 电气自动化技术专业核心课程标准 目 录 电路基础 课程标准... 0H 15H1 模拟电子技术 课程标准... 1H 16H13 数字电子技术 课程标准... 2H 17H30 单片机基础及应用 课程标准... 3H 18H45 电机与电气控制技术 课程标准... 4H 19H53 电力电子技术 课程标准... 5H 20H61 自动控制原理与系统 课程标准... 6H 21H72 数控机床维修 课程标准... 7H 22H82 电子产品生产实训 课程标准... 8H 23H90 现代电气控制技术 课程标准... 9H 24H99 电子产品生产与制作 课程标准... 25H110 10H 交流调速控制系统 课程标准... 26H119 11H 自动检测技术 课程标准... 27H126 12H 工厂供电 课程标准... 28H132 13H 现代电气控制技术 课程标准... 29H140 14H

2 电路基础 课程标准 课程名称 : 电路课程性质 : 职业能力必修课学分 :6 计划学时 :96 适用专业 : 电类专业 1. 前言 1.1 课程定位 电路 属于职业能力必修课, 是电类专业重要的专业基础课, 在前导课程 物理 和 高等数学 的基础上, 学生通过 电路 的学习, 掌握电路的基本原理和基本定律, 学会电路的基本分析方法, 掌握基本电工工具和常用电子基本仪器仪表的使用, 为后续电类其他专业基础课和专业课打下基础 前导课程 : 物理 高等数学, 后续课程 : 模拟电子技术 数字电子技术 等 1.2 设计思路 电路 是电类专业基础核心课程, 是后续专业课程的重要基础课 根据本系电类专业人才培养目标定位及自身的软硬件条件, 并且基于专业建设指导委员会在本课程重建中的论证, 通过对学生的职业能力 社会能力的分析, 依据实用性 趣味性和可操作性原则, 对课程内容进行整合, 形成六个课程单元, 并将课程单元教学内容任务化 每个课程单元内容以课程任务为开端, 为完成该课程任务展开理论与实训教学内容, 学生分 4 人一个学习小组, 至少两名教师授课指导并全程参与, 重点难点师生共同解决, 完全摒弃教师满堂灌输的方式, 严格按任务驱动 教 学 做 一体化教学模式进行教学 即采取单元任务驱动, 教师引导, 学生自主学习讨论 教师全程指导 这种教学方式将实训教学与理论教学有机结合, 对提高学生的专业学习兴趣, 提高自主学习能力, 增强实际动手能力和团队合作有显著效果 2. 课程目标 1.1 总体目标通过 电路 的学习, 要求掌握电路的基本概念 基本原理和基本定律, 学会简单电路的基本分析方法, 熟练掌握基本电工工具和常用电子基本仪器仪表的使用, 遵守课堂纪律和劳动纪律, 养成良好的工作习惯, 具有独立分析问题和解决问 1

3 题的能力并具有协作和团队精神 1.2 具体目标 ( 能力目标 知识目标 素质目标 ) 能力目标熟练使用各种基本工具和基本仪器 ; 能识别和判别三种基本元件 ; 能读懂简单的电路原理图并根据电路原理图焊接实际电路 ; 会设计简单电路并制作和调试 知识目标掌握电路的基本概念及电路的基本定律, 重点掌握基尔霍夫定律 ; 掌握线性直流电路的规律及分析方法, 重点掌握戴维宁定律和回路电流法 节点分析法 ; 掌握正弦稳态电路的分析方法, 重点掌握电阻 电容 电感三种基本元件的特性 ; 掌握一阶动态电路的分析方法, 重点掌握一阶 RC 电路的特点和三要素法 ; 掌握三相电路的基本概念和三相电路的连接, 重点掌握三相电路的接零保护和安全用电 ; 掌握耦合电感的概念及含耦合电感电路的计算, 重点掌握实际变压器的特点和同名端的判断 素质目标养成严肃 认真的科学态度和良好的自主学习方法 ; 培养严谨的科学思维习惯和规范的操作意识 ; 养成独立分析问题和解决问题的能力并具有协作和团队精神 ; 能综合运用所学知识和技能独立解决实训中遇到的实际问题 ; 具有一定的归纳 总结能力 ; 具有一定的创新意识 ; 具有一定的自学 表达 获取信息等各方面的能力 3. 课程内容与要求 3.1 教学内容与学时分配 2

4 序号教学单元工作任务设计课程内容及教学要求参考学时 1 电工基本 LED 电路的制作 课程内容 :(1) 初步学会使 18 工具的使 和测试 用电烙铁手工焊接电路板 (2) 用和电路 用指针式万用表测量电阻 电 的基本概 压 电流 电位 (3) 电阻元 念 件的认知和串并联电路分析 (4) 基尔霍夫定律 (5) 例题 讲解和随堂练习 教学要求 : 学会使用电烙铁等 电工基本工具, 学会使用模拟 万用表, 理解电压电流功率等 基本概念, 认识电阻元件及在 电路中的限流作用, 掌握基尔 霍夫定律 2 电路定律 二端网络的制作 课程内容 :(1) 戴维宁定律 18 和电阻电 和测试 (2) 叠加定律 (3) 回路电流 路的分析 法 (4) 节点电压法 及应用 教学要求 : 能应用戴维宁定律 和叠加定律分析电路 3

5 3 基本电子 10W 日光灯电路 课程内容 :(1) 信号发生器 30 仪器的使 制作和安装 和示波器 (2) 电容元件 (3) 用和正弦 电感元件 (4) 相量图和相量 稳态电路 法 (5) 功率因数的提高 (6) 串并联谐振 教学要求 : 学会使用信号发生 器和示波器, 认知电容元件和 电感元件及其特性和在电路 中的作用, 正确理解功率因数 及如何提高功率因数, 掌握正 弦稳态电路的分析方法 4 一阶电路及应用 多谐振荡器电路制作和振荡频率的确定 课程内容 :(1) 换路定则及初始条件的确定 (2) 一阶 RC 电路的响应 (3) 一阶 RL 电路 12 的响应 (4) 三要素法 教学要求 : 进一步学会使用示 波器, 掌握一阶电路的分析方 法和时间常数的确定, 从而确 定振荡频率 5 三相电路及应用 家庭住宅供电小系统的设计 课程内容 :(1) 三相电路的基本概念 (2) 三相电路的连接 (3) 安全用电 (4) 三相电路 9 的接零保护 教学要求 : 理解三相电路的基 本概念和三相电路的连接, 重 视并掌握安全供电和安全用 电, 理解漏电保护器的原理和 作用以及三相电路的接零保 护 4

6 6 耦合电感 电路及应 用 实际变压器的制 作及测试 课程内容 :(1) 耦合电感电路 (2) 变压器教学要求 : 掌握同名端的概念及如何确定同名端, 理解变压 9 器的变压 变流和阻抗变换作 用, 掌握实际变压器的损耗和 效率 注 : 课程内容及教学要求 中, 要分别体现技能内容及要求 知识内容及要求 4. 实施建议 4.1 教材选用和编写建议教材 : 电路基础 ( 自编 ) 参考书 : 电路基础 赵辉主编机械工业出版社 2004 年 9 月 电路分析 刘健主编电子工业出版社 2005 年 4 月 电路基础试验实训指导教程 朱钰铧主编安徽大学出版社 2008 年 8 月 4.2 教学建议 教学单元一 电工基本工具的使用和电 路的基本概念 学时数 18 单元目标 理解电压 电流 功率等基本概念, 认识电阻元件及在电路中的限 流作用, 理解和掌握电路的基本概念和基尔霍夫定律 初步掌握基 本电工工具 电烙铁 稳压电源的使用 单元任务 教师准备 LED 电路的制作和测试 教案 任务书 视频制作 电工基本工具的准备 元器件的准备 辅助材料的准备 学生准备 预习教材任务书 工具包 万用表 查阅万用表的使用相关资料 5

7 教 学 做 实施方案 教 :(1) 电路教学总体教学设计的介绍, 目标及要求 ; 本单元的课程任务 ; 初步学会使用电烙铁手工焊接电路板 (2) 指针式万用表的使用 ; 电功率 ; 理想电压源和电流源 ; 如何测试电流 ; 两种电源模型的等效互换 (3) 色环电阻的辨认 ; 分流公式在防电击接地电路中的应用 ; 限流电阻的作用 (4) 基尔霍夫定律电压定律 ; 基尔霍夫定律电流定律 (5) 互动式例题和习题 ; 总结和答疑 ; 布置下次课程任务学 :(1) 预习内容, 电压和电流的基本概念 电阻的串并联 ; 反复观看视频, 学会使用电烙铁手工焊接电路板 (2) 电压 电流及参考方向和电位 电功率 ; 电阻的串并联 ; 使用指针式万用表 (3) 电阻元件的概念 色环电阻的辨认 电阻的功率 电阻的限流作用 电阻的串并联 分流公式在防电击接地电路中的应用 (4) 学习基尔霍夫定律电压 ( 电流 ) 定律, 并应用该定律求解习题 (5) 互动式例题和习题 ; 总结和答疑做 :(1)LED 电路的制作, 包括实验板使用 基本电工工具 ( 起子 剥线钳 镊子等 ) 的使用 导线的制作 元器件的焊接 稳压电源的使用 (2) 用指针式万用表测量 LED 电路中的电阻 电压 电流 电位, 特别是电流的测量 (3) 读色环电阻的阻值, 并与万用表测量的电阻阻值比较, 分析误差 ; 改变 LED 电路中的电阻, 观测 LED 的亮度变化, 认识限流电阻的作用 (4) 试验验证基尔霍夫定律 教学中注意 问题 基尔霍夫定律是重点, 焊接以及测试简单电路是难点, 特别是电流 的测量 教学单元二 电路定律和电阻电路的分 析及应用 学时数 18 单元目标 理解并掌握电路定律 ( 戴维宁定律 诺顿定律 叠加定律 最大功 率传输定律和对偶原理 ), 理解和掌握电路定律和电阻电路的分析 6

8 方法 ( 回路电流法和结点电压法 ), 学会使用电烙铁和万用表 单元任务 教师准备 二端网络的制作和测试 教案 任务书 电工基本工具的准备 元器件的准备 辅助材料的 准备 学生准备 教 学 做 实施方案 预习教材任务书 工具包 万用表, 电烙铁 教 :(1) 什么是线性电路 ; 叠加定律及应用范围 (2) 戴维宁定律和诺顿定律 (3) 对偶关系和对偶原理及应用 (4) 二端网络的等效电路和等效电阻 ; 回路电流法 ; 节点电压法 ; 含无伴电流源电路的回路电流法如何处理 ; 含无伴电压源电路的节点电压法如何处理总结分析二端网络的分析方法 (5) 互动式例题和习题 ; 总结和答疑 ; 布置下次课程任务学 :(1) 通过习题深入理解叠加定律的内容 (2) 通过习题深入理解戴维宁定律的内容 (3) 通过习题理解对偶关系和对偶原理及应用 (4) 支路电流法和网孔电流法, 互动式讲解习题, 学生相互讨论 讲解 (5) 互动式例题和习题 ; 总结和答疑做 :(1) 焊接电路, 并测量有关参数, 验证叠加定律 (2) 焊接电路, 并测量有关参数, 验证戴维宁定律 (3) 焊接电路, 并且断开某支路, 测出该电路的端口电压和端口等效电阻, 所有数据都需记录, 并进行相关分析和讨论 教学中注意 问题 (1) 重点内容 : 叠加定律和戴维宁定理 ; 节点电压法和回路电流法 (2) 对偶原理在以后的电路分析中带来很大的方便和作用要做重点 介绍 教学单元三 基本电子仪器的使用和正 弦稳态电路 学时数 30 7

9 单元目标 学会使用信号发生器和示波器, 开始认识交流信号, 接着认识电容 元件和电感元件及其特性和在电路中的作用, 正确理解功率因数及 如何提高功率因数, 理解和掌握掌握正弦稳态电路的分析方法 单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 日光灯电路的制作和安装教案 任务书 视频制作 示波器 辅助材料的准备预习教材任务书 工具包 万用表 电烙铁教 :(1) 信号发生器和示波器的使用 ; 正弦量三要素和有效值 ; 如何得到正确显示的波形 ; 用示波器测量正弦波的三要 素 (2) 电容元件特性 ; 如何在设计电路中选用合适的电容 ; 电容的认知 测量及好坏判断 (3) 电感元件的特性 ; 电容和电感的对偶关系如何体现 ; 如何在设计电路中选用合适的电感 ; 电感的认知 测量及好坏判断 (4) 基尔霍夫定律的相量形式 ; 元件方程的相量形式和欧姆定律的相量形式 ; 阻抗和导纳及对偶关系 ; 正弦稳态电路的分析 ; 电阻电路的分析方法和正弦稳态电路的分析方法异同点 (5) 瞬时功率 ; 平均功率和功率因数 ; 无功功率和视在功率 ; 如何提高功率因数及意义 (6) 串联谐振电路及特点 ; 串并联电路的对偶关系 ; 品质因数和电路选择性的关系 ; 收音机调谐电路实例分析 (7) 互动式例题和习题 ; 总结和答疑 ; 布置下次课程任务 学 :(1) 学习正弦量的基本知识, 三要素和有效值 (2) 电容元件的定义 符号 (3) 电感元件的定义 符号 (4) 复数的表示形式及运算 (5) 正弦量的相量表示 (6) 并联谐振电路及特点 8

10 (7) 互动式例题和习题 做 :(1) 正确使用示波器和函数发生器, 用示波器测量正弦波的三要素 (2) 用万用表测量和判断电容 (3) 用万用表测量和判断电感 (4) 电容元件和电感元件的频率特性测试 (5) 通过示波器和函数发生器测量阻容电路的相位差并讨论阻容电路的相移 (6)R L C 串联谐振电路的制作 测试和分析 (7) 日光灯电路制作和安装 教学中注意 问题 (1) 电容和电感的认知 测量 好坏判断及元件特性做重点讲解 和实训 (2) 日光灯电路制作和安装要注意通电安全 (3) 示波器的使用要经过多次讲解和实训 教学单元四一阶电路及应用学时数 12 单元目标 会使用示波器, 掌握一阶电路的分析方法和时间常数的确定, 从 而确定振荡频率, 理解和掌握一阶电路的分析方法 单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 多谐振荡器电路制作和振荡频率的确定教案 任务书 示波器 元器件 辅助材料的准备预习教材任务书 工具包 万用表, 电烙铁教 :(1) 换路定则 ; 动态电路的方程 ; 常微分方程的求解 ; 如何确定初始条件 ; 电容和电感在暂态电路中的等效和稳态电路 中的等效的区别 (2) 阻容电路的时间常数 ; 零输入响应 ; 零输出响应 ; 全响应 (3) 三个要素的确定 ; 三要素法及通用公式 ; 复杂电路的时间常数的确定 9

11 (4) 互动式例题和习题 ; 总结和答疑 ; 布置下次课程任务学 :(1) 一阶电路的概念 (2) 一阶 RL 电路的响应 ; 如何根据 RL 电路和 RC 电路的对偶关系确定 RL 电路的时间常数 (3) 互动式例题和习题做 :(1)RC 电路中时间常数表达式的试验验证 (2) 多谐振荡器电路的制作和振荡频率的确定 教学中注意 问题 (1) 一阶电路的时间常数是重点, 可以利用不同的阻值和电容值 通过充放电来感知 (2) 直流电路换路前瞬间电路是稳态, 等效电路中电容视为开路, 换路后瞬间电路是暂态, 等效电路中电容视为短路或者电压源, 这个内容要做难点讲解 (3) 会利用对偶原理分析一阶 RC 电路和一阶 RL 电路 教学单元五三相电路及应用学时数 9 单元目标 掌握三相电路的基本概念和三相电路的连接, 重视并掌握安全供电 和安全用电, 理解漏电保护器的原理和作用以及三相电路的连接 单元任务 教师准备 家庭住宅小区供电小系统的设计 教案 任务书 视频制作 电工基本工具的准备 元器件的准备 辅助材料的准备 学生准备 教 学 做 实施方案 预习教材任务书 工具包 万用表, 电烙铁 教 :(1) 三相电路的连接 ; 对称三相电路的计算 ; 三相电路的功率 及测量 (2) 安全供电和安全用电 ; 三相电路的接零保护 (3) 参观学院供电房学 : 三相电路的基本概念做 : 家庭住宅小区供电小系统的设计 10

