專業(yè)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、光電專業(yè)課程設(shè)計(jì)光電專業(yè)課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 西安郵電大學(xué)光電子技術(shù)系 光電信息工程教研室編 目錄 專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱綱要專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱綱要.1 專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)安排專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)安排.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)類題目驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)類題目.6 基于單片機(jī)和顯示器件的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目基于單片機(jī)和顯示器件的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目.9 可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目.18 基于單片機(jī)或基于單片機(jī)或 FPGA 的電路設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì).23 基于基于 FPGA 的各類接口底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)類題目的各類接口底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)類題目.29 基于基于 FPGA 的各類編碼解碼實(shí)現(xiàn)類題目的各類編碼

2、解碼實(shí)現(xiàn)類題目.32 基于基于 TRACEPRO 的系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)類題目的系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)類題目.35 基于機(jī)器視覺題目基于機(jī)器視覺題目.36 專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱綱要綱要 實(shí)踐課程名稱：專業(yè)課程設(shè)計(jì) 英文名稱：Specialty Project 課程總學(xué)時(shí)：105 總學(xué)分：4 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：120 一、專業(yè)課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的及任務(wù) 專業(yè)課程設(shè)計(jì)安排在第五、六學(xué)期，集中四周時(shí)間所參與的實(shí)踐課程。通過專業(yè)課 程設(shè)計(jì)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，掌握實(shí)際系統(tǒng)開發(fā)的整個(gè)流 程。專業(yè)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的光電信息處理與顯示應(yīng)用系統(tǒng)方案、 原理與實(shí)現(xiàn)電路，鞏固和

3、應(yīng)用“光電子學(xué)”、 “顯示技術(shù)基礎(chǔ)”、 “平板顯示技術(shù)”、 “顯示器件 驅(qū)動(dòng)技術(shù)”和“光電信息處理技術(shù)”等課程的基本理論和方法，熟悉常用的光電信息處理、 檢測(cè)、顯示器件及其測(cè)試方法，掌握光電信息處理與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。 專業(yè)課程設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主體，以系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)為考核要點(diǎn)。在整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié) 中，通過過程考核，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，讓每一位參與其中的學(xué)生做到融會(huì)貫通、舉一反三。 與此同時(shí)，以專業(yè)課程設(shè)計(jì)為抓手，通過學(xué)生間的探討合作，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)， 為學(xué)生進(jìn)入社會(huì)、參與工作打下良好基礎(chǔ)。 課程的任務(wù)課程的任務(wù) 經(jīng)過多循環(huán)、多層次的實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生能夠通過分析和設(shè)計(jì)，并基于已經(jīng)掌握 的專業(yè)

4、知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一套具有實(shí)際意義硬件系統(tǒng)的能力。學(xué)習(xí)電子系統(tǒng)開發(fā)的實(shí)踐知 識(shí)、方法和技能，初步掌握電子系統(tǒng)開發(fā)的一般方法特點(diǎn)，并加深對(duì)電路、仿真、系統(tǒng)、 測(cè)試等具體過程的深入理解。培養(yǎng)與提高學(xué)生的實(shí)踐、設(shè)計(jì)能力，其中包括： （1） 能夠自行閱讀實(shí)驗(yàn)教材或資料，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備； （2） 能夠借助教材或儀器說明書正確使用常用儀器； （3） 能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際電子系統(tǒng)進(jìn)行建模和設(shè)計(jì)，加深對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容原理的 理解； （4） 能正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪制圖線、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告； （5） 能夠按科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本過程完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)， 使學(xué)生具有實(shí)事求是的科

5、學(xué)態(tài)度。嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，主動(dòng)研究的探索精神，以及遵守 規(guī)章制度與愛護(hù)公物的基本品德。 教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求 在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過完成光電處理及傳感硬件系統(tǒng)、仿真軟件、光學(xué)設(shè)計(jì) 類的實(shí)踐任務(wù)，達(dá)到： （1） 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，如實(shí)地記錄設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題現(xiàn)象和設(shè)計(jì)資料， 按要求完善設(shè)計(jì)過程中的仿真數(shù)據(jù)與代碼，并寫出正規(guī)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 （2） 初步學(xué)會(huì)用所學(xué)習(xí)的單片機(jī)、FPGA、ARM 等解決實(shí)際問題。通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)重 要電子設(shè)計(jì)概念、過程的認(rèn)識(shí)和理解。 （3） 掌握一些傳感器、測(cè)試系統(tǒng)、仿真軟件等。能正確使用常用電子儀器，如示波器、 信號(hào)發(fā)生器等。培養(yǎng)學(xué)生具備按實(shí)驗(yàn)要求選擇

6、儀器、開發(fā)環(huán)境的能力，熟練操作計(jì)算機(jī)。 （4） 培養(yǎng)學(xué)生正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、正確表達(dá)和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。 （5） 注重培養(yǎng)學(xué)生的仿真、設(shè)計(jì)能力，尤其是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的動(dòng)手能力。注重培養(yǎng)學(xué)生 養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)開發(fā)習(xí)慣。 （6） 在教學(xué)中，通過介紹各個(gè)實(shí)驗(yàn)題目在工程技術(shù)中的應(yīng)用，使學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的 重要性，明確實(shí)驗(yàn)課程的地位、作用和任務(wù)。 二、考核方式 本課程的考核根據(jù)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)中所選擇題目的情況，分階段進(jìn)行。兼取其它形式的 考核，如：操作、口試、仿真等，每學(xué)期集中兩周，根據(jù)學(xué)時(shí)數(shù)給出一定學(xué)分。該實(shí)驗(yàn)環(huán) 節(jié)無補(bǔ)考機(jī)會(huì)，如果未達(dá)到考核要求，需要延續(xù)至下一屆重新學(xué)習(xí)。 專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)安排專業(yè)課程設(shè)計(jì)教

