电气自动化类专业Word文件下载.docx
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学时
学分
开课学期
考核方式
适用专业
开课单位
AL042030
单片机原理及应用实验
实验
8
0.5
4
实验报告
电气工程及自动化、自动化
二、课程性质
单片机原理及应用实验课程是电气工程及其自动化专业、自动化专业的主干课之一，是技术型专业基础课。
本实验课程是一门学科专业基础课，是单片机原理及应用等测控系统相应专业课和实践课的实践基础，使学生更好地理解和巩固课堂上所讲的理论知识，提高学生的动手能力，为后续专业课和实践教学的学习打好基础。
三、课程基本理念
通过本实验课程使学生掌握单片机最小系统的硬件组成、软件开发方法，掌握流行的开发软件针对单片机输入／输出（I/O）接口的程序编制及应用技术。
尤其针对单片机内部定时器的应用，显示电路的编程和键盘扫描程序的编制做重点训练。
为后期的单片机原理及应用课程设计和课程实习奠定基础。
对在这方面学习兴趣浓厚的同学加强实践引导。
四、课程的设计思路
本课程要求学生按照实验指导书，按照实验项目要求，利用实验开发板，每2个学时完成指定的实验内容的程序调试，并按指导书要求完成实验报告，主要训练学生硬件电路的绘制，程序框图的绘制，调试软件的使用，程序调试的基本方法和技巧。
激发学生动手实践的热情和兴趣。
第二部分课程目标
一、总体目标
单片机原理及应用实验课是《单片机原理及应用》和与之相关的实践教学环节的重要组成部分，本实验侧重于对单片机最小系统的定时器、显示电路、键盘电路的认识和程序编制使学生掌握单片机最小系统的基本组成，程序编制及调试开发的基本流程和方法。
二、具体目标
1.知识与方法：
进一步巩固和加深对《单片机原理及应用》基本知识的理解，熟悉单片机系统的开发环境，开发流程。
对单片机最小系统的认识上升到理性阶段。
熟练应用C51程序设计语言，利用开发工具软件完成系统软件的模块化设计；
实现系统的软件硬件联合调试与运行测试，掌握单片机输入输出接口和定时器的简单应用及开发流程、开发方法，培养学生解决单片机测控系统设计与开发的基本能力。
2.技能与能力：
培养学生具备电子电路图的识图能力，并能熟练运用到硬件电路的设计与仿真电路的绘制；
熟练单片机开发软件的应用，规范绘制电路硬件原理图和程序框图，掌握实验原理、实验步骤；
学会程序框图的设计绘制、程序代码的设计与调试能力；
掌握系统软件硬件联合调试的技巧和基本方法；
按实验指导书要求，能独立完成实验报告，实现实验题目要求功能。
3.情感与态度：
培养学生勤于实践，不盲从书本和前人的创新精神；
养成踏实勤奋的学习态度，实事求是的科学精神；
透过现象发现问题解决问题的锲而不舍的钻研精神和敏锐的科学素养。
第三部分内容标准
一、课程结构
序号
项目名称
实践类型
组织形式
教学场地
仪器设备
学时分配
备注
1
单片机开发环境的联合使用——以简单流水灯项目为例
验证
分组实验
实验室
电脑开发板
2学时
有预习程序清单才可做实验
2
复杂点亮历程的流水灯实验
3
中断与定时流水灯控制实验与仿真调试
LED显示实验
5
独立键盘扫描实验
指导自学
二、具体内容和标准
任务名称
主要内容
内容标准
教学建议与说明
Keil和Proteus软件的应用；
软件延时函数的编写；
单片机输出口的应用
熟练掌握单片机开发软件的基本应用；
掌握带形参的子程序的编写及应用
为降低学习难度，从实验开始有意识地引导用C51编制程序
继续熟练开发软件的应用，数组查表的应用
进一步熟练单片机开发环境，对单片机输出接口的应用增加感性认识，从而熟练应用
利用Keil观察窗口，使学生直观认识输出接口的输出能力
单片机内部定时器工作于中断方式的应用
熟练单片机几个中断源的初始化设置；
定时器的几种工作方式，及常用工作方式的应用
利用Keil观察窗口，使学生进一步掌握定时器的工作原理，中断程序的运行情况
配合定时器的应用，动态扫描显示的硬件电路和程序编制与调试
掌握动态扫描显示的驱动电路和程序编制
利用开发软件，分步运行程序，使学生认识动态扫描显示的工作原理及程序运行效果
配合流水灯，单片机输入接口与输出接口的联合应用
掌握键盘输入电路及单片机输入接口的典型应用
掌握输入接口的应用及程序编制和软件仿真
第四部分课程实施建议
一、教学建议
（一）课程组织形式
每个自然班安排一名指导教师负责课程实验的全程指导，指导教师负责进行课程实验指导书的编写与修订、日常教学组织考勤、学生实验全程的辅导、实验报告的批阅、和成绩给定及提交等工作。
在电脑和实验开发板数量充足的情况下每名同学独立完成实验项目。
一般分课前预习、试验和分析讨论、书写实验报告三个阶段，各个阶段要求如下：
1）课前预习
要求在预习时仔细阅读实验指导书，复习教科书或教学参考书中有关章节或参考有关资料，明确实验目的、任务，了解实验基本原理以及实验线路、方法、步骤；
清楚实验要实现哪些功能，要观察哪些现象，注意哪些事项。
2）实验
（1）教师在实验前讲授实验要求及注意事项；
（2）熟悉实验开发板的基本组成和相应实验项目的硬件电路；
