光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)

1、光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊（ 光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)適用）理學(xué)院日期： 2007 年 9 月目錄一、光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)目的與要求二、光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)時間安排. 2. 2三、光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)學(xué)生守則及管理辦法2四、光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)報告要求及撰寫規(guī)范3五、光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)答辯4六、光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績評定辦法4附件 1：參考題目6附件 2光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)大綱81一、光電技術(shù) 課程設(shè)計(jì)目的與要求光電技術(shù)是一門綜合性設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)項(xiàng)目，旨在提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)光電子技術(shù)方面的專業(yè)知識構(gòu)建能解決實(shí)際工程問題的小型光電測量系統(tǒng)或模塊，運(yùn)用理論知識計(jì)算或分析所構(gòu)建的系統(tǒng)或模塊的參數(shù)范圍，根據(jù)參數(shù)范圍設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案，并

2、且達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、成本低廉的目的。把光電技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)知識和實(shí)踐有效結(jié)合起來，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力、分析和解決問題的能力， 培養(yǎng)學(xué)生初步的工程設(shè)計(jì)能力。光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是光電檢測， 光機(jī)電一體化技術(shù)與應(yīng)用， 光譜檢測與分析， LED 照明技術(shù)與應(yīng)用等實(shí)踐環(huán)節(jié)。要求學(xué)生掌握相關(guān)的原理，構(gòu)建基本的光學(xué)結(jié)構(gòu)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺， 完成相應(yīng)的電路或軟件， 獲取有意義的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過理論分析，器件采購，系統(tǒng)搭建，數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)，熟悉完整的工程項(xiàng)目開發(fā)過程，提升自身實(shí)踐能力。二、光電技術(shù) 課程設(shè)計(jì)時間安排（一）分析問題，研究解決方案，把整體方案分解成若干個功能相對獨(dú)立，接口定義清楚的功能單元或任務(wù)

3、單元（時間預(yù)計(jì)： 10 學(xué)時）（二）根據(jù)問題的性質(zhì)，結(jié)合平時學(xué)過的理論知識，對各個功能模塊或任務(wù)單元進(jìn)行分析計(jì)算，確定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)要求再進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，如編制程序，設(shè)計(jì)電路等。（時間預(yù)計(jì)： 26 學(xué)時）要求： 2-3 人為一組，獨(dú)立完成1 個問題。三、光電技術(shù) 課程設(shè)計(jì)學(xué)生守則及管理辦法1、學(xué)生在課程設(shè)計(jì)期間應(yīng)遵守學(xué)校作息制度；請假需經(jīng)指導(dǎo)教師同意，并按學(xué)校規(guī)定辦理請假手續(xù)，否則以曠課論處，每天早、晚簽到，其它時間由指導(dǎo)教師隨機(jī)點(diǎn)名一次。2、學(xué)生必須隨時接受指導(dǎo)教師的檢查，指導(dǎo)及安排的工作。3、課程設(shè)計(jì)所使用的機(jī)器，須經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，方可使用。課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，制作成果必須交學(xué)院資料室。4

4、、學(xué)生使用的計(jì)算機(jī)、電子儀器或其它設(shè)備，若因責(zé)任事故造成丟失或損壞，應(yīng)酌情賠償。若設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)及時報告，學(xué)生不得擅自修理。5、嚴(yán)格禁止學(xué)生在計(jì)算機(jī)房或?qū)嶒?yàn)室玩游戲，每發(fā)現(xiàn)一次，則課程設(shè)計(jì)成績降低 5 分。學(xué)生未經(jīng)指導(dǎo)教師同意將私人盤片、器材帶入計(jì)算機(jī)房或?qū)嶒?yàn)室，將予以沒收。學(xué)生也不得將計(jì)算機(jī)房和實(shí)驗(yàn)室中的任何設(shè)備、器材和工具帶回宿舍使用，否則視為盜竊。26、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)必須嚴(yán)肅認(rèn)真，不得大聲喧嘩，嚴(yán)禁吃任何食物，嚴(yán)禁吸煙，每日負(fù)責(zé)衛(wèi)生打掃，并在離開時切斷電源，關(guān)好水龍頭，關(guān)緊門窗。7、學(xué)生借閱院資料室參考書籍和資料時，必須簽名借閱。8、學(xué)生在課程設(shè)計(jì)期間必須每天到所在的實(shí)驗(yàn)室簽到。管理辦