7、學(xué)安排 一、專業(yè)課程設(shè)計(jì)具體安排 根據(jù)培養(yǎng)方案要求，專業(yè)課程設(shè)計(jì)分別安排在第五、六學(xué)期，屬于集中教學(xué)實(shí)踐環(huán) 節(jié)。第五學(xué)期集中兩周時(shí)間，進(jìn)行第一階段的實(shí)踐任務(wù)；第六學(xué)期集中兩周時(shí)間，在第 一階段任務(wù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深化實(shí)踐能力。兩個(gè)階段之間存在承上啟下的遞進(jìn)關(guān)系， 互相促進(jìn)。 兩周的教學(xué)活動(dòng)依據(jù)下述安排進(jìn)行： 第一階段：準(zhǔn)備階段；第一階段：準(zhǔn)備階段； 向?qū)W生介紹專業(yè)課程設(shè)計(jì)性質(zhì)、任務(wù)與安排。首先由代課老師詳細(xì)介紹各個(gè)實(shí)踐題 目相關(guān)背景及注意事項(xiàng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)員和分組。隨后布置專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)，發(fā)放實(shí) 驗(yàn)相關(guān)開發(fā)板、指導(dǎo)書、測(cè)試設(shè)備等。之后，學(xué)生開始自行查找資料，向老師請(qǐng)教相關(guān) 問題。 第二階段：

8、過程考核；第二階段：過程考核； 根據(jù)分組題目的不同，各組學(xué)生考核時(shí)間點(diǎn)會(huì)稍有區(qū)別，此階段主要由學(xué)生自行把 握，指導(dǎo)教師按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行考核督促。 第三階段：系統(tǒng)考核；第三階段：系統(tǒng)考核； 指導(dǎo)教師按照學(xué)生題目進(jìn)行系統(tǒng)功能考核，給出最后的成績(jī)。對(duì)于沒有達(dá)到設(shè)計(jì)目 標(biāo)的小組，會(huì)要求其進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)為止。對(duì)有進(jìn)一步需求的小組， 鼓勵(lì)其完成加分內(nèi)容，力求拔高有學(xué)習(xí)潛力的同學(xué)。 第四階段：總結(jié)提煉；第四階段：總結(jié)提煉； 結(jié)合考核情況，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)總結(jié)，布置課程設(shè)計(jì)報(bào)告書寫任務(wù)，由學(xué)生在課程設(shè) 計(jì)結(jié)束后自行完成。 二、專業(yè)課程設(shè)計(jì)題目匯總 序序 號(hào)號(hào) 實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)名稱 每組每組 人數(shù)人數(shù)

9、 常規(guī)儀器常規(guī)儀器 設(shè)備名稱設(shè)備名稱 每組主要耗材每組主要耗材 1.1 字符型 LCD 顯示器驅(qū)動(dòng)模塊 LCM 電路設(shè)計(jì) 1-3 2. LED 點(diǎn)陣顯示器驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì) 1-3 3. 激光光源驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 1-3 4. 可調(diào)電壓的小學(xué)試驗(yàn)電源設(shè)計(jì) 1-3 5. 電子密碼鎖 1-3 6. 基于單片機(jī)和 12864 液晶的程控信號(hào)源 1-3 7. 基于單片機(jī)的交通燈控制 1-3 8. 模擬計(jì)算器設(shè)計(jì) 1-3 9. 電子字典設(shè)計(jì) 1-3 10.簡(jiǎn)易頻率計(jì)1-3 11.基于 LED 點(diǎn)陣管的公共汽車站牌顯示設(shè)計(jì)1-3 12.基于 51 單片機(jī)的 1310-1550nm 光源設(shè)計(jì)1-3 13.基于雙色

10、 LED 點(diǎn)陣管的顯示程序設(shè)計(jì)1-3 14.光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)1-3 15.直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì)1-3 16.簡(jiǎn)單電子琴設(shè)計(jì)1-3 17.USB 鼠標(biāo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1-3 18.基于紅外無線通信的播放系統(tǒng)1-3 19.排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)1-3 20.基于 ARM 的數(shù)字可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)1-3 21.基于 FPGA 的數(shù)字可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)1-3 22.模擬信號(hào)的可見光數(shù)字傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)1-3 23.基于語音的可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)1-3 24.雙色 16*16LED 點(diǎn)陣屏設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1-3 25.雙模激光光源驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì)1-3 26.硬件看門狗設(shè)計(jì)1-3 27.電子圍欄設(shè)計(jì)1-3 28.高速數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)1-3

11、29.自動(dòng)水位測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)1-3 30.基于 FPGA 的 UART 接口底層驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)1-3 31.基于 FPGA 的 SPI 接口底層驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)1-3 32.基于 FPGA 的 I2C 接口底層驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)1-3 33.基于 FPGA 的 4B5B 編碼解碼實(shí)現(xiàn)1-3 34.基于 FPGA 的 8B10B 編碼解碼實(shí)現(xiàn)1-3 35.基于 FPGA 的擾碼解擾碼的實(shí)現(xiàn)1-3 36.基于 TracePro 的 LED 球泡燈具設(shè)計(jì)與制作1-3 37.基于機(jī)器視覺的文字識(shí)別1-3 38.基于機(jī)器視覺的一維尺寸測(cè)量1-3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)類題目驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)類題目 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)對(duì)于光電信息專業(yè)很重要，課程設(shè)計(jì)中將

12、讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)習(xí)到專業(yè)知 識(shí)，使用 Protel 軟件完成一些常用顯示器件、簡(jiǎn)單激光器、電源等的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。其主要 目的是通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件仿真、電路安排與調(diào)試、了解液晶面板、大屏幕點(diǎn)陣等的驅(qū)動(dòng) 原理，提高使用 EDA 軟件設(shè)計(jì) PCB 的能力。 題目一、題目一、 字符型字符型 LCD 顯示器驅(qū)動(dòng)模塊顯示器驅(qū)動(dòng)模塊 LCM 電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 使用 protel 99 se 設(shè)計(jì)字符型液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路板，基本芯片為 HD44780 和 HD44100，根據(jù)要求設(shè)計(jì) 8*2，8*3，16*1，16*2，16*3，24*1，24*2,32*2 等各種液晶驅(qū)動(dòng) 模塊（LCM）的

13、原理圖和 PCB，每個(gè)字符為 5*8 點(diǎn)陣。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握字符液晶顯示驅(qū)動(dòng)的基本原理； 2.掌握芯片 HD44780 和 HD44100 的作用及應(yīng)用原則； 3.掌握常用元器件的封裝； 4.掌握 Protel 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖，PCB 設(shè)計(jì)。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)原理圖設(shè)計(jì)； 2.實(shí)現(xiàn) PCB 設(shè)計(jì)； 3.PCB 具體要求： （1）線寬不低于 10mil；VCC，GND 線寬不低于 30mil； （2）安全間距不低于 8mil，過孔內(nèi)外徑分別不低于 15mil，30mil； （3）絲印層印上自己的學(xué)號(hào)和姓名（中文） ； （4）板子尺寸和元件布局適合 lcd 的安裝。 題目二、題目二、