12 教学中注意 问题 (1) 三相电路的基本概念和三相电路的连接 安全供电和安全用 电是重点 (2) 参观供电房要注意安全 教学单元六耦合电感电路及应用学时数 9 单元目标理解耦合电感的基本概念, 掌握同名端的概念及如何确定同名端, 理解变压器的变压 变流和阻抗变换作用, 掌握实际变压器的损耗和效率, 理解和掌握耦合电感电路的分析方法 单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 实际变压器的制作及测试 教案 任务书 视频制作 电工基本工具的准备 元器件的备 辅助材料的准备 预习教材任务书 工具包 万用表, 电烙铁 教 :(1) 耦合系数 ; 同名端的概念及如何确定同名端 (2) 耦合电感的串并联及去耦等效电路 ; 耦合现象的应用 ( 钳 形电流表 ) (3) 实际变压器及损耗和效率 ; 变压器的阻抗变换作用及实际意义 (4) 如何获得最大功率 (5) 互动式例题和习题 (6) 总结和答疑学 :(1) 耦合现象 (2) 理想变压器 ; 空心变压器 (3) 互动式例题和习题做 :(1) 制作实际变压器, 记录原边和副边的匝数, 分别用直流法和交流法确定变压器的同名端 用示波器观测原副边电压, 找出规律 (2) 在大学生实训基地中认知 电子镇流器 中的耦合电感 教学中注意 问题 (1) 同名端的概念及如何确定同名端是难点 (2) 重点制作实际变压器并进行相关数据的测量 11

13 4.3 教学考核评价建议教学考核 (1) 理论考试理论考试占总成绩的 40%, 重点检查学生掌握基础知识 基本分析方法和结合实际分析问题 解决问题的能力 (2) 实训考核实训考核占总成绩的 40%, 重点检查学生电路焊接布线 电路调试分析 电路性能分析和测试 (3) 平时表现 作业 学习报告等占总成绩的 20%, 重点考察学生的平时表现 作业 学习报告 课程自讲 习题解答等内容 教学评价 (1) 学生自评每单元学习完成后发放反馈表, 主要填写学生的学习效果和疑难问题, 对本人的学习成绩给予客观的评价, 也可以向教师提出教学建议 (2) 学生互评针对小组讨论 单元制作 实验等内容由小组成员进行相互评价 (3) 教师测评教师通过学生的作业 制作的单元电路 小组讨论的结果等内容对学习效果进行现场点评 4.4 课程资源的开发与利用 (1) 计划根据任务驱动, 教学做一体化的教学实践自编教材 (2) 积极参与安徽省 A 联盟题库电路部分的编写, 并应用于教学实践中 (3) 根据电路课程的特点和实训要求, 自制部分视频并应用于教学中 4.5 其它说明 12

14 模拟电子技术 课程标准课程名称 : 模拟电子技术课程性质 : 职业能力必修课学分 : 计划学时 : 120 适用专业 : 电气电子机电 1. 前言 1.1 课程定位 模拟电子技术 是高职电类专业领域专业群的一门重要的专业基础课程, 是在专业技术岗位 ( 群 ) 的职业要求基础上, 通过教学做的教学模式的项目课程 是一门实践性很强的技术应用型课程 通过本课程的学习使学生获得模拟电路的基本理论, 具有识别与选用元器件的能力 ; 具有电路图识图 绘图能力 ; 具有对电路焊接 制作 测量 调试 故障排除 维修的能力 ; 具有对模拟电路进行基本分析 计算的能力 ; 具有对常用电路进行设计 调试 检测 维护的能力 本课程不仅为专业课学习打下基础, 为培养再学习能力服务, 而且直接地为专业职业能力的培养服务 本课程主要服务于电气自动化技术专业, 满足电气自动化技术专业对高素质技能型人才培养的需求, 同时也可服务于机电一体化技术 应用电子技术等专业 1.2 设计思路本课程的教学方案设计主要依据以下三方面 :(1) 本课程是电气自动化技术专业人才培养方案中规定的核心课程, 也是电类专业最重要的专业课程之一, 具有很强的实用性, 而且是后续专业课程的重要基础课, 其教学效果直接影响后续课程的教学 (2) 根据电气自动化技术专业建设指导委员会在课程重构中的论证结论, 确立了本课程的知识点 (3) 通过市场调研和毕业生反馈确定的当前高技能人才对本课程的知识和技能要求 本课程的前导课程是 电路, 后续课程为电类专业各专业课程 2. 课程目标 1.1 总体目标本课程的课程目标是通过本课程的学习使学生能从事品质员 测试员 调试员 电路设计技术员 电子产品研发员 营销员 售后服务员等岗位的工作, 具有识别与选用元器件的能力 ; 具有电路图识图 绘图能力 ; 具有对电路焊接 制作 测量 调试 故障排除 维修的能力 ; 具有对模拟电路进行基本分析 计算的能力 ; 具有对常用电路进行设计 调试 检测 维护的能力 同时获得相应的学习能力 应用能力 协作能力和创新能力等 1.2 具体目标 ( 能力目标 知识目标 素质目标 ) ( 一 ) 知识目标 13

15 了解半导体的基本知识 PN 结的形成及 PN 结的单向导电性, 掌握半导体二极管的原理 性能参数 使用常识及基本应用, 掌握稳压二极管原理及应用 掌握半导体三极管结构原理及主要参数, 了解放大电路的概念及主要性能指标, 掌握共发射极基本放大电路的组成 静态分析 静态工作点的确定和计算 图解法和微变等效电路法分析动态及放大电路的非线性失真, 掌握共集电极 共基极放大电路的静态和动态分析及三种放大电路的比较, 理解场效应管放大电路 掌握集成运放的组成 主要参数 电压传输特性与线性和非线性的应用, 了解负反馈放大电路的基本类型和分析方法, 掌握运放在深度负反馈条件下的 虚短 和 虚断 的概念, 掌握基本运算电路 有源滤波电路的分类及一阶滤波电路的频率特性, 能自行分析正弦波振荡电路和电压比较器并加以应用 掌握直流稳压电压的组成 串联线性稳压电源的工作原理 性能指标和保护电路 了解功率放大电路的特点 分类, 掌握常用功率放大器的工作原理和分析计算 ( 二 ) 能力目标能够分析计算模拟电路原理图 ; 正确焊接和调试电路, 能设计常用的 一般复杂程度的电子装置并能制作 调试和维修 ; 能够分析较复杂的综合性应用电路 ( 三 ) 素质目标养成严肃 认真的科学态度和良好的自主学习习惯 ; 培养严谨的科学思维方法和规范的操作意识 ; 养成独立分析问题和解决问题的能力和团队协作精神 ; 能综合运用所学知识和技能独立分析和解决实训中遇到的实际问题 ; 具有一定的归纳 总结能力 ; 具有一定的创新意识 ; 具有一定的自学 语言表达和获取信息等各方面的能力 3. 课程内容与要求 3.1 教学内容与学时分配 序号教学单元工作任务设计课程内容及教学要求参考学时 (1) 导言 : 开设本课 程的意义,PN 结的重 要性 1 半导体二 极管及其 基本应用 简单直流稳压 电源的制作 知 内 容 (2)PN 结单向导电性 (3) 半导体二极管 (4) 半导体二极管的分析方法 21 (5) 半导体二极管的 基本应用 (6) 特殊二极管 14

16 识 要 掌握并灵活运用上述 求 概念 技 内容 简单直流稳压电源 能 要求 独立制作 (1) 导言 : 三极管放 大电路在电子技术中 内 的重要性 (2) 双极型三极管 (3) 共发射极基本放 容 大电路 (4) 稳定静态工作点 知 的措施 (5) 共集电极放大电 识 路, 共基极放大电路 2 半导体三极管及其基本放大电路 两级音频放大 器制作 要求 (6) 放大电路的频率特性 (7) 场效应管基本放大电路掌握并灵活运用上述概念 30 (1) 测试三极管输出 知 特性曲线, 电流分配关系, 测试射极偏置 技 能 识 电路参数, 测试共射极放大电路的通频带 (2) 两级音频放大器 要求 独立测试 制作 15

17 知 识 内 容 (1) 导言 : 集成运放的分析方法及基本运算电路 (2) 基本差分放大电路 (3) 恒流源 (4) 集成运算放大器 (5) 集成运放的分析方法及基本运算电路 3 集成运算 放大器电 路 LM324 构成的音 频放大器 要 求 掌握并灵活运用上述概念 12 (1) 实验 : 测试差动 技 能 知识要求 放大电路参数, 测试各种基本运算电路 (2) 制作 :LM324 构成的音频放大器独立测试 制作 (1) 导言 : 反馈的基 本概念 (2) 反馈的极性与类 (1) 扩音机 型 4 负反馈放 大电路 音调控制实例分析 (2) 知 识 内容 (3) 反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 (4) 负反馈引入对放大电路性能的影响 18 (2) LM324 音 (5) 深度负反馈放大 频放大 电路的分析方法 器的负 要 掌握并灵活运用上述 反馈应 求 概念 16

18 用 (6) 实验 : 测试负反馈放大电路的静态工 作点, 测试负反馈放 技 内 容 大电路的参数 (7) 测试 : LM324 音频放大器负反馈环 能 节的变化对放大性能 影响的测试分析 要求 独立测试完成 (1) 导言 : 滤波电路 内 的应用 (2) 有源滤波电路 集成运算 知识 容 (3) 滤波电路的应用 (4) 集成运放在使用中的一些问题 5 放大器在信号处理方面的应用 一阶低通同相比例放大电路 技 要求内容 掌握并灵活运用上述概念 (5) 制作 : 一阶低通同相比例放大电路 9 能 要求 独立测试完成 (1)LM324 构成 (1) 导言 : 正弦波振 6 信号发生电路 方波 三角波发生器 (2) 变压器耦合正弦波信号 知识 内容 荡电路, 非正弦信号发生电路的应用 (2) 正弦波振荡电路 (3) 非正弦信号发生电路 12 发生器 要 掌握并灵活运用上述 求 概念 17

19 (4) 制作 : 30KHz 的变压器耦合正弦波 技 内 容 信号发生器 (5) 制作 : LM324 构成方波 三角波信 能 号发生器 要 求 独立测试完成 (1) 导言 : 直流稳压 电源的用途 知识 内容 (2) 稳压管稳压电路 (3) 具有放大环节的串联型稳压电路 (4) 集成三端式稳压器 7 直流稳压 电源 (1) 分立元件组成串调式 12V 稳压电源, (2) 集成稳压器 要求 掌握并灵活运用上述概念 (5) 制作 : 分立元件 构成 12V 稳压电源 技 内容 组成串调式 12V 稳压电源, 集成稳压器 7812 构成 12V 稳压电 能 源 要 求 独立测试完成 (1) 导言 : 几种功放 电路的特点比较 8 功率放大 电路 音频功放电路 知 识 内 容 (2) 功放电路的种类 (3) 乙类互补对称功率放大电路, 甲乙类互补对称功率放大电 9 路 (4) 集成功放 18

20 要 求 掌握并灵活运用上述概念 技 能 内容要求 (5) 制作 :TDA2030 集成音频功放 独立测试完成 注 : 课程内容及教学要求 中, 要分别体现技能内容及要求 知识内容及要求 4. 实施建议 4.1 教材选用和编写建议建议使用教材 ( 包括参考书 ) 模拟电子技术 ( 自编 ) 参考书 : 模拟电子技术基础 ( 第三版 ) 周良权高等教育出版社 电子技术实验与实训教程 梁薇电子科技大学出版社 模拟电子技术基础 童诗白高等教育出版社 电子技术基础 ( 模拟电子技术部分 ) 康华光高等教育出版社 4.2 教学建议 教学单元半导体二极管及其应用学时数 21 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 掌握并理解半导体二极管及其应用简单直流稳压电源的制作实验箱 实验板 二极管 1N4007 电解电容 1000μ 7.5V 稳压管 焊锡丝和导线若干工具包 学生分组 选定小组长知识点教学做备注 做 实施方 案 PN 结单 1.PN 结的形 1.N 型半 为使学生适应该教学模 向导电 成和单向导电 导体和 P 式, 首次上课适当增加讨 性 性 型半导体 论的学时 2. 了解 PN 结 载流子 的结电容 ( 势 漂移运动

21 垒电容和扩散 与扩散运 电容 ) 动的过程 1. 半导体 半导体二极管 1. 半导体二极管的伏安特性 2. 半导体二极管的使用常识 二极管的结构和类型 2. 外加电场对 PN 结 二极管特性测试 的影响 1. 如何运 用三种不 同模型进 半导体二极管的分析方法 二极管的三种模型 ( 理想模型 恒压降模型 小信号模型 ) 行计算 2. 二极管的型号 主要参数 简单判别 3. 二极管 测试二极管全波整流电路 可选择若干书后习题由各小组分别计算, 检查学习效果 代换应注 意哪些问 题 半导体二极管的基本应用 1. 单相桥式整流电路 2. 桥式整流滤波电路 3. 箝位电路和限幅电路 4. 电子镇流器 电源部分的分析计算 1. 单相桥式整流电路参数如何计算 2. 桥式整流滤波电路分析计算 简单直流稳压电源的制作 测试 电子镇流器 电源部分的分析计算在校内生产线完成 1. 全波整 流与桥式 整流对二 特殊二极管 1. 稳压管 2. 变容二极管和光电二极管 发光二极管 极管的要求有何不同 2. 稳压二极管的伏安特性与 普通二极 管有何不 同 教学中注 重点讲述二极管的基本应用 20

22 意问题 教学单元半导体三极管及其基本放大电路学时数 30 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 掌握并应用半导体三极管及其基本放大电路 两级音频放大器制作 实验箱 实验板 电容 10μ 电阻 980Ω, 2.4kΩ,5kΩ,20kΩ,470kΩ,680kΩ 三极管 9013 焊锡丝和导线若干 工具包 知识点 教 学 做 备注 1.BJT 的结构 2.BJT 的放大 1.BJT 是如何完成放大作用的 2. 能否通过 BJT 的 测试三极 原理输出特性管输出特双极型 3.BJT 的特性曲线计算性曲线, 电三极管曲线出三极管流分配关 4.BJT 的使用常识 的电流放大系数 3. 三极管在代换时应注意哪些事项 系 共发射极基本放大电路 1. 共发射极基本放大电路的组成 静态分析 2. 直流通路的画法和分析方法 用图解法分析动态工作情况 3.BJT 的三个工作区域及放大电路的非线性失真 : 饱和失真和截止失 1. 作交流等效电路时为什么可以将电源与 地 视为同一点 2. 能否通过三极管 21 的输出特性曲线和直流负载 制作共射极放大电路 1. 安排习题练习, 检查知识点的掌握情况 2. 课外焊接, 课内测试

