模块化电子系统设计与实践实验平台
新型单片机实训平台的探索与设计
新型单片机实训平台的探索与设计摘要:本文提出了一种新的单片机实训平台的设计思路,根据湖南省应用电子技术专业技能抽查要求,并结合大多数高职院校单片机课程的教学需求而设计的模块化、系统化的单片机教学实验平台。
既能满足专业技能抽查的教学需求,又能满足高职院校单片机课程教学、课程设计、毕业设计等教学需要,教学操作直观、方便。
关键词:单片机新型实训平台设计1 新型单片机实训平台概述本实验平台由单片机实验箱、USB2.0数据线、三口电源线、杜邦线若干、产品说明书以及配套光盘组成。
其中光盘内容包括:实训项目的源代码、教学视频、教学PPT、相关开发软件(KEILC51、ISP 下载软件、PROTEL 99 SE、PROTUS 8.0(破解版)、POWER PCB 5.0(破解版)、字模生成软件)与相关芯片的数据手册。
实验箱采用铝合金框架,上下面板采用高强度高密板,尺寸长425 mm,宽298 mm,高100 mm,实验板尺寸长358 mm,宽280 mm。
系统配置98/2000/XP/WIN7等操作平台。
本单片机实验平台总体上是系统总线挂载各个功能模块的系统架构,整个实验箱包含技能抽查、常规教学和二次开发三个模块。
同时为满足高职院校单片机教学在实验内容完整性方面的要求,另外增加了RAM扩展、译码、开关量输入、ISP 下载及UART串行通信等模块。
2 实验箱的原理设计实验箱按功能可划分为三个主要模块:技能抽查模块、常规教学模块和二次开发模块。
技能抽查模块根据《湖南省高等职业院校应用电子技术专业技能抽查标准》对学生考核的要求进行设计,编写相应的源程序以供教学参考。
常规教学模块主要是根据单片机岗位能力的需求进行设计的,如电机控制、RAM扩展、数据采集、光电耦合等,增强了本实训平台的适用范围。
二次开发模块主要为学生在创新、功能扩展方面设计的,如将主控芯片的所有功能控制引脚、GPIO口等全部引出,大部分集成芯片都通过管座进行活口设计,可根据不同实验要求进行芯片的更换。
西南交通大学电工电子实验室电子综合试验平台研发方案
西南交通大学电工电子实验室电子综合试验平台研发方案（二）Web网络模块设计1．系统结构采用分析通过详细的分析系统所要实现的主要功能和系统运行的需求后，决定系统结构采用以B/S（Borwser/Web Server）或者用（B/S/DBMS（Browser/Web Server/DataBase Manage System）为主，以C/S为辅的系统机构。
其主要优点如下：在C/S结构下，应用系统分成客户机和服务器两部分。
其作用分别是：应用处理由客户端完成，而数据访问和事务处理由服务端完成，这种方案实现了功能的分布，即部分处理任务交给了客户端，而数据集中在服务器端。
这样可以保证数据的相对安全，并可以保证数据的同步。
另一种应用越来越多的结构是B/S/DBMS结构。
它是基于Internet/Intranet的结构模型，即前台客户端采用浏览器，中间件服务器为Web服务器，后台为数据库服务器。
也可以将WEB服务器和数据库先期绑定到同一台硬件服务器上。
此种结构由客户端在Web页面发出请求至Web Server，再由Web Server向数据库服务器发出请求，而最后中间件服务器接收到数据库服务器的应答后，最终返回给客户端的仍然是页面形式。
这样实现了客户端不直接和数据库服务器发生关系，保证了数据的安全性。
在设计国际标榜认证系统时，之所以采取这两种结构，是因为二者各有长短，互为补充。
C/S结构功能更强大和完善，对于大批量的数据处理作业有优势；而B/S/DBMS结构实现了客户端的零维护，使用起来更方便灵活，很适合数据、信息的发布和查询。
2．系统技术平台采用分析本系统开发平台和开发语言上选用了当今业内最为先进的微软.net平台和+c# 语言，采用web体系三层结构、B/S（浏览器/服务器）模式，基于Internet网络环境,使系统的实现建立在一个较高的起点上。
技术平台的介绍微软的.NET技术目前正是风风火火，作为全球软件业最大的公司，微软在.NET技术上投入了大量的人力物力，把公司未来战略重心放在了.NET上，而从目前看来，.NET技术无疑代表了未来Internet技术的方向。
模块化综合电子系统设计实验平台
的 。加 强 对 学生 借 助 先进 的 电子 系统 Ｃ Ｄ工具 进 Ａ 行 复杂综 合 电子 系 统 的设 计 能 力 的培养 ， 提 高 电 是
子信息 类学 生工 程实 践能 力和 就业 竞争力 的有效途
径 ～ ｌ ４５
发 。根据 以上 要 求 ， 合 电 子 系统 设 计 实 验 平 台 由 综
一
２ ５ —
２１ ０ ０年 ７ 月
北华航天工业学院学报
续 表
第 ２ 卷 ０
的灵活 性和集成 度 ， 盘 电路 和 地址 译 码 电路 采用 键
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片 Ａ ｅａ公 司 的 Ｃ Ｌ Ｐ ０ ４ Ｃ ４芯 片 实 ｈｒ Ｐ Ｄ Ｅ Ｍ３ ６ Ｔ ４
现 。Ｃ Ｌ Ｐ Ｄ内部 逻辑 电路 分 为 两部 分 ， 一部 分 为 编 码式 键盘接 口， 功能是将 ４×４矩阵式 键盘转化 为 其
关 键词 ：综合 电子 系统设计 ；Ｃ ０ １ ３ ０单片机 ；实验平 台；模块化设计 ８５Ｆ ６ 中图分 类号 ：Ｔ ７ ２ Ｎ ０ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ６３—７ ３ （ ００ 增刊 一０ ２ —０ ９８２ １） ０５ ３
Ｏ 引 言
信息 类二 、 三年级学 生在学完模 电、 电 、 数 单片机 等基 础课
表 １ 综合 电子 系统 设 计 实验 平 台 系 列模 块
现有 的实验 设备 大多 针对 某一 门课 程实 验而设 计 ， 能 固定 、 功 实验项 目固定 ， 法 实现 二次开 发 ， 无 难 以适应 培 养学生 综 合运用 知识 的实 践 能力 培 养 。为 了改变 上述 现状 ， 合 省 级 电工 电子 实 验 教 学 示 范 结 中心建 设 ， 我们研 制 开发 了用 于 综合 电子 系 统 设 计 的 自制设 备— — “ Ｓ Ｅ ＤＭ一 １型综 合 电 子 系 统 设 计 实 验平 台” 。该 实验平 台具 有 以下特 点 ： 一是涵 盖 了模
基于模块化电子实训平台的研究与改革
数 帧 模 数 转 换 板
存储器扩展 其他 传感 器 Ｉ路 Ｉ ｌ ８化数 模 模 数 丰 换 々 １ 数 模 模 数 转 换 ０位
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趣 ， 能锻 炼 学 生 的 实 训 技 能 ， 不 ｌ 改革 和 完 善 现 有 的 实验 、 训设 此 实 备 是 非 常 有 必 要 。
１ 模块 化 电子 实 训 平 台的 搭 建 、
借 鉴 已有 的实 验 实 训设 施 和 其 它 院 校模 块 化 实 验理 念 ， 合我 结
开 关 电源
分立 电压 放 大 器 运 放 基 本 电路 放 火 器 板 运 放 凋理 电路 分立 功 率 放 大 器 集成 功 率 放 大 器
信 号发 生 器 板 ‘
Ｊ 弦波 振 荡 器 Ｆ 片机
