数字信号处理课程设计参考题目

数字信号处理课程设计参考题目（精选9篇）

数字信号处理课程设计参考题目 第1篇

数字信号处理课程设计资料

使用MATLAB（或其他开发工具）编程实现下述内容并写出课程设计报告。

一、课程设计参考题目与设计内容（也可自行选题）

设计一基于DFT的信号频谱分析 主要要求：

1.对离散确定信号作如下谱分析：

(1)截取x(n)使x(n)成为有限长序列N，(长度N自己选)写程序计算出x(n)的N点DFT的 X(k),并画出时域序列图和相应的幅频图。

(2)将(1)中x(n)补零加长至M点，长度M自己选（,为了比较补零长短的影响，M可以取两次值，一次取较小的整数，一次取较大的整数），编写程序计算x(n)的M点DFT, 画出时域序列图和两次补零后相应的DFT幅频图。

2.研究信号频域的物理分辨率与信号频域的分析分辨率，明白两者的区别。(1)采集数据x(n)长度取N=16点，编写程序计算出x(n)的16点DFTX(k),并画出相应的幅频图。

(2)采集数据x(n)长度N=16点，补零加长至M点(长度M自己选)，利用补零DFT计算 x(n)的频谱并画出相应的幅频图。

(3)采集数据x(n)长度取为M点（注意不是补零至M），编写程序计算出M点采集数据x(n)的的频谱并画出相应的幅频图。

3.对比设计内容1、2中各个仿真图，说明补零DFT的作用。补零DFT能否提高信号的频谱分辨率，说明提高频谱物理分辨率与频谱频域分辨率的措施各是什么？

设计二用窗函数法设计FIR数字低通滤波器 主要要求：

1.熟悉各种窗函数,在MATLAB命令窗下浏览各种窗函数，绘出（或打印）各种窗函数图。

2.编写计算理想低通滤波器单位抽样响应的m函数文件。

3根据指标（低通FIR滤波器的指标自行选择）要求选择窗函数的形状与长度N。4.编写m程序文件，通过调用设计内容2、3的m程序文件，计算所设计的实际低通FIR滤波器的单位抽样响应和频率响应，并打印在频率区间[O，π]上的幅频响应特性曲线，幅度用分贝表示。6.验证所设计的滤波器是否满足指标要求。

7.比较所选窗长N相同但窗形状不同对滤波器设计结果的影响以及选同一种窗函数但窗长N不同时对滤波器设计结果的影响，将结论写在报告中。

设计三 FIR数字滤波器设计 主要要求：

1.分别设计低通、带通、带阻和高通四种数字滤波器（FIR数字滤波器的指标自行选择）；

2.说明设计目的，并分别阐述上述四类滤波器的设计原理、设计步骤，并给出所编写的相应的m程序；

3.仿真并打印上述四种滤波器的单位抽样响应和频率响应（频率区间[O，π]上的幅频响应特性曲线），并分析各个滤波器的特点，将结论写在报告中。

设计四

IIR数字滤波器设计 主要要求：

1.分别设计低通、带通、带阻和高通四种数字滤波器（FIR数字滤波器的指标自行选择）；

2.说明设计目的，并分别阐述上述四类滤波器的设计原理、设计步骤，并给出所编写的相应的m程序；

3.仿真并打印上述四种滤波器的单位抽样响应和频率响应（频率区间[O，π]上的幅频响应特性曲线），并分析各个滤波器的特点，将结论写在报告中。

设计五语音信号去噪处理 主要要求：

1.在Windows环境下利用录音机或其他软件，录制一段自己的语音信号，时间控制在1秒左右，并对所录制的语音信号进行采样处理； 2.对语音信号做频谱分析，即画出采样后语音信号的时域波形和频域图；在语音信号中加入噪声信号（至少两种不同噪声信号），画出加噪语音信号的时域波形和频域图；

3.根据上步加噪语音信号频谱分析结果，确定数字滤波器的技术指标，设计合适的数字滤波器滤除噪声信号，并画出滤波器的频率响应曲线；

4.用所设计的数字滤波器对加噪语音信号进行滤波，并画出滤波后语音信号的时域波形和频域图，对滤波前后的语音信号进行对比，分析信号的变化； 5.利用MATLAB软件中的sound(x)函数实现对去噪语音信号的回放，验证设计效果。

二、课程设计撰写具体要求 1.阐述所选题目设计目的和要求；

2.阐述所选题目的设计思想（各种理论推导和计算）、系统功能结构及功能说明，并列出相应重要的MATLAB程序； 3.绘出设计中要求的各种曲线,并做出说明；

4.结合设计过程，归纳得出结论，并分析设计中遇到的问题及解决思路和方法； 5.写出设计体会； 6.参考文献；

7.程序源代码清单（放入课程设计报告册附录中）。

8.课程设计内容要求充实，叙述完整，语言流畅，格式规范，15～20页，A4纸打印。

9.课程设计报告封面要求：

10.设计报告要包含摘要关键词（3-5个）11.目录

一设计目的与要求………………………………………页码 二总体设计方案…………………………………………页码 三设计原理、结果与仿真分析…………………………页码 四结论……………………………………………………页码 五心得体会………………………………………………页码 参考文献…………………………………………………页码 附录………………………………………………………页码

特别注意：

1.所有的图要有编号和图名，所有的表也要有编号和表名； 2.数学公式要居中，公式编号右对齐。

数字信号处理课程设计参考题目 第2篇

14.基于PLC的智能交通灯控制系统设计 15.PLC控制的升降横移式自动化立体车库 16.PLC控制的花样喷泉 17.PLC控制的抢答器设计

18.基于PLC的机械手控制系统设计 19.自诊断水塔水位自动控制 20.电子计算器设计 21.邮件分捡控制

22.PLC控制自动门的设计 23.PLC控制锅炉输煤系统 24.PLC控制变频调速电梯设计 25.自动送料装车系统PLC控制设计 26.基于PLC的矿井提升机控制系统设计 27.多种液体混合加热PLC控制系统设计 28.成型机全自动控制

29.PLC控制的自动罐装机系统设计 30.步进电机控制 31.全自动皮带运输机设计

32.基于PLC的矿井通风机控制系统设计 33.基于PLC的矿井排水系统设计 34.基于PLC的变频恒压供水系统设计 35.工业污水处理的PLC控制 36.彩灯广告屏的PLC控制 37.组合车床的PLC控制系统设计 38.PLC控制的自动售货机

数字信号处理课程的实验教学设计 第3篇

《数字信号处理》课程做为高校电子信息类专业一门重要的专业必修课程，在课程体系中处于承上启下重要位置，具有广泛的应用领域及发展前景。《数字信号处理》课程教学内容具有理论抽象性的特点，课堂讲授内容比较繁琐，学生掌握难度大。因此，实验教学内容部分的设计不应仅仅为了做实验，更应结合理论教学内容，且具有启发性，使得学生在实验的过程中，可以更好的理解理论教学内容，培养学生思考能力和科研能力。本文将基于MATLAB仿真软件，对《数字信号处理》课程的实验教学内容的设计进行探讨。

（二）《数字信号处理》课程教学内容与实验教学内容

由于目前国内外高校所推崇的本课程经典教材：S.K.Mitra的《数字信号处理—基于计算机方法(第三版)》的英文原版，尚未在国内出版，我们选取了电子工业出版社2006年出版的本教材的英文改编版作为我们双语教学的教材。该教材教学内容涵盖广泛，层次清晰，讲授详细，且配有直接针对课程内容的MATLAB验证程序。对于层次低的学生，可以选取该教材的中译本作为参考资料，对照学习。本教材另有配套的实验指导书，非常适合用来做本课程的实验教学指导书。

本课程理论教学部分设置了48个学时，实验教学部分设置了18个学时。18个学时的实验教学时间不多，我们鼓励学生自己课外多练习。对于在教学课时内的实验内容，我们精心设计，使得有限的时间内教学效果达到最大，帮助学生最大可能的理解理论教学内容和提高动手能力，思考和解决问题的能力。根据理论教学内容的难重点，实验教学内容及时间安排设计如下：

时域中的离散时间信号与系统(2学时)

1. 离散时间信号与(LTI)系统的频域分析(4学时)

2. 连续时间信号的数字化处理(2学时)

3. 数字滤波器结构(2学时)