23 型法分析动态 作点, 使放 工作情况 大电路的 动态范围 最大 3. 共射放 大电路 射 极偏置电 路的实例 计算 4. 输入 输出电阻 的大小反 映了放大 电路的哪 些性能 稳定静态工作点的措施 1. 稳定静态工作点的原因 2. 分析射极偏置电路的特点 静态工作点是如何调整的 1. 比较共 射与共集 放大电路 共集电 1. 静态分析 的性能差 极 共基 动态分析 异 制作射极 与单管共射极放大电路 极放大 2. 电路的特点 2. 为什么 跟随器 组成两级音频放大器 电路 和主要应用 说共集放 大电路有 较强的带 负载能力 放大电路的频率特性 1. 频率特性的定性分析及其指标 2. 高 中 低频区分别对极间电容和耦合电容的考虑 3. 频率特性指标 频率失真 4. 阻容耦合放大电路频率特性分析 5. 上限频率 下限频率 波特图 BJT 的频率参数 6. 多级放大电 1. 如何定性分析放大电路的频率特性 2. 引入波特图有何优点 3. 场效应管与 BJT 的异同分析 测试共射极放大电路的通频带 路的频率特性 22

24 教学中注 意问题 重点讲述基本放大电路和放大电路的频率特性 教学单元集成运算放大器电路学时数 12 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 掌握集成运算放大器电路的应用 LM324 构成的音频放大器实验箱 实验板 LM324 电阻 1kΩ,10kΩ,1MΩ 电容 0.1μ,0.01μ 焊锡丝和导线若干上网查找 LM324 资料 工具包知识点教学做备注 1. 静态分析及 抑制温漂的原理 动态分析 2. 差模共模信号 单 ( 半 ) 基本差边等效电路 分放大共模抑制比电路 3. 差模 共模电压放大倍数 ; 差共模输入电阻 输出电阻 1. 什么是差模共模信号 2. 如何抑测试差动制零漂和放大电路抗干扰能参数力 3. 如何分析共模抑制比 恒流源 1. 镜像电流源 2. 微电流源 恒流源有何特性 集成运算放大器 1. 集成运放的基本结构 封装符号及引脚功能 2. 集成运放的主要参数与类型 3. 通用性集成运放 F007, F007 的各部分组成并认出差 集成运放的典型结构 23

25 恒流源 集成运放的分析方法及基本运算电路 1. 比例运算电路 加减法运算电路 微积分运算电路 2. 集成运放的线性应用 : 介绍 LM324 的特点 单电源应用 双电源应用 理想集成运放及传输特性 理想集成运放的主要特点 传输特性 虚短 虚断 理想集成运放的模型 LM324 构成的音频放大器 教学中注 意问题 重点讲述基本运算电路, 差动放大电路是本单元难点 教学单元负反馈放大电路学时数 18 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 掌握负反馈放大电路的特点及其应用 扩音机音调控制实例分析 LM32 4 音频放大器的负反馈应用 实验箱 实验板 LM324 电阻 1kΩ, 1MΩ 电容 220μ 焊锡丝和导线若干 工具包 知识点 教 学 做 备注 如何判断 正负反馈 反馈的判断反馈类型极性与的方法类型 交直流反馈 电压反馈 电流反馈 串联反馈 并联反馈 反馈放大电路的方框图及增益的一般表达 1. 负反馈放大电路的方框图 2. 负反馈放大电路增益的一般表达式及推导分析 比较四种类型负反馈的开环 闭环放大倍数反馈 24 系数的纲 测试带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大电路

26 式 3. 反馈深度量与特点 1. 提高放大电 路增益的稳定 性 负反馈引入对放大电路性能的影响 2. 减小非线性失真 3. 扩展频带 4. 串并联反馈对输入电阻的 负反馈对放大电路性能如何影响 影响 电流电 压反馈对输出 电阻的影响 1. 增益的近似 深度负反馈放大电路的分析方法 表达式 2. 闭环输入输出电阻 3. 深度负反馈放大电路计算 四种反馈 如何分析深度负反馈 扩音机音调控制实例分析理解 类型的计算 负反馈放大电路的稳定性问题 1. 自激振荡 2. 负反馈放大电路的稳定判据和稳定裕度 3. 消除自激振荡的方法 1. 自激振荡产生的原因和条件 2. 消除自激振荡的常用方法 LM324 音频放大器负反馈环节的变化对放大性能影响的测试分析 教学中注 意问题 重点讲述判断反馈类型以及深度负反馈电路的分析 教学单元 集成运算放大器在信号处理方面 的应用 学时数 9 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 掌握并理解集成运算放大器在信号处理方面的应用一阶低通同相比例放大电路实验箱 实验板 LM324 电阻 75kΩ,100kΩ,300kΩ 电容 100μ 焊锡丝和导线若干工具包 查找开关电容滤波器资料知识点教学做备注 25

27 做 实施方案 高通 低通 带通 带阻滤波器的工作原理 传递函数 截止频率 对数幅频特性曲线 1. 开关电容滤波 精密仪用放大 精密差分测量电路 集成精密测量电路 高精度整流电路 2.LM324 的非线性应用 1. 消振和调零 2. 保护措施 一阶低通滤波电路有哪几种基本电路形式精密放大电路的优点在哪里在选型 使用和调试集成运放时, 应注意什么问题 一阶低通同相比例放大电路 安排学生提前查询开关电容滤波电路的资料 教学中注意问题 重点讲述如何构成有源滤波器? 教学单元信号发生电路学时数 9 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 理解并设计简单的信号发生电路 LM324 构成方波 三角波信号发生器变压器耦合正弦波信号发生器实验箱 实验板 LM324 电阻 980Ω,5.1kΩ,7.5kΩ,8.2kΩ,30kΩ 二极管 1N4148 电容 0.01μ,0.022μ,0.1μ 变压器 焊锡丝和导线若干工具包知识点教学做备注 做 实施方 案 正弦波振荡电路 1. 振荡条件 起振与稳幅过程 2.RC 串并联正弦波振荡电 1. 振荡条件 2.RC 串并联网络的 26 频率特性 30KHz 的变压器耦合正弦波信号发生器 1. 电子镇流器 LC 串联谐振网络的分析计算在生产线完成 2. 课外焊接, 课内测试

28 教学中注 意问题 路和网络的频 3. 相位平率特性衡条件判 3.LC 并联回断能否振路的频率特荡性 基本形式 应用 4. 相位平衡条件 5. 电子镇流器 LC 串联谐振网络的分析计算 1. 电压比较器 1. 如何调 2. 单值电压比整滞回比较器 阈值电 LM324 制非正弦信较器的回压 输出波形作方波 三号发生电差课外焊接, 课内测试 3. 滞回比较器角波信号路 2. 非正弦工作原理 传发生器波电路实输特性 输出例分析波形重点讲述正弦波振荡电路和电压比较器的工作原理 教学单元直流稳压电源学时数 12 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 掌握直流稳压电源的工作原理分立元件组成串调式 12V 稳压电源集成稳压器 7812 构成 12V 稳压电源实验箱 实验板 LM7812 电容 0.33μ,10μ,220μ 二极管 1N4007; 电阻 100Ω 390Ω 560Ω 1kΩ 1.2kΩ 2kΩ 120kΩ, 电位器 1kΩ, 电容 100μF 2200μF, 三极管 SD313F, 稳压管 7V5 工具包 第一单元完成的整流滤波板知识点教学做备注电路参数 稳压管稳 稳压管稳压电 压电路 路的原理 的计算及元器件选择 具有放大环节的串联型稳压电路 1. 电路基本工作原理 2. 输出电压的调节 分立元件电路 1. 稳压系数 负载调整特性 输出电阻的 27 表征意义 分立元件组成串调式 12V 稳压电源及测试 1. 整流滤波电路采用单元一的制作 2. 课外焊接, 上课测试

29 教学中注 意问题 3. 稳压电路的 2. 对分立保护措施元件组成 4. 稳压电路的的串联型质量指标稳压电路的实例分析 1. 三端式固定输出集成稳压 1. 集成三器典型应用电端式稳压路集成稳压器构成稳 2. 三端式固定器 7812 构集成三端压电路的整流滤波电路采用单元输出集成稳压成的 12V 式稳压器参数计算一的制作器外形及使用稳压电源 2. 如何提要求及测试高输出电 3. 三端式可调流集成稳压器及基本应用电路重点讲述串联式稳压电路的原理, 及其三种稳压电路的优缺点 教学单元功率放大电路学时数 9 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 掌握功率放大电路的结构及其工作原理集成音频功放电路实验板 TDA2030 电阻 1Ω,680Ω, 22kΩ 电容 0.1μ,0.22μ,1μ,22μ 焊锡丝和导线若干工具包 上网查找 TDA2030 的使用资料知识点教学做备注 几种功放甲类 乙类 电路的特甲乙类功放电点比较路特点 1.OCL 电路的工作原理 静乙类互补态和动态分析对称功率 2.OCL 功率参放大电路数分析计算 3. TDA2030 集成功放介绍 如何提高电路的效率如何合理选择功率管 甲乙类互补对称功率放大电路 1. 交越失真 减少交越失真的措施 2.OTL 功率放 1.OTL 电路与 OCL 电路有何 28 异同

30 大电路 3. 复合管互补对称功率放大电路 4. 实用电路举例分析 2. 自举电路是如何减小失真的 3. 复合管有何优点 集成功率放大器 功率管的散热问题 TDA2030 集成功放 用信号发生器作信号源 教学中注 意问题 重点讲解甲类 乙类 甲乙类电路特点及其应用 4.3 教学考核评价建议 教学考核建议 ( 一 ) 理论考试理论考试占总成绩的 40%, 重点检查学生掌握基础知识 基本分析方法和结合实际分析问题 解决问题的能力 ( 二 ) 实训考核实训考核占总成绩的 40%, 重点检查学生电路焊接布线 电路调试分析 电路性能分析和测试 ( 三 ) 平时表现 作业 学习报告等占总成绩的 20%, 重点考察学生的平时表现 作业 学习报告 课程自讲 习题解答等内容 教学评价建议 ( 一 ) 学生自评每单元学习完成后发放反馈表, 主要填写学生的学习效果和疑难问题, 对本人的学习成绩给予客观的评价, 也可以向教师提出教学建议 ( 二 ) 学生互评针对小组讨论 单元制作 实验等内容由小组成员进行相互评价 ( 三 ) 教师测评教师通过学生的作业 制作的单元电路 小组讨论的结果等内容对学习效果进行现场点评 4.4 课程资源的开发与利用 4.5 其它说明 29

31 数字电子技术 课程标准 课程名称 : 数字电子技术课程性质 : 职业能力必修课学分 : 6 计划学时 :108 适用专业 : 应用电子技术专业, 机电一体化专业, 电气自动化专业 1. 前言 1.1 课程定位 数字电子技术 课程是应用电子技术专业核心课程, 是职业能力必修课程, 是后续专业课程的重要基础课 数字电子技术 课程主要培养学生的专业基础知识, 培养学生的最基本职业能力 ( 数字集成芯片识别, 电路制作 调试能力等 ), 为后续课程打下坚实的理论和实践基础 前修课程 : 电路 ; 后续课程 : 电力电子技术 单片机应用技术 等各专业的专业课程 1.2 设计思路 本课程根据应用电子技术专业人才培养目标, 通过对学生的职业能力 ( 数字集成芯片的识别 功能表的读解 数字电路的分析与设计能力 ) 及社会能力的分析, 采用 任务驱动 教学做一体化 的教学设计思想, 对课程教学内容进行整合, 形成六个课程教学单元, 依据实用性 趣味性和可操作性原则, 将课程教学单元内容任务化, 形成六个单元工作任务 ( 工作情境 ), 即通过 集成芯片的识别与好坏判断 键控 ( 优先 )0-9 数字显示电路制作与调试 0-59(0-23) 加法计数显示电路制作与调试 50HZ 振荡电路的制作与调试 数字钟的制作与调试 及 流水灯控制电路的制作与调试 这六个由简单到复杂 由部分到整体, 反映工作和认知过程的单元任务教学设计, 形成有机联系的完整设计 任务驱动 教学做一体化 教学模式采取单元任务驱动, 教师引导, 学生自主学习讨论 (5~6 人一个学习小组 ) 教师全程指导( 至少配备两名教师 ) 重点难点师生共同讲授的方式进行 该教学模式充分调动学生的自主学习兴趣, 使课程单元知识内容的教学过程由传统的教师死板地教 学生被动地学的过程转变为在教师的引导 指导下, 由学生自主学习 自己动手去完成某个特定任务的过程 学生在完成单元任务的同时也完成了单元知识的学习, 同时培养学生的职业技能和提高职业素质 其次, 本课程标准是以工作过程为导向, 根据行业 企业专家对本专业所对应的职业岗位群进行的职业能力分析, 紧密结合 电子设备装接工 无线电调试工 和 维修电工 职业资格中的相关考核要求, 确定本课程的教学内容 本课程以职业技能培养为主, 理实一体化 30

32 按照从简单到复杂 由部分到整体的单元工作任务来安排教学内容, 通过六个单元任务的完成, 使学生掌握 IC 芯片的识别和检测 简单数字电路的制作与调试 ( 掌握插装 手工焊接 电路布 局布线 检验等技能 ); 培养团队合作精神 提高学生的综合素养 2. 课程目标 1.1 总体目标本课程是应用电子技术专业 机电一体化专业和电气自动化专业的一门专业核心课程 针对各专业的办学定位 人才培养目标 岗位需求和生源情况, 结合电气 电子行业迅猛发展的现状, 我们将它定位为服务于电子企业, 直接为现代电子制造业培养掌握数字电子技术基本理论 基本分析方法和基本设计方法, 具有简单数字系统维护与改造 生产与技术管理 质量控制能力的高技能人才 学生在学习完本课程后, 应该掌握数字电子技术基本理论 基本分析方法和基本设计方法, 能够分析由 SSI MSI 芯片构成的数字电路的逻辑功能, 能够利用 SSI MSI 芯片设计一些简单的功能电路并具备初步的电路制作和调试能力, 为后续专业课程的学习打下扎实的理论和实践基础 1.2 具体目标 ( 能力目标 知识目标 素质目标 ) ( 一 ) 知识目标掌握数制和码制的基本概念及相互转换的方法 ; 掌握逻辑事件的基本描述方法及各种方法的特点与作用 ; 重点掌握门电路的逻辑功能 器件识别及真值表的读解 ; 掌握组合逻辑电路的基本特点以及典型组合逻辑电路 ( 编码 译码器及译码显示电路 ) 的工作原理 分析与设计方法 ; 掌握触发器和时序逻辑电路基本特点及典型时序逻辑电路 ( 寄存器 计数器 ) 的工作原理 分析与设计方法 ; 重点掌握编 / 译码器 寄存器 计数器 555 定时器等常用数字集成电路的特点与使用方法 ; 了解脉冲整形的基本原理 ; 了解大规模集成电路半导体存储器 ROM RAM 基本原理 ( 二 ) 能力目标能绘制数字电路原理图和读图 ; 能根据数字电路原理图焊接实际电路 ; 会设计简单的组合逻辑电路并制作和调试 ; 能分析典型的时序逻辑电路与综合应用电路 ( 三 ) 素质目标养成严肃 认真的科学态度和良好的自主学习方法 ; 培养严谨的科学思维习惯和规范的操作意识 ; 养成独立分析问题和解决问题的能力并具有协作和团队精神 ; 能综合运用所学知识和技能独立解决实训中遇到的实际问题 ; 具有一定的归纳 总结能力 ; 具有一定的创新意识 ; 具有一定的自学 表达 获取信息等各方面的能力 31

