课程设计模板
- 格式:doc
- 大小:326.50 KB
- 文档页数:9
课程设计的模板一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握【学科名称】的核心概念和基本原理,培养学生【学科技能名称】的能力,如运用【学科知识点】解决实际问题。
同时,通过课程的学习,培养学生对【学科名称】的兴趣和好奇心,提高学生的自主学习能力,使其在学习过程中能够积极主动地参与讨论和探究。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括【学科知识点1】、【学科知识点2】和【学科知识点3】等。
其中,【学科知识点1】是学生了解【学科名称】的基础,【学科知识点2】和【学科知识点3】则是在此基础上的拓展和延伸。
教学过程中,将按照教材的章节顺序,系统地讲解各个知识点,并通过实例分析和案例讨论,使学生能够更好地理解和运用。
三、教学方法为了提高教学效果,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
主要包括:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握【学科知识点】的基本概念和原理。
2.讨论法:引导学生针对某一问题进行深入探讨,培养学生的思考和分析能力。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生能够将理论知识运用到实际问题中。
4.实验法:学生进行实验操作,培养学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,将准备以下教学资源:1.教材:选择权威、实用的教材,作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作精美的课件和教学视频,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备必要的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
通过以上教学资源的支持,相信能够丰富学生的学习体验,提高教学效果。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的出勤、课堂参与度、提问回答等情况,占总评的20%。
作业主要包括课后练习和小论文,占总评的30%。
考试分为期中考试和期末考试,期中考试占40%,期末考试占40%。
六、教学安排本课程的教学进度共分为16周,每周2课时。
教学时间安排在每周二和周四下午的第1-2节。
一、课程基本信息1. 课程名称:2. 课程代码:3. 学分:4. 学时:5. 开设学院:6. 开设专业:7. 开设年级:8. 开设学期:二、课程目标1. 知识目标:(1)使学生掌握课程的基本概念、基本原理和基本方法。
(2)使学生了解课程领域的前沿动态和发展趋势。
2. 能力目标:(1)培养学生分析问题、解决问题的能力。
(2)提高学生的创新意识和实践能力。
(3)增强学生的团队协作和沟通能力。
3. 素质目标:(1)培养学生的爱国主义精神和社会责任感。
(2)提高学生的道德品质和人文素养。
(3)增强学生的心理素质和抗压能力。
三、课程内容与安排1. 课程内容:(1)第一部分:基础知识(2)第二部分:基本原理与方法(3)第三部分:案例分析与应用(4)第四部分:前沿动态与发展趋势2. 课程安排:(1)理论教学:按照教学大纲要求,安排相应的教学内容。
(2)实践教学:结合实际案例,进行实践操作和实验。
(3)课外拓展:组织学生参加学术讲座、学术竞赛等活动。
四、教学方法与手段1. 讲授法:系统讲解课程的基本概念、基本原理和基本方法。
2. 讨论法:引导学生参与课堂讨论,激发学生的思维和创造力。
3. 案例分析法:结合实际案例,培养学生分析问题、解决问题的能力。
4. 实践教学法:通过实验、实习等实践活动,提高学生的实践能力。
5. 网络教学平台:利用网络资源,为学生提供丰富的学习资料和互动交流平台。
五、考核方式1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况等。
