机电一体化实训项目指导书14
《机电一体化技术实训项目》指导书
（机电121、122 时间4周：17~20周）
一、实训的性质、目的、意义：
将本学期所学的单片机技术、自动生产线技术等课程的知识与技能进行糅合、综合，从而开展一项基于自动控制的项目设计与制作。提高学生的综合应用与设计、制作电气控制系统的能力，提升学生的整个知识与技能的结构。通过进行基于单片机控制的机电一体化系统的设计与制作。加深对机电控制技术的理解与应用，学以致用。提高机电一体化专业技术与技能。
二、实训任务与具体要求
实训任务：制作一个基于单片机控制的机电一体化系统
具体的任务要求是：设计一个单片机程序下载及控制系统。设计制作控制电路板，编写控制程序，完成对键盘、数码管等人机交互系统的设计、制作与程序控制；完成模拟量采集与模数转换；LED点阵、步进电机驱动控制、速度检测及气动系统的控制等机电一体化系统的控制训练。
整个任务可以分成四个部分
（1）单片机控制系统的设计：单片机与PC连接及下载线的设计；键盘、数码管显示的人机对话系统的设计；LED点阵控制与交通灯信号控制系统设计；步进电机驱动与控制、速度检测与显示系统的设计；开关量、模拟量输入输出系统的设计。
（2）单片机控制系统的印制板设计与系统制作：基于CH341A的单片机程序下载系统（主板）的制作；键盘、数码管显示的人机对话系统的制作；LED点阵控制与交通灯信号控制系统制作；步进电机驱动与控制、速度检测
与显示系统的制作；开关量、模拟量输入输出系统的制作。
（3）编写软件程序：单片机控制人机对话系统的程序编写；单片机驱动步进电机的驱动程序编写；测速仪测速程序编写；LED点阵显示程序的编写；交通信号灯的编写；模拟量采集进行模数转换显示及模拟、开关量输出控制程序的编写。
（4）系统调试：基于CH341A的单片机程序下载系统（主板）的调试；键盘、数码管显示的人机对话系统的调试；LED点阵控制与交通灯信号控制系统调试；步进电机驱动与控制、速度检测与显示系统的调试；开关量、模拟量输入输出系统的调试。
实训计划
总时间：4周
第一周：任务布置与原理图的设计
周一：上午进行分组。采用项目开发工作制，进度跟踪监测，节点计分，项目负责人全权负责的形式进行。下午进行项目要求说明。进程计划制订与评价体系制订，项目分解到人。
周二：上午单片机技术讲解：特殊芯片介绍，系统设计思路及单片机系统硬件设计的一般方法讲解。下午原理图设计软件学习与应用，事例讲解周三：软件(PROTEL99SE)练习与单片机各系统的原理图设计，先在纸上初稿，再软件设计。
周四：软件练习与单片机各系统的原理图设计
周五：软件练习与单片机各系统的原理图设计。给出设计的正规原理图，设计阶段的结点，下午4点前进行检查，评价。
第二周：进行单片机印制板的设计与制作、仿真图绘制
周一：讲解印制板设计与制作的要求，应用PROTEL99SE软件进行设计与制作的要点、原则与一些注意事项，开始进行根据原理图印制板设计、布线。
周二：单片机系统印制板设计、布线。
周三：单片机系统印制板设计、布线。开始原理图仿真图（PROTEUS）绘制。
周四：单片机系统印制板设计、布线图结点，下午4点前完成并通过检查，并进行原理图仿真图的绘制。
周五：单片机系统印制板制作。印制、腐蚀、修改、钻孔制作电路板，仿真原理图绘制结点，下午4点前进行检查。
第三周：元件焊接、程序编写
周一：上午：单片机控制程序编写的方法与步骤讲解，要点注意点说明。下午：开始程序流程图设计。
周二：印制板钻孔、元件焊接，程序流程图设计。
周三：印制板钻孔、元件焊接，程序流程图设计。第三阶段结点：单片机硬件系统完成检查，流程图完成通过检查。时间：下午4点前。
周四：程序编写与仿真，编写各个单片机系统的程序并进行仿真。
周五：程序编写与仿真，编写各个单片机系统的程序并进行仿真。
第四周：程序编写，系统调试，改进完善。进行产品演示，最后的项目总结与答辩，完成实训报告。
周一：程序编写与仿真，编写各个单片机系统的程序并进行仿真。开始进行程序下载调试
周二：编写程序，下载调试，仿真检查下午4点前。
周三：系统调试结点，下午4点前