片机 １ 扩 展 ０
高职教育的实践教学是人才培养和教学体系的重要组成部分 ， 是 体现 高职 教 育 技 术 型 、 技 能 人 才 才 培 养 不 可 缺 少 的 教 学 环 节 。 高 但 是 进 入 ２ 世 纪 以来 ， 子技 术 特 别 是 电了 信 息技 术 的 飞 速 发 展 使 ｌ 电 我 国高 职 的 实 验 （ 训 ） 设 备 陈 旧 ， 能 过 丁 单 ‘管理 手 段 和 方 实 室 功 ， 法 不能满足 实训教学 的需要 ， 严重影 响着我 国高职教 育的教学 质 量 。 立 多功 能 分层 次 电 予技 能 实 验 （ 训 ） ， 究 和 完 善 科 学 的 建 实 室 研 管理 方 法 是 工 程 实 践 教 学 是 高 等工 程教 育 人 才培 养 不 可 缺 少 的 重 要环节 ， 是树 学生 实践 观念、 培养学生 分析 及解 决实际问题 的能 力 、 迪 创 新 思 维 、 高 综 合 素 质 的 重 要 环 节 …。 启 提 常 州 机 电职 业 技 术学 院 在 建 立 模 块 化 、 层 次 、 放 性 实 验 教 分 开 学 体 系过 程 中 ， 不断 探 索 ， 能 力培 养 为 基 本 目标 ， 以 改变 过去 仅 以传 授 知 识 为 终 极 目的 的 教 育模 式 ， 升学 生 学 、 提 实训 的 效 率 ， 剁 学 提 生 的 学 习 兴 趣 ， 上一 养 学 生 的创 造 、 新 、 确 ‘ 以培 创 创业 精 神 和 能 力为 目 的。 目前高 校 实 验 室 的 设 备 更 新速 度 缓 慢 ， 别 是 基 础 实 验 设 备 ， 特 学 生 做 实验 只 是 居 丁 形 式 ， 测量 几 个 数 据 或 看 看 图形 ， 有 真 正 达 到 没 实验 的 目的 。 现有 的 电 子 考 证 为 例 ， 有 的 电 了考 证 （ 训 ） 件 以 现 实 硬 资源 是 传 统 理 论 教 学 、 验 实 训 的 产 物 （ 图 １ ， 为 了 完成 验 证 某 实 见 ）是 个 个 单 元 电 路 而 设 置 和 生 产 的 ， 个 单 元 电路 不 能 互 通 互 联 ， 各 因 此 在 电子 考 证 培 训 过 程 中 ， 子 系统 的统 调 能 力 的强 化 就 无 法 进 电 行 ， 生 也 以为 电子 考证 的 主 要 内容 就 是 调 试 个 单 元 电路 ， 不 是 学 而 整机 或系统的设计 、 调试 。 这种实训 的现状不 能调 动学 生的学习兴
电子信息工程专业建设与实践教学作业指导书
电子信息工程专业建设与实践教学作业指导书第1章电子信息工程专业概述 (4)1.1 专业背景与培养目标 (4)1.1.1 专业背景 (4)1.1.2 培养目标 (4)1.2 课程体系与教学安排 (4)1.2.1 课程体系 (4)1.2.2 教学安排 (5)第2章基础理论知识与实践教学 (5)2.1 电路分析基础 (5)2.1.1 电路基本概念 (5)2.1.2 电路分析方法 (5)2.1.3 交流电路分析 (5)2.1.4 实践教学 (5)2.2 信号与系统 (5)2.2.1 信号与系统基本概念 (5)2.2.2 连续时间信号与系统 (6)2.2.3 离散时间信号与系统 (6)2.2.4 实践教学 (6)2.3 数字信号处理 (6)2.3.1 数字信号处理基本概念 (6)2.3.2 离散傅里叶变换 (6)2.3.3 快速傅里叶变换 (6)2.3.4 数字滤波器设计 (6)2.3.5 实践教学 (6)第3章电子技术基础 (6)3.1 模拟电子技术 (6)3.1.1 放大器原理与设计 (6)3.1.2 模拟信号处理 (6)3.1.3 模拟集成电路 (7)3.1.4 模拟电子技术实验 (7)3.2 数字电子技术 (7)3.2.1 数字逻辑基础 (7)3.2.2 组合逻辑电路 (7)3.2.3 时序逻辑电路 (7)3.2.4 数字电路仿真与设计 (7)3.2.5 数字电子技术实验 (7)3.2.6 数字集成电路 (7)第4章嵌入式系统与应用 (8)4.1 嵌入式系统概述 (8)4.1.1 嵌入式系统的基本概念 (8)4.1.2 嵌入式系统的特点 (8)4.1.3 嵌入式系统的分类 (8)4.1.4 嵌入式系统在电子信息工程领域的应用 (8)4.2 嵌入式处理器 (9)4.2.1 嵌入式处理器的类型 (9)4.2.2 嵌入式处理器的特点 (9)4.2.3 嵌入式处理器在电子信息工程中的应用 (9)4.3 嵌入式系统设计与实践 (9)4.3.1 嵌入式系统设计的基本流程 (9)4.3.2 嵌入式系统设计的方法 (10)4.3.3 嵌入式系统实践技巧 (10)第5章通信原理与技术 (10)5.1 通信原理概述 (10)5.1.1 基本概念 (10)5.1.2 系统模型 (10)5.1.3 功能指标 (10)5.2 数字通信技术 (11)5.2.1 数字信号的表示 (11)5.2.2 基带传输 (11)5.2.3 频带传输 (11)5.2.4 数字调制解调 (11)5.3 无线通信技术 (11)5.3.1 无线通信系统的基本原理 (11)5.3.2 信道特性 (11)5.3.3 多址技术 (12)5.3.4 无线通信标准 (12)第6章计算机网络技术 (12)6.1 计算机网络基础 (12)6.1.1 网络概述 (12)6.1.2 网络拓扑结构 (12)6.1.3 数据通信基础 (12)6.1.4 网络体系结构 (12)6.2 网络协议与体系结构 (12)6.2.1 网络协议概述 (12)6.2.2 TCP/IP协议族 (12)6.2.3 常用网络协议 (12)6.2.4 网络安全协议 (12)6.3 网络设备与应用 (13)6.3.1 网络设备概述 (13)6.3.2 网络设备配置与管理 (13)6.3.3 网络应用案例分析 (13)6.3.4 网络监控与管理 (13)第7章信息处理与编码技术 (13)7.1.1 信息论基本概念 (13)7.1.2 信息论基本原理 (13)7.1.3 信息论在电子信息工程中的应用 (13)7.2 数字信号处理技术 (13)7.2.1 数字信号处理概述 (14)7.2.2 数字信号处理基础理论 (14)7.2.3 数字信号处理算法与实现 (14)7.3 编码与加密技术 (14)7.3.1 编码技术基础 (14)7.3.2 数据加密技术 (14)7.3.3 编码与加密技术的实践应用 (14)第8章电子测量与仪器 (14)8.1 电子测量原理 (14)8.1.1 电子测量基本概念 (14)8.1.2 电子测量方法 (15)8.1.3 电子测量误差 (15)8.2 常用电子测量仪器 (15)8.2.1 电压表 (15)8.2.2 电流表 (15)8.2.3 万用表 (15)8.2.4 示波器 (15)8.2.5 频率计 (15)8.3 自动测试系统 (15)8.3.1 自动测试系统概述 (15)8.3.2 自动测试系统的组成 (15)8.3.3 自动测试系统的应用 (16)8.3.4 自动测试技术的发展趋势 (16)第9章电子信息工程设计 (16)9.1 电子信息系统设计流程与方法 (16)9.1.1 设计目标与需求分析 (16)9.1.2 项目可行性分析 (16)9.1.3 设计方案制定 (16)9.1.4 电路设计与仿真 (16)9.1.5 系统测试与功能评估 (16)9.2 电子信息工程项目实践 (16)9.2.1 项目启动 (17)9.2.2 项目执行 (17)9.2.3 项目收尾 (17)9.3 创新能力培养与竞赛 (17)9.3.1 创新能力培养 (17)9.3.2 竞赛参与 (17)9.3.3 竞赛经验分享 (17)第10章实践教学组织与管理 (17)10.1.1 实践教学目标 (17)10.1.2 实践教学内容 (17)10.1.3 实践教学资源 (17)10.2 实践教学环节设置 (17)10.2.1 课程实验 (17)10.2.2 课程设计 (18)10.2.3 实习实训 (18)10.2.4 毕业设计 (18)10.3 实践教学质量评价与改进措施 (18)10.3.1 实践教学质量评价体系 (18)10.3.2 评价方法与指标 (18)10.3.3 改进措施 (18)10.3.4 持续改进机制 (18)第1章电子信息工程专业概述1.1 专业背景与培养目标1.1.1 专业背景电子信息工程专业的设立，紧跟全球信息化、数字化和网络化的发展趋势，以培养适应我国社会主义现代化建设需要的高素质电子信息工程人才为目标。
基于模块化实验平台的电子系统实验改革
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第１ ４卷
第 ３期
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基于模 块化实验 平 台的电子 系统实验改 革
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后的硬件设计 与工 程应用能力打下坚实 的基础 。
关键词 ：电子技术 ；模 块化实验平 台；电子 系统实验 ；实验 改革
中图分类 号 ：Ｍ ３ Ｔ ９ 文献标识码 ： Ａ ｄｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １７ － ３ ５ ２ １． ３０ ８ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ．６ ２ ４ ０ ．０ １０ ．４ ｓ
基于STM32的嵌入式系统实验平台设计
・技术在线 － ３２ －2017年10月下 第20期（总第422期）10.3969/j.issn.1671-489X.2017.20.032基于ＳＴＭ３２的嵌入式系统实验平台设计*◆杨卫波 阮秀凯 崔桂华摘 要 针对嵌入式原理与应用的本科教学，设计基于Coretex-M4内核的嵌入式系统实验平台。
实验平台以STM32F407IGT6微处理器为控制核心，采用模块化方法进行硬件设计，并提供丰富的接口；开发四个层次的实验项目，实验项目设计循序渐进，有利于培养具有创新思维的嵌入式开发人才。
教学实践表明，该实验平台能够满足教学要求，可以增强嵌入式课程的教学效果。
关键词 嵌入式系统；STM32；实验平台中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2017)20-0032-03Design of Embedded System Experiment Platform based on STM32//YANG Weibo, RUAN Xiukai, CUI GuihuaAbstract An embedded experimental teaching platform based on Coretex-M4 was designed for the undergraduate teaching of embe-dded principle and application. The experiment platform with STM 32F407IGT6 microprocessor adopted modular design ， and provided lots of interface in the system. Four levels of experiment items were designed, and the experimental projects were progressive, which was benefi cial to the development of embedded talents with creative thin-king. The teaching practice demonstrated that the experimental plat -form can meet the teaching requirements, and can improve the tea -ching effect of embedded courses.Key words embedded system; STM32; experiment platform１ 前言嵌入式原理与应用是电子与信息类学科的一门专业必修课。
电子设计与工程实践方案
电子设计与工程实践方案引言电子设计与工程是现代科技领域中的重要方向之一，它涵盖了电子电路设计、设备制造、系统集成以及自动化控制等多个领域。
随着物联网、人工智能、无人驾驶等新兴技术的推动，电子设计与工程的应用范围也越来越广泛。
本文拟就电子设计与工程的实践方案进行深入探讨，包括实验设计、设备选型、数据采集与处理、系统集成等方面的内容。
一、实验设计1. 实验目的本次实验的目的是研究电子设计与工程的基本原理和技术，通过实际操作加深对电子电路、设备原理及其应用的理解，提高学生的动手能力和创新思维。
2. 实验内容本次实验将涉及以下内容：（1）基本电子元件的性能测试和特性分析（2）电路设计及模拟测试（3）数字电路设计与仿真（4）嵌入式系统设计与开发3. 实验方案（1）基本电子元件的性能测试和特性分析选取常用的电阻、电容、二极管等基本电子元件，通过测试仪器进行性能测试和特性分析，包括阻值测量、电压-电流特性曲线测定等。
（2）电路设计及模拟测试选择几种常见的基本电路，如放大电路、滤波电路、振荡电路等，通过CAD软件进行电路设计和模拟测试，分析理论和实际波形的差异，加深对电路原理的理解。
（3）数字电路设计与仿真利用数字电路设计软件，设计并仿真基本的数字逻辑电路，如门电路、触发器、计数器等，比较理论和实际仿真结果，分析误差来源和改进方案。
（4）嵌入式系统设计与开发选取一款常见的嵌入式系统开发板，如Arduino、Raspberry Pi等，设计并开发一个简单的嵌入式系统应用，如智能家居控制系统、智能车载系统等，加深对嵌入式系统原理和应用的理解。
二、设备选型1. 测量仪器本次实验需要用到多种测量仪器，包括示波器、信号发生器、多用表、逻辑分析仪等。
在选型时，需考虑到仪器的性能参数、品牌可靠性、价格等因素，以确保实验的准确性和可靠性。
2. 计算机软硬件实验过程中需要使用CAD软件、数字电路仿真软件等工具进行电路设计和仿真，同时还需要使用计算机进行数据处理和算法编程。
模块化设计提高电子产品可维护性的方法
模块化设计提高电子产品可维护性的方法一、模块化设计的概念与重要性模块化设计是一种将复杂系统分解为若干个功能模块的设计方法。