2. 期末考试:采用闭卷或开卷形式,考察学生对课程内容的掌握程度。
3. 实践考核:根据学生的实践操作和实验报告,评估学生的实践能力。
六、教材与参考书目1. 教材:《XX教材》(作者:XX,出版社:XX)2. 参考书目:(1)《XX理论》(作者:XX,出版社:XX)(2)《XX案例》(作者:XX,出版社:XX)(3)其他相关教材和参考资料七、教学进度安排1. 第一周:介绍课程内容、教学方法和考核方式。
优秀课程设计模板一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握学科基本概念、理论和方法,培养学生的能力和创新思维。
具体目标如下:1.知识目标:学生能够准确理解并熟练掌握核心概念个,了解历史发展,理解应用场景。
2.技能目标:学生能够运用所学知识解决实际问题,具备案例分析的能力,能够进行学术讨论。
3.情感态度价值观目标:学生培养对学科的兴趣和热情,增强对社会主义核心价值观的认同,培养集体荣誉感和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括学科基本理论、案例分析和实践操作。
具体安排如下:1.理论基础:系统讲解基础概念,通过教材和学术论文深入学习理论框架。
2.案例研究:分析经典和当代案例,引导学生理解理论知识在实践中的应用。
3.实践环节:小组讨论、实验操作和项目设计,提高学生的实际操作能力。
三、教学方法为提高教学效果,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:系统地传授理论知识,为学生提供扎实的基础。
2.案例分析法:通过分析真实案例,引导学生将理论应用于实践。
3.小组讨论法:鼓励学生积极参与,培养批判性思维和团队协作能力。
4.实验法:在实践环节中,通过实验操作,增强学生对知识的理解和应用。
四、教学资源为支持教学目标的实现,将综合运用以下教学资源:1.教材:选用国内权威出版的教材,作为学生学习的主要资源。
2.参考书籍:提供扩展阅读材料,帮助学生深入理解课程内容。
3.多媒体资料:利用视频、音频和互动软件,增加课堂的趣味性和互动性。
4.实验设备:配置必要的实验器材,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估教学评估是检验教学效果的重要手段。
本课程的评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等评估学生的参与度和积极性。
2.作业:布置作业,评估学生对课程内容的理解和应用能力。
3.考试:进行期中和期末考试,全面测试学生的知识掌握和应用能力。
评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。
教师应及时给予反馈,帮助学生改进学习方法和提高学习效果。
课程设计内容模板一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握XX学科的基本知识,理解XX学科的基本概念和原理,培养学生的XX技能和XX能力。
具体来说,知识目标包括:1.掌握XX学科的基本概念和原理;2.了解XX学科的发展历程和现状;3.熟悉XX学科的应用领域和实际应用。
技能目标包括:1.能够运用XX学科的基本知识解决实际问题;2.能够进行XX学科的实验操作和数据分析;3.能够撰写XX学科的相关报告和论文。
情感态度价值观目标包括:1.培养对XX学科的兴趣和热情;2.培养学生的创新思维和批判性思维;3.培养学生的团队合作和沟通能力。
二、教学内容根据课程目标,本课程的教学内容主要包括XX学科的基本概念和原理,XX学科的发展历程和现状,以及XX学科的应用领域和实际应用。
具体来说,教学大纲的安排如下:1.第一章:XX学科的基本概念和原理;2.第二章:XX学科的发展历程和现状;3.第三章:XX学科的应用领域和实际应用。
每一章节的具体内容将根据教材的章节进行详细讲解和阐述。
