设计调试范文（精选12篇）
设计调试 第1篇
中波天线网络在运行过程中,输出功率有负载和阻值两个方面因素限制,在设计时,必须考虑网络运行的理想状态,同时兼顾在场效应的负面影响,譬如电压、电流相位差等,否则无法提高整机的效率。按照该标准设计中波天线网络,要严格遵循以下的几点程序标准。
1.1天线阻抗的测试。根据中波天线网络的匹配原理,选择合适的天线网络系统,检查其虚部绝对值的大小,同时确保串接电感的正常,只有在将虚部有效抵消时,才能够为阻抗创设有利网络条件,并达到网络电路减化的效果。
1.2射频能力倒送控制。中波天线网络的运行,不仅有自身传输的射频信号,不排除周围外界射频能量的干扰性影响。在设计中波天线网络时,要根据外界的射频信号状态,对相应设备频率和发射功率进行合理调整,赋予其吸收和阻塞干扰信号的功率条件。
1.3元件参数计算。考虑到中波天线网络系统的复杂性,设计期间应绘制出网络阻抗有关的等效电路图,然后根据电路图,按部就班计算出元件的参数,最后根据既定的元件参数条件,完成整个电路图的设计工作。
1.4元件调整。中波天线网络的电感线圈,其电容条件是调整元件的依据,通过对元件的合理调整,可起到降低维护成本和工作量的先决前提。原则上,中波天线网络的电感线圈余量,必须控制在+10%～30%之间,否则无法配置合适的短路夹,不便于后期网络的调试工作开展。
按照以上的中波天线网络设计程序标准,下面列举了某台540kHz中波天线网络实例,该台使用正Γ型网络,天线阻抗标准设定为31-j51.3 (Ω),并按照该标准绘制了中波天线网络阻抗等效电路图。在设计网络系统时,根据静电泄放、起雷电隔离等作用,确定了网络工作频率的通路条件,然后依次完成串联谐振网络工作频率的设置、二阶滤波器工作频率的设置。在设计过程中,发现元件回路电流比较大,可能会导致网络元件热损耗量的增大,尝试性采用“串臂电压降低”“并臂电流降低”“线圈铜管直径增大”“损耗电阻降低”“选用宽铜带作为元件联线”等措施,基本满足了外界射频能量倒送和边带驻波比效果的需求,并保证了中波天线网络各元件承受电压、电流的性能,确保中波天线网络的稳定性和可靠性。
2中波天线网络的调试
在完成中波天线网络设计工作后,为进一步改进中波天线网络的性能,同时检验中波天线网络能否正常运行,提出中波天线网络调试的一系列建议.
2.1天线改进建议。按照以上设计规范的中波天线,完成天线主体的安装工作,有必要同步设置天线网络调配间和地井,这一点在某些台没有予以重视。在此基础上,开始以逐级降低地阻的方式,检查网络信号的发射效果,为更为准确地检验出天线问题,可将发射机的功率开至10 kW,假设天线的零位异常,说明有驻波保护的实际需求,此时我们需要对天线的载波条件进行改进。
22电磁环境控制。在确保天线正常使用后,还需要兼顾电磁环境的影响,譬如某台的两台中波天线,其距离为100m,其中间有一个废弃的小天线,距离仅30m,尽管目前已经没有使用,但依然有阻抗的干扰性影响。对于该客观情况,调试中波天线网络时,重点检查了废弃小天线是否存在电磁干扰,经检查有信号反射迹象,于是请示拆除。在排除电磁干扰因素后,重新调试结果显示,天线频点的阻抗值,从原来的5.5Ω,提升至95Ω,再以开机试播的方法,发现发射机功率提升了25 kW,说明电磁干扰因素得到了有效排除。
2.3信号源均衡调试。在中波天线网络调配间,所使用馈管实部与虚部的阻抗值分别为11.5Ω、20Ω。调试天线网络时,经过多次试机,发射机功率在载波条件下,可达到25kW的标准,可见天线网络的状态趋于稳定。为天线驻波依然有数次报警情况,后来在信号源位置假设均衡器之后,将信号源调试至均衡状态,信号源达到了预想的稳定性效果。
2.4防水调试。某台的中波天线网络,在试播一段时间之后,基本没有出现问题,但某次降雨,驻波保护信号频繁发生。在认真检查天线后,最终发现在天线中部的绝缘子,可能被雨水溅湿,于是重新改进了天线的防水性能,在其上安装了规格比较大的防水罩,最终解决了该问题。3结语
中波天线网络的设计和调试,除了要保证网络阻抗匹配的严格,以保障其通带特性,而且需要将周围外界射频倒送影响控制最低状态,才能够提高天线网络的高效、稳定和可靠状态。本文通过研究,基本明确了中波天线网络设计和调试的方法,但考虑到中波天线网络运行环境的复杂性和多变性,我们在实际的设计和调试工作中,必须紧扣具体的设计和调试要求、条件等,灵活参考以上的设计和调试方法,方可保证这些方法的适用性。
摘要：为提高广播电视的安全播出水平,尤其是停播率问题的控制,我们需要保证中波天线网络射频功率信号发送稳定。对此,本文将从中波天线网络的设计和调试入手,目的是通过设计和调试工作,进一步提升网络射频功率信号发射的可靠性和有效性。
关键词：中波,天线,网络,设计,调试
参考文献
[1]白旭,杜春丽.中波天线调配网络对全固态发射机频响特性的影响[J].内蒙古广播与电视技术,2014,(3):91—92.
[2]骆昌赓.中波天线调配网络的计算机设计[J].数字通信世界,2014,(7):19—24.
[3]陈凤兰.中波天线匹配网络的测试与调整[J].内蒙古广播与电视技术,2011,(3):56—59.
