直流稳压电源设计思路范文
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导语：如何才能写好一篇直流稳压电源设计思路，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
北京工商大学计算机与信息工程学院 付 扬
【摘要】设计一种多路输出的直流稳压电源。通过对220V电网电压进行降压、整流、滤波，并以三端可调和固定输出的集成稳压器稳压，得到多路电压输出。设计中依据Multisim仿真，通过不断调试修改电路参数，取得了理想的设计效果。该电源可以满足多种工作电压系统的需求，并在实际中得到很好地使用，具有很强的实用价值。
【关键词】Multisim仿真;稳压电源;多路输出
1.引言
在电子电路和电子设备中常常需要各种不同电压的直流电源，但有些电源只有某一固定电压输出，或有些电源体积偏大，给一些便携式电子产品及小型的电子系统使用带来不变，基于此本设计研究一种多输出便于携带的直流稳压电源，它将电网交流电变为各种需要的直流稳压电源。
为保证设计实现，电路基于Multisim仿真进行设计。Multisim是美国国家仪器公司推出的原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，它具有较为详细的电路分析功能，可以设计、测试和演示各种电子电路。
2.设计任务及方案
设计多路输出直流稳压电源，即输出±（1.25V～20V）任意可调电压;输出±12V电压;输出±5V电压。
设计的直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图1所示。其各部分主要完成的作用是：电源变压器将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2;整流电路将交流电压u2变为脉动的直流电压u3;滤波电路将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4;稳压电路清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压uo的稳定。
图1 直流稳压电源框图
3.单元电路设计
3.1 变压器降压和整流电路
220V交流电首先要降压，以得到合适的电压值，其降压和整流电路如图2所示。根据设计任务，需要降压电路具有2路输出，电源变压器可选一次输入220VAC，二次输出2个绕组均为20V，其A点仿真波形如图3所示，图中两条曲线分别为输入交流电压波形和降压后的波形，A点相位与输入相同，B点相位与输入相反。
图2 降压和桥式全波整流电路
图3 输入波形和A点降压波形
利用整流二极管的单向导电性，将降压后双向变化的交流电变成单向脉动的直流电，常用的整流电路有单相半波整流电路与单相桥式整流电路两种，本设计采用单相桥式整流电路，其仿真结果如图4所示，图中上面曲线为C点整流波形，下面曲线为D点整流波形。
图4 整流电路仿真波形
设变压器副边电压为：
（1）
整流输出电压平均值Uo：
（2）
由于每个周期内，D1、D4串联与D2、D3串联各轮流导通半周，所以每个二极管中流过的平均电流只有负载电流的一半，二极管截止时，每个二极管承受的最高反向电压就是变压器次级交流电压u2的最大值。
3.2 滤波
整流输出的直流电压脉动分量比较大，为减小脉动，在整流电路之后加上滤波电路。本设计采用电容滤波，电容在高频时容抗小，和负载并联，从而达到减小纹波的目的，电容滤波电路如图5所示。
图5 整流滤波电路
若滤波电路负载开路，则输出电压为。接入负载后，其输出电压取决于时间常数RLC，RLC 越大，Uo越高，脉动越小，同时负载电流的平均值越大，整流管导电时间越短，二极管 iD的峰值电流越大，当时，工程上常取：
（3）
仿真波形如图6所示，滤波后输出电压的脉动程度大大减少，而且输出电压平均值U0提高了，上面曲线是C点波形，此时C为10μF电容，下面近乎直线是D点波形，C为4700μF电容滤波波形。
图6 10μF和4700μF电容滤波波形
3.3 稳压电路
稳压电路采用三端集成稳压器，三端集成稳压器只有三个引脚，即输入端、输出端、公共端。输出电压固定的三端集成稳压器有正输出（LM78××）和负输出（LM79××）两个系列，以上各型号中的××表示输出固定电压值，一般有5V、6V、8V、12V、15V、18V、20V、24V等8种。输出电压可调的三端集成稳压器有LM317、LM117（输出正电压），LM337、LM137（输出负电压），其最大输入电压40V，输出电压范围为⒈25～37V。
4.整体电路设计实现
整体电路设计如图7所示，输出±可调电压由LM317和LM337的E、F输出，其通过调节滑动变阻器RW，输出电压可调，其输出电压计算公式：
（4）
LM7812和LM7912输出G、H分别为±12V，LM7805和LM7905输出M、N分别为±5V，其正电压E、G、M点输出仿真如图8所示，负正电压F、H、N点输出仿真如图9所示，由仿真可见，实现了预期的设计。
图7 多路输出稳压电源电路
图8 分别为E、G、M点输出电压
图9 分别为F、H、N点输出电压
5.结论
基于multisim的实现了直流稳压电源的降压、整流、滤波和稳压设计，实现了多种稳压输出，其设计调试方便，达到理想设计。该设计已经使用到我们电子技能实训的各种电子系统中，使用方便，效果很好。
参考文献
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[2]雷跃，谭永红.用Multisim10提升电子技术实验教学水平[J].实验室研究与探索，2009（4）：24-27.
篇2
关键字： 直流电源； 低纹波； 双电池； 通断原则
中图分类号： TN86?34； TP303+.3 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）14?0150?04
Design and implementation of low?ripple dual battery DC regulated power supply
LI Jie， CHENG Weibin， FENG Du， MAN Rongjuan
（School of Electronic Engineering， Xi’an Shiyou University， Xi’an 710065， China）
Abstract： In order to realize the low?ripple output of the power supply， a low?ripple dual battery DC power supply was designed with the ripple control method， which can switch from the low power state to full power state automatically. The ripple characteristic test for the power supply was performed. The original signal is transmitted to the main control circuit through the voltage acquisition circuit， and then the main control circuit is used to control the charging and supplying power selection circuit according to the on?off principle of the relay switch and collected voltage signal. The power supply battery can realize +5V voltage output in one channel and adjustable voltage output in two channels through the linear voltage adjustment circuit. The low ripple DC voltage regulator output from charging state to supplying power state was implemented. A coaxial?cable testing device was adopted in power supply ripple test. The test data shows that the low ripple DC regulated power supply has good running condition and greater advantage in ripple control in combination with other DC power supply， and its output voltage is stable.
Keywords： DC power supply； low ripple； dual battery； on?off principle
0 引 言
提高参数测量精确度的重要方法是降低各类误差，其中直流电源纹波是产生误差的主要根源之一。二极管工频整流后直流电源有较大的工频纹波，需要较大容量滤波器件；开关电源采用高频工作，滤波器件体积和容量降低[1]，但存在高频纹波，虽然通过增加电路滤波器件可降低纹波，有时可达几毫伏，但仍达不到高精度测量的要求[2]。
本身没有纹波的直流电池供电是一种较好的选择，可以得到高质量的直流电源供应，但单一电池的容量有限，需要充电。有些电源采用交流供电、电池备用的方式，可保证交流失电后一段时间内的供电，交流供电时的纹波仍然存在。
为了克服了现有工频整流稳压电源和开关电源纹波控制技术的不足，以及电池容量有限不能持续低纹波输出的问题，本文设计了一种基于STC89C54的低纹波双电池直流稳压电源。
1 硬件电路原理
系统的硬件主要包括控制主电路、电压采集电路、充电选择电路、供电选择电路、线性电压调整电路、可充电电池以及电源适配器，电路结构如图1所示。
控制主电路包括单片机STC89C54、A/D转换器PCF8591和LCD12864。PCF8591把模拟型的电压信号转换成数字信号，供单片机进行信号处理；单片机根据当前电池的充、供、欠、满4种状态和继电器通断原则，实现对双电池充电和供电的最优控制；液晶显示器显示各个电池的充、供、欠、满4种状态，并且实时显示各个电池当前电压以及充电电池的充电电流，为使用者提供便捷。
电压采集电路由分压电阻、运算放大器和充电电流采样电阻组成，电池端电压首先通过分压电阻分压，再由运算放大器调整到可采集的电压范围，最后传输到PCF8591进行A/D转换，而充电电流采样电阻的作用是把充电电流信号转换成电压信号。
充电选择电路和供电选择电路分别是由两个继电器开关和两个二极管组成[3]，控制主电路遵循通断原则控制继电器闭合与断开，在保障持续供电的前提下，尽可能使稳压电源低纹波输出。线性电压调整电路采用线性稳压模块、滤波电路和缓冲电路来稳定输出和降低开关调整产生的谐波，以此实现稳定的低纹波输出。可充电电池选择12 V电池，并配备相应的电源适配器。双电池低纹波直流稳压电源供电原理图如图2所示。
2 硬件电路设计
2.1 控制主电路设计
控制主电路是以自带看门狗的单片机STC89C54为控制核心，A/D转换器PCF8591输出的数字信号和充供继电器开关的通断情况作为单片机的输入信号，LCD12864为显示输出，单片机遵循以下几个通断原则控制双电池的充供电：
（1） 该电池充电开关需要闭合时，必须同时满足：
① 该电池处于未充满状态；
② 该电池的供电开关处于断开状态（即该电池不供电）；
③ 另一电池的充电开关处于断开状态（即两个电池不同时充电）。
（2） 该电池充电开关需要断开时，只需满足其一即可：
① 该电池处于充满状态；
②该电池的供电开关即将闭合（即需要该电池供电）；