三、教学方法为了达到课程目标,我们将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体来说:1.讲授法:通过教师的讲解,向学生传授XX学科的基本概念和原理;2.讨论法:通过小组讨论和全班讨论,培养学生的创新思维和批判性思维;3.案例分析法:通过分析具体的案例,使学生了解XX学科在实际应用中的具体方法和技巧;4.实验法:通过实验操作和数据分析,培养学生的实验技能和数据分析能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。
具体来说,教学资源包括:1.教材:选用权威的XX学科教材,作为学生学习的基本参考书;2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作多媒体课件和教学视频,提高学生的学习兴趣和效果;4.实验设备:提供必要的实验设备和材料,进行实验操作和数据分析。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多种方式,以全面、客观地评估学生的学习成果。
一、课程名称【课程名称】二、课程简介【课程简介】三、课程目标1. 知识目标:- 掌握【课程名称】的基本概念、原理和规律。
- 了解【课程名称】的发展历史和最新动态。
2. 能力目标:- 培养学生分析问题和解决问题的能力。
- 提高学生的创新意识和实践能力。
3. 素质目标:- 培养学生的团队协作精神和沟通能力。
- 增强学生的社会责任感和使命感。
四、课时安排【课程名称】总课时为【总课时数】学时,具体安排如下:1. 第一阶段:基础知识学习(【学时数】学时)- 第一周:导入及基本概念讲解(2学时)- 第二周:基本原理和规律学习(4学时)- 第三周:发展历史和最新动态介绍(2学时)2. 第二阶段:案例分析与实践(【学时数】学时)- 第四周:案例分析(2学时)- 第五周:实践操作(4学时)- 第六周:实践成果展示及点评(2学时)3. 第三阶段:综合训练与考核(【学时数】学时)- 第七周:综合训练(4学时)- 第八周:考核(2学时)4. 第四阶段:课程总结与反馈(【学时数】学时)- 第九周:课程总结(2学时)- 第十周:学生反馈及改进建议(2学时)五、教学方法1. 讲授法:教师系统讲解课程内容,引导学生掌握基本概念、原理和规律。
2. 案例分析法:通过分析典型案例,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 实践操作法:让学生参与实践操作,提高学生的动手能力和创新能力。
4. 小组讨论法:鼓励学生进行小组讨论,培养学生的团队协作精神和沟通能力。
5. 考核评价法:通过考核评价,检验学生的学习成果,促进学生学习。
六、教学资源1. 教材:选用与课程内容相关的权威教材。
2. 课件:制作与课程内容相关的多媒体课件,丰富教学内容。
3. 案例库:收集整理典型案例,供学生分析和实践。
4. 实践基地:与相关企业或机构合作,为学生提供实践机会。
5. 网络资源:充分利用网络资源,为学生提供丰富的学习资料。
七、教学进度安排【课程名称】教学进度安排如下:1. 第一周:导入及基本概念讲解2. 第二周:基本原理和规律学习3. 第三周:发展历史和最新动态介绍4. 第四周:案例分析5. 第五周:实践操作6. 第六周:实践成果展示及点评7. 第七周:综合训练8. 第八周:考核9. 第九周:课程总结10. 第十周:学生反馈及改进建议八、教学评价1. 课堂表现:根据学生的出勤、课堂参与度和课堂表现进行评价。
课程设计格式模板一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握课程内容中的核心概念,如XXX(此处填写具体概念),并能够准确描述其定义及特点。
2. 学生能够理解课程相关知识点之间的联系,如XXX(此处填写具体知识点)与XXX(此处填写另一知识点)之间的关系,形成知识网络。
3. 学生能够运用所学知识解决实际问题,如运用XXX(此处填写具体方法或理论)分析并解决XXX(此处填写实际问题)。
技能目标:1. 学生能够通过课堂讨论、小组合作等方式,提高沟通协作能力。
2. 学生能够运用批判性思维分析问题,提出自己的观点,并能够进行有效论证。
3. 学生能够运用所学方法或技能,如XXX(此处填写具体方法或技能),解决实际操作问题。
