电路图设计要点精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的电路图设计要点主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：电路图设计要点范文

【关键词】高炉工程；总图规划；设计要点

钢铁企业总图设计内容庞杂，以下我以自身几年以来参加的工厂设计经验依为据例，阐述一下钢铁企业工厂总图设计当中高炉工程的设计要点。

1. 总图设计应该与时俱进、因地制宜

中国当今的钢铁产能约占世界钢铁产能的一半，产能已严重过剩。目前新建的钢铁企业很少，主要是以现有企业内部结构调整，升级改造为主。鉴于在改造的同时须兼顾现有生产，老厂改造比新厂建设要复杂。笔者所参加的升级改造工程中，没有一个到最后是拆除现有主要生产设施进行升级改造的。即便当时业主迫于场地条件限制而提出拆除主要设施，在经过仔细的研究之后都不得不先建后拆。总图设计人员要时刻谨记老厂改造不是推倒重来——而是企业的有机更新。

2. 高炉建设位置的选择

（1）高炉在在全厂的位置以及与外部的相对位置要适当；一般老厂改造条件都比较有限，用地面积紧张。即便如此，高炉工程建设的位置往往也不止一处，因此需要在做总图方案布置时对项目备选用地条件进行比选。

（2）建设场地的选择首先考虑不影响主要现有生产，其次要保证铁水运输作业流程合理、运输距离最短，再次须同时考虑工厂外部环境对总体布局的影响。湖北某钢铁厂，一座炉容为中型高炉在2011年建成投产，运行良好，各项指标先进。本项目从2007年开始到2011年建成投产，前后跨度5年。过程中，方案的论证充分，总图方案优化，却忽视了高炉环境影响因素，导致产生不少环境问题。高炉投产后，生产的噪音影响了南围墙外居民的正常生活。企业不得不通过一些技术改造，降低噪音的影响，但收效甚微。按《钢铁企业总图运输设计规范》（GB50603-2010）4.2.1条的要求，炼铁厂与居住区的卫生防护距离须在1000m以上，但此项目居民区与钢铁厂仅有一路之隔，高炉中心距离居民区边缘只有不到200m。因此笔者建议，高炉工程设计固然要在厂区内部做方案优化，同时也不能忽视外环境的影响。环保的理念被日益重视，党的十提出把生态文明建设放在突出地位、建设美丽中国的目标，钢铁企业在建设、生产时更应该重视提升环境效益。

3. 选择合理的铁水运输方式

（1）铁水运输方式决定了高炉的总体布置。到目前为止，高炉铁水运输的途径主要有铁路、道路、过跨车等三种方式，各个企业根据使用的情况以及建设场地的条件不同而选择有所不同。一般情况下铁水运输采用铁路运输；在铁路布置有困难而且炼铁车间与炼钢车间距离较近、有条件设置铁水运输专用道路的情况下，可采用道路运输铁水；当炼铁车间、炼钢车间较近而且两个车间高差较大不利于采用铁路或者道路运输时，可考虑采用过跨车运输。铁路运输是目前冶金企业普遍采用的一种运输方式，安全可靠，但铁路运输设备转弯半径大，爬坡能力小，占地面积较大，布置方式不够灵活。汽车运输铁水包最大的特点是机动灵活，车辆设备的转弯半径小，占地面积小，但其可靠性还有待进一步验证。

（2）过跨车运输铁水即采用电动平车加吊车运输铁水，电动平车将铁水包推送至炼钢车间加料跨的延长跨，再通过吊车将铁水输送至炼钢车间。过跨车运输铁水可使炼铁车间、炼钢车间最大程度地靠近，最大程度减少占地，更能适应复杂地形和高差，但是一次性投资高、对设备的可靠性提出更高要求，目前国内钢铁企业很少使用这种模式。

4. 多方案比选

和其它总图布置一样，在确定高炉的炉容、位置、运输方式之后，需要对高炉工程内部系统的布置经过多方案比选，选出最佳方案。有些方案注重考虑本期工程建设投资最少，有些方案考虑预留发展条件最优，详述利弊，提供给委托方选择。有些对方案意见乍一听不太合理，但是不能因此就完全否定。正确的方式应该是想办法去把这些听似不合理的方案摆出来。耳听为虚眼见为实，当方案摆出来以后，合理或者不合理那都是一目了然，提意见的人也就不会有疑义了。而且往往在做这个你先前不屑一顾的方案时你会发现这种思路还有很多可取之处。身为总图设计人员，一定要有兼容并包的精神，因为总图方案没有最优只有更优。仔细去做你会发现总还有可以优化的地方。总图方案优化的原则是工艺流程合理、物流顺畅短捷、布置紧凑合理、远近结合，满足安全、卫生、防火以及施工要求，为后期发展留有余地。特别是在方案阶段，把总图方案优化了不但为下一步设计创造良好的条件，同时还能节省投资、缩短工期。

5. 高炉工程中各个系统设施的总图布置要点

高炉的平面布置按铁水运输铁路的布置状态一般可分为一列式、半岛式、岛式等几种方式，一般中小型高炉可采用一列式布置，中大型高炉宜采用半岛式、岛式布置。具体的介绍可参照《钢铁厂总图运输设计手册》。下面只介绍各个单体设施在总图布置当中相关的要点，供诸君参考。

