电路论文

电子式多功能电能表的设计与实现 本文阐述了电子式多功能电能表的设计方法、硬件设计的技术关键和软件设计流程。并以NEC的uPD78F0338单片机为例,实现了一款具有四种费率、六条负荷曲线和两套费率结构的三相四线电子式多功能电能表 电子式多功能电能表主要针对国内市场三相用电的工业用户。随着电力行业改革深入,工业三相用电对多功能电能表的需求大量增加。目前国内多功能表种类少、价格较高、功能不完善,往往仅是针对某些地区的特定要求开发,缺乏通用性,某些产品未能完全达到国标的要求。本文介绍的电子式多功能电能表正是为了适应这种市场需求而设计的。 这是一款智能型高科技电能计量产品,该表可以同时计量正/反向有功电能、正/反向无功电能、四象限无功电能,还具有多费率控制,负荷曲线记录,各相失压、过压、频率超限记录,数据LCD显示等多种功能。主站可以通过RS-485总线或手持红外抄表器对该电表进行查表、设表、抄表等操作。 软件代码全部采用C/C++语言编写,编码效率高,可维护性好,便于实现模块化设计,可根据用户的需求方便地对功能模块进行裁剪。而且代码经过优化,其生成的目标代码大小和执行效率已与汇编代码相差无几。该产品的技术指标全面符合GB/T 17215-1998《1级和2级静止式交流有功电度表》、DL/T614-1997《多功能电能表》和DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》的要求。 多功能电能表的总体结构和硬件设计 多功能表总体结构 电子式多功能电能表硬件的核心MCU主控制器,它负责按键输入扫描、工作状态检测,计量数据的读入、计算和存储、电表参数的现场配置以及与外界的通信控制等。其主要功能单元包括MCU主控制器单元、电量计量模块、红外和RS—485通信模块、校表模块、EEPROM存储阵列等;其他辅助模块主要有:时钟日历电路、工作异常报警电路、按键输入电路、复位和看门狗电路、开关电源模块和后备电池电路、大屏幕液晶显示模块和LED显示模块。多功能表总体结构框图如图1所示。 高性能主控制器单元 主控制器采用NEC公司8位单片机中的高档产品uPD78P0338。该款单片机为120脚QFP封装,单片集成有60KBFlash、一个异步通信串行口、40x4段LCD驱动器、高达10MHz的总线时钟和10路10位精度的ADC,并可通过简单的接口进行在系统编程,极大地方便在线调试和软件升级。并且支持高级语言,较好地满足了多功能表任务繁多、数据量庞大、算法较复杂的功能要求。 串口复用通信单元 通信电路模块主要包括TSOPl838红外接收头、红外发射二极管、载波电路、MAX487专用485收发电路、驱动/开关二极管和其他元件。 本电能表为便于用户抄表,设计有红外本地抄表和RS-485集中抄表两种串行抄表方式,因为uPD78F0338仅有一个串口,故通信电路设计时采用串口复用技术。由9012、9014和若干电阻等器件组成互补开关,由MCU的一个I/O口来控制红外和RS-485通信方式的切换,如图2所示。 高精度电量计量模块 计量模块由高精度专用电能计量芯片SA9904,电流互感器和其他外围电路元件组成。SA9904是Sames公司生产的一款三相双向功率/电能计量芯片,可以计量有功/无功功率、电压、频率、相序异常等,可以单独计量每一相的用电信息,符合IEC521/1036标准,可达到1级交流电能表的精度要求,各数据寄存器具有24位精度,可通过三线SPI接口与CPU交换数据。