14、LED 點(diǎn)陣顯示器驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì)點(diǎn)陣顯示器驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 使用 protel 99 se 設(shè)計(jì)字符型液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路板，基本芯片為 74HC595 和 74HC164，根據(jù)要求設(shè)計(jì) 16*16，32*32LED 驅(qū)動(dòng)模塊（LCM）的原理圖和 PCB，每個(gè)點(diǎn)陣 管為單色 8*8 LED。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 LED 驅(qū)動(dòng)的基本原理； 2.掌握芯片 74HC595 和 74HC164 的作用及應(yīng)用原則； 3.掌握常用元器件的封裝； 4.掌握 Protel 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖，PCB 設(shè)計(jì)。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)原理圖設(shè)計(jì)； 2.實(shí)現(xiàn) PCB 設(shè)計(jì)； 3.PCB 具體要求：

15、（1）線寬不低于 10mil；VCC，GND 線寬不低于 30mil； （2）安全間距不低于 8mil，過孔內(nèi)外徑分別不低于 15mil，30mil； （3）絲印層印上自己的學(xué)號(hào)和姓名（中文） ； （4）板子尺寸參考實(shí)物。 題目三、激光光源驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)題目三、激光光源驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 設(shè)計(jì)基于 51 單片機(jī)的 1310nm，1550nm 激光光源驅(qū)動(dòng)模塊，以 STC89LE52RC 單片機(jī) 作為主控芯片，重慶華鋒產(chǎn)同軸雙波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器為主要核心，加上放大驅(qū)動(dòng)電路，設(shè) 計(jì)出性能穩(wěn)定的激光光源驅(qū)動(dòng)控制電路。具體包括：按鍵電路，放大電路，1602 液晶接口， 半導(dǎo)體激光器接口，電源電路等

16、。參照成品光源進(jìn)行電路逆向設(shè)計(jì)。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握半導(dǎo)體激光器功率驅(qū)動(dòng)的基本原理； 2.掌握 Protel 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖，PCB 設(shè)計(jì)； 【基本要求】 1.設(shè)計(jì)完原理圖； 1.實(shí)現(xiàn)和 PCB 設(shè)計(jì)； 2.PCB 具體要求： （1）線寬不低于 10mil；VCC，GND 線寬不低于 30mil； （2）安全間距不低于 8mil，過孔內(nèi)外徑分別不低于 15mil，30mil； （3）絲印層印上自己的學(xué)號(hào)和姓名（中文） 。 （4）板子尺寸參考實(shí)物。 題目四、可調(diào)電壓的小學(xué)試驗(yàn)電源設(shè)計(jì)題目四、可調(diào)電壓的小學(xué)試驗(yàn)電源設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 設(shè)計(jì)一種能輸出 1.5 伏，3 伏，4.5 伏，6 伏可調(diào)電

17、壓的實(shí)驗(yàn)電源。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握可調(diào)電壓的基本原理； 2.掌握一些常見的三端穩(wěn)壓芯片的作用及應(yīng)用原則； 3.掌握常用元器件的封裝； 4.掌握 Protel 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖，PCB 設(shè)計(jì)。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)原理圖設(shè)計(jì)； 2.實(shí)現(xiàn) PCB 設(shè)計(jì)； 3.PCB 具體要求： （1）線寬不低于 10mil；VCC，GND 線寬不低于 30mil； （2）安全間距不低于 8mil，過孔內(nèi)外徑分別不低于 15mil，30mil； （3）絲印層印上自己的學(xué)號(hào)和姓名（中文） ； （4）板子尺寸參考實(shí)物。 基于單片機(jī)和顯示器件的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目基于單片機(jī)和顯示器件的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目 單片機(jī)是一

18、種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中 央處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù) 器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)換器等電 路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 在本模塊中，要求學(xué)生能使用單片機(jī)等微處理器和各種顯示器件，完成小規(guī)模的嵌入式系 統(tǒng)開發(fā)。目的是熟悉一般嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全套流程，初步積累嵌入式處理器，存儲(chǔ)器， 輸入輸出設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)。 題目一、電子密碼鎖題目一、電子密碼鎖 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 根據(jù)設(shè)定好的密碼，采用 3*4

19、 鍵盤實(shí)現(xiàn)密碼的輸入功能，當(dāng)密碼輸入正確之后，鎖就 打開（用 led 或繼電器，或蜂鳴器來模擬） ，如果輸入的三次的密碼不正確，就鎖定按鍵 3 秒鐘，同時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警聲，直到?jīng)]有按鍵按下 3 種后，才打開按鍵鎖定功能；否則在 3 秒鐘 內(nèi)仍有按鍵按下，就重新鎖定按鍵 3 秒時(shí)間并報(bào)警。密碼的設(shè)定，在此程序中密碼是存儲(chǔ) 在 EEPROM 中，假設(shè)預(yù)設(shè)的密碼為“12345”共 5 位密碼。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?5.掌握 34 鍵盤驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 6.掌握 8 位數(shù)碼管或液晶的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 7.掌握電子密碼鎖的設(shè)計(jì)原理； 8.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 4.實(shí)現(xiàn)密碼鎖的基本功

20、能：密碼正確打開，密碼錯(cuò)誤提示； 5.實(shí)現(xiàn)密碼錯(cuò)誤三次鎖定按鍵 3 秒，同時(shí)報(bào)警； 6.程序密碼存儲(chǔ)在 EEPROM 中。 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目二、題目二、 基于單片機(jī)和基于單片機(jī)和 12864 液晶的程控信號(hào)源液晶的程控信號(hào)源 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.單片機(jī)通過 DA 芯片 TLC5615 實(shí)現(xiàn)正弦波，三角波，鋸齒波，方波輸出; 2.使用 4 個(gè)獨(dú)立按鍵，設(shè)置輸出信號(hào)的頻率和幅值；分別是“+” ， “-” ， “確定” “返回” 。 3.當(dāng)前輸出的波形參數(shù)在液晶上顯示。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 DA 芯片原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握獨(dú)立按鍵的驅(qū)動(dòng)原理及其程序