③另一电池的充电开关即将闭合（即两个电池不同时充电）。
（3） 该电池供电开关需要闭合时，必须同时满足：
① 该电池处于不欠电状态；
② 该电池的充电开关处于断开状态（即该电池不充电）；
③ 另一电池的供电开关即将断开（即两个电池不同时供电，但为了保证后级供电，需要该电池供电开关闭合后，另一电池供电开关才能断开）。
（4） 该电池供电开关需要断开时，只需满足其一即可：
① 该电池处于欠电状态；
② 该电池的充电开关即将闭合（即该电池需要充电）；
③ 另一电池的供电开关已经闭合（为保证后级供电，另一电池供电开关闭合后，该电池供电开关才能断开）。
如图2所示，以上四条通断原则逻辑关系可总结为：
式中：B1Q，B1M分别代表B1电池欠电和B1电池满电。
以通断原则为根本控制思想，完成软件程序的编写和调试，是实现低纹波、稳定、持续供电的核心思路。
2.2 电压采集电路设计
由于电池充电时，采集到的电池端电压是充电器的端电压，不能只用电池端电压值来判断电池是否满电，所以需要电池端电压信号采集电路和充电电流信号采集电路配合使用[4?5]。
电池端电压信号采集电路又可分为正极性电池电压信号采集和负性电池电压信号采集，由于所选择的串行A/D转换芯片PCF8591可识别0～5 V电压信号[6]；故正极性电池电压信号需通过一组分压电阻分压为0～5 V，再接电压跟随器即可采集成功；而负极性电池电压信号由于负电压的特殊性，需先通过分压电阻分压为反相运算放大器可识别的电压范围内，然后选择合适的放大倍数，反向放大到合适的电压区间[7]。负极性电池端电压信号采集电路如图3所示。
充电电流信号采集电路也可分为正极性充电电流信号采集和负性充电电流信号采集。采集到信号实际上是电压信号，但是考虑到功耗问题，所选用的采样电阻十分小，故采集到的电压信号十分微弱，所以分别需要通过同相比例放大器和反向比例放大器来放大采集到的微弱电压信号，并且在放大器输入端加入了RC滤波电路来抑制干扰。
这样就使得所有电压信号满足PCF8591芯片的采集范围，为后级控制主电路的信号输出提供参考。正极性充电电流信号采集电路如图3所示。
2.3 其他电路设计
除了控制主电路和电压采集电路，该系统还包括充电选择电路、供电选择电路、线性电压调整电路、可充电电池和电源适配器。
这几部分电路中，充电选择电路和供点选择电路分别是由两个5 V继电器和两个二极管组成，由单片机根据通断原则依次输出高低电平来控制各个继电器的导通和断开，二极管的单向导通性，保证了充电电流或者供电电流的单向性；线性电压调整电路通过三块线性稳压模块分别可实现一路5 V和两路可调电压输出，稳压模块前级输入和后级输出分别并联0.1 μF普通电容和100 μF电解电容来对输入/输出电流滤波和缓冲，达到稳定输出和降低开关调整谐波的目的，以此实现稳定的低纹波输出。
线性稳压模块的性能要求输入电压比输出电压高2～3 V，所以本设计选择无纹波的12 V可充电电池为后级电路提供低纹波直流电压，前级交流充电选择与之匹配的电源适配器提供充电电流。
3 软件系统设计
低纹波双电池稳压电源开始上电，程序初始化完成，接着将采集到的电压信号A/D转换并显示于LCD12864，然后控制主电路判断双电池是否均欠电，若均欠电，则充满一个电池，再依次执行A/D转换子程序、电池状态扫描子程序、供电子程序、充电子程序以及液晶显示子程序；若至少一个电池不欠电，则直接执行后级子程序。设计流程图如图4所示。
4 电源纹波测试分析
电源制作并调试完毕后，采用同轴电缆测试装置来对电源进行纹波测试，在被测电源的输出端接RC电路后经输入同轴电缆后接示波器的AC输入端，具体连接方法如图5所示[8]。
示波器选用RIGOL公司的DS1204B，在示波器的设置方面，应注意尽量使用示波器最灵敏的量程档，打开AC耦合和带宽限制功能，表笔选用同轴电缆，并设置衰减比为1倍[9?10]。
根据以上方法，分别对普通直流电源（兴隆NS?3）、可编程直流电源（RIGOL DP832）和本设计的低纹波直流电源进行纹波对比，三种电源输出电压均为5 V，测量结果如图6所示。
由图6可知，普通直流电源输出纹波为5.36 mV，可编程直流电源输出纹波为2.88 mV，低纹波直流电源输出纹波为400 μV。
纹波对比试验结果可知，同环境、同电流以及同负载情况下，本文设计的低纹波直流电源输出纹波电压低于500 μV，在输出纹波方面优于其他直流电源。
5 结 语
设计的低纹波直流电源可以准确识别电池电压和充电电流，并能遵循开关通断原则实时控制继电器，控制状况良好。输出纹波对比试验表明：本设计在纹波控制方面具有较大优势，是实现高精度参数测量的有效途径。
目前，该低纹波双电池直流稳压电源已成功应用到旋转导向钻井测斜仪中，电源工作稳定可靠，参数测量精确度明显提高。
注：本文通讯作者为程为彬。
参考文献
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[2] 刘金涛，田书林，付在明.一种高精度低纹波的DC?DC电源设计[J].中国测试，2010，36（6）：62?64.
[3] 陈霖，王丽文，钱渭，等.继电器的选择和使用[J].机电元件，2011，31（6）：43?49.
[4] 乔波强，侯振义，王佑民.蓄电池剩余容量预测技术现状及发展[J].电源世界，2012（2）：21?26.
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[8] 程惠，任勇峰，王强.电源纹波的测量及抑制[J].电源技术，2012，36（12）：1899?1900.
[9] 高增鑫.基于RIGOL数字示波器的电源纹波自动测量系统[J].世界产品与技术，2008（10）：87?88.
篇3
关键词 整流电路；桥式整流；电工电子；教学设计
中图分类号：G642.4 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）22-0092-02
Teaching Design of Single Phase Bridge Type Rectifier Circuit in Electric and Electronic Course//CHEN Yuanyuan
Abstract The single phase bridge type rectifier circuit is a kind of commonly used practical circuit in DC stabilized power supply. The
teaching process is designed to guide student to comprehend and
master circuit structure principle and work characteristics in the elec-
tric and electronic course. Many teaching way， such as multimedia courseware， software simulation and visual demonstration， are used to help student to consolidate knowledge. And the analysis and eli-mination of circuit possible faults are learned.
Key words rectifying circuit； bridge rectifier； electric and electro-nics； teaching design
1 前言
整流电路是直流稳压电源中不可缺少的组成电路。而单相桥式整流电路是单相整流电路中最常见的一类电路，在日常生活中得到广泛的应用。电工电子学课程中，在电子技术部分介绍了二极管之后就可以进入单相桥式整流电路的学习。单相桥式整流电路是指应用于单相电路中由4个二极管连接而成的一种桥式整流电路，它可以实现将交流电变为脉动的直流电的整流功能。对单相桥式整流电路的学习是电子技术部分非常重要的一个知识点。为了将抽象难懂的电路原理讲清楚明白，课堂教学就需要进行合理有效的教学设计。
首先应明确教学的目的是要帮助学生掌握单相桥式整流电路的组成和特点，会分析单相桥式整流电路的工作原理，并能画出相应的输出电压、电流的波形，会分析计算单相桥式整流电路中输出电压、电流并了解晶体二极管的选择要求。教学的重点是桥式整流电路的结构和工作原理，难点则在于桥式整流电路的连接方式和工作波形分析。
2整体设计
教学安排上这部分内容通常用1课时即45分钟来完成。在目前高校的教学模式中，采用的教学方法主要是利用现有的多媒体教学设备，通过PPT课件的讲解来组织课堂教学。教师可以通过课件讲解、黑板板书、引导提问、软件演示和实物展示等多种教学手段来帮助学生理解掌握知识点。具体教学环节设置：通过稳压电源的组成结构引入整流电路的需求，引导学生思考整流电路的实现方法，进而介绍单相半波整流电路工作原理、电路参数计算；提出半波整流电路的不足，通过疑问如何改进电路，引入单相桥式整
流；用多媒体课件展现桥式整流工作原理、电路电流电压分析；小结单相桥式整流电路的工作过程，通过练习分析桥式整流电路二极管断路故障；例题讲解单相全波整流电路；板书比较3种整流电路的优劣；最后给出学生搭的直流电源实物照片，激发学生兴趣。
在整个教学过程中，在教师的讲解下，引导学生去思考，启发学生的思路，从而达到帮助学生掌握相关知识要点的教学目的[1]。
在引入环节，以日常常见的稳压电源的组成结构入手，吸引学生兴趣，启发学生思考直流电源的组成部件。一个直流电压源通常由交流变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，其中整流电路的作用是将方向变化的交流电压变成方向单一的脉动直流电压。电路的关键在于方向的变化，而影响方向的电路元件，学生通过思考，很容易想到二极管。
接下来很自然地介绍由二极管所构成的单相半波整流电路。单相半波整流电路工作原理很好理解，就是利用二极管的单向导电性。二极管正向导通使得正半周的电压能够传递过去，负载上得到正向电压。而二极管反向截止使得负半周电压时电路开路，负载电压为零。分析完电路原理后，再对电路中各元件的电压电流参数进行计算，了解所需二极管的基本要求。之后通过对电路输出波形的分析，根据单相半波整流电路的不足，提出进行单相全波整流的必要性。
随后介绍单相桥式整流电路的结构。对4个二极管的桥式连接基本结构，学生很容易记住，但是接头的连接方式比较容易混淆。可以引导学生观察二极管和电源及负载连接的二极管的个数和极性，教给学生“两两相连，源反阻同”这样的口诀来记忆电路连接方式[2]。搞清楚电路结构之后，运用PPT动画演示向学生展示桥式整流电路的工作原理，理解桥臂上二极管两个一组、两两分别导通变全波输出的原理，如图1所示。计算电路中各元件的电压电流参数，对单相桥式整流电路做个小结回顾。给出练习题，让学生分析桥式整流电路中二极管出现短路或者断路故障带来的问题。
作为补充，通过例题讲解图2所示单相全波整流电路，计算电路中各元件参数。最后通过板书比较3种整流电路的优劣，如表1所示。综合来看，单相桥式整流电路兼具性能好和对元器件要求低的特点，因此获得最为广泛的应用。
最后布置课外作业，让学生使用Multisim仿真软件搭建桥式整流电路，进而进一步设计实现多路直流电源输出。通过软件自带示波器观测桥式整流电路输出波形变化。系统仿真电路模型如图3所示，鼓励有能力的学生去实验室实际搭建实现直流电源电路。给出往届学生作品实物（图4），吸引学生兴趣，也坚定学生制作成功的信心。同时也是为后面滤波稳压电路的学习做好教学铺垫。
3 结语
课堂教学是高校教学活动中的核心和主要环节。单相桥式整流电路作为电工电子学课程中电子技术部分的一个重要知识点，教师多开动脑筋，通过多媒体、软件和实物多种教学手段来帮助学生理解教学内容，对完成教学目标是十分有益的。通过这样的教学设计和教学创新探索，教师对整个电子技术课堂教学进行反思，相信对教学水平的提高有所帮助。参考文献
[1]严萍.单相桥式整流电路的教学设计[J].时代教育，
2012（6）：18.
