数字稳压电源开发综合实训项目教师手册.docx
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数字稳压电源开发综合实训项目教师手册.docx
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数字稳压电源开发综合实训项目教师手册
综合实训项目教师指导手册
一、项目名称:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
二、教师指导职责
培养学生系统、完整、具体地解决实际问题的职业综合能力,使其掌握基本的电路设计、制作方法及技巧,能够独立的分析解决一般性质的问题。
通过本次实训学生能够掌握DC-DC电源系统的结构、组成及其工作原理;能够分析电源电路的功能及单片机基本电路功能;正确使用常用仪器、正确测试及测量电子器件和电子线路有关参数;能够看懂电路原理图、电路实际装配图,并能互相够协作完成电子产品从设计、器件选择、焊接、调试、故障排除到整机装配整个过程。
在此过程中指导学生照IPC工艺安装调试印制电路板,在设计与制作过程中能够从经济性和环保性等方面去考虑,鼓励其在设计与制作中自主学习,大胆实践,开拓创新,积极地将自己的想法掺加到实际电路当中去。
在指导学生综合实训过程中,要认真负责,在关键问题上把好关、作好导向工作。
对学生要放手锻炼,杜绝包办代替。
要注重培养学生的综合职业能力。
教师的具体职责为:
1.填写《教师指导记录表》制定指导计划,主要内容有:
项目的名称、基本内容要求、详细指导细则和安排等。
2.根据学生的具体情况制定综合实训任务,指导学生针对项目的工艺和控制要求进行资料的查阅,了解产品与工具,使学生规范完整地完成项目整个工作过程。
3.指导学生拟定实训计划,并通过分析、构思、比较、来选取设计方案,老师及时检查各组工作任务进展情况。
4.适当辅导、解答学生所遇到的技术、工艺和质量管理等方面问题;指导学生自主完成整个工作过程。
5.检查学生工作过程的作业文件和记录。
6.组织学生对项目进行研讨并评选出优秀班组和最佳产品。
7.及时了解工业中心所反映的学生的工作表现和职场氛围等方面的情况。
8.组织学生做好项目答辩工作。
三、综合实训项目控制要求和技术参数
设计并制作一个基于STC12C5410AD的数字稳压电源,系统框图如下图所示:
数字稳压电源系统框图
单片机通过对DC-DC电源变换器的电流、电压参数进行取样、处理,给出相应的PWM调制信号,来控制和稳定电源的输出电压,并同时实施过流检测、保护和报警功能。
完成如下参数的测量,具体见下表
参数表
序号
指标名称
指标要求
(1)
电压调整率Su:
Su=
Su≤0.5%
(2)
负载调整率SI:
SI=
SI≤1%
(3)
噪声纹波电压峰-峰值
≤1V
(4)
效率η:
≥75%
设计需考虑电路结构的简捷、材料成本低廉、调试测量方便等因素。
四.综合实训项目计划安排
步骤
项目名称
学生
老师
时间
场地
一、
方
案
设
计
一、数字稳压电源总体方案设计
1.了解项目背景及应用
讲授、指导、答疑、
提供部分资料
(STC12C5410AD.pdf、
张占松编写的《开关电
源的原理与设计》)
5天
工业中心三楼机房或流水线
2.分析项目的技术要求、技术参数和技术指标;
3资料查询,初步方案设计;
4.方案研讨,电路和软件流程草图形成;
5.确定设计方案。
二
计
划
二、元器件选择
1.根据控制方案选择元器件;
讲授
指导
答疑
3天
工业中心三楼机房
2.分析对比元器件的性价比;
3.对各部分电路进行功能和数据分析,确立最终方案;
三
实
施
三、绘制数字稳压电源电路原理图
1.用protel99SE软件电路图;
指导
答疑
3天
2.特殊原器件的绘制入库。
3.元器件和接插件明细表。
4.元器件采购与检验,工作安排。
四:
绘制数字稳压电源印制电路板图
1.用protel99SE软件绘制印制电路板图;
指导
答疑
4天
2.特殊封装的制作入库、电源和地线绘制等;
3.印制电路板文件输出
五:
制作数字稳压电源印制电路板
根据印制电路板图制作数字稳压电源印制电路板。
指导
答疑
(可选:
可选择在外面加工PCB板)
1天
PCB实训室
六:
安装数字稳压电源印制电路板
根据工艺要求安装数字稳压电源印制板
