实验题目：基于电子工艺的多功能按摩器设计及其生产流程设计

1. 课程简要信息

课程名称：电子工艺实习课程学时：80适用专业：电类专业学生年级：二年级以上

2. 实验内容与任务（限500字，可与“实验过程及要求”合并）

项目需要完成的任务（如需要观察的现象，分析某种现象的成因、需要解决的问题等）；是否设计有不同层次的任务。

1）设计制作一款多功能按摩器（按摩头正转、反转、高速、低速、连续工作、断续工作，温度控制等）。2） 明确任务后，按照电子工艺的流程设计制作实物，并编制工艺文件，完成项目报告。

3. 实验过程及要求（限300字）

如对学生在实验过程中在需求分析、资料查询、自学预习、思考讨论、方法设计、进程规划、软件仿真、平台构建、器件选择、表格设计、现象观察、数据测试、问题分析、总结报告、验收答辩、演讲交流等各方面的要求。

1）研究搜集资料，确定设计方案及具体实施流程。
2） 设计原理图，PCB 版图，加工制作 PCB。购买元器件。
3） 结合电子工艺实习学习电子产品组装。
4） 掌握元器件的测量方法，对所有元器件进行测量记录参数值。
5） 组装按摩器实物。
6） 学习批量生产和流水线电子组装的工艺方法。
7） 编制按摩器组装生产工艺文件
8）完成实验报告册，学习交流组装和测试过程中不同解决方案的特点。

4. 相关知识及背景（限150字）

项目涉及的知识方法、实践技能、应用背景、工程案例。

这是一台多功能按摩器，硬件核心器件应采用单片机作为主控芯片，外部电路元件有贴片元件和分立元件。工程背景强，通过实际操作，运用所学的数字和模拟电子技术、学习电子工艺基础理论，掌握基本技能，熟悉电子产品设计、生产工艺过程，强调的是自主实习协同工作的重要性、综合能力和综合工艺素质培养。

5. 教学目标与目的（限100字）

如学习、运用知识、技术、方法；培养、提升能力、素质。

运用学习的电子工艺相关知识，在工程项目实现过程中引导学生了解电子产品的构思、设计、焊接、产品实现等全过程，它以工程项目（包括产品、生产流程和系统）从研发到运行的生命周期为载体让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。已达到学生自主实习协同工作、综合能力和综合工艺素质能力的培养目的。

6. 教学设计与引导

如预习要求及检查；课堂知识讲解、方法引导、背景解释；实验中的方法指导，问题设置、思路引导等。研讨主题、观察节点、验收重点、质询问题的设计等。

本实验的过程是一个比较完整的工程实践工程，需要经历学习研究、方案论证、实物设计、实物实现与调试、生产工艺制定、设计及工艺总结等过程。在实验教学中，应在以下几个方面加强对学生的引导：

1）掌握电子产品设计的相关理论知识：电子元器件知识，PCB板设计与加工，电子产品加工手段。
2） 具体产品设计从开始就应该给学生灌输工艺思想，设计、组装的每一步骤均应体现工艺性。
3） 熟悉单片机相关知识，基于单片机开发产品会更加方便。
4） 在产品设计，制作的每一环节增加讨论环节，同学交流遇到的问题和解决方法，尤其要讨论加工工艺问题。
5）最后的总结环节，同学可互相展示对比自己的实物设计及其工艺性。这里没有对错，只比较合理性，在比较中相互进步。

7. 实验原理及方案

实验的基本原理、完成实验任务的思路方法，可能采用的方法、技术、电路、器件。

1）系统工作流程

图 1系统工作流程

2）整体原理:

产品基于 STC89C52 芯片，利用 12MHZ 的晶振电路作为单片机的时钟，利用单片机定时器 1 控制计时，利用单片机定时器 2 控制 PWM 进而控制震动模块，利用单片机定时器2控制屏幕闪烁，设置外部中断控制整个系统。单片机P0 口与作为上拉电阻的排阻相接后连接 LCD1602 显示屏作为显示输出。单片机 P1.2-P1.4作为LCD 屏的亮度等参数控制口。单片机 P1.5-P1.7 连接开关作为控制信号，P3.2 接开关作为外部中断控制信号。单片机P2.4 口连接蜂鸣器电路，完成声音提醒功能。单片机P2.5 口连接继电的控制信号输入端，继电器的输出常开端连接PTC加热片，中间端接电源。单片机P2.6口接上拉电阻后与电机相连，完成震动功能。单片机P2.7口连接 DS18B20 温度传感器，完成温度反馈功能。XTAL1、XTAL2 接 12MHZ 晶振电路。电路 VCC 和 GND 由 AMS1117 稳压后提供。

图 2 电原理图

8. 教学实施进程

简要介绍实验实施进程的各个环节（如任务安排、预习自学、现场教学、分组研讨、现场操作、结果验收、总结演讲、报告批改等）中，教学设计的思路、目的，教师、学生各自需要完成的工作任务，需要关注的重点与细节。

1）原理讲解环节：需要学生提前掌握单片机的相关知识，以及各个专用模块的使用方法。

2）器件选择环节：教师先根据分析原理告知学生芯片所具有的的功能，学生自行查阅相关资

料选择适用的芯片。

3） 原理设计环节：根据学生实际情况，分配工作，学生可自行分组组合设计，编程能力强者可以自行绘制原理图，可将原理电路分成几个部分，如：加热电路、晶振电路、振动电路、报警电路；要求学生自学实现其中一个部分的电路绘制。能力较弱者，可以给其全部电路让其理解绘制。最后通过 Protel软件生成 PCB版图。有能力者可以自行打印版图，通过腐蚀工艺进行印制电路板的制作。

4）教师讲解电子产品组装通用工艺流程，工艺流程包括：生产准备，零部件装配（包括贴片工艺，分立元件焊接工艺），各部分检验调试，总装等。

5）学生在组装产品实物过程中了解具体的电子产品装配工艺方法。

图 3 学生进行焊装实践

6）整机组装完成后，学生要独立进行整机调试。产品有问题的学生可以和教师一起进行故障检修。

7）回顾讨论整个产品设计、加工过程，写出产品实现的工艺文件，从中理解产品实现的工艺 内涵。

9. 实验报告要求

需要学生在实验报告中反映的工作（如：实验需求分析、实现方案论证、理论推导计算、设计仿真分析、电路参数选择、实验过程设计、数据测量记录、数据处理分析、实验结果总结等等），如：

实验报告需要反映以下工作：

1）产品所有元器件的测量数据的准确性
2）按摩器原理的掌握情况
3） 按摩器装焊组装的工艺总结
4） 规范的工艺文件
5） 项目结题的总结报告
6）收获和心得

10.考核要求与方法（限300字）

考核的节点、时间、标准及考核方法。
1） 设计原理：原理的合理性、符合性、正确性。
2） 实验结果：是否满足设计要求及功能实现。
3） 工艺流程：学生编制的产品生产工艺流程及工艺文件的合理性。
4）实验报告：实验报告的规范性与完整性。
5） 按以上模块考核，以项目完成形式给出成绩，两周之内完成。

11. 项目特色或创新（可空缺，限 150字）

项目的特色在于：利用项目式电子工艺实习教学模式学习产品开发，焊装并完成对产品实现工艺的设计。按照教学大纲，利用大学所学电子方面知识，学习电子工艺基础理论，掌握基本技能，并通过焊装的实习产品，熟悉电子产品设计、生产制作全过程、尤其是电子产品组装工艺。培养学生自主与协作的实习能力，强调的是综合能力和综合工艺素质的培养。

参赛信息表