情感态度价值观目标:1. 学生能够对课程内容产生兴趣,形成主动学习的态度。
2. 学生能够认识到所学知识在实际生活中的应用价值,培养学以致用的意识。
3. 学生能够通过课程学习,培养良好的道德品质,如尊重他人、团队合作等。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 本课程为XXX学科,注重理论与实践相结合,强调知识的应用性和实践性。
2. 学生所在年级为XXX,具备一定的自主学习能力和批判性思维能力。
3. 教学要求:关注学生个体差异,激发学生兴趣,提高课堂参与度;注重培养学生解决问题的能力和团队协作精神。
二、教学内容本课程依据课程目标,选择以下教学内容:1. 知识点讲解:- 章节一:XXX(如基本概念、原理等)- 内容:XXX(列举具体内容)- 章节二:XXX(如相关知识点、案例分析等)- 内容:XXX(列举具体内容)2. 技能训练:- 技能一:XXX(如数据分析、实验操作等)- 内容:XXX(列举具体训练内容)- 技能二:XXX(如沟通协作、解决问题的方法等)- 内容:XXX(列举具体训练内容)3. 情感态度价值观培养:- 主题一:XXX(如团队合作、道德品质等)- 内容:XXX(列举具体培养内容)- 主题二:XXX(如学以致用、社会责任感等)- 内容:XXX(列举具体培养内容)教学大纲安排如下:第一周:- 知识点讲解:章节一- 技能训练:技能一- 情感态度价值观培养:主题一第二周:- 知识点讲解:章节二- 技能训练:技能二- 情感态度价值观培养:主题二第三周:- 综合训练:结合前两周所学知识点和技能,进行实际操作和案例分析- 情感态度价值观培养:主题一和主题二的综合实践教学进度将根据学生实际情况进行调整,确保教学内容与课程目标紧密结合,提高教学效果。
课程设计模板参考一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面:1.知识目标:学生能够掌握课本中的基本概念、原理和方法,理解课程内容与实际生活的联系。
2.技能目标:学生能够运用所学知识解决实际问题,提高分析问题和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标:学生培养对学科的兴趣和热情,树立正确的价值观,形成积极的学习态度。
二、教学内容根据课程目标,本章节的教学内容主要包括以下几个方面:1.教材的基本概念、原理和方法的讲解。
2.结合实际生活中的案例,帮助学生理解课程内容。
3.针对实际问题,引导学生运用所学知识进行分析和解决。
4.课堂讨论,培养学生的思辨能力和团队合作精神。
三、教学方法为了实现教学目标,本章节将采用以下几种教学方法:1.讲授法:讲解教材的基本概念、原理和方法。
2.案例分析法:结合实际生活中的案例,引导学生深入理解课程内容。
3.讨论法:课堂讨论,培养学生的思辨能力和团队合作精神。
4.实验法:安排实验课程,让学生亲身体验和实践,提高操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本章节将准备以下教学资源:1.教材:提供给学生基础的学习资料。
2.参考书:为学生提供更多的学习资源和扩展知识。
3.多媒体资料:制作PPT、视频等资料,帮助学生更好地理解课程内容。
4.实验设备:为学生提供实验所需的仪器和设备,确保实验课程的顺利进行。
五、教学评估本章节的教学评估主要包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生的出勤、课堂参与度、提问回答等情况,占总评的20%。
2.作业:评估学生作业的完成情况,包括正确性和提交时间,占总评的30%。
3.考试:进行一次章节考试,评估学生对知识的掌握程度,占总评的50%。
4.小组项目:评估学生在小组项目中的表现,包括合作和贡献度,占总评的10%。
评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。
教师应及时给予反馈,帮助学生提高。
六、教学安排本章节的教学安排如下:1.教学进度:按照教材的章节顺序进行教学,确保每个知识点得到充分讲解。