电子工程设计教学调试台说明书 第2篇
1.各部分功能概述
1.1 上盖板概述 2
„„„„„„ 显示屏：左侧两位显示“温度测控系统”温度控制电压的“模/数转换”数值，右侧四位显示“温度测控辅助装置仿真电路”恒流输出对应的温度 „„„„„„ 制冷指示灯
北京工业大学毕业设计（论文）附录3 25 „„„„„„ 串行接口 26 „„„„„„ CAN总线接口 „„„„„„ 并行接口（打印机接口）
2.使用说明
先将电源模块安装在正确位置上，打开电源，用万用表测量其各项电压输出是否正确，以免在调试过程中烧毁或击穿其他模块上的元器件。
电源模块安装测试完毕后，关掉电源，再将其他模块安装在正确位置上，打开电源，进行调试。
调试过程中，按下按键0可在温度手动控制和温度自动控制之间切换。在温度自动控制时，按键1和按键2无效，通过“键盘模块”输入设定温度，若“温度测控系统”能正常工作，显示屏右侧四位显示的温度值会逐渐改变，直至与设定温度相同。在温度手动控制时，每按一次按键1，环境温度增加10℃，每按一次按键2，环境温度增加1℃；当环境温度增加至110℃时，若按下按键1，则环境温度变为-10℃，若按下按键2，则环境温度变为0℃。
若需要+5v、+12v、-12v直流电压或地线，可用导线从直流供电接线端子上引出。
3.注意事项
★ 在任何情况下，切勿自行拆开“电子工程设计教学调试台”，以免损坏内部元器件或带入异物导致电路短路，发生危险。★ 如果在电源线连接无误的情况下，打开开关后电源指示灯不亮或未全部亮起，请先用万用表检测直流供电接线端子是否有正确电压输出，若全部正常则是发光二极管有问题，但不影响使用；否则可能是保险管击穿，请通知指导教师。
音响放大器电路设计与调试初探 第3篇
关键词：音响放大器；电路设计；调试初探
中图分类号：TN722 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0027-02
音响放大器经历了较长时间的发展历程，从不成熟音响装置发展到性能完美。随着音响放大器的发展，很多高级大型音响开始发展起来，音响放大器电路开始从微型化向数字化、大众化发展。为了探索音响放大器的发展，必须及时对音响放大器设计和调试等进行分析。
1 设计目标
1.1 设计音响放大器
音响放大器设计要求实现音调输出控制、电子混响延时、对话筒和录音机输出信号扩音和卡拉OK半场等功能。
已知：+Vcc=9V，输出信号为100 mV的录音机；输出电压为5 mV；一个电子混响延时模块；一只负载电阻RL；一块集成运放LM324；一只4 W/8 Ω的扬声器。
1.2 主要技术指标
输入阻抗为Ri>>20 kΩ；音频控制相应在fL-fH为40 JZ- 10 kHz，负载阻抗为RL=8 Ω，额定功率是P0MA=1 W影响控制特性在1 kHz的时候，增益是0 db，100 Hz和10 kHz均有12 db调节范围AVL=AVH≥20 db。
2 音响放大器各部分的主要功能和作用
首先设计话筒放大器。一般将话筒输出信号控制在5 mV左右，当输出阻抗达到20 kΩ的时候，依然会出现低输出阻抗话筒，因此可以将话筒放大器作用理解为对声音信号的放大，最高频谱可以达到10 kHz，输出阻抗远大于话筒输出阻抗。其次设计功率放大器。功率放大器的主要作用是放大音响负载扬声器并给其提供一定的输出功率。如果负载很低，输出的功率就越大，输出信号的非线性失真尽量小，效率也就会越大。单电源供电OTL电路和正负双级供电OCL电路是功率放大器的常见电路。集成运放和晶体管均可组成功率放大器，也由专门的集成电路功率放大器。本文设计利用LZ4102音频功率放大器。
3 设计过程
确定出整机电路后，可以根据各级功能和技术指标等要求提高电压增益，计算电路参数。本次设计已经给出了电力混响器电路模块，只需要对混合前置放大器、话筒放大器、功率放大器和音频控制器等进行色剂。由于输入信号5 mV时输出功率是1 W，根据相应公式算的电路系统输出电压是U0=2.83，中电压增益Au=U0，U1=2.38 1000/5=566。由于实际电路会有损耗，所以量Au4取值600。
3.1 设计功率放大器
功放级增益Au4=1+RⅠ/RⅡ=200 Ω。其中，CR表示相位补偿，随着CR的减小，频带增加，可消除高频自激，一般将其取值为十到几百皮法。CC表示OTL电路的输出端电容，可以加工两端充电电压表示为VCC/2。取值在几百微法的电容。CD为反馈电容，消除自激振荡，取值几十皮法。CH为自举电容，可以与R0形成自举电路。让复合管T12、T13的导通电流不会随着电压升高而降低。C43和C44都是消除波纹，取值几十到几百微法。C42表示电源退耦滤波，可消除低频自激。
3.2 设计话筒放大器和混合前置放大器
前置混合放大器和话筒放大器组成的电路，如图1所示。A1是同向放大器，阻抗较高，可以与高阻话筒配合连接并作为话筒放大器Aul=1+R12/R11。
虽然四运放LM324频带较窄，但是此处放大倍数不高，完全可以满足fH=10 kHz需求。混合前置放大器电路主要由A2组成，可以将此电路表示为加法器电路，输出电压u02表示为：
从上述分析可知，输出电业有效值为u02超过37.5 mV。话筒放大器输出u01完全符合02需求、录音机输出插孔的信号u12通常为100 mV超过了U02要求，进行卡拉OK歌唱时，可以利用音量控制电位分别对声音和音乐量进行控制。完成上述操作后，依然要反复对电路设计进行调整和修正，参数可以适量变动，最后整合电路图。
4 音响放大器的主要技术指标和测试方法
4.1 额定功率
音响放大器输出失真度比小于某一数值最大功率称之为额定功率，可以将额定功率表示为：
P0=U02/Rt