4. FIR滤波器设计(4学时)

5. IIR滤波器设计(2学时)

6. 课程综合实验(2学时)

（三）《数字信号处理》课程实验教学设计

针对以上每一个实验教学内容，我们精心设计具体基于MATLAB仿真软件的实验例题与习题，使知识点覆盖基本完整且重点突出。

在“时域中的离散时间信号与系统”的实验教学中，教学目的着重的放在：序列的产生，运算与显示。在理论课教学的时候，我们会强调“系统与信号一样都可以用序列来表示”。在实验课上我们会重复这点内容，目的是把学生的思维展开，不要局限于他所面对的仅是“离散的信号”。

第2部分内容，“离散时间信号与(LTI)系统的频域分析”的实验教学目的着重放在：序列的离散时间傅立叶变换，序列离散傅立叶变换，系统稳定性。我们在理论课中会详细讲解离散时间傅立叶变换与离散傅立叶变换，z变换之间的关系，并建立如何从零极点图去判断系统稳定性的概念。在实验教学中我们也将主要强调这几种变换的物理意义，而不会过多关注其各种运算性质。这样可以更好的帮助学生通过实验得到直观感受，加强对理论教学内容的理解。

对于所有的实验教学内容，我们都会强调对实验结果的“物理意义”的理解。再例如第5部分实验教学内容“FIR滤波器设计”，我们不仅仅要求学生会采用MATLAB自带函数进行各类FIR滤波器的设计，会更着重强调对设计出来FIR滤波器的频率特性的理解。对于四类线性相位FIR滤波器，强调结合观察零极点图，尤其是特殊零点(z=0或者z=1)，理解低通，高通等滤波器的频率特性。

如图1，这是一个长度为20的FIR滤波器，具有低通性质，因为其在z=1有一个零点，也就是说在w=pi处有零点。从下图还可以看到其零点具有共轭对称和关于单位圆镜像对称的特点，这与在理论教学内容是一致的。

类似的，如下图2中是一个长度为20的FIR滤波器，具有高通性质，因为其在z=0处有零点，即w=0处有零点。

最后在“课程综合实验”环节中，我们安排了“2通道线性相位FIR滤波器组的设计”。滤波器组技术近年来发展迅速，因此在理论教学部分，我们会讲解滤波器组相关概念以及发展状况，教学主要目的将放在对滤波器组的概念和系统完全重构条件上的理解。实验教学里选取的这个综合设计，不仅仅可以帮助学生对该部分理论知识的理解，还可以前面重点章节的实验内容加以综合，例如序列的产生，抽样，滤波器的设计，加噪等。

（四）结语

通过两年的实践，我们精心设计的《数字信号处理》课程的实验教学内容，效果明显，反应良好。学生表现出很大的兴趣，从而也带动了对理论课的学习热情。对于程度较好的同学，我们鼓励他们通过阅读相关内容的科研文献培养其思考能力和一定的科研能力。

参考文献

[1]S.K.Mitra著, 阔永红改编.数字信号处理——基于计算机的方法 (第三版) (英文改编版) [M].北京:电子工业出版社, 2006.

[2]S.K.Mitra著.数字信号处理实验指导书[M].孙洪, 宇翔宇, 等译.北京:电子工业出版社, 2004.

数字信号处理课程设计参考题目 第4篇

摘 要：根据目前数字图像处理技术发展和数字图像处理课程的教学情况，为增强学生对理论知识的理解，本文介绍了基于VC++软件平台的数字图像处理课程教学辅助软件的设计和实现。该软件主要包括图像文件操作、图像变换、图像增强与复原、图像分割和数学形态学等理论知识，并提供一个良好的交互式平台，可以自由调整各种算法的参数，使学生在较短的时间内熟悉并掌握数字图像处理课程中讲述的各种算法和技术。

关键词：数字图像处理；教学软件；VC++

中图分类号：TP391.41-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 09-0000-02

1 引言

数字图像处理是指将利用计算机对二维图像信号进行采集、处理和分析的过程。数字图像处理课程是计算机视觉、模式识别和人工智能等专业的一门重要专业课程，涉及面广、实用性强。数字图像处理技术涉及的环节较多，主要包括图像采集、图像变换、图像增强与复原、图像分割等，每个图像处理环节的方法也多种多样，而且数字图像处理技术的基础理论和算法比较抽象，对于学生来说，在课内时间掌握数字图像处理课程的主要内容有一定难度。现在有大量的图像处理应用软件，如Photoshop，但这些软件多是面向广告设计、图像修饰处理的应用软件，不适合数字图像处理技术的基本知识和案例教学。

本文设计并实现了基于VC++开发环境下的数字图像处理课程的教学辅助软件，可以提供数字图像处理系统各处理环节相关算法实现过程的演示，形象生动地完成该课程的各教学单元的授课内容，较好地帮助学生熟悉并消化数字图像处理技术涉及的理论和技术方法。

2 教学辅助软件设计

VC++是在Windows平台下的专业软件开发平台，广泛用于各种软件的开发。MFC是Microsoft公司提供的一套类库，以C++类的形式封装了Windows的API，是一套面向对象的函数库，方便用户编程。MFC是Win API和C++的结合，提供了MFC AppWizard自动生成框架，利用MFC中提供的各种类，可以简单地构建一个应用程序框架。OpenCV是一个基于C/C++语言的开源图像处理函数库，包含实现图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法[1]，其代码具有很好的移植性。在安装好VC++的Windows系统下安装好OpenCV库，并对软件进行配置，在工程中配置好所需要包含的库文件的路径等，即可方便的调用OpenCV库中的函数。

2.1 软件设计总体结构

本文所设计的软件主要围绕数字图像处理课程的基本知识和图像处理技术涉及的各种方法进行架构的。软件基于MFC的AppWizard多文档应用程序框架，并结合OpenCV库中的一些图像处理函数和设备无关位图DIB的一些操作函数实现了多种图像处理功能，如图1所示。

2.2 软件功能设计与实现

数字图像处理技术包含很多环节，根据软件的总体架构，本软件主要设计了文件操作、图像变换、图像增强与复原、图像分割和数学形态学模块，每个模块还设计了不同功能块。各模块的图像处理功能均可以对读入的图像进行连续处理，本节展示了部分功能块的处理过程。

2.2.1 文件操作

文件操作模块能够实现对图像等文件的常规操作，如打开、保存、另存为、打印等功能。本软件主要处理BMP位图格式的灰度图像，通过此模块可将待处理的图像读入到内存，以供其他模块调用，用于进一步图像处理。对于图像处理的每个步骤所得的结果图像均可以单独显示，并可进行保存等操作。

2.2.2 图像变换

图像变换模块可以实现位图的几何变换和图像的点运算，如图像平移，水平镜像，垂直镜像，图像缩放，图像旋转，分段线性拉伸，图像反色，二值化，阈值变换，窗口变换等功能。图像变换过程中需要设定的参数可以通过弹出对话框的方式进行设定，完成人机交互。

图2为利用图像反色和图像阈值变换处理图像的效果展示，其中左侧图为原始lena图像，中间的图为对原始lena图像进行反色后得到的图像，右侧图为对原始lena图像进行阈值（参数值设为200）变换后的图像。

图1 数字图像处理教学辅助软件总体结构图

图2 图像变换处理示意图

2.2.3 图像增强与复原

图像增强与复原模块可以实现图像滤波、图像对比度增强、图像恢复等功能，如对图像添加噪声、图像平滑、直方图均衡化、图像锐化处理、傅里叶变换、低通滤波、高通滤波、小波变换等处理。在添加噪声可以选择高斯噪声或椒盐噪声，图像平滑可以选择3*3、5*5、7*7等不同大小的模板进行邻域平均处理和中值滤波处理。图像直方图均衡化可以将直方图分布不均的图像进行调整，使整幅图像视觉效果更好。图像锐化可以实现梯度锐化和拉普拉斯锐化，能够提高图像的对比度。低通滤波可实现理想低通滤波和巴特沃斯低通滤波，高通滤波可实现理想高通滤波和巴特沃斯高通滤波。傅里叶变换可以实现图像从空间域到频率域的变换，可以对图像进行一些频域处理后再进行反变换。小波变换可以将图像分解成一个低频概貌子图像和一系列高频细节子图像，在变换域对这些子图像进行处理后进行反变换可实现对原图的修改。

