机械电子工程专业范文1
关键词： 专业导论课 机械电子工程 教学改革
一、背景分析
大学是美好的，特别是对于刚刚经历过残酷高考竞争而迈入大学校门的高中学子，经过十多年的苦读和应试教育，进入大学感到了放松，突然学业上轻松许多，无具体的升学目标。但是大学并不是人生的终点，而是一个新的起点，是我们职业生涯学习的起步阶段。每一个新入学的大学生都必须很快适应新的学习环境，尽快完成自己的角色转换，开始新的学习征程。
高中阶段学生基本都是在家长的监护下成长，不用担心生活上的问题，学习上也是家长或老师规划好，不用自己操心，而在大学要独立完成生活和学习的规划，很多学生比较茫然。大一新生入校后，学校的现实与学生的理想总会有些差距，导致学生情绪失落。
大学一年级的新生从紧张的高考中走过来，普遍有“解放”的感觉，这种感觉极易导致上进心的松懈和学习意识的淡漠，不少学生在几年的大学生涯中学习目标不明确，“60分万岁”，整天沉迷于虚拟的游戏和网络聊天中，抑或花前月下、卿卿我我，最后降级退学，甚至个别同学直到临近毕业时才幡然悔悟，但悔之晚矣。
初入大学校门，许多新生对自己学习的专业了解甚少，更谈不上喜欢与不喜欢，高中填报志愿的时候，可能大多数都是参考家长或教师的意见。大部分学生对自己将要学习的专业及今后所要从事的工作岗位知之甚少，甚至是一无所知。只有少部分新生对自己的专业做过一些调查研究，学生缺乏对专业和课程的了解，不知道学习什么、如何学习、学了有什么用。他们对大学的生活和学习既充满了好奇又感到迷茫，对所学专业缺乏认识，造成学习的盲目和专业思想的不稳定。此时，学生初入校门的那种新鲜、好奇、兴奋，往往会被无聊、郁闷和迷茫所取代。
为了帮助学生解决这些问题，沈阳工程学院（以下简称“我校”）机械电子工程专业面向新生增设了机电工程专业导论课程，取代了原先由辅导员和系领导主办的入学教育讲座，由专业教师指导学生系统地认识和学习机械电子工程专业的概述知识。
在课程中对机械电子工程专业的性质、学科概况、课程设置、学习方法、未来就业前景和领域进行了介绍，使学生对自己所学专业及从事的工作岗位有了比较清晰的认识，明确了学习的方向，培养了专业兴趣，使学生对自己未来四年大学的生活和学习形成了一个较详细的规划。
二、内容规划
机电工程专业导论课程建设的指导方针是“导向性、概述性、前沿性、趣味性”，课程是学生职业人生学习的向导，趣味性概述机电技术专业前沿知识内容。在专业导论课程的规划过程中紧密结合人才培养目标，本专业培养德、智、体、美全面发展，较系统地掌握机械制造及自动化、计算机应用、自动控制和电子技术应用等复合型的专业知识，以机床数控系统的应用与开发，机电一体化产品的设计、调试和管理等能力为特色的机械电子工程领域高级应用型人才。让学生了解培养要求、毕业要求、学分制培养方案特点、教学计划、课程体系结构、课外培养体系等。重点让学生了解历年的就业情况，了解就业企业客户群和学校行业办学状况，了解企业的岗位，了解职业名称、工程职业能力需求、职业道德要求、需要掌握的知识体系和可以获得的职业资格证书内容等。
结合我校机械电子工程专业建设团队的特点，专业导论课程设计成在大学的第1学期开设，课程性质为必修课，周2学时，共计26学时。课程由5位专业建设骨干成员讲授，每人结合自己的专业建设和科研学术方向，讲授擅长的学科方向知识，具体的教学计划内容如表1所示。
表1 教学计划内容安排
三、教学实施
由专业带头人负责机电专业导论课程的总体规划和考试考核工作，课程讲述以大讲座的形式进行，每上一学年的第2学期结束前，相关主讲教师集体集中备课布置下一学年的第1学期授课计划和内容，暑假各主讲教师分别准备课程内容。新生入学第1学期开学前讨论具体的内容，大家共同备课，对主讲内容和课件审查定稿。
我校机械电子工程专业是适应社会主义现代化建设的新形势，为培养机电应用型人才而设置的，专业申请时为目录外专业。虽然2012年已经成为正式招生专业，但无成形的专业导论教材可供选用，现采取无教材讲授方法，中间根据课程的性质和需要，教师发放活页资料。教师自编多媒体教学课件，课件的编写注重选用典型企业的实例、图片、场景、先进的设备和技术，反映工程职业能力和标准，紧靠体现机电学科的发展和专业的前沿。
注重学生自学能力的培养，在课程学习过程中教师布置专题课后问题，课后由学生自主查找资料，寻找分析问题和解决问题的途径，完成结果，最后可以要求写出报告上交，也可以采取课堂提问的方法，作为学生平时成绩记录。
改革传统的考试形式，注重学习过程的考核，课程最终考核成绩采用出勤、开卷考试、课程作业、课程文献查找等方式相结合而形成，其中出勤占10%，课程作业占20%、开卷考试占70%。