课程设计咋写模板一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握XX学科的基本概念、原理和方法,能够运用所学知识解决实际问题。
具体包括:1.知识目标:了解XX学科的基本概念、原理和方法,掌握XX学科的基本知识和技能。
2.技能目标:能够运用XX学科的知识和技能解决实际问题,提高学生的实践能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对XX学科的兴趣和热情,增强学生的学习动力和自我认知。
通过对学生的学习特点和教学要求的分析,我们将上述目标具体化为可衡量的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标,我们选择和了以下教学内容:1.教材:以《XX学科》教材为主,结合《XX学科辅导书》进行辅助学习。
2.教学大纲:分为XX章节,每个章节包含基本概念、原理和方法的讲解,以及相关实际问题的分析和解决。
3.教学内容安排:按照教材的章节顺序进行教学,每个章节安排2-3节课时。
通过以上教学内容的安排,我们确保了教学的科学性和系统性,为学生提供了全面的学习资源。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们采用以下教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解,引导学生理解和掌握基本概念、原理和方法。
2.讨论法:通过小组讨论,促进学生之间的交流和思考,培养学生的合作能力。
3.案例分析法:通过分析实际案例,让学生将理论知识应用到实际问题中,提高学生的解决问题的能力。
4.实验法:通过实验操作,让学生亲身体验和验证学科知识,增强学生的实践能力。
通过多样化的教学方法,我们能够更好地激发学生的学习兴趣,培养学生的主动性和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们选择和准备了以下教学资源:1.教材:《XX学科》教材、《XX学科辅导书》。
2.参考书:提供相关的参考书籍,供学生进一步深入学习和研究。
3.多媒体资料:制作PPT、视频等多媒体资料,帮助学生更直观地理解和掌握知识。
4.实验设备:准备实验器材和设备,让学生能够进行实验操作,增强实践能力。
课程名称:XX专业课程授课教师:XXX授课班级:XX年级XX班授课时间:第X周第X节教学目标:1. 知识目标:使学生掌握XX课程设计的基本理论、方法和步骤,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
2. 能力目标:培养学生的创新意识、团队协作能力和实践操作能力。
3. 素质目标:提高学生的综合素质,增强学生的社会责任感和职业道德。
教学内容:1. XX课程设计的基本理论2. XX课程设计的步骤与方法3. XX课程设计案例分析4. XX课程设计项目实施教学过程:一、导入1. 复习上一节课的内容,引导学生回顾XX课程设计的基本概念和理论。
2. 提出本节课的学习目标,激发学生的学习兴趣。
二、XX课程设计的基本理论1. 介绍XX课程设计的定义、目的和意义。
2. 阐述XX课程设计的基本原则和理论框架。
三、XX课程设计的步骤与方法1. 介绍XX课程设计的准备工作,包括资料收集、方案设计等。
2. 详细讲解XX课程设计的具体步骤,如需求分析、系统设计、实现与测试等。
3. 讲解XX课程设计的方法,如结构化设计、原型设计等。
四、XX课程设计案例分析1. 分析典型XX课程设计案例,总结成功经验和失败教训。
2. 引导学生思考如何在实际项目中运用所学知识和方法。
五、XX课程设计项目实施1. 学生分组,明确各组分工和任务。
2. 指导学生进行XX课程设计项目实施,包括需求分析、系统设计、实现与测试等环节。
3. 鼓励学生发挥团队协作精神,共同完成项目。
六、课堂小结1. 回顾本节课的主要内容,总结XX课程设计的基本理论、方法和步骤。
2. 强调学生在项目实施过程中应注意的问题。
七、课后作业1. 撰写XX课程设计项目总结报告。
2. 思考如何将所学知识应用于实际工作中。