篇4
关键词：声控电路 电子元件测量 实习教学
中国分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)004-159-05
1 声控电路示教板和实物图
为了让学生理解声控电路的原理，学会声控电路所用的电子元件的选用、检测方法，掌握声控电路的安装、调试、制作方法，我设计制作了声控电路示教板和声控电路示教装置。
2 声控电路的原理
2.1声控电路原理图
2.2声控电路的原理
(1)本电路由电容降压桥式整流直流稳压电源、信号转换放大电路、双稳态触发电路、功放推动电路等组成。
(2)由电容C1、电阻R1、二极管D1～D4、滤波电容C2、稳压管D5组成电容降压桥式整流直流稳压电源，将220V交流电变为12V直流电，供电路使用。由驻极体电容传声器MIC、三极管VTl和VT2、电阻R2、～R7、电容C3～C5组成信号转换放大电路，R 2、C3将电路频响限制在3kHz左右，使其对掌声玲敏；由三极管VT3和VT4、电阻R8～R13、二极管D6和D7、电容C6和C7组成双稳态触发电路；由二极管D8、电阻R14和三极管VT5组成功放推动电路。
当拍手(击掌)声被驻极体电容传声器MIC转换成电信号，经VTl、VT2放大后，这个放大脉冲信号又通过电容C6、C7耦合到晶体三极管VT3和VT4组成的双稳态触发器的计数输入端(CP端)，使触发器翻转。此时如晶体三极管VT4截止，其集电极电位升高，促使晶体二极管D3正向导通，给晶体三极管VT5加了正向偏置，于是VT5饱和导通，则继电器K得电吸合，常开触点K闭合，接通交流接触器J的线圈电源，再由交流接触器J的常开触头去控制各种电器设备，以实现声控。本示教装置控制220V的灯泡，使之发亮。
3 相关理论知识讲解
3.1电容降压
3.1.1电容降压原理
当一个正弦交流电源U(如220VAC 50HZ)施加在电容电路上时，电容器两极板上的电荷，极板间的电场都是时间的函数。也就是说：电容器上电压电流的有效值和幅值同样遵循欧姆定律。
即加在电容上的电压幅值一定，频率一定时，就会流过一个稳定的正弦交流电流ic。容抗越小(电容值越大)，流过电容器的电流越大，在电容器上串联一个合适的负载，就能得到一个降低的电压源，可经过整流，滤波，稳压输出。
电容在电路中只是吞吐能量，而不消耗能量，所以电容降压型电路的效率很高。
电容降压电路由降压电容，限流，整流滤波和稳压分流等电路组成。
(1)降压电容：相当于普通稳压电路中的降压变压器，直接接入交流电源回路中，几乎承受全部的交流电源电压，因此降压电容应选用无极性的金属膜电容(METALLIZED POLY，ESTER FILM CAPACITOR)。
(2)限流电路：在合上电源的瞬间，有可能是电源电压的正或负半周的峰一峰值，此时瞬间电流会很大，因此在回路中需串联一个限流电阻，以保证电路的安全。
(3)整流滤波：有半波整流和全波整流，与普通的直流稳压电源电路的设计要求相同。
(4)稳压分流：电压降压回路中，电流有效值I是稳定的，不受负载电流大小变化的影响，因此在稳压电路中，要有分流回路，以响应负载电流的大小变化。
3.1.2电容降压半波整流电路
市电经过cl降压后到D2，D2完成半波整流，C2对整流后的脉动直流滤波，D3稳压，输出稳定的直流电压给负载。R1是电源关闭后C1的电荷泄放电阻。DI是为了在市电的负半周给C1提供充放电通路，因为要保证Cl在整个交流电周期内都是工作的。
3.1.3电容降压桥式整流电路
3.1.4电容降压注意事项
电容降压是一种低成本，不安全的应用，没有和220V隔离，电路应该放在一般接触不到的地方。
(1)不能应用在大功率场合，不能用在负载变化或者不确定的场合；
(2)降压电容一般要接在火线上(纯交流电路除外)，电路的零，火线不能接反，这一点可以用三脚插头来强制，或者标注清楚：
(3)降压电容必须是无极性电容，耐压值要大于400V(常用金属膜CBB)：
(4)主要根据负载的电流大小和交流电频率来选择电容；
(5)需要直流输出，稳压管一定要有。
3.2驻极体话筒
3.2.1结构与原理
话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极(背称为背电极)构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙。形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层。
作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由手驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q=CU所以当c变化时必然引起电容器两端电压u的变化，从而输出电信号，实现声一电的变换。由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。因此，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。通常用一个专用的场效应管和一个二极管复合组成阻抗变换器。内部电气原理
这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极s，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。
3.2.2驻极体话筒的输出接点形式
(1)二接点形式
A、漏极输出一将S与外壳地相接的输出
B、源极输出―将D与外壳地相接的输出
(2)三点输出一三个脚分别输出
3.3双稳态电路
在电子电路中双稳态电路的特点是：它有两个稳定状态，在没有外来触发信号的作用下。电路始终处于原来的稳定状态。由于它具有两个稳定状态，故称为双稳态电路。在外加输入触发信号作用下，双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。
4 相关工艺知识讲解
4.1声控电路所用材料一览表
4.2元件选择
VTl～VT2选用9014高增益三极管，其穿透电流要小，β>150，晶体三极管VT3～VT4选用9011，β≥100，要求VT3和VT4配对使用，其β值误差不超过5％，VT5选用8050，B≥80，其它元件按电路图选择。
4.2.1三极管
(1)特性及参数
90系列三极管大多是以90字为开头的，但也有以ST90、c或A90、S90、SS90、UTC90开头的，它们的管脚排列如下：
(2)用数字万用表测量测三极管的hFE值
根据被测管的类型(PNP或NPN)的不同，把量程开关转~"PNP”或"NPN”处，再把被测管的三个脚插入相应的e、b、c孔内，此时，显示屏将显示出hFE值的大小。
4.2.2驻极体话筒的测量
(1)判别驻极体话筒的漏极D和源极S
将万用表拨至Rxlkfl档，黑表笔接任一极，红表笔接另一极。再对调两表笔，比较两次测量结果，阻值较小时，黑表笔接的是源极，红表笔接的是漏极
(2)话筒灵敏度简单测试。
将万用表拨至Rxl00档，两表笔分别接话筒两电极(注意不能错接到话筒的接地极)，待万用表显示一定读数后，用嘴对准话筒轻轻吹气(吹气速度慢而均匀)，边吹气边观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大，话筒灵敏度就越高，送话、录音效果就越好。若摆动幅度不大(微动)或根本不摆动，说明此话筒性能差，不宜应用。
4.2.3电容器
(1)用万用表测量电容
判断电源电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量。具体方法为：将电容两管脚短路进行放电，用万用表的黑表笔接电解电容的正极。红表笔接负极(对指针式万用表，用数字式万用表测量时表笔互调)，正常时表针应先向电阻小的方向摆动，然后逐渐返回直至无穷大处。表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢，说明电容的容量越大，反之则说明电容的容量越小，如表针指在中间某处不再变化，说明此电容漏电，如电阻指示值很小或为零，则表明此电容已击穿短路，因万用表使用的电池电压一般很低，所以在测量低耐压的电容时比较准确。
(2)电解电容极性的判别
测量时，先假定某极为“+”极，让其与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大)，然后将电容器放电(既两根引线碰一下)，两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左(阻值大)的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。
(3)用数字万用表检测电容器，可按以下方法进行。
A、用电容档直接检测