（3）实现硬件电路的连线，录入预习程序，按照程序调试的基本方法，进行软件编译调试，直到没有语法错误；
（4）将程序下载到开发板，运行程序，经过软件硬件的联合调试，实现实验项目指定的功能，将预习程序清单中的错误进行修订；
（5）根据现场老师指定的功能要求，练习程序的修改和移植；
（6）结尾工作完成规定实验题目全部功能，然后交指导教师签字后方可拆线。
最后将实验开发板放好，搞好清洁卫生工作方可离开实验室。
3）书写实验报告
利用课下时间整理实验报告，每人完成相应项目的硬件电路图、程序框图的绘制，写出调试通过的程序清单，提交实验报告。
（二）教学模式、策略和方法
单片机实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与开发软件的基本应用。
培养学生学会根据实验目的设计硬件电路，设计程序流程，使用常用的开发工具完成单片机应用的简单开发，从而完成实验报告。
在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。
按实验过程基本要求如下：
1.实验前的准备
1）实验前应复习教科书中有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应掌握的知识要点等。
2）实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。
3）认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。
2.实验进行
1）为了锻炼动手能力鼓励1人独立实验。
搞清实验硬件原理，实现硬件连线；
软件编程思路清晰，开发软件的使用尽快熟悉，以便将主要精力用于实验程序的调试与运行。
2）观察程序运行现象
预习时对题目指定实现的功能要清楚，程序调试过程中根据调试软件的提示独立排错，根据程序运行的现象，找出程序或硬件电路存在的问题，将问题逐一修改，积累程序调试经验。
3）认真负责，实验有始有终
实验完毕，须由指导教师核准实验效果。
经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。
3.实验报告
1）实验报告要简明扼要、字迹清楚、原理图布局合理，绘制准确；
软件框图规范，逻辑正确。
将调试过程中出现的问题及问题的解决情况及时总结，以积累调试程序经验。
2）实验报告包括以下内容：
实验名称、专业班级、姓名、实验日期、实验地点；
实验电路图、软件程序框图、程序清单、心得体会等。
3）可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。
实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。
每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。
二、实验条件建议
按专业培养方案本课程在第四学期进行，实验室需要配备多媒体教学设备一套、电脑（1台/人）、实验开发板套件、杜邦线、网络和WIFI，保证学生的开发环境和训练条件。
三、评价建议
学生在完成规定的实验内容的情况下，写出实验报告。
由指导教师根据出勤、实验程序调试的现场表现、实验报告中电路图的绘制、程序框图的绘制等完成的质量，按优、良、及格、不及格四级评定成绩验实习成绩记入学生学籍档案，无实验成绩或实验成绩不及格者需进行补修，否则不能毕业。
本课程采用平时考核，结合每次实验的现场调试情况和实验报告评分，综合评定期末成绩（期末不另设独立的实验考试），平时考核占50％，实验报告占50％。
实验成绩分为五级：
优秀、良好、中等、及格和不及格。
（1）优秀：
目的明确，态度端正，程序调试认真，能够触类旁通，举一反三。
实验报告书写工整，绘图规范。
程序编制调试准确。
（2）良好：
目的明确，态度端正，程序调试认真，能主动思考问题。
实验报告书写较工整，绘图较规范。
（3）中等：
目的明确，态度较端正，程序调试较认真。
程序编制调试较准确。
（4）及格：
目的基本明确，态度较端正，程序调试较认真。
（5）不及格：
目的不明确，态度不端正，程序调试不认真。
实验报告书写潦草，绘图不规范。
程序编制调试不准确。
四、教材选择与编写建议
使用自编的《单片机原理及应用课程实验指导书》
参考书目
[1]彭伟.单片机C语言程序设计实训100例——基于8051+Proteus仿真.北京:
电子工业出版社,2011
[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略.北京:
电子工业出版社,2009
[3]刘建清.轻松玩转51单片机C语言.北京：
北京航空航天大学出版社，2010
[4]谭浩强.C程序设计.北京：
清华大学出版社，1991
[5]求是科技.单片机典型模块设计实例导航。
北京：
人民邮电出版社，2004
[6]苏家健.单片及原理及应用技术.北京:
高等教育出版社,2004
[7]宏晶科技STCMicrocontrollerHandbook,2007
[8]单片机教程网
[9]胡汉才.单片微机原理及其接口技术.清华大学出版社,2010（推荐教材）