33 3. 课程内容与要求 3.1 教学内容与学时分配 序号教学单元工作任务设计课程内容及教学要求参考学时 1 集成逻辑门电路的功能分析与测试 74 系列门电路的识别 功能测试 知识内容 1 数字电路基本概念 2 数制和编码 4 天 24 学时 3 门电路逻辑功能及功能测试 4 门电路结构及特性参数的测试 5 逻辑功能描述方式的相互转换 6 逻辑函数的化简 教学要求 : 1 掌握与门 或门 非门 与非 门 或非门 与或非门 异或门 同或门的逻辑功能 功能描述方式 及相互转换 ; 2 了解半导体器件开关作用和开 关特性 ; 3 了解 CMOS 和 TTL 电路结构及 工作原理 外特性 ( 对输入特性 TTL 结构与 COMS 结构的不同 点 ) 主要参数 使用方法和注意 事项 ; 4 了解线与概念 了解 OD OC 门 三态门 CMOS 传输门的结构 掌握其功能及功能描述方法 ; 5 掌握逻辑函数卡诺图化简法 74 系列门电路参数测试 技能内容 : 1 74 系列门电路的识别 功能测试 2 74 系列门电路参数测试 技能要求 : 1 能正确辨识 TTL 及 CMOS 集成 芯片的种类 ; 2 能查找 74 系列 4000 系列等集 成芯片的资料, 能读懂功能表, 能 根据管脚排列图知道管脚含义 ; 3 能使用万用表 示波器 集成 电路测试仪进行 IC 芯片的好坏与 参数测试 ; 32

34 2 编码 译码 LED 组合逻辑电路设计 知识内容 : 4 天 24 学时 显示电路的制 作与调试 及逻辑功能分析 1 组合逻辑电路的分析与设计方法 2 编码器的逻辑功能 3 译码器的逻辑功能 4 数据选择器的逻辑功能 5 数值比较器的逻辑功能 教学要求 : 1 掌握组合逻辑电路的特点及功 能描述方法 ; 2 掌握组合逻辑电路的分析方法 与设计方法, 包括用通用译码器和 数据选择器来设计组合逻辑电路 ; 3 掌握编码器 译码器的逻辑功 能 以及真值表的读解, 管脚功能 ; 4 掌握其他 MSI 芯片 ( 加法器 数 值比较器 数据选择器 ) 的逻辑功 能 真值表的读解, 管脚功能 ; 5 掌握 LED 数码显示器的结构 管脚 工作条件 技能内容 1 简单组合逻辑电路的分析与设 计 2 键控 ( 优先 )0-9 数字显示电路 制作与调试 技能要求 1 能分析由 SSI 门电路 MSI 构 成的组合逻辑电路的逻辑功能 2 能用集成门电路 (SSI) 及 MSI 功能芯片设计功能电路 3 能根据设计的原理图选用 IC 芯 片, 并能列出材料清单并根据清单 备齐所需元器件, 选用五金工具和 焊接工具, 能制作短连线, 插接短 连线, 能对电子元器件引线浸锡 4 能根据设计的原理图进行合理 的布线布局, 使用焊接工具手工焊 接实际电路 ( 电路板 ), 能正确焊 接 IC 芯片管脚 5 能发现电路制作过程中出现的 工艺质量问题, 能编写工作任务报 告 33

35 键控 ( 优先 )0-9 数字显示电路制作与调试 6 能协调小组成员之间的分工合作, 具有成本意识 质量意识 34

36 3 计数电路的制作与调试 同步型触发器逻辑 功能分析与测试 知识内容 : 1 触发器的逻辑功能及动作特点; 2 时序逻辑电路的特点 分析方 6 天 (36 学时 ) 法及功能描述方法 ; 3 寄存器的逻辑功能 以及真值 表的读解, 管脚功能 ; 4 计数器的逻辑功能 真值表的 读解, 管脚功能 ; 1) 二进制计数器的逻辑功能 真 值表的读解, 管脚功能 ; 2) 十进制计数器的逻辑功能 真 值表的读解, 管脚功能 ; 3) 用集成计数芯片构建任意进制 计数器 教学要求 1 掌握触发器的逻辑功能及动作 特点 ; 2 掌握时序逻辑电路的特点 分 析方法 ; 3 掌握寄存器的逻辑功能 以及 真值表的读解方法, 管脚功能 ; 4 掌握计数器的逻辑功能 真值 表的读解方法, 管脚功能 ; 5 掌握用集成计数芯片构建任意 进制计数器的方法 技能内容 : 1 与非门构建的基本 RS 触发器 同步 D JK T T / 触发器功能分 析与测试 2 用 74LS74 74LS112 构成 T T / 触发器并测试 3 霓虹灯控制电路制作与调试 (0-23) 加法计数显示电路 制作与调试 技能要求 : 1 能根据逻辑电路原理图分析时 序逻辑电路的逻辑功能 (1) 能分析由触发器构成的时序 逻辑电路的逻辑功能 (2) 能分析由 MSI 组成的时序逻 辑电路的逻辑功能 2 能设计制作简单的时序逻辑电 路并使用万用表 示波器等仪器仪 表进行调试 35

37 用 74LS74 74LS112 构成 T T / 触发器霓虹灯控制电路的制作与调试 0-59(0-23) 加法计数显示电路制作与调试 (1) 能用触发器 计数器 寄存器和门电路设计功能电路 (2) 能根据设计的原理图选用 IC 芯片, 并能列出材料清单并根据清单备齐所需元器件, 选用五金工具和焊接工具, 能制作短连线, 插接短连线, 能对电子元器件引线浸锡 (3) 能根据设计的原理图进行合理的布线布局, 使用焊接工具手工焊接实际电路 ( 电路板 ), 能正确焊接 IC 芯片管脚 (4) 能发现电路制作过程中出现的工艺质量问题, 能编写工作任务报告 (5) 能协调小组成员之间的分工合作, 具有成本意识 质量意识 36

38 4 振荡电路的制作与调试 50HZ 振荡电路的 制作与调试 知识内容 : 时基电路的结构 工作原理 引脚功能 ; 1.5 天 (9 学 时 ) 时基电路的应用 : (1) 由 555 构成单稳态触发器, 单稳态触发器的功能特点 参数计 算 应用 ; (2) 由 555 构成施密特触发器, 施密特触发器的功能特点 参数计 算 应用 ; (3) 由 555 构成多谐振荡器, 多 谐振荡器的功能特点 参数计算 应用 ; 教学要求 : 1 掌握 555 时基电路的结构 工 作原理 引脚功能 ; 2 掌握由 555 构成的多谐振荡器 电路的功能特点 参数计算 应用 ; 技能内容 : 50HZ 振荡电路的制作与调试 技能要求 : 能利用 555 设计制作振荡电路, 能 进行参数计算并能使用万用表 示 波器等仪器仪表进行调试 (1) 能用 555 电阻 电位器 电 容等器件设计功能电路 (2) 能根据设计的原理图选用 IC 芯片, 并能列出材料清单并根据清 单备齐所需元器件, 选用五金工具 和焊接工具, 能制作短连线, 插接 短连线, 能对电子元器件引线浸锡 (3) 能根据设计的原理图进行合 理的布线布局, 使用焊接工具手工 焊接实际电路 ( 电路板 ), 能正确 焊接 IC 芯片管脚 (4) 能发现电路制作过程中出现 的工艺质量问题, 能编写工作任务 报告 (5) 能协调小组成员之间的分工 合作, 具有成本意识 质量意识 37

39 5 数字钟的制作与调试 数字钟的制作与调试 技能内容 : 1 秒脉冲的产生 2 秒计数及显示电路 1. 天 (6 学时 ) 3 分计数及显示电路 4 时计数及显示电路 5 总调 技能要求 : 能设计制作较复杂功能电路并使 用万用表 示波器等仪器仪表进行 调试 1 能用 555 计数器和门电路设计 制作秒脉冲发生器并调试 2 能用计数器构成任意进制计数 器 (24 进制 60 进制 ) 并制作调 试 3 能用译码器和 LED 构成译码显 示电路并制作调试 4 能用上述电路构成数字钟并调 试 6 半导体存储器电路 流水灯控制电路的制作与调试 知识内容 : 1 ROM 的基本原理 2 RAM 的基本原理 1.5 天 (9 学 时 ) 教学要求 : 了解 ROM RAM 的基本原理 技能内容 : 流水灯控制电路的制作与调试 技能要求 : 能了解大规模集成电路半导体存 储器 ROM RAM 基本原理, 能分 析 ROM RAM 构成电路的功能, 能利用 ROM RAM 构成功能电路 并使用万用表 示波器等仪器仪表 进行调试 注 : 课程内容及教学要求 中, 要分别体现技能内容及要求 知识内容及要求 4. 实施建议 4.1 教材选用和编写建议选用教材 : 数字电子技术及应用 王苹主编, 电子工业出版社,2011 年 8 月第 1 版 该教材以项目为导向, 以职业能力培养为重点, 通过对学生的职业能力 ( 数字集成芯片的识别 功能表的读解 数字电路的分析与设计能力等 ) 及社会能力的分析, 对课程教学内容进行优化与重构, 形成六个课程教学单元, 分别为集成逻辑门电路的功能分析与测试 编码 译码 LED 显示电路的制作与调试 计数电路的制作与调试 振荡电路的制作与调试 数字钟的制 38

40 作与调试 半导体存储器 ; 按照趣味性 实用性和可操作性原则, 将六个课程单元任务化, 形成六个单元任务, 即 集成芯片的识别与好坏判断 键控 ( 优先 )0-9 数字显示电路制作与调试 0-59(0-23) 加法计数显示电路制作与调试 50HZ 振荡电路的制作与调试 数字钟的制作与调试 及 流水灯控制电路的制作与调试, 学生在完成单元任务的同时也完成了单元知识的学习, 职业技能得到了培养和提高 该教材是 任务驱动 教 学 做一体化 教材 参考教材 : 数字电子技术基础 ( 第二版 ) 周良权 方向乔主编, 高职国家级规划教材, 高等教育出版社,2002 年 12 月第 2 版 电子技术实验与实训教程 梁薇主编, 电子科技大学出版社,2005 年 8 月第 1 版 参考的教学资料 : 单元任务书 工作任务报告 单元任务检查单 单元任务评价表 教学课件 习题 4.2 教学建议 教学单元集成逻辑门电路的功能分析与测试学时数 4 天 (24 学时 ) 单元目标单元任务教师准备学生准备 掌握集成逻辑门电路的逻辑功能及功能描述方式, 会读识 IC 芯片并能判断好坏集成芯片的识别与好坏判断数电试验箱 示波器 74LS00 74LS20 74LS27 74LS86 74LS00 74LS20 74LS27 74LS86 的功能表及管脚图,74 系列参数, 工具 包, 万用表 教 学 做 实施方 案 教 : 与门 或门 非门 与非门 或非门 与或非门 异或门 同或门 OD (OC) 门 传输门 三态门等集成门电路的逻辑功能 功能描述方式及相互 转换方法 ;CMOS 和 TTL 电路结构及工作原理 外特性 主要参数 使用方 法和注意事项 ; 学 : 与门 或门 非门 与非门 或非门 与或非门 异或门 同或门 OD (OC) 门 传输门 三态门等集成门电路的逻辑功能 功能描述方式及相互转换方法 ; 半导体器件开关作用和开关特性 ; 数值及数值转换, 码制及 BCD 码 做 :74 系列门电路的识别 功能测试 ;74 系列门电路参数测试 39

41 从单元任务出发, 通过课堂听讲 小组学习讨论 实际芯片功能查找 功能测试即 教 学 做 一体, 掌握完成任务所需知识点和相应的技能, 完成单元任务 教学中注 意问题 教学重点 : 集成门电路的逻辑功能及功能描述方式的转换, 集成门电路的逻 辑功能测试方法 教学难点 :TTL 集成门电路与 COMS 集成门电路结构特点及不同点, 教学单元编码 译码 LED 显示电路的制作与调试学时数 4 天 (24 学时 ) 单元目标 掌握组合逻辑电路的特点及分析设计方法 ; 掌握编码器 译码器 数据选择 器等 MSI 电路的逻辑功能及引脚作用 ; 能分析由 SSI 门电路 MSI 构成的组 合逻辑电路的逻辑功能 ; 能用集成门电路 (SSI) 及 MSI 功能芯片设计功能 电路并制作, 能使用万用表及示波器等仪器仪表对电路进行测试和调试 单元任务 教师准备 键控 ( 优先 )0-9 数字显示电路制作与调试 数电实验箱 74LS00 74LS86 74LS04 74LS147 74LS247 共阳数码管 300Ω 电阻 电路板 焊丝 导线 学生准备 教 学 做 实施方案 74LS04 74LS147 74LS247 的功能表及管脚图, 工具包, 万用表, 电烙铁教 : 组合逻辑电路的分析设计方法, 编码器 译码器 数据选择器等常用组合逻辑电路的逻辑功能, 集成芯片引脚排列及引脚作用 ; LED 数码管的结构 工作条件 学 : 组合逻辑电路的分析设计方法, 编码器 译码器 数据选择器等常用组合逻辑电路的逻辑功能, 集成芯片引脚排列及引脚作用 ; LED 数码管的结构 工作条件 做 :SSI 门电路构成的组合逻辑电路逻辑功能分析及设计 ; 键控 ( 优先 )0-9 数字显示电路制作与调试从单元任务出发, 通过课堂听讲 小组学习讨论解决任务中出现的问题, 利用课外时间上网查找芯片功能表并且读懂功能表 实际电路焊接 功能调试, 即 教 学 做 一体, 掌握完成任务所需知识点和相应的技能, 完成单元任务 教学中注 教学重点 : 组合逻辑电路的分析 设计方法 ; 常见组合逻辑电路芯片的逻 40

42 意问题 辑功能及使用方法 ; 功能电路制作时布线布局 焊接质量 调试 教学难点 : 组合逻辑电路设计第一步将实际问题怎么变成真值表 ; 用 MSI 芯片设计组合逻辑电路的方法 ; 教学单元计数电路的制作与调试学时数 6 天 (36 学时 ) 单元目标 掌握时序电路的分析方法 ; 掌握触发器的逻辑功能及动作特点, 掌握寄存器 计数器的逻辑功能, 掌握集成芯片构建 N 进制计数器的方法 能用寄存器 计数器设计制作简单的时序逻辑电路并使用万用表 示波器等仪器仪表进行 调试 单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 0-59(0-23) 加法计数显示电路制作与调试数电试验箱 示波器 74LS00 74LS194 74LS160 焊丝 导线 74LS194 74LS160 的功能表及管脚图, 工具包, 万用表, 电烙铁教 : 触发器的逻辑功能及动作特点 ; 时序逻辑电路的特点 分析方法及功能描述方法 ; 寄存器的逻辑功能 以及真值表的读解, 管脚功能 ; 计数器的逻辑功能 真值表的读解, 管脚功能 ; 用集成计数芯片构建任意进制计数器 学 : 触发器的逻辑功能及动作特点 ; 时序逻辑电路的特点 分析方法及功能 描述方法 ; 寄存器的逻辑功能 以及真值表的读解, 管脚功能 ; 计数器的逻辑功能 真值表的读解, 管脚功能 ; 用集成计数芯片构建任意进制计数器 做 : 与非门构建的基本 RS 触发器 同步 D JK T T / 触发器逻辑功能分析及测试 ; 用 74LS74 74LS112 构成 T T / 触发器 ; 霓虹灯控制电路制作与调试 ;0-59(0-23) 加法计数显示电路制作与调试 从单元任务出发, 通过课堂听讲 小组学习讨论 实际芯片功能查找 实际电路焊接 功能调试, 即 教 学 做 一体, 掌握完成任务所需知识点和相应的技能, 完成单元任务 教学中注 意问题 教学重点 : 时序电路的分析方法 ; 触发器的逻辑功能及动作特点 ; 计数器 的逻辑功能, 集成芯片构建 N 进制计数器的方法 ; 功能电路制作时布线布局 焊接质量 调试 教学难点 : 时序电路的分析方法 ; 集成芯片构建 N 进制计数器的方法 教学单元振荡电路的制作与调试学时数 1.5 天 (9 学时 ) 单元目标掌握 555 时基电路的结构 工作原理, 能利用 555 设计制作振荡电路, 41

