电力电子课设要求

电力电子课设要求（精选6篇）

电力电子课设要求 第1篇

武汉理工大学《电力电子》课程设计说明书

摘要

整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。整流电路的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀、电解电源、同步发电机励磁、通信系统电源等。

整流电路可从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数可分为单相电路和多相电路；按变压器二次电流方向是单相或多向，又可分为单拍电路和双拍电路。

本次课程设计主要讨论单相桥式整流电路带反电动势负载，分析和研究其工作原理。在分析原理的基础上对有关参数进行计算。

武汉理工大学《电力电子》课程设计说明书

目录

1设计任务及要求....................................................3 1.1设计条件.....................................................3 1.2设计要求.....................................................3 2设计步骤..........................................................3 3电路原理..........................................................3 3.1电路原理图...................................................3 3.2电路分析.....................................................4 3.3仿真结果.....................................................4 3.3.1 u2和ud波形............................................5 3.3.2 i2和id波形.............................................5 4参数计算..........................................................6 5心得体会..........................................................7 参考文献............................................................8

武汉理工大学《电力电子》课程设计说明书

单相桥式全控带反电动势负载

1设计任务及要求

1.1设计条件

单相桥式全控整流电路，U2＝150V，负载中势负载E=40V。

R＝2Ω，触发角90°，反电动1.2设计要求

①仿真输出ud、id、和i2的波形；

②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

2设计步骤

1在PSIM软件上画出电路原理图 ○2设置各个元器件参数 ○3分析电路 ○4调试电路，仿真输出所需参数波形 ○5根据要求，求所需参数 ○

3电路原理

3.1电路原理图

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图2.1 电路原理图

3.2电路分析

当负载为蓄电池、直流电动机的电枢（忽略其中的电感)等时，负载可看成是一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。

当忽略主电路各部分的电感时，只有在u2瞬时值的绝对值大于反电动势负载即u2E时，才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。晶闸管导通之后，udu2，idudE，直至u2E，id即将至0使得晶闸管关断，此后udE。与电阻负R载时相比，晶闸管提前了电度角停止导电。

E arcsin2U2

3.3仿真结果

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3.3.1 u2和ud波形

图3.1U2和Ud波形

3.3.2 i2和id波形

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图3.2Id和I2波形

4参数计算

停止导电角

E40arcsinarcsin10.87 2U22150电压平均值

1UdEE2sintd(t)89.07V

电流平均值

IdUd89.0744.54A R2考虑安全裕量： 晶闸管额定电压

UN(2~3)2U2424.26V

晶闸管额定电流

IN(1.5~2)

Id20.06A

21.57

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5心得体会

通过这次电力电子课程设计学到了很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。而且我第一次感受到自己设计电路图然后在仿真软件上验证自己分析成果的喜悦。

本次课程设计的过程中遇到的问题比较少，这可能跟我的课程设计题目有关。最大的难题是如何熟练的运用PSIM仿真软件。在软件上画图发过程中我不断摸索总算是对这个软件有了初步掌握。

到此为止，我们接近两周的课程设计也告一段落。通过这次课程设计，使我认识到理论与实际相结合的重要性，对课本上的只是在实际生活中的运用也有了进一步的了解，同时基本上能够掌握PSIM软件的使用方法，可以说是从中受益匪浅。

通过本次课设我也学到很多课堂上学不到的调试知识。很感谢学校给我们提供了这么好的学习机会，感谢老师的指导，从老师的身上学到了对知识真正严谨细致的态度，让我受益匪浅。

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参考文献

【1】王兆安 刘进军.电力电子技术.机械工业出版社2009(5)

电力电子课设要求 第2篇

本次课设的任务是完成一个电子钟，要求有计时，周显示与整点报时功能。整个电路系统大体由秒脉冲发生器，计数译码显示功能模块，整点报时蜂鸣器电路模块组成。

在设计过程中，主要的感受有几点：

第一，理论基础要扎实。电子钟的课设最基础的部分就是电子课上的计时器内容，在清楚计时器，触发器，逻辑电路等集成元器件和相关电路工作原理的前提下，才能对任务有一个清晰明确的了解和设想出解决方案。

第二，线路布局要有全局观念。在明确电子钟整体工作原理和组成部分以及它们的相互联系后，才能规划出合理，操作性强的布线布局。这一点我深有体会，当初布局时一味强调紧凑，想为后来的电路留出空间，结果造成了整体电路布线的疏密不均，大量导线集中在一块区域内，为日后的排查调试工作带来了巨大的工作量。

第三，要用模块化的思想来处理具体任务。所谓复杂，不过是简单的堆砌。整个系统的电路纷繁复杂，所以要用模块化的思想来拆分具体任务，之后再逐一解决。我将电路系统拆分为秒脉冲发生器，计数译码显示功能模块和整点报时蜂鸣器电路模块，化整为零，大大提高了设计效率。

在制作过程中，明显感觉到，知易行难。真正的工程远没有理想的设计模型那么简单。尤其是插线，极端需要细致耐心，剪线头时稍有疏忽，就容易造成接触不良，而对错面包板上的洞眼，更是令人欲哭无泪的差错。

在调试过程中，对排错的不易深有体会。经过不断摸索，总结出了一套流程。

一旦出现问题，第一，由现象分析问题的来源。第二，通过初步电位测试，缩小和确定故障的范围。第三，对照图纸，注意检查芯片各引脚的结线。第四，检查引脚的线头，芯片的引脚等是否存在接触问题。第五，改动后再次上电观察故障的表现情况有无变化。第六，当以上一切都不起作用时，向老师汇报电位测量结果，请教老师的经验，或者参照同学类似问题的结局方法。

