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摘 要 计算机控制技术中模/数转换技术的教学涉及理论讲解、计算机仿真与实验教学这三个核心环节，这些环节环环相扣，相辅相成，缺一不可。学生在具备良好的理论知识基础上，经教师指导可进入对模/数转换技术的计算机仿真与实验阶段。计算机仿真和芯片实验是高职学生十分感兴趣的教学内容，专业课教师应尽力对学生在理论、仿真与实验各环节进行耐心指导，达到教、学相长，促进高职教学水平提高的目的。
关键词 计算机控制技术 模/数转换技术 教学 仿真 实验
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：
①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，引脚与时序；
②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；
③教学重点：ADC0809芯片功能及其与MPU主控单元的接线方法；
④教学难点：ADC0809最小分辨率概念及转换时序；
⑤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：
①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；
②导入新课：以提纲方式利用现实生产、生活中应用实例引起学生学习兴趣；
③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；
④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；
⑤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的基本性能，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（8051）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MPU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的转换功能、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的数据线、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的数据进行记录，用理论中讲解的量化偏差概念判别所得数据的正确性。
五、总结
高职教育旨在培养理论扎实，且具备较强操作能力的技能型劳动者，高职计算机控制技术教学在首先考虑理论讲解的基础上，还要更加注重对学生实际动手操作能力的培养。让学生学会用理论指导实践，以实践充实理论学习。这是一个循序渐进的过程，要求学生学习时有耐心且充满兴趣，教师在讲授理论和指导实验操作过程中要充满责任心，关心每一个同学的学习过程。这样才能做到教、学相长，教师教学水平才会真正提高。
参考文献：
[1]测控技术[J].中国核心期刊（遴选）数据库.
[2]单片机原理与应用[M].北京航空航天大学出版社.
[3]微机原理与应用[M].兵器工业出版社.
（作者单位：大连海洋大学职业技术学院）
关键词 计算机控制技术 模/数转换技术 教学 仿真 实验
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：
①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，引脚与时序；
②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；
③教学重点：ADC0809芯片功能及其与MPU主控单元的接线方法；
④教学难点：ADC0809最小分辨率概念及转换时序；
⑤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：
①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；
②导入新课：以提纲方式利用现实生产、生活中应用实例引起学生学习兴趣；
③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；
④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；
⑤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的基本性能，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（8051）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MPU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的转换功能、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的数据线、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的数据进行记录，用理论中讲解的量化偏差概念判别所得数据的正确性。
五、总结
高职教育旨在培养理论扎实，且具备较强操作能力的技能型劳动者，高职计算机控制技术教学在首先考虑理论讲解的基础上，还要更加注重对学生实际动手操作能力的培养。让学生学会用理论指导实践，以实践充实理论学习。这是一个循序渐进的过程，要求学生学习时有耐心且充满兴趣，教师在讲授理论和指导实验操作过程中要充满责任心，关心每一个同学的学习过程。这样才能做到教、学相长，教师教学水平才会真正提高。
参考文献：
[1]测控技术[J].中国核心期刊（遴选）数据库.
[2]单片机原理与应用[M].北京航空航天大学出版社.
[3]微机原理与应用[M].兵器工业出版社.
（作者单位：大连海洋大学职业技术学院）