其中，Rt为额定负载阻抗；U0表示R1两端最大不失真电压。
进行额定功率测量时，具体条件如下：信号发生器输出频率f1=1 kHz，输出电压有效值为U1=20 mV，音调控制器的两个电位器都放置在中间，音量控制电位器放置为最大值。零双踪示波器跟踪感测u1和u0的波形。利用失真度测量仪检测u0的波形失真。
具体测量步骤为：将功率放大器的输出端连接在额定负载电阻的R1，输出端连接u1，不断增加输入电压U1，直到u0波形不出现削波失真，然后测出此种状况下的最大输出电压，同时可由P0=U02/Rt算出额定功率。需要注意的是，测量最大输出电压时应减少U1。
4.2 输入阻抗
从音响放大器输入端进去的阻抗称之为输入阻抗（Ri）接高阻话筒时必须让其大于20 kΩ；接 电唱机时Ri应大于500 kΩ，Ri测量与输入阻抗测量一致。
4.3 输入灵敏度
音响放大器输出额定功率时需要的输入电压未输入灵敏度，表示为US。测量条件与额定功率测量方法相同。首先不断增加Ui直到其达到额定功率相对应的电压值，将此时产生的Ui值表示为灵敏度。
4.4 整体效率
η=（P0/PV）×100%
其中，P0表示出额定功率；PV表示输出额定功率时耗费的电源功率。
5 电路调试技术
可以将分级调试互粉为静态调试和动态测试。可以使用万能表测试输出端产生的直流电压。运放主要由话筒级、混合级、音调级构成，可以将静态电流表示为VCC/2，功放级也是VCC/2，而且输出电容CC两端产生的充电电源都是VCC/2。动态测试表示输入端接收到的规定信号，其各项性能的指标都可以利用示波器侧吹的波形变化分析。如果测量发现与题目要求存在较大偏差，进行电路检查。由于集成运放内部电路已经确定，所以偏差原因主要是外部元件参数产生的影响。
6 整机功能试听
①使用8Ω/4Ω的扬声器替代负载电阻Rt，进行以下试听：
话筒扩音：将低阻话筒接入放大器输入端后，保证扬声器方向和话筒方向相反，否则扬声器输出声音经过话筒传输后，就会产生刺耳的鸣叫声。扬声器讲话声音必须清晰，同时适当调整时钟频率，改变混响应延时时间。
②音乐欣赏：接入混合前置放大器，同时对音调控制级别产生的高低音调电位器急性控制，保证扬声器出音调会发生明显变化。
③卡拉OK伴唱：将录音机输出卡拉O磁带歌曲，跟随音乐歌唱，适当控制话筒放大器，调节歌唱声音和音乐声音之间的比例，改善唱歌声音。
7 结 语
本文主要对音响放大器电路设计和调试进行分析，首先介绍了实验目标，对实验各项已知条件和设备参数进行分析，并分析了音响放大器的部件的作用，然后详细分析了设计过程，最后进行了调试和测试。希望本文的分析可以给相关研究人员提供参考。
参考文献：
[1] 张文娟.音响放大器设计[J].电子设计工程，2014，（5）.
[2] 郭丽颖.音响放大器电路的设计及调试[J].甘肃科技纵横，2010，（3）.
[3] 刘建英.音响放大器电路设计与调试[J].科技致富向导，2014，（9）.
HFC网络光纤链路设计与调试 第4篇
(1) 全面了解系统所处客观环境当前的具体要求, 并加以深入分析和研究;规划的任务在于掌握未来的发展动态和趋势, 使系统设计方案能针对发展要求留出正确的余量。HFC网络光纤干线的计算十分简单, 所用到的数学工具都是普通的代数公式。但是, HFC网络光纤干线设计的关键不只是一个光链路的计算, 它还涉及到前端/中心设备配置、光节点的分布安排、同轴分配网以及用户端设备的技术指标考虑等。
(2) 考虑未来发展需要, 光缆芯数要有充分的预留。光缆链路 (因为距离较短) 采用1310nm波长, 光缆采用1310nm单模光纤, 光缆每公里损耗按0.4dB/km计算 (含熔接损耗) 。建立总前端+1310nm光纤星形网+同轴分配网。
(3) 光接收机采用-2dBm接收, 理论计算光纤损耗是按1310nm 0.4dB/km, 实际情况是线路损耗小于以上数值。光接收机在0～1dBm接收时CTB、CSO变差, 光接收机理论按照-2dBm接收设计, 对以后故障断缆熔接或线路改造要有1dBm余量。
(4) 应尽量选用功率相同的光发射机, 保证C/N、C/CSO、C/CTB各项指标, 便于备用。
(5) 要充分考虑地埋管道的建设, 网络主干线支干线使用光缆, 用户网使用同轴电缆, 提高信号传输质量。下行电视业务带宽为750MHz, 每个光接收机给50户左右的用户服务。每个光节点8芯, 下行广播方式电视信号占用两芯, 数据业务及互动点播回传占用两芯光纤, 四芯作为备用。
(6) 网络结构采用星型结构为主, 光节点的用户覆盖范围划分因遵循不跨越公路、不出规模小区、不跨越街道等自然属性, 并结合实际情况综合安排。
(7) 前端机房、架空光缆、电缆线路以及光接收机、放大器都要进行安全防雷设计。等电位连接与接地, 光缆、电缆长距离传输, 每隔500米处钢绞线安装接地极, 其接地电阻小于≤4欧姆, 减少50Hz电气干扰, 配备不间断电源UPS, 发电机或多路电源送电。
2 光纤链路设计
2.1 设计步骤
第一步:从整个HFC网络系统要求出发, 规划系统各部分的技术指标分配, 由此得到光纤干线要求达到的光链路技术指标。
第二步:根据光缆实际路由图设计出合适的网络拓扑结构, , 即在星形、树形、星-树形、环形结构中选择其中一种或两种以上的结构作为HFC网络光纤干线网的拓扑结构。
第三步:根据已选定的网络拓扑结构将光缆实际路由图变为可方便计算的光纤网络计算图, 并在网络计算图上标注相关的距离及参数值。
第四步:将网络计算图上的相关数值, 代入相应的计算公式, 计算出相应的结果。
2.2 技术参数
在计算时需要的技术参数有:
λ——工作光波长
PT——发射光输出光功率 (dBm)
Ls——分光器损耗 (dB)