从而可以较好地适应多功能表需要计量多种电量数据的要求。SA9904引脚及其外围电路图如图3所示。 其中,CLK、DO、DI构成与MCU控制器的接口,用于传输控制命令和测得的电量数据,IIps、IIPt、IIPr用来对电流取样,IVPl、IVP2、IVP3用来对电压取样。 时钟日历模块 时钟电路采用EPSON生产的RTC-4553实时时钟芯片。内部集成了的石英晶体振荡器,简化外围电路,并可以根据需要进行自由设置以得到较高的频率;同时集成有时钟和日历计数器,可选择24或12小时显示模式,时钟可通过软件方式进行间隔30秒的调整,并提供或1024Hz的定时脉冲输出,以便于在电能表的外部对时钟精度进行定期检查。RTC-4553引脚及其外围电路图如图4所示。其中,SCK、Sin、Sout与主处理器接口,用于发送控制指令或者传输日期时间数据,本系统日历时钟模块采用电池作后备电源,以确保在停电状态下,日期时间的准确无误。 多功能电能表的软件设计 数据结构设计 多功能电能表涉及的数据类型种类繁多。按字节分包括单字节、双字节、三字节、四字节和六字节等,按表征的意义分有时间、时刻、电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、次数、功率因数、门限、状态字、系数、表号等。复杂的数据类型对数据结构的设计提出了较高的要求,本实现方案通过采用多种数据寻址方式和多种类型存储器较好地解决了这一问题。 数据结构设计要点 系统的数据存放方式有:内部ROM、RAM和外挂EEPROM。 内部ROM用来存放大量的常数表格,RAM用于存放临时变量和堆栈,本方案需要左右的RAM,串行EEPROM则存储各种用户电量数据和设表参数,通过12C总线与CPU交换数据,电能表按设计需求的最大要求大约需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通过级联来实现。 数据寻址方式 EEPROM数据访问采用两种方式;直接地址访问,通过数据的EEPROM地址直接读写数据;数据ID寻址,通过数据的编码读写数据。 通信口复用功能设计 红外通信和RS-485共用一个串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信开始都有一低电平位(0),因此将红外接收端(与485接收端用一三极管隔开)引到一中断引脚INTP1,通过其引发的中断可判断串行口数据是否来自红外。发送时按时应方式发送,使其不互相干扰。由于红外通信和遥控接收用同一接收管,因此在判断红外来源的中断中启动定时器INTTM4检测红外接收端,如果检测到脉冲宽度为9ms或,则判断为红外遥控,并根据定时检测遥控编码;否则判断为红外产生的串行口接收中断,并将定时检测关闭。 红外调制信号由CPU内部分频输出(P05/PCL)。f=fx/27=。 因红外发送字节之间可选有15～20ms的延时,而485通信则不需要延时。数据发送在发送中断中进行,红外通信在发送操作后立即关闭发送中断允许,待延时时间到后再允许发送中断。 多功能表程序流程图 多功能表主程序流程主要包括初始化、数据校验、负荷曲线修补和事务处理等,其流程图如图5所示。 日常事务处理流程集中体现了多功能表的大部分主要功能,包括费率处理、计量数据采集及处理、自动抄表、电能脉冲输出、校表模块和掉电检测及处理模块等,其流程图如图6所示。

