前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺設(shè)計開發(fā)，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

【摘要】截至2018年，中國的汽車保有量突破2億，但現(xiàn)有的汽車維修技能人才遠遠跟不上龐大的市場需求，為此需要通過專業(yè)技能培訓(xùn)來培養(yǎng)更多的汽車電路維修人才。針對目前市面上的汽車電路接線考核系統(tǒng)板功能單一、故障率高、設(shè)計不夠人性化等缺點，本文基于單片機技術(shù)設(shè)計并開發(fā)出一臺智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺。本次設(shè)計的實訓(xùn)臺基于STM32F103Zx最小系統(tǒng)板，實時檢測連線到對應(yīng)的接線端口，當(dāng)培訓(xùn)人員操作完成時，單片機可以檢測每一條回路，判斷并顯示最后的模擬結(jié)果。同時還可切換訓(xùn)練提醒模式，在該模式的操作過程中，培訓(xùn)者可以進行選擇語音提示功能。

【關(guān)鍵詞】汽車電工教學(xué)；STM32F103Zx最小系統(tǒng)板；實訓(xùn)臺

1研究背景及意義

根據(jù)中汽協(xié)2019年1月14日公布的數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國乘用車銷量為2808.1萬輛。雖然同比去年下降了2.8%，但是我國的汽車保有量仍在大幅度增加，尤其是新能源汽車的增長趨勢喜人，全年新能源汽車銷量125.6萬輛，同比增長了61.7%。汽車越來越多，對于汽車維修專業(yè)的人才需求也越來越大，隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車上的電器及電子設(shè)備控制單元日益增多，因此汽車電路維修人才的需求缺口將會變成制約我國汽車售后市場良好發(fā)展的關(guān)鍵因素，怎樣解決目前汽車維修市場的現(xiàn)狀，對汽車維修從業(yè)人員提出了更高的要求。為了提高汽車維修學(xué)生的實踐教學(xué)效果及設(shè)備利用率，幫助學(xué)生了解和學(xué)習(xí)汽車電路系統(tǒng)的工作原理，熟練掌握汽車電路檢測方法與故障排除技能，充分利用實驗室設(shè)備資源，研制一種新型智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺非常有必要。

2智能汽車電工實訓(xùn)臺的設(shè)計思路

智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺是對實驗室汽車電工實物接線考核系統(tǒng)的教學(xué)用品提出優(yōu)化，主要針對汽車電工電路培訓(xùn)的實踐課程進行開發(fā)。目前市場上大部分汽車電路接線考核實訓(xùn)臺的功能都比較單一，本智能汽車電工實訓(xùn)臺采用模擬電路部分的電路原理圖和更改程序就可以更換為對某一汽車電氣系統(tǒng)接線進行電路連線考核。本實訓(xùn)臺將汽車上部分汽車電路系統(tǒng)簡化成考核電路工作原理圖，學(xué)生能用導(dǎo)線正確地把臺面上的各個元器件之間的端口連接起來，當(dāng)操作過程中出現(xiàn)錯誤時，該實訓(xùn)臺的報錯功能可以幫助學(xué)生找到錯誤點，提高學(xué)習(xí)效率，降低教師的教學(xué)負擔(dān)。智能汽車電工實訓(xùn)臺的加入，能為教學(xué)和培訓(xùn)提供雙重的便利性。設(shè)備的研發(fā)根據(jù)汽車部分電路實訓(xùn)教學(xué)需求，繪制其電路系統(tǒng)工作原理圖，購買導(dǎo)線，電路涉及的零部件，單片機控制芯片，主要是進行電路工作原理的芯片控制設(shè)計，最后完成組裝調(diào)試，并制作成教學(xué)實訓(xùn)臺。

3智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺的設(shè)計要點

（1）單片機所擴展的引腳與面板上的端口相連，寫入指定的程序以判斷某條回路兩端的電壓來確定接線是否正確。（2）單片機電路與發(fā)電機等電路不能同處于同一工作電壓下，在單片機電路中采用繼電器模塊，對發(fā)電機與起動機電路進行控制。（3）芯片控制各個模塊的程序以及系統(tǒng)板與外接電路的各回路的鋪設(shè)。（4）最小系統(tǒng)板各個引腳與各接線口之間的線束設(shè)計及利用最小系統(tǒng)板對各個端口的識別判斷、控制等。（5）運用STM32相關(guān)的單片機知識寫入程序，其中包括電路分析判斷以及端口定義和LCD的程序優(yōu)化。

