浅析计算机控制技术课堂教学.docx

浅析计算机控制技术课堂教学 计算机控制技术是将控制器( Microcontroller )运用于生 产过程以取代原有劳动者操作角色的新型生产技术。 上世纪六十 年代，美国通用汽车公司在其生产线上投放控制器， 在取代原始 继电器控制( Bang-Bang Control )基础上，进一步提高了生产 效率。如今，计算机控制技术早已深入生产、生活各个领域。无 论是力求达到高精度控制的过程控制系统还是民用摄影、 摄像器 材，早已不同程度的实现数字化与自动化。 而在高职院校自动化 专业的教学体系中， 以系列芯片讲解为主的计算机控制技术课程 深受广大师生的关注。 计算机控制技术课程以 z 变换作为数学基 础，以小型计算机控制系统作为样本展开对于数字调节器控制算 法、计算机控制系统硬件结构等方面知识的讲解。 一、授课计划与讲课提纲的制定 教案是一名教师授课的总体方案， 应包括授课计划与讲课提 纲两部分， 此课针对自动化专业专科学生， 他们大多具备扎实的 理论基础和较强的动手实际操作能力。 我根据高职自动化专业大 三学生学习特点制定了以下的授课计划与讲课提纲， 以达到学生 能有效掌握 A/D 转换基本原理的教学目的。 1、授课计划要明确本节的教学目的、授课方法、教学重点 与难点、作业布置的原则等内容： 教学目的：让学生掌握模/数转换概念、基本理论，了解 ADC0809芯片的功能，弓I脚与时序； 授课方法： 理论讲述模 / 数转换原理， 仿真使用模 / 数转换 通道对现场模拟量进行转换； 教学重点：ADC0809芯片功能及其与MPU主控单元的接线 方法； 教学难点：ADC0809最小分辨率概念及转换时序； 作业布置： 结合高职院校学生学习特点， 让学生在课下继 续开动脑筋，认真复习功课。 2、结合本节教学目的，制定相应的讲课提纲如下： 回顾上节：复习上节概念时与本节内容要形成紧密联系， 使回顾环节在教学中起到承上启下的作用； 导入新课： 以提纲方式利用现实生产、 生活中应用实例弓 起学生学习兴趣； 讲解新课： 根据授课计划， 选取多媒体仿真与理论讲授为 主的授课方式，在互动的活跃气氛中使学生充分掌握新知识； 巩固新课：根据学生课堂反应，结合模 /数转换技术重点 与难点进行新课及时巩固； 总结与作业： 作业布置要考虑使学生课下主动发挥学习积 极性，本节以具体模拟电压转换为数字信号作为课后习题。 二、以板书形式进行模 / 数转换理论教学 理论讲授主要涉及模 / 数转换原理（最小分辨率）、 ADC0809 芯片主体功能及其与 MPU连接电路设计。这部分内容理论性强， 青年教师应本着从原创的角度出发， 一步一步渗透 A/D 转换的功 能，A/D转换电路的设计及LSB的概念。这样在理论讲述时，更 容易让学生接受原本生硬的理论内容。 总之不管采取何种教学方 式，都首先要考虑听者 （学生） 感受，加强与听者的沟通， 交流。 另外，以板书形式讲解模 /数转换理论知识，可以为学生留 下一块完整、详实的板书，有助于学生进一步开发模 /数转换产 品和留下相关课堂笔记。 理论的学习是为了系统掌握市场占有率 最大的一款模/数转换芯片ADC0809勺基本性能，接下来是通过 控制系统模拟量输入通道的仿真和实验让学生学习 ADC0809的 工业实际应用。 三、以计算机仿真为主的实验教学环节 学生在仿真环境 Proteus 中自行建立以 MPU（ 8 051）和 ADC0809为核心的仿真电路连线，然后可下载模拟电压信号转换 程序，在MPI程序存储器中，进一步实现由模拟量到数字量的转 换仿真，计算机仿真教学环节的引入是为了让学生直观的体会 ADC0809勺转换功能、转换速度与精度等理论讲解中曾提到的基 本概念。 这里的仿真教学是指导实际芯片设计的基础， 计算机仿真所 提供的参数将为接下来控制器与 A/D芯片连接实验提供可能的 评估（正常运行与故障风险评估）。让学生在真正构建反馈通道 前做到“心中有数”。 四、模拟量输入通道研发与实验阶段 1、目标任务：学生分组构建模拟量温度采集、显示电路。 2、 使用芯片：控制单元（MPU、转换单元（ADC0809、 采集单元（温度传感器）、显示单元（LED电子显示屏）。 3、 系统构建：学生领取相应分离电子元件后，构建一个从 温度传感到模拟电压变送再到数字显示的小型模拟量输入通道 模型。 4、 总线接法：根据ADC0809本身特点，其与MPU勺数据线、 地址线及控制线主要采用直接连线的方法。 5、 实验数据：学生将实验中所得出勺数据进行记录，用理 论中讲解勺量化偏差概念判别所得数据勺正确性。 五、总结 高职教育旨在培养理论扎实， 且具备较强操作能力勺技能型 劳动者，高职计算机控制技术教学在首先考虑理论讲解勺基础 上，还要更加注重对学生实际动手