教学评价:1. 课堂表现:考察学生在课堂上的参与度、积极性。
2. 项目实施:评估学生在项目实施过程中的团队协作能力、创新能力。
3. 作业完成情况:检查学生对XX课程设计理论和方法的理解和应用。
一、课程名称二、课程目标1. 知识目标:通过本课程的学习,使学生掌握……(列出具体知识点)。
2. 能力目标:培养学生……(列出具体能力)。
3. 情感目标:激发学生对……(列出具体情感)的兴趣,培养学生的……(列出具体品质)。
三、课程内容1. 课程背景(1)课程来源:……(2)课程意义:……2. 课程模块(1)模块一:……(简要介绍模块一内容)(2)模块二:……(简要介绍模块二内容)(3)模块三:……(简要介绍模块三内容)……3. 课程安排(1)学时分配:……(列出每个模块的学时分配)(2)教学进度:……(列出每个模块的教学进度)四、教学方法与手段1. 教学方法(1)讲授法:……(介绍讲授法在课程中的应用)(2)讨论法:……(介绍讨论法在课程中的应用)(3)案例分析法:……(介绍案例分析法在课程中的应用)(4)实践教学法:……(介绍实践教学法在课程中的应用)……2. 教学手段(1)多媒体教学:……(介绍多媒体教学在课程中的应用)(2)实验实训:……(介绍实验实训在课程中的应用)(3)网络教学:……(介绍网络教学在课程中的应用)……五、教学评价1. 评价方式(1)平时成绩:……(列出平时成绩的评定标准和所占比例)(2)期中考核:……(列出期中考核的评定标准和所占比例)(3)期末考核:……(列出期末考核的评定标准和所占比例)2. 评价内容(1)知识掌握程度:……(列出评价知识掌握程度的具体指标)(2)能力培养情况:……(列出评价能力培养情况的具体指标)(3)情感态度:……(列出评价情感态度的具体指标)……六、课程特色与创新1. 课程特色(1)理论与实践相结合:……(2)注重学生能力培养:……(3)激发学生兴趣:……2. 课程创新(1)教学方法的创新:……(2)教学手段的创新:……(3)课程内容的创新:…………七、课程实施与保障1. 教师队伍建设(1)教师培训:……(2)教师考核:……2. 教学资源建设(1)教材建设:……(2)实验实训设备:……(3)网络资源:……3. 教学环境建设(1)教室设施:……(2)实验室建设:……(3)校园网络:…………通过以上七个方面的设计,本课程方案旨在为学生提供一个全面、系统、具有针对性的教学体系,以提高学生的综合素质,培养适应社会需求的应用型人才。
基于STC12C5A60S2单片机步进电机控制系统设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程班级 2姓名摘要(居中,黑体小三字体,段前17磅,段后0磅,行距1.25)具有体积小、转矩大和速度范围宽的步进电机,在计算机和办公自动化飞速发展的今天,已经被广泛应在在各种领域中。
在本文中,使用Visual Basic(以下简称VB)语言,编写步进电机控制系统的上位机软件,使用C语言编写步进电机控制系统的下位机软件。
然后通过USB转串口实现计算机与单片机之间的串口通信,从而达到通过上位机软件实现对步进电机控制的目的。
本设计的硬件主要包括单片机的最小系统模块、L298N驱动模块和USB转串口模块。
本文重点介绍了步进电机、STC12C5A60S2单片机、L298N芯片和串口通信的工作原理,简略的介绍了本系统的硬件和软件设计,同时还有对软硬件系统的调试。
关键词:四相五线步进电机;STC12C5A60S2单片机;Visual Basic;串口通信目录摘要 (I)目录 (II)1 引言 (1)1.1 研究背景及意义(黑体四号字体,段前、段后0磅,行距1.25) (1)1.2 本课题任务(黑体四号字体,段前、段后0磅,行距1.25) (1)2 硬件设计 (1)2.1 总体方案设计(黑体四号字体,段前、段后0磅,行距1.25) (1)2.2 步进电机的概述 (2)3 软件设计 (2)3.1 上位机软件的任务 (2)3.2 上位机的界面实现 (2)3.3 在VB平台下实现串口通信 (3)4 系统调试与实验 (4)5 课程设计总结 (5)5.1 遇到的问题及解决办法 (2)5.2 总结与展望 (2)参考文献 (6)----------------------------------------------------------------------------以下内容供参考!1 引言(居中,黑体小三字体,段前17磅,段后0磅,行距1.25)1.1 研究背景及意义(黑体四号字体,段前、段后0磅,行距1.25)随着计算机应用的普及和控制技术的发展,人类社会逐步进入了自动化时代,计算机技术也成为了自动化控制领域中重要的一部分。
