《电子系统设计与实践》实验教程
电子系统设计实践实验与设计

实验与设计
13-3. 步进电机细分驱动控制实验
(1) 实验目的:学习用FPGA实现步进电机的驱动和细分控制。 (2) 实验内容1:完成以图13-7所示的步进电机控制电路的验证性实验。首先引脚锁定: 步进电机的4个相:Ap、Bp、Cp、Dp(对应程序中的Y0、Y1、Y2、Y3)分别与 PIO65、PIO64、PIO63、PIO62(见GW48主系统左侧的标注)相接。 CLK0接clock0,选择4Hz;CLK5接clock5,选择32768Hz;S接PIO6(键7),控制 步进电机细分旋转(1/8细分,2.25度/步),或不细分旋转(18度/步);U_D接PIO7 (键8),控制旋转方向。 用短路帽将系统左侧的“步进允许(JM0)”短路(注意,电机实验结束后,短路帽插 回“禁止”端! 选择模式No.5, 用Quartus下载step_1c3中的step_a.sof到EP1C3中,观察电机工作情况。 给出电机的驱动仿真波形,与示波器中观察到的电机控制波形进行比较。
实验与设计
13-4. 直流电机PWM控制实验
(1) 实验目的:学习直流电机PWM的FPGA控制。掌握PWM控制的工作原理,对直流电机进行 速度控制、旋转方向控制、变速控制。 (2) 实验内容1:完成以图13-14所示的直流电机控制电路的验证性实验。首先引脚锁定:
直流电机模块中的MA2、MA1(对应程序中的Z、F)分别与EP1C3的PIO60/61相接,用于控制直流电机;测 直流电机转速的MA-CNT端接PIO66,即CNTT端(见主系统左侧的标注); 用短路帽分别将主系统左侧的“直流允许(JM1)”和“计数允许(JM2)”短路;CLK5接clock5,选择 32768Hz;F1HZ接clock2,选择1Hz,作为转速测量的频率计的门控时钟; 键1(PIO0,接Z_F)控制旋转方向;键2(PIO1,D_STP)控制旋转速度。连续按动此键时,由数码管7显 示0、1、2、3指示4个速度级别;转速由数码管4、3、2、1显示。 选择模式No.5, 用Quartus下载step_1c3中的step_a.sof到EP1C3中,观察电机工作情况。 给出电机的驱动仿真波形,与示波器中观察到的电机控制波形进行比较。
《电子系统设计与工程实践2》实验讲义(AW60)(实验5 PWM实验)

根据要求编写设计性实验代码,在预习报告中写出编程思路,画出主函数和 中断处理函数流程图,列出全局变量、主函数、中断处理等主要函数的程序代码。
四、实验原理
1、基于 TPM 通道的 PWM 输出原理 AW60 单片机的定时器模块具有通道功能,可将通道分别配置为输入捕捉、 输出比较和 PWM。在 PWM 模式下,计数器对计数时钟进行计数,通过配置通 道比较值和定时器溢出值控制 PWM 的脉宽和周期,在通道引脚输出 PWM 信号。 PWM 可配置为边沿对齐和中心对齐两种方式,本实验主要针对边沿对齐方 式的 PWM。设置 TPMxSC.5(CPWMS)为 0,进入边沿对齐 PMW 模式工作,计数 器工作在递增计数模式。此时,同一 TPM 中的其它通道可配置为输入捕获或输 出比较功能。PWM 输出与计数器计数的关系如图 1 所示。计数值为零时,通道 引脚输出高电平,当计数值=匹配值时,引脚电平变为低电平,当计数器溢出归 零时,引脚电平再次变为高电平,完成一个 PWM 波周期。因此,通道比较值为 PWM 的脉宽,溢出值决定 PWM 的周期,通过改变比较值可实现不同的占空比。
Hale Waihona Puke 图 1 PWM 输出与计数值的关系
对 PWM 的配置,主要是通过通道状态控制寄存器,其各位含义如图 2 所示。 通过配置 MSn 选择通道模式,通过 ELSn 进行 PWM 极性的选择。ELSnA=0 时, 定时器溢出时,强制 PWM 波为高电平;输出匹配时,强制 PWM 波为低电平(正 极性);ELSnA=1 时,定时器溢出时,强制 PWM 波为低电平,输出匹配时,强制 PWM 波为高电平(负极性)。
电子系统设计与实践报告