通过这次课设的工程锻炼，我感到，行百里者半八十，面对浩大复杂的具体工程，一定要有信心，恒心，耐心和决心。打好基础，从小到大，由浅入深，从局部到整体，以弄清工作原理为第一要务，在这一基础上，小心谨慎，细致耐心地动手搭建。遇见问题要多观察，多思考，用逻辑分析和经验来分析解决问题。最后觉得，小小一个电子钟就有如此复杂的工作量，确实应该使用Proteus等电路电子设计仿真软件进行设计和仿真调试，这能极大地解放设计人员，减轻劳动量，提高工作效率和成品质量。

05101064

电力行业发展对设备润滑的要求 第3篇

1 电力系统可分为发电和供电两个部分

供电企业是将电力输送到各个用电单位。主要的设备是输电线路、变电站和开关构成, 使用的油品为变压器油, 根据使用地域不同选择25#~68#变压器油, 使用油品单一。而发电企业是将不同的能源变换成电能的生产企业, 生产设备有如下构成:电厂化学、锅炉系统、汽机系统、发变电等。以下就其主关键、大型设备进行重点举例分析。

1.1 风机

1) 润滑部位及润滑油品:拖动电机轴承、叶轮支撑轴承, 使用的润滑油品分别为3#锂基润滑脂、TSA46# (或抗磨液压油) 。2) 存在的问题:电机轴承为滚柱型重载轴承, 要求润滑脂基础油的粘度不应太高, 锂基润滑脂的抗剪切性较差, 在使用过程中, 会从内外压盖处流出, 内压盖流出的润滑脂滴落到线包上, 电机的绕组使用的聚氨酯绝缘漆被润滑脂所覆盖的部位在温度条件下会发生反应, 引起绕组匝间短路, 三相电流不平衡, 电机运行温度过高, 长效性无法满足长期稳定运行的要求。叶轮支撑轴承使用稀油润滑, 使用的轴承为双列调心滚柱轴承, 是属于大油系类轴承, 通过靠背轮同电机刚性连接带动其进行工作, 叶片在粉尘的状况下, 容易粘附在叶片上, 引起叶片动平衡出现问题, 叶片抖动, 造成支撑轴承出现金属疲劳点蚀, 非计划停机的现象经常出现, 油品的粘度无法满足要求, 按照理论计算的要求, 该处的油品粘度应该为150#, 目前使用的仅为46#, 虽然油品的流动特性好, 但所形成的油膜厚度较薄, 在挤压状态下, 油膜被破坏, 处在边界润滑状态下, 出现高温情况, 需要有外界冷却系统对油品进行强制冷却。3) 对油品的要求:要求润滑脂的抗剪切、高温能力要好, 由于电机使用的轴承是滚柱重载滑道比较宽, 油品的粘度不应太高, 如果按照dn值计算公式来选择油品的基础油粘度应该在220#以上, 但在实际使用过程中, 润滑脂的基础油粘度超过220#时, 轴承就会出现发热现象, 在实际使用过程中, NLGI3#要比NLGI2#的使用效果好, 单皂的长效性不好, 抗剪切能力达不到要求, 使用的效果不好, 电机在运行一段时间后, 油的释放性太大, 在电机溢流管处就会流出, 不到时间就要进行补充, 使用寿命短, 衰败速度快, 对于长期运转的设备则需要有合理的释油特性, 抗剪切能力好。

1.2 磨煤机 (以钢球磨煤机为例)

1) 润滑部位:筒体支撑轴承 (滑动) 、拖动电机、减速机、开式齿轮、拖动小齿轮支撑轴承等。2) 润滑的要求:球磨机主减速机使用的润滑油与筒体支撑轴承共用一个润滑油站, 主轴承要求油品的粘度不能太高, 一般使用N100粘度的油品完全可以满足润滑的要求, 但减速机是3级减速齿轮为人字齿, 根据齿轮在运行过程中齿面应力对油品粘度要求为重负荷齿轮油品而且粘度为N320以上。在实际使用过程中, 齿面出现点蚀、剥落, 磨损情况严重, 没有达到设计寿命就需更换。开式齿轮一般采用稀油润滑, 有浸浴润滑、喷雾润滑两种润滑方式, 目前国内润滑油品的最高粘度为N680, 有许多厂家在油品内加入沥青, 提高承载能力, 但沥青基存在一个问题, 既在设备运行时齿面处在高温状态, 沥青是液态的, 停机后沥青会凝固成为固态物质粘附在齿面及齿根, 再次启动时, 齿面上的沥青被压爆, 齿轮产生震动, 拖动小齿轮两端支撑轴承振动力变大, 沥青在齿根堆积, 大小齿轮中心距发生变化, 小齿轮将承受轴向的一个推力, 会导致轴承损坏。采用喷雾润滑的开式齿轮, 是通过压力将油品雾化, 喷射到齿轮上但油品的承载能力达不到要求, 一般会使用L-CKD680, 油品的使用量大, 要求油品的粘度更高一些, 国外油品生产厂家有更高粘度的油品。许多厂家现行首推使用的润滑方式为润滑脂喷雾润滑, 其具有泄露量减少, 润滑剂用量减少, 承载能力也大大提高, 其使用效果越来越成熟。

2 总结

电力工程类课设心得体会 第4篇

1.1 电气工程的外延 具体体现可归纳为电气产品和工程系统两类： 1.电气产品： 1.电气产品： 家庭中：空调器，冰箱，电动车，饮水机， 厨房电器等; 建筑中: 建筑中: 变压器，配电柜，开关，插座， 电灯，电梯等;

2

工厂矿山中：电动机，电气仪表等; 车辆，舰船，飞机，卫星上的电机，电 灯，电气仪表等;