图3为利用噪声添加和邻域平均法的效果展示图，首先，读取原始lena图像（左侧图像），然后对原始lena图像添加高斯噪声（中间图像），最后利用邻域平均法（ 窗口）对含噪图像进行平滑处理（右侧图像）。

图3 图像平滑处理示意图

图4为对图像进行傅里叶变换和低通滤波处理的效果展示图，左侧图像为一幅黑色正方形图像，中间图像为其傅里叶变换频谱图，右侧图像为进行理想低通滤波后的结果图。

图4 图像滤波处理示意图

2.2.4 图像分割

图像分割模块可以实现图像目标分割功能，如图像边缘检测和区域分割等处理。在图像边缘检测处理中，可以选择Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian和Canny算子进行边缘检测。区域分割处理中可以采用直方图阈值分割、自适应阈值分割和区域增长的方法，其中直方图阈值分割的阈值可以通过弹出对话框进行参数选择。除了上述功能外，此模块还可以完成边界跟踪、Hough直线检测等功能。边界跟踪模块可以实现对白色背景的二值图像中黑色目标的边界跟踪，对轮廓进行提取。Hough直线检测根据Hough变换点-线对偶性原理，利用OpenCV中Hough线变换函数，可实现标准Hough变换和累计统计概率Hough变换，将检测出的直线进行标注。

图5为图像边缘检测和直线检测示意图，其中左上图为原始图像，右上图为利用Roberts算子进行的边缘检测结果图，左下图为利用Canny算子进行的边缘检测结果图，右下图为利用Hough变换检测直线的结果图，检测出的直线标注成红色。

2.2.5 数学形态学

数学形态学模块可以对图像进行腐蚀、膨胀、开运算、闭运算，这四个运算是数学形态学的四个基本运算。数学形态学的基本思想是用具有一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的[1]。利用这些运算并结合图像分割模块可以实现图像的边缘检测与分割、特征提取、图像形状识别与修改等处理。此外，该模块还包含击中击不中和细化处理，利用击中击不中变换可以进行目标检测与定位。

图6为一个利用数学形态学进行膨胀的示意图。首先读入原始图像（左侧图像），然后对其进行二值化处理（中间图像），最后对二值化处理后的图像进行膨胀处理（右侧图像）。

图5 图像边缘检测及直线检测示意图

图6 数学形态学膨胀处理示意图

3 结束语

本文所介绍的数字图像处理课程教学辅助软件可以实现对图像的文件操作、图像变换、图像增强与复原、图像分割和数学形态学功能。本软件的开发可有效地展示数字图像处理课程中各种基本算法的实现过程和处理结果，有利于加深学生对该课程理论知识和实现技术的理解与掌握，能够提高该课程的教学效果。

参考文献：

[1]陈胜勇，刘胜等.基于opencv的计算机视觉技术实现[M].北京：科学出版社，2008.

[2]印月.基于VC++6.0的数字图像处理综合性设计实验[J].实验科学与技术，2011，Vol.9（3）：10-11.

[3]黎宁，徐晓波，牛征.MATLAB平台下图像处理实验教学软件的实现[J].电气电子教学学报，2001，Vol.23（5）：55-58.

[4]张华，展晓凯.基于VC++的数字图像处理系统的设计与实现[J].潍坊学院学报，2011，Vol.11（2）：15-21.

[5]秦志远，张占睦，莫华.计算机图像处理可视化软件设计与实现[J].测绘学院学报，2001，Vol.18（1）：33-35.

C语言课程设计参考题目 第5篇

一、矩阵运算

矩阵的加法、减法、转置、数乘矩阵、交换矩阵行或列、两个矩阵作乘法、求矩阵的秩、求可逆矩阵的逆矩阵、特殊矩阵（如对称矩阵、反对称矩阵、三角形矩阵）的运算。

二、级数和数列运算

求无穷级数的和（①从第一项累加到给定的项数时为止，②当一般项的值变化到满足某一条件时为止，③当累加的级数的和满足某一条件时为止。对于正项级数和交错级数，都能计算。）；求无穷级数的某一项的值（①按给定项数求值；②按给定满足的条件求值）。

求数列的前n项之和（①等差数列前n项之和；②等比数列前n项之和）；计算并显示数列各项的值（①截止到第n项为止；②截止到满足给定的条件为止）；求等差中项和等比中项。

三、统计与计算

求N个整数的和、平均值、最大公约数、最小公倍数、方差、标准差等。求N个数中的最大值、最小值、出现次数最多的值、出现次数最少的值。

对一组整数进行分类统计（自行设定分类统计标准。例如，对于一组在0到100之间的数，可以这样分类统计：小于或等于100且大于等于90的有多少，小于90且大于等于80的有多少，小于80且大于等于70的有多少，小于70且大于等于60的有多少，小于60的有多少）。给定N个数，计算并显示这N个数的各种排列和组合。

判断某整数是否是素数，求某范围内的所有素数。将某整数分解成若干素数乘积的形式。

四、排序和查找运算

将给定的N个数排序（①升序；②降序，分别用选择法和冒泡法）。

将给定的N个单词排序（①升序；②降序，分别用选择法和冒泡法）。将给定的N个英文句子排序（①升序；②降序，分别用选择法和冒泡法）。

运用顺序查找法，在一组数中查找给定的数。运用两分查找法，在一组数中查找给定的数。在一组数中查找到给定的数之后，用另一个数将其替换或删除。在一组有序数中，插入某个数，使插入后仍是一组有序数。

将一组数以中间对称的形式交换位置，然后输出。

五、求方程近似根和积分运算

求一元二次方程的根。用牛顿法求某个一元高次方程的近似根。用二分法求某个一元高次方程的近似根。用弦截法求某个一元高次方程的近似根。

求线性方程组的解。

用矩形法求某个函数定级分。用梯形法求某个函数定级分。

六、对英文单词和句子运算

分别统计一个英文句子中大写字母、小写字母、数字、空格的个数。求某个字母在一个英文句子中出现的位置。统计一个英文句子中所包含单词的个数。统计一个英文句子中最长的单词所含字母个数。统计某个单词在一个英文句子中出现的次数。将一个单词从英文句子中删除，显示删除单词后的英文句子。将一个单词插入到英文句子的指定位置，显示插入单词后的英文句子。用一个单词替换英文句子中的另一个单词。比较两个英文句子的不同点，输出不同点的位置。

七、画图案

画各种三角形图案。画各种菱形图案。画各种平行四边形图案。画各种梯形图案。画各种正多边形图案。（以上图案包括空心的或实心的两种。要采用两种方法画一种图案：①用二维数组；②只用循环不用二维数组。不能全用二维数组画！）

用以上几种基本图案组合成一个新图案。

八、商品信息管理系统

每件商品信息包括编号、商品名、类型、生产厂家、生产日期、单价、库存量等项内容，本系统可以实现如下功能：往系统里添加新商品的各项信息；修改现有商品的各项信息；查找并显示满足某条件的商品的信息；按某个给定的条件将商品排序并显示排序结果；统计满足某条件的商品的库存量；计算某种商品的总价值（单价乘库存量），以及某几种商品的总价值。

九、优秀歌手比赛评分系统

比赛共有M个歌手参赛，共有N个评委为歌手打分。每次评分，由N个评委每人给歌手一个分数，然后去掉一个最高分，去掉一个最低分，求出其余N-2个分数的平均分，作为歌手的得分。本系统可以实现如下功能：按评委给分顺序显示某个参赛歌手的得分；显示某个参赛歌手所得的最高分和最低分；求出每个参赛歌手的得分；按参赛歌手的得分从高到低排序并显示排序结果；显示某个评委打出的M个分数；计算某个评委打分的平均值；查找满足给定得分范围的歌手。

十、工资管理系统

某单位有N个，职工工资信息包括基本工资、岗位津贴、地方津贴、奖金、扣公积金、扣税、实发工资等项内容，将N个职工的这些内容存入本系统。可以利用本系统实现如下功能：往系统里添加新的职工工资信息内容；根据给定的条件修改现有的职工工资内容；删除某个职工工资内容；根据给定的条件查找并显示某个职工工资内容；显示符合某个条件的所有职工工资内容；统计某项工资内容的总和；计算某个职工的实发工资（基本工资+岗位津贴+地方津贴+奖金-扣公积金-扣税）；计算符合某个条件的所有职工的实发工资总和。