5、法：1 指導(dǎo)教師要在學(xué)生開始課程設(shè)計(jì)的至少前一周召開課程設(shè)計(jì)動員大會 , 向?qū)W生講解課程設(shè)計(jì)大綱 , 部署課程設(shè)計(jì)選題 , 詳細(xì)講解每一道題目的要求 , 要達(dá)到的目標(biāo) , 課程設(shè)計(jì)報告的規(guī)范等與課程設(shè)計(jì)有關(guān)的問題，使學(xué)生提前做好準(zhǔn)備 , 保證課程設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。2 指導(dǎo)教師要在選題、設(shè)計(jì)、上機(jī)實(shí)現(xiàn)等諸環(huán)節(jié)上投入精力，加強(qiáng)指導(dǎo)、討論和答疑的力度。 尤其在選題上， 要充分考慮學(xué)生目前所具有的知識水平、掌握的開發(fā)工具、以及綜合設(shè)計(jì)能力的現(xiàn)狀，使題目取材合理、大小適中、難易適度，使學(xué)生在完成設(shè)計(jì)工作后，能有所收獲。3 參加課程設(shè)計(jì)的學(xué)生要珍惜機(jī)會、勤奮工作、勇于創(chuàng)新、勇于探索、勇于實(shí)踐，虛心向指導(dǎo)教師

6、請教，向同學(xué)學(xué)習(xí)，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。4 學(xué)生需保質(zhì)、保量、保時間進(jìn)度地提交規(guī)范的課程設(shè)計(jì)報告，審查由指導(dǎo)教師全權(quán)負(fù)責(zé)。四、光電技術(shù) 課程設(shè)計(jì)報告要求及撰寫規(guī)范課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報告是在完成設(shè)計(jì)、調(diào)試后，學(xué)生對歸納技術(shù)文檔、撰寫科學(xué)技術(shù)總結(jié)報告能力的訓(xùn)練。通過撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報告，不僅可以把設(shè)計(jì)、調(diào)2試及技術(shù)參考等內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)， 而且還可以把實(shí)踐內(nèi)容提升到理論高度。 總結(jié)報告按如下內(nèi)容順序用 A4 紙進(jìn)行打印（撰寫）并裝訂成冊：1、統(tǒng)一的封面（含課程設(shè)計(jì)課題名稱、專業(yè)、班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)教師等）。2、設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)要求（由指導(dǎo)教師在選題時提供給學(xué)生）。3、內(nèi)容摘要：1 摘要是論文內(nèi)容的簡短陳

7、述，一般不超過400 字。2 關(guān)鍵詞應(yīng)為反映論文主題內(nèi)容的通用技術(shù)詞匯， 一般為 4 個左右，一定要在摘要中出現(xiàn)。4、目錄：目錄要層次清晰，要給出標(biāo)題及頁次。5、課程設(shè)計(jì)總結(jié)報告正文，正文可按章節(jié)來撰寫，應(yīng)含以下內(nèi)容：1 問題重述及分析2 符號設(shè)定及必要假設(shè)3 模型建立（層層遞進(jìn)地建立模型、進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)）4 模型優(yōu)缺點(diǎn)分析。5 附錄（程序及圖表）6、按統(tǒng)一格式列出主要參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)必須是學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中真正閱讀過和運(yùn)用過的，文獻(xiàn)按3照在正文中的出現(xiàn)順序排列。各類文獻(xiàn)的書寫格式如下：1 圖書類的參考文獻(xiàn)序號作者名 ·書名 ·（版次） ·出版單位，出版年：引用部

8、分起止頁碼。1 劉衛(wèi)國 主編 MATLAB程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用 （第二版） 高等教育出版社，2006 年第 2 版 160-163 。2 翻譯圖書類的參考文獻(xiàn)序號 作者名 ·書名 ·譯者 ·（版次）出版單位，出版年：引用部分起止頁碼。3 期刊類的參考文獻(xiàn)序號作者名 ·文集名 ·期刊名 ·年，卷（期）：引用部分起止頁碼。1 H. Chen, X. D. Li, S. X. Zhou, Stark shift of hydrogenic impurity statesin a quantum well, Phys. Rev., 1991, B4

9、4(12), 6220-6223.7、說明書總篇幅一般不超過15 頁。五、光電技術(shù) 課程設(shè)計(jì)答辯答辯是課程設(shè)計(jì)中一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過答辯可使學(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，進(jìn)一步搞清尚未弄懂的、 不甚理解的或未曾考慮到的問題， 從而取得更大的收獲，圓滿地達(dá)到課程設(shè)計(jì)的目的與要求。1、答辯資格按計(jì)劃完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過并在其設(shè)計(jì)圖紙、說明書或論文等文件上簽字者，方獲得參加答辯資格。2、答辯小組組成課程設(shè)計(jì)答辯小組由23 名教師組成，由系負(fù)責(zé)組織。3、答辯課程設(shè)計(jì)審查通過后，由答辯小組主持答辯。答辯前，答辯小組應(yīng)詳細(xì)審閱學(xué)生的課程設(shè)計(jì)資料，為答辯作好準(zhǔn)備，答辯中，學(xué)生須報告自己