4智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺開發(fā)的創(chuàng)新特點

（1）實訓(xùn)臺電路設(shè)計原理是基于STM32F103ZET6芯片的控制，電路通過寫入程序，經(jīng)過單片機對多回路進行判斷。（2）實訓(xùn)臺加入錯誤提醒功能，LCD顯示屏與語音模塊結(jié)合的糾錯系統(tǒng)，能更好地幫助學(xué)生進行電路模塊學(xué)習(xí)任務(wù)。（3）實訓(xùn)臺具有不同的功能模式選擇，既可以用于日常教學(xué)培訓(xùn)，還可用于實操考核，由系統(tǒng)判斷所連接電路的正確與否，有效提高實踐教學(xué)效率。

5智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺主要由角鋼構(gòu)成的框架、亞克力面板、STM32最小系統(tǒng)集成板、1602液晶顯示屏、音頻接線端、語音模塊、導(dǎo)線插孔、導(dǎo)線插孔座、起動機、發(fā)電機等零部件組成。控制面板上設(shè)置了各種端子接口，實物的連接線按各自不同的位置,整齊均布地設(shè)計出合理的線路走向，且與接線端子相對應(yīng)，學(xué)生可以根據(jù)芯片預(yù)設(shè)的電路控制方式，按汽車電路系統(tǒng)工作原理正確連接相應(yīng)端子，使相關(guān)汽車零部件正常工作。實訓(xùn)臺的控制工作原理：在STM32F103Zx的最小系統(tǒng)板外接端子連接相應(yīng)的接線端口，接線端口為3.5mm音頻母插座，學(xué)生使用線材為3.5mm音頻線進行連線操作，當(dāng)學(xué)生或考生接好插線板的連線并按下按鈕后，單片機內(nèi)相應(yīng)的程序會檢測接線板板上的回路。檢測接線板的回路時，芯片控制該回路的連接端口，端口所連接的引腳為低電平，其它引腳均為高電平，若是單片機檢測所有回路都正常后，單片機會控制液晶顯示屏，并顯示“right（正確）”的字樣，同時實訓(xùn)臺控制面板上的綠燈亮起。如果在電路連接檢測過程中，其中一條回路接線錯誤時，檢測不再繼續(xù)，程序會將當(dāng)前的錯誤連接點顯示在液晶屏幕上，例如“errorpointB1”以便學(xué)生及時檢測錯誤點并及時更正。該實訓(xùn)臺還將設(shè)置考試模式和練習(xí)模式，當(dāng)考試模式開啟后，液晶屏幕便不會顯示連接錯誤點，僅綠燈亮起時，才被視為電路考試訓(xùn)練通過。最后，為了教學(xué)設(shè)備不受實驗室場地的限制，靈活安排教學(xué)地點，還安裝了萬向轉(zhuǎn)輪，便于移動教具以滿足不同場合的教學(xué)的需要。

6總結(jié)

經(jīng)過改良后的智能汽車電工教學(xué)實訓(xùn)臺可直觀呈現(xiàn)汽車起動及充電系統(tǒng)各元器件的外觀，接通電源后并可動態(tài)演示其工作過程。學(xué)生可在掌握了電氣系統(tǒng)的組成、工作原理的基礎(chǔ)上，利用面板的端子連接導(dǎo)線對相關(guān)電路進行連接，可鍛煉學(xué)生分析汽車電路的能力及理論結(jié)合實際的能力。該實訓(xùn)臺按汽車電路模塊進行實物連接設(shè)計，把復(fù)雜和抽象問題簡單具體化,相比整車電路接線考核實訓(xùn)臺，結(jié)構(gòu)簡單，出現(xiàn)故障時可快速檢修，適合教學(xué)中多次重復(fù)訓(xùn)練，同時實訓(xùn)臺也經(jīng)過了人機工程的測試，其坐姿與操作姿勢適合于廣大師生進行操作，并且該實訓(xùn)臺移動非常方便，適用于各高校以及技術(shù)院校的實驗教學(xué)或者技能培訓(xùn)課程使用，可有效培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)學(xué)生汽車電路的維修技能打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]胡漢才.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.

[2]張余.基于PLC汽車發(fā)電機性能測試實驗儀的設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(34):118.

作者:劉鑫兆 江秋儀 易漢卿 鄢正鑫 謝澤林 單位:華南理工大學(xué)廣州學(xué)院