基于PSoC的实验教学平台开发

可编程片上系统(PSoC)是一种新型芯片,它集控制器、数字、模拟常用模块于一身,具有小型化、集成化、高可靠性的特点,适用于电子系统设计与实验教学。设计并开发了一种基于PSoC的实验教学平台,由浅入深地为学生提供了多种类型的实验,如信号发生器实验、电子琴实验、电机测速实验、短信报警实验等,具有综合性、模块化、易于连线和调试的特点,方便学生熟悉并掌握PSoC技术,并能自己设计、验证PSoC实验。该实验教学平台在教学实践中应用效果良好。     

基于PSoC 4的综合实验教学平台研制

研制了一套基于可编程片上系统处理器的综合实验教学平台。该平台硬件以Cypress公司的PSoC4作为核心处理器,结合PSoC 5LP作为板载仿真器,根据PSoC技术特点集成了丰富的外围功能模块,可完成模拟电路、数字电路、嵌入式处理器等方面的实验教学。介绍了PSoC 4处理器的特性,阐述了平台硬件系统设计、软件开发流程以及实验项目设计。该平台可根据教学要求开设基础专业知识实验、综合实验以及开放性实验,有助于培养和锻炼宽专业、多层次学生的基础应用和系统设计能力。     

航电信号实验设备虚拟仪器系统的设计与实现

本文利用LabWindows/CVI虚拟仪器平台,设计并实现了一套基于嵌入式系统,适用于实验教学的航电信号采集和处理。该系统是一台虚拟仪器,主要包括了航电中常用的温度、气压、油量、转速以及可开发的预留电压信号通道。该系统经过前端传感器进行信号采集、调理,并利用嵌入式系统进行分析处理,通过RS232接口与计算机相连接,显示数据即时状态,使学生能够对常用的航电信号从前端传感器到数据分析处理整个流程进行全面了解,提高技术技能。     

基于PSoC的“电子系统设计”教学改革

PSoC(programmable system on chip)器件是可编程片上系统,是可编程器件和片上系统两个发展方向的融合,代表了电子技术的新发展,将其引入电子技术课程有关电子系统设计的实践教学环节,改革课程教学,具有重要的意义.该文介绍了PSoC器件的特点和应用、基于PSOC的教学改革,以及基于PSoC的系统设计教学实践.     

基于FPGA的计算机系统接口实验平台的设计与研制

介绍了一种以新型FPGA为主芯片的计算机系统接口实验平台的设计与研发。由于新的FPGA扩大了片内逻辑密度,内嵌了高速收发器、PCIe核及DSP处理片等[1],并且与之配套的设计软件也具备了逻辑设计、嵌入式开发、与Matlab绑定设计、仿真调试以及软硬件协同工作的功能,使得该实验装置扩大了接口设计的能力,除了可以采用普通的逻辑方式设计硬件接口以外,还可以采用可编程片上系统(SOPC)方法设计系统一级的硬件接口,同时增加了DSP信号处理方面的内容。该实验装置用于教学实验后能够使学生接触到国际上领先技术的设计方法,使实验教学的内容接近于社会实际需求。     

基于无线传感器网络的抽油机监控实验平台

介绍了游梁式抽油机的工作原理,设计了一套基于无线传感器网络的抽油机监控实验平台。该实验平台基于无线传感器节点Imote2和施耐德电气公司的可编程控制器,实现对抽油机工作状态进行远程监控。该实验平台涵盖了抽油机的信息采集、信息传输(包括串口通信和无线通信)、信息处理以及电机转速控制等内容,有助于学生深入学习和理解无线传感器网络技术在石油领域中的应用和设计方法、掌握抽油机的工作原理,有利于培养和提高学生的创新能力和工程实践能力。     

模块化电子系统设计实验平台的研制与应用

研制了一种用于电子综合系统设计的新型模块式实验平台。该平台由多种独立的模块构成,可完成多门电子系列课程实验。基于CPU内核的单片机/PSoC+CPLD/FPGA架构,可以完成目前流行的电子系统设计。该平台采用具有数字和模拟电子电路设计功能的PSoC芯片,为混合电子系统设计提供了有力支撑;配备的多种模块能满足电子类实验课程设计、专业学科竞赛、创新设计、毕业设计等实践环节的实验需求。     

基于LabVIEW的传感器虚拟综合实验系统设计

通过整合NI ELVIS和CSY系列传感器实验平台,使用LabVIEW图形化编程语言构建了基于LabVIEW的传感器虚拟综合实验系统。该实验系统可对压力、转速、位移、温度等参数的传感器电路获得的数据进行分析和处理。用户可以在前面板选择不同的实验,了解实验目的和实验原理,完成实验后直接生成实验报告。用户也可根据自己的需求进行实验功能拓展。     

基于BeagleBone的嵌入式教学平台研制

研制了基于BeagleBone开源硬件的嵌入式教学平台。该平台以嵌入式BeagleBone为核心,扩展了丰富的外围接口(音、视频接口,UART接口,SPI接口,LCD接口等),可以满足嵌入式教学开发需求。介绍了该平台的软硬件系统组成、主要实验项目及安排。该平台可根据教学需求灵活配置各类实验,激发学生创新思维,提升学生嵌入式开发能力。     

海洋钻井隔水管悬挂动力学控制实验平台开发北大核心

该文开发了一种海洋钻井隔水管悬挂动力学控制实验平台。平台使用六自由度平台模拟海洋浮式钻井平台的运动,并基于集中质量法和动力学相似原理,设计了隔水管缩尺模型。实验平台的悬挂系统可实现上冲程控制、下冲程控制和非控制锁死3种动作,测控系统使用监视与控制通用系统(MCGS)组态软件、可编程逻辑控制器(PLC)和PID控制算法开发。通过使用该实验平台,学生可以增加对海洋钻井隔水管悬挂动力学控制的感性认识,通过实际动手操作训练可加深对隔水管悬挂动力学控制理论、技术和装置的理解,提升教学效果并培养学生的创新意识。     