每个模块都具有性，能够完成特定的功能或服务。
模块化设计在电子产品领域尤为重要，因为它能够提高产品的可维护性、可扩展性和可重用性。
1.1 模块化设计的定义模块化设计指的是在设计过程中，将产品分解为多个相互的模块，每个模块负责实现特定的功能。
这种设计方法允许各个模块开发、测试和维护，从而提高整个系统的灵活性和可维护性。
1.2 模块化设计的优势模块化设计的优势主要体现在以下几个方面：- 易于维护：模块化设计使得产品中的每个部分都可以更新和维护，无需对整个系统进行大规模改动。
- 易于扩展：新的功能可以通过添加新的模块来实现，而不影响现有模块的稳定性和性能。
- 提高重用性：模块化设计允许相同或相似的模块在不同的产品或系统中重复使用，减少了设计和开发的工作量。
- 降低成本：模块化设计可以减少产品开发周期，降低研发成本，同时因为模块的性，可以减少生产和维护的成本。
1.3 模块化设计在电子产品中的应用模块化设计在电子产品中的应用非常广泛，从智能手机到家用电器，再到复杂的工业控制系统，都可以看到模块化设计的影子。
通过模块化设计，电子产品能够更快地适应市场变化和技术进步。
二、模块化设计实现可维护性的方法模块化设计提高电子产品可维护性的方法包括以下几个关键步骤：2.1 明确模块功能与接口在模块化设计中，首先需要明确每个模块的功能和接口。
模块的功能应该清晰定义，以确保模块的性和可重用性。
同时，模块之间的接口应该标准化，以便于模块间的通信和数据交换。
2.2 设计模块的性模块的性是模块化设计的核心。
设计时应该保证每个模块内部的逻辑和数据结构不依赖于其他模块，这样可以在不干扰其他模块的情况下对单个模块进行修改和升级。
2.3 实现模块的可替换性模块的可替换性意味着在不影响系统其他部分的情况下，可以替换或升级某个模块。
基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统设计、仿真与实现
基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统设计、仿真与实现目录1. 内容概述 (2)1.1 背景介绍 (3)1.2 研究目的和意义 (3)1.3 论文组织结构 (4)2. 嵌入式单片机技术概述 (5)2.1 嵌入式系统定义 (7)2.2 单片机技术介绍 (7)2.3 嵌入式单片机应用现状与发展趋势 (9)3. 实训室智能监控系统需求分析 (11)3.1 实训室管理现状 (12)3.2 智能监控系统功能需求 (13)3.3 系统设计原则与目标 (15)4. 智能监控系统设计 (15)4.1 系统架构设计 (18)4.2 硬件设计 (19)4.2.1 主要硬件设备选型 (21)4.2.2 硬件电路设计与实现 (23)4.3 软件设计 (24)4.3.1 软件开发环境搭建 (25)4.3.2 软件功能模块划分 (27)4.3.3 软件算法选择与优化 (29)5. 系统仿真与实现 (30)5.1 仿真工具选择与应用 (31)5.2 系统仿真流程 (32)5.3 仿真结果分析 (33)6. 系统测试与性能评估 (34)6.1 测试环境搭建 (36)6.2 系统功能测试 (37)6.3 系统性能测试 (39)6.4 测试结果分析与性能评估 (40)7. 系统应用与效果分析 (41)7.1 系统在实际中的应用情况 (42)7.2 应用效果分析 (43)7.3 存在问题及改进措施 (45)8. 结论与展望 (46)8.1 研究成果总结 (47)8.2 研究不足之处与展望 (48)1. 内容概述本系统旨在设计、仿真并实现基于嵌入式单片机的实训室智能监控系统。
该系统以嵌入式单片机为核心，整合了传感器、网络通信和用户界面等技术，能够实现实训室的实时监测、状态感知和远程控制。
系统架构设计：介绍系统整体框架，包括硬件平台、软件架构、传感器节点、通信模块以及用户界面等组成部分。
硬件电路设计：详细描述嵌入式单片机电路板设计，并说明传感器(如温度传感器、湿度传感器、摄像头等)、网络模块以及控制输出电路的具体原理和实现细节。
KX创新设计综合实验系统讲义
KX_DN5/7系列实验讲义V3杭州康芯电子有限公司目 录第一章模块化创新设计综合实验开发系统1.1 KX-DN系列模块化综合创新实验开发系统的实验与自主设计类型1.2 配套教材（主要作者：潘松，黄继业，潘明，陈龙）第二章 KX_DN主系统平台2.1 模块接插座结构与功能2.1.1 A类实验模块可插的26针双插座2.1.2 B类插座实验模块可插的10针双插座2.1.3 DDS函数信号发生器模块插座2.2 标准时钟信号源2.3 标准电压源和熔丝座2.4 高低电平输出控制模块2.5 多功能逻辑笔2.6 发光管显示模块和其他2.7 可重构型DDS全数字函数信号发生器第三章 KX_DN系统主要实验功能模块3.1 大规模FPGA模块3.2 单片机模块3.3 键盘及LED显示模块3.3.1 4X4十六键键盘3.3.2 综合键盘模块3.3.3 7数码管串行静态显示模块3.3.4 4数码管动态扫描显示和1数码管7段显示控制模块3.3.5 综合控制和显示模块3.4 A/D和D/A转换模块3.4.1 超高速并行接口A/D和D/A模块3.4.2 高速12位SPI串行ADC TLV25413.4.3 高速12位串行ADC ADS78163.4.4 高速10位SPI串行ADC TLV15723.4.5 双通道 10位QSPI/SPI/DSP串行接口高速DAC TLV56373.4.6 双通道DAC和ADC标准模块3.4.7 16位高分辨率ADC ADS1100 16模块3.4.8 8位ADC ADC0832模块3.5 液晶显示模块3.5.1 点阵式128X64液晶显示模块3.5.2 4行X20字字符型液晶显示模块3.5.3 800X480数字TFT彩屏3.5.4 2行X16字字符型液晶显示模块3.6 其它基本模块3.6.1 无线编码通信和数字温度模块3.6.2 电机模块3.6.3 USB通信实验模块3.6.4 VGA/RS23接口模块3.6.5 CAN/RS485总线模块3.6.6 单片机扩展存储器模块3.6.7 双串行存储器/逻辑笔设计模块3.6.8 看门狗定时器/时钟日历模块3.6.9 红外发射与接收模块3.6.10 FPGA配置电路设计模块3.6.11 以太网模块3.6.12 GPS实验开发模块3.6.13 Cyclone III EP3C40Q240 FPGA模块第四章 KX_DN系统部分配套实验4.1 针对HDL设计的EDA基本实验与设计实验4-1．计数器设计实验4-2．多路选择器设计实验4-3．8位全加器设计实验4-4．原理图输入法设计频率计实验4-5．十六进制7段数码显示译码器设计实验4-6 数码扫描显示电路设计实验4-7 半整数与奇数分频器设计实验4-8 模可控计数器设计实验4-9 VGA彩条信号显示控制电路设计实验4-10 移位相加型8位硬件乘法器设计实验4-11 移位寄存器设计实验4-12 串行静态显示控制电路设计4.2针对LPM宏模块应用的EDA实验与设计实验4-13．查表式硬件运算器设计实验4-14. 正弦信号发生器设计实验4-15. 八位数码显示频率计设计实验4-16．简易逻辑分析仪设计实验4-17. DDS正弦信号发生器设计实验4-18. 