5.1高炉矿槽的布置。

高炉矿槽为高炉提供含铁原料以及焦炭等，一般可通过上料小车或者带式输送机（主皮带）输送到高炉炉顶。一般情况下，高炉的炉料输送在中小型高炉中采用上料小车上料，在大中型高炉中采用主皮带上料。目前有不少中小型高炉都采用主皮带上料运输。和上料小车相比，主皮带运输的连续性、可靠性更好。同时采用主皮带运输时，由于高炉矿槽距离高炉本体较远，总图布置更加灵活。此外还有以下一些小要点需要予以考虑：（1）主皮带爬升角度考虑到球团的运输，一般不大于12°，要考虑矿槽的位置是否满足这个要求，否则要调整矿槽的位置。（2）高炉主皮带与高炉中心线的夹角不能过大（一般不超过15°），否则容易与炉顶框架或煤气上升管道相碰。（3）高炉主皮带一般不能与炉顶吊车布置在同一侧，否则主皮带会影响高炉炉顶吊车的吊装作业。（4）主皮带中央转运站以及机械室的布置要合理，机械室一般不宜离中央转运站太远以致使机械室被抬得过高造成运行不稳定。（5）主皮带支腿支架要合理布置（跨度以45m～50m为宜），一般不宜超过75m，跨度过大则造成浪费。（6）矿槽除尘宜靠近布置。

5.2出铁场的布置。

不同的铁水容器（一般有铁水罐、鱼雷罐）以及不同的出铁方式（采用固定罐位或摆动流嘴），影响着出铁场的布置。在工程设计过程中，总图专业须根据不同的出铁方式选择最合适出铁场布置方式。一般中大型高炉要求设置上出铁场高架道路，主要用于出铁场上使用的泥沙、炮泥、耐材等的运输，同时还被用做主要参观通道。高架道路的等级可按支路或车间引道考虑，坡度一般按不大于9%来考虑，有条件应该按不大于8%来考虑。按照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）的规定，高架道路宜公路-Ⅱ级标准汽车荷载进行设计，宽度一般按5 m设计。

5.3热风炉的布置。

在总图布置方面，热风主管宜以与出铁场平台天车的运行方向平行进入出铁场，并应避开天车的作业区域。热风炉宜靠近高炉煤气布袋除尘器及TRT余压发电等设施布置，以便于煤气管道的连接。

5.4鼓风机站。

鼓风机站宜靠近热风炉布置，以缩短冷风管道的长度。鼓风机站宜与热风炉布置在高炉的同一侧。一般可采用电动鼓风、汽动鼓风、高炉煤气余压鼓风（BPRT）。一般来说BPRT系统及电动鼓风机系统占地较小，汽动鼓风机站占地较大（有配套锅炉系统及水系统）。鼓风机的型式应根据工厂的能源平衡状况来确定。

5.5重力除尘器、布袋除尘器、TRT余压发电的布置。

重力除尘器布置的位置需要满足煤气下降角度的要求，一般以高炉为中心其中心与高炉中心的距离不宜超过65m（按炼铁要求，此数仅供参考）。如果水渣处理采用环保底滤法时，重力除尘器宜与冲渣点保持一定的安全距离。重力除尘器与布袋除尘器之间连接管道为粗煤气管道，管道的磨损比较严重，有条件时应尽量缩短布置。TRT余压发电在多个高炉的情况下宜考虑合并布置。

5.6高炉水渣系统的布置。

高炉水渣处理有冷INBA法、环保底滤法、嘉恒法等——宜根据厂方的要求以及场地条件进行布置。高炉水渣量大（渣铁比一般在330～350Kg/t.HM左右），例如一座3200m3的高炉来说，平均每天产生水渣量约2700t，折合45车皮。水渣的运输是总图专业需要重点考虑的问题。水渣运输方式（铁路、道路、胶带机）的选择，运输路径的选择均应做好规划。

5.7制粉喷吹车间的布置。

按照《钢铁冶金企业设计防火规范》（GB50414-2007），封闭式喷煤制粉站和喷吹站——属乙类建筑，敞开式或半敞开式喷煤制粉站和喷吹站——属于丙类建筑。制粉喷吹车间的布置可因地制宜，喷吹管道是压力管道，布置比较灵活，有条件可靠近高炉布置。干煤棚的布置要有利于运输作业。可根据场地条件确定使用普通皮带机或者大倾角皮带机或垂直皮带机进行原煤运输。在总图布置中，应创造条件采用普通皮带机（爬升角度不大于12°）运输。普通皮带机比大倾角皮带机及垂直皮带机维护简单，故障率低。一般情况下喷门电气室应与喷煤车间脱开布置，也可以一面与喷煤车间贴邻布置——要求贴邻墙面无门窗洞。

5.8高炉中心循环水泵房的布置。

高炉中心循环水泵房宜靠近高炉布置。当循环水采用开路循环时，其宜与高炉出铁场保持一定距离，避免水蒸汽弥漫到出铁场造成腐蚀。高炉循环水管道较多，可采用架空通廊方式敷设的或管沟方式布置。循环水管一般不在出铁场下方横跨铁路，以避免水管漏水进入铁水罐中去造成事故。

5.9铸铁机、鱼雷罐修理车间的布置。

在转炉车间不能接收铁水的情况下，铁水被运到铸铁机车间进行铸铁。一般的铸铁机车间还兼具修罐作业的功能。铸铁机车间一般应布置在铁水牵出方便的地段。对于采用鱼雷罐运输铁水的炼铁车间，需要设置鱼雷罐修理库以及走行检修车间，应将其应布置在炼铁车间与炼钢车间之间运输便利的地段。鱼雷罐修理车间一般由倒渣间、内衬拆除间、砌筑间、烘烤间组成。在内衬拆除工段需要布置好拆除鱼雷罐内衬的作业设备的走行通道以及废耐火材料的外运通道。

5.10道路的布置需要注意的问题。

一般炼铁车间的运输都是以皮带运输、铁路运输为主，道路运输为辅（采用道路运铁水的除外）。道路一般用作消防、参观或是一些零散货物的运输通道。主干道路是划分功能区域的标线。主干道一般不小于7 m，转弯半径宜大于9m。消防道路最小宽度不应小于4m。道路的宽度一般根据车流量或道路等级来确定。在高炉本体周围的道路需要兼具消防通道及景观通道的功能，应按主干道来考虑，宽度不小于7m。高炉周围的道路与铁路的平交道口往往较多，道路的通行性较差，但由于高炉区域道路的还需作为参观通道，不能因此就把道路降低等级或缩小路面宽度。