电工电子技术论文

导语：我国制造工业的高速发展使得当今社会急需大量的技术人才，同时要求技术人才具备更高的实际操作技能。本文将论述探讨一下电子电拖电子技能实训在教学中的应用问题。以下是我整理电工电子技术论文的资料，欢迎阅读参考。

电子拖动与技能训练现在已经成为中等职业教育维修电工专业的学生必修的一门课程了。但是实际在教学中，理论教学与实习往往都是分开上课，实行的是“周倒制”。然而，现在技校里的学生普片存在着文化基础相对薄弱、学习积极性不高等特点，他们在面对新知识、新课程，时原本注意力就不容易集中，再实行“周倒制”的教学方式，就使得他们更难进入到学习状态中去了。

在电子拖动与技能训练的教学中，实验是一项非常重要的教学环节。实验课不仅能帮助学生巩固和加深理解上课所学的基础理论知识，更为重要的是能够训练到他们的实验操作技能，进而培养出他们敢于操作、善于操作的能力，有助于学生树立严谨的科学学风。

1、培养目标和定位

对电气类技术人才的职业教育目标，是要求我们培养出的学生应当具备优良的职业道德和素质;在业务水平上，应具有熟练专业的操作技能;当踏入社会，走上职业岗位后，应具备可以继续发展的个人能力。总体来说，在校的学习阶段，要求学生能够通过学校的学习而具备必要的“应用知识”而不是“专业知识”或“专业理论”。从从事的工作领域来看，培养的学生在进入职场后，主要从事的是电气设备的运行、生产、维修、技术服务、管理等等在第一线的工作。这就要求他们需要拥有很强的技术操作能力和对知识的应用能力，以此来解决在工作上遇到的实际问题。

2、传统教学的缺陷

老式的课程教学方式是，首先在教室进行理论课的学习，在完成了理论的教学之后，实际的操作训练在专门的实习场所进行。一套完整的知识体系因为这种教学模式被割裂成两部分，把原本学生就难以理解的理论知识变得更加的抽象难懂。等到学生参加实作训练时，早已经把原本就没能理解的理论知识忘光了，在实际操作中只能机械的模仿老师的教学，而不能真正学到知识和技能。

这些缺陷可以具体概括为如下几点。

(1)基础理论的学习对于学生来说很抽象，学生不能把这些书本知识与生产实践有机的结合起来。

(2)学习内容相当枯燥，很难激发起学生的自主学习兴趣，难以提高学生的学习积极性。学生对于理论知识的记忆与理解只是被动的在大脑中反复记忆，更不要说要求他们能够达到灵活应用。

(3)传统的教学方式，理论教学与实践教学不协调。实践教学的内容是依据现有的实训条件，这样就会造成实训教学内容与理论教学内容不同步，这样使得学习重点模糊不清，教学内容缺乏针对性。

(4)现在很多学校一味追求职业资格等级考试的通过率。这样势必会给学生造成实习课无聊、枯燥的感受。

3、教学内容应调动学生的学习积极性

为了改进现在的教学模式，我们应该加强现场教学，努力激发学生学习兴趣。电力拖动是一门理论与实践紧密结合的学科。在电力拖动的教学中教师要加强现场教学的内容，例如现场演示、采用实物教学等手段，要充分的利用学生的各种感知信息之间的互相协调配合的作用。举个例子说明一下，比如在讲解接触器这课时，在介绍结构和原理时，教师可以让每位学生直观的看到，触摸到接触器的外观，然后再进一步的对接触器的动作过程进行演示，这样能激发学生的求知欲，学生很想知道接触器的工作原理，可促使学生积极思维、主动掌握规律、理解原理，产生学习兴趣。

还可以通过设置问题，来激发学生对学习的兴趣。往往，在进行实验课题训练时，如果严格的要求学生完全按照规范布置元器件，合理而美观走线，时时都在提醒学生注重细节，都必须要一次性到位，云云，这样是不会得到好的效果的。反而，我们应该时常在强调要求得基础上有意在示范电路板某个电气接点的过程中上做些小“文章”，例如通过人为设置电气接点故障点，可促使学生积极思考，排除故障点，最终通过多次这样训练之后，学生能够在不经意之间掌握那些常用的排处故障的方法。

4、教学方式的改进

由上节的表述可见，老式的课程安排缺乏科学性，降低了学生的学习积极性，不能培养出学生的实际操作应用技能，与今后学生进入社会后实际生产技能要求距离相差太远。这就要求我们要改革传统的课程体系和教学模式，要以我们的人才培养目标的要求为依据来重新设置课程设计内容，重新整合教学资源，突出教学中能力本位的特点，逐步实现以学生为中心，以教学大纲和培养目标为中心，以实习车间、实验室为中心的教育教学模式。

为了达到上述目标，教师在教学中应该采用“实践-理论-再实践”的一体化教学模式。具体思路是:让学生在学习之初先亲自到实习场地去参观观摩，以增加学生对所要学习知识的感性认识。其次是理论的教学，就是在参观现场之后，再回到课堂，利用课堂时间对学生进行理论的教学，让学生由感性认识能够上升到理性认识的程度，即由实践上升到理论。最后再实践，也就是指，在学生完成了相应的理论课之后，再回到操作车间、实验室中去，让学生亲自动手实践上课学到的理论知识，以达到让学生的理论与实践真正结合在一起的目的。在教学过程中，应该实现将现场教学作为主要教学手段的教学方式，而课堂教学仅仅起辅助的作用。这样既能提高学生的实际操作技能，又能让学生学习到与这些操作技能相关的基础知识。