10、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（約 5 分鐘），并回答答辯小組成員提問的 34 個問題或回答考簽上提出的問題。每個學(xué)生答辯時間約 15 分鐘。六、光電技術(shù) 課程設(shè)計(jì)成績評定辦法答辯結(jié)束后，答辯小組應(yīng)舉行會議，根據(jù)學(xué)生平日表現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況，系統(tǒng)完成情況，報告撰寫情況以及答辯情況，綜合評定學(xué)生的最終成績。課程設(shè)計(jì)的成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格，不及格五個等級。不及格的學(xué)生須跟下一年級重作。45附件 1：參考題目光電子專業(yè) 光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)內(nèi)容與安排1. 參考題目1、 基于圖像相減的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用攝像機(jī)對特定區(qū)域進(jìn)行連續(xù)攝像，當(dāng)場景發(fā)生變化（如有人走動） 可通過圖像相減方法， 閾值分割與二值化等步驟檢測

11、出來， 要求把對人或車輛的檢測和其他小物體的移動區(qū)分開來（如小狗跑動） 達(dá)到降低虛警率的目的，同時也要考慮到外界光照條件發(fā)生變化所引起的虛警率問題。 根據(jù)場景的不同， 所用攝像機(jī)的不同，此題可供 4 組學(xué)生，每組 2 人使用。2、 利用圖像識別方法的倉庫火警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與上題相似，利用圖像相減和直方圖統(tǒng)計(jì)特性以及顏色識別等方法把火焰識別出來。此題可供 2 組學(xué)生，每組 2 人使用。3、 條形碼識別器設(shè)計(jì)對條形碼圖像進(jìn)行二值化，旋轉(zhuǎn)整形，黑色對應(yīng)1，白色對應(yīng) 0，獲取對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字信息，此題可供2 組學(xué)生，每組 3 人使用。4、 基于直方圖的圖像背景分離識別出圖像直方圖中目標(biāo)峰和背景峰，找到兩個峰

12、間的谷值作為分割閾值，利用該閾值將圖像背景和目標(biāo)分離成兩幅圖像，此題可供2 組學(xué)生，每組 2 人使用。5、 三角測量法激光測距利用三角測量方法，通過激光反射角和成像關(guān)系計(jì)算距離。6通過圖像識別出激光光斑的位置，并通過實(shí)際測量標(biāo)定，給出測量系統(tǒng)誤差。此題可供 2 組學(xué)生，每組 2 人使用。6、 光功率計(jì)設(shè)計(jì)利用光電池和簡單的接口電路， 設(shè)計(jì)出一個可以測量太陽相對功率的實(shí)驗(yàn)裝置，并熟悉絕對功率標(biāo)定方法。選用不同的探測器，不同放大參數(shù)， 此題可供 4 組學(xué)生，每組 2 人使用。7、 基于 4 象限探測的光電跟蹤原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)熟悉 4 象限探測原理，設(shè)計(jì)模擬接口電路，輸出兩路（或4 路）電壓近似正比于光

13、斑在 4 象限靶面上的位置，并通過控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)光源跟蹤8、 液面高度檢測液面相對靜止， 表面對可見光具有較高反射率， 具有一定發(fā)散角的光源垂直照射表面，在一特定位置上放置一個反射接收探測器， 具體位置由學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況確定，液面高度不同反射到探測器表面的能量不同， 據(jù)此可以設(shè)計(jì)出光電反射式液面高度檢測系統(tǒng)。此題可供 3 組學(xué)生，每組 2 人使用。9、 光控感應(yīng)燈設(shè)計(jì)根據(jù)外界光強(qiáng)確定照明光源是否打開，由光電二極管， 光敏電阻或光電池以及簡單的接口電路構(gòu)成環(huán)境光強(qiáng)反饋環(huán)節(jié)，通過繼電器，功率三極管，光耦等實(shí)現(xiàn)照明控制。此題可供3 組學(xué)生，每組 2 人使用。10、 近紅外探測器的斬波調(diào)制接口電路設(shè)

14、計(jì)7附件 2光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)大綱適用專業(yè)： 光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)時間： 2 周-20072008 學(xué)年第 1 學(xué)期第 15-17 周實(shí)習(xí)班級： 理學(xué)院光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)2005 級 1，2 班一、課程設(shè)計(jì)教學(xué)目的及基本要求光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)是對本專業(yè)所講授光電探測、 光電儀器方面知識的鞏固與提高，是一門綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過這個實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識、技能，解決實(shí)際問題的能力， 初步培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)應(yīng)用要求開發(fā)和設(shè)計(jì)小型光電檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能力、提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。使學(xué)生能夠達(dá)到運(yùn)用平時所學(xué)光學(xué)、電子技術(shù)、光電探測、信號處理、計(jì)算機(jī)編程等方面的基礎(chǔ)知識， 針對應(yīng)用要求、設(shè)計(jì)合理的解決方案。 通過