[10]李广弟.单片机原理.北京：
北京航空航天大学出版社，2007
五、负责人
1.执笔人：
马继伟
2.审核人：
马玉泉
3．专业带头人：
马玉泉、林红举
4.完成时间：
2017年
《电机与拖动实验》课程标准
AL042060
电机与拖动实验
自动化
电机与拖动实验是自动化专业的主要技术基础课程，既带有基础性又带有专业性。
是电力拖动自动控制系统、电气控制技术与PLC、工业企业供电等其它专业课的实践基础，本课程使学生更好理解和巩固课堂上所讲的理论知识，提高学生的动手能力，加强学生独立分析问题和解决问题的能力，为进一步学习专业课做好准备，并为今后从事专业相关工作打下坚实基础。
以电机拖动实验和工程应用需求为逻辑起点，以学生职业能力培养和职业素质养成为主线，以工作过程为导向，以典型工作任务分析为依据，以真实工作任务为载体，以校内双师教师为主导组织教学。
按照应用型高技术人才能力培养的要求，将学生职业能力培养的基本规律与课程系统化、以及学生专业能力、方法能力相结合，形成以工作过程为导向，以学生为中心，教、学、做一体化的工学结合教学模式。
通过行为导向的项目式教学，加强学生实验技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；
独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；
与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
电机与拖动实验课是《电机与拖动》和其它相近课程的重要组成部分，本实验讲义只侧重于掌握实验方法，并运用课堂上学到的电机理论知识来分析研究实验中的各种问题，得出必要的结论，从而达到培养学生在电机拖动这门学科中具备分析问题和解决问题的初步能力。
1.知识与方法
根据专业人才培养要求，结合国家职业标准，将电气设备知识与电气试验及其试验设备的操作、检测等典型工作任务相结合，将涉及到的“供用电设备的工作原理和基本结构”、“电气试验的基本操作”、“电气试验的安全知识”、“电气试验的准备”、“电气试验的现行操作规程”、“维修电工的职业标准”等多方面的内容进行整合，确定课程知识目标是：
熟悉电机拖动的基本工作原理和构成、相关电机拖动实验的安全操作规程，掌握典型电机拖动实验的基本操作技术要求和技术标准。
电机与拖动实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
培养学生学会根据实验目的拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。
2.技能与能力
通过本课程的学习，学生应达到下列要求：
1）进一步巩固和加深对《电机与拖动》基本知识的理解，同时锻炼学生认真独立完成任务的能力。
2）通过实验培养学生独立思考问题、解决问题的能力。
3）能正确使用仪器设备，掌握实验原理、实验步骤及操作规范。
4）能独立完成实验报告准确处理实验数据，正确绘制电路原理图。
3.情感与态度
培养学生与同学、老师的沟通能力，培养学生的社会公德意识，培养学生敬岗爱业精神。
序号
实验类型
变压器实验
验证型实验
电机实验组
感应电动机实验
综合型实验
直流电动机实验
直流发电机实验
三相变压器参数测试实验
1）测变比
2）空载试验
3）短路实验
通过空载实验、短路实验求取等效电路参数
1学时
三相变压器特性测试
负载外特性试验
纯电阻负载试验外特性在
的条件下，测取
确定三相变压器运行特性
三相感应电动机参数测试实验
1）观察绕线式异步电机的结构，判定定子绕组的首末端；
2）绕线式异步电机的起动
3）空载试验
4）短路实验
测定感应电动机的等效电路参数
三感应电机特性测试
1）观察起动设备的结构；
2）绕线式异步电机的起动：
转子串变阻器起动
3）绕线式异步电机的调速：
转子串变阻器调速和自耦变压器调压调速。
通过试验掌握绕线式异步电动机的起动与调速方法。
1）直流电动机的起动和改变转向的方法；
2）、直流电动机额定点的求取及卸负载停车的方法；
3）测取他励直流电动机的工作特性；
4）测取直流电动机调速特性；
1）熟悉直流他励电动机的起动、调速和改变转速的方法。
2）用实验方法求他励电动机的工作特性。
3）学习测取直流电动机的机械特性的方法。
6
1）研究并励发电机的自励条件并测取并励发电机的外特性；
2）他励发电机额定运行点的调节和带负载的操作方法；
3）测取他励发电机的空载特性、外特性和调节特性；
1）掌握直流发电机的实验研究方法；
2）掌握直流发电机自励发电时的自励条件并观察自励过程；
3）用实验方法测取直流发电机的主要运行特性。
实验以小组为单位进行，每组由3人组成，推选一人负责组织全组的试验工作。
试验课一般分课前预习、试验和分析讨论、书写实验报告三个阶段，各个阶段要求如下：
要求在预习时仔细阅读试验指导书，复习教科书或教学参考书中有关章节或参考有关资料，明确试验目的、任务，了解试验基本原理以及试验线路、方法、步骤；
清楚实验中要观察哪些现象，记录哪些数据和注意哪些事项。
（2）熟悉被试电机的铭牌数据（如额定功率、额定电压、额定电流及额定转速等），了解其型式及结构，然后正确选用仪表量程和设备。