《电子系统设计与实践报告》院系电气与信息工程学院专业班级电气151班学生学号学生姓名指导教师李叔元完成日期2018年06月28日目录第一章设计目的与任务 (3)1.1 设计目的 (3)1.2 设计项目要求 (3)第一章知识点总结 (3)2.1 搭建开发环境 (3)2.2 linux操作系统的常规使用 (4)2.3 windows 与 Linux的文件共享 (5)2.4 硬件控制 (5)2.5 写代码控制驱动对应的硬件 (6)2.6 人机交互 (7)2.7音视频的播放 (9)2.8音视频的播放 (9)2.9 U盘下载 (9)第3章智能家居的具体实现 (10)3.1智能家居整体设计图 (10)3.2智能家居C语言程序 (10)第四章心得体会 (18)第一章设计目的与任务1.1设计目的1掌握Linux系统的常规使用。
2掌握主控板的常规使用。
3掌握使用linnux系统编程代码控制主控板显示屏。
4对所学知识进行项目的验收检测。
1.2设计项目要求智能家居系统通过家庭网络,让系统中的各类设备之间相互联动,为我们营造智能化、舒适化、便利化的生活环境。
智能家居可以让我们解放双手,提高生活水平。
本次实训的要求是设计缩小版的智能家居,其特点在于操作简单、易于上手、稳定性强,实现实时监控、视频的播放、音乐的播放、图片的显示以及对控制led灯的开关。
所以本周要学习关于嵌入式的基本入门知识,以及相关软件的使用。
第一章知识点总结2.1 搭建开发环境步骤:一:安装虚拟机,直接双击安装程序,不断下一步,最后要求你输入密钥,安装包里面有破解程序二:解压ubuntu就可以直接使用虚拟机:用软件来模拟真实的电脑,我们的linux操作系统必须在虚拟机上运行ubuntu(乌邦图):linux操作系统一个发行版本的名字使用linux操作系统登陆的时候千万不要用guest身份登陆,要使用yueqian登陆,密码是123456linux跟windows的使用习惯有些不同,作为开发人员我们使用命令来控制linux系统打开命令终端:ctrl+alt+tgec@ubuntu:~$gec---〉当前用户的名字ubuntu---〉操作系统的名字~ ---〉当前用户的家目录$ ---〉当前用户是个普通用户linux中的这些命令统称shell命令,做系统运维的人就是编写程序用这些命令来自动管理服务器2.2 linux操作系统的常规使用2.2.1启动Linux系统启动VMware--》选中Ubuntu12.04---》继续运行虚拟机--》进入桌面系统--》启动命令行--》双击terminal(ctrl + alt + t)2.2.2 linux常规命令的使用A.查看某个位置下有什么东西ls [选项] [路径]ls 查看当前的位置下有什么东西(刷新)ls -l 查看当前位置下文件的详细信息drwx rwx r-x 文件操作权限(chmod)ls -a 查看当前位置下所有的文件(包含隐藏文件)ls -la两个功能结合在一起B.修改工作路径(更改当前所处的文件夹的位置)cd (路径)cd /回到根目录(起点)cd / && cd home && cd gec===》cd /home/geccd ..返回上一级cd ~返回家目录(常规操作位置:家目录/共享目录)==>/home/gecC.得到当前的工作路径pwd 得到当前的位置D.创建&& 删除(文件/目录)touch 文件名1 文件名2//创建空白文件rm 文件名1 文件名2//删除文件mkdir 目录名1 目录名2 //创建目录rm -rf 目录名1 目录名2 //删除目录E.编辑&& 编译&& 执行gedit filename.c//怎么编写源文件(c代码)gcc/arm-linux-gcc filename.c -o filename //生成可执行文件(编译)./filename //运行可执行程序F.修改文件的为可执行权限chmod 777 filename(3)补充:路径的组成(文件存储结构:树状结构)相对路径:当前位置下/一级目录/二级目录绝对路径:/一级目录/二级目录2.3windows 与 Linux的文件共享虚拟机--》设置--》选项--》共享文件夹--》启用--》添加--》下一步--》配置如下主机路径(windows):笔记名称(LInux):share(必须进入/mnt/hgfs)test1.c:编写九九乘法表,编译,运行起来#include<stdio.h>void main(){char i,j,k;for(i=1;i<=9;i++){for(j=1;j<=i;j++){k=i*j;printf("%d*%d=%d\t",i,j,k);}printf("\n");}return 0;}2.4 硬件控制(1)双要素驱动程序+ 应用程序(配套出现)(2)驱动如何使用?A.得到驱动程序文件led_drv.ko / gec210_beep.koB.加载驱动-->产生设备文件--->文件IO才能生效insmod xxx.ko==>insmod: can't insert 'led_drv.ko': File exists 表示驱动已经存在C.查看系统下已有的驱动lsmod==>led_drv 1203 0 - Live 0xbf028000//LED驱动buzzer_drv 1488 0 - Live 0xbf022000//蜂鸣器gec210_beep 1298 0 - Live 0xbf0e6000 //蜂鸣器rtnet3070ap 24124 0 - Live 0xbf0d3000rt3070ap 488261 1 rtnet3070ap, Live 0xbf044000 (P)rtutil3070ap 22027 2 rtnet3070ap,rt3070ap, Live 0xbf037000ov9650 8851 0 - Live 0xbf02e000snd_soc_gec210_wm8960 3084 0 - Live 0xbf01c000snd_soc_wm8960 19792 1 snd_soc_gec210_wm8960, Live 0xbf011000D.卸载原有的驱动rmmod led_drv /buzzer_drv/gec210_beep(3)应用程序的使用./led_test报错:./led_testUsage:./led_test <led_no> <on/off>led_no = 0,1, 2,3test1.c:把LED和蜂鸣器的驱动加载,使用自带的应用程序进行控制2.5 写代码控制驱动对应的硬件(1)LED灯A.打开对应的设备文件:/dev/ledsB.控制灯的状态ioctl(led_fd, 1, led_namb);参数2:灯的状态1亮0灭参数3:灯的序号0/1/2/3C.关闭对应的文件描述符test2-1:完成的流水灯的设计。
电子系统实习教程教学设计

电子系统实习教程教学设计背景介绍电子工程专业的学生需要在校期间进行电子系统的实习教程。
这些实习教程需要结合理论知识和实际操作,让学生能够理解电子系统的原理和应用。
因此,教师需要制定适合的教学设计,使学生能够深入学习电子系统的应用。
教学目标通过电子系统实习教程的学习,学生应该能够达到以下教学目标:1.理解电子系统的基本原理和应用;2.掌握电子系统常见元器件的使用;3.能够进行电子系统的实际操作;4.能够设计简单的电子系统。
课程设置基于教学目标,本实习教程共设计了以下课程:课程一:电子元器件的使用在这个课程中,学生将学习电子元器件的基本概念和使用方式。
课程内容包括:1.电阻器、电容器和电感器的基本原理和使用;2.二极管、晶体管和集成电路的基本原理和使用;3.安装和使用实验箱。
课程二:电源电路的设计在这个课程中,学生将学习电源电路的基础知识和设计方法。
课程内容包括:1.线性电源和开关电源的基本原理和设计;2.电源滤波电路的设计;3.小型电源电路的设计。
课程三:信号处理电路的设计在这个课程中,学生将学习信号处理电路的基础知识和设计方法。
课程内容包括:1.放大器、滤波器和振荡器的基本原理和设计;2.模数转换器和数字滤波器的基础知识和设计方法;3.小型信号处理电路的设计。
教学方法在教学过程中,我们采用了以下教学方法:1.讲授:通过讲授理论知识,让学生能够理解电子系统的基本原理和应用。
2.演示:通过演示实验现象,让学生对概念有更直观的认识。
3.实验操作:让学生亲自进行实验操作,让学生掌握电子系统常见元器件的使用。
4.讨论:在实验操作中,鼓励学生进行讨论,让学生能够从多方面分析问题。
教学评估在实习教程的学习过程中,我们采用以下方式进行教学评估:1.实验报告:学生需要根据实验现象和实验数据撰写实验报告,表述清晰且准确。
2.课堂测试:课程结束后进行测试,检测学生对理论知识的掌握程度。
3.课程设计:要求学生根据所学知识,设计一个简单的电子系统。
电子系统综合设计实训