某些数字万用表具有测量电容的功能，其量程分为2000p、20n、200n、2μ和20μ五档。测量时可将已放电的电容两引脚直接插入表板上的Cx插孔，选取适当的量程后就可读取显示数据。2000p档，宜于测量小于2000pF的电容；20n档，宜于测量2000pF至20nF之间的电容；200n档，宜于测量20nF至200nF之间的电容：2μ档，宜于测量200nF至2心之间的电容；20μ档，宜于测量2μF至20μF之间的电容。经验证明，有些型号的数字万用表(例如DT890B+)在测量50pF以下的小容量电容器时误差较大，测量20pF以下电容几乎没有参考价值。此时可采用串联法测量小值电容。方法是：先找一只220pF左右的电容，用数字万用表测出其实际容量C1,然后把待测小电容与之并联测出其总容量C2，则两者之差(C1-C2)即是待测小电容的容量。用此法测量I～20pF的小容量电容很准确。
B、用蜂鸣器档检测
利用数字万用表的蜂鸣器档，可以快速检查电解电容器的质量好坏。将数字万用表拨至蜂鸣器档，用两支表笔分别与被测电容器Cx的两个引脚接触，应能听到一阵短促的蜂鸣声，随即声音停止，同时显示溢出符号“1”。接着，再将两支表笔对调测量一次，蜂鸣器应再发声，最终显示溢出符号“1”，此种情况说明被测电解电容基本正常。此时，可再拨至20MΩ或200MG高阻档测量一下电容器的漏电阻，即可判断其好坏。
4.2.4二极管和稳压管的区分
根据二者反向击穿电压在数值上的差异及稳定性，可以区分标记不清楚的稳压管和普通二极管。利用兆欧表提供合适的反向击穿电压，将被测管反向击穿。选择万用表的10VDC档或50VDV档测出反向击穿电压值，数值在40V以上的是二极管，低于40V的稳压管。
注意，这也有例外情况。例如2AP21的反向击穿电压低于15V，2AP8的反向击穿电压最小值为20V。此外，2DWl30～2DWl43型稳压管的Vz值为50～200V，2CW362～2CW378的Vz值是43～200V(以上均为标称值)。遇到这类情况也不难区分。同样都按额定转速摇兆欧表，由于二极管反向击穿区域的动态电阻较大，曲线不陡，因此电压表指针的摆动幅度就比较大。而稳压管的Rz很小，曲线很小，曲线很陡，表针摆动很小。
利用万用表的电阻档也可以区分稳压管与半导体二极管。具体方法是，首先用R×1k档测量正、反向电阻，确定被测管的正、负极。然后将万用表拨于Rxlok档，如图所示，黑表笔接负极，红表笔接正极，由表内9～15V叠层电池提供反向电压。其中，电阻读数较小的是稳压管，电阻为无穷大的二极管。此方法只能测量反向击电压比Rxlok档电池电压低的稳压管。
4.3点阵板的焊接方法
(1)先在纸上做好初步的布局，然后用铅笔画到洞洞板正面(元件面)，继而也可以将走线也规划出来，方便自己焊接。
(2)善于利用元器件的引脚，洞洞板的焊接需要大量的跨接、跳线等，不要急于剪断元器件多余的引脚，有时候直接跨接到周围待连接的元器件引脚上会事半功倍。另外，本着节约材料的目的，可以把剪断的元器件引脚收集起来作为跳线用材料。
(3)掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，采用五步焊接的方法才可能得到良好的焊点。
4.4用数字万用表检查线路的通、断
量程开关拨至蜂鸣器档，红、黑表笔分别接“V.W”和“COM”。若被测线路电阻低于规定值(20士10W)，蜂鸣器可发出声音，说明电路是通的。反之，则不通。由于操作者不需读出电阻值，仅凭听觉即可作出判断，所以利用蜂鸣器来检查线路，既迅速又方便。
4.5评分标准
5 声控电路的调试
按要求选出元件后在电子万能板上焊接好，经仔细检查即可进行调试。
第一步：测量电容降压桥式整流直流稳压电源，用万用表直流电压档测量稳压管D5二端电压为12V，电源电路正常。
由于本电路使用220V交流，因此在测量调试时必须注意安全，为了安全起见，以下步骤可以断开电容降压电源，在调试时用12V直流电源代替。
第二步：调试双稳态触发电路。用万用表直流电压档，分别测量VT3和VT4管的集电极对地电压，饱的时应为0.3伏左右，截止时应为7～9伏左右。然后用小起子快速碰触CP端，这时电路应翻转。
第三步：调试信号转换放大电路。断开VT2的负载，用万用表直流电压挡测量VT2的集电极电压为12V，当MIC接收到声控信号，电压很快下降到6V左右，并又回复到原来12V即为正常调整R3的阻值可以改变VTl、VT2的工作点，一般选在200～500KO范围内，阻值太大电路对掌声反映迟钝。调整R2、C3的阻值可以改变声控的频率。
第四步：末级调试时在VT5集电极串入100mA直流电流表，调节R14，使吸合电流达到继电器的额定值。
6 声控电路示教装置在实习教学中的作用
(1)通过演示声控电路，让学生用掌声来控制电灯，激发了学生的学习积极性，极大地提高了学生实习兴趣。一旦学生对学习发生了浓厚兴趣，就会充分发挥自己的积极性和主动性，就能收到事半功倍的效果。
(2)通过讲解声控电路，学生掌握了声控电路的组成和各部分的作用。本示教装置由电容降压桥式整流直流稳压电源电路、信号放大电路、双稳态触发电路等组成，而对这些单个电路学生都已安装过了，将这样简单电路巧妙地结合在一起组成声控电路，学生的思路更清晰，学习兴趣更能厚。
(3)通过安装声控电路，首先学生学会了电子元器件的符号、作用和识别方法，并能与实物一一对应：其次学生掌握了电子元器件的检测方法判断方法，能选择电子元件：第三学生学会了焊接电子元器件的方法和步骤，会使用电烙铁焊接电子元器件；第四学生学会了电子线路的布局和安装。
(4)通过调试声控电路，学生学会了常见电子线路的测试方法及故障检修方法和检修步骤。在实习教学中可以提出以下问题供学生选择和实际安装操作：电容降压桥式整流电路如何改为电容降压半波整流电路?电阻R3用电位器来代替如何调节声音放大电路的工作点?改变R2或C3电路会有什么现象?双稳态电路二种稳态如何测量?如何将电路改为有掌声来继电器得电延时一段时间又矢电?
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【关键词】项目教学法；中职；电子专业课；串联型稳压电源
中等职业教育培养目标是为社会提供大量的操作技能型技术人才，要实现以服务为宗旨，以就业为导向，以技能为核心的目标，除了要求学生具备一定的理论基础，更重要的是要加强学生的实操能力，所以在职校教学中应通过项目教学结合项目实训加强对相应专业所涉及的实际工作中各岗位的实操技能传授给学生，从而提高职校生工作后的适应能力。本文就项目教学法在电子专业课的应用的概念、必要性、实施过程及困难展开初浅的论述。
一、什么是项目教学法
项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在教学活动中结合实践技能教学，教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生，在教师的指导下，以小组工作方式，由学生自己按照实际工作的完整程序，共同制定计划、协作完成整个项目。基于建构优先的项目教学法与传统指导优先教学法相比，有很大的区别，主要表现在改变了传统的三个中心，由以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以项目实践为中心，由以课堂为中心转变为以实验室实验实习车间实训为中心。所以，在运用项目教学法进行教学设计的时候，要遵循建构优先与指导优先的融合，创设集理论教学与实践教学一体化的学习场所。
二、实施项目教学法的必要性
首先是中等职业教育培养目标的要求。培养能迅速适应一线生产具有较高操作技能水平的工人，必须构建以情景教学为主的教学环境。传统的三段式教学课程设置把基础课、专业基础课、专业理论课、专业实践课分别开设且遵循指导优先的教学理念。老师不停的讲，学生动手机会少，学理论时不知实物是什么，抽象难以理解，等实践操作时理论早忘到哪去了，往往理论与实际联系不上，效果可想而知。项目教学法遵循建构优先的指导原则，创建尽可能接近实际职业情景的学习环境，实践为主，理论为辅，通过完整的项目教学实践增强了同学们动手能力，加深了知识理解和适应能力，从而达到较好的教学效果。
其次是职校生学习能力的要求。当前我国的现状职校生都是普通中学淘汰下来的生源，他们往往不适应传统的教学，学习能力差，主动性不足，兴趣不足。而项目教学法与传统教学法（比较表如表1所示）相比有诸多优势。
项目教学法注重学生动手实践能力的培养，倡导做中学，学中做，提高学生的主动学习兴趣和积极性。
再其次是职校生智力结构的要求。人类所具有的智力类型大致分为两大类：一是抽象思维，二是形象思维，智力类型为抽象思维者可成为研究型、学术型、设计型的专家，智力类型为形象思维者可成为技术型、技能型、技艺型的专家。现实说明，职校生主要具有形象思维的特点，其课程开发应以情景性原则为主，科学性为辅，而项目教学法正好符合这一要求。
三、项目教学法在中职电子专业课的运用浅析