十一、学生成绩管理系统

该班共有N个学生，共开M门课，将已经结束的每门课的成绩存入本系统，将学生的学号和姓名存入本系统。可以利用本系统实现如下功能：往系统里添加新的课程成绩；根据给定的条件修改现有的课程成绩；删除某个学生的学号、姓名和各门课的成绩；根据给定的学生的学号和姓名，查找并显示该学生各门课的成绩；计算所有学生某门课的平均分；计算某个学生各门课的平均分；按每个学生得总分从高到低排序并显示排序结果。

十二、职工档案管理系统

某单位有N个职工，每个职工有编号、姓名、性别、出生日期、毕业学校、电话号码、职务等项内容，将N个职工的这些内容存入本系统。可以利用本系统实现如下功能：往系统里添加新的职工档案内容；根据给定的条件修改现有的职工档案内容；删除某个职工档案内容；根据给定的条件查找并显示某个职工档案内容；显示符合某个条件的所有职工档案内容；统计满足某个条件的职工人数；按某个给定的条件将职工排序并显示排序结果。

十三、图书信息管理系统

每本图书信息包括编号、书名、作者、出版社、出版日期、单价、册数等项内容，本系统可以实现如下功能：往系统里添加新图书的各项信息；修改现有图书的各项信息；查找并显示满足某条件的图书的信息；按某个给定的条件将图书排序；统计满足某条件的图书的册数；计算某种图书的总价值（单价乘册数），以及某几种图书的总价值。

十四、运动会分数统计系统

数字电路课程设计题目 第6篇

题目1 数字式频率计

任务：

设计一个数字式频率计。基本要求：

1．被测信号为TTL脉冲信号。2．显示的频率范围为0—99Hz。3．测量精度为±1Hz。

4．用LED数码管显示频率数值。扩展部分：

1．输人信号为正弦信号、三角波，幅值为10mV。2．显示的频率范围为0000—9999Hz。3．提高测量的精度至0.1Hz。设计方案：

频率是指单位时间(1s)内信号振动的次数。从测量的角度看，即单位时间测得的被测信号的脉冲数。电路的方框图如下图所示。被测信号送人通道，经放大整形后，使每个周期形成一个脉冲，这些脉冲加到主门的A输人端，门控双稳输山的门控信号加到主门的B输入端，在主门开启时间内，脉冲信号通过主门，进人计数器，则计教器记得的数，就是要测的频率值。如果主门的开启时间为Ts，计数器累积的数字为N，则被测的频率为fx=N/T。

五、可选元器件

锁存器74LS273；计数器74LS90；

定时器555：

单稳态触发器743Ls123；

显示译码器74Ls47；

共阳极数码管：

电阻、电容若干。

数字电路课程设计题目

题目2 多功能数字钟

一、任务

设计一个数字钟。

二、基本要求

1．准确计时，以数字形式显示时、分和秒的时间。

2．小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的时间要求为60进制。

3．校正时间。

三、扩展功能 1．定时控制。

2．仿广播电台正点报时。3．报整点时数。

四、数字钟电路的组成框图

数字钟电路的组成如上图所示，其主体电路的工作原砌口下：由555定时器产生1kHz的脉冲信号，经由74LS90构成的几级分频器后，输出1Hz的时钟，为由74LS90和74LS92构成的60进制秒计数器提供时钟，秒计数器十位再向74Ls90和74L592构成的60进制分计数器提供时钟，其高位再为由74LSl91和74LS74构成的12进制时计数器提供时钟。秒、分和时计数器的输出分别接到各自的译码器的输入端，驱动数码管显示。

五、可选无器件

与非门：74LS00 4片；译码器：74LS47 6片；计数器：74LS90 5片 74LS92 2片 74LS191 2片；发光二极管4只；数码管4只；555定时器：NE555 2片；触发器：741LS74 2片；74LS03（OC）片：74LS04 2片：74LS20 2片。

数字电路课程设计题目

题目3声控开关的设计与制作

一、任务

设计—个声控开关，控制对象为发光二极管。

二、基本要求

1．接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管(电流5-10mA)，延时时间在1—10s之间可调。

2．延时时间用数字显示(采用共阳极数码管)，时间单位为0.1s，显示范围为0-9.9s。

三、设计方案

设计方框图如下图所示。驻极体话筒接收到一定强度的声音信号后，声音信号转换为电压信号，幅值很小，经放大、整形(施密特电路)后，触发单稳延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光显示电路。同时，这个脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码显示。若时基电路的信号周期为0.1 s，则数码管显示的数字即为相应的时间值。

四、可选元器件 驻极体话筒； 三级管：9013；

555定时器；

发光二极管LED(共阳)显示译码器；74LS47； 计数器；74LS90； 与非门；74LS00； 电阻、电容若干。

数字电路课程设计题目

题目4 数字式相位差测量仪

一、任务

设计一个电路测量两路信号的相位差。

二、要求

1．被测信号为正弦波，频率为40—60Hz，幅度大于0.5V。

2．相位测量精度为1。

3．用数码管显示测量结果。

三、设计方案

图1

两个同频信号中fR为基准信号，fs为被侧信号，经放大整形后，变成正方波信号(即电压变化范围0-5v)，再经二分频电路送入由异或门组成的相位比较电路，其输出脉冲A的宽度tw可反映两信号的相位差，波形的变化过程如图2所示。

图2

锁相环和360分频电路构成的是360倍频电路，其输出B的每一周期对应原信号的1，所以可用它来度量相位差。控制电路的作用分为两方面，其一，当计数结束时，产生锁存信号，将汁数结果存入锁存器；其二，锁存后，再产生一短暂的清零信号，将计数器清零，为下一周期的测量做好准备。

四、设计提示

1．放大电路可由运放u A741实现，波形的整形用集成比较器LM393构成的滞回比较

数字电路课程设计题目

器完成。应保证整形前后两信号的相位差不变。

2．异或门采用四—2输入异或门集成电路74LS386(或74LS86)。用示波器检查其输出是否反映了两信号的相位差。

3．锁相环采用低频锁相环CD4046，其原理请参照教材。设计时应根据本题目的要求合理选择压控振荡器的定时电阻和电容，使其振荡频率在50×360＝18kHz左右。环路滤波器采用简单的RC滤波器即可，截止频率应低于40Hz。

4．360分频电路可用三级计数器串接而成(5×6×12)，用74LS90和74LS92即可实现。

5．锁存器可用两片74LS273（8D触发器)实现。

6．控制电路用以产生锁存器的锁存信号(即时钟信号)和计数器的清零信号。可用两级单稳电路．其一接受A的下降沿触发，产生一正脉冲CP；后者接受CP的下降沿，产生清零脉冲。

注意：脉冲宽度应合适，不应影响下一周期的测量。

数字电路课程设计题目

题目5 数字电容测试仪

一、任务

设计一个数字电容测试仪。

二、基本要求

1．设计一个能测量电容范围在1000—100000pF之间的电容测试仪 2．用数码管显示。

3．测量精度要求为±10%（准确值以万用表的测量值为准）。

三、扩展要求

通过选择量程的方法扩展电容的测量范围，最大要求100pF—10uF。

四、设计方案

1．设法将电容的划、转换成与之相对应的脉冲数。2．测量脉冲数目并进行译码，用数码管显示结果。3．设计框图见下图。

五、可选元器件

脉冲形成和时基电路：用NE555； 计数器：74LS90或74LS160； 译码器：74LS47或74LS48： 显示：LED数码管；

控制电路：74Ls系列与非门； 电阻、电容若干。

数字电路课程设计题目

题目6 光控计数器

一、任务

设计一个利用光线的通断来统计进入实验室人数的电路。

二、基本要求

1．设计两路光控电路，一路放置在门外，另一路设置在门里，当有人通过门口时(无论是进入或走出房间)，都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路。要求根据光控电路产生触发脉冲的先后顺序，判断人员是进入还是离开实验室，当有人进入实验室时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数。