43 能进行参数计算并能使用万用表 示波器等仪器仪表进行调试 单元任务 教师准备 50HZ 振荡电路的制作与调试 稳压电源 示波器 NE K 电位器 100KΩ 电阻 电容, 电路 板 焊丝 导线 学生准备 教 学 做 实施方案 NE55 的功能表及管脚图, 工具包, 万用表, 电烙铁教 :555 时基电路的结构 工作原理及应用电路的分析及参数计算 学 :555 时基电路的结构 工作原理及应用电路的分析及参数计算 做 :50HZ 振荡电路的制作与调试 从单元任务出发, 通过课堂听讲 小组学习讨论 实际芯片功能查找 实际 电路焊接 功能调试, 即 教 学 做 一体, 掌握完成任务所需知识点和相应 的技能, 完成单元任务 教学中注 意问题 教学重点 :555 时基电路的结构 工作原理 引脚功能 ; 功能电路制作时布线 布局 焊接质量 调试 教学难点 :555 应用电路的功能分析及参数计算 教学单元数字钟的制作与调试学时数 1 天 (6 学时 ) 单元目标 通过对前 4 个单元知识的学习 梳理 六人小组通力合作完成数字钟的制作与调 试 单元任务 数字钟的制作与调试 教师准备稳压电源 示波器 NE K 电位器 300Ω 100KΩ 电阻 电容, 74LS90 74LS160 74LS247 共阳数码管 电路板 焊丝 导线 学生准备 教 学 做 实施方案 74LS90 的功能表及管脚图, 工具包, 万用表, 电烙铁从单元任务出发, 通过对前 4 个单元知识的学习 梳理 小组学习讨论 实际芯片功能查找 实际电路焊接 功能调试, 即 教 学 做 一体, 掌握完成任务所需知识点和相应的技能 六人小组通力合作完成数字钟的制作与调试 教学中注 意问题 教学重点 : 教师引导, 由学生小组通过学习讨论, 梳理及总结所学知 识, 团结合作完成数字钟的制作与调试 注意电路制作时布线布局 焊接质量 正确调试 教学难点 : 秒 分 时之间的连接 42

44 教学单元半导体存储器学时数 1.5 天 (9 学时 ) 单元目标 能了解大规模集成电路半导体存储器 ROM RAM 基本原理, 能分析 ROM RAM 构成电路的功能, 能利用 ROM RAM 构成功能电路并使用万用表 示波器等 仪器仪表进行调试 单元任务 流水灯控制电路的制作与调试 教师准备稳压电源 示波器 烧录器 NE K 电位器 300Ω 100KΩ 电阻 电容,74LS04 74LS90 74LS163 E 2 PROM2864,LED 学生准备 教 学 做 实施方案 74LS163 E 2 PROM2864 的功能表及管脚图, 工具包, 万用表, 电烙铁教 :ROM RAM 的基本原理 功能表读解 管脚功能学 :ROM RAM 的基本原理 功能表读解 管脚功能做 : 流水灯控制电路的制作与调试从单元任务出发, 通过课堂听讲 小组学习讨论 利用前 4 个单元知识的学 习 梳理 实际芯片功能查找 实际电路焊接 功能调试, 即 教 学 做 一体, 掌握完成任务所需知识点和相应的技能, 完成单元任务 教学中注 意问题 教学重点 :ROM RAM 的功能表读解 管脚功能 ; 功能电路的分析设计方法 教学难点 :ROM RAM 的存储原理 4.3 教学考核评价建议为全面考核学生的学习情况, 本课程主要以过程考核为主, 理论考试占总成绩的 40%, 重点检查学生掌握基础知识 基本分析方法和结合实际分析问题 解决问题的能力 ; 实训考核占总成绩的 40%, 重点检查学生电路连接 焊接技能 ( 占实训成绩 30%) 布局布线情况( 占实训成绩 30%) 电路性能( 占实训成绩 40%); 平时表现 作业 工作报告和交流 协作总成绩的 20% 考核涵盖单元任务全过程 通过每个单元任务的学生自评与互评, 了解学生的学习情况以及单元任务的完成情况, 教师给出评价, 三个评价相结合作为工作任务完成情况的综合评价 通过对学生学习报告 电路制作与调试 单元任务评价表 课程教学调查问卷来了解学生的学习成效 4.4 课程资源的开发与利用相关教辅材料 : 与教材配套的教学课件, 习题及答案, 单元任务书 工作任务报告 单元任务检查单 单 43

45 元任务评价表 教学硬件设施及配备 : 教学地点设在实训室, 每个同学一台数字电路实验箱 示波器 万用表 稳压电源 低频信号发生器 教师要求 : 由一名主讲教师和一到两位辅助教师组成 ( 以一个教学班 80 名学生为例, 学生 5~6 人一个学习小组 ), 主讲教师 ( 双师型 ) 主要负责教学设计 教学组织 主讲教师和辅助教师共同授课 互动答疑 实训指导 4.5 其它说明 本课程建议教学模式为 任务驱动 教学做 一体化模式, 建议学时数为 108 学时, 各专业可根据本专业的教学计划, 作适当删减 44

46 单片机基础及应用 课程标准 课程名称 : 单片机基础及应用课程性质 : 职业能力必修课学分 : 计划学时 : 96 适用专业 : 电气自动化技术 机电一体化技术 应用电子技术 与 生产过程自动化 等电气类专业 1. 前言 1.1 课程定位 单片机基础及应用 是一门理论与实践结合紧密的课程, 本课程在掌握 MCS -51 系列芯片的系统构成和基本应用的基础上, 对后续的课程学习和数字式自动控制系统理解和自学打下良好的基础 本课程归属职业能力必修课, 通过本课程学习使学生能够掌握一种单片机芯片的使用能力 在专业学习过程中起了承上启下的作用, 前导课程有 模拟电子电路 数字电子电路 电气控制技术 后续课程有 PLC 基础及应用 现代控制技术 数控技术 在本课程中教会学生解决工程问题的逻辑思维能力; 对系统资源统筹兼顾的分配能力 ; 根据性价比对软硬件合理选择能力 ; 1.2 设计思路通过本课程学习使学生能够基本掌握单片机的硬 软件构成的基本知识, 了解单片机内部资源及系统扩展的原则 通过理论教学和实践环节使学生基本掌握系统的设计和制作, 为学生走上工作岗位后能继续提高自己的单片机理论和技能打下坚实的基础 目前硬件技术的发展 (ISP) 在线编程方式的使用为本课程的教学提供了较高的实践教学平台 根据 ⑴ 在电气自动化技术专业人才培养方案中规定的核心课程 ; ⑵ 基于专业建设指导委员会在本课程重建中的论证 ;⑶ 在市场调研中高技能人才知识结构对本课程的需求 ; 结合单片机的理论和实践需要及学生的认知水平, 采用 任务驱动 教 学 做一体化 教学模式, 设计了从简单到复杂 从单一任务到综合任务 从单一资源使用到多资源使用的教学方案 每一任务结合理论教学, 做的每一个知识点均有任务支撑和验证, 每一任务在验证的同时留下提高和扩展的空间供同学自行提高 理论教学和实践教学各占 50% 45

47 2. 课程目标 1.1 总体目标计算机控制技术在现代化工业领域和现代化社会得到广泛的应用, 电气专业的学生在今后的职业生涯和日常生活中对计算机技术的掌握和应用, 有着至关重要的意义 单片机技术是计算机技术在工业领域和家用电器的直接应用 通过本课程的学习, 使学生打下计算机应用的基础, 为今后职业生涯从事与之相关的岗位和后续课程学习提供理论和实践基础 1.2 具体目标 ( 能力目标 知识目标 素质目标 ) ( 一 ) 知识目标 单片机基础及应用 是一门理论与实践结合紧密的课程, 通过本课程学习使学生能够基本掌握单片机的硬 软件构成的基本知识, 了解单片机内部资源及系统扩展的原则 通过理论教学和实践环节使学生基本掌握系统的设计和制作, 为学生走上工作岗位后能继续提高自己的单片机理论和技能打下坚实的基础 ( 二 ) 能力目标通过本课程的学习, 可以使学生较系统地掌握汇编语言的编程方法, 掌握单片机的基本原理 接口和应用技术 熟悉单片机技术在工业控制中的应用, 培养和锻炼学生动手操作和技术创新的能力, 使得学生能紧跟计算机技术的发展脚步, 为将来从事工业领域相关工作, 尤其是自动控制以及应用电子产品的检测和维修奠定坚实的基础, 为将来进行各种智能化产品的设计开发提供技术准备 ( 三 ) 素质目标养成严肃 认真的科学态度和良好的自主学习方法 ; 培养严谨的科学思维习惯和规范的操作意识 ; 养成独立分析问题和解决问题的能力并具有协作和团队精神 ; 能综合运用所学知识和技能独立解决实训中遇到的实际问题 ; 具有一定的归纳 总结能力 ; 具有一定的创新意识 ; 具有一定的自学 表达 获取信息等各方面的能力 46

48 3. 课程内容与要求 3.1 教学内容与学时分配 序号 教学单 工作任务设计课程内容及教学要求参考 元 学时 1 单片机硬件基础 单片机硬件资源 掌握单片机最小系 统, 制作实验板 1 单片机的内部组成及引脚 2 存储器 --- 数据存储器, 程序存储器 3 准双向口的掌握 4 单片机最小系统 5 教改实验板制作 电路板焊接 通讯电缆制作 系统调试 18 2 程序 时序系统 ( 流水灯 ): 1 掌握指令结构 程序结构 24 设计 各种程序结构的分 流程图 模块化编程思想 基础 析和实践 2 通过同学自学指令系统, 1 顺序结构 掌握根据任务挑选指令 2 循环结构 3 利用特定任务的完成, 使 3 子程序结构 同学可以熟练掌握一般编程 4 条件转移 方法 5 跳转结构 3 单片机资源的 篮球比赛记分系统 : 数码管动态 / 静态显 1 动态扫描原理以及软件实现 2 定时器/ 计数器工作原理 34 综合应 示 参数计算和设置 典型的初始 用 中断应用 ( 外部中 化程序 断 定时中断 ) 3 按键的处理的方法 单片 按键挑选工作状态 机五个中断源的使用是实用 系统经常采用的方法 5 利用模块化编程思想综合 各个子系统构成综合应用系 统 --- 篮球比赛记分系统 47

49 4 单片机实用系统设计 歌曲编程 : 定时器中断参数设置改变输出频率软硬件定时参数设置改变定时时间 5 考核 根据利用内部和外 部资源的利用情况 考核学生掌握课程 的程度, 给出实践考 核成绩 1 系统资源的挑选 2 可变脉冲序列的设计 3 可变延时的程序设计 4 利用查表方式综合应用上述程序自行编写歌曲时序控制系统 : 1 简单的时序控制系统 ( 二种以上 ) 2 利用按键实现可挑选的时序控制系统 ( 二个按键以上 ) 3 在第二项基础上实现中断控制 12 4 注 : 课程内容及教学要求 中, 要分别体现技能内容及要求 知识内容及要求 4. 实施建议 4.1 教材选用和编写建议 教材选用 : 主教材 : 单片机应用技术 刘守义主编高职国家级规划教材西安电子科技大学出版社 2007 年 8 月第 2 版参考资料 : 单片机应用技术任务驱动项目课程实训报告汇编 ( 自编 ) 教改实验系统板 原理图 PCB 图 ISP 通讯软件 教材编写原则与要求, 要以电机与电气控制技术发展情况为背景, 以工业生产需求为依据, 确定更新单元任务, 单元内容应适度易懂, 在内容取舍上, 基础理论以 必需和够用 为度, 重点体现对于技能操作的要求, 将理论与操作实践紧密结合, 提高学生的职业技能与职业素养 4.2 教学建议 教学单元单片机硬件基础学时数 18 单元目标 单元任务 教师准备 了解单片机硬件资源, 掌握单片机最小系统 制作实验板 教案 任务书 实验板材料 48

50 学生准备预习教材 任务书 焊接设备 ( 烙铁 ) 教 学 做 实施方 案 教师引导式讲授 : 单片机内部 RAM/ROM 的各区域地址空间的分配及具体功能, DRTR PSW ACC IP 等特殊功能寄存器的作用 ;I/O 口的功能及使用场合 ; 通过 提问 自学了解单片机时序 复位 时钟的构成和外部元器件的参数选择 从单 片机最小系统的组成的定义入手, 了解单片机最小系统在目前控制系统的地位 从而使同学掌握原理图 ---PCB 图 产品制作的全过程 ( 教改实验板制作 ) 教学中注 意问题 本课程理论部分较难, 特别是 RAM/ROM 的各区域地址和数据以及字节地址和位地 址需反复讲解和复习, 使同学们在课程开始就建立起地址和数据的概念 另外对 口线具有锁存的作用要重点指出 教学单元程序设计基础学时数 24 单元目标 1 掌握指令结构 程序结构 流程图 模块化编程思想 2 通过同学自学指令系统, 掌握根据任务挑选指令 3 利用特定任务的完成, 使同学可以熟练掌握一般编程方法 单元任务各种特定任务 --- 各种时序控制系统 ( 流水灯 ) 教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 教案 任务书 预习教材 任务书 时序系统 ( 流水灯 ): 各种程序结构的分析和实践 1 顺序结构 2 循环结构 3 子程序结构 4 条件转移 5 跳转结构教师引导式讲授 : 各种程序结构, 组织学生们根据任务画出流程图, 利用自 学的指令系统结合流程图, 挑选出解决问题的相应指令 集体讨论系统的构成资源, 自行设计系统 ( 软 硬件 ) 并展示, 评选出较好系统由学生讲解程序结构, 教师给与点评, 编写系统实训报告 每一种程序结构给出多种解决方案, 使同学们了解各种解决问题的方法, 增加同学们解决问题的思路和方法 教学中注 意问题 自学指令系统可以利用课堂教学时间讲解一些并利用仿真软件验证 对外部输入 的检测 ( 按键 ) 的处理 --- 去抖 测松键的使用场合和使用范围的判定 如何根 据流程图, 利用模块编程思想对复杂的应用系统的编程基本方法 49

51 教学单元单片机资源的综合应用学时数 34 单元目标 复杂控制系统制作 数码管动态 / 静态显示 中断应用 ( 外部中断 定时 / 计数中断 ) 单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 各种特定任务 --- 篮球比赛记分系统教案 任务书 预习教材 任务书 篮球比赛记分系统 : 分析和实践 1 动态扫描原理以及软件实现---- 自动加 / 减一 ( ) 2 定时器/ 计数器工作原理 参数计算和设置 典型的初始化程序 ---- 秒表 3 单片机五个中断源的使用( 中断的初始化 中断的控制 中断服务子程序的 编写 中断返回等 )---- 田径赛场计时器 4 利用模块化编程思想综合各个子系统构成综合应用系统--- 篮球比赛记分系统由于我们教学实验板的资源有限, 在制作篮球比赛记分系统时采用资源复合使用 ( 此方法目前很多小型设备上经常采用 ) 教师引导式讲授 : 各种程序结构, 组织学生们根据任务画出流程图, 利用自学的指令系统结合流程图, 挑选出解决问题的相应指令 集体讨论系统的构成资源, 自行设计系统 ( 软 硬件 ) 并展示, 评选出较好系统由学生讲解程序结构, 教师给与点评, 编写系统实训报告 每一种程序结构给出多种解决方案, 使同学们了解各种解决问题的方法, 增加同学们解决问题的思路和方法 教学中注 意问题 中断在控制系统中的作用和地位以及中断的选择和实现 比较子程序和中断服务 子程序的区别和联系 通过实例加深同学对中断的理解 教学单元单片机实用系统设计学时数 12 单元目标 定时器中断参数设置改变输出频率 软硬件定时参数设置改变定时时间 单元任务 教师准备 学生准备 各种特定任务 --- 歌曲编程 方波输出 教案 任务书 预习教材 任务书 50