移相信号发生器设计实验4-19. 4X4阵列键盘键信号检测电路设计实验4-20. VGA简单图像显示控制模块设计实验4-21 SPWM脉宽调制控制系统设计实验4-22 基于DES数据加密标准的加解密系统设计实验4-23 线性反馈移位寄存器设计实验4-24 步进电机细分控制电路设计实验4-25 基于FT245BM的USB通信控制模块设计实验4-26 直流电机综合测控系统设计实验4-27 VGA动画图像显示控制电路设计实验4-28 AM幅度调制信号发生器设计4.3 针对状态机应用的EDA实验与设计实验4-29 序列检测器设计实验4-30 ADC采样控制电路设计实验4-31 数据采集模块设计实验4-32 五功能智能逻辑笔设计实验4-33 比较器加DAC器件实现ADC转换功能电路设计实验4-34 通用异步收发器UART设计实验4-35 点阵型与字符型液晶显示器驱动控制电路设实验4-36 串行ADC/DAC控制电路设计实验4-37 硬件消抖动电路设计实验4-38 数字彩色液晶显示控制电路设计实验4-39 状态机控制串/并转换8数码静态显示实验4-40 基于CPLD的FPGA PS模式编程配置控制电路设计实验4-41 基于FPGA的红外双向通信电路设计4.4 EDA综合实验与设计实验4-42 乐曲硬件演奏电路设计实验4-43 正交幅度调制与解调系统实现实验4-44 基于UART串口控制的模型电子琴设计实验4-45 基于M9K RAM型LPM移位寄存器设计实验4-46 单片全数字型DDS函数信号发生器综合设计实验实验4-47 乒乓球游戏电路设计实验4-48 PS2键盘控制模型电子琴电路设计实验4-49 GPS应用的通信电路设计实验4-50 在ModelSim上进行4位计数器仿真实验4-51 在ModelSim上进行16位累加器设计仿真第五章 SOPC实验与设计实验5-1 基于SOPC的多功能数字钟设计实验5-2 彩色液晶显示控制电路设计实验5-3 基于Nios II的直流电机控制实验5-4 自定制硬件乘法器实验5-5 硬件乐曲演播系统设计实验5-6 基于UART的I2C总线传输实验5-7 基于Nios II的等进度频率计程序设计第六章单片机系统综合实验6.1 单片机基本实验实验6-1．存储器块清零程序设计实验6-2 二进制到BCD转换程序设计实验6-3 十六进制到ASCII码转换程序设计实验6-4 存储块移动程序设计实验6-5 多分支程序实验6-6 数据排序程序设计实验6-7 P1口输入、输出实验实验6-8 交通灯控制（软件延时法）实验6-9 交通灯控制（定时器延时法）实验6-10 计数器应用实验实验6-11 外部中断实验实验6-12 定时器实验1（P1口状态取反）实验6-13 定时器输出PWM实验实验6-14 外部中断实验6.2 单片机扩展和接口实验与设计实验6-15 单片机串口扩展实验6-16 键盘与液晶显示控制实验6-17 单片机串行通信和红外双向通信实验6-18 单片机扩展X5045看门狗器件实验6-19 单片机扩展DS1302时钟/日历器件实验6-20 SPI串行DAC TLV5637与单片机的接口实验6-21 串行精密ADC器件ADS1100与单片机的接口实验6-22 串行高速ADC器件ADS7816与单片机的接口实验6-23 高速微功耗串行ADC器件TLV2541与单片机的接口实验6-24 双通道A/D转换芯片ADC0832与单片机的接口实验6-25 高速同步10位串行A/D转换器与单片机的接口第七章单片机扩展FPGA综合实验与设计实验7-1 单片机串行扩展FPGA系统设计实验7-2 单片机数据交换FPGA扩展电路设计实验7-3 扩展外部数据存储器的单片机与FPGA扩展系统设计实验7-4 四通道PWM信号发生器及其单片机控制系统设计实验7-5 移相信号发生器的FPGA与单片机扩展系统设计实验7-6 里萨如图波形发生器的单片机与FPGA扩展系统设计实验7-7 数字电压表FPGA单片系统设计实验7-8 数字频率计与单片机串行通信接口功能设计实验7-9 直流电机测控单片机与FPGA扩展系统设计实验7-10 等精度频率/脉宽/占空比/相位多功能测试仪设计第八章基于单片机IP核的FPGA片上系统SOC设计实验8-1．单片机串口扩展FPGA片上系统SOC设计实验8-2．扩展外部数据存储器的FPGA单片系统设计实验8-3．四通道PWM信号发生器及单片系统设计实验8-4．移相信号发生器的FPGA片上系统SOC设计实验8-5．里萨如图波形发生器的FPGA片上系统设计实验8-6．数字电压表FPGA单片系统SOC设计实验8-7．数字频率计与单片机串行通信接口功能设计实验8-8．直流电机测控FPGA单片系统设计实验8-9．等精度频率计FPGA单片系统设计实验8-10．基于FPGA的红外双向通信单片系统设计附录1 MIF文件生成器使用方法附录2 STC89C单片机编程下载方法第一章 模块化创新设计综合实验开发系统 诸如EDA、单片机、DSP、SOPC等传统实验平台多数是整体结构型的，虽也可完成多种类型实验，但由于整体结构不可变动，故实验项目和类型是预先设定的、固定的，很难有自主发挥的余地，学生的创新思想与创新设计如果与实验系统的结构不吻合，便无法在此平台上获得验证；同样，教师若有新的联系教学实际的实验项目，也无法融入固定结构的实验系统供学生实验。
模块化设计原则与实践
模块实现：根据模块设计结果，实现每个模块的功能
维护和升级：根据用户需求和系统运行情况，对系统进行维护和升级，提高系统的稳定性和可用性
模块化设计方法
确定模块功能：明确模块的功能和作用
设计模块接口：定义模块之间的接口和通信方式
测试模块：对每个模块进行测试，确保其功能和性能
维护模块：对模块进行维护和升级，确保系统的稳定性和可扩展性
电子产品：模块化设计可以方便地实现电子产品的功能扩展和升级
模块化设计的挑战与机遇
挑战：如何应对快速变化的市场需求和技术更新
挑战：如何平衡模块化设计和成本控制
机遇：模块化设计可以降低研发和生产成本
机遇：模块化设计可以提高产品的灵活性和可扩展性
挑战：如何保证模块化设计的质量和可靠性
机遇：模块化设计可以提高产品的质量和可靠性
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模块化设计可以提高系统的灵活性和适应性，使得系统能够更容易地适应变化和升级。
模块化设计还可以降低系统的复杂性，提高系统的可靠性和稳定性。
模块化设计的目的和意义
提高效率：通过模块化设计，可以快速搭建和修改系统，提高开发效率。
提高可扩展性：模块化设计可以提高系统的可扩展性，方便添加新功能。
提高可靠性：模块化设计可以提高系统的可靠性，降低故障率。
系统测试：对集成好的系统进行系统测试，确保系统的功能和性能满足设计要求
需求分析：明确设计目标和需求，确定模块的功能和接口
模块测试：对每个模块进行单元测试，确保模块功能的正确性和可靠性
模块划分：根据需求分析结果，将系统划分为多个模块，并确定模块之间的依赖关系
系统集成：将实现好的模块按照设计要求进行集成，形成完整的系统
更加注重模块化设计的灵活性和可扩展性
构建开放式、模块化电子实验平台的教学研究与实践