2．要求计数器的最大计数容量为99，并用数码管显示数字‘

三、扩展要求

1．有手动复位(清零)功能。

2．要求计数器每计—个数，发光二极管指示灯闪烁一次(或峰呜器呐一次)。

四、设计方案

五、可选元器件

红外发光二极管和光电三极管(对管两对)；

集成显示译码电路74LS 47或74LS48(2个)：

数码管(2个)；

可逆计数器74LS190或74LSl92(2个)；

发光二极管；

555定时器。

说明：74LSl90为单时钟加减控制型十进制可逆计数器，74LSl92为双时钟十进制可逆计数器。

数字电路课程设计题目

题目7 空调机温度控制器

一、任务

设计一个空调机温度控制器。空调为温度调节设备，当制冷运行时，如果室内环境温度高于设定温度，空调器启动制冷运行：如果室内环境温度低于设定温度，空调器停止运行。制热运行与制冷运行过程正好相反。

二、基本要求

1．具有温度采集功能，实时采集室内环境温度，要求误差在±1℃之内。

2．温度设定通过按键完成，比如，按一下键为设定成21℃，按两下键设定为22℃，依此类推，并且能将设定的温度显示出来。

3．根据设定温度和采集到的温度判断压缩机的运行状态，可以用开关量来表示。

三、扩展部分

1．制作成冷暖两用型控制器，需要另外加一个控制变量来描述制冷或者制热。

2．控制器具有施密特特性，抗扰动。

3．提高温度采集准确度。

四、设计方案

该电路的核心应为一比较器。且该比较器的阈值电压应受到设定温度的控制。可以采用多路模拟开关和电阻网络来改变阈值电压。可参考下图。

五、可选元器件

温度传感器：AD590：

集成运放：LM324；

三级管：90133

多路模拟开关：比4066、可以选用其他器件。

数字电路课程设计题目

题目8 数字式波形发生器

一、任务

采用EPROM(2764)设计一种可产生多种模拟连续波形的电路，能够产生正弦波、三角波、锯齿波。

二、基本要求

1．设汁时钟电路。

2．设计能够产生正弦波的波形发生器。

3．画出完整的电路图，写出设计实验调试报告。

三、扩展部分

1．对正弦波、三角波、锯齿波波形进行量化，并将量化结果存于EPROM。2．设计产生三角波、锯齿波的连续波形发生器。3．画出完整的电路图，写出设计实验调试报告。

四、设计方案

数字式波形发生器框图如下图所示。由时钟电路、计数器电路、EPROM和D/A组成。采用555构成多谐振荡电路作为时钟电路，或采用卧式晶振构成时钟电路，时钟频率为256Hz。计数器可采用74LSl61、74LS93构成，其输出作为EPROM的地址输入。将多种波形的量化结果存于EPROM存储单元内。采用8位D／A，进行数模转换。

五、可选元器件

555定时器：NEC555； 计数器：74LS161；

EPROM：2764；

数模转换器：DAC0832： 运算放大器：uA741； 集成稳压源：CW78L05。

数字电路课程设计题目

题目9 可编程字符发生器

一、任务

制作一个可编程字符发生器

二、基本要求

LED发光短阵作显示器件。

1．点阵式LED发光矩阵为8X8或16X16规格。2．设计LED发光矩阵的驱动电路。

3．用EPROM存储器存储待显示的字符。

4．字符数大于4，字形自定，如“庆祝十六大胜利闭幕”、“电子设计竞赛”等。5．具有顺序显示、流水显示和循环显示的工作方式，设计相应的控制电路。

三、设计方案

由发光二极管组成的显示屏，当行、列信号有效时，其交点的发光器件点亮，多个被点亮的发光器件即可组成一定的字符。被点亮的器件如果核一定方式显示，如从上至下，从右至左，即可形成流水显示效果。

被显示的字符按点阵方式存储在EPROM中，例如存储“中”字： 高位地址 低位地址

数据代码

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 全“0”

000

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

001

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

010

0 全“0”

011

0

0

0

0

0 全“0”

0

0

0

0

0 全“0”

0 全“0”

0

0

0

0

0

0

0 全“0”

0

0

0

0

0

0

0 存储器写入数据在EPROM的片选和读写控制端控制下进行，可通过专门的编程器写入，习惯称为烧入。也可通过手写方式逐点写入。

由发光二极管组成的显示屏应采用动态扫描工作方式，有利于简化电路。例如，行驱动扫描速度较快(100Hz)，而列驱动情号较慢(1Hz)，于是在1s内，行驱动信号变化100次，被点亮的LED亮灭100次。由于人眼的视觉暂留作用，字符就固定显示出来了。如果将一个字符逐次移动一列存储10次，每隔0.1s列地址变化一次，即可产生流水效果。

可编程字符发生器的参考力框图如下图所示。

四、可选元器件

发光二极管点阵(8×8)；EPROM2716；计数器：74Ls93；555定时器；驱动管2803； 锁存器：74LS373；非门74LS04；译码器：74LSl38。

数字电路课程设计题目

题目10 智力竞赛抢答器

在进行智力竞赛抢答时，需要将参赛者分为若干组进行抢答，究竟谁先谁后单凭主持人的眼睛是很难判断的；在提问或回答时，往往都要有时间限制。另外，犯规违章要发出一种特殊信号，以便主持人看得清、听得到。要完成上述功能，非专门仪器是难以实现的。因此，在进行智力竞赛时，通常使用一种仪器——“抢答器”。它能避确无误地实现上述功能。

一、任务要求

1．四组参赛者在进行抢答时，当抢先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者．并以声、光为标志。要求声响、光亮时间为9秒后自动熄灭。

2．抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其它各组进行枪答。

3。抢答器应具有限时(抢答时、回答问题时)功能。限时档次分别为30秒、60秒、90秒；时间到时应发出声响。同时，时间数据要用数码管显示出来。

4．抢答者犯规或违章(主持人未说‘开始抢答”时，参赛者抢先按钮)时，应自动发出警告信号，以指示灯光闪为标志。

5．系统应具有一个总复位开关。

二、设计说明和提示

如下图所示，为抢答器的逻辑框图。

它主要由输人电路、判别电路、声光显示电路、计时电路和数码显示电路等组成。抢答时，当抢先者按下面前的按钮时，输人电路立即输出一抢答信号，经判别电路后，输出响应信号去驱动声光显示电路。声响电路和计时电路的输入信号是由晶振电路产生的脉冲信号来提供。

三、实验步骤自拟、器件自选

数字电路课程设计题目

题目11 交通信号灯的自动控制

随着经济建设的发展，交通日益繁忙，事故时有发生。为了保障行人和行车的安全，在十字路口上，都增设了交通灯控制器，如图1所示。大道通常有车．小道很少有车。

一、任务要求

1．通常情况下，大道绿灯亮，小道红灯亮。

2．若小通来车，大道经6秒由绿灯变为黄灯；再经过4秒，大通由黄灯变为红灯，同时，小道由红灯变为绿灯。

3．小道变绿灯后，苦大道来车不到3辆，则经过25秒钟后自动由红灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯，同时．大道出红灯变为绿灯。

4．如果小道在绿灯亮时．小道绿灯亮的时间还没有到25秒，只要大道检测到已经超过3辆车在等候，那么小道应立即由绿灯变为黄灯，再经过4秒变为红灯．同时，大道由红灯变为绿灯。

图1

表1

二、设计说明和提示

1．灯的变化出现四个状态，如表1表示灯亮，‘0’表示灯灭。

2．交通灯控制的原理框图如图2所示。秒信号和检测信号由实验箱信号源和高低电平来提供。

图2

三、实验步骤自拟、器件自选

数字电路课程设计题目

题目12 电子锁

电子锁具有保密性强、防盗性好等特点。随着对电子锁产品的开发研制，它在日用锁中所占比重日益增强。电子锁具有机械锁无法比拟的优越性，它不仅可以完成锁本身的功能，还可以兼有多种功能，如记忆、识别、报警、兼作门铃等等。作为密码类电子锁，还不需要带钥匙，只要记住开锁密码即可。如果密码失密，主人还可以随时变换密码，不会造成不应有的损失。