电子专业课中打破原有的先理论后实践的教学模式，本人以电子技能与训练课和电子技术课为例，融合二者，以项目教学为平台，施行先实践后理论的教学方法，增强同学们的动手能力和学习兴趣。本人把上述两门课程大体整合选取以下几个教学项目：（1）串联型稳压电源装配制作及原理；（2）单级小信号放大器装配制作及原理；（3）LM324电平指示器装配制作及原理；（4）低频功放电路装配制作及原理；（5）六管收音机装配制作及原理；（6）电子PCB板制作方法实践；（7）防盗报警器装配制作及原理；（8）调光灯电路装配制作及原理；（9）多数表决器装配制作及原理；（10）多路控制开关电路装配制作及原理；（11）抢答器装配制作及原理；（12）数字循环显示电路装配制作及原理等项目。在教学过程中，先实践完成项目制作，配以仪表仪器的使用与测量，再予以电路的识别与原理的讲解，极大地调动了同学门的学习热情和主动性。
1.项目教学的实施设计步骤
（1）确定项目任务；（2）各工作小组拟订活动计划与方案，教师审核计划；（3）项目小组的活动实施，学生动手实践，教师指导；（4）项目答辩与师生总结评价。
2.项目教学法在电子专业课运用的教学实施实例分析
项目：串联型直流稳压电源的原理及制作。
（1）教学项目任务确定分析
串联型直流稳压电源是常见基本的电路，该电路主要有变压、整流、滤波、基准电压、比较放大、电压调整等部分组成，电路结构简单，容易制作，制作材料价格低廉，调试方便，广泛运用于各种电子产品中。教学中，紧扣串联型直流稳压电源制作这一项目，坚持以学生产品装配为实践训练主线，教师指导为辅，通过直接感性认识增强学生对变压、整流、滤波、稳压电路的基本原理及电路图的理解和识读，掌握元器件的符号、识别检测、工作特点，熟练电子产品的装配、检测和调试这一基本工艺流程，并能结合所学知识解决制作过程中出现的问题，真正做到现学现用，实理结合，从而充分调动学生学习的主动性和积极性。
（2）确定工作小组，教师指导拟订活动计划
可自由确定小组，教师根据不同层次学生的能力，好差搭配，尽量使各组的水平相当。结合学生的特点和教学任务，把整个项目分成5个步骤：电烙铁焊接训练、元器件识别与检测、电路装配与制作、电路检测与故障排除、电路识别及原理分析。教学思路是通过实践训练获取感性知识，再提升到理性知识。
（3）实施项目，穿插讲解，及时指导
学生实施项目，教师要进行适当的引导，告诉学生实践操作要领，项目实施过程的先后顺序及注意事项。这样可使学生尽快进入学习的状态，为项目制作做好充分的准备。在项目实施过程中，学生可能会遇到各种困难，比如，在元器件识别与检测环节，有的同学在老师的指导下很快就掌握了焊接技巧，找到所需的元件，甚至能熟练使用万用表检测电路，而有的同学连电阻、二极管、三极管都识别不清，这时候通过互相讨论、互相学习，使同学们尽快掌握电子焊接和元件测量技术。在电路测试与故障排除环节中，这是学习的难点，老师应当边介绍电路原理，边指导调试检测，对照实际电路教他们找测试点和测试相关数据，判断故障点，并指导学生尽量自行解决问题，使教师真正起咨询者、指导者的作用。对新知识尽量要结合的实例穿插讲解，对重点教学内容要精练，可以通过电路实物展示和多媒体演示，让全体学生理解串联型稳压电路的工作原理、电路作用、元器件布局。
（4）项目答辩与师生评价总结
项目教学任务完成后，每组对自己的作品在元器件的管脚成型、布局、焊接工艺、走线的正确性等方面进行评价，并相互交换作品进行点评，教师则对整个项目实施进行总评，除了指出问题，尽可能多表扬，提高兴趣和信心。通过讨论、互评、同学之间、师生之间的交流，总结经验教训，进一步巩固了同学们的技能水平，加深了学生对知识的理解，促使同学们在电子电路项目制作过程中不断进步。
四、实施项目教学法的困难
1.师职力量的不足。项目教学法要求老师不仅具有扎实的理论知识，还要有丰富的实践经验，而现实是许多教师只具有理论水平，实践水平不足，因此双师型教师的培养迫在眉睫，可通过下企业，校企结合等方法培养。
2.传统教材无法适应现代的教学方法。职校应在资金和政策上鼓励教师编写符合本校实际的校本教材。
3.实训场所、设备不足制约以实训为主的项目教学法的开展。国家应加大实训基地的建设，整合教学资源，形成规模化教学，提高利用率。
总之，项目教学法是符合当今中等职业教育发展方向的，运用该教法于电子专业课教学中能极大提升同学们的学习兴趣和效率，相比于传统教学以老师为主在项目教学中凸显学生为主体的地位，通过项目实践教学提高学生电子专业课操作技能，激发学生的学习主动性，因此项目教学法是符合教学规律的，这样的教学就能吸引住学生，留住学生，提升了学生对电子专业课课程的学习兴趣，突出地体现了现代职业教育以实践能力为根本的教学目标，极大地提高了课堂教学效率和教学水平。
参考文献
[1]陈振源.电子技术基础[M].高等教育出版社，2001，7.
[2]朱国兴.电子技能与训练[M].高等教育出版社，2005，7.
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关键词:模拟电子技术;教学改革;教学内容;教学方法
中图分类号:G642 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)09-0123-02
一、引言
高职教育是高等教育的重要组成部分,它有别于本科教育,更有别于中职教育。传统的教学是以理论教学为主、实践教学为辅;注重理论知识的传授、淡化实践能力的培养,而高等职业教育的培养目标是培养面向基层、面向生产第一线的高等技术应用型人才,因此,高职院校的《模拟电子技术》的课程教学也应具有高职教育特色、突出高职教育的培养目标。在该课程教学计划、教学大纲的制定、教学内容的选择、实践教学的安排等方面都应区别于本科教育的系统性和学科性,以及中职教育的技能性培养。应以高职教育理论为指导,在教学内容、教学方法、实验教学等方面进行了大胆的探索和实践,以适应高职教育的发展需要。
二、教学内容的调整
(一)模块化教学
下面以二极管为主线的单元电路构成的一个教学模块为例说明其知识点构成及教学思路:
1、半导体的基本知识及二极管的特性。
2、晶体二极管的结构、特性曲线、功能、主要参数。借助Multisim软件建立一个半波整流电路,利用虚拟示波器观察波形,说明二极管的单向导电性。
3、全波整流电路、桥式整流电路、滤波电路,由学生利用Multisim软件模拟连接电路,再使用虚拟示波器观察波形,分析试验结果,最后得出电路的工作原理。
4、集成稳压器W7800系列、W7900系列、LM317、LM337功能及用法。
5、二极管、电容、集成稳压器的识别及性能测试。
6、利用Multisim软件设计直流稳压电源电路,并进行调试。在此过程中可人为设置一些故障,如二极管接反等,培养学生排除故障的能力,以此提高学生对电子电路更深的理解。
7、直流稳压电源的制作一般思路和方法,进而理解电子电路的设计的一般方法。
(二)高质量教学课件
采用现代化的教学手段是理论教学改革的重要内容之一。好课件不在于版面的美观,也不在于课堂内容的充实,而是根据课程的需要,能够引领教师有效的将知识传授给学生,并且,学生能够通过课件理解课堂内容的前因后果的逻辑关系。针对课程的特点,需要教师根据课堂内容和顺序安排设计课件。高质量的教学课件是模拟电子电路教学改革的必要前提。
三、实验教学的改革
(一)实验教学内容的改革
1、理论验证性实验要求验证课堂理论教学内容,通过实验巩固对理论内容的理解,大多数实验的内容、实验的原理比较简单,所以可以采用任务式教学方式,,教师只需给出实验的要求和实验的可行性电路,,至于实验的步骤,,具体的实验操作可由学生在教师的指导下自己完成。实验室在实验的时间和空间上可以对学生双重开放。将实验时间交给学生,让他们自行安排,在教学中体现学生为本位的思想,,迫使学生开动脑筋,运用所学的知识分析问题、解决问题,,有利于学生理论联系实际和独立工作的能力。
2、对于实践制作性的实验可以由学生在课外完成。做好这类的实验要求教师有丰富的电子制作的实践经验,广泛收集与现实生活和教学内容紧密联系的电子小制作。教师在课外可以组成兴趣小组,综合运用模拟电路学过的相关知识,设计制作一些学生感兴趣的小制作。这样,既提高了学生的动手能力和对模拟电路知识综合运用的能力,还可以让学生学以致用,激发学生学习模拟电子技术的积极性。
(二)充分发挥EDA技术在实验教学中的作用
将EDA技术引入实验教学,可以弥补演示实验的不足,也可以克服实验仪器、实验设备和时空的限制。在教学中运用计算机辅助教学手段,可以根据教学内容的需要,将实验任务布置给学生,在教师的指导下先进行理论设计,然后按照设计要求进行仿真,完成仿真设计后,按照仿真电路装配实际电路进行调试。
通过仿真实验,学生学习了电子设计自动化的方法,为其今后设计电路奠定了良好的基础,对培养学生的综合素质起到积极和促进作用。
四、教学方法和教学手段的改革
(一)改革教学模式,实施以学生为主体的多种教学方法