Ki (i=1、2、…n) ——分光器输出端各条光链路的分光比 (%)
Pi (i=1、2、…n) ——分光器输出端各条光链路输入光功率 (dBm)
Li (i=1、2、…n) ——分光器输出端各条光链路光缆长度 (km)
Pri (i=1、2、…n) ——光节点平均接收光功率 (dBm)
Lc——光纤活动连接器损耗 (dB)
α——光纤损耗系数a——光纤活动连接器数量
Lm——光链路预留的损耗余量
2.3 光纤干线设计计算公式
(1) 分光器输出端各条光链路输入光功率Pi=αLi+aLc+LM+Pri, 光链路长度Li在计算中应取为Li= (1.05-1.1) Li′, 式中Li′为实际路由长度。
(2) 分光器输出端各条光链路的分光比Ki=Pi.∑Pi (i=1、2、…n) ×100%。
(3) 发射光功率PT=∑Pi (i=1、2、…n) +Ls。
(4) 光链路的总损耗Ai=αLi+10lg (1/Ki) +aLc+LM+Ls, 若不等式PT-Pri≥Ai成立, 则设计正确。
3 举例分析
假设距离前端有15个服务点, 考虑未来扩光节点和开展多功能业务的需要, 预留相应光纤余量。如图1所示。
3.1 主光链路节点的光功率损耗计算
计算公式推导过程为:
进行相应计算得到-2 d B对应0.63m w, -3d B对应0.5m w, -1d B对应0.79mw, 0dB对应1mw, 1dB对应1.25mw。
其中:L为光链路长度, 0.5dB为分光器的插入损耗, 2×0.5dB为两个光连接器损耗, -2dBm为光接收机的输入功率。
算出各点光功率损耗后将15个光节点分为5组 (相加求和取近似值) 。
根据计算结果发现都在12mw以下, 因此光发射机的光功率都取12mw, 便于备份。
3.2 分光比的计算
光纤路由确定后, 每条光链路的损耗也就确定了, 搭配适当的光分路器, 计算出各分路器的分光比, 使不同的光路具有基本相同的损耗值;光发射机尽可能选用同规格的机器, 便于今后备机和维护。
3.3 计算光链路总损耗A
计算公式为:A=0.4L-10log10K+0.5dB+2×0.5dB
其中:L为光链路长度, K为分光比, 0.5dB为光分路器的插入损耗, 2×0.5dB为两个光连接器损耗。
计算得A1=0.4×4.7-10lg12.61+0.5dB+2×0.5dB=12.37dB, 依次计算A2, A3…A15结果都在12.5dB左右。
3.4 验证个光节点处的输入光功率
计算公式为:光节点接收功率=光发射机功率 (dB) —光链路损耗 (dB)
根据dB=10×log101000Pmin=>Pmin=10 (-3+dB/10) , 可知12mw对应10.79dB。
计算得P r1=P T-A1=10.79d B-12.37dB=-1.58 dB。同理算出Pr2-Pr15值, 结果均在-1.80dB左右。由此可知, 所有的光接收机的输入功率均优于-2dB, 符合设计要求。
4 设备选型、指标分配、光纤链路的调试
规划设计时将光传输设备尽量同一型号、同一规格、光发射机、光接收机统一功率, 提高设备的可互换性, 便于维护, 可降低设备的备用品种和数量, 降低运行成本, 系统的可靠性、安全性得到加强。根据提供设备公司的资料:在接收机接收功率为-2dBm时, C/N>47dB、CTB>60dB、CSO>60dB;为满足设计要求选择在光链路损耗为13dBm时12dBm的光发射机的C/N>51dB、CTB>65dB、CSO>60dB。光传输部分CTB、CSO设计过高对整个系统来讲贡献率不大, 需要严格控制光传输设备的分项指标。
在整个光纤链路系统的设备安装完毕及所有光缆敷设、接续好后, 首先应检查所有光纤的技术指标, 关掉所有正向接收机内反向发射器的电源, 保证没有光信号发射出来, 在前端用光时域反射仪对每根传输的光纤进行测试, 记录出每根光纤各段的长度、光损耗、每个熔接光接头的损耗以及整段光纤的点光损耗。用场强仪确定光发射机的射频输入电平是否平坦且大小是否符合发射机的要求, 打开发射机的电源开关, 在光配线盒处拆下相应的活接头, 用光功率计测试光发射机的输出功率是否符合规定指标, 并记录以上所有数据, 以便将来维护参考。在光接收机出, 拆下活接头, 用光功率计测试其光功率的强弱, 记录此数据, 以便将来维护。光信号输入如果太弱, CNR将会变差, 光信号太强, 一方面对光信号有浪费, 另一方面将会影响CTB、CSO等指标。在光检波模块输出测试孔处检测、分别调整高、低频段光检波线路的增益和斜率, 特别注意高、低频段分割点处的电平, 使其整个频段的电平保持平坦, 再调整全频段的放大增益和斜率, 使输出电平达到设计要求。
摘要：本文简述了HFC网络光纤链路设计与调试方法、有线电视HFC (光电混合网) 光纤链路设计时的注意事项以及光纤链路设计步骤和干线网的技术参数, 通过实例中光缆实际路由图设计出合适的网络拓扑结构, 将光缆实际路由图变为可方便计算的光纤网络计算图, 将网络计算图上的相关数值代入相应的计算公式, 计算出相应的结果, 得出合理的设计方案。
设计调试 第5篇
全高清实时视频显示
嵌入式系统设计与调试
课程名称
姓名学号
年级专业
嵌入式系统设计
彭嘉乔
3130104084
大三
电子信息工程
所在学院
电气工程学院 全高清实时视频显示嵌入式系统设计与调试报告
3130104084 彭嘉乔
心得体会：
我想了想，还是决定把心得体会放在这里。毕竟基础实验大家做的都是一样的内容，何况我们做的水平也就那样，Phase5还没有做完。但我的感想是独一无二的，不如把最有价值的部分排版到最前面。
如果让我直观总结下这22天小学期的感受，我会毫不犹豫地说：“累”。如果要具体点的话，“真的很累”。这种累，不仅是身体上的累，更是心累，大部分时候是一种深深的绝望。