一、任务要求

1．设计一个电子锁，其密码为8值二进制代码，开锁指令为串行输入码。

2．当开锁输入码与密码一致时，锁被打开。

3．当开锁输入码与密码不一致时，则报警。报警动作响1分钟，停10秒钟后再重复出现。

4．报警器可以兼作门铃用，而门铃响的时间通常为7一l0秒。

二、设计说明和提示

下图为电子锁原理框图。锁体一般由电磁线圈、锁拴、弹簧和锁框等组成．当有开锁信号时，电磁线圈有电流通过，于是线圈便产生磁场吸住锁拴，锁便打开。当无开锁信号时，线圈无电流通过，锁拴被弹入锁框，门被锁上。为教学方便，我们用发光二极管代替锁体，亮为开锁，灭为上锁。密码存储可用高低电平开关设置，也可以采用时序电路存储。当开锁信号串行输入时，一定做到输入8位代码后才出现比较结果，一致时则开锁，不一致时则报警。

三、实验步骤自拟、器件自选

数字电路课程设计题目

题目13 八路彩灯显示电路

每逢过年过节都要在门口上搞些彩灯，以显示浓厚节日气氛。那么在当代舞台上彩灯的闪烁更引人注目，使人们心情有一种特别快乐感。彩灯装置多种多样，在这里我们设计这样一种彩灯——八路彩灯显示。

一、任务要求

设计一个八路彩灯，而且每路都有八盏灯显示的控制装置。其彩灯变化情况如下：

1．八路彩灯的每路八盏灯同时依次亮，时间间隔1秒，然后同时依次灭，时间间隔1秒。

2．八路彩灯同时整个亮，时间间隔0.5秒，然后同时整个灭，时间间隔0.5秒。而这个 过程要重复四遍。

二、设计说明和提示

每路彩灯要完成一个循环共需20秒，其工作程序如下表所示。设每路彩灯为Q1-Q8。

由表可知，要完成八路彩灯显示功能．需设一个控制器，重复实现该控制程序。

C语言课程设计要求及参考题目 第7篇

一、目的：

本次课程设计是《程序设计基础》课程的综合实验，作为课堂教学和课内正常上机实验的补充。

通过对《程序设计基础》课程的学习，学生已初步掌握C语言的基本概念、结构化程序设计的基本方法，但是实际编程和上机调试程序的能力还远远不足。通过《程序设计课程设计》，加强学生自主学习、收集资料和动手编程的能力，为后续专业课程打好基础。

二、实验安排：

 课程设计内容和要求的安排与讲解在课内时间进行。

 上机机时安排：共一周，除周三下午外，每天全天在机房上机，不足部分自行安排。

三、课程设计说明：

 本次课程设计平台使用

 每人一题。

 本次课程设计要求每个程序要调试通过；课程设计结束后，每人提交课程设计成果如下：

 程序一套，要求演示，演示时采用答辩形式，同学边演示

边讲解编程思路。

 课程设计报告一份，报告中可不包括源代码。

 源代码以提交的源代码要求加注释。（以

附件的形式提交至wtwbylw@163.com，每人一个文件夹，文件夹命名方式为:班级_学号_姓名，以班级为单位打包发

送至邮箱）

四、评分标准

 根据平时上机考勤；注重平时上机情况，教师要不定期检查学

生进度，学生不得以自己有私人电脑为借口而不来上机。

 根据程序运行结果；

 根据《程序设计课程设计报告》，学生能对教师的提问熟练地解

释清楚。

五、参考题目

要求：

1.编写程序，实现某信息处理的过程。数据在程序中用数组、结构体或共用体中的至少一种形式表示。程序从键盘或文件输入，将处理结果存储在文件中。

2.题目要有实际应用背景，例如：简单计算器，字符串比较函数。

3.编写的代码要有一定规模，至少200行，完成至少3项子功能（函数）。

4.周一上午确定题目，题目定后，不得随意修改。

选题一：学生信息管理系统设计

学生信息包括：学号，姓名，年龄，性别，出生年月，地址，电话，E-mail等。试设计一学生信息管理系统，使之能提供以下功能：

（1）学生信息录入功能（学生信息用文件保存）---输入

（2）学生信息浏览功能---输出

（3）查询、排序功能---算法

1）按学号查询

2）按姓名查询

（4）学生信息的删除与修改

选题二：通信录

编写一个通信录管理程序，要求通信录中包括姓名，通信地址，邮政编码和联系电话。功能：

（1）显示通信录的所有信息。

（2）程序中可以对通信录进行添加

（3）可以删除已有的信息

（4）根据姓名或者联系电话（2个都能实现），可以查找该条记录。

选题三：学生成绩记录簿设计

编制一个C语言成绩记录簿，每个学生信息包括：学号、姓名、C语言成绩。具体功能：

（1）创建一个文本文件用来记录学生信息，输入至少30名学生的信息，保存在文本文件中；

（2）将文本文件中的数据读出，按学号或姓名查询成绩；

（3）能添加成绩记录；

（4）能修改指定姓名或学号的学生的成绩；

（5）显示输出60分以下、60~79、80~89、90分以上各分数段的学生信息，显示及格率和平均分，显示最高分和最低分，显示所有学生的排名（不能改变学生的学号顺序）；

（6）以上信息能保存在原文本文件中。

选题四：学生选修课程系统设计

假定有n门课程，每门课程有：课程编号，课程名称，课程性质(公共课、必修课、选修课)，总学时，授课学时，实验或上机学时，学分，开课学期等信息，学生可按要求（如总学分不得少于60）自由选课。试设计一选修课程系统，使之能提供以下功能：

1、系统以菜单方式工作

2、课程信息录入功能(课程信息用文件保存)－－输入

3、课程信息浏览功能－－输出

4、课程信息查询功能－－算法

查询方式

按学分查询

按课程性质查询

5、学生选修课程(可选项)

选题五：职工工作量统计系统设计

编写一个程序，该程序能输入职工工号和完成的产品数量，程序允许同一职工有多次输入，由程序对其完成的产品数量实现累计。程序按完成数量对他们排序，并确定他们的名次。按完成的产品数量由多到少的顺序，输出名次、同一名次的职工人数及他们的工号(工号由小到大顺序输出)。要求程序用有序链表存储数据信息。

选题六：单项选择题标准化考试系统设计

一、功能要求：

1、用文件保存试题库。（每个试题包括题干、4个备选答案、标准答案）

2、试题录入：可随时增加试题到试题库中

3、试题抽取：每次从试题库中可以随机抽出N道题（N由键盘输入）

4、答题：用户可实现输入自己的答案

5、自动判卷：系统可根据用户答案与标准答案的对比实现判卷并给出成绩。

选题七：职工信息管理系统设计

职工信息包括职工号、姓名、性别、年龄、学历、工资、住址、电话等（职工号不重复）。

试设计一职工信息管理系统，使之能提供以下功能：

1、职工信息录入功能(职工信息用文件保存)－－输入

2、职工信息浏览功能－－输出

3、职工信息查询功能－－算法

查询方式

按学历查询等

按职工号查询等

4、职工信息删除、修改功能(可选项)

选题八：机房收费管理系统

（1）输入功能：输入若干名学生的学号、班级、姓名、开始上机时间和结束上机时间。

（2）计算功能：计算每个学生的上机费用（计算公式：上机费用=（结束上机时间-开始上机时间）*收费标准，（以分钟为单位））

（3）修改功能：修改学生上机的个人档案（如：增添或删除）

（4）查询功能：按条件（班级、学号、姓名）查询学生上机信息，并能显示查询学生的相应全部档案。

选题九：校际运动会管理系统

初始化输入:N-参赛学校总数，M-男子竞赛项目数，W-女子竞赛项目数

各项目名次取法有如下几种：

取前5名：第1名得分7，第2名得分5，第3名得分3，第4名得分2，第5名得分1；

取前3名：第1名得分5，第2名得分3，第3名得分2；

用户自定义：各名次权值由用户指定。

2.由程序提醒用户填写比赛结果，输入各项目获奖运动员的信息。

数字信号处理课程虚拟实验室设计 第8篇

数字信号处理(DSP)技术在近30年来得到飞速发展,它在语音、雷达、声纳、图像、通信、遥感遥测、航空航天等众多领域都获得极其广泛的应用。为适应这一发展对人才的需求,许多高校都开设了数字信号处理课程,并且已由过去的面向电子信息类专业逐渐扩展到面向电气工程、仪器仪表、机械制造及生物医学等更多的专业领域。数字信号处理是一门涉及众多学科又应用于众多领域的学科,它既有较为完整的理论体系,又具有实际的应用价值,因此要建设好数字信号处理课程,不仅要有完善的课堂教学,还要强调课外的实验支持。