指导
答疑
1天
流水线
七:
绘制流程图,上机调试数字稳压电源程序
1.硬件的安装与测试
指导
答疑
(可选若在外面加工板子,由在此加1天)
8天
工业中心三楼机房
2.键盘与显示部分软件调试
3.A/D软件与PWM软件调试;
4.软/硬件联调,使之满足设计要求;
5.程序优化,完整功能实现。
八:
整理技术资料
1.整理数字稳压电源的技术参数;
指导
答疑
3天
工业中心三楼机房
2.整理相关的技术图纸;
3.整理保存电子资料;
4.编制数字稳压电源的使用说明书;
四
检
查
九:
项目验收
1.由指导教师和学生代表组成项目验收小组;
组织
实施
1天
流水线
2.对照数字稳压电源的技术要求,通电测试每一项功能。
3.记录每一项功能的测试结果。
五
评
估
十:
总结报告
1.整理出相关技术文件;
组织
实施
2天
多媒体教室
2.总结项目训练过程的经验和体会。
五.综合实训项目指导细则
步骤
任务
步骤
任务
学生
老师
时间
场地
一、
资
讯
决
策
一、数字稳压电源开发总体方案设计
(5天)
1.熟悉理解工作任务背景及要求,通过市场调研、查阅资料完成学习工作单1。
布置任务并给出实训时间安排表;数字稳压电源开发的基本原理和主要应用;主要技术参数如动态范围、失真度、信噪比。
1天
工业中心三楼机房
2.分析项目的技术指标要求;完成任务书。
提供查资料的途经:
电子工程专辑、元器件、网络
1天
3.确定初步方案,并进行方案评审,完成设计方案评审记录表。
完成学习工作单2。
评审设计方案
1天
4.完善设计方案、确定最终方案。
检查最终设计方案
1天
5.根据查阅的资料完成开题报告。
完成一周工作小结。
指导开题报告的编写
1天
二
计
划
二、元器件选择
(3天)
1.根据设计方案选择元器件;主要元器件资料的查找。
分析对比元器件的性价比;主要器件性能分析表,完成学习工作单3。
提供查资料的途经:
电子工程专辑、网站。
1天
工业中心三楼机房
2.阅读芯片资料。
芯片资料的阅读
1天
3.根据各部分电路进行计算,确定元器件的规格和型号,完成电路原理图初稿。
完成学习工作单4。
元器件参数的计算
1天
三
实
施
三、绘制电路图
(3天)
1.用protel软件绘制电路原理图,完成学习工作单5
Protel软件应用,原理图绘制要求,模版的加载。
1天
工业中心三楼机房
2.元件制作及元件库的创建添加,完成一周工作小结。
元件制作及元件库的创建添加
1天
3.完善电路图并完成元器件明细表,输出打印原理图
明细表的格式要求
1天
四:
绘制印制电路板图
(4天)
1用protel软件绘制印制电路板图,完成学习工作单6。
印制板尺寸要求,封装概念、布局,布线要求、焊盘要求、测试点要求。
1天
工业中心三楼机房
2.封装制作及封装库的创建添加
封装制作及封装库的创建添加
1天
2完善印制板设计
印制板设计
1天
3印制电路板文件输出,顶层,丝印层、底层、打孔图。
装配图编写,完成一周工作小结。
印制板设计文件输出
1天
五:
制作印制电路板图
(1天)
1根据印制电路板图制作印制电路板。
完成学习工作单7。
印制板制版工艺流程、设备使用、环保要求、安全要求。
1天
Pcb实训室
六:
安装印制电路板
(1天)
1根据装配图明细表进行元器件采购与检验,完成检验记录表。
根据装配图完成数字稳压电源开发装配,完成一周工作小结。
根据工艺要求安装印制板,完成学习工作单8。
装配工艺要求,IPC安装标准要求、示范拖焊IC技巧。
1天
流水线
七:
绘制流程图,上机调试数字稳压电源程序(8天)
1.硬件的安装与测试
指导
答疑
1天
工业中心三楼机房
2.键盘与显示部分软件调试
1天
3.A/D软件与PWM软件调试;
2天
4.软/硬件联调,使之满足设计要求;
3天
5.程序优化,完整功能实现。
1天
八:
整理技术资料
(3天)
.1完善数字稳压电源开发电路图、装配图、整机明细表、调试工艺文件等技术文件。
提供编写设计文件模版及编写要求。
1天
工业中心三楼机房
2编制数字稳压电源开发的设计论文。
完成一周工作小结。
设计论文编写要求
1天
3完善设计论文。
设计论文编写要求
1天
四
检
查
九:
项目验收
(1天)
1.由指导教师和学生代表组成项目验收小组;
组织项目验收
1天
流水线
2.对照数字稳压电源开发的技术要求,通电测试每一项功能。