数字电阻电容测量仪仿真设计 1、测量原理图图1 测量原理图R C V电路主要由单片机U 1、NE555定时芯片U 2和检测电容C X 组成。
NE555定时器芯片的6脚与7脚相连,与电阻R 和待测电容C X 组成单稳态触发电路。
上电复位后,比较器OP 1、OP 2的输出为高电平,R=S=1,RS 触发器处于保持状态,单稳态触发器输出稳态0。
系统需要测量时,单片机的P37引脚上输出负向窄脉冲V TR 控制单稳态触发器进入暂态,即可实现一次测量,工作时序图如图2所示。
V TR 电平变低后,比较器OP 2的输出为低电平。
此时,S=0,R=1,RS 触发器处于置1状态,单稳态触发器进入了暂态1。
G 3输出的低电平使三极管T 截至,电源通过电阻R 开始对待测电容充电,如图2的V CX 波形所示。
当V CX 上升到电源电压的三分之二后,比较器OP 1翻转,使得R=0。
由于V TR 的脉冲宽度为T 1,在V CX 升到三分之二电源电压前已经拉高。
此时,R=0,S=1,单稳态触发器的暂态1结束,返回到稳态0,暂态的持续时间为T W ,如图3的V O 波形所示。
在暂态期间,如果V TR 的低电平宽度变为T 2,V CX 到达翻转点后还没有变高,基本RS 触发器就会进入到R=0,S=0的禁止状态,输出V O 的波形无法预测,测量出错误结果。
因此,要保证T 1<T W 。
根据RC 暂态电路理论可知,T W 的时间宽度计算公式为X X W RC RC T 1.13ln ≈= (1)由式子(1)可知,单稳态的暂态1持续时间与待测电容C X 的容量成正比。
2、实验仿真过程2.1单稳态触发器仿真按照图3连接电路,U1(TR)为方波,频率100Hz,占空比为99%,幅度为5V 。
在Protues 下完成表格1的参数仿真与理论计算。
表1:测量数据表R1 C1 暂态时间(理论计算)输出波形暂态时间(实测)1K 1u1K 10u如果将U1的占空比调整到1%,重复表1的仿真,分析结果。
电子系统设计创新与实践实验报告

电子系统设计创新与实践报告—简易红外遥控系统班级:通信09-1姓名:何探学号:3090731126指导老师:李新1 任务设计并制作红外遥控发射机和接收机。
2 要求(1 )自制红外无线收、发器,可以上电工作。
(2 )调制方式:自选编码调制方式。
(3 )遥控对象:4 个,被控设备用LED 分别代替,LED 发光表示工作。
(4 )接收机距离发射机不小于1m。
(5 )具有红外信号学习功能。
3 系统方案设计框图如下:红外遥控有发送和接收两个组成部分:发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射红外信号。
红外接收端普遍采用价格便宜,性能可靠的一体化红外接收头(如HSOO38,它接收红外信号频率为38KHz,周期约26US)接收红外信号,它同时对信号进行放大、检波、整形,得到相应电平的编码信号,再送给单片机,经单片机解码并执行,去控制相关对象。
(1)二进制信号的编码本设计采用不同的脉宽宽度来实现二进制信号的编码,可由发送单片机来完成。
用图2-2(a)表示二制信号中的高电平‘1’,其特征是脉冲中低电平的宽度等于0.26ms,相当于10个26us的宽度,高电平的宽度等于0.52ms,相当于20个26us的宽度;用图2-2(b)表示二进制信号中的低电平‘0’,其特征是脉冲中高电平的宽度等于0.26mS,而低电平的宽度是高电平的二倍,等于0.52ms,相当于20个26us的宽度。
上述10个和20个脉冲宽度还可适当调整,以适应不同数据传输速度的需要。
(2)二进制信号的调制二进制信号的调制仍由发送单片机来完成,它把编码后的二进制信号调制成频率为38KHz 的间断脉冲串,相当于用二进制信号的编码乘以频率为38KHz 的脉冲信号得到的间断脉冲串,即是调制后用于红外发射二极管发送的信号。
如图2-3所示,A 是二进制信号的编码波形,B 是频率为38KHz(周期为26uS)的连续脉冲串,c 是经调制后的间断脉冲串(相当于C=A*B),用于红外发射二极管发送的波形。
电子系统设计与实践课程设计 (2)

电子系统设计与实践课程设计1. 课程背景电子系统设计与实践课程是为电子工程专业本科生设计的一门专业基础课程,旨在让学生掌握电子系统设计的基本理论和方法,了解相关技术领域的最新发展趋势,更好地为未来的职业生涯做准备。
该课程的核心在于通过项目实践引导学生深入学习电子系统设计的理论知识,发挥学生的团队协作和创新能力,在真实的场景中体验电子系统设计的基本流程和实践操作,提高其综合素质和实践能力。
2. 课程目标通过本课程的学习,学生将具备以下能力:1.掌握电子系统设计的基本理论和方法,了解相关技术领域的最新发展趋势。
2.熟悉电子系统设计的基本流程,具备系统设计和实现的实践能力。
3.培养学生的团队协作精神和创新能力,在真实的场景中锻炼学生的综合素质和实践能力。
3. 课程内容本课程的内容主要包括以下几个方面:3.1 电子系统设计基础1.电子系统设计的基本原理和方法2.电子元器件的基本特性和应用3.模拟电路和数字电路的基本理论和实践技能3.2 电子系统设计流程1.电子系统设计流程的基本概念和方法2.电子系统设计的需求分析和规划3.电子系统设计的硬件实现和软件编程3.3 电子系统设计实践1.电子系统设计实践的基本流程和方法2.电子系统设计实践的项目选择和题目确定3.电子系统设计实践的实验报告和成果展示4. 课程设计本课程的设计通过项目实践引导学生深入学习电子系统设计的理论知识,发挥学生的团队协作和创新能力,在真实的场景中体验电子系统设计的基本流程和实践操作,提高其综合素质和实践能力。
本课程的设计分为三个部分。
第一部分是课堂讲解,通过讲解电子系统设计的基本理论和方法,为学生打好基础。
第二部分是课程实践,学生在老师的指导下组成小组,自行选择项目进行实践,采用融合学习、研讨与实践等方法,体验电子系统设计的基本流程和实践操作,最终完成实验报告和成果展示。
第三部分是复习与考核,老师将通过平时作业、课堂问答和课程测验等方式进行评估,对学生的综合表现进行评分。
电子系统设计与实践报告书

电子系统设计与实践实验报告书评分:学院年级与专业学生姓名学号实习地点:第二基础实验楼实习时间:周上(下)午(晚)A513、A512、A112、A1102018 年月日一、实验目的与要求:1、通过课程学习,使学生掌握电子系统的设计方法和制作调试技能,学习并掌握Multisim, QuartesII等EDA软件工具进行电路设计的能力。
学习并掌握自顶向下的系统设计方法,特别要学会运用VHDL语言或Verilog语言在FPGA中设计数字电路,熟悉各种软件和硬件等功能模块,并应用这些模块来设计制作电子系统。
通过设计制作一个程控放大器,让学生学会设计、搭试、构建、调试、测试电路的方法。
2.学会使用电烙铁进行手工拆卸、焊装电子设备的技能。
3.掌握安全使用万用表的方法,能正确测试电流、电压、电阻等参数,能使用万用表测试电子元件和判断元件质量的方法以及元件参数的识别技能,学会根据电原理图和印制电路板图查找到实际测试点。
4.学会利用测试的数据分析判断电路是否工作正常,掌握电子电路的调试和故障排除的基本技能和方法。
二、实习主要内容与进度安排:第一次:电子系统设计导论及Multisim仿真入门;第二次:程控放大器电路设计与仿真(一);第三次:程控放大器电路设计与仿真(二);第四次:焊接讲解与练习,元件识别;第五次:程控放大器电路的焊接;第六次:程控放大器电路的焊接与调试;第七次:程控放大器电路的调试与故障排除;第八次:程控放大器电路的调试与验收第九次:Quartus II软件的使用入门;第十次:利用FPGA实现液晶屏显示实验;第十一次:利用FPGA实现A/D转换器控制实验;第十二次: A/D转换器控制实验验收;三、实习设备及器材:1、通用电路板、放大器、电阻、导线等2、数字式万用电表、示波器3、STR850焊接工作台、焊接耗材四、程控放大器电路原理及参数计算(包含电路原理,元件参数计算过程和电路图)五、程控放大器电路图:六、程控放大器电路所用电阻测试参数九、程控放大器电路实际测试数据:十、程控放大器电路误差分析及改进思路:十一、液晶屏显示程序清单(不需要列出全部程序清单,仅需列出显示姓名及学号相关的程序):十二、A/D转换程序流程图:十五、总结体会及建议或意见:。
电子系统设计与实践