1、通过师生互动调动学生学习的主动性。课堂教学是一个动态开放的系统,教师讲授效果好坏,不在于教师讲了多少,而在于学生吸收和消化了多少。因此,教师应运用生动形象的语言和比喻来增强课堂教学的形象性,吸引学生的注意力,提高学生的学习兴趣,加强学生对教学内容的理解,改变学生被动接受知识的局面;开展讨论式教学,教师先提出问题,让学生预习,鼓励学生大胆提出自己的看法,然后围绕问题展开课堂讨论,形成师生互动关系。再由教师根据学生的讨论情况进行归纳整理,对重点、难点内容详细讲解;应用现场教学,教师在现场将理论知识与实际应用联系起来,激发学生的好奇心和学习兴趣,加深理解和记忆,从而培养学生的观察能力和分析解决实际问题的能力。
篇7
【关键词】模拟电路；数字电路；探讨
1）模拟电路，在现今这个时代，虽然数字电路发展的非常快，但作为电子电路的一个分支，模拟电路仍然有它的实用性，那么，什么叫模拟电路，非专业人士不懂，模拟电路就是对模拟信号进行传输或处理的电路。所谓模拟信号，是指幅值随时间连续变化的信号，比如，我们日常生活中用的调幅/调频的接收机，晶体管小信号放大器，低频功率放大器，负反馈放大器，MOS集成运放，谐振放大器，直流稳压电源等。都是用模拟电路制作的，收音机、通过接收处理无线电广播信号，包括混频、放大、解调等环节，完成音乐和新闻报道。
2）那么什么是数字电路呢？数字电路是对数字信号进行传输或处理的电路、所谓数字信号，是指在时间上和取值上都是离散的不连续的信号，数字电路能够对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算。所谓逻辑运算，就是按照人们设计好的规则，进行逻辑推理和逻辑判断。所以，数字电路不仅具有算术运算的能力，而且还具备一定的“逻辑思维”能力。因此，人们才能够制造出各种智能仪表，数控装置和电子数字计算机等。利用数字电路罗辑功能，可以设计出各式各样的数字控制装置，用来实现对生产过程的自动控制。
3）在实际工作中，一块集成电路板，往往即有模拟电路，又有数字电路，只有把两种电路结合在一起，才能完成一个具体的工作任务，例如，TC1153集成电路板就是由模拟和数字两部分电路组成的CMOS专用集成电路，用于过载电路保护器上。
在电力供电系统，过流或短路时对任何电气设备（线路）来说都是危险的，轻则损坏开关，重则波及变压器及电网、系统，使控制单元完全毁坏。尽管传统保险管或继电器保护、电路可以避免或减轻损失，但其毫秒级的动作速度，对一些敏感的电子器件而言，还是太慢，电路往往损坏于跳闸的瞬间，于是快速保险丝，各种电子快速保护器应运而生。
以前，各种断路保护器多为常规电路组合，往往体积庞大，线路复杂，功率较少，可靠性差。而TC1153它的静态电流仅为8.μA，工作电压范围宽（4.5―18）用它构成的保护器具有以下特点：①可预设延迟跳闸时间（15μS到100ms以上）预设跳闸电流（1mA到20A以上）和预置跳闸后自动恢复时间（1ms到10s以上）；②电路十分简洁，占用空间很小；③故障状态的指示输出和外控输入，适于电脑电源管理；④具有带PTC限温器的过热保护功能；⑤微功耗。
TC1153可以广泛用于电源总线电路断路器，过热保护器，电源（电池）短路保护器，直流马达“失速”保护器以及各种敏感电路系统的电源中断装置等场合。
因TC1153由模拟和数字电路两部分组成，具有MOS管栅极电荷泵及控制单元，过流检测及自动复位电路，故障状态指示和输入控制单元，以及分别为模拟和数字电路部分提供隔离的稳压电源的稳压器等功能电路，当串联在负载上的检测电阻Rsen两端电压高于100mv（即内部基准电压源的数字值）时，比较器输出信号，最终通过引脚G端到外接N沟道MOSFET功率管，切断负载与电源的通路，达到保护负载的目的。检测电阻（Rsen）的数值，根据断路器动作电流（限流值用Ic表示）确定，即满足RsenIc=100mv的条件。
以上所述是TC1153的过流检测的简单工作原理，这是目前过流保护装置最常用的基本思路。具体而言，TC1153可以实现的功能还有：利用外控输入信号控制负载的通/断、高电平有效，状态端子是一个漏极开路输出，使用时应接一上拉接电阻，不用时该脚浮空即可。自动复位定时电路作用是当外部负载过流故障排除后自动延时上电，恢复正常。延迟时间由外接的定时电容确定，值为0.033―3.3μF时，自动复位的延迟时间为20ms―2S。当然，如果过流故障不排除，电路是不会复位的，如不需此功能，则应将该引脚接地。延迟跳闸功能是为一些有冲击电流的负载而设的，例如大的滤波电路、灯泡、电机等会有瞬间的浪涌电流，如果没有延迟功能，系统在工作时就会频频出现跳闸现象。因此，选择该延时数值很重要，既要考虑不同负载的正常工作，也要顾及准确及时判断过流而保护负载。需要指出的是：TC1153的各信号端子（包括定时电容端）均有防静电保护二极管，以确保在各种应用环境下的正常稳定使用。
用于不同负载时，TC1153典型应用电路也不相同，如用于感性负载电路，接有继电器、电磁铁、步进马达等，对延迟跳闸时间没有严格要求，IC内部已经10μS的延迟而不必外接阻容元件于Ds端。但电路要对MOS管进行反压保护，如在GSD端并接稳压管，在负载两端并接续流二极管。
如用于容性负载电路，需要在GSD端外加阻容电路，用来减小MOS管开启时的电压上升速率，使负载电压缓慢上升。
篇8
论文关键词：课程改革；工作任务；课程项目；技术情境；教学导航
随着我国科技和经济的迅猛发展，社会对人才的需求正在发生着深刻的变化，教育行业受到各方面的重视。在教育部和财政部实施的国家示范性院校建设政策鼓舞下，高等职业技术学院以服务为宗旨，以就业为导向，以培养高级应用型、技艺型人才为目标。这类人才主要是在不同行业、企业的工作和生产过程中负责管理、监督、检测、分析、技术服务等几项工作。因此，高等职业技术学院正进行较大规模的专业建设和课程改革，要求高职专业的学生除了具备必要的基础理论、专业技术知识外，还必须具有解决工作生产中实际问题的能力，以适应今后的工作。
“电子技术”分为模拟电子和数字电子两大部分，在教学中从职业岗位工作任务分析着手以掌握知识和技能为根本、以工作方向为培养目标、以工作过程为导向，强调把完整的工作过程及其操作要求作为课程内容。当工作过程导向课程运用项目载体设计学习情境时，这一工作过程实际上就成了完成具体项目的自始至终的步骤。通过课程分析和知识、能力、素质分析，打破传统的教学模式，构建了“以工作任务为中心、以课程项目为主体的教学方法”。在教学中掌握课程技术原理及应用方面知识体系的完整性是非常重要的，使学生在完整的工作过程中培养应对复杂技术情境的能力。在教学中以典型电子电路制作的工作任务为中心，以多模块应用为切入点，引入对学生创新能力的培养，让学生在具体应用电路的制作过程中开发创新思维，完成相应工作任务，并构建相关的理论知识，发展职业能力。
一、模拟电子技术教学导航
模拟电子技术是研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。
理论知识：基本半导体知识、放大电路、集成运算放大电路、直流稳压电源。
技能训练：常用元件的识别与测量、放大电路性能分析、集成运算放大电路基本应用。
1.模块1：半导体器件
（1）知识重点：半导体基础知识；半导体二极管外部特性；晶体三极管外部特性。（2）知识难点：半导体PN结。（3）教学方式：从半导体PN结入手，简单介绍半导体的基本结构与工作原理。结合实践教学，重点掌握半导体的外部特性。（4）技能要求：二极管与三极管的简易测试。
2.模块2：放大电路
（1）知识重点：放大电路的基本组成；放大电路的分析；多级放大电路的极间耦合；负反馈对放大电路的性能的影响。（2）知识难点：放大电路的分析；放大电路的负反馈。（3）教学方式：从基本放大电路入手，介绍放大电路的静态与动态分析、多级放大、电路反馈；结合实践教学，重点掌握放大器的外部特性。（4）技能要求：放大电路静态工作点的调整与动态参数测试。
3.模块3：集成运算放大器
（1）知识重点：集成运放的结构和特点；基本运算电路；集成运放的线性应用电路。（2）知识难点：集成运放的线性应用电路。（3）教学方式：从理论集成运放条件入手，掌握各基本运算电路和电压比较器的功能；结合实践教学，重点掌握集成运放的外部特性。（4）技能要求：电路的调整与测试。
4.模块4：直流稳压电源
（1）知识重点：整流与滤波电路；稳压电路；开关电源。（2）知识难点：开关电源。（3）教学方式：从二极管整流特性、电容器充放电入手，讲解整流、滤波电路；稳压电源重点讲授集成稳压电路和开关电源。（4）技能要求：电路的调整与测试。
二、数字电子技术教学导航
数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用，逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
理论知识：集成门电路与组合逻辑电路、时序逻辑电路、波形产生与整形电路、中规模集成电路应用。
技能训练：组合逻辑电路应用、时序逻辑电路应用、逻辑电路限定符号识图。
1.模块1：数字电路基础