记录每一项功能的测试结果。
完成项目测试记录与评分表。
五
评
估
十:
总结报告(2天)
1.总结项目训练过程的经验和感想(ppt方式)。
完成产品开发成果汇报表。
审核产品开发成果汇报表
1天
多媒体教室
2.答辩
组织学生答辩
1天
六、实训考核方法
实训指导教师根据每一位学生平时每一天的实训情况和上交的作业文件,依据项目验收标准,参照出勤、态度等方面情况综合评价学生的实习成绩。
否定项:
旷课一天以上、缺课三天以上、发生重大责任事故、严重违反校纪校规
六、学生工作过程应完成的记录表
开题报告
题目名称:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
学生姓名:
学号:
学院/专业:
能源与电气工程学院/
电子信息工程技术(应用电子技术)
班级:
年月日
开题报告
1.本课题的背景及意义
2.本课题的基本内容及关键问题
开题报告
3.本课题调研情况综述
4.本课题的方案论证
教师评语:
年月日
任务书
课题名称
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
学院/
专业
能源与电气工程学院/
电子信息工程技术(应用电子)
班级
学号
学生姓名
日期
一、课题的背景
二、课题主要内容
三、课题要求与数据
四、应完成的工作
五、进程安排
序号
各阶段名称
日期(教学周)
1
2
3
4
5
6
同组学生姓名:
六、应收集的资料及主要参考文献
设计评审/验证/确认记录
项目编号:
评审日期:
年月日记录编号№
产品/项目名称
项目类型
评审方式
更改评审;阶段评审;设计验证;设计确认;其他___________
组织部门
主持人
评审主题
评审内容和记录
以下评审内容在适用情况下,可以包括但不限于:
立项评审1-8;阶段评审5-14;设计更改10-15;设计验证15-21,设计确认22-25;对其中不适用的内容请划“/”;另有内容在空白处补充。
评审内容
评审意见
评审内容
评审意见
1.市场/客户要求
14.结构/电路/原理
2.公司产品开发要求
15.生产/工艺可行性
3.遵循行业标准要求
16.设计文件的齐套正确
4.技术/经济可行性
17.物料清单的正确性
5.设计开发能力
18.设备设施的适用性
6.组织技术接口
19.试生产品质情况
7.总体技术规范
20.输出和输入的符合性
8.计划进度和开发周期
21.相关设计验证情况
9.初次样品
22.型式试验情况
10.正式样品
23.定型鉴定
11.样品测试情况
24.产品满足使用情况
12.技术复用情况
25.相关设计确认
13.设计更改可行性
26.
综合意见
记录人
相关要求描述
参与评审的部门和人员签名
附注
学习工作单1记录编号№
学习领域电子产品设
计与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元总体方案设计
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
1写出基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发的设计要求,明确设计任务。
2根据设计要求,小组讨论分析存在的主要障碍和困难,解决这些困难和障碍的措施有哪些?
参考文献
学习过程中的主要问题及解决措施
学习工作单2记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元总体方案设计
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
给出数字稳压电源2个方案框图。
并简要说明每个方案的优缺点。
资料查阅统计
网站:
主要内容:
期刊名称:
主要内容:
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单3记录编号№
学习领域电子产品设
计与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元元器件选择
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
确定基于STC12C5410AD的数字稳压电源的方案,根据方案选择主要元器件?