电子系统设计与实践王建校张虹金印彬编写西安交通大学电气工程学院2004-8-27目录1电子系统设计基础 (1)1.1概论 (1)1.1.1 电子系统 (1)1.1.1.1模拟电子系统 (1)1.1.1.2 数字电子系统 (2)1.1.1.3 模拟—数字混合型电子系统 (2)1.1.2 现代电子系统设计的新特点 (3)1.1.2.1 中、大规模集成电路和专用芯片设计电路 (3)1.1.2.2 现代电子系统设计方法 (3)1.1.2.3 系统设计模式的开放化和对象化 (4)1.2 电子系统设计教学环节 (4)1.2.1 目的与要求 (4)1.2.2系统设计的教学过程 (5)1.2.2.1 方案设计与参数计算阶段 (5)1.2.2.2 系统安装与调试阶段 (5)1.2.2.3 撰写总结报告阶段 (5)1.3 电子系统设计的一般方法与步骤 (6)1.3.1 电子系统设计基本方法 (6)1.3.2 电子系统设计一般步骤 (7)1.3.2.1 总体方案设计与论证 (8)1.3.2.2 单元电路设计与参数计算 (10)1.3.2.3 绘制电路图和相关设计文件 (14)1.4 电子系统的安装与调试 (15)1.4.1 电子系统的安装 (15)1.4.1.1 插接方式 (16)1.4.1.2 焊接方式 (16)1.4.2 电子系统的调试 (17)1.4.2.1 调试方法 (17)1.4.2.2 常用调试仪器 (18)1.4.2.3 调试步骤 (18)1.4.2.4 注意事项 (19)1.5 电子系统的故障分析与排除 (20)1.5.1 常见故障原因 (20)1.5.2 常用故障诊断方法 (21)1.5.3 常见故障及其排除 (23)1.6 电子系统的抗干扰技术 (28)1.6.1 常见干扰源 (28)1.6.2 常见的抗干扰措施 (29)1.6.2.1 正确选择元器件 (29)1.6.2.2 合理分布元器件 (29)1.6.2.3 施加屏蔽措施 (29)1.6.2.4 抑制电网高频噪声 (30)1.6.2.5 采用合理的接地方式 (30)2传感器及其应用 (33)2.1概论 (33)2.1.1 传感器的分类 (33)2.1.2 传感器的基本性能参数 (34)2.1.3 传感器输出信号的特点 (35)2.2 传感器电子电路 (36)2.2.1 传感器电子电路的设计要求 (36)2.2.2典型传感器电子电路的组成 (36)2.2.2.1 传感器输出电压信号或电荷量 (37)2.2.2.2 传感器输出电阻、电容、电感变化量 (37)2.2.2.3 带有温度补偿的电子电路 (38)2.3 常用传感器及其应用实例 (39)2.3.1 温度传感器 (39)2.3.1.1 热敏电阻温度传感器 (39)2.3.1.2 热电阻温度传感器 (42)2.3.1.3 集成温度传感器AD590 (44)2.3.1.4 数字式温度传感器DS18B20 (46)2.3.2 霍尔元件及霍尔传感器 (49)2.3.2.1 霍尔元件 (49)2.3.2.2 集成霍尔传感器 (52)2.3.2.3 霍尔元件和霍尔传感器的应用 (54)2.3.3 光电传感器 (55)2.3.3.1 光敏电阻 (55)2.3.3.2 光电池 (57)2.3.3.3 光电断路器 (59)2.3.4 压阻式压力传感器 (61)2.3.4.1 压阻式压力传感器原理 (61)2.3.4.2 压阻式压力传感器供电方式 (62)2.3.4.3 压阻式压力传感器的应用 (63)3电子系统设计中常用的数值处理方法 (65)3.1 非线性补偿技术 (65)3.1.1 非线性函数补偿法 (65)3.1.2 线性差值法(多段折线逼近法) (66)3.1.3 曲线拟合的最小二乘法(二次抛物线差值法) (67)3.1.4 三次样条函数差值法 (69)3.1.5 查表法 (71)3.1.5.1 顺序查表法 (72)3.1.5.2 对分查表法 (72)3.2 数值积分与数值微分 (73)3.2.1 数值微分 (73)3.2.2 数值积分 (75)3.3 标度变换 (76)3.3.1 标度变换原理 (76)3.3.2 线性信号的标度变换 (77)3.3.3 非线性信号的标度变换 (77)3.4 数字滤波技术 (79)3.4.1虑波器的原理与分类 (79)3.4.1.1 数字滤波器的基本原理 (79)3.4.1.2 数字滤波器的分类 (81)3.4.1.3 数字滤波器的技术要求 (83)3.4.2 数字滤波器的设计方法 (84)3.4.3 IIR与FIR滤波器的比较 (88)3.4.4 整系数数字虑器 (89)3.4.5 常用简单数字虑波方法 (98)3.5 数据压缩技术简介 (104)4PID控制技术 (106)4.1 引言 (106)4.1.1 位(或开关)控制 (106)4.1.2 比例控制 (106)4.1.3 积分控制 (106)4.1.4比例—积分控制 (106)4.1.5微分控制 (107)4.1.6比例—微分控制 (107)4.1.7比例—积分—微分控制 (107)4.1.8比例—微分—反馈—前馈控制 (107)4.2 数字PID算法 (108)4.2.1 数字PID控制方法的基本原理 (108)4.2.2 数字PID控制算法 (109)4.3 数字PID控制算法的改进 (110)4.3.1 积分分离PID控制算法 (110)4.3.2 遇限削弱积分PID控制算法 (112)4.3.3 不完全微分PID控制算法 (113)4.3.4 微分先行PID算法 (114)4.3.5 带死区的PID控制 (115)4.4 PID参数整定 (116)4.4.1 模拟PID参数整定 (116)4.4.1.1 齐格勒-尼柯尔斯规则第一种方法 (116)4.4.1.2齐格勒-尼柯尔斯夫则第二种方法 (117)4.4.2 数字PID控制的参数选择和采样周期选择 (118)4.4.2.1 凑试法 (118)4.4.2.2 经验法 (119)4.4.2.3 PID控制的自整定方法 (121)4.4.2.4 采样周期的选择 (121)4.5 单片机PID程序设计 (122)4.5.1 PID算法程序的设计 (122)4.5.2 增量型PID算法的程序设计 (124)5 单片机与PC机构成的电子系统 (127)5.1 RS-232C串行接口及应用 (127)5.1.1 RS-232C总线标准接口及电器特性 (127)5.1.1.1 RS-232C接口标准及电器特性 (127)5.1.1.2 RS-232C电平转换芯片介绍 (129)5.1.2 RS-449/423/422/485标准总线接口及其应用 (129)5.1.2.1 RS-232C接口的主要缺点 (129)5.1.2.2 RS-422串行总线标准及应用 (129)5.1.2.3 RS-485标准 (130)5.1.2.4 RS-232C、RS-422A、RS-485性能比较 (130)5.1.2.5 RS-485驱动芯片介绍 (130)5.1.3 PC机与单片机串行通信的实现 (131)5.1.3.1 PC机与单片机通信的硬件设计 (131)5.1.3.2 通信软件设计 (131)5.1.3.3 基于VB6.0的程序实现方案 (132)5.1.3.4 基于VC6.0的程序实现方案 (134)5.2 USB接口及应用 (135)5.2.1 USB出现的动因 (135)5.2.2 适用的对象和目标 (136)5.2.3 设计原则和特性 (137)5.2.4 USB性能 (138)5.2.4.1不同接口传输速率对比 (138)5.2.4.2 USB的传输方式 (139)5.2.4.3 USB接口设备供电 (139)5.2.4.4 USB接口连接距离 (139)5.2.5 USB2.0 (139)5.2.6 全速USB总线接口控制器芯片简介 (140)5.3 IEEE 1394接口 (141)5.3.1 IEEE1394的特点与结构 (142)5.3.2 IEEE1394的连接方式 (143)5.3.3 IEEE1394与USB发展前景比较 (144)5.4 并行接口及应用 (144)5.4.1 PC机并行打印机接口各信号作用 (144)5.4.2 基于PC机并行接口的数据采集系统 (146)5.4.3 使用转换器 (149)6现场可编程应用技术 (153)6.1 现场可编程逻辑器件 (153)6.1.1 概述 (153)6.1.2 FPGA器件的基本结构 (154)6.1.2.1 逻辑元素(LE) (156)6.1.2.2 嵌入式阵列模块(EAB) (157)6.1.2.3 逻辑阵列块(LAB) (158)6.1.3 FPGA器件的配置 (159)6.1.3.1 FPGA器件的配置原理 (159)6.1.3.2 FPGA配置模式 (160)6.1.3.2.1 被动串行(PS)配置方式 (161)6.1.3.2.2 使用配置器件的配置方式 (163)6.1.3.2.3 使用JTAG的配置方式 (164)6.1.4 FPGA器件设计流程 (165)6.1.4.1 创建一个新项目 (166)6.1.4.2 新建一个VHDL文件 (168)6.1.4.3 编译 (170)6.1.4.4 项目仿真 (174)6.1.4.5 器件配置 (179)6.1.5 图形输入文件 (181)6.2 现场可编程模拟器件 (184)6.2.1 AN10E40芯片介绍 (185)6.2.1.1 AN10E40特性 (185)6.2.1.2 可用的IP模块功能 (186)6.2.1.3 AN10E40的工作原理 (186)6.2.1.4 AN10E40结构 (187)6.2.1.5 可配置模拟模块(CAB) (187)6.2.1.6 开关电容电路简介 (188)6.2.1.7 CAB详述 (188)6.2.1.8 布线资源 (189)6.2.1.9 时钟发生器 (189)6.2.1.10参考电压 (190)6.2.1.11参考电压发生器 (190)6.2.1.12模拟输入输出单元 (190)6.2.1.13配置引擎 (191)6.2.1.14 Mode 0-微机模式(并行装载) (192)6.2.1.14.1微机模式的最大数据传输率 (194)6.2.1.14.2发送器件复位命令 (196)6.2.1.14.3微机模式——配置过程 (196)6.2.1.14.4配置存贮器的组织形式—ASCⅡHex配置文件格式 (196)6.2.1.15 Mode 1-从ROM引导 (198)6.2.1.16 复位过程 (200)6.2.1.17 引脚说明 (201)6.2.2 AN10E40工作模式0使用方法举例 (207)6.2.2.1 AN10E40与51单片机接口方式 (207)6.2.2.2 用AnadigmDesigner设计所需的模拟电路 (208)6.2.2.3 用51单片机配置AN10E40的程序设计 (209)6.2.3借助I2C EEPROM的工作模式0使用方法举例 (212)6.2.3.1 用AnadigmDesigner设计频率合成器 (212)6.2.3.2 用学习机将配置数据文件写入24C64 (213)6.2.3.3 89C52将24C64中的配置数据传入AN10E40 (219)6.2.4 AN10E40工作模式1使用方法举例 (222)6.2.4.1 51单片机与A T17C65的接口方式 (223)6.2.4.2 AN10E40与A T17C65的接口方式 (223)7电子系统设计设计实例 (226)7.1 简易数字频率计 (226)7.1.1 总体方案比较与论证 (227)7.1.2 模块电路设计与参数计算 (228)7.1.3 系统电路的实现 (231)7.1.4 误差分析 (233)7.1.5 软件设计 (234)7.1.6系统调试与指标测试 (235)7.2 数字式工频有效值多用表 (237)7.2.1 总体方案设计与论证 (238)7.2.2 模块电路设计与参数计算 (239)7.2.3 软件设计及流程 (243)7.2.4 系统调试与指标测试 (244)7.3 存贮式数字式示波器 (244)7.3.1 总体方案设计与论证 (245)7.3.2模块电路设计与实现 (246)7.3.3 软件设计 (254)7.3.4 系统调试及指标测试 (256)7.3.5 系统性能分析 (257)7.4 简易逻辑分析仪 (258)7.4.1 方案论证和比较 (260)7.4.2 系统设计 (263)7.4.3 软件设计 (267)7.4.4 系统调试与指标测试 (270)7.5 低频数字式相位测试仪 (271)7.5.1 方案设计与论证 (272)7.5.2 理论分析与具体电路实现 (276)7.5.3 软件设计与流程图 (285)7.5.4 系统调试与指标测试 (286)7.5.5 结果与误差分析 (289)7.6 液体点滴速度监控装置 (290)7.6.1 总体方案设计与论证 (292)7.6.2 理论分析与计算 (298)7.6.3 系统测试及数据 (303)7.6.4 数据分析和处理 (305)7.6.5 设计完成情况 (305)8电子系统调试技术 (308)8.1开环系统调试方法 (308)8.1.1 电子秒表的调试 (308)8.1.2 单级放大器模块电路的调试 (310)8.1.3反相比例放大器 (311)8.2 闭环系统调试方法 (312)8.2.1三个反相器构成的多谐振荡器的调试 (312)8.2.2集成运放构成的三角波发生器的调试 (314)8.3 单片机系统调试方法 (315)8.3.1简单单片机程序调试 (315)8.3.2单片机最小系统验证 (317)8.3.3单片机P1口的测试 (318)8.3.4调试软件延时程序 (319)8.3.5单片机串行口的测试 (320)8.3.6调试A/D转换模块电路 (321)8.3.7调试D/A转换模块电路 (324)8.3.8单片机扩展外部数据存贮器的测试 (325)8.3.9调试中断服务程序 (327)附录电子系统设计思考题及答案 (329)7 电子系统设计实例前面各章主要就电子系统设计的一般方法、步骤以及一些常用技术进行了介绍,本章将精选一些历届电子竞赛的赛题,通过对它们的具体分析和设计、实施,将理论与实践紧密的结合起来,通过具体的设计训练提高实际能力。
电子系统实习教程课程设计 (2)