21、設(shè)計(jì)； 3.掌握 12864 圖形液晶的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 4.掌握正弦波，三角波，鋸齒波，方波的實(shí)現(xiàn)方法； 5.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)正弦波，三角波，鋸齒波，方波的輸出，波形畸變??； 2.實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻率和幅值的變化； 3.實(shí)現(xiàn)波形參數(shù)在 12864 液晶上顯示，波形在示波器上顯示。 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目三、基于單片機(jī)的交通燈控制題目三、基于單片機(jī)的交通燈控制 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.8 位數(shù)碼管顯示實(shí)現(xiàn)四個(gè)方向紅綠黃燈顯示時(shí)間,每個(gè)方向 2 位數(shù)碼管; 2.4 個(gè)方向紅綠黃燈亮的時(shí)間必須可通過鍵盤設(shè)置，參數(shù)存儲(chǔ)于 epro

22、m 中； 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 8 位數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握獨(dú)立按鍵的驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 3.掌握 eprom 程序設(shè)計(jì)； 4.掌握交通燈控制的實(shí)現(xiàn)方法； 5.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)四個(gè)方向紅綠黃燈控制； 2.實(shí)現(xiàn)四個(gè)方向紅綠黃燈亮?xí)r間的改變，并存儲(chǔ)； 【加分要求】 1.自己焊接模擬路口的紅綠黃燈； 2.除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目四、題目四、 模擬計(jì)算器設(shè)計(jì)模擬計(jì)算器設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 使用矩陣鍵盤加 1602 或 12864 液晶,實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)算器功能;能實(shí)現(xiàn)加減乘除運(yùn)算,浮點(diǎn) 運(yùn)算精確到小數(shù)點(diǎn)后 2 位。 【實(shí)驗(yàn)

23、目的】 1.掌握 1602 或 12864 液晶的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握矩陣鍵盤的驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 3.掌握計(jì)算器設(shè)計(jì)方法； 4.掌握浮點(diǎn)運(yùn)算和整數(shù)運(yùn)算的方法和差異； 5.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)加減乘除運(yùn)算； 2.實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算，并精確到小數(shù)點(diǎn)后 2 位； 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目五、題目五、 電子字典設(shè)計(jì)電子字典設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 使用通用鍵盤加 12864 液晶,實(shí)現(xiàn)基本的電子字典功能;輸入英語單詞,能顯示相應(yīng)的漢語.至 少能存儲(chǔ) 10 個(gè)單詞;詞庫(kù)存儲(chǔ)在板載 flash 芯片上。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握

24、12864 液晶的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握矩陣鍵盤的驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 3.掌握矩陣鍵盤復(fù)用的方法； 4.掌握 flash 存儲(chǔ)的方法； 5.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)輸入英文單詞，查出相應(yīng)漢語的詞典功能； 2.實(shí)現(xiàn)浮 10 個(gè)單詞以上的查閱； 3.詞庫(kù)存儲(chǔ)在板載 flash 芯片上。 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目六、題目六、 簡(jiǎn)易頻率計(jì)簡(jiǎn)易頻率計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 利用單片機(jī)的 T0、T1 的定時(shí)計(jì)數(shù)器功能，來完成對(duì)輸入的方波信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)， 計(jì)數(shù)的頻率結(jié)果通過 8 位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管或液晶顯示器顯示出來。要求能夠?qū)?025K

25、HZ 的信 號(hào)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)誤差不超過1HZ。 或者使用 FPGA 開發(fā)板實(shí)現(xiàn)。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握數(shù)碼管或液晶的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握單片機(jī) T0、T1 的定時(shí)計(jì)數(shù)器的程序設(shè)計(jì)； 3.掌握頻率的計(jì)算方法； 4.掌握單片機(jī)程序或 FPGA 程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn) 025KHZ 的信號(hào)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，誤差不超過1HZ； 2.計(jì)數(shù)的頻率結(jié)果通過所用的顯示器件顯示出來； 【加分要求】 1.使用開發(fā)板 AD 采集波形，通過計(jì)算，液晶顯示器來顯示頻率，以及波形特點(diǎn)(正弦波 還是三角波,鋸齒波或者是方波) 2.除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目七

26、、題目七、 基于基于 LED 點(diǎn)陣管的公共汽車站牌顯示設(shè)計(jì)點(diǎn)陣管的公共汽車站牌顯示設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.使用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) 2 個(gè) 16*16 點(diǎn)陣管設(shè)計(jì)，顯示 600 路公共汽車到站站名； 2.每個(gè)漢字使用 16*16 點(diǎn)陣顯示； 3.通過按鍵切換站名。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 16*16 點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握 16*16 點(diǎn)陣級(jí)聯(lián)的方法； 3.掌握獨(dú)立按鍵的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì) 4.掌握點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)漢字顯示與滾動(dòng)的方法及程序設(shè)計(jì)； 5.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.顯示 600 路公共汽車站站名； 2.可以通過按鍵切換上一站和下一站； 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)

27、容要求的功能外，又增加新功能。 題目八、基于題目八、基于 51 單片機(jī)的單片機(jī)的 1310-1550nm 光源設(shè)計(jì)光源設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 編寫程序，實(shí)現(xiàn)光源所需驅(qū)動(dòng)的 PWM 驅(qū)動(dòng)，頻率（270 Hz,1K Hz,2K Hz）切換，波長(zhǎng) 切換，按鍵開機(jī)，關(guān)機(jī)，10 秒無操作自動(dòng)關(guān)機(jī)，液晶顯示。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握半導(dǎo)體激光器功率驅(qū)動(dòng)的基本原理 2.掌握按鍵，液晶，方波的驅(qū)動(dòng)方法 3.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法， 。 【基本要求】 2.輸出波長(zhǎng) 270Hz，1kHz，2kHz 可選； 3.波長(zhǎng) 1310nm，1550nm 可選。 【加分要求】 1.輸出功率 10uw 以上； 2.10 秒

28、無按鍵操作自動(dòng)關(guān)機(jī)，可軟開機(jī)，關(guān)機(jī)，省電功能。 題目九、基于雙色題目九、基于雙色 LED 點(diǎn)陣管的顯示程序設(shè)計(jì)點(diǎn)陣管的顯示程序設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.焊接，調(diào)試雙色 16*16led 點(diǎn)陣顯示器， 2.使用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)雙色 16*16 點(diǎn)陣，每個(gè)漢字使用 16*16 點(diǎn)陣顯示，可滾動(dòng)顯示 5 個(gè)以上 漢字; 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 LED 點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)的基本原理； 2.掌握貼片元件的焊接方法； 3.掌握 16*16 點(diǎn)陣顯示漢字及其滾動(dòng)的方法； 4.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.焊接調(diào)試成功，點(diǎn)亮該板子。 2.可滾動(dòng)顯示 5 個(gè)以上漢字 【加分要求】 1.按鍵實(shí)現(xiàn)不同顏色，不同