在我们开设的数字信号处理课程中,除了包含信号与系统的基本知识、DSP构建、计算机算法、有限字长和定点处理器、快速傅里叶变换的应用以及实时多媒体和通讯应用等教学内容,还建立了一个有力的硬件实验支撑。在课程的最后,学生们需要利用DSP开发平台实现对语音信号的采样、滤波、频谱分析及D/A转换,通过对语音信号进行较为完整的处理来加深对课内教学内容的理解。此外,通过使用DSP内部并行的执行单元、硬件循环、以寻址为模,多重DMA和片内存储器,学生将对DSP处理器有深刻的认识,加深对DSP算法的理解,探索DSP处理器相比通用处理器在构建应用系统上的优势。

数字信号处理实验包括八套实验设备,每套实验设备包含两种不同的TI公司DSP开发系统、信号发生器及示波器。DSP开发系统不仅包含DSP处理器,还包括A/D、D/A、SDRAM、FLASH、扬声器等外围设备,可以开展数据采集、滤波、频谱分析等实验。学生以小组的方式开展工作,每个小组三名成员,要在两周内完成每一个实验所要求完成的任务。为了使学生灵活安排实验时间、充分利用实验资源,我们构建了一个小型的“虚拟实验室”,使学生能够通过网络直接使用硬件设备和软件,方便地学习研究DSP的应用。我们采取开放的实验室使用政策,学生们可以24小时以他们方便的途径随意使用实验室,对于在线的学生,采用了类似的“提问-回答”的会议方式,在这个会议上助教回答学生的提问,提供实验指导。此外所有的讲稿笔记、家庭作业和其他分配任务,包括实验室考试都会在网上发送而且也可以在网上上交和批改。

2 虚拟实验室构建

实验室共有12套实验设备,每套设备包括一台Tektronix AFG310函数发生器,一台Tektronix TDS3012B示波器,一个TI的DSK5510的工具包和一个DSK6713工具包。此外,软件工具包括由项目管理人,用户图形界面,编译器,连接器,调试器,源编码浏览器和编辑工具(如TI的Codecomposer)组成的IDE。NI Labview是一个用模块代替代码行来创造应用的图形语言。它用于远程访问来同时和AFG310函数发生器和TDS3012数字滤波器进行通信。此外,执行实验还需要一些附件如扬声器,耳机和网络摄影。虚拟实验室的目标是创造一个和实物实验室尽可能接近的环境,它必须能远程控制,所有的软件硬件工具都能够实时使用,这样在线的学生就可以实现远程连接到实验室并且方便地使用工具和设备。图1(a)展示了虚拟实验室的安装连接。在实验室内,主控计算机通过各种接口和协议与硬件设备的控制端口相连,实现对各种设备的操作,如通过HTTP接口控制TDS3012B示波器,通过GPIB接口控制AFG310函数发生器,通过USB接口控制DSK5510及DSK6713开发平台。这些设备的输入或输出通道通过一个称作“开关矩阵”的设备连接在一起,开关矩阵由主控计算机控制,可以灵活组合成不同的实验平台,其结构如图1(b)所示。学生终端经校园网连接到实验室主控计算机,通过LabviewTM图形用户语言来实现对实验设备的远程操控。

实验设备及开关矩阵的电源都由可远程控制的电源管理单元来供电,在线用户能够独立启动函数发生器、示波器、主控计算机、TDSK5510工具包和DSK6713工具包。实验室使用的是来自Synaccess的NP08,它拥有八个电源控制端口,一个独立的电源控制单元就可以使用八个实验设备。NP08提供三个用户权限级别:

管理员级别:管理系统配置和无限制有权使用所有电源引口和所有串行端口。

用户级别:允许每个用户保留和管理他自己的端口,以及改变大多数系统配置。

匿名级别(客人):用户可以观看所有设置和操作没有限制的电源引口和串行控制台端口。

标记不同级别的权限是非常有用的,例如实验室助教会授予管理员权限以便于控制所有可用的实验台,在线学生会被授予一个用户名/口令和指定的权限访问他自己的实验台。用户可以利用telnet命令发送指令到控制单元,用来重启用户设备、永久打开/关闭用户电源等。此外,系统会周期性地利用Ping指令查询用户的设备,如果用户设备停止应答Ping的请求,该设备将会重启。为了确保电源管理单元的正常工作,用户可以通过网络摄影看见实验台来确保设备正常工作。要注意的是视频只是作为反馈而不是展示工具。视频不是用来读仪器的显示,用户可以使用LabviewTM图形用户界面来显示和控制仪器。

3 在线实验

数字信号处理课程虚拟实验室目前开设了两个实验,一个是语音信号的采集与滤波,另一个是双音多频(DTMF)信号的生成。这两个实验分别基于DSK6713开发平台与DSK5510开发平台进行,实验设备连接如图2所示。

在语音信号处理实验中,主控计算机中保存的语音或音乐信号(已叠加噪声)经扬声器输出端(LINE OUT)进入DSK6713开发板的A/D模块,经采集后得到的数字信号传给TMS320C6713处理器,在那进行低通滤波,之后经DSK6713的D/A模块转变为模拟信号,经主控计算机的麦克风输入端(LINE IN)传入主控计算机。学生可在远程终端上选择源信号,并且可以在远程终端上播放源信号及处理后的结果以进行对比。在第二个实验中,由DSK5510开发板的TMS320C5510处理器根据主控计算机设定的参数生成DTMF信号(多个单频信号的叠加),经开发板的D/A模块转变为模拟信号后送至TDS32012B示波器进行信号时域波形显示及FFT频谱显示。学生可以通过LabviewTM界面操控示波器并看到处理结果。这两个实验都使用TI公司的Code Compser软件进行开发。对虚拟实验室进行测评,结果表明实验步骤简洁清晰,实验所得结果和在实验室中实际进行操作的结果相同。音频流的声音质量也得到所有实验者的满意,远程软件工具Code Composer Studio运行也十分流畅。

4 结论

我们采用了一个简单有效的方法来远程访问硬件和软件,并构建了一个数字信号处理课程虚拟实验室。在线的学生可以通过虚拟实验室开展实时硬件实验,并得到和在实际实验室相同的准确的结果。由此可以采取开放的实验室管理与使用政策,方便学生学习研究DSP的应用。

摘要：本文设计了一个基于校园网的数字信号处理课程虚拟实验室,该实验室可以通过远程控制为各实验设备单独供电,并通过开关矩阵灵活组合连接实验设备。运行表明虚拟实验室构造简便,结果正确,可以为学生提供一个方便的开放实验室。

关键词：数字信号处理,虚拟实验室

参考文献

[1]缪晓芸,吴正明.虚拟实验室的研究与探讨[J].福建电脑,2009,(11):33-35.

[2]陈学军.基于虚拟仪器的网络实验室的研究及实现[J].莆田学院学报,2009,(10):28-30.

[3]洪波.基于Web的高校开放式实验教学系统的设计[D].贵州大学硕士学位论文,2007.

数字信号处理课程设计参考题目 第9篇

[摘 要]针对数字图像处理课程和特点，借助教学辅助系统，对数字图像处理课程的教学方法进行改革。在教学过程中大量使用实例可将抽象的理论融入形象直观的应用当中；强调程序设计并演示算法的实际效果，使复杂的问题可视化，能让学生充分感受到数字图像处理技术的魅力。通过多年的应用，这种方法有效提高了学生的学习兴趣、学习主动性及学生的实践动手能力。

[关键词]教学辅助系统；应用实例；程序设计；数字图像处理

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）09-0166-02

一、引言

近年来，数字图像处理技术应用广泛，很多理工类高校都开设了数字图像处理课程，并将其作为信息类专业的一门专业主干课程。但长期以来，数字图像处理本科教学普遍存在着难教难学的问题。其原因有以下几点。1.该课程综合性极强，课程内容繁杂，要求学生具备向量、矩阵、概率、统计、线性系统和计算机编程方面的基础知识，这给学生的学习带来很大的挑战。如果教学方法不当，学生会感到内容非常抽象，逐渐失去学好该门课程的信心。2.大学本科教育已由精英教育转为大众教育，现在的本科生，特别是应用型院校的本科生，普遍存在数学基础薄弱、不习惯理论学习和思考、编程能力较弱的现象，很容易遇难而退。