四、结论与展望
机电工程专业导论课程加深了学生对机械电子工程专业发展方向和大学职业课程学习的理解，受到了学生的一致好评。
目前我校专业导论课程尚处于探索阶段，随着教学改革的进行，应该进一步着手进行教材和教学资源建设，不断丰富教学内容。
参考文献：
[1]姜松.食品科学与工程专业导论课的构建与实践[J].农产品加工，2009（8）：84-87.
[2]鄢泰宁.为新生开设专业概论课有助于激发学生的学习热情[J].中国地质教育，2008（2）：76-77.
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[5]杨晓敏，李全意.专业导论课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2012（2）：62-63.
机械电子工程专业范文2
今年暑假,学院为了使我们更多了解机电产品、设备，提高对机电工程制造技术的认识，加深机电在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，特意安排了我们到几个拥有较多类型的机电一体化设备，生产技术较先进的工厂进行生产操作实习.
为期23天的生产实习，我们先后去过了杭州通用机床厂,杭州机密机床加工工厂,上海阀门加工工厂,上海大众汽车厂以及杭州发动机厂等大型工厂，了解这些工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，各厂工人的工作情况等等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，传感器在空调设备的应用了，电子技术在机械制造工业的应用了，精密机械制造在机器制造的应用了，等等理论与实际的相结合，让我们大开眼界,也是对以前所学知识的一个初审.通过这次生产实习，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论教学的不足,为后续专业课学习和毕业设计打好基础.
杭州通用机床厂
在接下来的一端时间,我们分三组陆续在通机车间,专机车间和加工车间进行生产实习.在通机车间,该车间负责人带我们参观了他们的生产装配流水线,并为我们详细讲解了平面磨床个主要零部件的加工装配工艺和整机的动力驱动问题以及内部液压系统的一系列构造.我最感兴趣的应该是该平面磨床的液压系统,共分为供油机构,执行机构,辅助机构和控制机构.从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同的形式.按油液的循环方式，液压系统可分为开式系统和闭式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。这种系统结构较为简单，可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用，但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳等后果。开式系统油箱大，油泵自吸性能好。闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。其结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳,但闭式系统较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差。为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱.由于闭式系统在技术要求和成本上比较高,考虑到经济性的问题,所以该平面磨床采取开始系统,外加一个吸震器来平衡系统. 现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术结合，成为现代工程机械的重要组成部分,怎样设计好液压系统,是提高我国机械制造业水平的一项关键技术.在专机车间,对专用磨床的三组导轨,两个拖板等特殊结构和送料机构及其加工范围有了进一步的加深学习,比向老师傅讨教了动力驱动的原理问题,获益非浅.在加工车间,对龙门刨床,牛头刨床等有了更多的确切的感性认知,听老师傅们把机床的五大部件:床身,立柱,磨头,拖板,工作台细细道来,如孢丁解牛般地,它们的加工工艺,加工特点在不知不觉间嵌们我们的脑袋.