5.11铁路布置中需要注意的问题。

铁水运输坡度一般不超过5‰，包括出铁场下方的铁路以及外侧一定长度范围的停车路段的应为平坡，应留出合适停车的线路长度。受场地大小以及接轨点的影响，一般老厂改造建设中大型高炉出铁场的铁路线都按半岛式来布置。按《铁路运输安全规程》的要求，对于半岛式布置的高炉出铁场下的铁路原则上不允许穿两个及以上摆动流嘴。在高炉铁水运输作业中，要求机车顶空罐，拉重罐，机车不穿铁口。在给炼钢车间配送铁水时，机车应能推送重罐，避免机车先进入炼钢车间。铁路线路设计时应重点考虑上述原则，使铁水运输作业流程合理。

6. 总结

总平面布置是所有单元集成的平面体现，一经建成，就形成了“固化”的静态网络框架，一般很难改变。因此总图设计人员一定要树立起高度的责任感以及使命感，认真总结、努力提高，对自己所做的项目负责。以上一些设计心得体会仅供诸位同行参考，不当之处请批评指正。

参考文献

[1]傅永新，彭学诗.钢铁厂总图运输设计手册.冶金工业出版社.1996.10.

[2]中国冶金建设协会.钢铁冶金企业设计防火规范.中国计划出版社.2007.

[3]中国冶金建设协会.钢铁企业总图运输设计规范.中国计划出版社.2010.

[4]滕鹤，张颖，聂世一.新一代钢厂铁水运输设计研究.冶金丛刊.2010.2.

第2篇：电路图设计要点范文

环节一：预结、明确目标

这是课前布置的预习问题：

预习目标：

1.知道电流是怎样形成的，及电流的方向是怎样规定的；

2.知道简单电路由哪几部分组成，及各部分在电路中有什么作用；

3.能举出生活中的各种电源、开关、用电器；

4.能画出一些常用元件在电路图中的符号.

预习要求：请同学们根据“预习目标”，仔细阅读课本第101页-104页的相关内容，简要回答以下几个问题，请将你的答案写在题目下面的空白处，并保证在20分钟之内独立完成.

1.电流是怎样形成的？它的方向又是怎样规定的？为什么要规定这样一个方向？

2.电路主要由哪几部分组成？在电路中，它们分别有什么作用？

3.请列举出生活中你所知道的电源、用电器、开关有哪些？

在你预习的过程中，你还有哪些自己不能解决的疑问，请记录下来，每人至少要提出一个问题.

本环节的操作要点是：

1.预习学案中所设计的问题应突出学生对基础知识和基本方法的理解、掌握.要杜绝教材知识简单、机械地重复再现，突出对知识的归纳总结和系统掌握.

2.在预习过程中，应培养学生预习反思的习惯.让学生通过预习，找出哪些问题已经基本掌握，哪些问题没有解决，还存在哪些疑惑等.

3.开课后，请学生四人一组交流预习中的问题，将在预习过程中自己解决不了的疑问在小组内汇总起来，写到黑板上.

4.然后师生一起交流总结预习中存在的问题，从而明确本堂课的主要学习任务.

环节二：自主研修、合作交流

探究要求：利用两个小灯泡、一个开关、两节电池（带电池盒）和一些导线，怎样连接才能使灯泡发光，并能用开关控制小灯泡，比比看哪个小组连接得最快.然后回答下列问题.请先来看看老师都有哪些提示：

1.任何情况下都不能把电池的两端直接连在一起！

2.在连接电路时，可以从电源的正极开始顺次连接.

3.连接电路时，开关一定要断开，经检查无误后再闭合.

你要解答的问题：

1.请用笔画线代替导线把你连接的能使小灯泡发光的电路画下来.你在连接电路的过程中，是否遇到小灯泡不发光的现象呢？如果遇到，请你继续分析：在电路连接的过程中，有哪些情况可造成小灯泡不发光？

2.要使小灯泡持续发光，必须满足什么条件？

3.请根据图1给出的电路图，将图2中的实物用笔画线代替导线连接起来.

本环节的操作要点是：

1.首先让学生独立自学，合作学习必须建立在独立学习的基础上.独立思考不仅是一种学习方式，更应该是一种学习习惯.

2.培养学生阅读的习惯，学会阅读是感悟文章、理解题意的前提.少提示，要多让学生自己去独立地阅读和分析题意.

3.整合教学环节，尽量把学习问题整体化的抛给学生，防止零碎的自学与合作交流，这样浪费时间.并保证这个环节有充分的时间.

4.主干问题的设计要适量，不贪多，有思维含量，能基本覆盖所有的知识点，不零碎，切忌填空题的罗列.

5.做好小组成员分工，加强小组长培养，制定评价措施，确保小组交流高效有序.

6.教师适时调控，参与小组活动，巡视了解学情，把握时间，搜集共性问题.

环节三：全班汇报、点拨提升

汇报一：根据几位同学所画电路图，要求从正确性、美观性进行评价，评出最佳作品.由此，请你总结出画电路图要注意哪些问题？

汇报二：根据展示的几个电路，请你归纳出电路的几种状态.

本环节的操作要点是：

1.针对各小组存在的共性问题，教师精选提炼具有思维价值、创造价值和发散价值的问题，可再次放给学生进行交流，或小组代表汇报，或教师讲解.

2.教师讲解的问题，一定要讲透、讲全.挖掘透彻，深入分析，举一反三，归类提升，因为这些问题常常都是重点、难点、易错点、易混点.

环节四：课堂小结，反思整理

请同学们整理、反思刚才的学习内容，完成下列知识网络，然后小组内交流完善.并提出对于本节课的学习还有什么疑惑？

电流和电路电流方向的规定：

电源外部电流的方向：

画电路图要注意的问题：

对于“电流和电路”的学习，你还存在哪些疑惑？

本环节的操作要点是：

1.要留给学生整理学案、补充改错的时间，组内互查，保证每人都能把问题落实在笔头上，或学案，或课本，或笔记本上.