电子系统实习教程课程设计设计目的电子系统实习教程是一门重要的课程,旨在培养学生的电子系统设计能力,并深入了解电子系统设计的理论和方法。
本课程设计旨在使学生通过实践操作和课堂讲解,掌握电子系统设计的基本方法,提高学生实践能力和解决实际问题的能力。
教学内容本次课程设计主要涉及以下几个方面:1.电路设计2.PCB设计3.程序设计4.系统测试教学方法本课程设计采用面授与实践相结合的教学方法,其中包括以下教学环节:理论讲解在理论讲解环节,学生将会学习电路设计、PCB设计、程序设计等课程内容的基本理论知识。
每周开展两次理论讲解,为学生打下深厚的理论基础,为后续的实践环节做好准备。
实验操作在实验操作环节,学生将会进行电路设计、PCB设计、程序设计、系统测试等实验操作。
实验操作的过程中,学生将会对上述课程内容的基础理论进行实际应用,掌握实践技能。
个人实践在个人实践环节,学生将会按照老师的指导进行选择自己喜欢的课程内容进行实践深入研究。
从而使学生更深入地了解电子系统设计的理论和方法,并在实践中提高自己的实践能力和解决实际问题的能力。
综合测试在综合测试环节,学生将会进行综合测试操作。
在测试环节中,将会考察学生对本学期所学各个方面的综合运用能力,以及对实际问题的解决能力。
课程设计要求为了保证本课程设计的顺利进行,规范学生的课程学习和作业提交,现提出以下要求:1.学生须按时参加理论讲解、实验操作、个人实践、综合测试环节,并认真听讲,积极参与。
2.学生需要按时完成实验操作作业和个人实践作业,并按时提交。
3.学生需要保证自身的行为规范,保护设备的完好。
如有发生损坏设备的情况,需承担相应的责任。
总结电子系统实习教程是一门重要的课程,通过课程设计的形式,提高了学生的实践能力和解决实际问题的能力,对于学生的综合素质提高有着积极的作用。
在课程学习过程中,希望学生能够积极参与,认真学习,共同促进本课程的顺利进行,同时也提高学生的电子系统设计能力和实践技能。
电子系统设计与实践