52 教 学 做 实施方 案 歌曲编程 方波输出 : 分析和实践 1 系统资源的挑选 2 可变脉冲序列的设计 3 可变延时的程序设计 利用查表方式综合应用上述程序自行编写歌曲介绍音乐产生的原理 介绍可变脉冲序列的频率和定时器初始值之间的关系 利用参数带人延时子程序实现可变时间的方法 综合以上知识结合编程方法实现指定方波输出和歌曲编写 教师引导式讲授 : 各种程序结构, 组织学生们根据任务画出流程图, 利用自学的指令系统结合流程图, 挑选出解决问题的相应指令 集体讨论系统的构成资源, 自行设计系统 ( 软 硬件 ) 并展示, 评选出较好系统由学生讲解程序结构, 教师给与点评, 编写系统实训报告 教学中注 注意引导同学将实际问题转化成流程图 ( 找到解决问题的方法 ) 意问题 4.3 教学考核评价建议考核标准 : 理论考试占总成绩的 40%, 重点检查学生掌握基础知识 基本分析方法和结合实际分析问题 解决问题的能力 实训考核占总成绩的 40%, 重点检查学生编程能力 平时表现 作业 学习报告和回答问题占 20% 评价体系 : 学生自评, 每单元学习完成后发放反馈表, 主要填写学生的学习效果和疑难问题, 对本人的学习成绩给予客观的评价 也可以向教师提出教学建议 ; 学生互评, 针对小组讨论 单元任务 实验等内容由小组成员进行相互评价 ; 教师测评, 教师通过学生的作业 单元任务完成情况 小组讨论的结果等内容对学习效果进行现场点评 4.4 课程资源的开发与利用本课程在教学过程中采用教学做一体化 任务驱动的教学模式, 可以充分利用计算机 投影仪等多媒体设备, 发挥多媒体课件的作用, 引进电机与电气控制柜的生产和工作过程的视频资料, 建设符合课程设计要求并利于学生职业能力培养的教学资源, 并建立校内网络课程学习网站, 满足网络课程教学需要, 并为学生的自主学习提供丰富有效的资料 在教学过程中, 要与时俱进, 积极创新, 不断进行自编 51

53 有工学结合特色的单片机控制技术实训指导书 4.5 其它说明 52

54 电机与电气控制技术 课程标准 课程名称 : 电机与电气控制技术课程性质 : 职业能力必修课学分 :6 计划学时 :96 适用专业 : 电气自动化技术 机电一体化技术 应用电子技术 与 生产过程自动化 等电气类专业 1. 前言 1.1 课程定位 电机与电气控制技术 是电气自动化专业类一门重要的职业能力必修课, 是将电机学 电力拖动技术 工厂电气控制等课程有机结合而成的一门课 本课程主要讲述直流电机 变压器 异步电机 低压电器 继电器 - 接触器控制电路基本环节 常用机床的电气控制, 所授内容实践性强 应用面广, 是学生考取维修电工资格证书和就业的基础 先修课程有 电路 模拟电子技术 和 数字电子技术, 后续课程有 可编程控制器 数控机床电气控制 等各专业的专业课程 1.2 设计思路根据维修电工中 高级电工职业资格的国家标准, 从应用的角度出发, 根据由简到难的原则, 将该课程分为直流电动机 电力变压器 异步电动机 常用低压电器 继电器 - 接触器控制电路基本环节 常用机床的电气控制系统六个课程单元 并且, 为了学生更好地理解每个单元相应的知识点, 熟练应用相关技能, 针对这六个课程单元设计了相应的课程任务 对课程教学内容进行整合, 形成六个课程单元, 并将课程单元教学内容任务化, 课程单元任务设计遵循兴趣性 实用性和实操性原则, 形成六个课程单元任务, 采取单元 任务驱动 教 学 做一体化 的全新教学模式, 即采取单元任务驱动, 教师引导, 学生自主学习讨论 (5~6 人一个学习小组 ) 教师全程指导( 至少配备两名教师 ) 重点难点师生共同讲授的方式进行 2. 课程目标 1.1 总体目标通过任务驱动 教 学 做 一体化教学模式, 激发学生的求知欲, 使学生掌握电机的结构 工作原理 运行特性, 以及电气控制的基本环节 控制方法 培养学生能够使用电机与电气控制技术对工业生产设备进行控制, 并具备对各种复 53

55 杂控制系统设计 调试和排除故障的基本能力, 为后续课程和今后的工作准备必要的基础 1.2 具体目标 ( 能力目标 知识目标 素质目标 ) ( 一 ) 知识目标掌握直流电动机和三相异步电动机的构成 工作原理 特性 ; 掌握变压器的作用 基本结构 工作原理及应用 ; 掌握常用低压电器的结构 工作原理及其安装 调试与维修 ; 了解常用低压电器的用途 型号 使用场合, 达到能正确使用和选用的目的 ; 熟练掌握电气控制线路的基本环节, 具有对一般电气控制线路的独立分析能力 ; 具有设计和改进一般生产设备的电气控制的基本能力 ( 二 ) 能力目标能独立完成电气控制线路的设计 ; 能读懂电气图并完成实际电路的安装 ; 可以解决常用机床的故障 ; 能对机床电气控制进行改进, 达到维修电工高级工的电气控制接线与排故水平 ( 三 ) 素质目标养成严肃 认真的科学态度和良好的自主学习方法 ; 培养严谨的科学思维习惯和规范的操作意识 ; 养成独立分析问题和解决问题的能力并具有协作和团队精神 ; 能综合运用所学知识和技能独立解决实训中遇到的实际问题 ; 具有一定的归纳 总结能力 ; 具有一定的创新意识 ; 具有一定的自学 表达 获取信息等各方面的能力 3. 课程内容与要求 3.1 教学内容与学时分配 序 号 教学 单元 工作任务设计课程内容及教学要求参考 学时 1 技能内容及要求能完成直流电动机外部线路的连 直流电动机 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置直流电机性能测试 接, 并对直流电动机性能进行测试 知识内容及要求掌握直流电动机的工作原理 结构, 会利用直流电动机的机械特性分析 12 实际问题, 直流电动机起动 调速 反 转 制动的方法 2 电力变压器 S11 系列电力变压器结构分析 技能内容及要求能完成同名端的判定方法及三相变压器联结组别和时钟表示法的判定 知识内容及要求理解电力变压器的作用 结构 工 6 作原理, 自耦变压器 电流互感器 电 压互感器的特点及使用注意事项 54

56 3 技能内容及要求能完成异步电动机外部线路的连 异步电动机 YS7124 型异步电动机结构分析 接, 掌握异步电动机起动 调速 制动的方法 知识内容及要求理解三相异步电动机的结构 工作 12 原理 机械特性, 起动 调速 制动方 法, 单相异步电动机的结构与应用 4 技能内容及要求能根据实际情况选择合适的低压 电器, 并能够判断低压电器的好坏 常用低压电器 认识电气控制柜中的常用低压电器 知识内容及要求理解各种常见低压电器 : 低压断路器 熔断器 按钮开关 行程开关 交 6 流接触器 中间继电器 时间继电器 热继电器 速度继电器等电器的结构 工作原理 符号 作用 5 技能内容及要求能够绘制各种继电器 - 接触器控制电路 的电气原理图, 完成接线, 通电实验, 并排除实验中出现的各种故障 知识内容及要求 继电器 - 接触器控制电路基本环节 (1) 电动机直接起动控制 (2) 电动机正反转直接起动控制 (3) 星形 - 三角形降压起动控制 (4) 其他典型控制 (1) 掌握三相笼型异步电动机直接起动控制电路分析及调试 (2) 掌握电动机正反转控制电路分析及调试 (3) 掌握三相笼型异步电动机降压起动控制电路分析及调试 (4) 掌握三相绕线转子异步电动机起动控制电路的分析 (5) 掌握三相异步电动机双速控制电 48 路分析 (6) 掌握三相异步电动机制动控制电 路分析 (7) 掌握其他典型控制环节分析及调 试 55

57 6 技能内容及要求理解常用机床电气控制系统的电 常用机床的电气控制系统 自制常用机床电气控制系统分析与排故 气原理图, 这些机床的常见故障, 总结解决的方法, 完成排故实训知识内容及要求 (1) 掌握 CA6140 车床电气控制电路 (2) 掌握 MQ8260AG 磨床电气控制电路 (3) 掌握 Z3040 摇臂钻床电气控制电路 12 (4) 掌握 X52K 型铣床电气控制电路 注 : 课程内容及教学要求 中, 要分别体现技能内容及要求 知识内容及要求 4. 实施建议 4.1 教材选用和编写建议 教材选用 : 主教材 : 电机与电气控制技术. 李益民. 高等教育出版社.2006 主要参考资料 : 维修电工国家职业标准 维修电工中 高级电工职业资格的国家标准及其他大中专院校的教材等 教材编写原则与要求, 要以电机与电气控制技术发展情况为背景, 以工业生产需求为依据, 确定更新单元任务, 单元内容应适度易懂, 在内容取舍上, 基础理论以 必需和够用 为度, 重点体现对于技能操作的要求, 将理论与操作实践紧密结合, 提高学生的职业技能与职业素养 4.2 教学建议教学单元直流电动机学时数 12 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 在掌握直流电动机的知识基础上, 完成直流电动机性能的测试 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置直流电动机性能测试教案 任务书 直流电机模型 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置预习教材 任务书 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置资料查询教师引导式讲授直流电机概述 电磁感应定律 励磁方式 基本方程式 学生自学与小组讨论 : 直流电机的结构 工作原理 铭牌数据 励磁方式 机械特性及他励直流电动机的起动 调速 制动 反转方法 教师在学生掌握了直流电机的 结构 原理 特性之后, 协助学生利用 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置完成 直流电动机的性能测试, 巩固所学内容 56

58 教学中注 意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 教学单元电力变压器学时数 12 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 能完成同名端的判定方法及三相变压器联结组别和时钟表示法的判定 S11 系列电力变压器结构分析教案 任务书 联系鑫龙电气拍摄 S11 系列变压器的加工工艺及应用视频预习教材 任务书 S11 系列变压器资料查询教师引导式讲授 : 变压器概述 同名端的概念 举例分析如何用十二钟点法表示三相变压器的联结组 学生自学 : 变压器的工作原理 基本结构 自耦变压器 电流互感器 电压互感器的结构 原理及应用 学生小组讨论 : 如何用实验法判 断变压器的同名端, 判断教师提供习题的变压器的联结组别, 自耦变压器 电流 互感器 电压互感器的使用注意事项 最后播放鑫龙电气 S11 系列变压器的视频 信息, 师生共同对 S11 系列变压器结构进行分析 教学中注 意问题 因为在电路课程中对变压器的工作原理已经有所学习, 因此, 本单元重点是电力 变压器的结构 同名端及十二钟点法 教学单元异步电动机学时数 12 单元目标 单元任务 教师准备 能完成异步电动机外部线路的连接, 掌握异步电动机起动 调速 制动的方法 YS7124 型异步电动机结构分析 教案 任务书 异步电机模型 ;YS7124 型异步电动机 ; 微特电机关于电机加工 工艺 用途的视频信息 学生准备 教 学 做 实施方案 预习教材 任务书 YS7124 型异步电动机资料查询教师引导式讲授 : 定子三相绕组的连接方式 : 星形 三角形, 旋转磁场的产生, 异步电动机的基本方程式, 单相异步电动机的工作原理 学生自学与小组讨论 : 三相异步电动机的结构 铭牌 工作原理 工作特性 机械特性 异步电动机的 起动 调速 反转 制动的方法, 单相异步电动机的结构 基本形式 最后观看 微特电机关于 YS7124 型异步电动机的加工流程, 进而了解其结构, 通过拆装完 成 YS7124 型异步电动机结构分析, 完成该异步电动机的外部接线, 对其特性进 57

59 行测试 教学中注 意问题 课前要求学生完成自学内容, 分组汇总自学遇到的问题, 由教师解答 由于学生 对本节内容不大容易掌握, 因此在学生讨论过程中, 教师要重点关注, 随时解决 学生的疑问 教学单元常用低压电器学时数 6 单元目标单元任务教师准备学生准备 教 学 做 实施方案 能根据实际情况选择合适的低压电器, 并能够判断低压电器的好坏 认识电气控制柜中的常用低压电器教案 任务书 电气控制实验柜预习教材 任务书 工具包教师引导式讲授 : 低压电器的定义 分类 学生自学 : 低压断路器 熔断器 按钮开关 行程开关 交流接触器 中间继电器 时间继电器 热继电器 速度继电器等电器的结构 工作原理 符号 作用 学生小组讨论 : 学生小组讨论 : 低 压断路器如何进行短路 欠压 过载保护, 行程开关的应用, 热继电器的工作原理, 熔断器和热继电器可以只用其一吗, 如何判断这些器件的好坏 掌握电气控制柜中的常用低压电器的名称 用途 结构, 画出这些低压电器的图形符号和文字符号, 判断这些器件的好坏 教学中注 意问题 课前要求学生自学低压电器的相关知识, 要求学生分组整理不能理解的问题, 汇 总交给老师共同讨论 教学单元继电器 - 接触器控制电路基本环节学时数 48 单元目标 能够绘制各种继电器 - 接触器控制电路的电气原理图, 完成接线, 通电实验, 并 排除实验中出现的各种故障 单元任务 (1) 电动机直接起动控制 (2) 电动机正反转直接起动控制 (3) 星形 - 三角形降压起动控制 (4) 其他典型控制 58

60 教师准备学生准备 教 学 做 实施方案教学中注意问题 教案 任务书 电气控制实验柜 ; 联系鑫龙电气参观教学事宜预习教材 任务书 工具包教师引导式讲授 : 自锁 互锁的作用及应用场合, 行程开关 时间继电器在工业控制中的作用, 按行程 时间 速度 电流设计控制电路的原则, 多地点 顺序起停控制原则, 电气控制实验安全注意事项 学生自学讨论 : 三相笼型异步电动机直接起动控制电路 正反转控制电路 三相笼型异步电动机降压起动控制电路 三相绕线转子异步电动机起动控制电路 三相异步电动机双速控制电路 三相异步电动机制动控制电路 其他典型控制环节分析及调试 学生利用电气控制柜完成电动机直接起动控制 电动机正反转直接起动控制 星形 - 三角形降压起动控制 多地点 顺序控制等其他典型控制电路的接线 通电和调试 完成以上教学过程后, 带领学生到鑫龙电气公司参观, 认识电气控制系统的设计 生产过程, 听指导教师讲解电气控制系统的设计过程, 根据教师布置的任务, 设计 绘制电气图, 并将电气图进行接线 通电调试验证 每次课后要布置下节课的任务, 让学生先行设计控制电路, 在下次课前可根据学生设计情况总结分析电路设计的原则 每次实验结束后, 汇总学生遇到的问题, 总结出现的故障, 讨论出解决办法 教学单元常用机床的电气控制系统学时数 12 单元目标 理解常用机床电气控制系统的电气原理图, 这些机床的常见故障, 总结解决的方 法, 完成排故实训 单元任务 教师准备 自制常用机床电气控制系统分析与排故 教案 任务书 机床电气控制系统故障实验柜 ; 联系校内金工实习工厂参观教学 事宜 学生准备 教 学 做 实施方案教学中注意问题 预习教材 任务书 工具包带领学生参观校内金工实习工厂, 现场讲解车床 磨床 摇臂钻床 铣床的用途 结构和运动形式, 课堂上引导学生回顾总结 学生自学和讨论 : 车床 磨床 摇臂钻床 铣床的电力拖动控制要求, 电气控制系统运行原理, 常见电气故障的排除和检修 学生分组完成 CA6140 车床 MQ8260AG 磨床 Z3040 摇臂钻床 X52K 型铣床电气控制系统故障柜的分析和排故 每个机床实训结束后, 汇总学生遇到的问题, 总结出现的故障, 讨论出排故的方法及解决办式 4.3 教学考核评价建议 59