我对这门课是有心理准备的。上课前我就看过往届学生写的报告，无一例外充斥着“大学最累的课”“大学生涯难度最高的课”“累得昏天黑地”这种话，然而我还是有着迷之自信。其实如果我不是有着迷之自信的话我压根就不会选这门课，毕竟我之前没有上过数字系统设计，没有任何与FPGA板开发有关的经验，对这门课的内容完全是两眼一抹黑。
这门课一开始是早上八点开始，到下午五点结束，后来才改成了早上八点半开始。最初我根本不适应这样的强度，而且由于这样改变了我睡午觉的习惯，导致我第一周每天回寝室后都先补觉睡到九点，再起来继续白天的进度到凌晨三点再睡觉，作息严重混乱。后面稍微调整过来了，回寝不需要补觉了，只是昏昏沉沉一晚上而已。
从Phase2第一次要求自己写代码开始我就感觉到了巨大的压力。因为没有上过数字系统设计，我压根就不会Verilog语言，得拿着数设的书从零开始自学，以致于连写个激励源文件都要折腾一天时间。这门课的玄学之处也从写这第一个testbench开始出现，我照着书上的例子一模一样的形式写的都运行不了。
当然这只算小儿科的，Phase2.3把之前的几个文件综合起来，本来分别检验都符合要求，综合起来后出现了严重的bug，仿真显示scl的输出有一半是高阻态，sda的输出始终为高阻态。即使将其强制赋值为1再输出仍然不行。我在i2c文件里通过注释掉其余语句逐句检验也发现不了问题。偶然间我发现，当注释掉与sda有关的一切，删掉sda的输出引脚后仿真显示scl正常，注释掉scl后sda仍然全为高阻态。我开始猜测是不是sda引脚出现了干扰，甚至去检查约束文件。为了这个bug我整整耽误了两天，最终在万念俱灰走投无路的情况下我干脆重建了工程把代码原样复制了进去，结果仿真就正常了„„
有趣的是重建工程前还可以生成bitstream文件，重建后就不行了。明明是一样的代码啊„„再花半天终于生成了bitstream文件，我也不知道怎么弄好的，然后烧录上去果然不能用，即使仿真波形和老师给的标准波形一模一样。干脆全部推倒重写吧。
这样的玄学在之后的实验中会一而再再而三地发生。同样的代码，重建工程复制进去就是截然不同的结果。同一个工程没有任何改动，重启下电脑就不能用了。同样的bitstream文件每次烧录显示都不同。一模一样的操作步骤在别人的电脑上行得通在自己电脑上就报错。不仅是我，其他同学也都发现了，人人都知道了重建大法好，出bug第一反应不再是去找原因而是先重建试试。想想以后我用的电子产品可能就是这样一群人用这样的方式做出来的，简直慌得要死。
除了玄学，很多时候一点小问题也会耽误我们一整天的时间。或者是数百行代码里的一句话，或者是软件的一个设置。在此不得不吐槽一下vivado和SDK都实在是太复杂太用户不友好了，如果老师不多教教软件的使用，告诉我们软件各个部分各种功能都是做什么的，只靠我们自己摸索实在是太难了。其实除了玄学问题我们真的没办法以外，大部分问题我们最终发现都是很简单的小问题，如果经验丰富的话很快就能解决，可让我们这些新手来自己解决的话往往无从下手，像无头苍蝇一样浪费非常多的时间。
整个小学期，我们可能只有5%的时间真正在写代码，70%以上的时间双眼空洞地盯着电脑屏幕，仰天长叹乞求上苍告诉自己究竟错在了哪里。当然上天不会回应，助教也不会。当我发现无论我问什么助教都会回答：“讲义上有自己好好看看吧”而我确定一定以及肯定我把讲义上的每一个字都看过了而且确实没有答案的时候，助教在我心中就已经不存在了。
虽然我可以理解老师和助教希望我们自己解决问题以提升能力积累经验的苦心，但是我质疑这样是否有效率。让高中生提前接触微积分他或许会感受到数学的美和神奇进而爱上数学，而换成个小学生只会感到枯燥厌烦。适当拔高确实可以考验打磨学生，拔得太高拔苗助长只是种折磨。如果在好几个关键时刻有过来人抬我们一手，稍微指点一下，我们的进度起码可以快一周，Phase5可能就做出来了，攀登到高峰看到最美的风景，创新实验也能做得更好。可实际上我们在很多没有意义的细节上浪费时间，向着看不见的敌人挥拳，收不到任何正反馈，仿佛身体被掏空一般难受。
我并不怕苦怕累，毕竟能考进浙江大学，吃不得苦高考就被淘汰掉了。可大多数时候我知道自己吃苦能换来什么，知道自己忙得有意义能忙出成果，但在这门课里大多数时候是“穷忙”，结果每天在电脑前忙个不停，却可能一整天都找不出bug原地踏步，没有任何充实的感觉，反而觉得异常空虚。
或许是作学生太久了变得娇惯了吧，觉得世间万事都该让着自己。幸好在我最烦躁最愤怒的时候被老师浇了一盆冷水，现在还记得特别深刻：“以后工作的时候，没人会问你遇到了什么问题，只会问你做出来了没有。”
这么一想大概也就释怀了吧。这个世界就是这么残酷啊，我确实可以找一万个理由来解释我为什么做得这么差，可还是掩盖不掉一个现实就是别人做出来了可我没有。没做出来就是没做出来，还是老实承认自己太菜吧。其实世间所有的不如意，都是自己不给力。
毕竟学渣是原罪。
以下是具体的实验过程。
Phase1、基于 Xilinx Vivado 的嵌入式系统设计入门实验。
Phase1是整个实验的入门，与其他实验相比，实验很简单，不过因为没有指导，需要自己摸索，所以，也是花了我们半天的时间。这次实验是对vivado软件的初步认识，如建立project，IP，sdk等等。
Phase2、设计 HDMI 控制器。
Phase2首先进行的是HDMI控制器的硬件设计，根据时序图得到hsync，vsync等信号和clk信号的关系，实验需要进行720p和1080p的设计，程序编写并不困难，但是由于对verilog语言的陌生，我和队友在testbench的编写上花费了较多的时间，后来经过上网找例子教程才明白，弄懂之后发现并不难，主要包括复位信号，时钟信号和输入信号，这些语句在不同的程序里大同小异，一次编写成功后，基本就掌握了testbench的编写。