陕西科技大学电气与信息工程学院
1.3 设计方法与步骤---设计方法
系统分解
ห้องสมุดไป่ตู้功能块划分
子系统设计
系统集成
陕西科技大学电气与信息工程学院
1.3 设计方法与步骤---设计方法
2.自顶向下设计方法 • 在VLSI系统的设计中主要采用的方法是自顶向下
设计方法,这种设计方法主要采用综合技术和硬 件描述语言,让设计人员用正向的思维方式重点 考虑求解的目标问题。采用概念和规则驱动的设 计思想从高层次的系统级入手,从最抽象的行为 描述开始把设计的主要精力放在系统的构成、功 能、验证直至底层的设计上,从而实现设计、测 试、工艺的一体化。
文献等,能寻求正确答案;对实验中碰到的一些问题,能 通过观察、分析、判断、改正、再实验、再分析等基本方 法去解决;
• 学会绘制电路原理图、接线图,学会正确安装、调试电路 系统,并学会分析查找故障原因,找到解决手段和方法;
• 熟悉和进一步加深对常用电子仪器仪表,如示波器、信号 发生器、稳压电源等的正确使用;
陕西科技大学电气与信息工程学院
1.3 设计方法与步骤---设计方法
1. 自底向上设计方法
• 传统的系统设计采用自底向上的设计方法。即采 用“分而治之”的思想,它的基本策略是将一个 复杂系统按功能分解成可以独立设计的子系统, 子系统设计完成后,将各子系统拼接在一起完成 整个系统的设计。一个复杂的系统分解成子系统 进行设计可大大降低设计复杂度。由于各子系统 可以单独设计,因此具有局部性,即各子系统的 设计与修改只影响子系统本身,而不会影响其它 子系统。
电子系统设计实验课程设计指导书精选全文

可编辑修改精选全文完整版实验教学部分课内实验实验一测量放大电路(前端)一、实验目的1、自行设计与制作一个测量放大器,实现对弱信号的放大。
2、掌握微弱信号放大电路的原理与制作方法;3、在老师的指导下,学会自主完成设计与制作。
二、实验性能要求1、差模电压放大倍数A ud=1~500可调;2、差模输入电阻≥10MΩ;3、最大输出电压为±10V;4、共模抑制比K CMR≥105三、预习内容1、如何来测量放大器输入电阻?2、推导出输出U O和U1、U2的关系表达式?3、电路图图1-1可做那些改进?四、实验内容1、测量放大器的输入电阻:直接测量法和分压测量法。
2、共模放大倍数的测量改变电位器RW的数值,观看对共模输出的影响。
3、差模放大倍数的测量①调节RW的值,使得电压放大倍数A ud为10,记下此时RW的阻值并完成下列表格。
ud表格。
五、实验报告要求1、根据实验结果,整理实验数据,计算出共模抑制比K CMR;2、将实验过程中测得的电位器RW阻值代入U O和U1、U2的关系表达式,验证一下差模放大倍数理论值。
3、如果在测量差模放大倍数的操作中,输入为正弦波信号,该怎样测量?应注意哪些问题?实验二电压/频率转换电路一、实验目的理解压控振荡器(VCO)的原理和含义。
按照图2-1连接电路,该图实际上就是锯齿波发生电路,只不过这里是通过改变输入电压Vi的大小来改变波形频率,从而将电压量转换成频率参量。
二、预习内容1、指出图2-1中电容C的充电和放电回路。
2、定性分析用可调电压Vi改变Vo频率的工作原理,并推导出输出频率的表达式。
3、电阻R2、R4、R5和C的数值如图2-1中所示,求输出信号幅值为多少?当输入电压值为3V,输出频率为多少?4、改变稳压管的稳压值对电路会有何影响?图2-1 电压/频率转换电路三、实验内容按图2-1接线,用示波器监视V o波形。
按表2-1内容,测量电压——频率转换关系。
可先用示波器测量周期,然后再换算成频率。
《电子系统设计与工程实践2》实验讲义(AW60)(2015)