而一个完整的控制都要需要一个集散式计算机控制系统。
在控制系统中,下位机主要实现的是目标任务的执行,而上位机则是控制、显示、数据的采集、分析、处理和人机对话。
而利用计算机实现的测控系统大多是通过串口通信程序来实现上位机与下位机通信的。
1.2 国内外研究现状(黑体四号字体,段前、段后0磅,行距1.25)根据对步进电机特点的上述介绍,可以发现即使它仅仅是一个很小的机种,但是在庞大的电机家族中仍然占有不可替代的位置。
在日本,60年代初就开发了投入数控装置使用的磁阻式步进电机,而在60年代中期混合式步进电机也相继出现。
虽然我国对步进电机的研制几乎与日本是在同一时期就开始的,但是在发展速度并没有赶上同期的日本。
在当时,只有像清华大学这样的少数高等学府才在从事这项研究工作。
直到70年代初,由于电子工业和数字控制技术的快速发展,才使得步进电机的研究工作蓬勃发展起来。
经过五十多年的理论完善,步进电机的发展趋势才有所缓和,但是在数字控制和自动化快速发展的今天,计算机应用的普及,办公自动化、仪器仪表和数控机床行业等飞速的发展,步进电机还是相当具有市场前景的。
现在各个地方的步进电机控制技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正朝着全自动和无人化方向发展。
2 硬件设计(居中,黑体小三字体,段前17磅,段后0磅,行距1.25)2.1 总体方案设计(黑体四号字体,段前、段后0磅,行距1.25)在本设计系统中,要求达到的目的是在步进电机转动的同时能够实现计算机对系统的调速。
步进电机受电脉冲信号控制,但是由于脉冲信号小,驱动能力一般很弱,因此需要功率放大器电路来实现电机的驱动。
而控制步进电机运转的脉冲信号则由单片机产生。
通过对单片机进行软件的编程,从而实现了软件与硬件相结合的控制方法,达到了对步进电机的最佳控制。
由于该设计系统对步进电机的转向和转速控制是由计算机进行,所以在单片机与计算机之间需要一个串口通信,从而实现计算机对步进电机控制的最终目的。
方案设计流程如下图2-1所示。
图2-1 方案设计流程2.2 步进电机的概述步进电机最早是在20世纪20年代由英国人开发的,50年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,使得其对于数字化的控制变得更为容易。
往后经过对步进电机不断改良,使得其在今日需要自动化程度高、定位精度高、效率高和灵活控制性能高的机械系统中到广泛的应用,尤其是在重视速度和位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合。
2.2.1 步进电机的种类根据内部结构的不同,常见的步进电机可以分为永磁式(PM)、反应式(VR)和混合式(HB)三种结构[4],如图2-2所示。
反应式(VR)永磁式(PM)混合式(HB)图2-2 步进电机的结构3 软件设计在本设计系统中,要求达到的目的是在步进电机转动的同时能够方便计算机对系统进行调速。
要实现计算机与单片机之间的通信,就需要上位机软件。
上位机软件的主要功能就是选择特定的文件,并将其通过串行口发送给单片机。
然后当单片机接收到计算机发出的指令后,根据已经编写好的下位机代码自动跳转到相应程序,让步进电机准确执行计算机发出的各种指令。
3.1 上位机软件的任务3.2 上位机的界面实现在VB软件中新建一个工程,在工程界面中创建四个Commandbutton,编辑这四个Commandbutton的属性,让他们分别对应加速、减速、正转、反转等四个功能。
再创建两个Textbox,让其更加直观的显示每一阶段的步进电机的运行状态,包括转向和转速。
为了方便更加直观的观察,本设计子在转速中只设有五个等级,设定转速3为速度的中间值,每点击一次加速或者减速,步进电机的转速都会增加一级或者降低一级,直至极限值。