（1）知识重点：数字脉冲信号；二进制与8421BCD码；基本函数与逻辑运算；逻辑函数的化简和变换。（2）知识难点：逻辑函数的化简和变换。（3）教学方式：从二进制与逻辑函数基本规则入手，学习逻辑运算规则、逻辑函数化简与变换。（4）技能要求：逻辑函数的化简和变换。
2.模块2：组合逻辑电路
（1）知识重点：基本逻辑符号及意义；门电路的逻辑功能和基本特性；组合逻辑电路的分析常用组合逻辑电路的逻辑功能。（2）知识难点：基本逻辑符号及意义；组合逻辑电路。（3）教学方式：从基本原理与逻辑符号读解入手，重点介绍电路的逻辑功能与外部特性。（4）技能要求：基本逻辑符号读图；门电路和组合逻辑电路。
3.模块3：触发器
（1）知识重点：各类触发器的逻辑功能；触发器限定符号及其意义。（2）知识难点：触发器之间的转换关系。（3）教学方式：借助限定符号意义读解，帮助理解各种触发器的逻辑功能与控制方式；结合实践教学，重点掌握电路的外特性。（4）技能要求：触发器的逻辑功能测试。
4.模块4：时序逻辑电路
（1）知识重点：时序逻辑电路的特点；时序逻辑电路的限定符号及其意义；寄存器；集成计数器应用。（2）知识难点：集成计数器应用；限定符号及其意义。（3）教学方式：从触发器入手，由D触发器构成寄存器；由T和Tˊ触发器分别构成同步和异步二进制计数器。借助限定符号的意义来理解时序逻辑电路的逻辑功能。结合实践教学，重点掌握电路的外特性。（4）技能要求：常用的相关集成电路的应用。
5.模块5：波形产生与整形电路
（1）知识重点：555定时器；多谐振荡器与单稳态电路；施密特触发器；石英晶体振荡器。（2）知识难点：555定时器；多谐振荡器。（3）教学方式：以555定时器为重点，介绍多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器的功能。重点掌握电路的外特性。石英晶体振荡器从阻抗频率特性入手。（4）技能要求：常用的相关电路的应用入手。
三、电路组装、测量与调试教学导航
电子电路组装、测量与调试在电子工程技术中占有重要的地位，任何一个电子产品都是由设计焊接组装调试形成的，焊接是保证电子产品质量和可靠性最基本环节，调试是保证电子产品正常工作的最关键环节。
理论知识：常用电子仪表、电路的装配、调试与测量知识。
技能训练：常用电子测量仪表的使用、常用电路元件与数字集成电路测量、电路的装配与调试。
1.模块1：常用电子仪器知识重点
（1）知识重点：双踪示波器；半导体管特性图示仪；毫伏表；信号发生器；集成电路测试仪。（2）知识难点：双踪示波器；半导体管特性图示仪。（3）教学方式：重点讲授电子仪器的操作和使用方法。（4）技能要求：仪器的基本操作方法；半导体特性测量。
2.模块2：电子元器件的识别与简易测量
（1）知识重点：电子无源元器件；电子有源元器件；表面安装元器件。（2）知识难点：表面安装元器件。（3）教学方式：重点讲授各种电子元器件的识别与选用方法。（4）技能要求：元器件的识别与选用方法、常用数字集成电路测试。
3.模块3：电路的装配、调试与测量
（1）知识重点：装配、焊接工艺；电路测试与测量。（2）知识难点：电路测试。（3）教学方式：介绍电路装配工艺，分析电路测试与测量基本方法，结合实训进行教学。（4）技能要求：电路装配、测试与测量。
四、电子电路仿真教学导航
电路仿真技术是近十年来在电子技术研究领域的一场革命。设计人员利用计算机及其软件的强大功能，在电路模型上进行电路的性能分析和模拟实验，从而得到准确的结果，然后再付诸生产，极大地减少了实验周期和试制成本，提高了生产效率和经济效益，受到了电子生产厂家的一致欢迎。现在，电子仿真技术已成为电子工业领域不可缺少的先进技术，因此为了确保电路设计的成功，消除代价昂贵并且存在潜在危险的设计缺陷，就必须在设计流程的每个阶段进行周密地计划与评价。电路仿真给出了一个成本低、效率高的方法，能够在进入更为昂贵费时的原型开发阶段之前，找出问题所在。
理论知识：EWB与Multisim平台基本知识，Multisim在电子仿真实验中的应用。
技能训练：模拟电路电子仿真和数字电路电子仿真。
模块：电子电路仿真。
（1）知识重点：Multisim平台的使用；Multisim在电子仿真实验中的应用。（2）知识难点：Multisim软件的使用。（3）教学方式：从电子实验实例入手，学习Multisim软件的使用，在学会使用的基础上，结合电子知识，完成电子实验的仿真。（4）技能要求：用Multisim进行电子仿真的方法。
五、综合实训项目——有源多媒体音箱的设计与制作
1.知识要求
掌握模拟电子技术和数字电子技术的综合应用思路；掌握电子产品综合设计的基本思路。
2.技能要求
能进行电子电路的综合制作调试；能有条理地撰写设计说明书；能对设计项目进行总结展示。
3.教学任务
通过有源多媒体音箱的设计、制作及测试，掌握电子产品的设计流程及注意事项，学会元器件的特性测试和电路组装、测试，熟悉电子产品组装的工艺要求及生产过程。
4.教学活动设计
（1）通过让学生利用图书馆、上网等手段查阅相关资料，在教师指导下对有源多媒体音箱进行设计，掌握电子产品的设计流程及注意事项。
（2）在校内生产线的工作岗位上，根据所设计电路选择元器件，进行元器件的性能、参数测试。规划电路板，进行元器件的布局和印制电路板的制作。完成各部分电路的焊接、组装，对已经组装的电子产品进行参数测试及调试，使其达到设计要求。
（3）要求学生撰写实践报告及产品说明书。
5.相关知识
（1）理论知识。元器件的识别、测试方法；印制电路板的制作，元器件的布局；焊接工艺、电路调试方法；产品说明书的撰写。
篇9
1 虚拟实训项目的教学设计
教学需求分析 好的教学软件需要好的教学设计，好的教学设计需要先进的教学理念指导。目前教育界普遍认为要取得好的教学效果，既要强调学生的主体地位，又要充分发挥教师的主导作用。教学软件的设计中也要贯彻这种教育理念，既要提供充足的图文、动画、视频等演示资源来支持教的功能，又要有良好的界面导航及虚拟实训交互设计来调动学生自主学习的能动性。中职《电子产品装配实训》课程主要以项目教学为主，通过10个典型的电子产品装配让学生获得电子技术基础知识，掌握电子产品装配的基本技能。因此，在虚拟实训教学软件中应具有4种功能：漫游功能，能够多角度观察虚拟实训器件及仪器设备，操作场景；演示功能，能够演示电子产品装配实训中的操作程序、操作方法及错误操作结果；交互功能，能够利用键盘、鼠标对屏幕中的虚拟器件、仪器工具等进行理想的自主操作，该功能是虚拟实训软件的核心功能；考核功能，能够进行理论与虚拟实训操作的考核，验证学生学习水平，并给予反馈。
软件系统功能模块设计 通过上面的需求分析，结合中职学生学习特点，本文以直流稳压电源的虚拟组装项目为例，对软件功能模块加以说明。
实训指导模块，重点以文字说明形式帮助学生熟悉实训目的，进行实训指导，使学生能够了解实训过程及注意事项；知识链接模块，重点以图文、视频动画的形式，对理论性较强的知识如元件器、电路图的识读等加以详细说明；装配演示模块，以二维、三维动画交互的形式，向学生演示相关操作，如元器件的检测、安装等，使学生熟悉操作程序，牢记错误操作导致的严重后果；虚拟装配模块，通过鼠标、键盘的组合，学生可以进行多角度观察，自主拾取器件、工具进行虚拟实训，并给出相应提示；实训考核模块，分为理论考核与虚拟操作考核两部分，理论考试采取随机抽题方式，由后台题库支持，可自主更新，实操考核借鉴游戏过关记分的方法，根据操作的正确与否，扣除相应的分值。
2 虚拟实训教学软件的实现
根据本虚拟实训软件模块的划分，主要进行两方面的系统设计，一是登录和用户管理系统，二是虚拟实训系统。
登录及用户管理 登录及用户管理的实现，主要应用动态网页及数据库技术。在数据库中建立一张具有用户名、用户密码等字段的表，用于记录相关信息。当用户从前台网页登录时，将用户名、密码借助PHP动态网页技术提交至后台，验证用户信息正确后再将学习时间、学习成绩等信息返回前台显示。
虚拟实训系统的实现
1）基于Unity3D的虚拟教学软件实现流程。Unity3D是能够比较方便的创建诸如3D游戏、建筑可视化等内容综合开发工具，包含了图形、音频等方面的引擎支持，并以C#或者一种类似JavaScript的语言为脚本语言，来实现交互设计。Unity3D开发虚拟实训主要分为4个步骤：首先，创建仿真模型；其次，利用3DS max优化模型；再次，利用Unity3D对模型进行交互设计；最后调试，完善并。
2）虚拟元器件模型的建立。在电子产品装配虚拟实训中，主要涉及到电子元器件及印制电路板的模型创建。例如在直流稳压电源装配实训中需要准备的虚拟元器件有电阻、电容、二极管、三极管等，还要有一块虚拟印制电路板。如果这些虚拟物件直接在3Ds MAX中创建相当麻烦，Proteus软件中预置了上千种元件的3d模型，我们可以利用其印制电路板设计模块，方便的生成印制板电路和元器件的3D模型。然后再导入3Ds Max中进行组合优化，最终得到虚拟实训所需虚拟元器件模型，再以FBX文件的形式导出备用。
3）漫游功能的实现。在Unity3D中我们可以利用鼠标、键盘事件对摄像机的视角进行控制来实现对元件和场景的漫游功能。例如，利用按住鼠标右键拖动实现视角的旋转，具体方法如下。