在通机工厂的实习,了解了目前制造业的基本情况,只是由于机械行业特有的技术操作熟练性和其具有的较大风险性,很遗憾地,不能多做一些具体实践的操作,但是观察了一台机床的各个零件的生产加工过程及其装配过程,使许多自己从书本上学的知识鲜活了起来,明白了本专业在一些技术制造上的具体应用.
杭州精密机床厂
7月8日我们到了同属杭州机床集团的杭州精密机床厂,顾名思义,杭州精密机床厂是生产一些加工精度较高,技术要求高的机床设备的大型工厂,主要加工的是机床内部的一些精度等级较高的小部件或者一些高精度的机床,如m级,mm级平面磨床.由于加工要求较高,所以机器也比较精密,所以有些也要在恒温这个环境下伺候它们呢.这样才能保证机床的工作性能,进而保证加工零件的加工精度要求.
在听了工人师傅的讲解后,明白了一般零件的加工过程如下:
胚料---划线---刨床(工艺上留加工余量)--粗车--热处理,调质--车床半精加工--磨--齿轮加工--淬火(齿面)--磨面
齿轮零件加工工艺:
粗车--热处理--精车--磨内孔--磨芯,轴端面--磨另一端面--滚齿--钳齿--剃齿--铡键槽--钳工--完工
机械电子工程专业范文3
关键词：机械电子 教学方式 教学环节
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0133-02
机械电子工程简称机电一体化，表示机械学和电子学两门学科的综合。机械电子工程以机电设备为研究对象，从系统的角度出发，应用机械技术、电子技术、控制技术和计算机技术等先进技术，实现设备功能最佳化[1]。高校机械电子工程专业若要培养优秀的机电一体化应用型人才并且能持续生存和发展，就必须积极探索和实践机械电子工程专业应用型人才的培养模式，培养适应时展需要的从事生产一线的机电一体化的高级应用型人才[2]。
1 机械电子工程专业应用型本科人才培养的目标
高等院校在学生的培养过程中侧重于理论课程体系的改革和部分实践教学的强化，没能以系统化的角度去注重学生实践能力的培养，致使毕业生在人才市场上没有竞争优势[3]。结果造成这个新兴专业失去应有的特色，达不到培养的预期目标[4]。
机械电子工程本科专业人才的教育，在培养规格方面，以培养具有一定创新和实践能力的、具有工程师基本技术素质的应用型人才为目标；在培养模式方面，以社会需求为目标，以培养工程技术应用能力为主线，优化能够体高学生知识、能力、素质的培养方案，以“工程应用”为特征和主旨构建课程体系，重视学生的理论知识和工程技术应用能力的培养。
2 机械电子工程专业应用型本科人才培养的课程构建
机械电子工程专业应用型人才培养课程构建应围绕两个点、四个方向。两个点是专业基础课和专业技术课，四个方向是数控、工业机器人、流控和测控。课程包括机、电、液（气）、控、算等方向的相关课程。机械电子工程专业课程构建定位在机械工程领域，突出各学科方向的有机融合，主要对机械设计、自动控制、设备故障诊断及状态检测等方面开展研究和设计。
2.1 机械电子工程专业教学体系
机械电子工程专业中，机为基础。机指机械专业的基础知识，包括机械制图、工程力学、金属工艺学、工程材料及热处理、互换性与测量技术、机械制造工艺、机械原理、机械设计等课程以及与课程相关的实践。学生在学习机械类课程的同时加强计算机技术、自动化技术、接口技术等课程。合理调整机和电的关系，采用机电并重的培养原则，对原有覆盖较广的课程精简、优化，建立学生能够学好并掌握的课程体系，重点是将机械、控制、电子以及计算机等相关领域的技术应用于机电系统和产品制造过程。
2.2 机械电子工程专业整体课程设置
课程设置是一项系统工程，课程设置不仅要考虑到学科、专业之间的相互交叉、相互渗透，还要考虑行业对知识、能力的要求。在课程设置上，主要分为机械设计、机械制造、电工电子、流体控制、机械控制和计算机控制六大部分。