2.注重小结的实效性，让学生对本节所学习的内容进行梳理和总结.或设计简要知识框架，或列表格对比概念规律.

环节五：达标测试，反馈提升

请先独立完成以下题目，然后小组内交流，并提出存在疑问的题目.

1.用箭头标出图3实物电路中的电流方向.

2.图4是玩具电风扇的电路图，请在图5中连接它的电路.

3.图6是常用手电筒的剖面图，观察它的结构，在图7虚线框中画出它的电路图.

本环节的操作要点是：

第3篇：电路图设计要点范文

关键词 单片机 系统 硬件设计

中图分类号：TP3 文献标识码：A

1系统概述

单片机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。

单片机由硬件系统与软件系统组成。硬件系统是指构成微机系统的实体与装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。其中运算器和控制器一般做在一个集成芯片上，统称中央处理单元CPU，是微机的核心部件。CPU配上存放程序和数据的存储器、输入/输出（Input/Output，简称I/O）接口电路以及外部设备即构成单片机的硬件系统。软件系统是微机系统所使用的各种程序的总称，人们通过它对微机进行控制并与微机系统进行信息交换，使微机按照人的意图完成预定的任务。软件系统与硬件系统共同构成完整的单片微型计算机系统，两者相辅相成，缺一不可。

2系统设计要点

基于单片机的照明控制硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。

在系统设计中设计方法的选用是系统设计能否成功的关键。硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机，并确定与之配套的芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计，画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。

3系统的结构

系统的结构主要由三部分组成：上位机系统；下位机系统；通信系统。这三部分共同完成了主控制器通过有线、无线通信方式与分控制器进行信息交换，达到控制照明灯具的目的。有线通信系统的结构框图如下图所示。

该多机通信系统采用RS-485半双工主从式通信系统，主机可以发送数据或命令到从机，从机主要负责对分布的照明灯具进行控制，用中断的方式接收主机发来的命令或数据并做出回应。

系统的主控制器通过RS-485总线或无线数传模块将数据或命令发送给分控制器，同时将信息送给数码显示单元进行显示，并有看门狗电路对运行程序进行有效监视。

分控制器接收主控制器的发来的数据和命令，通过可控硅电路对照明灯具进行开关、亮度控制，并且利用实时时钟芯片对照明灯具进行定时开关控制。

系统在单片机的控制之下完成数据的通信、显示，同时能够控制照明灯具，其硬件电路只是系统的实施工具，大量的工作是由软件来完成的。这些程序是系统的灵魂，是负责完成硬件电路实现功能和与用户交互的桥梁，是维护系统正常工作的工具。

4系统性能指标

（1）照明启停控制系统。照明启停控制系统包括：全开、全关、单独开、单独关。

（2）照明亮度控制系统。照明亮度控制系统包括：全部亮度调节和单独亮度调节。

（3）定时控制系统。定时控制系统包括：对全部照明灯进行定时控制和对每个照明灯进行定时控制。

5结语

照明控制系统的设计要从硬件着手，在绘制出正确的电路图后，再按功能要求编制出相应的软件程序，最终要达到所要求的性能指标。

参考文献

第4篇：电路图设计要点范文

关键词：高职 电子设计 电子线路CAD技术 应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0186-01

对于高职学生而言，要学习的不仅仅是专业知识，动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次，也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中，电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题，因此，在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索，说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。

1、电子线路CAD技术与电子设计的关系

随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路在设计方面也越来越复杂与集成化，因此，对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求，在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以，就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。

2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用

电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件，然后结合学过的专业知识进行设计，以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面：

2.1 绘制电路图

在进行电子设计的过程中，要实现电路的功能最重要的就是编程，但是只有编程并不能完善整个设计，还需要有一个完善的电路来承载这个程序，让它实现它本该实现的功能。在电子设计中，我们一般运用的软件是PROTEL,绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库，能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度，并且绘制过程也更为方便。比如：我们在画好一个元器件后，觉得它应该放在其他的位置，则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。

2.2 计算机仿真

电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能，检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能，并且能够对一些数据进行仿真，可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言，在它的MULTISIM中有很多种仿真功能，这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候，我们首先要进行一个功能仿真，大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能，然后进行数据仿真，对该电路进行具体的分析，并改正错误的地方。在进行仿真过后，分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。

2.3 PCB板的设计

PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前，首先要将电路原理图导入，而导入的电路原理图必须是通过仿真的，而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后，设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线，设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线，然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。

2.4 三维视图

在将PCB板设计好之后，在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单，只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。

3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术

如上所述，掌握了电子线路CAD技术对于学生而言，可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中，我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本，介绍软件的功能、菜单等，辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆，即在课程中会用，考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。

解决这一问题的方法以，通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是：

(1)先整体后具体：在学习CAD技术时，先期进行总体介绍，让学生有全局的认识，打消畏难的情绪；而后开始进入各项目的的学习实践。

(2)先低频后高频：总体而言学生进入学习后应从简而繁，低频的一些电子产品其电路较之高频的简单，学习应从其中入手。

(3)先规范后异型：突出异型电路板的设计制做，其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力，在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。

(4)先单层后多层，先分立后贴片。此处不再缀言。

最后一点是，对于各个CAD制作的电路，不应仅停留于电脑的设计，在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观，并更有成就感，随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然，这种做法也会使教学的成本大幅上扬，但从人才培养的角度看，这样的投入是值得的。

4、结语

在电子设计中运用电子线路CAD技术，不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时，让学生通过在自主地进行一些电子设计，并在的过程中运用该技术，适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。

参考文献

[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备,2010,(15):55～57.