首先，将Unity3D中预置的Camera Scripts
下的MouseOrbit.js导入到工程中；其次，将MouseOrbit.js附加到Main Camera上，然后在其Inspector面板中对MouseOrbit.js组件的Target参数进行设置，本实训项目中选择印制电路板作为该参照物；最后，将鼠标右键触发事件添加到MouseOrbit.js代码中去，实现按下鼠标右键才触发视角旋转的功能。
4）装配演示功能的实现。在本项目的装配演示模块中，我们主要实现元器件在印制电路板上的安装与分解。单击装配演示界面上的分解按钮时，各元器件从电路板上分解出来；单击组装演示按钮，系统将自动将各元器件按照一定的顺序安装在电路板相应的位置，如图1所示。该功能的实现利用附加在Main Camera上的装配演示脚本来实现。具体方法如下：
①在脚本中Awake（）函数里获取所有元件的名称及正确坐标，并记录在数组中。
②在脚本中OnGUI（）函数里利用Button控件创建分解与组装演示按钮。当检测到分解按钮被按下时，将所有元器件的位置进行偏移，完成元器件位置分解操作；当检测到装配演示按钮被按下时，首先根据数组中存的元器件名获取元器件的当前坐标，若其与数组中所存的元件在电路板上的安装位置不同，则利用Vector3.MoveTowards方法将当前元器件移动到数组中所存的该元件的安装位置。移动完成后，进行下一个元件的安装演示，如图1所示。
5）虚拟装配功能的实现。本软件中单击手动组装操作按钮进入虚拟装配实训，这时可以通过键盘、鼠标对屏幕中的虚拟元器件、仪器工具等进行自主操作，组装到正确位置时，元器件会吸附到电路板上。当鼠标指向待安装的元器件时，会在电路板上正确的安装位置显示元器件虚影进行提示。该功能实现的关键技术是鼠标拖放和碰撞检测。具体方法如下。
①准备两套虚拟元器件，一套是辅助安装的元器件虚影。当按下手动组装按钮时，将电路板上的辅助安装元器件的renderer.enabled属性设置为false，并全部添加Box collider组件。然后分组显示将要安装的元器件。
②在Main Camera上附加Unity3D中预置的DragRigidbody.js脚本，为需要安装的元件添加Rigidbody和Mesh collider组件。
③在将要安装的元器件上附加手动组装脚本。编程思路是在Update（）中获取当前鼠标拖动的元器件，然后利用OnTrggerEnter进行碰撞触发检测，若碰撞的是与之对应辅助元器件则将其在安装位置显示出来。
3 作品
在Unity3D中经过功能测试无误后，开发的作品最后能成web网页、可执行EXE文件等多种形式。在本实训教学软件中，为便于与其他教学资源整合，采用网页的形式。
4 结束语
本文以直流稳压电源虚拟实训项目为例，展示综合运用Proteus、3DS MAX、Unity3D开发电子产品虚拟实训软件全过程。该虚拟实训教学软件已经在实际教学中进行应用，取得了初步的成效，经过不同班级对比，使用该软件可以明显增加学生的学习兴趣，提高学习效率，但虚拟实训教学并不能完全替代实践实训项目。
参考文献
[1]姬洪强.《现代教育技术》虚拟实验室的设计与实现[D].杭州：浙江师范大学，2009.
[2]石小法.电子技能与实训[M].北京：高等教育出版社，
2006.
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关键词：关键词：电子负载；直流；工作模式
中图分类号：TP601 文献标识码：A 文章编号：
前言
负载检测是电源、通信、蓄电池、能源等领域的重要环节。传统的测试电源负载常将电阻、电感、电容等进行串并联组合来模拟实际负载情况，这种方法的缺点是负载形式单一，负载大小不能进行连续调节，且占用较大的安装空间，电能损耗量大。直流电子负载利用功率场效应管、绝缘栅双极型晶体管( I G B T ) 等功率半导体电子元件吸收电能并将电能消耗掉，实现了负载参数可调的功能，并具有很高的精度和稳定性，在测试电源设备方面得到了广泛的应用。
1. 系统组成和几种工作模式的原理
如下图所示，系统以AVR ATmega64单片机微处理器作为控制核心，外围配置有检测电路、检测显示设备、键盘输入控制设备、功率控制单元等组成。
该系统的键盘控制输入部分可以根据检测需要设定参数，选择是恒流、恒压、恒阻或者是恒功率等工作模式。其中恒流模式是通过键盘编程设置电流值，使得流过电子负载的电流保持恒定不变，不随电压的变化而变化。系统工作于恒压模式时，流入电子负载的电流依据所设定的负载电压而定，此时负载电流将会增加，直到负载电压等于设定值为止，在此之后，电子负载的电压保持不变。恒阻模式，这种模式下，流入电子负载的电流依据键盘输入的电阻值和电压值大小来确定，此时的电子负载就相当于一个固定电阻，流过电子负载的电流与输入电压成正比，比值为键盘设定的电阻值，保持不变。在恒功率模式下，流过电子负载的负载电流依据键盘所设定的负载功率的大小而定，此时负载电流与输入电压乘积等于负载功率的设定值，即负载功率保持设定值不变。
2. 系统硬件设计
该系统的硬件设计采用的技术方案为“PIC单片机处理器控制核心+电力电子功率器件+通信监控”。系统设计除了AVR ATmega64单片机控制模块的设计外还有采样电路的设计、显示模块的设计、键盘输入电路的设计、电源电路的设计、保护电路的设计以及通信电路的设计，各模块分别设计，然后连接组合，使得系统运行稳定，易于检查维修与升级。下面对几个重要模块的设计做一介绍：
2.1 A/D采样电路
在系统的检查和测量环节中，需要使负载准确地工作在不同的模式下，这时在设计时就要对电源的输出电压和MOS管的电流进行实时采样。采样过程电路需要使得电子负载的输入电压与A/D采样端的输入电压信号一致，这就需要先进行分压设计。设计时首先将采样电路进行分压，用采样电阻将电流信号转换为电压信号，然后再进行档位切换，经过积分运算后用ATmega64自带的具有10位精度的逐次逼近型A／D对采样电压信号进行A/D采集。这样的设计既可满足采样要求，又可以简化电路。
2.2 键盘编程电路
系统的键盘编程电路可以设计5个按键来供工作人员操作。这5个按键分别为“恒流模式”、“恒压模式”、“恒阻模式”、“恒功率模式”、“OK”、“右移”、“+”、“—”。
开机进入系统后首先按键从四种模式中选择一种，然后点击“OK”，系统自动进入参数设置界面，然后用“右移”键将光标停留在需要设置的参数上面，再用“+”或“—”按键进行参数设定，设定完成后按下“OK”，系统就退出设定状态，自动进入工作状态。系统的键盘编程电路设计方便了工作人员对系统的调节控制。
2.3 显示模块
本系统选用的显示模块为LCD，型号为 NHDC12864MZ-NSW-BTW，这款LCD可以显示汉字，字符和图形，还可以实现屏幕的滚动和翻页，具有功耗低、体积小、易编程操作的优点。在编程设计时应先对显示区域进行规划，然后再进行编程驱动。本系统中采用分页显示的思路，将显示界面分为三页进行设计，即模式界面、参数设置界面和测量结果显示界面。这种设计方法不但轻松地实现了显示功能，还具有可以与按键同步、调试简单的优点。
2.4 通信模块
为了在系统运行时可以在上位机上进行实时监测，需要将电子负载和电脑连接起来。该系统在信息传递时采用RS485串行通信方式，RS485为半双工通信方式，具有可长距离传输信号（可达1200m）、多站传输、抗噪声干扰强等优点。系统选用美信公司的MAX485收发芯片，将芯片的R1OUT引脚和T1IN引脚与ATmega64的RXD引脚和TXD引脚相连，将传输过来的数据用于上位机电子负载工作曲线的绘制和系统运行状态监测。
3. 系统软件设计
在系统的软件设计中，将采集回来的电压数据和电流数据经AVR ATmega64单片机的A/D转换接口进入微处理器，再与预先设定的数值进行比较，最后按照键盘输入的功率进行控制，将参数显示到LCD12864显示模块上，并将数据通过串口发送到上位机进行实时监测。
系统程序中设定了四个工作模式的数据采集函数集、LCD12864显示函数集、串口发送数据函数集和中断服务函数等，供主函数的调用。主程序开始执行时先对数据采集模块、LCD显示模块、A/D采集模块、通信模块等各个模块进行初始化，然后再依据选择顺序执行，以下为主程序的流程图，可以清晰、有条理地理清系统运行流程。
4. 上位机监控系统
系统的上位机监控系统在设计时可采用功能强大又易于操作的VB语言，用MSComm控件设计了串口通信程序，采集由下位机ATmega64发送来的数据，并将数据用于实时监控界面图表的绘制，便于工作人员进行调整。
5. 结语
本文系统以AVR ATmega64单片机为控制核心，给出了可以在恒流、恒压、恒阻和恒功率四种工作模式下工作的多功能直流电子负载设计方案。系统可以实现对被测直流电源和一些功率电子元器件的特性进行测试，希望能为电子负载的设计人员提供参考。
参考文献：
精品范文
10直流电阻