周四：撰写实训报告，及格线结点，下午4点前
周五：展示与答辩。结点下午4点前。
全班分成8个大组，每组9~10个人。在每个组里，两个人成为一个小组，一人侧重电路板设计与制作，一人侧重原理图设计与编写程序。要求每个人软件、硬件都要参与，不可偏废。全班制作8个大的系统。除去主板下载线采用统一样式进行，其余原则上采用的端口不能完全一样。要求也会不一致。原理图先采用手工绘制，再采用Pretel软件绘制，并打印出。仿真采用Protues软件进行，并将绘制的仿真图打印出来。印制电路板的图，必须采用Pretel进行。所有的设计图和编写的程序流程图与程序都需要在实训总结报告中体现。
地点：第一周：周一：实训楼B206。周二、周三、周四、周五：均在实训楼B408。如果大家均采用笔记本，则地点课调整到实训楼B206 第二周、三周、四周：理论讲解与设计、调试在实训楼B408。实作在实训楼B206，腐蚀、钻孔在许、田老师办公室（原图书馆一楼）。答辩在实训楼B206进行。
作息时间：必须到教室或办公室报到的时间：上午9点~11点30分，下午2点到4点，完成当前、当天项目可以提前离开，整个项目一些内容根据实际完成情况可以提前，但不能推后。项目负责人须将每天的考勤上报给教
师。
完成项目的要求：通过每个结点，进行评价。展示项目成果进行总成绩结点评价，最后完成答辩与项目总结报告。
阶段评价：每个阶段的结点就是一个评价，完成计划要求且没有缺陷的，当前小项目完成在结点前1天，评价为优秀，结点当天上午完成为良好，结点前完成为中等，结点后1天内完成为及格，超过1天为不及格。在总项目（最后的系统调试结点）及格点前完成，可以给与总体评价及格，在结点前完成可以给与良好及以上成绩。此项成绩为小组成绩，也是项目负责人成绩的重要组成部分，其余人员，由项目负责人在小组总成绩的环境下给与评价。最多可以高于小组成绩一个数量级。
展示与答辩：项目完成后，作为项目完成的成果就是项目的展示与图纸、总结报告。将项目组完成的单片机系统现场进行展示与演示，对成功与失败进行讲解和说明，回答教师与同学的提问。对所进行的项目有更深的认识与提高。
总结报告：作为整个项目的结题报告，项目总结报告有着重要的意义。报告内容应包括项目的题目，任务要求，系统设计的思想（想法、思路），新知识的学习笔记，单片机系统设计原理图（包括手绘、计算机PROTEL软件绘制），PROTEUS软件绘制的仿真图，印制板布线图、线路图，每个系统的软件编程的流程图、程序及说明，仿真结果及截图，调试结果及图片，对整个项目完成情况的说明，最后对整个实训的总结与感想、收获等。项目小组内的总结报告可以大部分一致，个人感想与学习心得不可以一样，项目小组之间的报告内容与形式必须有较大的区别。
评价体系：整个实训成绩分成3个部分，考勤，项目完成情况，最后的答辩与总结报告。
正常情况下：考勤占15%，总结报告与答辩占15%，项目完成情况占70%。其中完成情况以项目小组成绩为基础，项目负责人给出整个项目组成员的成绩，教师与项目负责人给出项目负责人成绩。项目小组成绩由各结点成绩组成，比例是原理图占10%（其中主板占其中12%，其余4个各占22%），印制板设计、布线图设计占10%（每个小项目各占20%），仿真图占5%，程序流程图占5%，印制板制作与器件焊接完成情况占10%，程序编写及硬件仿真成功10%，最后总项目完成即调试成功占50%。优秀成绩95~100，良好85~90，中等75~80，及格65~70，不及格根据具体情况确定为50~55,40~45,30~35等档次。另外，缺勤2天及以上者不可评为优秀。
但如果有下列情况之一者，将作为不及格处理：
1、考勤：旷课、旷工达整个实训的三分之一者为不及格。
2、答辩：缺席答辩过程，成绩将不及格。
3、总结报告：实习总结报告没有上交的将不及格，完全一样的两个
项目组的报告也将不及格。
4、项目负责人有充分理由直接判定不及格的成员成绩。（充分理由
是：该成员在整个设计、制作过程中没有任何贡献与作用，也不
积极参与讨论、思考等，仅仅是人在场，却不参与等）
5、严重违纪，经教师团队讨论确定的。
制定：唐健
2014年3月10日