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2.电气工程： 2.电气工程： 发电，输电，变电，配电，照明等电力系 统，称为强电系统; 对强电系统和建筑物进行监测，控制，保 护，消防等的弱电系统; 工厂矿山中的电气传动与控制系统;电源 系统; 车辆，舰船，飞机，卫星上的电气传动与 车辆，舰船，飞机，卫星上的电气传动与 控制系统;电源系统;

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1.2. 电气工程的内涵： 电气工程的内涵主要涉及以下几个方面： 1.关于电能的生产、传输、分配、利用 1.关于电能的生产、传输、的系统; 2.基于电气的控制系统; 2.基于电气的控制系统; 3.电工理论与新技术： 3.电工理论与新技术： 电气学科与其它学科相结合的产物， 如超导电工技术，脉冲功率技术，生物电 磁技术等等。

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1.3 电气工程的重要作用 1.电气工程是现代社会的重要支柱 1.电气工程是现代社会的重要支柱 不论是电气时代还是信息时代，都是建立 在对电能的利用与控制上。 电是能量转换的枢纽和信息的载体。 电能普遍应用在人民生活和社会生产中， 为提高现代社会的生活水平及文明程度奠 定了物质基础。

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2.电能的优点： 2.电能的优点： 最易于大规模生产，传输，分配，控制和 使用; 最便于进行能量的时空分布变换; 恒定，交变，脉冲;集中，分散; 最易于与其它能量形式相互转换; 电能与机械能，电能与热能 电能本身对环境影响较小，属于清洁能源。7

二、学了电气工程能干什么? 学了电气工程能干什么?

2.1 社会对电气工程的人才需求是多方面，多 层次的。 电气工程的人才有理论研究型，应用研究 型，应用型等多种。 对理论研究型人才的需求是极少数。 对大部分人来说，应当立足于实际应用， 再根据需要进行适当应用研究。

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2.2 电气工程的相关技术岗位 1.电气产品方面： 1.电气产品方面： 有研发工程师、制造工程师、销售工程师、维护、技术服务工程师等; 2.电气工程方面： 2.电气工程方面： 有设计、施工安装、运行维护等工程师; 3.理论研究，教育培训，经营管理等方面。 3.理论研究，教育培训，经营管理等方面。 学生应当根据自己的兴趣，条件及早定位， 侧重于相关方面的学习与提高。

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2.3 注册电气工程师 1.为与世界接轨，我国自起逐步实行 1.为与世界接轨，我国自20起逐步实行 注册电气工程师制度。 注册电气工程师，是指取得《 注册电气工程师，是指取得《中华人民共 和国注册电气工程师执业资格证书》 和国注册电气工程师执业资格证书》和 《中华人民共和国注册电气工程师执业资 格注册证书》 格注册证书》，从事电气专业工程设计及 相关业务的专业技术人员。

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2.注册电气工程师的执业范围是什么? 2.注册电气工程师的执业范围是什么?

(一)电气专业工程设计;

(二)电气专业工程技术咨询;

(三)电气专业工程设备招标、采购咨询;

(四)电气工程的项目管理;

(五)对本专业设计项目的施工进行指导 和监督;

(六)国务院有关部门规定的其他业务。

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3.注册电气工程师的权利： 3.注册电气工程师的权利： 在电气专业工程设计、咨询及相关业务工 作中形成的主要技术文件，应当由注册电 气工程师签字盖章后生效。 任何单位和个人修改注册电气工程师签字 盖章的技术文件，须征得该注册电气工程 师同意;因特殊情况不能征得其同意的， 可由其他注册电气工程师签字盖章并承担 相应责任。

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4.注册电气工程师的责任： 4.注册电气工程师的责任： 因电气专业工程设计技术质量事故及相关 业务造成的经济损失，接受委托单位应承 担赔偿责任，并有权根据合约向签字盖章 的注册电气工程师追偿。

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2.4 电气类的企业 1.国际著名公司 1.国际著名公司 通用电气(GE)：发电设备，照明器材，家 通用电气(GE)：发电设备，照明器材，家 用电器，医疗设备。 ABB：电气设备 ABB：电气设备 阿尔斯通(ALSTOM)：电气设备 阿尔斯通(ALSTOM)：电气设备 西门子(SIEMENS): 西门子(SIEMENS): 电气设备，家用电器 施耐德电气(SCHNEIDER 施耐德电气(SCHNEIDER ELECTRIC): 电 气设备

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松下：电气设备，家用电器，电子产品 日立：电气设备，家用电器，电子产品 三菱：电气设备，家用电器，电子产品 三星：电气设备，家用电器，电子产品 罗克韦尔(ROCKWELL)：自控及仪表 罗克韦尔(ROCKWELL)：自控及仪表

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2.国内大型企业 2.国内大型企业 发电，电网类： 中国华能集团，大唐集团，华电集团，国 电集团，国家电网公司，南方电网公司等。 电气设备类： 西安电力机械制造公司，特变电工，正泰 集团，青岛变压器集团，南京南瑞继保电 气，上海输配电，人民电器集团，河南平高电气，许继电气等。

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家用电器类： 海尔，美的，格力，新飞，长虹，TCL等; 海尔，美的，格力，新飞，长虹，TCL等; 3.其它企业： 3.其它企业： 各类工厂，电力施工安装公司，设计公司 等;17

三 、电气工程及其自动化专业学什么?

