模电实验箱远程控制研究与实现

发布时间：2020-05-17 21:08

【摘要】：实验教学在本科模拟电子课程中有着重要作用,传统实验教学受教学场地与课程时间的限制存在部分学生不能按时完成实验这一问题。随着网络通信技术的发展,互联网与传统教育行业相结合形成的虚拟实验室技术与远程实验技术为这个问题提供了一种很好的解决方案。基于此,本文以长江大学电工电子实验示范中心现有的模拟电路实验箱为基础,通过对模拟电子实验仪器和过程的共性分析,构建了以虚拟实验室和远程实验室为基础的系统整体架构。最终实现用户对模拟电路实验箱的远程操作。本文从该系统的整体需求出发设计了一套可行的硬件方案和与之配套的软件方案:硬件方面采用继电器选择元器件代替传统的导线连接,采用数字电位计替代传统电位计,采用开关电源与直流稳压芯片相结合的方式为系统提供电源,采用直接数字频率合成技术(DDS)为系统提供信号源,采用模数转换模块(ADC)完成实验结果数据的采集。以嵌入式芯片STM32F407ZGT6为核心处理器通过串口通信协调控制各模块,最后通过以太网传输模块(LAN8720)与服务器进行数据通信;软件方面,采用客户端/服务器(C/S)模式为系统搭建整体软件框架,并根据系统的需求进行了客户端的界面设计以及服务器的数据库设计。客户端采用Visual Studio进行界面开发,实现登录、查看以及操作的功能,服务器端采用MySQL数据库管理系统并依据系统需求进行数据库的物理设计。最后对系统的整体进行了测试。测试结果显示,该系统具备远程控制的基本功能,通过以太网能实现与服务器的稳定通信,通过专用软件能实现对继电器、数字电位计、DDS、直流稳压电源等硬件模块的远程控制,系统运行良好。本文的研究内容对远程实验的系统设计具有一定的参考价值。
【图文】：

验、集成运放综合运用实验、信号产生与转换实验以及集成直流稳压电源实验。该实验箱具有设计层次清晰，标注简明，操作简便，便于携带等诸多优点。图2-1 模电实验箱Fig. 2-1 Analog Electronic Experiment Box2.1.1 单管放大实验本实验的目的是使学生了解晶体管及相关组件的基本特性，掌握放大电路的主要指标和测试方法。实验所用到的仪器有万用表、示波器、函数信号发生器、直流稳压电源。其单管放大器共射极电路简图如图 2-2 所示。

第 2 章 系统方案设计9图2-2 单管放大器共射极电路Fig.2-2 Single Transistor Common Emitter Amplifier Circuit2.1.2 集成运放应用实验本实验的目的是使学生了解集成运放的特性与使用方法，，掌握集成运放应用电路的连接、如何测量输入与输出之间的关系。实验所用到的仪器有万用表、示波器、函数信号发生器、直流稳压电源。实验电路简图如图 2-3/2-4 所示。-+R1RRFViV0-+R1R2RFVi1V0R2Vi2图2-3 反相比例运算电路 图2-4 反相加法运算电路Fig.2-3 Inverse Amplifier Circuit Fig.2-4 Inverse Amplifier Addition Circuit2.1.3 功率放大实验本实验的目的是使学生掌握 OCL 功率放大电路的基本工作原理，实验所用到的仪器有万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源。实验电路简图如图 2-5 所示。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN710-4;TP872;G434

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王小容;王锋;;自制探究平面镜成像特点实验箱[J];中小学实验与装备;2017年04期

2 李定国;;建立学生自己的化学实验箱[J];实验教学与仪器;2012年02期

3 吴道民;多功能化学实验箱的设计[J];教学仪器与实验;2003年11期

4 陈灏,金彦如;化学实验箱的设计与使用[J];教学仪器与实验;1987年04期

5 邓轲;江先亮;;多功能无线网络实验箱研究与探索[J];无线通信技术;2017年02期

6 周佳;;用好实验箱,上好实验课[J];湖北教育(科学课);2019年01期

7 金年庆;武银根;;基于莱博士高中物理实验箱的探究式学习——以《电场线》为例[J];中学生数理化(学习研究);2016年11期

8 屈倩清;;例谈《电与磁》实验箱的使用策略[J];湖北教育(科学课);2017年02期

9 崔斯文;;莱博士实验箱教学感悟[J];湖北教育(科学课);2017年01期

10 梁胜娣;;实验箱让课堂焕发生机[J];湖北教育(科学课);2017年01期

相关会议论文 前5条

1 徐银梅;付冬梅;刘冀伟;李文晶;;半实物化综合控制实验箱[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集（下册）[C];2010年

2 章曙光;郭乐深;孙巧云;;引进现网通信设备,构建通信实验室[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集（上册）[C];2010年

3 陈智雄;孔英会;赵建立;项洪印;;一种物联网多实验箱协作互联系统设计方法[A];第三届教学管理与课程建设学术会议论文集[C];2012年

4 许良军;王东;;尘土进入电器实验模拟设备研究[A];中国电子学会第十六届电子元件学术年会论文集[C];2010年

5 王清海;王峰;温磊;;某大型球冠状透波门的研制[A];第十八届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前1条

1 本报记者 刘微;常识不足 实验箱来补？[N];消费日报;2017年

相关硕士学位论文 前9条

1 李象q;模电实验箱远程控制研究与实现[D];长江大学;2019年

2 代镇洋;新型地震响应模型实验箱动力实验特性研究[D];西南交通大学;2018年

3 黄训琳;基于FPGA技术的通信实验箱设计与分析[D];浙江工业大学;2011年

4 殷晔;电接触故障仿真与尘土沉积实验箱的初步设计[D];北京邮电大学;2008年

5 周高锋;基于TI混合信号实验箱的教学实验系统设计[D];华中科技大学;2009年

6 王海杰;基于EP2C8T144C8N的FPGA通信系统实验箱设计与开发[D];浙江工业大学;2012年

7 黄维;便携式水液压教学实验箱的研制[D];华中科技大学;2012年

8 刘宏韬;面向电子及相关本科专业嵌入式教学系统的研究与开发[D];北京邮电大学;2012年

9 祝超宇;基于DM365的物联网实验箱硬件设计与实现[D];浙江工业大学;2016年

本文编号：2669183