第5篇：电路图设计要点范文

[关键词] 任务教学法； 引导； 讨论

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 22. 065

[中图分类号] G63 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2012）22- 0110- 01

“任务教学法”在外语教学中的应用已经获得了一定范围的推广，有很多老师在一起探讨“任务教学法”的实施方法和重点。我认为在很多课程教学过程中都可以尝试应用它，调动学生的学习积极性。中等职业学校专业课教学对实现中职培养目标具有举足轻重的作用。在专业课教学中，如何采用恰当的、有效的教学方法来提高学生的实践能力和创新能力，以适应将来的工作需要，是每位一线教师值得探索和研究的。下面我就对比传统教学方法和“任务教学法”上的一节数字电子线路课谈一点体会。

1 任务教学法的概念

在数字电子线路课教学中，我探索用不同的教学方法讲授“组合逻辑电路设计”这一节内容。我首先在一个班级应用普通教学方法组织教学。即按书中的一道设计全加器电路的例题开篇，介绍组合逻辑设计的方法以及注意事项，然后按照书中步骤，一步步将设计思路落实，完成例题练习，最后总结。这其中设计方法和注意事项多是文字描述，老师为了让学生理解必须解释很多。单纯让学生看，学生有枯燥乏味的感觉，也不能够立刻理解。老师一言堂时间长了，部分学生注意力分散。在落实设计步骤中对已经学过的填写真值表以及根据真值表写出逻辑表达式等以前学过的内容是可以进行师生互动的。但我上完课，感觉这种部分的互动还是不够。学生对学到的知识也不能灵活应用，没有意识到组合逻辑电路可以解决许多的实际问题。经过一番反思和与同事的讨论，我重新设计了一堂教学课，即用“任务教学法”组织教学。

2 用任务驱动的原因

任务教学法通过具体任务，提倡学生在做中学，不单纯先学后用，往往用探索式、讨论式学习。通过连续内容的学习，教师的指点，学生更好地掌握目标。应用任务教学法的人应有所体会，学生只按书本上的内容学习，最终只是懂得语句的含义，停留在概念上，而不能活学活用，只有在真正的对话中学习，才会运用自己实际掌握的内容。

接下来我在另一个班级上课，首先分组，让学生扮演设计人员。每一组就是一个小团队，在提出我们当天要学的内容后，给全班学生下达任务书。这个任务书是“用门电路设计一个数字电路实现举重比赛中裁判的判分。在举重比赛中有3名裁判，他们的判决根据少数服从多数的原则成为最终判决。每名裁判控制一盏红灯和一盏绿灯，红灯表示试举失败，绿灯表示试举成功。

只要其中有两名裁判亮绿灯，就表示“成功”。这个例子贴近实际生活，学生能理解也愿意思考。每小组学生根据对任务书的理解和讨论，先决定出设计思路。让一名代表发言，他告诉我们即由具体功能填真值表写出逻辑表达式画出逻辑电路图。这样一个大的任务又被分解成4个小任务。

肯定了学生的想法后，继续引导让学生按照设计思路的4个小任务开始做，如填写真值表，根据真值表写逻辑表达式。这个部分和普通教学法中的互动过程差不多，但很明显学生的积极性在任务的驱动下被调动起来了。

当表达式写出来后该设计电路图了。老师画出了一个复杂的电路后问同学们：“这样就大功告成了吗？如果是个负责的设计人员，这张图是完美的吗？还可以修改吗？”根据之前学的卡诺图的化简方法，学生立刻回应出逻辑表达式需要先化简，然后才能画出最简单的电路图。当学生发现解决方法后又能立刻实现自己的想法，并获得成功，这样掌握的知识是非常牢固的。按照他们的想法，最终很多小组都完成了各自的设计。

最后老师做总结，对一开始的设计思路再做一修改，添加上“用卡诺图化简表达式”这一步骤，并对比前后2张设计电路图，让学生讲出用卡诺图化简函数对产品设计与生产有着什么样的意义？让我惊喜的是学生在我的启发下，潜力不断被挖掘。他们自己总结出：简单的线路图使用的元件少了——节约成本，线路简单——使产品稳定性增强的结论。

心理学家J-S·布鲁纳认为，学生通过亲自探索发现事物的关系和规律，能使学生产生兴奋感、自信心，提高学生的内部动机。由于学生自己把知识系统化、结构化，因此能更好地理解、掌握、保持和运用学习内容。用任务教学法配合老师的引导提问，学生之间互相讨论，学习的气氛大不一样，学生自己总结的设计步骤虽不如书上的逻辑严密清楚，但这是他们深刻理解感受的，再回头看书，效果会比一上课先看理论再实践要来得效果更好。在一段时间后反馈的意见，学生对这堂课也是印象深刻。

3 任务驱动的要点

第6篇：电路图设计要点范文

关键词:Multisim 模拟仿真教学 整流滤波

二十一世纪的今天,教学手段的实施可以说是与时俱进,紧跟时代的发展,多媒体教学已经融入到课堂当中,成了不可或缺的一部分。由于教学效果不错,越来越多的老师制作课件,运用在各科的课堂上,以吸引学生的注意,努力提高课堂效率。但对于电学教学来说,有一点是比较难的,就是电流电压演示。众所周知,电流和电压是看不见的,只能想象,如果要做一个演示课件,一个简单的演示要做很长时间,而且效果并不是很好,费事费力。模拟仿真技术可以很好地解决这个问题。

一、传统电学教学的局限性

在电学教学中,教师上课往往采用的是理论讲授和实验教学结合起来的方法,这样可以收到比较好的教学效果,但这样的方法需要大量的实验器材,大量的演示实验用于课堂教学中。有时候在理论课的教学过程中,遇到一些需要实验来证明的数据,就需要在课堂中做演示实验,让学生在实验中得出结果。但这种方法,学生的学习效果并不明显,甚至部分学生在实验完成后,还不知道这个实验做出这个结果有什么用的。譬如在一个交变电流的讲授,教师都需要使用到示波器,并展示电路图、板书、定性分析等等,但还是有相当一部分抽象思维能力差点的同学不知所云,无法想象出交变电流和电压是怎样工作的。更重要的是,如果需要把示波器的波形图保存下来,往往没什么好的方法,即便是保存了下来,在教学中却无法实现交互,不可能临时改变电路参数而得到新的曲线、新的数据。这种教学方法显然缺乏说服力,从传授科学思想和方法的角度来看也是不可取的。