3.1 研究对象： 1.电气工程主要研究电能的产生、传输、转 1.电气工程主要研究电能的产生、传输、转 换、控制、储存和利用。 电气工程的研究对象是电能，而对电信息 的检测、处理、控制技术在电能从产生到 利用的各个环节中都起着越来越重要的作 用。因此，有关电信息的研究也成了电气 工程专业的重要组成部分，这集中体现在 专业名称中的“及其自动化” 专业名称中的“及其自动化”部分。

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2.本专业本科学生培养类型： 2.本专业本科学生培养类型： 研究型( 研究型(教育部电子信息与电气学科教学指 导委员会兰州会议确定，统一称为 导委员会20兰州会议确定，统一称为 科学技术型) 科学技术型) 应用型(兰州会议确定统一称为工程技术型 应用型(兰州会议确定统一称为工程技术型) 工程技术型) 大多数学校培养的是工程技术型人才。

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3.研究生阶段，电气学科又分为五个二级学科： 3.研究生阶段，电气学科又分为五个二级学科： 电机电器及其控制 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电力电子与电力传动 电工理论与新技术

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3.2 本专业的知识结构与课程体系

电气工程及其自动化专业以前称为强电专业， 而强电必须通过弱电(电子技术，计算机技术 强电必须通过弱电(电子技术， 来实现保护和控制， 等)来实现保护和控制，进一步实现用途的拓 性能的提升。 展，性能的提升。 1.本专业的主干学科是： 1.本专业的主干学科是： 电气工程 计算机科学与技术 控制科学与工程。 控制科学与工程。

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本专业的知识结构主要特点是： 强弱电结合、软件与硬件结合、强弱电结合、软件与硬件结合、元件与系 统结合。 统结合。 由名称来分析，本专业由两部分内容组成： 电气工程， 电气工程，面向电气工程的自动化

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2 .电气工程专业的教学知识体系 本专业教学知识体系结构可分成专业学科 基础和专业方向两部分。各学校不一定全 部开设各门课程。 1.通识教育 1.通识教育 2.专业教育 2.专业教育 3.实践教育 3.实践教育

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其中专业学科基础的知识领域有： 其中专业学科基础的知识领域有： 1.电路理论与电子技术; 2.工程电磁场; 3.电机学与机电能量转换; 4.电力电子技术; 5.信号与系统; 6.力学与机械基础; 7.自动控制原理; 8.计算机与网络技术等。

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专业方向的知识领域可以有很多，而对电 气工程技术有较大影响，且应用较多普遍 的知识领域有： 1.电器设备及其控制; 2.电力传动及其控制系统; 3.电气与电磁测量技术; 4.电力系统及其相关技术; 5.高电压与绝缘; 6.电力供电环境、经济与管理等等。25

2.专业教育 工程技术型课程参考体系 2.专业教育 技术型课程参考体系

学科基础课

核心课程 电路理论 模拟电子技术 数字电子技术 微机原理与应用 计算机语言与程序设计 信号分析与处理 自动控制原理 选修课程 计算机网络与通信 数据库及应用 现代测试技术 计算机控制技术 DSP技术与应用 DSP技术与应用 其他

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工程技术型专业基础课 工程技术型专业基础课

核心课程 电气工程导论 电机学 电力电子技术 电力系统基础 选修课程 工程力学 机械设计基础 电磁兼容 其他

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工程技术型专业方向课程 工程技术型专业方向课程

核心课程 电力系统分析 电力系统继电保护 电机设计 电机控制 电器学 高电压工程 电气绝缘 电力拖动 其他 选修课程 电站自动化技术 电力市场 现场总线工业控制技术 电气CAD基础 电气CAD基础 控制电机与特种电机 楼宇自动化 电力电子器件 开关电源技术 其他

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3.实践教学体系 3.实践教学体系

电气工程是一个实践性、工程性很强的专 业，需要足够的实验窒和良好的教学实践 环境。 电气工程专业的实践教学环节也可大体分 为课程实验、实验课程、课程设计、教学 课程实验、实验课程、课程设计、实习、生产实习、毕业设计、实习、生产实习、毕业设计、课外科技活 动等。

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课程设计 一般是一门课程中的一个大的实践环节， 与课程实验相比，课程设计时间为1~3周， 与课程实验相比，课程设计时间为1~3周， 综合性强。

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教学实习一般安排在大学三年级上学期以前，在学 校的教学实习工厂进行，大多为金工实习、电工实习、电子线路实习等内容。教学实习时间约为两周，停课进行。该环节的目 的是使学生对工厂的情况有一个大概的感 性认识。一般在设置电气工程专业的学校， 这个环节都是不可缺少的。

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生产实习一般都是在企业进行，时间约1 一般都是在企业进行，时间约1～2周。以 前的生产实习学生还有机会下到车间班组 跟班操作，现在大多数企业认为学生的实习干扰了企业的正常生产，对安全生产也 有影响，因此不太欢迎学生实习。因此， 现在学生基本没有机会下到车间班组跟班 操作。另外，实习经费的紧张也给安排实习带来一定困难。目前实习的主要内容已 逐渐演变成现场参观。

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毕业设计

是培养学生的一个必不可少的教学实践环 节，一般大学都把最后一学期安排成毕业 设计。毕业设计采取导师制，一般一个导 师每一届指导2 师每一届指导2～8名本科生。33

课外科技活动

课外科技活动开展的情况因学校、因人的 差别很大。即使是重点大学，也只有少部 分同学有机会参加课外科技活动。课外科 技活动一般包括参加小发明、小制作活动 和竞赛，参加学校、省市或全国性的科技 竞赛、电子竞赛，参加教师或研究生的科 研活动等内容。34

四 怎么学电气工程 ?