29、漢字的滾動(dòng)顯示； 2.多塊板子級(jí)聯(lián)，形成更大屏幕滾動(dòng)顯示。 題目十、題目十、 光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 設(shè)計(jì)光電計(jì)數(shù)器，要求使用紅外發(fā)光二極管、紅外接收管，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。該系統(tǒng)可 用于工廠生產(chǎn)線工件計(jì)數(shù)，通過紅外光電管接收到的信號(hào)情況，由單片機(jī)程序來控制是否 計(jì)數(shù)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1.發(fā)光器件和接收器件之間的距離大于 1m； 2.有抗干擾技術(shù)，防止由于抖動(dòng)產(chǎn)生的誤計(jì)數(shù)； 3.每計(jì)數(shù) 100，用等閃爍 2s 指示一下； 4.LED 數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)值。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握紅外傳感器相關(guān)知識(shí)； 2.學(xué)會(huì)如何實(shí)現(xiàn)無接觸計(jì)數(shù)； 3.掌握數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 4.掌握單片機(jī)程

30、序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.能完成發(fā)光器件和接收器件之間的距離大于 1m 的正確計(jì)數(shù)； 2.LED 數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)值，且每計(jì)數(shù) 100，用等閃爍 2s 指示一下。 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目十一、題目十一、 直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì)直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 本系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為核心，通過 LM621，以 2*3 矩陣鍵盤做為輸入，4 位數(shù)碼 管顯示，達(dá)到控制無刷直流電機(jī)的啟停、速度和方向，完成了基本要求和發(fā)揮部分的要求。 在系統(tǒng)中，采用了 PWM 技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，通過對(duì)占空比的計(jì)算達(dá)到精確調(diào)速的目的， 采用專用集成電路芯片 L

31、M621 來完成換相工作。 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1.電路設(shè)計(jì)及 PCB 2.控制電機(jī)啟動(dòng)和停止 3.能控制轉(zhuǎn)速方向 4.2 個(gè)調(diào)速 5.數(shù)碼管顯示。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 LM621，L293D 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的應(yīng)用規(guī)則及方法 2.掌握 PWM 技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制方法； 3.掌握矩陣鍵盤的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 4.掌握數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 5.掌握 Protel 設(shè)計(jì)原理圖和 PCB 圖的方法； 6.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.焊接調(diào)試成功，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)啟動(dòng)和停止； 2.能控制轉(zhuǎn)速方向，及速度值（2 個(gè)調(diào)速） ； 3.LED 數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)值； 【加分要求】 除完成實(shí)

32、驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能。 題目十二、題目十二、 簡(jiǎn)單電子琴設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電子琴設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 利用矩陣鍵盤代表琴鍵，彈出 8 個(gè)音調(diào)，即：1，2，3，4，5，6，7，i；通過數(shù)碼管可 以顯示所選的音調(diào)；并通過蜂鳴器發(fā)出聲音；編寫 2 首歌曲，進(jìn)行選擇性播放。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握矩陣鍵盤的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 3.掌握過蜂鳴器驅(qū)動(dòng)方法； 4.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 4.實(shí)現(xiàn)兩首歌曲的選擇性播放； 5.實(shí)現(xiàn) 8 個(gè)音調(diào)的顯示與音； 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能 題目十三、題目十三、 USB 鼠標(biāo)控

33、制系統(tǒng)設(shè)計(jì)鼠標(biāo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè) USB 鼠標(biāo)位置和是否有鍵按下 2.LCD 液晶顯示鼠標(biāo)位置和是否有按鍵按下，如 X+,Y+ 3.通過單片機(jī)串口通信線和串口調(diào)試程序，在計(jì)算機(jī)上同時(shí)顯示鼠標(biāo)位置。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 LCD 驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握單片機(jī)串口通信的程序設(shè)計(jì)； 3.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè) USB 鼠標(biāo)位置和是否有鍵按下； 2.LCD 液晶及上位計(jì)算機(jī)顯示鼠標(biāo)位置。 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能 題目十四、題目十四、 基于紅外無線通信的播放系統(tǒng)基于紅外無線通信的播放系統(tǒng)

34、 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.利用紅外遙控器選擇適當(dāng)按鍵播放音樂，可預(yù)先存儲(chǔ)一些簡(jiǎn)單樂曲 2.利用紅外遙控器選擇適當(dāng)按鍵選擇曲目 3.數(shù)碼管可以顯示曲目的序號(hào)或名稱 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握紅外遙控器的原理使用方法； 2.掌握紅外無線通信的原理； 3.掌握數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 4.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.利用紅外紅外遙控器選擇適當(dāng)按鍵選擇或播放音樂； 2.數(shù)碼管可以顯示曲目的序號(hào)或名稱。 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能 題目十五、排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)題目十五、排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1.主機(jī)通過按鍵完成叫號(hào)，數(shù)碼管顯示被叫號(hào)碼，蜂鳴器響，提醒顧客接受

35、服務(wù)； 2.從機(jī)通過串口通信完成排隊(duì)取號(hào)功能； 3.從機(jī)顯示隊(duì)列中排在前面的顧客數(shù)。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握獨(dú)立按鍵的驅(qū)動(dòng)原理及程序設(shè)計(jì)； 2.掌握數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)原理及其程序設(shè)計(jì)； 3.掌握蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)方法； 4.掌握單片機(jī)串口通信的程序設(shè)計(jì) 5.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 3.主機(jī)通過按鍵完成叫號(hào)，數(shù)碼管顯示被叫號(hào)碼，蜂鳴器響； 4.從機(jī)完成排隊(duì)取號(hào)功能，并顯示隊(duì)列中排在前面的顧客數(shù)。 【加分要求】 除完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的功能外，又增加新功能 可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)類題目 可見光通信技術(shù)（Visible Light Communication ,VLC） ，

36、是利用日常照明燈或是發(fā)光二極 管(LED)發(fā)出的明暗閃爍信號(hào)來傳輸信息的，將與互聯(lián)網(wǎng)相連的電線裝置連接在日常照明設(shè) 備上，打開開關(guān)即可使用。由于它可以覆蓋到整個(gè)室內(nèi)系統(tǒng)，因而將具有廣泛的開發(fā)前景。 中國(guó)雖作為第二大發(fā)電強(qiáng)國(guó)，但電力供應(yīng)卻尤為緊張，尤其是我們的華南、華北、華東 等地區(qū)電力短缺的情況更為嚴(yán)重。而白光 LED 作為第四代綠色照明)，在各國(guó)技術(shù)方面的推 動(dòng)下得以蓬勃發(fā)展。特別是美國(guó)和日本壟斷了 LED 的核心技術(shù)和發(fā)明專利。我國(guó) LED 產(chǎn)業(yè) 近年來在國(guó)家的扶持下也得到迅速發(fā)展。作為發(fā)光照明的同時(shí)，LED 具有的調(diào)制特性使得 其在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上，也為無線光寬帶接入提供了一種新的方法來