下一节进行的是I2C总线控制器设计，以前曾经学习过I2C，所以我先是找了以前的I2C协议的程序，然后参考程序写出I2C协议，先是将频率转化为CLK_100K_A和CLK_100K_B，再利用二者的 | 或者&得到CLK_100K_SDA和CLK_100K_SCL,在这两个时钟下进行i2c_scl和i2c_sda的计算，最后经过仿真观察波形确定程序的正确性。
第三节是在前两节的基础上进行HDMI 显示测试图硬件电路设计。首先接触到的是yuv422编码方式，在理解这种编码方式上花费了一些时间，尽管如此，在之后还是出现了反色的问题。反色问题的原因是因为技术行数据写入了偶数行，使得yuyv的排列变成了yvyu，解决方案是地址整体加1或者减1。实验还是分为720p和1080p两部分，但是其实两部分差不多，所以我们为了节省时间，只做了和后面实验有关系的1080p部分。显示彩条和彩色砖块都是对地址进行划分。之后的显示小飞机需要从rom中读取数据，这一部分的步骤按照实验讲义进行，在rom的读取语句中有些困惑，经过询问同学，知道输入输出对应rom里用到的引脚便可。
在显示小飞机的实验中，图片出现了左右偏移的情况，最左侧一列为绿色，按照我们的想法，将loc_x地址加2进行调整，如果不够，再加2，然而加到8后最右侧一列已经出现明显偏移，而最左侧一列仍然是绿色，这让我们意识到，最左侧一列可能根本没有显示信号。进过检查代码，enable信号响应需要时间，由于在读取像素点信息时引入了enable信号，当扫到第一列的时候enable仍为0，导致第一列没有获得像素点信息。进行相应的更改，显示器上得以在每一处均有显示。最后经过合适的调整，使得显示不偏不倚。
Phase3、AXI-Lite 接口的设计。
Phase3 是从软件给出的AXI-Lite协议修改得到自己要用的AXI-Lite协议，封装成IP核添加到Block design中，利用cpu提供的150Mclk执行。这是我第一次接触到AXI协议，为了弄懂AXI-Lite协议，我阅读了讲义上提供的英文参考资料，因为对AXI协议没有基础，所以在阅读过程中比较吃力。在通读一遍后，对AXI协议有了简单的了解。从phase4.1中得到了zju_ip的AXI_Lite协议，尝试着去理解这个协议。AXI_Lite协议包括端口定义，各种信号和对register或者rom的调用。我们主要做的内容就是讲zju_ip中的register调用改为rom调用。在调用之前的I2C程序时，需要注意输入输出的匹配。
IP封装时，选择package current resource，完成封装后，就可以在Block design中直接调用创建的IP，选择自动连接，然后将输入输出引脚引出。Block design完成后，有时会发现IP核中的错误，需要对IP进行修改，可以直接找到IP的程序文件用记事本或其他阅读软件打开修改保存，然后在upgrade IP，然后generate outputs得到更新后的IP。直接在已创建好的IP上进行修改更新，比重新封装一个新的IP要简单快捷。
搭建好block design后，生成比特流文件并打开sdk，在sdk中编写软件，用cpu通过axi协议访问rom，对rom进行读写的操作。
Phase4、AXI-Full 接口的设计。
Phase3中用到的是axi slave，在phase4中用到的是axi master，master的程序代码与slave相比更加繁杂。在4.1提供了一份波形图供参考，我们通过波形图分析各个信号之间的关系。在信号的关系中，txn_request信号和axi总线的关系最为复杂，也最为重要。txn_request信号
sdk写完后进行烧录，出现了绿屏的现象，这是因为没有在sdk中写入elf文件，写入elf文件后在显示器上显示花屏，这是因为airbus.h文件没有正确的放入sdk中。在修改了一些错误后，终于在显示器上有了显示。
示器上显示出的大飞机图片出现了左右偏移的情况，且偏移的幅度很大。我们又开始进行漫长的debug过程。先是修改了地址位，结果大飞机却出现了雪花，急忙将地址为修改回来。后来，听从同学的意见，我们将fpga板子重启，重新烧录，在显示器上得到了正确的显示。
全高清数码相框的实验中，短学期已经将要结束，我们直接应用了老师提供的bmp.c和main.c代码，不过直接用这写代码在编译时不通过，问题出现在“f_mount(0,&fs);”一句，报错的原因是因为参数不够，打开“ff.h”文件查看f_mount的用法，并进行修改，编译得以通过。向sd卡里复制bmp图片，然后查到板子上，烧录后在显示器上没有显示图片，而在sdk中显示“airbus1 open success”和“It is not a bmp file”，出现这个问题的原因是因为main.c中的“sprintf(filename,“0:/bmp1080p/airbus%d.bmp”,j);”语句与sd卡中的bmp文件名airbus_1不匹配所导致，修改语句为
“sprintf(filename,“0:/bmp1080p/airbus_%d.bmp”,j);”bmp文件能够在显示屏上正常显示。这是出现的又一个问题只能显示前airbus_1.bmp至airbus_9.bmp这9张图片，这是因为文件名不能超过8个字符，我的解决办法是直接删掉airbus_9之后的图片并修改main.c中的for循环语句的循环次数，使得能够在显示器上循环显示9张图片。
Phase5 全高清摄像头视频采集
