功能、作用介紹

　　電子設計創(chuàng)新實驗實訓系統(tǒng)(EDPTS-02)是在我校2009年研制完成的電子設計創(chuàng)新實驗實訓系統(tǒng)(EDPTS-01)基礎上，經(jīng)過正式使用，進一步完善的適用于電子信息類專業(yè)大學生電子工程綜合訓練、畢業(yè)設計、課程設計、電子設計競賽集訓、電子專業(yè)技能培訓的綜合性實踐教學平臺。體現(xiàn)了“全面開放、自主創(chuàng)新、綜合實踐”的學習理念，有利于創(chuàng)新型和應用型人才培養(yǎng)，在國內(nèi)處于先進水平。

　　1.平臺硬件結構介紹

　　電子設計創(chuàng)新實驗實訓系統(tǒng)由1個實驗臺和15個活動模塊組成。整套設備美觀大方，易于操作，底部有活動輪，移動方便。實驗臺框架上一次可安裝15個活動模塊，是系統(tǒng)的核心部分;另配用于系統(tǒng)項目仿真調(diào)試用的電腦一臺。本系統(tǒng)15個活動模塊分別為：總開關、信號源與濾波器、傳感及信號調(diào)理模塊、信號放大模塊、信號變換模塊、數(shù)控電壓電流源、FPGA模塊、單片機系統(tǒng)、直流穩(wěn)壓電源、LED點陣、通信模塊、控制模塊、輔助模塊、面包板模塊。

　　2.平臺教學內(nèi)容介紹

　　本系統(tǒng)配有實驗指導書一本，全書內(nèi)容以C8051F020單片機和FPGA技術為核心，通過由淺入深的理論介紹到實際應用，從簡單系統(tǒng)設計到復雜系統(tǒng)設計，為學習者盡快掌握單片機和EDA技術提供了捷徑。本系統(tǒng)可完成單元實驗項目50個和綜合實驗項目20多個。

　　(1)單元實驗項目：系統(tǒng)按照其結構配置可開設8大類實驗，包含至少50個單元實驗項目。

　　1)單片機系統(tǒng)類實驗：硬件看門狗電路實驗、外部中斷實驗、定時中斷實驗、脈寬測量實驗、占空比測量實驗、EEPROM讀寫實驗等;P1口輸入輸出實驗、控制7段數(shù)碼管實驗、P1擴展鍵盤實驗、P1擴展LCD實驗、P1擴展鍵盤實驗、LED點陣顯示實驗、8位低速A/D實驗、8位低速D/A實驗、12位A/D實驗、10位D/A實驗等。

　　2)單片機系統(tǒng)擴展類實驗：7279鍵盤顯示擴展實驗、8255擴展實驗、74LS164擴展實驗、8253擴展實驗、LCD電子簡歷實驗等。

　　3)通信類實驗：SP無線收發(fā)實驗、紅外收發(fā)實驗、RS232串行通信實驗、RS485總線實驗、CAN總線實驗。

　　4)測控類實驗：光電、霍爾、溫度、傾角等傳感信號檢測調(diào)理及控制實驗、步進電機控制系統(tǒng)、直流電機調(diào)速控制、繼電器驅(qū)動控制、光藕隔離應用、可控硅控制實驗等。

　　5)儀器儀表類實驗：儀表放大器、程控放大器、功率放大器、分立元件放大器和低功耗放大器;V/F和F/V轉換、V/I和I/V變換電路、有效值轉換電路、A/D和D/A轉換器、“+，-”變換器、8038信號發(fā)生器、DDS函數(shù)信號發(fā)生器(AD9851為核心)實驗、程控濾波器、橢圓濾波器等。

　　6)FPGA應用技術類實驗：信號發(fā)生器、頻率計實驗等。

　　7)電源類實驗：數(shù)控電壓源、數(shù)控電流源實驗。

　　8)其他實驗：語音電路實驗、時鐘電路實驗、微型打印機實驗、LED點陣顯示實驗。

　　(2)綜合實驗項目：本系統(tǒng)可完成典型綜合實驗項目11個，選做綜合實驗項目10個。主要實驗項目列舉如下：

　　1)LCD個人電子簡歷

　　2)16*64 LED點陣顯示器

　　3)程控寬帶放大器

　　4)模擬濾波器

　　5)DDS函數(shù)信號發(fā)生器

　　6)等精度頻率計

　　7)自動升降旗控制系統(tǒng)

　　8)基于自動尋跡的智能公交車系統(tǒng)

　　9)水溫控制系統(tǒng)

　　10)控電壓電流源

　　11)簡易電阻、電容和電感測試儀

　　12)測量放大器

　　13)低頻數(shù)字式相位測量儀

　　14)便攜式小信號頻率計

　　15)簡易頻譜分析儀

　　16)數(shù)字濾波器

　　17)數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)

　　18)無線遙控多路開關

　　19)LED光源引導小車簡諧運動系統(tǒng)

　　20)自由擺平衡控制系統(tǒng)

　　3.平臺教學過程介紹

　　通過教師指導下的學生三人一組自主設計，盡可能快的熟悉硬件電路結構和工作原理;在基本軟件框架基礎上，快速熟悉C8051F020單片機和FPGA的使用方法;把若干個單元電路與系統(tǒng)級聯(lián)，通過軟件在線編程可完成20多個綜合設計性實驗項目。大大提高了學生學習效率。每年可承擔校內(nèi)電子信息工程、應用電子技術和通信工程等專業(yè)100多人的教學任務。具體教學流程如下：

　　1)項目背景知識說明及原理解析;

　　2)下達設計任務和設計要求;

　　3)學生自行方案設計;

　　4)方案答辯;

　　5)根據(jù)實驗系統(tǒng)提供模塊電路，進行電路硬件連接;

　　6)在線軟件編程，進行系統(tǒng)功能仿真及指標調(diào)試;

　　7)下載程序以脫機實現(xiàn)項目各項設計要求，并進行數(shù)據(jù)測試;

　　8)撰寫設計報告。

　　4.教學成果特色

　　本實驗平臺所涉及實驗模塊經(jīng)過多年的電子設計競賽培訓已日趨成熟。通過相關實驗項目訓練的學生，已在歷屆全國和省大學生電子設計競賽，全國大學生智能汽車競賽中取得了非常優(yōu)異的成績，我校連續(xù)三屆獲全國大學生電子設計競賽一等獎，連續(xù)三屆獲全國大學生智能汽車競賽一等獎的優(yōu)異成績。使我校在這兩項競賽中成績名列省內(nèi)高校前茅。

　　5.平臺推廣應用價值

　　本系統(tǒng)適合有電子信息類專業(yè)本科院校和高職高專院校開展電子專業(yè)綜合技能訓練、電子系統(tǒng)設計、電子設計競賽賽前集訓等環(huán)節(jié)。為學生盡可能快速掌握C8051F020單片機和ALTERA公司FPGA模塊使用提供了便捷。本系統(tǒng)可重復使用，完成實驗項目時間短，學習效率高，綜合成本低，具有推廣價值?，F(xiàn)已經(jīng)推廣到了省內(nèi)部分高校使用，教學效果良好。

　　作品名稱：電子設計創(chuàng)新實驗實訓系統(tǒng)

　　完成單位：浙江師范大學