37、解決現(xiàn)有的無線電頻 段資源極其有限的問題。可見光無線通信是一種新型光通信技術(shù)，可見光無線光通信是一 種新興的無線通信技術(shù)，它是建立在白色 LED 的基礎(chǔ)上，相對(duì)于常規(guī)的 WIFI 通信利用無 線電磁波傳輸，可見光不存在無線通信的頻譜緊張和電磁干擾等問題。隨著人們對(duì)信息的 需求和依賴，在某些地方更敏感的電磁干擾已不能使用傳統(tǒng)的通信技術(shù)，如空間站，醫(yī)院 等，只是需要這種綠色的通信技術(shù)。而對(duì)于 LED 光源作為通信基站進(jìn)行信息的傳輸，其具 有高靈敏度和良好的線性調(diào)制特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的傳輸。在此方面的研究中，國(guó)外都 有一定的基礎(chǔ)，如美國(guó)，韓國(guó)，日本，英國(guó)，德國(guó)和其他國(guó)家已經(jīng)進(jìn)行可見光通信理論的 實(shí)

38、驗(yàn)研究，但都仍處于早期階段實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際使用，相關(guān)研究人員仍有需要研究的 一些關(guān)鍵技術(shù)。 由于人們對(duì)于信息交換技術(shù)的急切需求，大力發(fā)展可見光通信技術(shù)成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。 可見光通信技術(shù)，由于高速，帶寬速率高，保密性好等特點(diǎn)，在最近幾年越來越受到廣泛 的關(guān)注。而本研究是基于可見光的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分析并研究出合理的系統(tǒng)解決方 案。 題目一、基于題目一、基于 ARM 的數(shù)字可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 可見光通信系統(tǒng)（VLC）即利用可見光實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像等信息的傳輸。使用可見光進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率及安全性更高。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，利用高亮度的白光 LED 和

39、響 應(yīng)度較高的 PIN 光電二極管作為收發(fā)器件，將計(jì)算機(jī)中信息通過串口送入 ARM 控制系統(tǒng)， 然后調(diào)制到 LED 可見光源，經(jīng)過無線光傳輸，由 PIN 接收通過放大整形處理之后送入 ARM 控制系統(tǒng)，然后經(jīng)過串口送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行恢復(fù)顯示，從而實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)以及圖像的 高速傳輸和實(shí)時(shí)通信。 該通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖如下： 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三大硬件模塊，發(fā)送電路模塊、接收電路模塊和光通道模塊。發(fā)送電路模 塊完成光源的驅(qū)動(dòng)和信號(hào)的調(diào)制；接收電路模塊完成光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)的放大與電平轉(zhuǎn)換； 光通道模塊完成光信號(hào)的空間傳輸。 軟件模塊為信號(hào)通信模塊，完成信號(hào)協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及與計(jì)算機(jī)的通信。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握光通

40、信基本原理 2.掌握光器件的特性與使用方法 3.掌握模擬電路運(yùn)放的設(shè)計(jì) 4.掌握 ARM 開發(fā)板的軟件編程方法 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)低速數(shù)字信號(hào)的光發(fā)和光收電路設(shè)計(jì)，速率在 100Kb/s 以下； 2.實(shí)現(xiàn) 1m 以上通信距離的低速光通信，速率在 100Kb/s 以下； 3.實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)中文件的可見光傳輸，通過光收發(fā)電路實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的信息通信。 【加分要求】 1.實(shí)現(xiàn)速率在 1Mb/s 以上的信號(hào)通信 2.實(shí)現(xiàn)距離在 5m 以上的信號(hào)通信。 題目二、基于題目二、基于 FPGA 的數(shù)字可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 可見光通信系統(tǒng)（VLC）即利用可見光實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖

41、像等信息的傳輸。使用可見光進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率及安全性更高。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，利用高亮度的白光 LED 和響 應(yīng)度較高的 PIN 光電二極管作為收發(fā)器件，將計(jì)算機(jī)中信息通過串口送入 FPGA 系統(tǒng)，然 后通過 I/O 口調(diào)制到 LED 可見光源，經(jīng)過無線光傳輸，由 PIN 接收通過放大整形處理之后 送入 FPGA 系統(tǒng)，然后經(jīng)過串口送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行恢復(fù)顯示，從而實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)以及圖像 的高速傳輸和實(shí)時(shí)通信。 該通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖如下： 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三大硬件模塊，發(fā)送電路模塊、接收電路模塊和光通道模塊。發(fā)送電路模 塊完成光源的驅(qū)動(dòng)和信號(hào)的調(diào)制；接收電路模塊完成光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)的放大與電平轉(zhuǎn)換

42、； 光通道模塊完成光信號(hào)的空間傳輸。 軟件模塊為信號(hào)通信模塊，完成信號(hào)協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及與計(jì)算機(jī)的通信。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握光通信基本原理 2.掌握光器件的特性與使用方法 3.掌握模擬電路運(yùn)放的設(shè)計(jì) 4.掌握 FPGA 開發(fā)板的軟件編程方法 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)低速數(shù)字信號(hào)的光發(fā)和光收電路設(shè)計(jì)，速率在 100Kb/s 以下； 2.實(shí)現(xiàn) 1m 以上通信距離的低速光通信，速率在 100Kb/s 以下； 3.實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)中文件的可見光傳輸，通過光收發(fā)電路實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的信息通信。 【加分要求】 1.實(shí)現(xiàn)速率在 1Mb/s 以上的信號(hào)通信 2.實(shí)現(xiàn)距離在 5m 以上的信號(hào)通信。 題目三、模擬信號(hào)的