基于PSoC的数字电子技术教学改革探索

把集数字可编程阵列、模拟可编程阵列和微处理器集为一体的可编程片上系统PSoC用于数字电子技术理论课程的辅助教学之中。基于PSoC设计数字电子技术综合设计实例,将数字电子技术课程的组合逻辑电路、数字逻辑电路、脉冲波形的产生、存储器可编程逻辑器件等主要知识点贯通于一起,通过少量的课时,在理论教学中融入生活实例设计,培养了学生设计与调试电路的能力,同时解决了理论课程枯燥乏味的问题,激发了学生学习兴趣。论文一方面通过PSoC将可编程技术和EDA技术贯穿于理论教学的始末,同时将LUT设计法、IP核设计以及注解法等设计方法引入到理论教学中,使学生尽早接触电子技术的前沿知识,拓宽了学生的学术视野。     

硅MEMS加速度传感器教学实验平台构建

基于硅MEMS(micro-electromechanical systems)加速度传感器体积小(微米量级)、工作原理较抽象、课堂教学接受较困难等问题,构建了硅MEMS加速度传感器教学实验平台。该实验平台主要由加速度信号发生装置、高性能石英振梁加速度传感器、MEMS加速度传感器芯片、A/D转换电路、单片机数据采集及处理电路、液晶显示装置等组成。加速度信号发生装置提供不同的加速度信号。高性能石英振梁加速度传感器用于对MEMS加速度传感器的测试结果进行比对。测试结果表明,该实验平台性能良好,能够满足实验要求。该实验平台不但强化了对学生动手能力的培养,体现了实验教学与课堂教学的结合,也为传感器技术及应用、误差理论与数据处理等课程提供了重要支持。     

基于PSoC的数字温度传感器设计

简单介绍了PSoC(可编程片上系统)的特点,以及内部温度传感模块FlashTemp的结构和工作原理,并详细阐述了用FlashTemp模块构成的数字温度传感器的软硬件设计。     

全自动高速分离及冲模系统设计

设计了一种全自动高速分离及冲模系统,系统集成型、分离、自动放料和排管设计于一体。分析了多个模块设计的关键技术环节。该系统基于DSP控制,设计了基于DSP控制CCD图像采集及多个模块,介绍了CMOS传感器与DSP接口、触摸屏、PC与DSP通信的实现以及基于可编程控制器控制模块的设计等。结果表明,本系统具有速度高、可靠性高、无故障时间长、误差小、操作方便等优点。     

基于S7-200异步电动机调速实验台研制及调试

研制了一套基于S7-200电动机调速实验平台,通过编码器采集电动机转速,反馈给可编程控制器(PLC),PLC经过比较判断,输出模拟量,控制变频器,实现对电动机变频调速闭环控制;同时使用电位器,调节磁粉制动器输出,模拟负载的变化特性。通过触摸屏动态监控电动机转速和负载特性。实验装置预留各种接口,学生可以自主在该实验平台组网和上位机组态控制等实验。     

物联网实验室环境监测教学实验平台研究

本文以构建物联网课程的实验教学平台为核心,探讨射频识别(RFID)技术和传感器网络(WSN)技术的实验教学系统的解决方案,研究和设计了面向实验室环境舒适度监测的物联网实时数据监控和处理的实验平台,运用该平台可实现传感器节点感知和采集、RFID读写、物联网组网和通信、信息查询及报警等实验过程,实验平台有助于学生理解面向具体应用的物联网系统,且具有扩展性便于扩展实验。     

基于PSoC的单路温度监控仪设计

研究设计了基于PSoC的湿度监控仪,该监控仪以PSoC芯片为核心,具有自动温度检测及显示、声光报警、自动控制等功能．介绍了该温度监控仪的主要电路结构、工作原理和基于PSoC Express平台的软硬件设计．     

一种ZigBee无线传感器网络教学实验平台的构建

针对"无线传感器网络"课程实验教学,研发了一种基于无线片上系统MG245X的ZigBee无线传感器网络教学实验平台。设计并实现了该教学平台的总体架构、硬件电路、软件模板框架。通过该实验平台可以完成ZigBee无线传感器网络基础性实验、综合设计性实验、拓展创新性实验等实验内容,对于ZigBee无线传感器网络实验教学、功能演示、理论研究和实际应用都具有十分重要的意义。     

基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现

环境监测采用基于CC2510的无线传感器网络具有明显的优势.CC2510是单片可编程UHF收发器芯片,内嵌8051内核,设计的节点具有功耗低、体积小并且支持自组网.本文对网络节点设计的各个功能模块进行了阐述,设计了一个小型的无线传感器网络;开发了上位机监控平台,通过监控软件可以实时地监测整个传感器网络区域内的各节点监测信息的实时变化.实验结果表明:该系统网络监测功能好、网络生存周期长、网络通信可靠稳定.     

“传感器与检测技术”课程无纸化实验教学平台构建

构建了无纸化实验教学平台,该平台包括无纸化实验系统、网络云盘和平板电脑3个模块。无纸化实验系统基于LabVIEW开发,实现了指导书在线阅读、传感器静态特性测试、动态波形测试、频率特性测试以及实验报告Word文档的自动生成功能。试点运行结果表明,该无纸化实验教学平台克服了以前传统实验环节中存在的问题,提高了实践教学环节的教学效果和档案管理水平。