现在很多中小学和职业学校的实验设备并不是很完备,且部分设备非常昂贵,造成很多实验都无法在课堂上演示,更无法在实验室里面通过学生实验来验证了。这种情况教师只能自己做一些简单的教具或者用打比喻的方式跟学生讲授,学生难以全面接触,学习效果并不会很理想。

二、在教学中引入模拟仿真

现在的计算机技术飞速发展,把实验设备模拟仿真也并非不可能的事,现在已经有相当多的模拟仿真实验室以及模拟仿真软件了,相对于传统的实验室建设,只需要投资一个电脑室甚至一台电脑和一个投影就能演示整个实验过程,计数精确、快捷、形象、直观。不仅为课堂节省了时间,同时学生也加深了对知识的理解。

把模拟仿真引入到现在的课堂当中,能更真实地把我们看不到的电现象展示出来。仿真的优点是直接、形象,计算机仿真是将研究对象进行数学描述,建模编程,且在计算机中运行实现。它不怕破坏、易修改、可重新利用。模拟仿真不同于电化教学,电化教学虽然直观但不具备交互性。模拟仿真教学中,学生与对象能进行交互,可以大大激发学生学习兴趣。学生参与仿真,建立起使人感到身临其境的“交互式虚拟现实世界”。模拟仿真特别强调学生参与其中的身临其境的沉浸感,同时学生与虚拟环境之间可以有多维信息交互作用,学生从定性分析和定量分析综合集成的虚拟环境中,可以获得对实习对象的感性和理性的认识,提高了学习效率。

三、模拟仿真软件的应用

Multisim是一种形象化的虚拟仪器电路仿真软件。Multisim教育版专注于教学,内有电路教程和课件,帮助教育工作者吸引学生,用互动、动手操作的方式研究电路行为,深化电路理论。利用Multisim仿真软件制作的多媒体教学资料,不仅有利于提高电学教学的效果,更有利于学生对电学专业技能的掌握。充分利用Multisim等软件平台丰富的现有资源,直接在计算机上构建电路,是进行仿真实验最方便快捷和富有成效的路径。大大提高了课堂教学的效率,使课堂教学内容变得更加充实,把课堂教学以教师讲授为主的模式,改为了师生互动,使学生从被动接受转变成了主动学习。

Multisim简单易用,所有常用的电器原件都罗列在工具栏方便使用,只需要点击相应的电器元件组,选择你所需的元件,就置到工作区,把鼠标放到元件附近,单击,就出现连线,就可以把所有导线连接起来,画出相应的电路图。

譬如讲授整流滤波电路这一章的时候,如果我们使用传统的示波器和万用电表来演示的话,要连接整个电路图的实物,调教示波器,同时需要板书整个电路图出来,才能演示,费事有费力。使用模拟仿真软件,只需几分钟就可以连接好电路图,如果想进行演示仿真,点击运行即可,可以停止和暂停,实时分析每一刻电路中各点的电流电压的变化。

上图中的XFG1是信号发生器,XSC1是双踪示波器,XMM1是万用电表。双击XFG1,就可以打开信号发生器调节各输入值的参数,双击XMM1,即可以查看输出电压。

这样我们可以在运行模拟仿真的过程中,实时关注输入电压,输入信号和输出电压的关系,对信号进行实时定性分析,学生更容易理解。

如下图所示,我们可以看到示波器的输出波形变化,可以对全波整流进行分析。

在仿真模拟过程中,如果想改变某个参数,如想在电路中接入电容,构成一个滤波电路,查看整个波形的变化,可以使用键盘输入,如Key=3,即输入3,J3接通,电容C3接入电路中,构成了滤波电路。示波器可以实时显示当时的波形,如下图所示

示波器非常直观地给出接入电容,把整流电路变成滤波电路时电流的变化,非常直观,学生也更容易明白,和我们在黑板上画图和使用示波器显示相比,学生更容易接受。

对于我们教育教学,Multisim可以用于模拟仿真演示。其实它的主要功能是电路电子的制作,电路设计之用的,是一个非常好用的设计软件。当然,在我们中学或者职业学校的教学中,我们可以利用它的演示,模拟仿真功能,为我们做很多很多有用的事情,为我们的教育做贡献。

教学的方法多种多样,模拟仿真平台给我们提供了一个非常不错的方式,为我们的教育教学注入新的元素。也为我们提高教学水平,提高学生的学习兴趣,提高学习效率提高保证。

参考文献:

[1]庄俊华著.《Multisim 9入门及应用》.机械工业出版社,

2008.

[2]赵春华,张学军著.《Multisim 9 电子技术基础仿真实验》.机械工业出版社,2007.

第7篇：电路图设计要点范文

课程标准[]会用简单的实验仪器，知道简单的数据记录和处理方法，会用简单图表等描述实验结果.[]会使用仪器，会观察分析、处理实验数据；能发现、提出问题，制定方案；会设计简单实验.

1认知负荷理论及分析

1.1认知负荷理论

认知负荷理论（Cognitive Load Theory）是心理学家John Sweller在1988年提出的关注工作记忆负荷的理论.认知负荷是指人在信息加工的过程中所必需的心理资源的总和.认知负荷分为内部认知负荷、外部认知负荷和相关认知负荷.内部认知负荷是由于元素间交互形成的，它取决于所要学习的材料的本质与学习者的专业知识之间的交互.外部认知负荷指与学习无关的认知活动引起的认知负荷，比如教学设计不当.相关认知负荷是指与促进图式构建和图式自动化过程相关的负荷.三种类型的认知负荷是相互叠加的.为了促进有效学习的发生，在教学过程中应尽可能优化内部认知负荷，减少外部认知负荷，增加相关认知负荷，并且使总的认知负荷不超出学习者能承受的认知负荷.