43、可見光數(shù)字傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目三、模擬信號(hào)的可見光數(shù)字傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 可見光通信系統(tǒng)（VLC）即利用可見光實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像等信息的傳輸。使用可見光進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率及安全性更高。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，利用高亮度的白光 LED 和響 應(yīng)度較高的 PIN 光電二極管作為收發(fā)器件，將信號(hào)源的周期信號(hào)通過 A/D 轉(zhuǎn)換送入 ARM 或 FPGA 控制系統(tǒng)，然后調(diào)制到 LED 可見光源，經(jīng)過無線光傳輸，由 PIN 接收通過放大整 形處理之后送入 ARM 或 FPGA 系統(tǒng)，然后經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換送到示波器顯示，從而實(shí)現(xiàn)大容 量數(shù)據(jù)以及圖像的高速傳輸和實(shí)時(shí)通信。 該通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖如下： 實(shí)

44、驗(yàn)內(nèi)容分為四大硬件模塊，信號(hào)采集電路、發(fā)送電路模塊、接收電路模塊和光通道模 塊。信號(hào)采集電路完成對(duì)模擬信號(hào)的數(shù)字采集、發(fā)送電路模塊完成光源的驅(qū)動(dòng)和信號(hào)的調(diào) 制；接收電路模塊完成光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)的放大與電平轉(zhuǎn)換；光通道模塊完成光信號(hào)的空間 傳輸。 軟件模塊為信號(hào)通信模塊，完成信號(hào)協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及與計(jì)算機(jī)的通信。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握光通信基本原理 2.掌握光器件的特性與使用方法 3.掌握模擬電路運(yùn)放的設(shè)計(jì) 4.掌握 ARM 或 FPGA 開發(fā)板的軟件編程方法 5.掌握 A/D 和 D/A 電路的設(shè)計(jì)方法 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)低速模擬信號(hào)數(shù)字采集，信號(hào)頻率在 10KHz 左右； 2.實(shí)現(xiàn) 1m 以

45、上通信距離的低速光通信； 3.實(shí)現(xiàn)各種波形的周期信號(hào)的傳輸與恢復(fù)。 【加分要求】 1.實(shí)現(xiàn)頻率在 100KHz 以上的信號(hào)采集、傳輸與恢復(fù)； 2.實(shí)現(xiàn)距離在 5m 以上的信號(hào)通信。 題目四、基于語音的可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目四、基于語音的可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 可見光通信系統(tǒng)（VLC）即利用可見光實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像等信息的傳輸。使用可見光進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率及安全性更高。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，利用高亮度的白光 LED 和響 應(yīng)度較高的 PIN 光電二極管作為收發(fā)器件，將語音信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換通過送入控制系統(tǒng)， 然后調(diào)制到 LED 可見光源，經(jīng)過無線光傳輸，由 PIN 接收通過放大整形處理

46、之后送入控制 系統(tǒng)，然后經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換送到擴(kuò)音器進(jìn)行恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)以及圖像的高速傳輸 和實(shí)時(shí)通信。 該通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖如下： 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為四大硬件模塊，信號(hào)采集電路、發(fā)送電路模塊、接收電路模塊和光通道模 塊。信號(hào)采集電路完成對(duì)模擬信號(hào)的數(shù)字采集，信號(hào)采集電路由控制系統(tǒng)控制完成、發(fā)送 電路模塊完成光源的驅(qū)動(dòng)和信號(hào)的調(diào)制；接收電路模塊完成光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)的放大與電平 轉(zhuǎn)換；光通道模塊完成光信號(hào)的空間傳輸。 軟件模塊為信號(hào)通信模塊，完成信號(hào)協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及與計(jì)算機(jī)的通信。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握光通信基本原理 2.掌握光器件的特性與使用方法 3.掌握模擬電路運(yùn)放的設(shè)計(jì) 4.掌握 ARM 或 F

47、PGA 開發(fā)板的軟件編程方法 5.掌握 A/D 和 D/A 電路的設(shè)計(jì)方法 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)低速模擬信號(hào)數(shù)字采集，信號(hào)頻率在 3.4KHz 左右； 2.實(shí)現(xiàn) 1m 以上通信距離的低速光通信； 3.實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)的傳輸與恢復(fù)。 【加分要求】 1.實(shí)現(xiàn)距離在 6m 以上的語音通信。 2.通過設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器或模擬濾波器改善信號(hào)質(zhì)量 基于單片機(jī)或基于單片機(jī)或 FPGA 的電路設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央 處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、

48、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)換器等電路） 集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 FPGA（FieldProgrammable Gate Array） ，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在 PAL、GAL、CPLD 等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路 （ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可 編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。通過本模塊課題的研究，學(xué)生們可以掌握基于單片機(jī)或 FPGA，設(shè)計(jì)實(shí)用的系統(tǒng)。 題目一、雙色題目一、雙色 16*16LED 點(diǎn)陣屏設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣屏設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

49、1.設(shè)計(jì)雙色 16*16LED 點(diǎn)陣屏電路 PCB； 2.焊接，調(diào)試 PCB 板； 3.編寫程序，使用單片機(jī)開發(fā)板或者 FPGA 開發(fā)板點(diǎn)亮該板，實(shí)現(xiàn)雙色漢字滾動(dòng)顯示。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為原理圖設(shè)計(jì)，PCB 設(shè)計(jì)，焊接調(diào)試，編寫程序。學(xué)生可選擇譯碼器或者移 位寄存器驅(qū)動(dòng)方案，或者其它方案。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握 LED 點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)的基本原理； 2.掌握 Protel 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖，PCB 設(shè)計(jì)； 3.掌握貼片元件的焊接方法； 4.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)原理圖設(shè)計(jì)； 2.實(shí)現(xiàn) PCB 設(shè)計(jì)； 3.焊接調(diào)試成功，點(diǎn)亮該板子。 【加分要求】 1.按鍵實(shí)現(xiàn)不同顏色，不同漢

50、字的滾動(dòng)顯示； 2.多塊板子級(jí)聯(lián)，形成更大屏幕滾動(dòng)顯示。 題目二、雙模激光光源驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì)題目二、雙模激光光源驅(qū)動(dòng)板設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 以 STC89LE52RC44 腳貼片單片機(jī)作為主控芯片，重慶華鋒產(chǎn)同軸雙波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器 為主要核心，加上功率放大驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)計(jì)出性能穩(wěn)定的激光光源驅(qū)動(dòng)控制電路。具體包 括：按鍵電路，功率放大電路，1602 液晶接口，半導(dǎo)體激光器接口，電源電路（兩節(jié) 5 號(hào) 電池供電）等。參照成品光源進(jìn)行電路逆向設(shè)計(jì)。 該電路實(shí)現(xiàn) 1310nm，1550nm 雙模激光器的驅(qū)動(dòng)，能通過按鍵輸出兩種波長(zhǎng)的激光，輸 出頻率可調(diào)。該設(shè)備為便攜式設(shè)計(jì)，擁有軟開機(jī)與自動(dòng)斷電省電功能。 設(shè)

