應用電子技術論文範文
摘要：為了提高現代電子技術實驗教學的整合可靠性和智慧性，設計一種基於通用序列匯流排控制的跨區域現代電子技術實驗網路教學平臺。平臺包括了硬體設計和軟體設計部分，硬體模組包括資料採集單元、現代電子技術實驗的主控單元、網路教學的顯示單元以及人機介面單元。軟體設計包括串列埠接收控制程式設計、驅動配置程式設計和教學平臺的監控軟體設計。採用通用序列匯流排控制方法進行教學平臺的硬體和軟體的整合開發設計。實驗結果表明，該教學平臺能實現跨區域的網路教學，教學多媒體資料傳輸和收發效能較好，具有很好的實用性。更多應用電子技術論文相關範文盡在職稱論文發表網。
關鍵詞：應用電子技術論文
引言
現代電子技術是高校電子資訊專業和通訊工程專業開設的一門專業課程。該課程主要包括類比電子線路和數位電子線路等電子設計方面的教學內容。電子技術課程對實驗教學的要求較高，需要完成較大課時的電子製作和電子測試等實驗。當前的現代電子技術實驗課主要是建立在面對面教學授課的實驗環境中;因此，需要研究一種有效的電子技術實驗教學平臺，進行跨區域的網路實驗教學，改善實驗環境，提高電子技術實驗教學的質量。為了提高現代電子技術實驗教學的整合可靠性和智慧性，本文提出一種基於通用序列匯流排控制的跨區域現代電子技術實驗網路教學平臺設計方法，進行實驗平臺的硬體設計和軟體設計，並進行實驗教學平臺的系統測試和聯調分析。
1網路教學平臺的總體設計構架
1.1教學平臺設計功能指標分析
本文設計的教學平臺具有電子實驗、網路授課和現場指導等功能。採用基於TCP/IP協議和C/S模型構建網路傳輸系統，進行遠端教學資訊傳輸以及跨區域的教學指導。教學平臺的跨區域設計需要選擇網路通訊協議;在此採用了TCP/IP協議和UDP協議進行網路設計。該通訊協議具有資料確認和資料重傳的機制，並具有可靠、傳輸大小無限制等優點，適合現代電子技術實驗網路教學的大資料量資訊傳輸的需求。在教學平臺的服務程式與客戶機/伺服器請求響應設計中，利用套接字(Socket)建立網路通訊[1]，為實驗教學平臺的使用者提供身臨其境的視景環境，滿足網路實驗教學的需求。其中，網路教學平臺客戶機/伺服器的程序通訊機制描述如圖1所示[2]。綜上分析，本文設計的現代電子技術實驗網路教學平臺具有如下功能：匯流排傳輸控制功能、多媒體投影教學功能、輸出顯示功能和網路通訊功能。結合上述功能分析，進行實驗教學平臺的總體設計和模組化開發設計。
1.2網路教學平臺的總體結構
在MultigenCreator3.2開發環境下進行現代電子技術實驗網路教學平臺的總體設計[3]，系統以校園網、區域網和網際網路為基礎[4]，中樞位以DSP為核心的中央集中控制器，實現教學平臺與在計算機網路中的通訊和資訊共享。基於基礎的網路架構方法，現代電子技術實驗網路教學平臺下的各種裝置的輸入/輸出埠得以規整整合，實現網路教學平臺的遠端的開機關機，教學電動幕布的啟動、投影儀控制、電子實驗器件的展示、實驗教學步驟的傳授等功能。網路教學平臺包括了硬體設計和軟體設計部分。其中，硬體模組採用MicrosoftVisualStudio開發元件進行整合設計[5]，包括資料採集單元、主控單元、網路教學的顯示單元以及人機介面單元，影片電動螢幕的介面採用13~16位資料線進行匯流排擴充套件，採用上升沿鎖存電平，對串列埠進行正確配置，透過程式設計和介面呼叫軟體設計包括串列埠接收控制程式設計、驅動配置程式設計和教學平臺的監控軟體設計。現代電子技術實驗網路教學平臺總體結構框架設計如圖2所示。
2硬體設計
對實驗教學平臺的硬體模組設計包括資料採集單元、現代電子技術實驗的主控單元、網路教學的顯示單元以及人機介面單元。
2.1資料採集單元
資料採集單元是進行網路實驗教學的多媒體課程教學內容採集，它們與A/D轉換器、D/A轉換器相連構成兩級程控增益控制放大器，對SPCR1(串列埠接收控制暫存器)和SPCR2(串列埠傳送控制暫存器)進行初始化。在實驗教學平臺的控制終端設定壓控放大器，控制D/A轉換器進行數/模轉換。由D/A轉換器輸出開關控制電平或輸出動態增益控制碼，採集、處理整個系統的傳輸資料與上位機通訊，在幾個週期內完成增益調整，資料採集單元的電路設計如圖3所示。