邵 阳 学 院 学 报 （ 会 科 学版 ）ｏ ｒａ ｏ ｈ ｏ ａ ｇＵｎ ｅｓ ｙ Ｓ ｃａ Ｓ ｉｎ ｅＥ ｉ ｎ 社 Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｙ ｎ ｉ ｒｉ （ ｏ ｉｌ ｃ ｃ ｄｔ ） Ｓ ｖ ｔ ｅ ｉ ｏ
构 建 开放 式 、 块 化 电子 实验 平 台 的教 学 模 研 究 与 实 践
江 世 明
一
前言
效果。
创新是 一个 民族 的灵魂 ，是一 个 国家 兴 旺发 达 的不 竭 动力 。培 养学 生 的创 新 能 力 既是 教 育 的核
二 构建 模块化 电子实验 平 台
１ ．指导思想
心 ，也是 时代赋予教 育工作 者的神圣使命 。实践教
学是 培养学 生创新 能力 的有效 途径 ，提 高学生 的创
是满 足实 验 、 习、 实 实训 、 课程 设计 和 毕业设 计 的总
电予电 Ｒ Ｔ Ｅ 路Ｐ Ｏ Ｕ Ｓ 设计与仿真
模拟 电子技术
模块化电工电子平台研究与实现
长度， 降低了外界干扰。 模块直接搭建在母 (2 ) 到实验中。) 提供逻辑高低电平。逻辑高低 板上， (2 采用两个单排针式插头连接。除了传输 1 . 1 模块化设计思想 () 还可以起一定的支撑作用。 (3 ) 2 0 世纪 5 0 年代不少欧美国家提出了 电平是电子实验所必须的。3 二极管显示。 电源和信号外， 于电流较大， 变压器与电路板的连 “ 模块化设计” 。所谓模块化设计就是在对 发光二级管的导通与截止用来指示电平的高 电源部分由 (4 而用较粗的导线， 其接头为压 产品进行市场预测、功能分析的基础上， 低。) 上升沿和下降沿触发电平。这些电平 接不采用排线， 线接头 。 可以作为一些芯片的输入， 例如触发器就需要 划分并设计出一系列通用的功能模块。根 (5 据用户的要求 ， 对这些模块进行选择和组 这样的触发信号。) 时钟信号发生器。时钟 一 泛， 路， 3 模块设计研究 合， 就可以构成不同功能、或功能相同但 信号在数字电路中用途)’ 例如分频电 计数电路等。 )反相器。反相器的功用自 (6 然 性能不同、规格不同的产品。电子 系统的 模块是实验系统一个不可或缺的组成 模块化设计主要是以功能分析为幕础 ， 用 是将高低电平反相。此外由于该反相器用施 部分。如果说母板是整个系统的基础， 模 所以它还可用于波形变换， 块则是搭建在这个基础上的上层建筑。不 系统的观点， 采用分解和组合的方法， 充分 密特触发器设计， () 利用模块化元件的思想来搜寻一些 可用 于 把变化缓慢的周期信号变换为矩形信号。7 同的实验将对应不同的模块 ， 这恰恰是模 多种电路设计的标准元件。在本系统中所 七段码显示。七段码显示将由二一十六进制 块化设计思想的集中反映。 说的标准元件就是一些常用的基本电路。 译码器及半导体数码管组成。向它的四个不 3. ，模块设计方法 F 在此称之为功能模块。将它们之间接口标 同的输入端输人高低电平就能显示 0 一 的十 模块设计不同于母板和查错功能的设 六位数。8 蜂鸣器。可用于鉴幅， () 当输入电 计。因为模块设计的思想并非立足于实现 准化 ， 在搭建具体复杂系统时就可以根据 压高于一个门槛电压时， 蜂鸣器发声。 音频 具体的功能。它考虑的是采用何种形式的 (9 ) 功能选用不同的模块 。 放大及扬声器。这部分功能是把音频信号放 电路能让用户更好地了解电工电子技术的 1 . 2 虚拟仪器的引入 虚拟仪器作为计算机技术与电子仪器 大并通过扬声器产生声音。用于音频放大的 某一个方面。在设计电路时还需要考虑到 可以根据自己的实验 为用户留下可以 自行发挥的空间， 相结合而产生的一种新的仪器模式 ，已被 芯片和扬声器是独立的， 发挥用 ( ) 引入到电子系统的设计中。虚拟仪器增强 设计选择使用。10 继电器。两个完全相同 户自己的学习能动性 ， 避免验证实验的束 的小型低功率继电器。每个继电器都会提供 了用户在标准的计算机上配以经济高效的 缚。所以模块的设计研发必须结合某一方 四个接 口: 常开接 口， 常闭接 口， 公共端， 输入 硬件设备就可以构建 自己的仪器系统的能 面的知识点， 同时它的设计也不再是简单 端。当输入端是高电压时 ， 电器发生动 的硬件设计 ， 继 力。这种以软件为核心的系统可以充分利 更侧重干实验的设计。 用计算机超强的运算、显示以及通讯能力 作 。 3 . 2 基本电子技术实验设计目的 2 . 3 查错功能设计方案 来 灵活地 自定义功能强大的仪器功能 。 目的在干为用户提供基本的 ，可供选 查错功能是通过人为的改变实验电路 择的与门， 非门， 和或门等逻辑门电路。禾 1 】 影响实验结果 ， 实验者则通过观测和分析 用这些基本的逻辑电路并结合母板的一些 2 电 子平台 案设计 工电 方 使用户掌握基本的逻辑运算。同时 电工电子实验平台的功用主要是为电 找出影响结果的原因。实验者可遵照实验 模块， 使继 电器动 用户还可利用这些基本电路搭建一些更复 工电子工程人员提供一个实验、研发的平 的要求预先选择一定的功能 ， 作， 通过开关闭合或断开造成 实验 电路的 杂的数字电路， 例如R 一5 触发器等。实验 台。它的工作原理笼统说就是为实验者提 查错电路的功能选 的 目的是为了让用户对数字电路的基础知 供电源、电子元件、信号及各种附加功能 ， 改变。为了便于操作 ， 择部分应该位于实验平台上。考虑到美观 识有所了解， 同时熟悉一些常用的元器件。 满足实验者在平台的基础上搭建各种实用 及使用安全 ， 把继电器实现部分置于系统 3 . 3 硬件电 路设 电路的要求。平台的设计方案主要依据功 内部 。继 电器 山功能选择 产生 的信 号控 硬件电路的设计简单 、灵活， 主要是 能模块的划分 ， 分别确定实现各个模块 的 选择不同的功能则会使对应的继 电器 与门， 非门， 或门等分立的逻辑门器件。用 方案， 同时理清各个模块之间的关系， 采用 制 ， 很 户一方面可根据实验内容完成实验，另一 “ 搭积木”的方式构建整个系统的实现方 发生动作。基于这样的考虑 ， 自然的将 查错功能部分分成两块 电路板来实现 ， 一 方面还可利用这些器件搭接其它电路。避 案。 块产生控制信号 ， 另一块实现继电器动作。 免了用户创新思维受到电路板上已有电路 2. 1 电 分的设计方 源部 案 板之间的 关联 的束缚 。 本文实验系 统的电源输人为22 V， Hz 2 . 4 电路 0 0 5 电路板设计并制作好以后 ， 需要用一 导 交流电。电源模块通过滤波整流以后为系统 提供士SV、士12V ，一12V 的电压。按照一 线将它们连接起来组成一个系统。为了便 参考文献 0 于拆装 ， 对于实验系统内部的电路板可以 【 高泽涵. 电子电路故障诊断技术IMI.西安 般电源的设计， 这部分将采用先由变压器调 1 在电路板上焊接单列直插式单排插座 ， 井 压， 然后滤波整流， 再送到三端稳压器输出直 西安电子科技大学出版社， 01. 0 2 用排线连接。系统外部面对实验者的电路 [2] t美IJan A蒯 son .并行端口 流电压的常规方法设计电路。 大全IMI.北京 板则要尽量减少导线连接 ，即使用导线连 2 . 2 母板设计方案 中国电力出 版社， 1 . 200 很 【 沈长生. 常用电子元器件使用一读通【 母板是整个实验 系统的幕础与核心 ， 接也不应裸露在外部。因为导线外置， 1 3 M] 而且影响美 它为各项实验提供最基本的元器件和功 容易使系统遭到意外的损坏， 北京. 人民邮电出版社， . 2002 观。为此采用的措施有 : ( 1 ) 实验平台上的 能 。主要有 : ( 1) 为各项实验提供电源。在母板上将 母板和功能选择电路板的连接用多针 D 型 拆装简单 便， 同时减少了导线的 会提供各种电源的输出插 口， 包括士 S V 、 插头连接，