注 : 上 述 安 装 具 体 方 法 可 参 考 “ S08‐S12‐ColdFire BDM 简 明 使 用 方 法 V1.0(20100519).pdf”文件,在“S08‐S12‐ColdFire BDM(写入器)安装与使用”路径 下。
(4)USB 转串口驱动(用于单片机与 PC 进行串口通信实验) 运行“USB 转串口驱动\winxp”路径下的“PL‐2303 Driver Installer”安装 USB 转串口驱动。
4.GPIO 和 Light 构件库中常用函数说明 (1)GPIO 构件库
GPIO 构件库用于配置和控制单片机所有的 GPIO,包含 GPIO.h 和 GPIO.c 文 件。常用函数如下:
void GPIO_Init(uint8 port,uint8 pin,uint8 direction,uint8 state); 功 能: 初始化 GPIO 参 数: port:端口名
件控制 PTF 端口的 0 引脚,连接 LS1 指示灯,其宏定义如下:
#define Light_Run_PORT PORT_F //运行指示灯使用的端口
#define Light_Run
0
//运行指示灯使用的引脚
常用的构件函数如下:
void Light_Init(uint8 port,uint8 name,uint8 state); 功能: 初始化指示灯状态 参数: port:端口名
《电子系统设计与工程实践 2》实验讲义(AW60 版)
Files\Freescale\CodeWarrior for Microcontrollers V6.2”)下,改名为 license.dat,替 换原有文件。
(2)BDM 驱动安装 将写入调试器与PC机的USB口相连,系统弹出“发现新硬件”的提示,并弹出 “找到新的硬件向导”对话框,选择“从列表或指定位置安装(高级)”选项。单击 “下一步”,勾选“在搜索中包括这个位置”,点击浏览将驱动搜索路径指向 “S08-S12-ColdFire BDM(写入器)安装与使用\01 (S08-S12-ColdFire BDM) PC-Driver”,单击确定将完成USB驱动的安装。 注:调试器以后使用中,尽量插入驱动安装时的USB接口,否则可能不识别 调试 器。 (3)调试库安装 调试库(动态链接库)文件路径为“S08‐S12‐ColdFire BDM(写入器)安装与使 用\02 (S08‐S12‐ColdFire BDM) DLL” S08:将 OpenSourceBDM.dll 拷贝到:Codewarrior for S08 安装目录\Prog\gdi 目录 中。 安装成功后,打开 CW 工程,在如图 6 所示的下拉菜单中看到“HCS08 Open Source BDM”字样,从而可以使用 BDM 下载和调试程序。
电子系统设计与实践实验——多点温度测量

《电子系统设计与实践》课程设计报告课程设计题目:多点温度测量系统设计专业班级:2012级电子信息科学与技术学生姓名:罗滨志(120802010051)张倩(120802010020)冯礼哲(120802010001)吴道林(120802010006)朱栖安(120802010039)指导老师:刘万松老师成绩:2015 年6 月27日目录摘要 (4)1 总体设计 (4)1.1 功能要求 (5)1.2 总体方案及工作原理 (5)2 系统硬件设计 (6)2.1 器件选择 (6)2.1.1主要器件的型号 (6)2.1.2 AT89C51 (6)2.1.3智能温度传感器DS18B20 (8)2.1.4晶振电路方案 (9)2.1.5 LED液晶显示器 (9)2.1.6复位电路方案 (10)2.2 硬件原理图 (10)3 系统软件设计 (10)3.1基本原理 (11)3.1.1主程序 (11)3.1.2读ROM地址程序 (11)3.1.3显示ROM地址程序 (12)3.1.4读选中DS18B20温度的程序 (12)3.1.5显示温度程序 (13)3.2软件清单 (14)4实验步骤 (22)4.1实验程序调试 (22)4.2实验仿真 (23)5设计总结 (24)6参考文献: (25)摘要温度是我们生活中非常重要的物理量。
随着科学技术的不断进步与发展,温度测量在工业控制、电子测温计、医疗仪器,家用电器等各种控制系统中广泛应用。
温度测量通常可以使用两种方式来实现:一种是用热敏电阻之类的器件,由于感温效应,热敏电阻的阻值能够随温度发生变化,当热敏电阻接入电路时,则流过它的电流或其两端的电压就会随温度发生相应的变化,再将随温度变化的电压或者电流采集过来,进行A/D转换后,发送到单片机进行数据处理,通过显示电路,就可以将被测温度显示出来。
这种设计需要用到A/D转换电路,其测温电路比较麻烦。
第二种方法是用温度传感器芯片,温度传感器芯片能把温度信号转换成数字信号,直接发送给单片机,转换后通过显示电路显示即可。
《电子系统设计与工程实践1》第四章-59页精品文档

