微机控制与接口技术实验教学的研究与探讨

微机控制与接口技术实验教学的研究与探讨

一、前言
　　随着计算机技论文联盟http://术的飞速发展及其应用领域的不断拓宽，微机控制与接口技术逐渐成为计算机应用中最有潜力和最为活跃的一个领域。面对挑战与机遇并存的发展形势，不但电气工程与自动化专业、信息工程专业、测控技术与仪器专业的高年级本科生、研究生，而且许多工程技术人员也急需掌握微机控制与接口技术的研究与开发手段，实现对传统产业的技术改造，研制新型特别是智能化的工业产品。
　　二、微机控制与接口技术的教学现状
　　微机控制与接口技术这门课涵盖了微机控制系统构造、接口技术与输入/输出通道、开环数字程序控制、数字pid控制、数字调节器直接设计方法、模糊控制技术、神经网络控制技术、遗传算法、微机控制系统的设计等内容，主要采用课堂教学、实验的方法，通过课堂讨论、课后作业、实验设计与调试、测验与讲评，使学生在掌握基本原理的基础上，并通过实验、设计加以应用。
　　微机控制与接口技术是一门应用性很强的专业技术课程，具有理论要求高、实践性强的特点。大部分学生都感觉到这门课程的理论课知识点不仅枯燥，而且非常抽象，不容易理解。为了解决这一方面的矛盾，应该加强实践教学的力度，使知识点在一个一个的模块中体现。这样，才能在有限的理论教学学时内和有限的实验条件下达到很好的教学目标，使学生不仅可以学到系统知识，也可以形象地了解到知识点的具体使用，为后续的动手实践打下良好的基础。
　　然而现在很多高校的实验课上，都是学生照着老师的步骤连接好各种线路，再把现成的程序录入、调试运行，观察结果写出实验报告就行了。WWw.133229.CoM最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。基本上学生没有自主的创新环节。而实践教学的目的除了验证基本理论和掌握基本应用外，更主要的应该是培养学生研究能力、创新能力和和思维方式以及工程实践能力。为此在微机控制与接口技术的实验教学内容设置上应充分考虑上述能力的培养，进一步加强理论与实践的结合，培养学生的创新能力和思维方式，提高学生的动手能力和综合素质，才能适应“工程应用型创新人才”的培养要求。
　　三、微机控制与接口技术的实验教学设置
　　微机控制与接口技术的实验课程应该先从过程通道和数据采集处理着手，再开展系统的数字程序控制、数字pid闭环控制、数字调节器直接设计方法的实验研究，随后再引入智能控制实验和can总线实验，这样才能使学生对新型的控制算法有所了解和认识。最后还要开展控制系统应用实验，并提供快速（直流电机）和慢速（温度）两种实验对象，这样便于构成不同的闭环系统，才能让学生对闭环系统的整体构成有所认识，并能针对不同的对象选择不同的控制策略或控制参数，从而对真实对象进行实时控制。
　　为了达到以上的微机控制与接口技术实验教学目标，可以具体划分成7大实验单元，以及每个单元下所要完成的具体实验任务，如表1所示：
　　
　　
　　表1 实验教学单元的具体划分
　　由于受实验教学条件的限制，有些实验室不能都完成以上的7大实验单元中的所有实验任务，但是在最基本的实验教学条件下，我们必须在紧扣课程教学大纲和实验教学大纲的前提下，结合几个典型应用，把全部实验内容精简浓缩成以下的3个方面的实验任务，才能基本达到微机控制与接口技术实验课程的教学目标。下面我们就对分别对这3个方面的实验任务的实验目的和实验内容进行一个简单的描述。
　　1.数／模转换与模／数转换。①实验目的和任务：熟悉实验系统软硬件的使用方法；熟悉模／数、数／模信号转换的基本原理；掌握adc0809、tlc7528芯片的使用方法；掌握模／数转化的量化特性。②实验内容：编写实验程序，将－5v—+5v的电压作为adc0809的模拟量输入，将转换所得的8位数字量保存于变量中；编写实验程序，实现d/a转换产生周期性三角波，并用示波器观察波形。
　　2.信号的采样。①实验目的和任务：熟悉信号的采样过程；掌握采样周期对输出波形的影响。②实验内容：编写程序，实现信号通过a/d转换器转换成数字量送到控制计算机，计算机再把数字量送到d/a转换器输出。
　　3.积分分离pid控制实验。①实验目的和任务：了解pid参数对系统性能的影响；学习凑试法整定pid参数；掌握积分分离法pid控制规律。②实验内容：根据实验原理进行正确接线，用凑试法可以整定出控制参数，然后选择这一组控制参数进行控制，观察控制效果。改变积分分离值，重新观察控制效果。