在这里要向大家介绍一下德国职业教育界根据新时期的企业对于技术应用型人才的要求而提出的“行为引导型教学法”。这个教育方法是以培养学生的关键能力为教学目的。教学以学生为中心，教师只是作为教学活动的一个引导者，作为学生学习的辅导者和主持人，在教学过程中让学生自主独立地完成设计、完成整个教学过程。

这是一个值得我们学习的教育方法，那么他们是如何实施行为引导型教学法的呢?从教学的管理来分析，第一是要在教学之前拟定学习的课程单元，根据课程的特点及要求，对学习的领域进行适当的划分，再在每个划分出的学习领域中分解出职业的主要行为，再选择相应的专业教师拟定专门的学习内容，最后将行为分解成若干个不同的学习单元，并注意在教学单元时突出学生的主体地位。第二步是实施教学阶段，根据各个不同的学习单元制定相应的课时计划、日计划、周计划等。值得注意的是，无论哪一门课程，其原则都必须包含“能力目标、任务训练、学生主体”三要素。

5、教师的教学要求及安排

在制定教学安排时应该把学习目标渗透到项目中。要根据教学大纲的要求，精心的选择和设计课程项目。课程项目尽量做到典型，知识覆盖面要全，要具有一定的挑战性，能够激发学生的兴趣，并应当能够实施。要选择合适的项目，首先要了解该课程主要应该掌握的职业岗位能力。对于电力拖动与技能训练这样的专业课，需要以下技能:电动机基本控制线路的电路图绘制、识读，安装及检修;常用低压电器的选用、检修及识别;简单电路的设计能力;机床控制线路的电路图绘制、识读，检修和安装;电工工具和常用仪表的.熟练使用;能够为线路列出材料、元器件明细，并能通过计算选出器件的型号规格;掌握能表达电路的相关信息的术语;熟悉与文明安全生产相关的规定，能够安全的进行操作，文明的生产;建立产品的质量意识，树立良好职业道德观念。

要教“课”，不要教“书”

电力拖动技能训练过程不光要做到按行为引导型教学方法的要求划分单元的内容，还应该要注意到教学的系统性、逻辑性、连贯性，其内容应该按照知识体系来设计，每个单元的课题都应该有相应的理论内容来支撑实训的项目。而课程的内容要根据职业岗位能力的要求来制定，要按照行为引导型教学法的思路，来实现教学的目标。必须做到以课程的目标为教学的基准，因此，教师在教学的过程中是采用参考课本而不是以课本为准来设计教学过程。

因材施教

教师要实现本课程的教学目标，在教学方法上，就必须要以实践操作技能作为教学的主线，突出训练为整个教学的重点，使教学过程能充分的体现以培养职业能力为中心的特点。要根据学生的个人素质为基准，以教材为范本，提炼出学生“看得见、听得懂、摸得着”的“知识点、技能点、兴趣点”，同时要设计和处理好基础理论知识的学习与实践技能训练之间的关系，多多利用实物、实习设备进行直观教学。

以学定教，教无定法

学习应该是一个由学生自己来建构自己的知识体系的过程。在教育过程中教师应该始终坚持以学生为主体的方针，通过对教学内容的整合、重组来引发出学生的积极的学习兴趣，使教育的内容能更好地为学生将来的就业、为学生未来的发展提供服务。让学生在实践过程中学习掌握相关的知识，这一点对技校的学生来说是至关重要的学习之路。但同时，虽然在教学过程认定教学原则是必须需要，但不能固守某种固定的教学模式和方法。只要学生有兴趣，能主动参与，在能力上有显着提高，就是一个好的教学模式。

参考文献

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