1.2“测绘小灯泡的伏安特性曲线”分析

“测绘小灯泡的伏安特性曲线”在滑动变阻器的连接、电表的读数、作图等方面和初中相比要求较高，从而形成了较高的内部认知负荷.

首先，滑动变阻器分压接法难理解.（1）分压接法不懂.学生在初中只学习了限流接法，对于分压接法，在滑片移动时为什么可以改变待测电阻的电压不清楚.（2）分压接法连线不会.学生已经习惯了限流接法的“一上一下”连接，分压接法要连接三根线，学生感觉无所适从.（3）滑片的初位置难确定.因为滑动变阻器上有三根导线连接，学生确定滑片的初位置需要考虑.

其次，电表读数比较复杂.初中实验基本不涉及估读.电表读数是高中实验考查的重点，作为第一个高中电学实验，应该重视它的首因效应，让学生理解读数规则.

第三，处理数据要求很高.（1）数据测量间隔难把握.初中都是取间隔均匀的数据，而本实验在曲线弯曲部位要多取几组数据.（2）坐标系标度和连线对学生协调能力要求高.初中的图象基本是直线，而本实验为曲线，学生要取合适的标度，连接要光滑.

2基于认知负荷理论的教学思考

2.1设计“前试验”，降低内、外认知负荷

“前试验（prelab）”是指在做实验之前学生所做的与实验相关的一切知识和技能方面的准备.加强实验前的准备能帮助学生通过强化已有知识和完善知识结构来降低他们在实验过程中产生的内、外认知负荷.研究表明，包括理论回顾和技能提示的实验前预习可以明显降低实验过程中提出低水平问题的学生比例，同时有助于学生在实验中的表现.

2.1.1用“子目标”理解“分压接法”

“子目标”策略是指采用附加一个标签或视觉分离方法，分解学习任务为一些有意义的观念性片段的子任务.子目标分解了总目标，并构成有语义的信息组块，从而降低学习任务的内在负荷；另外，子目标内部之间、子目标与总目标的内在联系，可能会促进学习者进行自我解释，导向学习者有意义建构问题图式，产生更多的有效负荷.

（1）分解电路理解分压接法.刚接触分压接法的学生并不理解图1（1）的电路图为什么可以改变待测电阻R的电压.我们可以把电路图分解成图1（2）所示的电路，让学生理解滑动变阻器ac部分和R是并联的，从而理解待测电阻上的电压是电源电压的一部分.

（2）用数据理解滑动变阻器的选择.学生不理解分压接法为什么要选择阻值较小的滑动变阻器.我们在图2中让阻值为10 Ω的滑动变阻器的ac部分电阻均匀变化，求出待测电阻R分别取1 Ω、10 Ω、1000 Ω时R的电压U（电源电压恒定为3 V），如表2.从表2可以明显看出，当待测电阻R越大，改变滑动变阻器电阻时U的变化越均匀.这样，学生就直观地理解了选择较小滑动变阻器的原因.

2.1.2用“样例效应”学习电表读数

斯威勒等指出，在处理复杂认知任务时，如果向学习者提供已经解答的问题样例，则能有效地提升他解决问题的能力，这就是样例效应.样例呈现解决问题所需的程序，凸显关于图式的清晰信息，因而使学生只需注意与图式获得有关的信息，减少尝试错误，从而降低了负荷，促进图式的获得和规则自动化.

实验室常用的电压表主要有3 V和15 V两种量程，电流表主要有0.6 A和3 A两种量程.3 V和3 A量程的电表最小分度分别为0.1 V和0.1 A，15 V量程的电表最小分度为0.5 V，0.6 A量程的电表最小分度为0.02 A.这涉及到十分度估读、五分度估读和二分度估读.可以通过样例详细介绍三种读数方法，让学生领悟、模仿和应用.

2.2借助“模拟前实验”，降低内部认知负荷

研究表明，用电脑模拟前实验有助于学生形成更多的结构图式，降低他们在实验过程中产生的认知负荷，从而提高实验教学的效果.

（1）实验操作过程的模拟.学生通过前实验理解了实验原理和基本操作，但和实际操作过程仍然有差距.通过模拟线路连接过程、实验操作过程，有利于提高实验操作技能，提高在实验过程中处理问题的能力.

（2）数据处理过程的模拟.数据的记录、坐标系的建立、标度的确立、描点、连线等处理数据的过程对学生的操作技能和协调能力有很高的要求，通过模拟，能够使学生熟悉数据处理过程，迅速掌握处理数据的要点，提高处理的技能.

2.3优化“实验手册”，降低外部认知负荷

研究发现把课文与图表整合在一起的整合图表型实验手册（包括用图片和表格描述新设备、仪器结构的正确使用过程与实验先后步骤）有助于学生在学业成就测试和操作技能测试中取得高分，也能激活学生对实验活动的积极态度.

2.3.1预设步骤，电路连接

电路连接容易出错的原因是学生往往随意连接导线，没有连接顺序.在实验手册中，可以通过电路图和实物图的方式把电路拆分，要求学生按两个步骤连接电路.第一步，按图2的实物图连接.连接滑动变阻器、开关和电源回路.第二步，按图3的实物图连接.先把电流表和小灯泡连入电路，接着把电压表连入电路，最后检查滑动变阻器的滑片位置.