51、計(jì)原理圖和 PCB，焊接成品 PCB，調(diào)試，并編寫程序，實(shí)現(xiàn)該光源的功能，并使用 光功率計(jì)進(jìn)行測(cè)試。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?3.掌握半導(dǎo)體激光器功率驅(qū)動(dòng)的基本原理； 4.掌握 Protel 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖，PCB 設(shè)計(jì)； 5.掌握貼片元件的焊接方法； 6.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法，按鍵，液晶，方波的驅(qū)動(dòng)方法。 7.掌握便攜式儀表類儀器省電功能設(shè)計(jì)方法。 【基本要求】 4.設(shè)計(jì)完原理圖和 PCB； 3.對(duì)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行仿真； 4.焊接 PCB，調(diào)試，編寫程序，實(shí)現(xiàn)雙模激光器基本功能； 5.輸出波長(zhǎng) 270Hz，1kHz，2kHz 可選； 6.波長(zhǎng) 1310nm，1550nm 可選。 【加分要求】

52、 1.輸出功率 10uw 以上； 2.10 秒無按鍵操作自動(dòng)關(guān)機(jī)，可軟開機(jī)，關(guān)機(jī)，省電功能。 題目三、硬件看門狗設(shè)計(jì)題目三、硬件看門狗設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 以 STC89C52 單片機(jī)作為主控芯片，自選其它器件，使用萬用板，烙鐵，焊接組裝一臺(tái) 硬件看門狗儀器。編寫程序，實(shí)現(xiàn)硬件看門狗功能 設(shè)計(jì)看門原理圖和 PCB，使用萬用板搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)，串口，繼電器，LED 燈， 蜂鳴器，EEPROM 等電路，調(diào)試，并編寫程序，實(shí)現(xiàn)看門狗的功能，并使用 PC 機(jī)進(jìn)行測(cè) 試。若 PC 機(jī) 10 秒內(nèi)沒有通過串口喂狗，該設(shè)備能控制 PC 機(jī)硬件重啟。該儀器能有效防 止 PC 機(jī)軟件死機(jī)，適合與無人值守的 PC

53、 機(jī)工作站。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1.掌握看門狗的基本原理； 2.掌握 Protel 軟件實(shí)現(xiàn)原理圖，PCB 設(shè)計(jì)； 3.掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)，常用電子元器件焊接方法； 4.掌握單片機(jī)程序編寫與下載的方法，按鍵，驅(qū)動(dòng)方法。 【基本要求】 1. 設(shè)計(jì)完原理圖和 PCB； 2. 使用萬用板焊接調(diào)試單片機(jī)最小系統(tǒng)和相關(guān)外圍電路，調(diào)試，編寫程序，實(shí)現(xiàn)看門狗基 本功能； 3. 液晶倒計(jì)時(shí)，計(jì)算下次喂狗時(shí)間； 4. PC 機(jī)通過串口發(fā)命令喂狗，10 秒不喂狗，繼電器閉合，讓 PC 機(jī)硬件復(fù)位； 5. 繼電器實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)。 【加分要求】 1.可通過按鍵和液晶，EEPROM 設(shè)置喂狗時(shí)間； 2.可通過 PC 機(jī)軟件設(shè)置喂

54、狗時(shí)間間隔。 題目四、電子圍欄設(shè)計(jì)題目四、電子圍欄設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 要求實(shí)現(xiàn)一款基于 51 單片機(jī)，ZigBee 無線模塊和雙鑒探頭，上位機(jī)軟件的遠(yuǎn)程電子圍 欄。首先，在 Protel99se 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計(jì)，然后搭建電路連接各個(gè)模塊， 經(jīng)過調(diào)試，使用 LabVIEW 編寫上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的功能。使用單片機(jī)開發(fā)板，PC 機(jī)，軟件，另加外圍器件實(shí)現(xiàn)所需功能。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1. 掌握電子圍欄的基本原理； 2. 掌握 LabVIEW 程序設(shè)計(jì)方法； 3. 掌握 Protel 軟件設(shè)計(jì)方法； 4. 掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)，常用電子元器件焊接方法； 5. 掌握雙鑒探頭等常用安防

55、器材的使用。 【基本要求】 1.實(shí)現(xiàn)矩形監(jiān)控區(qū)域或扇形監(jiān)控區(qū)域； 2.如果入侵給出入侵標(biāo)志，否則給出安全標(biāo)志； 3.遠(yuǎn)程監(jiān)控，上位機(jī)軟件報(bào)警記錄，歷史數(shù)據(jù)查詢，用戶登錄等功能。 【加分要求】 1.實(shí)現(xiàn)聲光兩種報(bào)警方式； 2.具有一定的抗干擾能力，如防止由于小貓狗，風(fēng)沙，飛蟲，樹葉等引發(fā)的誤報(bào)警現(xiàn)象； 3.不同權(quán)限的用戶登錄，實(shí)現(xiàn)軟件不同權(quán)限，密碼設(shè)置與修改； 4.使用萬用板搭建最小系統(tǒng)，不使用開發(fā)板者加分。 題目五、高速數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)題目五、高速數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì) 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 使用 FPGA 開發(fā)板和 1602 液晶，AD 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集板，面包板，杜邦線等實(shí)現(xiàn)電壓， 電流信號(hào)調(diào)理，采集，顯示。首先使用 ADS805 芯片的參考電路，進(jìn)行仿真，得出合適的 信號(hào)調(diào)理電路。信號(hào)調(diào)理電路將輸入的 0-5 伏信號(hào)調(diào)理成 ADS805 所需的范圍。然后使用信 號(hào)采集板和 FPGA 開發(fā)板，進(jìn)行信號(hào)采集，顯示信號(hào)的幅值。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1. 掌握數(shù)據(jù)采集卡的基本原理； 2. 掌握常用信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)方法，包括放大，抬升，跟隨等電路； 3. 掌握模擬電路軟件仿真方法； 4. 掌握電流傳感器的原理和使用方法； 5. 掌握 FPGA 開發(fā)板和硬件語言的的使用方法。 【基本要求】 1.采樣率不低于 1Msps，12 位 AD，運(yùn)放實(shí)現(xiàn)信號(hào)抬升，放大，電壓跟隨等信號(hào)