2.2主控單元
主控單元是實現現代電子技術實驗網路教學平臺程式控制的核心模組。採用EMB3803主控DSP晶片進行主控模組設計，由Mux101多路開關進行程控放大，ADC要求穩定到14096，運算放大器穩定到11024的一半，主控單元的第二級選用VCA810，資料線的放大分貝數由DSP控制。根據多媒體教學平臺的VGA輸入/輸出訊號的形式，設計RS232晶片的控制串列埠介面，透過集中控制，實現了對系統的開關控制功能和教學多媒體資源回放。主控單元還能控制教學平臺的電動幕布的升降、移動、解析度調整，進行通用序列匯流排控制，實現跨區域教學。綜上分析，得到主控單元的電路設計如圖4所示。
2.3顯示單元
現代電子技術實驗網路教學平臺需要實現跨區域的輸出顯示和電子實驗產品製作展示，在顯示單元可以實現對教學課件的打包傳輸，課件複製等功能，有效實現教學資源的共享。採用8位和16位微控制器進行全息顯示，實驗平臺的顯示單元具有16位定點STM32核心，核心處理器選擇意法半導體公司的STM32F101xx晶片[6]，構建MifareRFID卡識別系統，以提高教學平臺的輸出安全性和可靠性。顯示單元的電路設計如圖5所示。
2.4人機介面單元
人機介面單元使用低功耗的介面輸出技術，採用現代MOS技術構造人機互動模組的資料輸出介面，採用SPI介面方式實現TRF7960與STM32F101xx的通訊。採用並行外設介面(PPI)構建現代電子技術實驗網路教學平臺的'感測器模組[7]。它是半雙工形式，網路教學平臺的感測器模組的介面方式為序列，與嵌入式STM32宿機連線。當應答器靠近現代電子技術實驗網路教學平臺時，應答器上的訊號經過天線感應，與應答器進行資料互動，由此實現網路教學平臺的跨區域資訊輸出和互動，得到人機介面單元設計如圖6所示。
3軟體設計
現代電子技術實驗網路教學平臺跨區域設計的軟體設計包括串列埠接收控制程式設計、驅動配置程式設計和教學平臺的監控軟體設計。採用通用序列匯流排控制方法進行教學平臺的硬體和軟體的整合開發設計。採用基於網路技術的現代電子技術實驗網路教學平臺遠端控制系統，根據上述設計，得到電子技術實驗的跨區域網路教學平臺軟體設計流程如圖7所示。根據圖7所示的教學平臺的指標分佈流程。輸出介面透過與通用序列匯流排控制，透過功放系統的介面連線，構建影片電動螢幕的介面;根據實驗教學平臺的VGA輸入/輸出內容，採用RS232控制串列埠介面，實現遠端資料傳輸和教學程序控制。
4實驗測試分析
為了測試本文設計的實驗教學平臺的效能，進行系統除錯分析。本系統的開發測試建立在計算機網路通訊平臺基礎上，建立一個客戶端，基於TCP/IP協議和C/S模型構建網路傳輸系統，構建的現代電子技術實驗網路教學平臺遠端控制傳輸終端，進行輸出效能顯示。在系統Filesystem的lib中建立起了現代電子技術實驗網路教學平臺的通用序列匯流排控制採集的根檔案系統，進行遠端教學的程式控制載入。在VisualDSP++4.5中進行軟體除錯和開發，程式控制模組的觸發電平為2.5V，截止頻率為12kHz。根據上述測試環境描述，以網路教學平臺的輸出資料保真率為測試指標，進行效能分析，得到結果如圖8所示。分析上述結果得知，該教學平臺能實現跨區域的網路教學，教學多媒體資料傳輸和收發效能較好，保真率較高，具有很好的實用性。
5結語
本文設計一種基於通用序列匯流排控制的跨區域現代電子技術實驗網路教學平臺。平臺包括了硬體設計和軟體設計部分，硬體模組包括資料採集單元、現代電子技術實驗的主控單元、網路教學的顯示單元以及人機介面單元。軟體設計包括串列埠接收控制程式設計、驅動配置程式設計和教學平臺的監控軟體設計。採用通用序列匯流排控制方法進行教學平臺的硬體和軟體的整合開發設計。實驗結果表明，該教學平臺能實現跨區域的網路教學，教學多媒體資料傳輸和收發效能較好，具有較高的應用效能。