为用而学; 学而时习之：复习，练习，实习，在学习中培养实践能力与创新能力。 小组学习：3~4人组成一个小组，利用图书 小组学习：3~4人组成一个小组，利用图书 馆与网络资源，从身边常见的电气设备开 始，分析其用途，原理，功能的实现方法 及技术，画出其框图;然后把其原理与技 术与专业的课程联系起来。

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练习课题： 普通家庭的配电系统设计; 空调器 电动自行车 电梯及其控制系统36

3.4.2 自动控制系统 自动化作为一种行为和一种状态，它是通 过自动控制系统实现的。 “系统”是由相互作用、相互联系的若干 个组成部分结合而成的具有特定功能的整 体。 自

动控制系统则是指能够实现“自动化” 任务的设备，它是人造系统，而且是工程 技术领域的人造系统。自动控制系统通常 由控制部分和控制对象组成。

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简单的水箱液位控制系统

人工操作的水箱液位控制系统原理图

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水箱液位自动控制系统

水箱液位自动控制系统原理图

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一个典型的自动控制系统由下列基本部分组成：

(1)被控对象 控制系统所要控制的设备或过程，它 的输出是被控量，而被控量总是与控制系统的任务 和目标紧密联系。上例中，水槽是被控对象，水槽 的液位是被控量。 (2)给定环节 产生给定输入信号的环节。给定的输 入信号通常与希望的被控量相关，它可以是一定值， 对应的控制系统就是恒值控制系统;也可以是一变 值，对应的控制系统是随动控制系统，希望被控量 跟随给定输入信号变化。 (3)测量环节 随时将被控制量检测出来的装置。40

(4)比较环节 其功能是将给定的输入信号(被控制 比较环节 量的希望值)与测量环节得到的被控制量实际值 加以比较。 把被控制量反送至输入端，称为“反馈” (feedback)。在自动控制系统中，由反馈得到偏 差信号，在比较环节实现的是给定输入信号与反 馈信号相减，或者理解为反馈信号在比较环节中 呈负形式，所以称为负反馈。 在自动控制系统中，总是采用负反馈，这是由自 动控制系统总是力求消除或减少偏差的特性决定 的。41

(5)控制环节 它的功能是根据偏差信号，决策如 控制环节 何去操作被控对象，实现被控量达到所希望的目 标。此环节是实现有效控制的核心。正确，有效 的决策需要根据对控制对象的了解和对控制系统 性能的要求，遵循一定的控制理论，经过反复推 导和设计才能完成。 (6)执行环节 按控制环节的控制决策，具体实施 执行环节 对控制对象的操作 按照各环节的功能，可以组成典型的自动控制系 统如图所示：

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简易电子钟 课设总结 第5篇

北京交通大学

电子技术课程设计

课设题目：简易电子钟 参与者：

xxx

xxx

xxx班

指导老师：

时间：

2013.7

摘要

在实际生活中，我们会经常用到电子钟，而随着电子技术的飞跃发展，各类智能化产品相应而出。就数字电路而言，它本身具有电路简单、可靠性高以及成本较低等优点。所以本次课程设计主要是以数字电路为核心的只能电子钟的设计。

数字钟是采用数字电路实现对时分秒显示的计时装置，广泛用于个人、家庭及办公室等多种公共场合，成为人们日常生活中不可少的必需品。其中，数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用也使得数字钟的精度远远超过了老式钟表。所以，钟表的数字化给人们的生活带来了极大的方便，也大大扩充了钟表的功能。因此，研究数字中并扩大其应用具有十分重要的现实意义。本设计电路主要由信号产生部分、计时部分、动态显示部分以及整点报时部分组成，其中数码显示管显示24小时的时刻，包括时分秒，且具有清零、保持和整点报时的功能。

数字钟计时的标准信号是1HZ秒脉冲，所以应设置标准时间源或利用555多谐振荡器或者晶体整荡器等产生信号。数字钟计时周期为24小时制，所以应设置24进制计数器，并带有60进制和24进制的计数器，时分秒分别由两个七段数码显示管显示其十位和个位。此外，该数字钟将会从59分50秒开始后，每隔两秒钟发出一次“嘟”的信号（如果用二极管，则会看到二极管会发光），连续五次后即可到达整点。关键词：

振荡器 分频器 译码器 计数器 报时电路

一、设计目的

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此，我们此次设计与制作数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

二、设计内容及要求

（1）设计指标

① 由555多谐振荡器电路产生1HZ标准秒信号； ② 分、秒为00~59六十进制计数器；

③ 时为00~23二十四进制计数器；

④ 整点具有报时功能，计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器响1秒停1秒地响5次；（2）设计要求

① 画出电路原理图（或仿真电路图）； ② 元器件及参数选择； ③ 电路仿真与调试。

（3）制作要求

自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

（4）编写设计报告

写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

三、原理框图

数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。我们本次实验采用555多谐振荡器来产生信号。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

四、主要部分的实现方案

秒脉冲电路 本设计实验主要由555构成的多谐振荡器来产生1000HZ的信号，随后通过74LS90的三次分频来产生1HZ的信号。电路图如下所示：

555构成的多谐振荡器

秒脉冲发生器 2 时间计数器电路

时的计数电路为24进制的计数电路，所以利用2个74LS90来连接实现24进制的电路。而对秒和分的计数电路，由74LS92实现秒和分的十位的六进制，由74ls90实现十进制，74LS90和74LS92共同实现秒和分的24进制。其中74LS90 是4位二进制同步加计数器，它的设置为多片集成计数器的级联提供方便。它具有异步清零，同步并行预置数，保持和计数的功能。

（１）秒计数器

74LS90是异步二——五——十进制加法计数器，既可以实现二进制加法计数器，又可以五进制和十进制加法计数器。Ro(1)、R0(2)对计数器清零，S9(1)、S9(2)将计数器置9。如果将Cp2和QA相连，计数脉冲由Cp1输入，QD、QC、QB、QA分别作为输出端，构成异步8421码十进制加法计数器；如果将Cp1与QD相连，计数脉冲由Cp2输入，则实现的是异步5421BCD码十进制加法计数器。本图中采用第一种十进制加法计数器原理实现个位的进位原理。而对秒的十位，因为其应该显示0~5的数字，所以应采用模等于六即六进制的加法计数器。74LS92是异步二---六----十二进制加法器，当输出“0110”的暂态时，QB、QC通过74LS08两输入与门接到秒计数器十位的R0(1）上，从而使整个计数器清零，并向前一位进位。实现了一个循环。（2）分计数器