资料查阅统计
网站:
主要内容:
期刊名称:
主要内容:
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单4记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元元器件选择
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
(1)查阅芯资料,完成元器件参数性能表。
元器件参数性能表记录编号№
序
号
规格
型号
标识
图形
主要参数及功能特点
封装
价格
制造商
可替换的型号
TIP147
78M05
74HC20
LM358
74LS138
74HC573
STC12C5410AD
(2).给出元器件参数性能表中每个芯片的典型应用电路。
查阅资料统计
网站:
主要内容:
期刊名称:
主要内容:
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单5记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元完整电路设计
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
画出数字稳压电源开发完整电路图并确定元器件参数,给出详细设计过程。
(提示:
以模块功能电路为设计单元)。
查阅资料统计
网站:
主要内容:
期刊名称:
主要内容:
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单6记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元印制电路板元器件安装
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
1写出印制电路板装配流程。
2焊接过程中要注意哪些事项。
查阅资料统计
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单7记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元印制电路板调试
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
3写出印制电路板调试流程。
4硬件调试过程中要注意哪些事项。
5硬件调试过程中出现的故障及解决措施。
6硬件调试过程中最难问题是什么?
查阅资料统计
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单8记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元按键、数码管显示编程
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
1、在数码管上显示出数据“1.234”,要求给出源代码和流程图;
2、使用中断法通过按键实现数据的增加和减少功能,要求给出源代码和流程图。
查阅资料统计
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单9记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元A/D采样程序编程
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
1、与A/D采样相关的寄存器有哪些,并说出其作用与操作方法;
2、接入到小于3V的电压电路中进行采样,并将显示出来的结题显示在数码管中,要求画出程序流程图及写出源代码;
查阅资料统计
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单10记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元PWM程序编程
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
1、与PWM相关的寄存器有哪些,并说出其作用与操作方法;
2、请编写程序让PWM0输出占空比为60%的方波,并用示波器查看。
再通过按键来控制PWM方波的占空比。
要求画出程序流程图、观察到的方波及给出源代码。
查阅资料统计
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
学习工作单11记录编号№
学习领域电子产品设计
与制作实训
学习情境:
基于STC12C5410AD的数字稳压电源开发
任务单元软件、硬件联调
姓名班级学号日期
组员姓名第页共页
1、将DC-DC电路连接起来,连接阻值为100Ω滑动变阻器负载,并将滑动变阻滑到阻值最大处,使DC-DC电路工作。
2、计算使输出电压为5V的占空比,通过软件控制DC-DC模块,让DC-DC输出电压为5V±1V,即误差为20%。
3、在步骤2的基础上修改软件,使用输出误差分别为10%,5%,1%。
同时要对过流进行监控,当电流超过额定值的30%时,停止输出电压,并给与报警,直到改变负载到规定的范围内。
4、对步骤2和步骤3的软件程序要求画出程序流程图及给出源代码。
查阅资料统计
学习过程中的主要问题及解决措施
教师评阅:
一周学习总结表
系部名称:
编号:
姓名学号班级
时间:
从到第学年第学期第周
星期
学习内容
备注
星
期
一
星
期
二
星
期
三
星
期
四
星
期
五
本周学生学习自我评估:
学生签名:
时间:
一周学习总结表
系部名称:
编号:
姓名学号班级
时间:
从到第学年第学期第周
星期
学习内容
备注
星
期
一
星
期
二
星
期
三
星
期
四
星
期
五
本周学生学习自我评估:
学生签名:
时间:
一周学习总结表
系部名称:
编号:
姓名学号班级
时间:
从到第学年第学期第周
星期
学习内容
备注
星
期
一
星
期
二
星
期
三
星
期
四
星
期
五
本周学生学习自我评估:
学生签名:
时间:
一周学习总结表
系部名称:
编号:
姓名学号班级
时间:
从到第学年第学期第周
星期
学习内容
备注
星
期
一
星
期
二
星
期
三
星
期
四
星
期
五
本周学生学习自我评估:
学生签名:
时间:
一周学习总结表
系部名称:
编号:
姓名学号班级
时间:
从到第学年第学期第周
星期
学习内容
备注
星
期
一
星
期
二
星
期
三
星
期
四
星
期
五
本周学生学习自我评估:
学生签名:
时间:
单
份
序
幅
装入
总
更
位
数
号
面
代号
名称
代号
数量
数量
备注
改
1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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