机械设计包括机械制图及CAD、工程力学、机械原理、机械设计等专业基础课程。这些课程为学生掌握机械设计的基础知识，并为机械制造系列课程的学习打下基础。
机械制造包括金属工艺学、工程材料及热处理、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学等。这些课程为学生打下机械制造的基础知识，并通过金工实习和课程设计使学生受到良好的实践训练，从而能进行机械零部件的结构设计和工艺设计。
电工电子包括电工、模拟电路、数字电路、微机原理与接口技术、电力拖动等课程，强调电工电子技术和计算机在机械设备中的应用，为学生进行机电一体化设备设计打下基础。
流体控制包括流体力学、液压（启动）原理、液压控制系统等课程。
机械控制包括机械工程导论、机械振动学、机械控制工程基础、机械测试技术等课程。
计算机控制包括VB、C语言、VC++等课程。
在培养应用型人才的工程能力、技术能力和创造能力的课程组中，强调课程设置的系统性和整体性，以使单项技术或综合能力的培养不断得到强化，减少课程内容上的重复，在有限的时间内获得良好的教学效果。
2.3 加强专业基础课程教学
专业基础课的教学在高校培养人才中占的比重较大，教学重点在于理论，这些理论是专业知识体系的根本，内容已经经过实践验证和沉淀，是学好其它专业技术课必需掌握的知识。机械电子工程专业应用型人才的工程实践能力、创新能力也是建立在必备的专业基础课之上的。因此，在设置专业基础课时，要充分了解人才市场要求的专业知识并考虑学生今后的专业拓展能力。
2.4 加强培养创新能力的实践教学
机械电子工程培养方案加大了实践教学在整个教学环节中的比重，实践教学必修学分约占该专业毕业最低学分要求的35%。根据学生的专业知识结构与水平，对实践教学体系进行分类别、分层次、分模块的创新性设计。在人才培养活动中，创新能力的培养应占有较大的比重。如产品生产过程机电一化设备设计、数控加工、系统故障分析与排除等。“以学生为中心”、“以问题和课题为核心”，进行以启发性和创新性实验的研究性学习，逐步使学生树立创新意识，激发学生的创新个性，培养创新思维，不断提高创新能力。创新能力的培养以课程设计、工艺实习、工程教育实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等实践环节作为载体，并尽量选择实际课题，以强化创新能力训练的力度，同时在这一系列的实践环节中培养学生良好的职业习惯和职业精神。
3 加强实践教学平台建设
加强实验室建设，整合共享实验资源，避免重复建设。在原有硬件设施基础上，分层次、分模块地逐步改善实验教学条件。引进实验室管理系统，完善实验室开放管理制度；建立与完善校内实训中心和校外实训基地，使其成为学生理论联系实际、获取实践经验、形成应用能力的基地。紧密依托行业、企业，加强校企之间、校与校之间、学校与科研单位之间的联合，从校外实习基地聘请兼职教授、高工，定期举办学术报告、讲座以及指导学生实习、指导毕业设计等工作，积极开展合作培养，构建稳定的实习基地建设和发展的长效机制。
4 结论
我国正在由制造大国转向制造强国发展，只有培养出熟悉机电一体化设备的设计、制造、维护，并且熟悉控制技术、检测及监测技术、编程技术的专业技术人员才能在企业生产过程中发挥更大的作用。高等院校机械电子工程专业应用型人才培养应转变观念，不断探索适合于应用型机械电子工程专业人才的培养模式，以适应时展的需要。
参考文献
[1] 黄筱调，吴玉国.机械电子工程专业课程结构的探索[J].中国冶金教育，1997（4）：31-33.
[2] 王亚静，周佑喜，何兆太.机械电子工程专业学生实践能力系统化培养模式探讨[J].武汉生物工程学院学报，2010，6（2）：139-141.