分的个位和十位计数单元的状态转换和秒的是一样的，只是它把自己的进位信号传输给时的个位计数单元。连接图同秒计数器的连接图（3）时计数器

时计数器是24进制，所以本实验采用两片74LS90来实现。实验电路图如图：

如图为两片74LS90所连接成的24进制计数器。两片7490都设置成五进制，构成25进制计数器，然后遇24清零。用两片74LS90芯片，一片控制个位，为十进制；另一片控制十位，为二进制。利用74LS90本身的两控制端完成十进制，在达到1001（即十进制的九）时，给第二个芯片一个脉冲，这样反复，直到第二片达到0010（即十进制的二）且第一片达到0100（即十进制的四）时第一片和第二片同时清零，这样完成一次24的计数，且回到初态，继续重复计数。数字钟的译码及显示单元电路

译码显示采用共阴极LED八段数码管和译码器74SL48组成。

其中七段共阴极数码显示管的3、8段均接地，a、b、c、d、e、f、g七段数码显示管分别对应74LS48的相应管脚，后将74LS48的3、4、5管脚均接高电平，使数码显示管既不灭灵也不试灯从而处于正常的显示状态。

4.整点报时电路

电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。

当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5，因此可将分计数器十位的QC和QA、个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号。

显然分十位、分个位和秒十位在整点报时电路中均保持不变，其中分十位始终为5，即0101，分个位始终为9，即1001，秒十位为5，即1001，所以有分十位中QC、QA 和分个位QD、QA以及秒十位QC和QA 始终为1，所以可以通过与门来实现逻辑。但因为实际生活中四输入与非门较多，所以实验采用74LS08四输入与非门以及74LS00两输入与非门来实现逻辑。电路图如上所示。

五、实验过程中遇到的问题及解决方法

在实验过程中，我们遇到了很多问题。虽然看起来实验没有很困难，但在这其中，各种琐碎的问题让我们学会了很多，也锻炼了很多。

下面依次列举一下我们所遇到的问题。

首先要说的是面包板的内部连接导通区域问题，在刚开始使用的过程中，因为听同学说面包板以中心对称分为两半分别导通，实则面包板的分界面不清，需要自己测试。导致芯片的无法正常供电，不知道问题所在。

解决方法：用万用表对各个连接点进行测试，利用万用表的导通可蜂鸣原理判断是否导通，最终确定出原来不是所有面包板均对称导通，且有面包板分三部分导通。由于面包板的老化以及内部链接问题，许多芯片按照相应方式接入时并不能正常工作。如果只是盲目的查各个连接线，既费时又费力。

解决方法：我们采取了各个击破的方法，挨个排查。为了检查，我们特地将时分秒显示部分拆成六个独立的单元，分别进行检查，看其是否能够实现相应的十进制转换和六进制转换。

首先，我们检查并排除是否是电路连接有问题。于是我们将原来面包板上利用74LS48译码和数码显示管部分和主电路分开，将主电路连接到实验箱上，发现仍不能正常工作。于是，我们认真检查了主电路的连接。经检查连接管教无误后，用万用表挨着检测相应共地共电源端等相同端是否能使万用表蜂鸣，结果发现部分导线虽相应连接了，但并不导通。最终确认为有一部分是芯片坏了，还有一部分是面包板出现了问题，有一些管脚已不导通。所以换了管脚接入处。

确认电路连接无误后，再连入电路，发现数码显示管大都可以正常的单独显示示数了，但还有一个仍然有问题，后换了数码管问题解决，表明是数码管坏了的缘故。

还有有时候会在做实验的测试过程中经常会遇到导线有时候松动了的问题。经过我们一次又一次的细心检查，问题一一得到了解决。虽然说现在讲起来不是那么困难，但实际上在这次课程设计过程中，我们遇到了很多问题，以前做实验大都是在老师的指导下去完成解决问题。经过这次独立的实验，我们发现了万用表的很大的作用和用处，尤其学会了用万用表检查电路寻找电路问题。更多的，我们学会了一种解决问题的方式，学会了各个击破有头绪的去思考问题，排除错误。这种寻找问题解决问题的能力的养成，相信会给我们今后的学习带来很大的帮助。

六、心得体会

通过这次对数字钟的设计与制作，让我们了解了设计电路的程序，也让我们了解了数字钟的原理和设计理念。要设计一个电路总要对着一个参考电路图才可以连接，但是最后的成品却不一定与想象的完全一样，因为在事迹接线中有着各种各样的条件制约，所以要合理布局这样连出来的成品才比较美观。设计过程中，在一次又一次的失败面前，我们没有退缩，而是勇敢的去面对，积极的去解决，充分运用所学知识和他人的帮助，最终取得了成功。通过亲自动手连线，试验，遇到问题，解决问题，我们巩固了书本的知识，同时也学到了新的学问，明白了实践的可贵性。动手能力的提高，细心与耐心的培养，品尝自己劳动成果的喜悦，是我们在这次课程设计中最大的收获。