15、系統(tǒng)地開發(fā)一個簡單的光電系統(tǒng)， 進(jìn)一步理解和掌握小型光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想和方法。 掌握光電探測器的特性和應(yīng)用方法， 探測器信號放大和驅(qū)動電路設(shè)計(jì)方法，電機(jī)控制、 數(shù)據(jù)采集與處理等知識。 考慮到學(xué)生的能力差異和專長不同，在指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)課程題目時應(yīng)盡量保證設(shè)計(jì)的靈活性，并盡可能函蓋模擬電路，數(shù)字電路，軟件編程等方面的內(nèi)容，讓專長不同的學(xué)生分在一組內(nèi)并選擇不同方向的子題目，做到理解大題目，掌握所選子題目，讓學(xué)生的專長得到進(jìn)一步鍛煉，同時擴(kuò)充了知識面。光電技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是光電檢測，從使用的傳感器分為單元式和陣列式。對單元式傳感器設(shè)計(jì)的學(xué)生要求：掌握所使用的光電傳感器的工作原理，根據(jù)輻射度學(xué)知

16、識， 利用特定的傳感器件設(shè)計(jì)符合性能要求的光電檢測小型系統(tǒng)或模塊，并掌握探測器的基本的外部接口電路設(shè)計(jì)，傳感性能測試方法。對陣列式而言，主要的設(shè)計(jì)任務(wù)放在光電圖像處理方面，要求學(xué)生掌握 CCD 或 CMOS 相機(jī)基本的原理， 利用光電圖像進(jìn)行特定目標(biāo)檢測的基本方法， 也要掌握圖像傳感單元的性能測試方法。二、光電技術(shù) 課程設(shè)計(jì)時間安排（一）分析問題，研究解決方案，把整體方案分解成若干個功能相對獨(dú)立，接口定義清楚的功能單元或任務(wù)單元（時間預(yù)計(jì)： 10 學(xué)時）（二）根據(jù)問題的性質(zhì)， 結(jié)合平時學(xué)過的理論知識， 對各個功能模塊或任務(wù)單元進(jìn)行分析計(jì)算，確定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)要求再進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，如編制程序，

17、設(shè)計(jì)電路等。（時間預(yù)計(jì)： 26 學(xué)時）三、課程設(shè)計(jì)過程及參考學(xué)時分配時間安排設(shè)計(jì)內(nèi)容課程設(shè)計(jì)前一周課程設(shè)計(jì)動員大會、課程設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人講解8課程設(shè)計(jì)的要求、各題目的具體含義和實(shí)現(xiàn)要求、布置前期準(zhǔn)備階段的工作。第 13天確定方案，準(zhǔn)備器件。第 49天電路設(shè)計(jì)和軟件編碼。第 1016 天實(shí)驗(yàn)，調(diào)試，改進(jìn)。第 1719 天綜合調(diào)試。第20天撰寫設(shè)計(jì)報告。第21天答辯。四、課程設(shè)計(jì)過程中的要求1、課外學(xué)習(xí)要求課外學(xué)習(xí)要求學(xué)生查詢有關(guān)光電器件參數(shù)，使用細(xì)則；模擬電路，數(shù)字電路設(shè)計(jì)；簡單的單片機(jī)小系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；C程序設(shè)計(jì)等方面的知識，學(xué)生要根據(jù)自己選題的側(cè)重點(diǎn)來查閱相應(yīng)的課外資料。2、實(shí)習(xí)報告要求：(1) 封面；(2) 內(nèi)容提要；(3) 目錄；(4)“實(shí)習(xí)報告”正文應(yīng)該包含以下內(nèi)容： 概述題目的內(nèi)容及問題分析； 硬件電路原理圖火軟件代碼流程圖以及部分關(guān)鍵源代碼； 實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及結(jié)論，誤差分析；參考文獻(xiàn)。3、實(shí)習(xí)驗(yàn)收要求：(1) 把設(shè)計(jì)結(jié)果展示并運(yùn)行；(2) 回答有關(guān)問題；(3) 提交實(shí)習(xí)報告（打?。?4) 以選課班級為單位提交光盤 （內(nèi)容有：源程序、電路原理圖，實(shí)習(xí)報告） ;(5) 內(nèi)容有創(chuàng)新的成績要高一些。4、考核標(biāo)準(zhǔn)要求包括：(1) 對問題建立模型能夠應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)（ 30%）(2) 學(xué)生的創(chuàng)新精神（ 40%）(3) 總結(jié)報告（ 30