61 考核标准 : 理论考试占总成绩的 40%, 重点检查学生掌握基础知识 基本分析方法和结合实际分析问题 解决问题的能力 实训考核占总成绩的 40%, 重点检查学生布线情况 接线情况 故障情况 平时表现 作业 学习报告和回答问题占 20% 学生在完成本课程学习后要参加维修电工中级工的考核, 考核合格颁发中级工证书 评价体系 : 学生自评, 每单元学习完成后发放反馈表, 主要填写学生的学习效果和疑难问题, 对本人的学习成绩给予客观的评价 也可以向教师提出教学建议 ; 学生互评, 针对小组讨论 单元任务 实验等内容由小组成员进行相互评价 ; 教师测评, 教师通过学生的作业 单元任务完成情况 小组讨论的结果等内容对学习效果进行现场点评 4.4 课程资源的开发与利用本课程在教学过程中采用教学做一体化 任务驱动的教学模式, 可以充分利用计算机 投影仪等多媒体设备, 发挥多媒体课件的作用, 引进电机与电气控制柜的生产和工作过程的视频资料, 建设符合课程设计要求并利于学生职业能力培养的教学资源, 并建立校内网络课程学习网站, 满足网络课程教学需要, 并为学生的自主学习提供丰富有效的资料 在教学过程中, 要与时俱进, 积极创新, 不断进行实验实训装置的设计和实验实训设备的自制, 自编有工学结合特色的机床电气控制技术实训指导书 4.5 其它说明 60

62 电力电子技术 课程标准 课程名称 : 电力电子技术课程性质 : 职业能力必修课学分 :6 计划学时 :96 适用专业 : 电气自动化技术 机电一体化技术 应用电子技术 与 生产过程自动化 等电气类专业 1. 前言 1.1 课程定位 电力电子技术 是电气自动化专业类一门重要的职业能力必修课, 该课程主要讲述利用各种电力电子器件对电能进行电压 电流 频率和波形等方面的控制和变换 由于本课程是横跨电力 电子和控制三大电气工程技术之间的交叉学科, 在电气自动化专业中起到了承上启下的作用, 需要在 电路 模拟电子技术 和 数字电子技术 基础上进行学习, 也为后期学习 自动控制原理及系统 电气控制技术 工厂供电 等课程打好了基础 1.2 设计思路根据维修电工中 高级电工职业资格的国家标准, 结合电力电子技术发展的特点, 从传统电力电子器件及电路着手, 由浅入深逐渐学习现代电力电子器件及电路, 将该课程分为晶闸管特性及应用 触发电路 相控整流 有源逆变 全控型电力电子器件 变频电路与交直流调压等七个课程单元 并且, 为了学生更好地理解每个单元相应的知识点, 熟练应用相关技能, 针对这七个课程单元设计了相应的课程任务 采用任务驱动 教 学 做 一体化教学模式, 实训教学与理论教学有机结合, 对课程内容进行整合, 将课程内容任务化 每个课程单元内容应以课程任务为开端, 为完成该课程任务展开理论与实训教学内容, 学生分 5~6 人一个学习小组, 至少两名教师授课指导并全程参与, 完全摒弃教师满堂灌输的方式, 严格按任务驱动 教 学 做 一体化教学模式进行教学 即采取单元任务驱动, 教师引导, 学生自主学习讨论 教师全程指导 重点难点师生共同讲授的方式进行 在电力电子技术的教学过程中, 学生经历了预习 听课 讨论 作业 实训 复习 答疑 测试等过程, 采用国家级重点教材, 使用本校自主研发的实训设备, 61

63 采用教学做一体化 任务驱动的教学方法, 充分利用计算机 投影仪等多媒体设备, 发挥电子课件和实景录像的作用, 在实验室中边讲边练, 学练结合 明确每个学习单元的目标任务, 培养学生自主学习的习惯和能力, 形成以学生为中心的学习氛围 2. 课程目标 1.1 总体目标学生在教学做一体化 任务驱动的教学过程中感受理论与实践结合的效果, 感受手脑并用的必要性, 感受电力电子技术在生产和生活中的实际应用, 学会识别 选用与测试常用电力电子器件, 会分析与调试传统电力电子系统及常见故障的排除, 会分析与调试现代电力电子系统, 具有良好的沟通 协作与较强的判断能力 学生通过学习, 改变不良的行为方式, 养成科学的习惯, 提高科学的素养, 对电力电子技术产生浓厚的兴趣, 养成主动钻研的学习习惯 养成良好的道德情感 理智情感和美的情感 在教学的过程中, 培养学生科学的学习态度和工作态度, 形成积极主动的学习态度, 使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程 通过情感 态度与价值观这些非智力因素的培养, 使学生达到全面发展的效果, 对学生的终身发展以及素质教育产生深远的影响 1.2 具体目标 ( 能力目标 知识目标 素质目标 ) ( 一 ) 能力目标能识别 测试常用的电力电子器件, 会根据电路需求选择相应型号的电力电子器件 ; 能分析各种变流电路, 并绘制出不同电路不同性质负载下的波形图 ; 能根据电路原理图焊接和连接实际电路 ; 会设计简单的整流电路和触发电路, 并进行制作和调试 ; 能分析典型的逆变 变频和直流调压电路 ; 会正确使用示波器 交直流电表等电工仪表 ( 二 ) 知识目标了解电力电子技术的应用领域, 电力电子器件和电路的发展及应用方向 ; 掌握各种电力电子器件的工作原理 特性 结构 符号和应用场合, 并熟练掌握器件的选取原则 ; 掌握单结晶体管触发电路 锯齿波触发电路的工作原理, 理解同步的概念和如何实现同步 ; 掌握单相和三相可控整流电路在不同性质负载下的工作原理及波形分析方法 ; 掌握逆变的概念, 有源逆变的工作状况及实施逆变的条件 ; 了解变频电路的基本概念 各种无源逆变器工作原理 脉宽调制技术的基本原理和交流变频的一般原理 ; 理解各种交直流调压电路的工作原理及波形分析 62

64 ( 三 ) 素质目标养成严肃 认真的科学态度和良好的自主学习方法 ; 培养严谨的科学思维习惯和规范的操作意识 ; 养成独立分析问题和解决问题的能力并具有协作和团队精神 ; 能综合运用所学知识和技能独立解决实训中遇到的实际问题 ; 具有一定的归纳 总结能力 ; 具有一定的创新意识 ; 具有一定的自学 表达 获取信息等各方面的能力 3. 课程内容与要求 3.1 教学内容与学时分配通过对学生的职业能力 社会能力的分析, 依据实用性 趣味性和可操作性原则, 对课程教学内容进行整合, 形成七个课程单元, 并将课程单元教学内容任务化 采取 单元任务驱动 教学做一体化 的全新教学模式, 即采取单元任务驱动, 教师引导, 学生自主学习讨论 (5~6 人一个学习小组 ) 教师全程指导( 至少配备两名教师 ) 重点难点师生共同讲授的方式进行 序号 1 教学单元工作任务设计 晶闸管特性及应用 2 触发电路 晶闸管的认知 DT-2 型直流调速系统单结管触发电路分析与调试 KGP250 中频感应加热装置整流部分的锯齿波触发电路分析与调试 课程内容及教学要求技能内容及要求会识别晶闸管的管脚, 会判断其好好, 并会选取相应型号 知识内容及要求理解晶闸管的结构 工作原理 伏安特性 主要参数及选择 型号 使用方法及注意事项 ; 技能内容及要求 (1) 会识别 判断和选用单结晶体管, 会连接 调试 DT-2 型直流调速系统单结晶体管触发电路及故障排除, 并会调节其产生的触发脉冲 ; (2) 会调试 KGP250 中频感应加热装置整流部分的锯齿边触发电路及故障排除, 并会调节其触发脉冲 ; (3) 会根据电路要求选用相应的同步变压器与整流变压器 知识内容及要求 (1) 了解触发电路的要求 ; (2) 理解单结晶体管的结构与特性, 单结晶体管自激振荡电路和单结晶体管触发电路的工作原理 ; (3) 了解信号叠加的方法, 理解正弦波与锯齿波触发电路的工作原理 ; (4) 了解同步的概念与实现同步的方法 参考学时

65 技能内容及要求 DT-2 型直流调速系统的主电路单相半控桥分析与调试 (1) 会利用 DT-2 型自制电力电子设备进行相控整流不同负载波形分析 判断及纠错 ; (2) 会分析与调试 KGP250 中频感应加热装置整流部分三相全控桥 知识内容及要求 (1) 掌握单相半波可控整流电路不同负载时的 3 相控整流 工作原理及波形 ; (2) 掌握单相桥式可控整流电路不同负载时的 27 KGP250 中频感应加热装置整流部分三相全控桥分析与调试 工作原理及波形 ; (3) 掌握三相半波可控整流电路不同负载时的工作原理及波形 ; (4) 掌握三相桥式可控整流电路不同负载时的工作原理及波形 ; (5) 理解整流电路的换相压降 外特性方程式 ; (6) 了解主电路保护与容量扩展 技能内容及要求 会制作卷扬机提升与下降重物的仿真 知识内容及要求 (1) 了解逆变的分类 应用 ; 4 有源逆变 卷扬机提升与下降重物的模拟制作及原理分析 (2) 理解发电机 电动机系统能流变换情况 ; (3) 理解卷扬机提升与下放重物时的工作情况 ; (4) 总结实现有源逆变的条件 ; 9 (5) 了解各种变流电路不同有源逆变原理及应 用 ; (6) 总结逆变失败的产生原因 后果及如何避免 逆变失败 技能内容及要求 会识别 测试与选用各种全控型电力电子器件 知识内容及要求 (1) 了解全控型电力电子器件的特点与分类 ; (2) 理解电力晶体管的工作原理 特性 参数及注 意事项 ; 5 全控型电力电子器件 全控型电力电子器件认知 (3) 理解门极可关断晶闸管的工作原理 特性 参数及注意事项 ; 6 (4) 理解功率场效应晶体管的工作原理 特性 参 数及注意事项 ; (5) 理解绝缘栅双极晶体管的工作原理 特性 参 数及注意事项 ; (6) 了解缓冲电路的作用 分类及工作原理 ; (7) 理解双向晶闸管的工作原理 参数及触发方式 6 变频电路 电子镇流器 50HZ 变化到 30KHZ 部分的制作与调试 技能内容及要求 (1) 会分析并制作大学生实训基地 - 电子镇流器 50HZ 30KHZ 部分 ; 18 64

66 KGP250 中频感应加热装置直流到 2500HZ 交流部分分析与调试 7 交直流调压 KSD4 蓄电池搬运车主电路分析 (2) 参观中频感应加热装置 KGP-250 瑞特机械有限公司 ; (3) 参观交流调速 可耐福石膏板生产 ; 知识内容及要求 (1) 了解变频的概念 分类及工作原理 ; (2) 掌握谐振型逆变电路工作原理及波形分析 ; (3) 掌握三相逆变器工作原理及波形分析 ; (4) 掌握电压型 电流型 三点式三相逆变器工作原理及波形分析 ; (5) 掌握脉宽调制技术及波形分析 ; (6) 掌握变流调速原理及波形分析 技能内容及要求 (1) 会分析 TGC-1 型无轨电车原理 实训中心 ; (2) 会分析 KSD4 蓄电池搬运车原理 奇瑞公司 知识内容及要求 (1) 掌握直流调压的控制方式 工作原理及分析 ; (2) 理解直流斩波器类型 基本电路原理 分析及应用 ; (3) 理解交流调压工作原理分析 ; (4) 理解交流斩波电路的原理分析 注 : 课程内容及教学要求 中, 要分别体现技能内容及要求 知识内容及要求 实施建议 4.1 教材选用和编写建议为了在学做一体化 任务驱动的教学过程中体现理论与实践结合的效果, 本课程应尽可能选用紧密围绕电力电子技术工程应用的教材 建议选用由上海理工大学莫正康教授主编机械工业出版社出版的 电力电子技术 ( 第三版 ), 该教材为普通高等教育 九五 国家级重点教材与普通高等工科教育机电类规划教材 若编写教材, 建议依照各课程单元, 紧密结合各单元课程任务, 理论知识本着以 必须 够用 为度的原则, 重点体现对于技能操作的要求, 将理论与操作实践紧密结合, 提高学生的职业技能与职业素养 在教学过程中需要使用的主要参考资料有 : 维修电工国家职业标准 电力电子产品目录 电力电子技术杂志及其他大中专院校的教材等 为方便学生各教学单元的学习, 由本课程所属教研室组织主讲教师编写 电力电子技术 任务驱动 教学做一体化 课程单元学习报告 教学过程中, 每个学生分别携带课程单元学习报告, 方便做好预习 复习和总结工作, 也方便了学生与教师的自评与互评工作 65

67 4.2 教学建议在教学做一体化 任务驱动的教学过程中让学生思考如何提高学习效率, 如何合理地选购和利用各种电力电子器件, 节省成本 ; 思考如何简化实验实训的电路, 如何规范操作, 思考如何应用新技术和新工艺改造老设备, 提高生产效率和降低生产成本 在教学过程中, 分析讨论各种电力电子器件的特点和应用场合, 从电路图和工作波形出发分析电力电子电路的功能, 用学练结合 多媒体课件 观看录像 实验测试等方法提高学习效果 ; 在实验台上构建各种变流电路与触发电路, 并测试其性能特点 教学单元电力电子器件学时数 6 单元目标单元任务教师准备学生准备 理解晶闸管的原理及应用, 会识别 判断与选用晶闸管电力电子器件认知教案 任务书, 多种不同型号的晶闸管, 电子镇流器 各种元器件预习教材 任务书 工具包 主讲教师从晶闸管与功率二极管的比较入手, 引入本单元任务, 通过 任务驱动 教 学 做 实施方 案 教学做一体化 教学模式, 教师讲授晶闸管的结构 原理 特性和参数 ; 学 生自学与小组讨论电力电子技术概述 主要功能 应用和发展及各种电力电子 器件的分类及应用 ; 小组运用万用表判断晶闸管的好坏, 并测试 电子镇流器 器件部分 教学中 注意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 教学单元触发电路学时数 18 理解单结晶体管及其触发电路和锯齿波触发电路的工作原理, 会识别 判断与选 单元目标 用单结晶体管, 会分析与调试各种触发电路, 理解同步的概念, 会选择合适的同 步变压器与整理变压器 单元任务 教师准备 (1)DT-2 型直流调速系统单结管触发电路分析与调试 ; (2)KGP250 中频感应加热装置整流部分的锯齿波触发电路分析与调试 教案 任务书,DT-2 型直流调速系统的单结管触发电路元器件及电路板,KGP250 中频感应加热装置整流部分锯齿波触发电路元器件及电路板 66

68 学生准备 预习教材 任务书 工具包 主讲教师从单结晶体管的原理入手, 进一步介绍单结晶体管触发电路与锯齿波触 发电路, 引入本单元任务, 通过 任务驱动 教学做一体化 教学模式, 教师 教 学 做 实施方 案 讲授单结晶体管及触发电路 锯齿波触发电路的结构与工作原理, 实现同步的方 法 ; 学生自学与小组讨论触发电路的要求及分类, 几种单结晶体管实用电路的 工作原理, 锯齿波触发电路的双脉冲电路及故障分析, 锯齿波触发电路的应用, 触发电路的抗干扰与保护措施 ; 小组制作 DT-2 型直流调速系统的单结管触发电 路与 KGP250 中频感应加热装置整流部分锯齿波触发电路 教学中 注意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 教学单元相控整流学时数 27 单元目标单元任务教师准备学生准备 掌握各种不同结构不同负载情况下的相控整流电路, 会分析其工作原理与波形, 会连接 调试各种相控整流电路, 并根据测试波形排除其故障 (1)DT-2 型直流调速系统的主电路单相半控桥分析与调试 ; (2)KGP250 中频感应加热装置整流部分三相全控桥分析与调试 教案 任务书,DT-2 型直流调速系统的主电路部分单相半控桥元器件及电路板, KGP250 中频感应加热装置整流部分锯齿波触发电路元器件及电路板预习教材 任务书 工具包 主讲教师通过介绍几种不同电路结构不同负载的相控整流电路, 引入本单元任 务, 通过 任务驱动 教学做一体化 教学模式, 教师讲授单相桥式 三相半 教 学 做 实施方 案 波 三相桥式全控整流电阻性与电感性负载工作原理及波形 ; 学生自学与小组 讨论单相半波可控整流电路不同负载时的工作原理及波形, 单相和三相半控桥式 整流电路的工作原理及波形, 整流电路的换相压降外特性方程式, 主电路保护与 容量扩展 ; 小组连接与调试 DT-2 型直流调速系统的主电路部分单相半控桥, KGP250 中频感应加热装置整流部分三相全控桥 教学中 注意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 67