七、元器件

1．四连面包板1块

2．镊子1把

3．剪刀1把

4．共阳八段数码管7个

5．导线若干

6．74LS90 集成块6块

7．CD4060集成块1块

8．74LS247集成块7块

9．74LS20 集成块1块

10．74LS00 集成块1块 11．74LS08集成块2块

12．74LS32 集成块 1块 13．74LS04 集成块 1块 14 74LS74 集成块 4块 15．32.768k时钟晶体1个

16．22pF和20pF可调电容各一个 17．三极管8050一个

18．300Ω7个

22MΩ一个

1KΩ一个

八、参考资料及文献

参考资料：

《电子技术基础（数字部分）（第四版）》 《电路及电子技术实验》

《电工电子技术实践教材》

电力电子课设要求 第6篇

基于LCD的电子时钟实验

Ⅱ、课程设计（论文）工作内容

一、课程设计目标

1、培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力；

2、培养学生将理论知识与实际应用结合在一起；

3、培养学生的自我学习能力和解决问题的能力；

4、培养学生的协作意识和团队合作能力；

5、培养学生的总结经验的能力。

二、研究方法及手段应用

1、问题解决模块化，将任务分成若干模块，分模块调试和完成任务；

2、查阅网上的相关素材，查阅相关论文资料，进行比较、研究；

3、在独立思考的基础上，请教老师，和同组同学讨论、学习；

4、反复调试、总结经验、排除差错；

5、连接PC和EL-ARM-830实验箱，完成整个实验环境搭建；

6、运用Code Warrior for ARM编译软件编译汇编语言和进行调试；

7、使用H-JTAG下载至硬件进行观察、调试。

三、课程设计预期效果

1、在液晶屏上显示表盘，和时间点和时、分、秒针；

2、在液晶屏上显示时、分、秒、年、月、日；

3、在液晶屏上实现指针的动态图像；

4、可以实现自己设定的初始时间和跨年效果；

目 录

摘要................................................................................................................................3 第一章系统设计............................................................................................................4 第一节课题目标及总体方案..................................................................................5 第二节相关组件说明..............................................................................................5 第三节项目设计模块描述及流程图......................................................................7

1.主函数模块...................................................................................................8 2.时钟表盘的构建模块...................................................................................9 3.表盘下日期的显示模块...........................................................................11 4.任

务

运

行

模块………………………………………………………………………………….12 第二章 结果与讨论..................................................................................................12 1.结果显示.....................................................................................................13 2.讨论.............................................................................................................13 心得体会......................................................................................................................14 参考文献......................................................................................................................16 附 录..........................................................................................................................16

摘要

近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。

实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别适用于在各种嵌入式系统忠记录事件发生的时间和相关信息，尤其是在通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度较高领域的无人职守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC器件的新品也不断推出。这些新品不仅具有准确的RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和A/D数据采集通道等，已成为集RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。

关键字：嵌入式系统、实时时钟RTC

Abstract

In recent years, as computer technology and integrated circuit technology, the growing popularity of embedded technology in the telecommunications, networking, industrial control, medical, electronics and other fields are playing an increasingly important role.Embedded systems will undoubtedly become the most popular of the most promising areas of IT applications.RTC has a timing accuracy, low power consumption and small size and other characteristics, especially for embedded systems in a variety of loyalty and the time recorded event-related information, especially in communication engineering, electric power automation, industrial control and other areas of higher degree of automation unattended environment.With integrated circuit technology continues to evolve, RTC also has introduced new devices.These new products not only have accurate RTC, there is a large-capacity memory, temperature sensor and A / D data acquisition channel, etc., has become a set of RTC, data collection and storage functions in one integrated device, particularly applicable to micro-controller core embedded systems.Keywords: embedded systems, real-time clock(RTC)

第一章系统设计 第一节课题目标及总体方案

随着嵌入式技术的发展，我们身边充斥着各类各样的嵌入式电子产品。实时时钟(RTC)就是一种在现代电子设备中应用非常普遍，可以帮助人们实时、准确的掌握时间的器件，如手机、PDA及一些智能仪表都提供了时钟显示。我们本次课题的目标就是要基于S3C44BOX芯片设计出一个实时时钟，编写汇编语言可以通过Code Warrior for ARM软件调试，然后下载至实验箱内进行观察。在试验箱中的LCD液晶屏幕上显示出时钟的圆盘和动态的指针，并在时钟下方显示出当前的年份和日期，为了可以使老师更直观的观察到时钟可以跨年、跨月、跨日、二十四制，我们直接将时间设定至2011年12月31日23:59:55，这样，时钟一旦运行就可以经过五秒就可以观察到时间跳至2012年1月1日00:00:00。另外，我们将要实现的系统分为几个模块实现，每个模块间相对独立而又相互联系，在主函数中进行调用。最终在LCD上显示如图1所示的类似的时钟界面。

图1

第二节相关组件说明

一、LCD显示原理 S3C44B0X 中具有内置的LCD 控制器，它能将显示缓存（在SDRAM存储器中）中的LCD图像数据传输到外部的LCD驱动电路上的逻辑功能。它支持单色、4级、16级灰度LCD显示，以及256彩色LCD显示。在显示灰度时，它采用时间抖动算法（time-based dithering algorithm）和帧率控制(Frame Rate Control)方法，在显示彩色时，它采用RGB的格式，即RED、GREEN、BLUE，三色混合调色。通过软件编程，可以实现233或332的RGB调色的格式。对于不同尺寸的LCD显示器，它们会有不同的垂直和水平象素点、不同的数据宽度、不同的接口时间及刷新率，通过对LCD 控制器中的相应寄存器写入不同的值，来配置不同的LCD 显示板。本次课设的显示模式设置为8bit单扫描模式。

二、项目文件说明

本实验使用实验教学系统的CPU板，液晶显示器（LCD），在LCD下方，有一个可调电阻，标号为VR2，它用来调整LCD的对比度及亮度。在LCD的右下方，有一个黄头的按键，它用来开关LCD，它的标号为LCD_ON/OFF。