设计调试 第6篇
关键词：无线通信；采集控制器；时钟同步；中心主站；数据采集单元
中图分类号：TM933文献标识码：A
新建超、特高压输电线路投入运行前，为考核线路的绝缘性能，在线路首端对断路器进行分闸、合闸连续操作，以模拟系统的操作电磁暂态过程。试验过程中测量输电线路的电压、电流信号，以反映线路的绝缘状况＼[1-3＼]。
现有的测量系统通常由电容分压器、电流互感器、光电隔离器和录波仪等组成。为保证试验过程中测量人员人身安全，并给测量仪器进行供电，通常将光电隔离器、录波仪等设备布置于室内，通过电缆将变电站现场电容分压器低压侧电压信号、电流互感器二次侧电流信号与室内仪器相连＼[4＼]。该测量方法异常繁琐，部分大型变电站，电缆长度可达百米，现场布线工作量大，由于受变电站复杂电磁环境的影响，在电缆中可能感应出较高的过电压，影响测量系统安全运行的可靠性＼[5-8＼]。
目前，国内外很多研究者将无线测控技术应用于高压输变电设备的状态监测中，例如应用Zigbee，WiFi，Wimax，UWB，蓝牙等无线通信方法进行电能计量抄表、高压开关柜、变压器运行状态监测等＼[9-12＼]。上述方法各具优缺点和应用范围，例如：Zigbee适用于近距离、低速率、低成本的无线测控和状态监测。针对输电线路调试，电压电流信息采集点通常距离站控室较远（50～100 m），同时需承受变电站复杂电磁环境影响等，目前鲜有无线测控技术应用文献报道。
本文采用2。4 GHz频段高速无线网桥进行数据通信，设计了一套基于无线传输的输电线路调试测量系统。采用基于IEEE1588协议的高精度时钟同步模块以便于多节点数据的同步传输；将传输数据进行双通道异步处理，以提高数据传输速率。使用本文设计的测量系统，在江苏电网某500 kV变电站进行了性能测试，验证了测量方法的可行性。本系统避免了复杂的布线工作，保证测量系统的安全，大大减少试验工作量。
湖南大学学报（自然科学版）2015年
第10期孙秋芹等：基于无线传输的输电线路调试测量系统设计与实现
1测量系统总体结构
基于无线传输的输电线路调试测量系统结构如图1所示。
该测量系统由无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点组成。其中，无线中心主站面对用户，负责控制采集传输节点和接收采集传输节点数据，同时进行数据存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等；无线电压、无线电流采集传输节点与电容分压器、电流探头相连，采集相关数据并通过无线模块将数据实时上传到中心主站。测量过程中，无线电流和无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块进行时间同步。
图1基于无线传输的输电线路调试测量系统
Fig。1Measurement system for the testing of transmission
lines based on wireless communication
1。1电容分压系统
考虑到测量系统的带宽及测量方案的简易性，测量过程中，利用变电站电流互感器电容式套管和小型电容器共同构成电容分压系统，其结构示意图如图2所示＼[13＼]。电容分压系统等效电路如图3所示＼[4＼]。
图2电容分压系统结构示意图
Fig。2Schematic diagram of capacitive
voltage divider system
图3中，C1为电容式套管等效电容，C2为分压电容器电容，ui（t）为输电线路一次侧电压，uo（t）为分压电容器二次侧电压。
uo（t）ui（t）=C1C1+C2≈C1C2。（1）
为保证测量仪器和试验人员的安全，电容器输出电压信号幅值在100 V内。针对超高压电流互感器电容式套管，其电容量通常为纳法级，综合考虑，将分压电容器的值设为4 μF。
图3电容分压系统等效电路
Fig。3Equivalent circuit of capacitive
voltage divider system
1。2电流分流系统
本文采用霍尔电流传感器，将其安装于电流互感器二次侧，共同构成电流分流系统，其原理如图4所示。
图4霍尔电流传感器
Fig。4Hall current sensor
当原边导线经过电流传感器时，原边电流Ip产生磁力线，磁力线集中在磁芯气隙周围，内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的，大小仅为几毫伏的感应电压，通过电子电路将该微小的信号转变成副边电流Is，原边电流Ip与副边电流Is满足如下关系式：
Is×Ns= Ip×Np。（2）
式中：Np为原边线圈匝数；Ns为副边线圈匝数＼[14＼]。
2测量系统硬件设计
2。1无线电压、无线电流采集传输节点
无线电压与无线电流采集传输节点主要由A/D模块、无线通信模块、控制器模块和时钟同步模块等组成，其结构如图5所示。
图5采集传输节点结构
Fig。5Schematic diagram of acquisition
and transmission node
各模块结构如下所述。
1）A/D模块。无线电压、无线电流采集传输节点A/D模块均采用MAX125芯片，可以实现多路信号的同步采集。采样精度设置为16位，单通道的最高采样速率为250 ksps。无线电压、无线电流采集传输节点采用独立电源，以减少变电站电磁干扰。
2）无线通信模块。无线通信模块采用Karlnet2400系列无线网桥，通信频段为2。4 GHz，支持点对点和点对多点的网络通信。由于不采用电缆，可避免空间电磁耦合引入的传导干扰影响。此外，变电站干扰源主要可分为工频与谐波干扰源（50 Hz及其谐波）、少量的甚低频干扰源（30 kHz以下）、载频干扰源（10～300 kHz）、射频及视频干扰源（300 kHz）等。采用2。4 GHz通信频段，可远离工频、谐波、载频等干扰源。