VB 的控制端界端界面如图3-1所示。
图3-1 上位机VB控制和数据显示界面图3-2 VB的串口通信控制界面3.3 在VB平台下实现串口通信VB采用3种方法编写串口通信程序:第一种方法是通过采用VB中的MSComm控件,这是最简单也是最方便的方法;第二种方法是采用微软在.NET中推出的一个串口控件SerialPort,方便地实现所需串口通信的多种功能;第三种方法是用API函数进行串口通信,虽然难度较高,但是却可以方便地实现自己想要的各种功能。
本设计系统中选用第一种最简单也最方便地方法来实现串口通信。
在上个工程界面中继续添加一个MSComm控件、三个Commandbutton和一个ComboBox就可以达到设计所需要的效果。
如图3-2所示。
MSComm控件是简化的串行通信编程控件,利用串行端口实现传输和接收数据,为程序提供了一种通过串行接口收发数据的简便方法,不需要程序员花费大量的时间详细的去了解复杂的API函数。
它提供了两种处理通信问题的方式:一种是查询方式,一种是事件驱动。
(1) 事件驱动方式是串行端口交互的一种非常有效的方法,在通常情况下,可利用MSComm控件的OnComm事件捕获并处理这些通信事件,还可以检查和处理通信错误。
每个MSComm控件对应着一个串行端口方法,在通常情况下,可利用OnComm事件捕获并处理这些通信事件,还可以检查和处理通信错误。
每个控件对应一个端口,所以如果需要访问多个串行口的话,必须有相应数量的控件。
(2) 查询方式实质上还是事件驱动,但是却更为便捷,可以通过CommEvent属性值来查询事件和错误。
本设计系统中选用第一种最简单也是最方便地方法来实现串口通信,下面介绍一下此控件的主要属性[10]:CommPort属性:设置端口代号;InBufferCount属性:返回缓冲区中等待的字符数;InBufferSize属性:设置接收缓冲区大小的字节数;Index属性:设置控件在控件数中的标识号;Input属性:接受缓冲区里获取数据;InputLen属性:设置Input属性从接收缓冲区中读出的字符数;InputMode属性:设置Input属性检索的数据类型;OutBufferSize属性:设置返回发送缓存区的字节大小;Output属性:往输出缓冲区写数据流;PortOpen属性:设置通信端口的状态;Settings属性:设置波特率,奇偶校验,数据位和结束位参数。
步进电机上位机界面如图3-3所示。
图3-3 步进电机上位机界面的实现4 系统调试与实验本设计完成了一个步进电机控制系统,系统的硬件组成主要有:计算机,USB转串口、STC12系列单片机、L298N驱动电路,步进电机。
上位机使用的是VB语言,下位机使用的是C语言。
该设计在分析28BYJ-48步进电机特点基础上,确定了步进电机功能要求。
再针对步进电机的功能要求,提出了控制系统的详细方案。
在步进电机控制系统设计中,上位机采用了通过Visual Basic 6.0的MSComm控件来实现计算机和单片机的通信。
下位机选用了STC12C5A60S2单片机作为控制工具,并对单片机控制系统的管脚进行了分配,并给出了原理图。
并对步进电机转速控制进行了设计,确定了实际而适用的控制。
经系统调试,论文设计符合步进电机控制系统的标准要求,可以实现步进电机的以下功能:启动停止、正反转和加减速。
5 总结步进电机经过上个世纪几十年的发展,已成为除直流电机和交流电机以外的应用最为广泛的第三类电机,特别是在一些需要功率相当小的系统中,步进电机更具有无法替代的地位。
参考文献[1] 付兴,任焕新.基于VB的串口通讯及其在工业上的应用[J].信息系统工程,2010,(9):71-72.[2] 赵建领,弓雷.51系列单片机开发宝典2版[M].北京:电子工业出版社,2012.[3] 蔡耀成.步进电机国内外近期发展展望[J].微特电机,2000,(5):28-30.[4] 孙焕铭,赵成会,王金.51单片机C程序应用实例详解[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011.[5] 坂本正文.步进电机应用技术[M].北京:科学出版社,2010.。