光电信息实验、实践平台构建的探究
３ １ 光电信 息技术专业 实验 室的建设 ． 在教 育部 专项资金 的资助 下 ， 分利 用湖北 省 电工 电 充
是学生在开展科技 创新训 练和复 杂程度 高 的毕业 设计 中， 可 以首先利用 这 些软 件平 台进 行设 计 、 真 分 析 、 复修 仿 反 改 ， 获得正确设计和初 步结果后 再利 用实 验设 备 和测试 在
ＳＭ） 产品三维设计软件 （ｏ ｄ ｏ ｓ 、 Ｄ Ｉ 、 ｓｌ ｗ ｒ ） Ｐ Ａ和 Ｅ Ａ软件等 ｉ ｋ Ｄ 等 ， 学生可根据 自己的兴趣 和需要 自主选择 ． 此环 节可
（） ４ 光纤技术与光纤系统综合实验平 台
作为本科生进行 光电信息领域创新产 品及毕业设计 的软件
平 台．
包 括光纤光学特性综合测试 、 光纤传 感技 术与 系统 、 光 纤传输 系统等三个部 分 ， 不仅包 括 了光纤光 学基 础 知识 实 验， 而且扩展到光纤通信领域先进技术 Ｗ Ｍ实验等 ． Ｄ
新的行业动态和市场信 息 ， 才能够使企业立于不败之 地 ， 因 此， 信息情报 获取能力是 未来企 业人才适 应快 速的发 展节 奏所必备的素质． 为了加强学生这方面 的意识和能力 ， 将光 电产品市场信息调查 与研究 作为专 业实践 环节之 一 ， 主要 采取的形 式包括 国内外产 品市场 网络信息 的检索 以及 深入 企业进行考察与研究 ， 并且要求学生撰写调查研究报告 ． 此
电路设计中的系统集成与模块化设计
电路设计中的系统集成与模块化设计在电子技术的领域中，电路设计起着举足轻重的作用。
而在电路设计的过程中，系统集成与模块化设计则是两个非常重要的概念。
系统集成是指将不同的电路模块整合在一起，形成一个完整的系统；而模块化设计则是将整个系统划分为多个功能独立的模块，以便于测试、维修和升级。
本文将探讨电路设计中的系统集成与模块化设计的优势和应用。
首先，系统集成将不同的电路模块有机地结合在一起，形成一个完整的系统。
通过合理的布局和连接，可以减少电路之间的干扰和噪声，并提高整个系统的性能和可靠性。
同时，系统集成还能够节省物理空间，降低生产成本。
以移动电话为例，系统集成的应用使得手机在体积更小的情况下，具备了更多的功能，如通话、短信、相机等。
这种集成设计不仅提高了用户的体验，同时也节省了生产厂家的成本。
其次，模块化设计是电路设计中的另一种重要方法。
它将整个系统划分为多个功能独立的模块，并通过标准接口进行连接。
模块化设计使得电路的测试、维修和升级更加方便。
当某个模块出现故障时，只需要更换该模块，而不需要对整个系统进行维修。
这大大提高了维修的效率，并减少了停机时间。
此外，模块化设计还便于前后端合作和分工合作。
每个模块可以由不同的团队负责开发，最后集成到整个系统中。
这种分工合作使得电路设计更加规范化和高效化。
在电路设计中，系统集成与模块化设计通常是同时进行的。
首先，通过模块化设计，将整个系统划分为多个模块。
每个模块专注于特定的功能，并通过标准接口进行连接。
然后，通过系统集成，将各个模块有机地结合在一起，形成一个完整的系统。
这种分阶段的设计方法使得整个设计过程更加可控和高效。
当然，系统集成与模块化设计也面临一些挑战。
首先，面对日益增多的电子功能和复杂性，如何将众多的模块有机地结合在一起，需要设计师具备深入的电子知识和技术。
其次，由于电子产品的更新换代速度很快，系统集成和模块化设计也需要及时调整和改进，以适应新的需求和技术。
基于SOPC技术的综合实验平台开发
基于SOPC技术的综合实验平台开发作者：牛炯，迟书凯，黎明，刘兰军，周琳，周丽芹来源：《教育教学论坛》 2016年第32期牛炯，迟书凯，黎明，刘兰军，周琳，周丽芹（中国海洋大学，山东青岛266100）摘要：实践是自动化专业教学工作中非常重要的一个环节，而目前很多高校现有教学设备无法满足自动化专业实践教学的需求，严重阻碍了学生工程实践的培训和创新的热情。
本文提出基于SOPC技术开发一套综合实验平台，该综合实验平台结合了自动化多门课程的知识点，站在工程的角度设计了多个综合性实验，满足本科生工程实训和创新活动的需求。
关键词：SOPC；综合实验平台；教学中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0246-02一、引言对于电子信息类专业的本科教学，实践是教学工作中非常重要的一环。
就自动化专业来说，2012年新版教学大纲中实践教学的学时较之前的教学大纲增加了近30%。
目前对于实验课程的开设，更多的是购买现成的实验仪器箱。
而受到现有实验箱硬件的限制，无法将一门或多门课程的实验相结合，学生只能在各个实验箱上做单元性实验和验证性实验，很难将各门课程在实际应用中相关联起来，学生难以养成系统性思维。
同时，根据近几年电子信息类各种实践型竞赛和就业来看，要求学生不仅掌握单元性的知识，更偏重于要求学生能够将几门课程的知识在实践中融合起来，对题目进行系统性的思考，学习如何完成顶层设计。
综上所述，以前在实践教学过程中存在如下矛盾：①实验内容与人才培养目标的矛盾。
对于工科人才培养模式的讨论是现在的热点问题，培养创新性工科人才，提高其实践能力，首先是实验内容设计，其次是实验设备采购或开发。
目前的情况大多是按照传统的实验内容设计了现有的实验设备，而实验设备又制约了实验内容的创新，无法为创新性人才培养提供保障。
②学生创新的热情与实验条件之间的矛盾。
根据我校近几年比赛情况来看，自动化专业的参赛学生人数是日益增加的，学生对此抱有很大的热情，期望从中培养自己的工程实践经验，得到系统、全面的锻炼。
基于FPG模块化设计的数字电路实验平台研究
基于FPG模块化设计的数字电路实验平台研究数字电路是现代电子技术中不可或缺的一部分，广泛应用于计算机、通讯、医疗等各个领域。
为了帮助学生更好地掌握数字电路的知识和技能，实验教学显得尤为重要。
近年来，基于FPGA模块化设计的数字电路实验平台得到了广泛研究和应用。
一、FPGA简介FPGA（Field Programmable Gate Array）即现场可编程门阵列，是一种可编程逻辑器件。
与ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）相比，FPGA具备灵活可编程、生产周期短、成本较低等优点，特别适合于小批量或个性化的应用。
此外，FPGA中还集成了大量的IO模块、内存模块、时钟管理模块等功能模块，可大大方便数字电路设计者进行系统设计。
二、FPGA模块化设计根据数字电路的设计思路，可以将大型电路系统分成多个功能模块，并通过不同的接口进行连接。
这种通过多个功能模块构成大型电路的方式即为模块化设计。
在FPGA的设计中，通常将每个功能模块设计为一个IP核，然后把这些IP核整合到一个系统级设计中，达到模块化设计的目的。