2.3.2预设表格，数据读取

数据的选取是决定图线是否完整和正确的关键.小灯泡的电压在0.4 V左右范围内变化时，小灯泡的温度变化明显，U-I图象弯曲厉害，应该多取几组U、I数据.为了简化，可以预设表格和电压值（0 V、0.10 V、0.20 V、0.30 V、0.40 V、0.50 V、0.60 V、1.00 V、1.50 V、2.00 V、2.50 V、3.00 V），只要学生读取相应的电流值.在实验手册中提醒学生电流表量程是0.6 A，最小分度为0.02 A，估读为0.0 A或0.01 A.

2.3.3预设故障，自我排除

第8篇：电路图设计要点范文

1、电学实验专题复习安排：

专题一：电学基础实验的归纳、重要器材的使用、典型实验的回顾（一点代面：巩固电路图的画法、实物图的连接、基本实验技能）。

专题二：电学实验中电路故障的分析、电路的设计、基础实验的变式训练。

2、注重复习课课堂教学的实效性，提高学生学习效率

实际问题：

（1）、板房教学本身条件、环境较差，影响学生的学习情绪；

（2）、复习课中，学生对已学过的知识没有兴趣，参与学习的积极性降低；

导致学习过程的实效性降低。

理念及策略：

（1）、理念：让学生参与教学是课程实施的核心。

策略：为学生准备了复习过程中要用的实验器材、精心设计了课堂学习资料及多媒体课件。

（2）、理念：教师是学习活动的组织者、引导者、参与者

策略：创设学生非常喜爱的学习环境――让学生在实验室上课，给学生提供合作交流的空间和时间，引导学生自主学习，结合板房用电实际，让学生体会物理知识的有用，与学生一起经历：物理从生活中来又回到生活中去（TST）的过程

*课堂教学设计：

一、教学目标：

1、知识与技能：归纳总结电学基础实验，提高分析、归纳能力；巩固电流表、

电压表、滑动变阻器的使用方法，提高语言表达能力；提高画

电路图、连实物图、电学实验操作的基本技能

2、过程与方法:通过交流、讨论让学生总结出电学基础实验；通过提问、对比让学生巩固重要实验器材的使用方法；通过分组实验让学生经历测电功率实验的全过程，提高学生的实验技能。

3、情感态度与价值观：培养学生的合作精神、实事求是的科学态度；培养积极、健康的心理状态；让感受物理知识的实用性，提高学习兴趣；养成节约用电的习惯。

二、教学重点：重要实验器材的使用、典型实验的完成

教学难点：基础实验的归纳、实物图的连接

三、教具准备：实验器材、学生课堂学习资料、板房用电公告、多媒体课件、电路元件实物模型

四、教学过程：

（一）、问题引入：我们曾做过哪些电学实验？根据所给器材，你能做哪些电学实验？

学生：讨论、交流；填表；

教师：引导学生思考；用多媒体展示学生填写内容；师生共同评价

（二）、重要实验器材的使用：

学生1：说出电流表的使用规则，

学生2：在学生1的基础上改写为电压表的使用规则，

学生3：用实物讲解滑动变阻器的使用方法

教师：提示、引导、评价

（三）、学生分组实验：测小灯泡的电功率

导语：教师出示《板房用电公告》，学生说明原因，（感恩教育、节约教育）

实验过程：

1、学生：明确实验目的，上黑板画出电路图，

教师：评价，贴出实物图模型

2、学生：上黑板连接实物图，

教师：评价，与学生交流不同连接方法

3、学生：填写“实验注意”，交流、质疑

4、学生：连接实验电路，

教师：委派能手检查各小组的连接情况，针对反映出的问题进行解答、提出要求。

5、学生：分组实验，

教师：巡视、指导、与学生交流

6、实验报告展示、学习过程交流

（四）、知识整合与提高

学生课后完成

五、教学反思

复习课的教学一直是令许多老师感到棘手的一个问题，在许多复习课上，学生往往很沉闷，老师的教学热情也因此大受挫伤。如何提高复习课中学生的学习热情，激发学生的学习兴趣，使复习课的功能不只是将所学知识进行一种枯燥的回顾和归纳？如何让学生通过复习课的教学不仅能将知识进行一个系统的归纳和整理，又能在原有基础上对知识的理解有一个升华，对知识的应用能力得到进一步的提高呢？我始终认为，上好复习课的难点之一就是激发学生的学习热情。以下是我对所上的初三“电学实验专题”复习课的几点体会：

1、使用多媒体教学，优化了教学模式，提高复习课实效。复习课中知识容

量大，教师要在一定时间范围内将大量以学知识再现到学生眼前，仅凭一张嘴、一支笔，很难，也很累，学生更无兴趣。为此，我精心设计了多媒体课件，包括电学基础实验的归纳、重要器材的使用、典型实验的训练，课件精美的画面，高度浓缩的知识要点，这本身就极大地激发了学生学习的兴趣；同时，还根据教学内容为学生印发了本节课复习所使用的课堂学习资料，目的是：让学生在学习的过程中眼到、手到、心到、口到，让学生全身心地投入课堂学习中，让学生有机会、有效地参与到教学活动中来，成为学习的主体，让教与学在师生的互动中轻松地、愉快地完成，达到复习目的。

2、从板房教学实际情况出发，创设学生非常喜爱的学习环境――让学生在实验室上课，给学生提供合作交流的空间和时间，引导学生自主学习；结合板房用电实际，让学生体会物理知识的有用，与学生一起经历：物理从生活中来又回到生活中去（TST）的过程。

3、在这一节课中，绝大部分的学生都积极地参与了讨论与思考，但还是有部分学生不能很好地投入学习，在归纳电学基础实验时，不少学生写不出已做过的实验名称，这一环节中教师的启发、引导还应更耐心些、更具体些；在学生做实验时，还可以多找些小能手、小老师去帮助有困难的学生。

第9篇：电路图设计要点范文

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/T17215-1998《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32.768kHz的石英晶体振荡器,简化电路,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0.1Hz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2.5KB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0.56ms,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38.4kHz调制信号由CPU内部分频输出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。

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