为了解决数字图像处理难教难学的问题，许多教师对数字图像处理课程进行了各种方法的教学改革。沈晓晶等[1]逐阶段地引导学生建立起完整的数字图像处理知识体系，并通过与课题相关的教学案例、实验和课程设计引导学生运用所学知识解决实际问题。熊立伟等[2]从教学内容、课程资源建设、教学方法、考核方式、师资培养等方面进行了研究与改革，在一定程度上提高了学生的学习热情，增强了他们的动手能力。郑林涛等[3]提出将ImageJ软件作为数字图像处理课程教学演示和实验的工具，既可以用其在理论教学环节展示各种图像处理算法的效果，又可以在实验教学环节中通过编写ImageJ软件的插件让学生真正掌握理解图像处理的理论知识。该软件是以JAVA为基础的。魏晗等[4]注重基础理论和科技前沿的有机结合，在理论中渗透实践，在实践中穿插理论；并采用灵活多样的教学方法和丰富的教学手段，提高了学生的学习兴趣及实践动手能力。史彩娟等[5]通过课程实验环节、科研实践环节、社会实践环节以及师资队伍建设等环节构建了多层次、多模式的实践教学体系，取得了较好的实践教学效果。肖红等[6]提出了基于培养学生计算思维能力的任务驱动教学模式，阐述了该教学模式中的任务设计，任务实施的方法及师生角色的转换，并根据数字图像处理课程的教学实例，验证了该教学模式的可行性。宁纪锋[7]开展研究性课堂教学和实践教学等多个方面的教学改革探索，提高了学生的自主学习能力。

以上教师采用的相关方法在一定程度上都能提高教学质量。我们综合各种方法，根据我们的一些成果[8] [9]，设计并使用了教学辅助系统，辅助数字图像处理的教学，这同样能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习能力、动手能力和创新能力。

二、数字图像处理程序设计

（一）程序设计语言的选择

数字图像处理课程教学的教学效果与课程中所选用的教学软件密切相关。目前我国高校在数字图像处理课程中常用软件处理平台基本上有三类：Visual C++，Photoshop，MATLAB。

Photoshop是一个常用的图像处理软件，主要应用在平面设计领域，不需要编写程序，通过自学就能掌握该软件的主要功能。但对于数字图像处理课程而言，它只能作为一个图像处理效果演示的工具，不能作为教学的实验平台。

Matlab软件提供了丰富的现成图像处理函数供用户调用，可以节省用户开发底层函数的时间，提高用户的开发效率。学生在使用图像函数时，能快速完成图像处理的结果，但对图像处理的算法并没有进一步学习与巩固。Matlab软件只适应研究者对图像处理的研究，而不适用于计算机等专业的学生学习。

Visual C++软件没有像Matlab环境下有丰富和成熟图像处理库函数以供调用，所有的底层函数都要开发者自己编写。虽然这会影响用户的开发效率，但学生可以巩固理论知识，深刻理解图像处理方法。这对于计算机专业的学生来说，可以提高他们的编程能力。这种方法要求学生有一定的编程能力。

对于计算机类专业的学生来说，目前我们认为选用Visual C++软件（其他Visual软件都可以）作为图像处理课程教学软件最合适。重点是学生必须从底层自己编写代码，这样才能真正理解数字图像处理的各种方法与算法步骤。如果学生只是停留在理解理论公式上，会形成暂短的记忆和大致了解，很容易忘记。

（二）程序设计教学内容

数字图像处理程序设计教学应选择的是教学的重点内容而且程序代码不长。这样才能在课堂上讲解清楚，学生也易掌握。教学内容主要包括图像文件的读取、彩色图像转灰度图像、灰度变换、灰度图像的直方图均衡化、图像空间平滑与锐化滤波处理、灰度水平垂直积分与微分投影、图像几何变换、二值图像的腐蚀与膨胀、二值图像的边界提取、二值图像的几何特征与形状特征的提取、二值图像行程编码、噪声图像复原等。对图像处理的重要方法和程序设计的思路进行讲解，能提高学生的程序设计能力。

（三）程序演示内容

在课堂上除了介绍图像处理程序设计方法与思路外，还要利用开发的数字图像处理算法演示教学软件，将图像处理算法的实际效果进行演示，将算法实现过程中的重点问题转化为图像处理效果，从而将枯燥抽象的理论具体形象化，让学生充分感受到数字图像处理技术的魅力，以此激发学生的学习兴趣，提高课堂教学的效率。

演示软件设计的原则是：将图像处理算法中的各种可变参数作为输入数据，使学生体会到各种参数的实际含义。程序演示软件内容要比程序设计教学内容多，它几乎涵盖了所有的教学内容。例如：对于彩色图像的浮雕处理，只讲原理和公式是不够的，浮雕处理的结果图像必须通过演示系统显示出来，让学生一目了然，否则无法讲解清楚处理后图像的特征。

三、数字图像处理应用实例设计

在教学过程中，努力将复杂抽象的理论融入形象直观的应用实例当中，在理论中渗透实践，在实践中穿插理论，注重理论联系实际，培养学生的工程实践能力，真正使学生乐学、易学并会学。

（一）应用实例的选择

数字图像处理应用实例选择的原则是：学生熟悉、步骤简洁、算法简单。为了使处理结果准确度高，我们只选择标准规范的图像，而且这些应用实例程序都是自行开发且利用课程所讲的程序设计内容，这样学生会直观感觉到所学所用。应用实例分为两大类，一类为基本知识的应用，其方法简单，学生易理解而且能独立完成；另一类是数字图像处理新方法在当前新产品的应用，这些应用只能简单介绍，让学生大致了解。我们认为最重要的应用是第一类，这种应用更能提高学生的学生兴趣；第二类学生会感觉离自己较远。

我们选择的综合实用案例内容大部分来自我们的科研成果，有些已经体现在我们学生的毕业设计课题中。将历年与数字图像处理实际应用相关的毕业课题进行简化、修改与完善，可以不断充实数字图像处理应用实例软件。目前，我们选择的综合应用实例（以后还会扩充）包括：人像美容、人像美发、指纹识别预处理、车牌识别、手写字体识别、人脸定位、人脸五官定位、水果定位、道路识别等。

（二）在理论知识中渗透应用

由于教学过程是以知识点为单位进行教授，而综合应用实例涉及多个图像处理知识点，因此在授课过程中需要分解实例内容，显示实例的部分结果。例如：灰度水平微分投影包括：灰度图像中确定人眼水平位置，车牌灰度图像中预选车牌水平位置，指纹图像中定位中心水平位置等。RGB与HIS模型的转换包括：人像中的涂口红、涂腮红、美白、去红眼、染发、改变衣服颜色等。

（三）应用实例中分解出理论知识点

在课程教学过程的中期与末期，在总结复习所学知识时，以应用实例进行阶段性教学总结，通过应用实例贯穿图像处理的多个知识点，引导学生融会贯通所学知识，这有利于培养学生的综合应用能力。

四、结束语

随着信息技术不断发展和完善，数字图像处理技术也在不断发展，并且越来越多地应用于各个领域。我们总结十多年的数字图像处理课程的教学经验，在数字图像处理的程序设计、应用实例方面进行了研究与设计，设计了相应的教学软件。经过近五年在本校计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术的实践教学尝试，这样方法能够激发学生的学习兴趣，提高学生进行研究性学习的能力，提高学生的实践动手能力和创新能力，为培养高素质人才打下了坚实的基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 沈晓晶，池涛，王艳.计算机专业数字图像处理教学体系及教学方法探讨[J].长春教育学院学报，2013（23）：45-46.

[2] 熊立伟，吴德华，薛云，张维.地方本科院校“数字图像处理”课程教学改革的思考[J].中国电力教育，2014（3）：107-108.

[3] 郑林涛，董永生.ImageJ软件在数字图像处理课程教学中的应用[J].中国电力教育，2014（8）：112-113.

[4] 魏晗，陈刚，唐永旺，郭志刚.数字图像处理的教学改革与实践[J].中国信息技术教育，2014（8）：12-13.

[5] 陆玲，周书民.数字图像处理基本方法及程序设计[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2011.

[6] 陆玲，李金萍.Visual C++数字图像处理[M].北京：中国电力出版社，2014.