本次课设的项目文件为lcd.mcp，在UCOSII系统上操作。图2为该项目 在ADS1.2环境下的目录结构组成。图3为打开该文件夹后，项目在ADS1.2环境下呈现出的目录及源文件结构组成框架。

图2

图3

该项目添加了包含LCD驱动程序的文件夹Gui，其中，包括四个文件夹，Font中存放的是字体文件，Glib中存放绘图的中层和上层的函数，上层函 数是直接供用户调用的API，Init中存放GUI初始化的函数，Lcddriver中存放的是LCD的底层驱动函数。以及对LCD控制器的初始化函数。把LCD驱动程序加入的过程，也就是把整个GUI文件夹加入该项目里，同时，还要在ApplicationINC目录下的config.h文件中，加入GUI程序的头文件，#include “....GuiGlibGlib.h”，这是为了在应用中方便调用画图的API函数。如果，要在LCD上显示英文或汉字，还要在ApplicationSRCMain.c

中声明引用的是

extern GUI_FONT CHINESE_FONT12;等外部定义过的字体。这样，编译就能通过，就把LCD的驱动程序以及小型的GUI图形库，加载到了UCOSII操作系统上了。

三、USOSII操作系统简介

μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。

μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌入到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至 2KB。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。

第三节项目设计模块描述及流程图

1.模块描述：我先进行了整个系统的规划，将整个系统分为四大模块:第一，主函数模块；第二，时钟表盘的构建模块，包括：设置液晶全屏背景色、绘制时钟表盘形状并着色、绘制表盘内12个点的形状并着色以及绘制表盘内指针的形状并着色；第三，表盘下日期的显示模块，包括：定位表盘下时间和日期的坐标和日期显示函数的编写；第四，任务运行模块。

2.流程图：

一、主函数模块

二、时钟表盘的构建模块

(1)设置液晶全屏背景色

(2)绘制时钟表盘形状并着色

(3)绘制表盘内12个点的形状并着色

(4)绘制表盘内指针的形状并着色(以秒针为例)

三、表盘下日期的显示模块

(1)定位表盘下时间和日期的坐标（仍以秒计时为例）

(2)日期显示函数的编写

四、任务运行模块

第二章 结果与讨论

一、结果显示

1.经过多次的调试和排查，以及总结，使用编译器编译，编译器提示编译文件正确，没有出现任何错误，没有出现任何警告，而且编译出文件容量很小，下载迅速，符合软件设计要求。

2.下面的图片是从实验箱上的LCD屏幕上显示的图像拍下来的，也就是我本次课程设计的成果。从图片显示上可以看出，所有预计实现的功能和界面都实现了。表盘显示在相对中央的地方，整个屏幕以蓝色为基调，表盘底色为黑色，表盘外环为灰色，指针为红、绿、蓝三种颜色，点数为黄色，表盘下方显示当前时间、日期，同时界面很漂亮，色彩对比很鲜明。

图4 跨年前3s

二、讨论 1.典型的嵌入式操作系统有Linux、μC/OS、Windows CE、VxWorks、Palm OS 和QNX等。其中关于μC/OS-II操作系统的特点即相比较其他几个操作系统的优势在前面的＜相关组件说明＞部分已给出，不再赘述。

2.关于μC/OS-II操作系统的任务调度方面

1）高优先级的任务因为需要某种临界资源，主动请求挂起，让出处理器，此时将调度就绪状态的低优先级任务获得执行，这种调度也称为任务级的上下文切换。

2）高优先级的任务因为时钟节拍到来，在时钟中断的处理程序中，内核发现高优先级任务获得了执行条件(如休眠的时钟到时)，则在中断态直接切换到高优先级任务执行。这种调度也称为中断级的上下文切换。

这两种调度方式在uC/OS-II的执行过程中非常普遍，一般来说前者发生在系统服务中，后者发生在时钟中断的服务程序中。

以上两个部分是我在本次课设验收之后新的了解。

心得体会

说实话，到目前为止所做的课设中，这次的嵌入式课设最不尽人意。刚开始毫无头绪，即使在查阅了大量相关资料的基础上。后来，手上有了一份参考程序，打开一看，顿时懵了。当时想如果纯粹靠我自己或者和同学讨论，恐怕很难完成这次课设吧。于是，实验室刚开放，我就立刻去调试程序，通过观察试验箱上显示的结果来理解程序。一个模块一个模块对应的理解下去之后，思路开始清晰起来。每当遇到一行程序不懂或者有疑问时，比如这行程序起什么作用、可不可以删掉或者可不可以换个位置，我都通过程序的相关改动结合实验结果的观察将这些疑问解决掉了。同时，同学的帮助也给了我很多的启发，非常感谢他们。

但不得不承认，关于μC/OS-II操作系统方面理解的很不透彻。验收时，我只是把时钟界面的构建部分理解了，没有过多的加深对操作系统μC/OS-II的学习，所以验收时对于老师的提问也是磕磕绊绊。老师让我充分认识到了自己在这次课设中的不足，谢谢老师。

因而，在编写这份报告前，我又认真地上网搜索了μC/OS-II操作系统的简介，尤其是它的优点和任务调度方面。在写这份报告时，我也许还没能完全弄懂μC/OS-II操作系统，但我相信，只要努力过，总会有收获。

参考文献

１． 吴学智，《基于ARM的嵌入式系统设计与开发》 ……人民邮电出版社，2007 ２．金建设，《嵌入式系统基础实验》…………………大连理工大学出版社，2009 ３．王晓薇，《嵌入式硬件基础实验与习题解答》…………电子工业出版社，2009

附 录

1.软件清单：

1)Code Warrior for ARM编译软件； 2)AXD Debugger 调试软件； 3)H-JTAG软件；

2.硬件：