69 教学单元有源逆变学时数 9 单元目标单元任务教师准备学生准备 理解有源逆变的工作原理及波形分析, 总结有源逆变的调节, 分析逆变失败的原因, 会制作有源逆变的仿真模型卷扬机提升与下降重物的模拟制作及原理分析教案 任务书, 卷扬机提升与下降重物原理图, 安装仿真软件, 机房预习教材 任务书 工具包 主讲教师通过对卷扬机提升与下降重物时电路的分析入手, 引入本单元任务, 通 教 学 做 实施方 案 过 任务驱动 教学做一体化 教学模式, 教师讲授有源逆变的工作原理及波 形, 实现有源逆变的条件 ; 学生自学与小组讨论逆变的分类, 有源逆变的应用, 各种变流电路有源逆变的工作原理及波形, 晶闸管直流可逆拖动的原理 ; 小组制 作卷扬机提升与下降重物的模拟仿真 教学中 注意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 教学单元全控型电力电子器件学时数 6 单元目标单元任务教师准备学生准备 理解各种全控型电力电子器件的原理, 会识别 判断与选择全控型电力电子器件, 会分析缓冲电路的工作原理全控型电力电子器件认知教案 任务书, 各种全控型电力电子器件预习教材 任务书 工具包 主讲教师通过几种常用全控型电力电子器件的介绍, 引入本单元任务, 通过 任 教 学 做 实施方 案 务驱动 教学做一体化 教学模式, 教师讲授功率场效应晶体管与绝缘栅双极晶体管的工作原理 特性 参数及注意事项, 缓冲电路的作用 分类及工作原理 ; 学生自学与小组讨论全控型电力电子器件的特点与分类, 电力晶体管与门极可关断晶闸管的工作原理 特性 参数及注意事项, 双向晶闸管的工作原理 参数及触发方式 ; 学 生识别 检测与选用各种全控型电力电子器件 教学中 注意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 68

70 教学单元变频电路学时数 18 单元目标单元任务教师准备学生准备 理解各种变频电路的工作原理与波形分析 (1) 电子镇流器 50HZ 变化到 30KHZ 部分的制作与调试 ; (2)KGP250 中频感应加热装置直流到 2500HZ 交流部分分析与调试 教案 任务书, 电子镇流器 50HZ 30KHZ 部分元器件及电路板, 联系参观企业预习教材 任务书 工具包 主讲教师通过变频的概念入手, 引入本单元任务, 通过 任务驱动 教学做一 教 学 做 实施方 案 体化 教学模式, 教师讲授谐振型逆变电路工作原理及波形分析, 电压型 电流型 三点式三相逆变器工作原理及波形分析 ; 学生自学与小组讨论变频的分类, 无源逆变器的工作原理, 变频器的发展 应用及参数设置 ; 学生分析与制作大学生实训基地 - 电子镇流器 50HZ 30KHZ 部分, 并参观 KGP250 中频感应加 热装置 瑞特机械有限公司, 与交流调速 可耐福石膏板生产线 教学中 注意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 教学单元交直流调压学时数 12 单元目标单元任务教师准备学生准备 理解各种交直流调压电路的工作原理与波形分析 KSD4 蓄电池搬运车主电路分析教案 任务书, 联系参观企业预习教材 任务书 工具包 主讲教师通过交直流调压电路控制方式 工作原理的分析, 引入本单元任务, 通 教 学 做 实施方 案 过 任务驱动 教学做一体化 教学模式, 教师讲授交直流调压控制方式, 直流斩波器类型 基本电路原理及分析 ; 学生自学与小组讨论直流调压工作原理 分析式及应用, 交流调压的基本工作原理及分析方法, 并运用所掌握的方法分析电路, 交直流斩波电路的原理 ; 学生现场分析 TGC-1 型无轨电车原理与 KSD4 蓄电 池搬运车原理 教学中 注意问题 教为主讲老师讲授内容 ; 学为学生学习小组自主学习讨论内容 ; 做为学生自主查 询资料分析设计制作调试电路的实训过程 4.3 教学考核评价建议 69

71 电力电子技术 课程在每一个课程单元结束的时候都有一个教学评价的过程 为方便操作, 在 电力电子技术 任务驱动 教学做一体化 课程单元学习报告 的每一个课程单元后都有一个 电力电子技术课程单元自评互评表, 改表格分为学生自评 学生互评和教师测评三个部分 学生自评是填写学生的学习效果和疑难问题, 对本人的学习成绩给予客观的评价, 也可以向教师提出教学建议 ; 学生互评是针对小组讨论 单元制作 实验等内容由小组成员进行相互评价 ; 教师测评是教师通过学生的作业 制作的单元电路 小组讨论的结果等内容对学习效果进行现场点评 通过这样的评价系统, 方便了学生对每一个课程单元的总结, 也方便了小组协作能力的提高, 更方便了授课教师对于每个学生各学习阶段的了解, 使教师根据学生的学习情况不断改进教学方法, 完善难易点学时分配, 清楚教学过程中的侧重点, 不断提高教师的教学效果和学生的学习效率 电力电子技术 课程的考核由过程考核与结果考核相结合 由课程授课教师以小组为单位对每一位学生每一课程单元的学习情况进行过程考核 参照维修电工高级工的要求, 考核每一位学生对电力电子技术技能的掌握程度, 要求各单元任务电路接线正确规范, 接线速度快, 正确熟练地使用仪器仪表, 性能测试结果正确 并且根据学生上交的课后作业 实训报告 实验结果, 参照学生参与课程任务的热情 学习的态度 与人沟通 独立思考 勇于发言, 综合分析问题和解决问题的能力, 安全意识 卫生状态 出勤率等方面情况综合评价学生的学习过程 学期结束时, 以小组为单位, 采用授课教师提问 学生答辩的形式考查每一位学生一个学期以来对理论与实践知识的掌握程度, 以及自主学习 独立分析 综合运用 查阅资料与团队合作能力 4.4 课程资源的开发与利用 电力电子技术 教学做一体化 任务驱动的教学过程中, 可以充分利用计算机 投影仪等多媒体设备, 发挥多媒体课件的作用, 引进电力电子设备的生产和工作过程的视频资料, 使学生对电力电子设备的工作情况有一个初步的了解, 有助于正确使用电力电子器件和设备 教学场所可以放置一些典型的电力电子器件和产品, 例如晶闸管 单结晶体管 可关断晶闸管 电力晶体管 绝缘栅双极晶体管 绝缘栅场效应管 开关电源 电子整流器 调光灯 电磁炉 变频器等 使学生了解电力电子器件与设备的种类 结构 型号和应用情况, 熟悉电力电子设备的使用方法, 了解电力电子技术的发展 70

72 方向 4.5 其它说明 71

73 自动控制原理与系统 课程标准 课程名称 : 自动控制原理与系统课程性质 : 职业能力必修课学分 :6 计划学时 :96 适用专业 : 电气自动化技术 机电一体化技术与生产过程自动化等电气类专业 1. 前言 1.1 课程定位 自动控制原理与系统 是电气自动化专业类一门重要的职业能力必修课, 通过本课程的学习, 使学生可以熟练应用自动控制理论对控制系统进行分析与设计, 该课程是连接专业基本技能课程与岗位职业技能课程的桥梁与纽带 自动控制原理与系统 课程不但在培养学生抽象思维能力和逻辑能力上, 而且在培养学生处理工程问题的能力上都将起到重要的作用 本课程的学习需要在 电力电子技术 电机与电气控制 等课程基础上进行 掌握好本课程也将为后续的 交流调速控制系统 现代电气控制技术 等专业课程的学习奠定坚实的基础 1.2 设计思路根据专业人才培养目标, 依据维修电工中 高级电工职业资格的国家标准, 结合自动控制技术发展的特点, 本课程按照 任务驱动 - 教 学 做一体化 教学模式进行课程教学设计 以工作任务为主线, 确定具有较强针对性和实用性的教学内容 对课程教学内容进行整合, 形成自动控制系统的组成及控制方式 自动控制系统数学模型建立 自动控制系统的定量分析与性能改善 直流调速系统 自动控制系统的校正 自动控制系统的调试与故障排除六个课程单元, 将各课程单元教学内容任务化, 以单元任务驱动 教师引导 学生自主学习讨论 (5~6 人一个学习小组 ) 教师全程指导 ( 至少配备两名教师 ) 重点难点师生共同讲授的方式进行 在教学过程中, 充分将实训教学与理论教学有机结合, 课程单元内容以课程任务为开端, 展开理论与实训教学内容, 两名教师授课指导并全程参与, 完全摒弃传统的教师满堂灌输的方式, 通过单元任务驱动, 教师引导, 学生自主学习讨论 老师讲述与学生讲述相结合, 教师全程指导 师生共同探讨的教学方法和手段, 激发 72

74 学生的专业学习兴趣, 提高学生的学习积极性, 培养学生自主学习能力, 增强学生的实际动手能力和团队合作精神, 形成一个良好的学习氛围 2. 课程目标 1.1 总体目标在任务驱动 教学做一体化的教学过程中, 学生深切感受到自动控制在现代社会中的广泛应用, 学会应用自动控制理论分析和设计控制系统 可以更好地完成自动化设备与工业生产线的安装调试 自动化设备与工业生产线运行维护维修以及自动化设备及控制系统的技术改造与辅助研制等工作 通过对本课程循序渐进的学习, 逐步锻炼学生抽象思维能力和逻辑能力, 通过单元任务的训练, 增强学生实际工程的处理能力 使得学生今后具有更好的岗位适应能力 另外, 通过与课外创新相结合, 培养学生独立分析问题 解决问题和技术创新能力 以便在未来的工作中敢于创新 善于创新 1.2 具体目标 ( 能力目标 知识目标 素质目标 ) ( 一 ) 能力目标能根据自动控制原理分析自动控制系统的各方面性能 ; 能设计简单的自动控制系统并进行调试 ; 能对自动控制系统进行日常维护和故障排除 ( 二 ) 知识目标掌握自动控制系统的基本组成及分类 ; 掌握系统各基本环节单元参数及特性测试 ; 重点掌握控制系统数学模型的建立与简化处理, 控制系统仿真 ; 掌握自动控制系统的性能指标 ( 稳定性 稳态性能 动态性能 ); 掌握系统性能分析的方法与改善系统性能的途径 ; 重点掌握利用时域分析法 频域分析法及计算机辅助分析法分析系统性能, 改善系统性能 ; 了解自动控制系统性能指标的测试方法 ; 掌握直流调速系统的性能分析方法 ; 掌握自动控制系统调试前的准备工作 ; 系统调试大纲制订的原则 ; 系统维护及故障排除的基本原则和常见故障的产生原因分析 重点掌握控制系统调试过程以及系统故障的一般检查方法和处理 ( 三 ) 素质目标具有严肃 认真的学习态度 ; 培养良好的抽象思维能力和规范的操作意识 ; 能独立分析解决问题, 并具有较强的沟通能力和团队协作能力 ; 能综合运用所学知识和技能独立解决工程中遇到的实际问题 ; 具有一定的创新意识 ; 具有一定的自学和综合应用专业知识的能力 73

75 3. 课程内容与要求 3.1 教学内容与学时分配通过对学生的职业能力 社会能力的分析, 依据实用性 可操作性原则, 对课程教学内容进行整合, 形成六个课程单元, 并将课程单元教学内容任务化 采取 单元任务驱动 教学做一体化 的全新教学模式, 即采取单元任务驱动, 教师引导, 学生自主学习讨论 (5~6 人一个学习小组 ) 教师全程指导( 至少配备两名教师 ) 重点难点师生共同讲授的方式进行 序号 1 2 教学单元工作任务设计自动控制系可耐福石膏板烘统的组成及干炉温控制系统控制方式组成分析建立 DT-2 型电自动控制系压负反馈和电流统数学模型正反馈直流调速建立系统数学模型 参考课程内容及教学要求学时技能内容及要求会分析可耐福石膏板烘干炉温控制系统的工作原理以及结构组成 知识内容及要求 10 了解自动控制发展历程, 基本术语 ; 自动控制系统的组成与分类 ; 掌握开环控制与闭环控制的特点 技能内容及要求熟悉 DT-2 型直流调速系统的系统结构和原理 ; 准确建立该系统的数学模型, 并能进行化简 知识内容及要求 (1) 了解拉氏变换的概念及拉氏变换运算定理 (2) 掌握拉氏反变换 (3) 会应用拉氏变换求解微分方程 (4) 熟练建立控制系统的传递函数和方框图 (5) 能根据实际系统建立系统数学模型 14 (6) 熟练进行系统方框图简化 74

76 技能内容及要求 会应用时域分析法和频域分析法对系统进 行性能分析, 并能准确测试相关系统性能指标 知识内容及要求 (1) 了解典型输入信号 ; 系统的动态性能指标 与稳态性能指标 (2) 依据系统动 稳态性能指标衡量系统性能 (3) 了解系统稳定性概念 3 自动控制系统定量分析与性能改善 DT-2 型直流调速系统性能分析 (4) 会运用劳斯判据判断系统稳定性 (5) 能熟练进行一 二阶系统阶跃响应分析 (6) 能熟练进行控制系统的稳态性能分析 (7) 能利用时域分析法对典型控制系统进行三 32 大性能分析 (8) 掌握频率特性的基本概念 (9) 熟练掌握系统的伯德图和乃奎斯特图绘制 (10) 会求取系统稳定裕量及相关频域指标 (11) 熟练掌握乃奎斯特稳定性判据及其应用 (12) 能运用 MATLAB 绘制系统伯德图和乃奎 斯特图, 求稳定裕量并依相关参数判断系统的性 能 技能内容及要求 能对 DJDK-I 型电机控制系统进行准确的性 能分析 ; 能够应用相关设备完成该系统各性能参 数的测试 知识内容及要求 4 直流调速系统 DJDK I 型电机控制系统分析与测试 (1) 了解直流调速系统基本概念与特点 (2) 熟悉双闭环直流调速系统结构 (3) 会进行双闭环直流调速系统性能分析 (4) 转速环与电流环的引入对系统性能的改善 22 (5) 了解实际工程设计中应当注意的问题 (6) 了解可逆直流调速系统特点 (7) 熟悉可逆直流调速系统的结构分析 (8) 理解环流的概念与特点 (9) 掌握无环流可逆调速系统结构与特点 技能内容及要求 能准确地对双闭环直流调速系统进行性能分析 和参数测试 ; 能独立完成双闭环直流调速系统的工程 设计任务 可以针对各种情况, 选择合适地校正方法 5 自动控制系统的校正 双闭环直流调速系统工程设计 对控制系统进行有效地校正 知识内容及要求 (1) 掌握系统的串联校正 10 (2) 掌握系统的反馈校正 (3) 掌握系统的顺馈补偿 (4) 能熟练进行 PID 调节器参数整定 (5) 能根据情况合理选择校正装置及校正方式 75