朱玉強(qiáng)，張怡

(1.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州 510650;2.廣州城市職業(yè)學(xué)院，廣州 510405)

0 前言

目前的汽車(chē)教學(xué)設(shè)備普遍是把整車(chē)零部件實(shí)物按照原車(chē)電路特點(diǎn)或者電氣邏輯拼接在一起，實(shí)現(xiàn)某一系統(tǒng)功能，從而展現(xiàn)給學(xué)生。這種設(shè)備要使用原車(chē)配件，制作成本較高，同時(shí)由于是實(shí)物教學(xué)，電路連接錯(cuò)誤后導(dǎo)致零件損壞的可能性較大，因此在教學(xué)使用過(guò)程中老師很少讓學(xué)生動(dòng)手操作，從而減少設(shè)備的損壞率，學(xué)生就很難深入理解汽車(chē)復(fù)雜電路的工作邏輯，從而喪失了對(duì)深?yuàn)W的汽車(chē)電路的學(xué)習(xí)興趣。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)汽車(chē)電路的興趣，筆者研制了智能化汽車(chē)電工教學(xué)系統(tǒng)，由單片機(jī)判斷電路連接情況的好壞，并且還可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確電路的連接，當(dāng)連接錯(cuò)誤時(shí)會(huì)以不斷閃爍的紅燈提示，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

1 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

智能化汽車(chē)電工教學(xué)系統(tǒng)從汽車(chē)的應(yīng)用電路出發(fā)，將常用的電路單元所用的元件用圖形符號(hào)布置在一個(gè)單元板上，圖形符號(hào)準(zhǔn)確反映元件的內(nèi)部電氣結(jié)構(gòu)，使學(xué)員能了解其元件的工作原理，從基本單元電路開(kāi)始，學(xué)會(huì)識(shí)圖、讀圖，掌握分析基本電路原理，并做到邊學(xué)邊用，學(xué)用結(jié)合，利用本系列電路接線板，動(dòng)手設(shè)計(jì)并連接各種不同的控制應(yīng)用電路。

該系統(tǒng)能清晰反映汽車(chē)各單元電路的構(gòu)成、連接關(guān)系、工作原理、控制方式。各對(duì)象的線路布局、控制系統(tǒng)的相互關(guān)系清楚，便于聯(lián)想分析，容易讀懂。經(jīng)練習(xí)可詳細(xì)理解實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的控制和電路保護(hù)設(shè)置，方便進(jìn)行故障的原理分析及相應(yīng)的檢測(cè)和排除方法設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)典型電路的連接設(shè)計(jì)和控制方法分析，了解汽車(chē)電路的共性和各車(chē)型之間的差別。

該套智能電工教學(xué)系統(tǒng)，分為電工基礎(chǔ)、起動(dòng)預(yù)熱、充電、點(diǎn)火、燈光、信號(hào)、雨刮器、電動(dòng)窗、電動(dòng)鏡、空調(diào)共10個(gè)單元電路。在各個(gè)單元電路中，均配套有基本的練習(xí)題目，按照練習(xí)要求，可基本掌握該單元電路的工作原理和控制方法特點(diǎn)。在電路的實(shí)現(xiàn)方法中，由于采用不同的控制方式，從而在實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能時(shí)，會(huì)有不同的方法，盡管這些方法各有優(yōu)劣，但均能達(dá)到應(yīng)用的要求。因此，除配備的基本練習(xí)題外，在使用中，完全可以根據(jù)學(xué)習(xí)情況，用不同的元件和不同的方法去搭構(gòu)不同的電路，通過(guò)分析這些不同的電路，使學(xué)生在練習(xí)中學(xué)會(huì)電路控制原理特點(diǎn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體方案設(shè)計(jì)

該套智能電工教學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)單元電路的內(nèi)部核心控制電路是相同的，只是每個(gè)單元電路的圖形不一樣。核心控制電路完成信號(hào)的采集，數(shù)據(jù)的判斷、處理、分析和燈光控制的工作。該系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)作為主控制器［1］，配以信號(hào)處理和驅(qū)動(dòng)電路組成硬件系統(tǒng)，然后將程序和每塊電路板的數(shù)據(jù)庫(kù)燒錄到80C51單片機(jī)中，完成各個(gè)模塊的智能引導(dǎo)和自動(dòng)判分功能?？刂齐娐方Y(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

2.2 電源電路設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的電源電路如圖2所示。選用LM7805三端穩(wěn)壓集成芯片，該集成芯片內(nèi)部有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便。

2.3 輸入電路設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的輸入電路如圖3所示。

選用數(shù)據(jù)選擇器74LS151和解碼器74LS138，74LS151為互補(bǔ)輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器，74LS138為3線～8線譯碼器［2］。

3 軟件設(shè)計(jì)

89C51單片機(jī)軟件的編寫(xiě)可以使用匯編語(yǔ)言，也可使用C語(yǔ)言，由于匯編語(yǔ)言能更直接地反映每一個(gè)指令所要完成的操作，查看每一個(gè)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)內(nèi)容，調(diào)試更方便，因此采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)［3］。

程序的編寫(xiě)采用模塊化設(shè)計(jì)，將該程序劃分為四大模塊，包括信號(hào)采集處理模塊、按鍵識(shí)別模塊、顯示輸出模塊、計(jì)時(shí)控制模塊。

程序的基本流程圖如圖4所示。

4 總結(jié)

該智能化汽車(chē)電工教學(xué)系統(tǒng)采用圖形化符號(hào)面板取代實(shí)物，用普通線束代替汽車(chē)專用導(dǎo)線，節(jié)約了成本，通過(guò)智能系統(tǒng)采集使用者選用的模式，進(jìn)入相應(yīng)功能，同時(shí)不斷采集、判斷電路連接情況以及引導(dǎo)學(xué)生如何連接電路，系統(tǒng)小巧耐用，電路多樣，可以同時(shí)讓多數(shù)學(xué)生都有動(dòng)手實(shí)踐連接電路的機(jī)會(huì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于汽車(chē)電路的理解和電路連接能力。

該智能汽車(chē)電工教學(xué)系統(tǒng)性能可靠，實(shí)用性強(qiáng)，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使老師從繁重的實(shí)訓(xùn)教學(xué)指導(dǎo)中解脫出來(lái)，現(xiàn)已銷售到多家職業(yè)技術(shù)院校投入課堂使用，收到了各個(gè)院校教師和學(xué)生非常好的反饋。

【1】張振榮，晉明武，王毅平．MCS-51單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù)［M］．北京:人民郵電出版社，2000．

【2】《新編中國(guó)半導(dǎo)體器件數(shù)據(jù)手冊(cè)》編委會(huì)．新編中國(guó)半導(dǎo)體器件數(shù)據(jù)手冊(cè)(第三冊(cè)):半導(dǎo)體集成電路［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1992．

【3】余永權(quán)，汪明慧，黃英．單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2003．