③ 555可独立构成一个定时电路,且定时精度高 ,所以常被称为555定时器。
④ 555的最大输出电流可达200mA(双极型), 带负载能力强。可直接驱动小电机、喇叭、继电器 等负载。
可见,图4所示的功能框图相当于一个置位-复位触发器 。
CMOS型555/556的四种工作状态情况,与表1所示类同。
双极型555和CMOS型555的性能比 较
双极型555和CMOS型555的共同点:
①二者的功能大体相同,外形和管脚排列一致,在 大多数应用场合可直接替换。
②均使用单一电源,适应电压范围大,可与TTL、 HTL、CMOS型数字逻辑电路等共用电源。
(1)输入信号从低电平上升的过程中电路状态 转换时对应的输入电平,与输入信号从高电平 下降过程中对应的输入转换电平不同。
(2)在电路状态转换时,通过电路内部的正反 馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。
利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整 形为边沿陡峭的矩形波,而且可以将叠加在矩形脉冲 高、低电平上的噪声有效地消除。
(2)国产双极型定时器CB555时基电路
强制复位
控制电压 复位触发 置位触发
放电端
输出端
图3 CB555时基电路的等效功能电路置图位-复位触发器
表2 CB555引出端真值表
RD
二、CMOS型555时基电路的工作原理
CMOS型555时基电路在大多数应用场合,都可 以直接代换标准的双极型的555。它与所有CMOS型 电路一样,具有输入阻抗高、功耗极小、电源适应 范围宽等一系列优点,特别适用于低功耗、长延时 等场合。但它的输出驱动能力较低(最大负载电流 <4mA),不能直接驱动要求较大的电流的电感性负 载。
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整门实验课程的学习充分体现了实验的设计性与实践探索性。
设计性:学生根据设计任务书的要求,通过自行到图书馆查阅相关文献资料,通过比较推敲,选定设计方案,并制定相应的实现过程。
实践探索性:学生制定的设计方案是否完全可行、如何对实验现象进行合理解释,如何对实验效果进行评定,需要学生自己通过严格的实验来探索、检验、分析和修正,并提出正确的解决方案。特别是,我们要求设计结果实现的系统性能不要局限于基本要求,尽可能拓展功能,以实现越多功能越好。这就要求学生必须查阅更多资料并具有更高的实践动手能力。提高了学生的分析问题和解决问题的能力,又锻炼了学生的
(一)突出强调以学生为主,独立自主地完成实验
每次实验前提供一份实验任务书,学生根据任务书的要求,独立选用设计方案,独立进行实验操作,灵活安排实验进程,独立对实验结果进行分析评定,最后独立完成综合实验报告(其格式参照附录A)。在教学方式上表现出以学生独立操作为主,教师指导为辅,教师只是在学生经过了反复实验、深入思考仍存在疑问时才给予必要的指点。同时,实验任务有一定的难度和一定的工作量,其模式模仿电子设计竞赛的格式,一般以三人为一设计小组,实验课题需要学生经过团队的不懈努力和团队协助才可以很好地完成。因此,课程的整个学习过程是教师帮助学生形成自己的问题,学生自觉地控制自己的学习行为。
本教程可作为高等院校电子信息、电气工程及其自动化等相关专业的电子系统设计实验教材,也可作为部分课程设计、毕业设计选题参考书。
前言
随着数字电子技术的高速发展,30年前从未有过的大量学科纷纷出现在高等教育的课程设置中。如DSP技术、SOC设计、EDA技术、计算机组成与设计、数字通信、嵌入式系统、工业自动化、硬件描述语言、面向用户的微电子技术、软件无线电、硬件智能演化技术等等。这其中许多被列为当今的核心科技学科,自主型科学技术的重心,引领着未来电子技术的发展方向,也预示着前景良好的就业取向。
(四)改革实验教学方式,采取了独立自主、分散进行的开放式实验教学模式
由于实验有一定的难度,学生对实验设备和操作技术比较陌生,容易在实验过程中出错。因此,允许每位学生根据自己的学习生活具体情况安排各自的实验,实验室对学生开放,这样就使每位学生都有充裕的时间进行实验,而不会因为时间紧迫胡乱对付完成实验,实验失败的同学可以安排时间重做实验,有浓厚兴趣的同学可以安排时间尝试创新,如改进和增加新的功能,例如在数字钟设计实验中,除了必须完成基本的时分秒计时和显示功能外,还可加校时、报时、万年历、触摸报时、测温度等功能。这样既充分发挥了学生的主观能动性使其能够更好地完成实验,又充分利用了设备并避免了因实验条件有限对学生实验的影响,从而保证了实验教学的高质量和良好效果。
本教程采用开放式实验教学模式。所谓开放式实验教学,是指由学生自己根据实验题目的要求,独立拟定实验设计方案,设计实验电路,完成实验过程,辅导老师只负责对实验方案进行审查,在实验过程中给予必要的启发与引导,实验完成以后对实验结果和报告进行评价。实验内容及要求应具有开放性、探索性和创新性,让学生在“开放的空间”里自由开动脑筋,形成自由学习的氛围。
设计性与实践探索性相结合践行了理论联系实践的教学思想,设计性体现出理论知识的具体应用,实践探索性体现出通过实践深化对理论知识的理解,既丰富了学生的理论知识,又培养了学生的创新意识和求真务实的科学精神。
(三)采用指定题目和可选题目相结合的实验模式,提高学生选题的自由度和兴趣
指定实验题目,是学生必须按照规定的内容去完成实验要求;可选实验模块,是学生可根据提供的实验模块内容,自主选择感兴趣的实验题目。由于这些实验全部是综合性、设计性实验,涉及的知识面较广,所以将实验的选择权交给了学生。对于指定题目的实验,由于设计的内容需要用到规定章节的知识点,一般都限定了题目方向,学生的思维自由度不高,但可对内容实现的功能进行扩展;对于可选题目,学生根据自己的特长爱好选择其中1~2个项目进行研究,设计范畴涉及到:气压、温度、超声波、位移等检测技术和声光报警、电机控制等控制技术。如音乐播放器、水塔水位自动控制系统、出租车计价器设计等。然后再进行理论性设计,并以科技论文的形式撰写实验报告。若有兴趣,还可以在课外进入开放实验室进行设计制作。这种选择模式打破了“学生为做实验而做实验”的局面,真正做到“学生想做实验而做实验”的格局,创造出一种严谨、宽松的氛围。
本教程是学生在修完模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、单片机原理、可编程逻辑器件等课程后的后继综合性设计性实践课程,是对上述课程内容的继承和综合。该教程以实验为主,理论辅导为辅,部分实验为自选实验,可供学生利用课外实验室开放时间进行开放设计性实验,通过自行设计、自己动手实验,在完成比较复杂的综合实验过程中,加深对课本上理论和概念的理解,培养独立获取知识的自学能力、解决问题的实践技能和创新设计的综合能力。
肇庆学院光机电一体化综合性实验教学示范中心实验教材之十一
电子系统设计与实践
实验教程
肇庆学院电子信息与机电工程学院 编
二00八年九月
内容简介
本教程是与《电子设计制作与调试》、《电子系统设计与实践》相配套的实验教材。本教程设计开发了一批实验项目,整个教程内容主要分几个模块:综合设计性实验、SOPC系统设计实验、历届全国大学生电子设计竞赛题目集等。各种实验的安排由浅入深,学生可根据不同能力层次选择相应的实验项目。
为了使学生能在这种开放、宽松的实验环境下,充分发挥自己的主观能动性和聪明才智,将实验做得更好、收获更大,特对教程内容进行大幅增删,按照开放式实验教程建设的指导思想:加强基础、突出创新、开拓思维、培养能力、提高素质。大幅压缩验证性实验,保证必要的基础性实验,改造传统实验方法,加强综合设计性实验,加强基础知识和现代工程技术的融合。构建以“基本技能培养→综合设计能力培养→创新设计能力培养”三个培养层次的开放式实验教学体系。在有效地保证大面积学生教学质量的同时,使优秀学生能脱颖而出,使学生创新能力和实践动手能力得到一定程度的锻炼。