通过模块化设计，可以使数字电路设计更高效，更灵活。
例如，在一个数字系统中，如果需要修改其中的某些模块功能，只需要修改对应的IP核代码，而不必对整个系统重新设计和实现。
此外，采用模块化设计还可以避免系统级设计中各个部分之间的耦合性，从而提高系统的可维护性和可靠性。
三、基于FPGA的数字电路实验平台基于FPGA的数字电路实验平台是一种数字电路实验教学设备，经过数字电路课程和实验的学生可以熟悉数字电路的基本概念、设计思路以及实现方法。
数字电路实验平台通常由一个FPGA开发板、各种数字电路功能模块、电源等部件构成。
学生可以通过硬件设计、调试和实验操作来实践数字电路的设计和实现。
数字电路实验平台相对于传统的数字电路实验教学方式具有以下优点：1、实验教学为主体数字电路实验平台可以帮助学生通过实践来掌握数字电路的设计和实现方法，不仅可以更加深入理解理论知识，而且能够锻炼问题解决的能力。
信息学院“模块化综合电子系统设计实验箱”被评为全国高等学校电子技术研究会实验教学成果一等奖
信息学院“ 模块化综合电子 系统设 计实验箱” 被评为 全 国高等学校 电子技术研究会实验 教学成果一等奖
近 日， 在青岛召开 的全 国高等学校 电子技术研究会实验教学成果展 示会上 ， 信息学 院贾立 新副教授负责研发 的“ 模 块化综合 电子系统设计实验箱 ” 被评 为一等奖 。 这是我校在浙江省电工电子实验教学示范 中心建设 中 ， 依靠 自身 的力 量研制开 发基于 ＳＣ单 片机的综合 电子 系统 ｏ
肖 刚： 积极推进公推 直选工作
不断扩大高校党 内民主
度， 是党内民主发展程度的重要标志 ， 是党 内民主的主要实现形式。“ 公推直选 ” 为基层党 内民主建 作 设和党内选举改革 的创新之举 ， 高校各基层党组织需要结合本单位的实际情况 ， 尤其要根据高校党员队 伍大、 教师 党员类 型 多、 学生 党员 比例 高 、 员 流 动性 大 等 特 点 ， 分利 用 制 度 空 间 ， 党 充 积极 探索 ， 大胆 实
设计实验平台— —“ 综合电子系统设 计实验箱 ” 。该实验箱采 用模块化 设计 ， ＭＣ 键 盘显示 、Ｐ Ａ 由 Ｕ、 Ｆ Ｇ 高速 Ａ Ｄ、 ／ 高速
Ｄ Ａ、 ／ 大容量 Ｓ Ａ Ｃ Ｎ现场总线接 口、 Ｒ Ｍ、 Ａ 有源滤波、 信号产生 、 信号放大等十 多种不同功能 的模 块组成。模块可升级 、 可
践 ， 公推 直选 ” 在“ 工作 推进过 程 中 ， 让广 大 党员 和 师生 真 正做 到知 情 、 知人 、 责 。知 情就 是 要让 广 大 知
党员 和教 职工认识 “ 公推 直选 ” 的重要 意义 、 目的要求 和工作 安排 ， 强参 与“ 增 公推 直选 ” 工作 的 自觉性 ；
知人就是要让广大党员和教职工了解具体的推荐条件和符合推荐条件的党员情况 ， 要通过完善和改进 候选人介绍办法 ， 让党员对候选人有更全面的了解； 知责就是要让每位党员和教职工认识到参与“ 公推 直选” 的责任和权利 ， 包括参与推荐和 自荐 的责任 ， 选举 的程序和投票方式 ， 激发党员 主动参 与的积极 性。目 ，公推直选” 前 “ 还没有统一模式 ， 在具体实践中会遇到许多问题 ， 例如如何提高教师党员参与 自 荐 的积极 性 ？如何有 效提 高推荐 和选举 工作 的效 率 和质 量 ？如何 确 定 书记 等 额直 选 还是差 额 直选 ， 避
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综合电子系统设计实验平台（以下简称实验平台）是培养学生综合运用模电、数电和单片机课程知识完成综合电子系统设计的实验装置，电子设计大赛的培训及训练平台。
实验平台的配套教材《电子系统设计与实践》（第4版）为浙江省普通高校“十三五”“新形态教材，并列入“十三五”国家重点出版物出版规划项目。
实验平台含有模拟电子系统设计、数字电子系统设计、单片机系统设计、综合电子系统设计等内容。
综合电子系统设计实验平台实物图和配套教材如图1所示。
图1 实验平台实物图及配套教材
图2 实验平台循序渐进框图
实验平台的主要技术指标
实验平台的基本配置包括单片机最小系统、FPGA 系统、板载USB -Blaster 下载电路、高速A/D 模块、高速D/A
模块、信号源模块、语音播放模块、4路线性稳压电源。
其结构
有源滤波器直流稳压电源
FPGA 的结构和原理（逻辑单元，IO 单元，PLL ，嵌入式存储器）
单片机基本原理（时钟系统，GPIO ，定时器，中断系统）放大电路DDS 原理
单片机扩展技术
高速ADC 、DAC 的原理
AGC 电路波形变换电路FPGA 最小系统设计信号发生器设计单片机最小系统设计宽带放大电路语音存储与回放DDS 信号发生器程控放大器设计高速数据采集
仪表放大器电路V/I 变换电路
电阻测量仪设计
16位SPI 接口设计
增益可调放大器m 序列信号发生器设计
AD9854信号发生器设计
倍频电路设计电机控制系统设计测量放大器音频信号分析仪程控滤波器数控电流源设计简易存储示波器
正弦信号产生电路单电源电路
简易电子秤设计等精度频率计设计等精度测频原理数字移相器设计模拟电子系统设计数字电子系统设计
单片机电子系统设计
综合电子系统设计
理论介绍
设计实例
设计训练
框图如图2所示。
（1）4路线性稳压电源，可输出±5V和±15V的直流稳压电源。
在过流或短路的情况下，能自动切断电源，并发出声光报警。
排除故障后，自动回复供电。
（2）以STM32F407单片机为核心的最小系统，包括4×4的编码式键盘，480×320的TFT显示模块。
（3）以EP4CE6E22为核心的FPGA最小系统，包括板载USB_Blaster下载电路。
（4）高速A/D模块，包括20MHz、12位高速A/D转换器，高速电压比较器，增益8档可调放大电路。
（5）高速D/A模块。
包括100MHz、8位高速D/A转换器AD9708，宽带放大电路，输出信号的幅值和直流偏置数控调节。
（6）信号源。
该信号源可以提供实验中所需要的8种信号源。
包括：0~3.3V直流电压，200Hz正弦信号，1kHz正弦信号，2kHz~100kHz正弦信号，130秒语音信号，FSK信号，FSK+语音信号，200kHz正弦信号，200Hz~10kHz正弦信号，
（7）音频功放+0.5W喇叭+M25P16存储器。
（8）6位七段LED数码管，静态显示，与单片机采用SPI接口。
(9)红外接收模块。
实验平台可开设的实验
利用实验平台的基本配置和选配合适的模块，可完成如表2所示的47个实验。
这些实验分为模拟电路系统设计、数字电路系统设计、单片机系统设计、综合电子系统设计四大类。
实验平台可开设的实验项目
模块化的优点之一是能适用多门课程实验环节，能适应同一门课程不同的课程内容；优点之二是降低了现代电子系统设计的难度，可作为电子设计竞赛的选才和实践平台；优点之三是提高了可维护性。
实验设备开发是一个持续改进的过程。
希望通过实验设备的创新，助力教学模式改革，为创新性人才培养助一臂之力。
YLEM型模块化电子系统设计与实践平台是杭州英联科技有限公司与高校课程建设和电子教学实践改革的成果，推出便携式电子设计、口袋式电子设计、单片机开发系统、电子设计创新平台、电子创新实验箱，也是助力大学生电子大赛的综合实验实践模型。