（3）分工接线，互相检查，讨论更正。
经自查无误并请教师复查后才能合电源开机实验。
如实验过程中改变线路，也必须经教师检查。
（4）在实验进行中，由于机组运转噪声较大、老调节参数需与其他同学配合时，均应采用一定的手势，不要高声叫喊。
（5）实验按预定步骤进行，注意正确的操作方法，观察分析现象，并由一人指挥分工同时读数。
实验如发现异常现象或数据有问题时，应及时切断电源停止实验，进行分析研究，不可盲动，以免发生事故。
（6）记录数据填在预先画好的表格里，记录所用的仪表、机组编号，以便事后发现问题时查核。
（7）结尾工作
完成全部规定的实验项目，先对实验数据进行初步检查分析，看有无漏误，然后交指导教师签字后方可拆线。
最后将仪表开关和导线整理好，按规定位置放好，搞好清洁卫生工作方可离开实验室。
现按实验过程提出下列基本要求。
1）实验前应复习教科书中有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等），并按照实验项目准备记录抄表等。
1）实验的进行建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由3～4人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。
2）选择组件和仪表
实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。
3）按图接线
根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。
为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。
4）起动电机，观察仪表
在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常（如指针正、反向是否超满量程等）。
如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；
如果一切正常，即可正式开始实验。
5）测取数据
预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。
正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。
6）认真负责，实验有始有终
实验完毕，须将数据交指导教师审阅。
1）实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。
2）实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。
3）实验报告包括以下内容：
实验名称、专业班级、姓名、实验日期、室温℃；
列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据（
、
）等；
列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等；
数据的整理和计算；
按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cm×
8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线，不在曲线上的点仍按实际数据标出。
4）根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。
（三）教学媒体手段
电机实验室实验台，演示、讲授，学生分组实验
（四）学生学习准备
1.实验前应复习教科书中有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等），并按照实验项目准备记录抄表等。
2.实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。
3.认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。
二、实验（实践）条件建议
（一）教学时间设定
每项实验项目标准用时规定为1学时或2学时，具体实验项目根据电机学理论课程进度安排，在相应理论课结束后及时进行。
（二）场地与环境要求
电机与拖动实验在电机学实验室进行，5组电机学实验台满足每次15人的实验场地要求。
实验室电源需要漏电保护，且电源容量不小于30kVA。
实验室照明良好。
（三）仪器、设备与设施
1）DJT-Ⅱ实验台
2）三相可调电源DY03、直流电源DY02、三相功率表DSM12、三相无功功率表DSM13、电流测量查插板DSM29、交流数模电流表DSM05、数字万用表、双交流接触器DSM31，20M示波器。
直流数模电压表DSM07，DC600V、DC300V、直流数模电流表DSM08，DC20A、DC1A、磁场
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