机械电子工程专业范文4
关键词： CDIO 机械电子工程 工程实践 教学体系 专业认证
2016年6月2日，中国正式成为《华盛顿协议》成员国，这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用，促进中国按照国际标准培养工程师，提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四部分组成，目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式，工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次，并通过12条标准来衡量学生的培养质量，这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。
我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案，培养了结构合理的师资队伍，形成了较好的理论和实践教学模式，但是与CDIO工程教育标准的要求相比，在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面，仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点，因此要依据CDIO工程教育理念，借助校企合作平台，全面地进行机电专业人才培养模式的探讨，建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。
1.我校机械电子工程专业课程体系情况
目前的专业培养方案里包括的核心课程为：机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等；主要实践环节为：社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计（论文）、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。
2.CDIO模式下的机电专业教学体系
根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色，为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求，结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议，深入探讨和修订机电专业课程体系，强化实践环节，构建国际化的课程体系和教学模式，从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念，选择典型的工程实践项目，采取“做中学”的方式，通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力，这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握，还可以提高学生解决工程实践问题的能力，从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求，增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来，主要通过以下措施进行教学体系的改革：
（1）基于CDIO的工程教育理念，构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。
“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主，覆盖了多学科交叉领域，主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术；“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统，选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程；“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导，学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训，才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始，每学期均安排工程实践环节，按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目，在课程设计与毕业设计过程中企业参与。
（2）依托产学研合作背景，通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。
我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台，与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作，从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力，往往借助典型机电案例（如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等），让学生经历“构思―设计―实现―运行”四阶段的完整实训。与此同时，让学生积极深入到到校企合作的实习基地中，在相关机电系统中顶岗锻炼，进一步提高学生的理论联系实践的能力，缩短学生个人能力与企业要求的差距。
（3）通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。
为进一步拓展学生科技创新能力，借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台，在日常的教学管理中，融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式，鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事，鼓励学生撰写学术论文和申请专利。
3.结语
CDIO工程教育模式与中国工程教育专业认证的标准是高度统一的，只有坚持以CDIO工程教育模式为指导，依据校企合作背景，不断创新改革机电专业的课程教学模式，才能进一步提高学生的工程实践应用能力，为国家和企业培养出能在机电行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、研究开发、工程应用和运行管理工作的复合型工程技术人才，达到国际标准的要求。
参考文献：
[1]http：///home.php？mod=space&uid=750818&do=blog&id=982826
[2]Edward F.Crawley，查建中，等.工程教育的环境[J].高等工程教育研究，2008，（4）：13-21.
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机械电子工程专业范文5
自进入大学以来，凭借自身扎实的基础和顽强拼搏的奋斗精神，经过几年不断的学习，在各方面都取得了长足的发展。在专业知识的学习上，本着实事求是的态度，努力培养自己的实践动手能力。综合成绩在整个学院名列前茅，并通过了国家英语四级考试和吉林省计算机二级考试，并取得优秀。在此基础上，又通过了全国计算机二级考试，为今后外语和计算机的学习打下了坚实基础；在专业外语上，有一定的实践基础，有较强的翻译能力。
在业余时间，相继学习了WINDOWS98/NT，C语言、FORTRAN语言及OFFICE97、AUTOCADR14、CAM、WORD、PHOTOSHOP5.0、ME等应用软件，同时具有较强的硬件基础。在专业方面，具有扎实的专业基础，对机电液一体化设计有浓厚的兴趣，特别是在动力传动系统及控制方面有丰富的实践经验和理论基础。
在思想上，积极要求进步，被发展为入党积极分子，并参加了“邓小平理论研究小组”及党校学习班，现已毕业。在校期间，我踊跃参加各项体育、文娱活动，以此培养团结协作精神，并发展自己的才华。同时，也长期担任班级干部，设计并组织过多项活动，有一定的组织能力。
机械电子工程专业范文6
关键词：研究生 电子实验教学 MCU CPLD
随着研究生招生规模的扩大，社会对研究生的需求及研究生培养目标也在发生变化。如何培养具有高层次应用型、实践型人才是高校管理层和教学实施环节中各个主体单位和部门必须面对和认真考虑的问题。机械电子工程专业是机械专业中学科交叉的典型学科，对机、电、液等相关知识都有一定的要求[1]，然而近几年，社会上对机械电子工程专业的研究生存在一些看法，认为该专业研究生机械方面的知识不够扎实，有关电方面的知识更是短缺，这种现象是实际存在的，其有悖于机械电子工程专业的培养方案，有悖于培养高层次应用型人才的目标。产生这种现象的原因，主要是研究生在本科和读研期间对电的实践较少，对电方面的实验动手机会也较少。
研究生与本科生的培养有所不同，研究生的理论学习时间是1年，其余2年时间主要是硕士课题研究，这就使研究生的专业水平局限于某个领域。对机械电子工程专业的研究生来说，课堂学习和实验环节是扩展电知识结构的重要过程，为了在短短的1年时间内掌握更多有关电方面的知识，必须理论联系实际，多做实验，才能提高学习效果，提高实际动手能力以及加深电方面知识的理解。因此，开发一套适用于研究生的电子实验教学平台将有助于研究生在电子知识方面的提高，有助于培养“两手都硬”的合格的机械电子工程专业研究生。
1 现状分析
机械电子工程专业开设与电相关的课程一般包括现代控制理论、机电系统检测与控制、计算机控制及接口技术、工程测试与信号处理、数控技术等，这些课程都涉及信号检测、信号处理、信号辨别、算法处理、输出控制等内容，通过传统实验箱装置实现这些实验内容是有难度的。存在问题如下：
（1）目前关于电子开发的实验箱数目有限，价格昂贵，无法实现人手一套，并且各个模块相互独立，无法形成一个完整的闭环控制回路。
（2）实验所用技术比较落后，无法适应发展趋势。作为本科基础教学实验可以满足，但作为研究生应用性教学实验是存在一定差距的。比如AD转换器，传统实验箱仍然使用8位的0809芯片，随着技术的发展AD转换精度和转换时间都有了很大的提高，接口方式也发生了很大的变化，常采用串行I2C或SPI总线方式，接口方式大大简化，这些都是传统实验箱所无法达到的。
（3）实验箱实验与实际应用开发还存在一定的差距。研究生的研究学习，是为了今后更好地进行科研工作、开发产品等，所以，研究生的实验应更加接近实际应用。
（4）实验内容单薄、僵化，无法开发研究生的创新思想。传统实验箱没有留有扩展接口，只能做实验箱上固有的实验，不利于研究生的创新培养。
（5）传统实验箱无法应用到研究生课题的研究中。这是普遍问题，如果课题中涉及电子电路的内容，研究生只有重新设计开发。因此，在一年级理论学习期间设计搭建好自己的通用电子实验平台，为以后两年课题的开展节约时间和打下良好基础。对于两年制的研究生就更应如此。
上述问题使得大部分课程实验无法开出或者部分实验停留在演示阶段上，研究生无法深入掌握了解更深层次的内容，与实际应用脱轨。例如最基础的接口应用、基本的通讯实现大多停留在理论阶段，没有进行实质性的编程操作，对于经典的PID控制算法也没有进行过实验和深入的了解，从而在后续课题中涉及该内容的知识时感到无从下手，所以，开发一个既能满足以上课程基本实验要求又能贴近实际应用的电子实验教学平台很有必要。
2 电子平台设计
2.1 平台框架介绍
针对上述情况，开发了接近于实际应用，既可以用于教学又可以作为科研的电子教学平台，框架如图1所示。
图 1 电子平台组成结构
（1）微处理器（MCU）―完成计算、显示、信号输出等功能；
（2）电源―为主板、传感器等用电器件提供电能；
（3）放大―将传感器来的微弱电信号放大处理；
（4）数字化单元―将模拟信号转换为数字信号，MCU可进行处理；
（5）LED/KEY―显示/按键功能，人机接口；
（6）Flash―参数存储，掉电保护；
（7）电流输出―输出0～20 mA或4～20 mA控制调节执行器；
（8）RS485/232―通讯功能，可与上位PC机通讯（数字信号输出）；
（9）网络接口―它是现代仪表发展趋势，实现网络化传输；
（10）CPLD―复杂可编程逻辑器件，可减少MCU的器件，执行速度快，已成为现代电子电路设计中必不可少的器件之一；
（11）扩展接口―方便研究生在课题中进行功能扩展。
上述功能是一个相对完整的平台，研究生在学习各个功能模块的同时，也可以根据自己的相关课题进行裁减，以满足自己课题需要，使学习和科研并行。
2.2 元器件选型
针对这样一个平台，元器件选择也是考虑的重点，应具有代表性。除了要使研究生掌握电子电路的基础知识外，还要和目前常用的器件相结合，避免出现在学校学习的内容与社会实际应用内容不相符。
（1）MCU选择
MCU的选择很重要，由于技术的不断更新，MCU的功能越来越强大，越来越完善。基于51内核的MCU仍然处于主导地位，因此在该开发平台上仍然选择51内核的MCU。该开发平台选择C8051F020，该型号单片机集成了AD和DA等功能，具有很强的代表性。
（2）数字化单元
数字化单元也就是信号的前置处理，主要包括传感器过来信号的滤波。为了让研究生能更多地掌握和了解滤波电路，该数字化单元设置了两种滤波方式：无源RC滤波和有源二阶滤波，可以使研究生对这两种基本滤波方式进行分析、对比学习。
（3）通讯
通讯是现代电子产品必不可少的功能，在该平台上集成两种通讯方式：RS485和RS232。这是在工业产品中应用较多的通讯方式。
（4）人机接口
包括按键和显示，采用数码管并留有TS1620液晶显示模块的接口，使研究生能更好地掌握两种显示方式的学习。
（5）Flash
具有掉电保护的数据存储器，在工业应用中常用来保存参数。随着技术的发展，目前的掉电保护数据存储器常采用 I2C总线接口模式，这里选择24C02存储器。
（6）I2C总线接口器件AD/DA
所选MCU具有AD/DA功能，但是扩展AD/DA也是必不可少的，应用传统结构的AD/DA，如果需要高精度，如16位或者20位，那么AD/DA的数据线和控制线将会有很多，目前高精度的AD/DA常采用串行接口方式，如I2C，SPI等接口方式，因此在该平台选择串行AD/DA转换器，AD选择20位的CS5510，DA选择12位的TLC5618。
（7）网络接口
仪器网络化将是今后的发展趋势[2]，因此在平台上扩展了网络接口，采用CP2200芯片，Silicon Laboratories公司推出的CP2200，是业界体积最小和效能最高的单芯片以太网控制器，可以提供目前应用最广泛的局域网技术。CP2200最多能将所需电路板面积减少90%，同时让系统成本和复杂性减至最少，相对于RTL8019以太网控制芯片来说，更容易将嵌入式以太网功能导入各种产品。
（8）CPLD
CPLD已经成为电子设计中必不可少的器件之一，能够提高运行速度，降低器件，具有很强的灵活性，对于机械电子专业研究生是必须掌握的内容之一。
（9）扩展接口
该平台除了用于研究生学习外，另一个重要任务是帮助研究生进行课题的研究。为了不同课题的开展，所用功能也不相同，因此必须留有扩展接口，方便研究生进行扩展。
通过该平台，研究生能够实现电子产品的完整开发，从程序编写、下载直至调试等完整的步骤，对于电子产品来说程序是灵魂，研究生可以把更多的时间放在程序编写和算法研究上面。
3 结束语
整个平台采用模块化设计结构，其优点有：
（1）满足不同课程所需实验的要求；
（2）适应学生学习进度；
（3）通过模块组合，激发学生的创新意识；
（4）可作为今后课题的部分硬件平台；
（5）耗资少，成本低。
参考文献