中心主站无线通信模块提供一个10/100 Mb/s网络IP 接口，通过网线与服务器相连。无线电流、无线电压采集传输节点分别提供一个10/100 Mb/s网络IP接口，与采集控制器相连。无线网桥间实现相互通信。
3）采集控制器。采集控制器实现高精度数据采集、通过特定算法确定暂态触发事件、通过无线通信模块实时上传数据到中心主站，本地保存重要数据等。本测量系统采集控制器采用ARM与FPGA相结合的架构方式。其中，ARM系统采用Cortex A8处理器，负责与中心主站进行通信，管理数据的采集和传输，确定触发事件发生。FPGA控制A/D数据的采集、时间同步、时间戳标记。
FPGA获取A/D模块数据，通过时钟同步模块M50获得时钟同步信息，将时间戳标记到每帧数据的帧头，然后将数据放入ARM系统的内存中，由ARM中运行的采集控制软件系统处理，此后通过无线模块上传到中心主站。
4）时钟同步模块。时钟同步模块对采集的数据进行时间戳标记，以便于多节点数据在中心主站上的同步显示和分析。本测量系统采用基于IEEE1588协议的高精度时钟同步模块。上述协议中定义了4种消息Sync，Followup，DelayReq和DelayResp，用来测量前向（主时钟至从时钟）和后向（从时钟至主时钟）路径的通信延迟。消息Sync和Followup由主时钟设备发送，从时钟设备负责接收这些消息，并计算主时钟设备到从时钟设备的通信路径延迟，对应产生的同步精度在无线网络条件下可达微秒级。
时钟同步源采用GPS，由无线中心主站作为授时主钟，对各节点进行时钟同步。时钟同步模块提供精确的秒脉冲、TOD（Time of Day）以及10 MHz脉冲波，其硬件结构如图6所示。
图6M50时钟同步模块结构
Fig。6Schematic diagram of M50
clock synchronization module
2。2中心主站
无线中心主站由服务器和客户机组成，其中：服务器负责处理分布式采集节点的大数据，包括分布式数据接收、对齐、存储、转发等功能。客户机对服务器、采集节点进行设置，监控采集节点行为，显示和分析波形数据等。
本测量系统中服务器采用基于X86平台的工业便携式服务器主机，单核CPU频率为2 GHz，服务器配备无线通信模块负责中心主站与采集节点间的无线通信，采用Unix操作系统；客户机选用X86 PC机器，采用Windows 7操作系统。
3测量系统软件设计
测量系统软件主要包括采集控制器端软件系统与中心主站软件系统。其中，采集控制器端软件系统负责与中心主站通信，接收和执行中心主站命令，进行数据采集、数据本地保存、数据上传等工作。主站软件系统包括数据采集传输节点软件系统、数据接受处理中心软件系统等，进行数据的采集、传输、处理及波形显示与分析等。
3。1采集控制端软件系统
采集控制端软件系统结构如图7所示。
图7采集控制端软件系统结构
Fig。7Structure of acquisition controller
software system
采集控制端软件系统包括普通波形缓冲区与重要波形缓冲区两部分。其中，普通波形缓冲区实时向测量系统上传测量数据，每秒传输速率约为40 k；重要波形缓冲区本地保存测量数据，防止重要数据的丢失。本测量系统中，重要波形缓冲区设置保存10 s的试验数据（约400 k），在传输过程中丢失采样数据时，可在监控端向采集控制端发送命令以获取细节信息。
3。2中心主站软件系统
中心主站软件系统包括电压数据采集传输系统、电流数据采集传输系统、数据接受处理中心系统、波形显示和分析系统。
采集节点传输给中心主站的数据格式是每100 ms一帧的200 k采样格式数据。无线电压、电流采集节点上的数据采集程序运行在QNX上，通过Socket API发送数据包到中心主站。数据汇总程序运行在Web服务器上，网络连接采用Mina库。中心主站的控制是通过在浏览器上输入URL来进行在线配置。
1）数据采集传输节点设计。电压数据采集传输系统和电流数据采集传输系统由采集探头驱动层和数据传输层组成。 采集探头驱动层负责接收探头采集到的原始数据，按照探头特性和探头变比参数进行数据转换。
驱动层转换数据后，经由数据传输层将数据暂存到缓冲区中。为了避免接受缓冲区和发送缓冲区之间的同步延长时间，将接收和发送公用一个缓冲区。为了避免因接收和发送速率不同带来的缓冲区数据堆积，系统缓冲区采用生产者消费者队列模型，一边采集接收数据，一边发送数据。
2）数据处理中心设计。数据处理中心用于接收来自电压、电流数据采集传输系统的同步实时数据。考虑到200 k数据的传输对无线带宽的要求比较高，对传输数据进行压缩和异步处理。将原始的200 k数据分为两个通道进行发送，一个是实时通道，另一个是异步通道。实时通道将数据实时发送到处理中心节点用于动态波形显示；异步通道将数据在后台下载到数据中心中。数据采用压缩且哈希索引的方式进行存储。数据处理中心同步发送策略如图8所示。
图8数据处理中心同步发送策略
Fig。8Strategy of data sending of data processing center
4试验验证
为验证调试测量系统的性能，在江苏电网某500 kV变电站进行了性能测试。试验线路运行方式如图9所示。
图9试验线路运行方式示意图
Fig。9Operation mode of testing transmission lines
输电线路参数： R1=0。001 9 Ω/km，R0=0。167 5 Ω/km，L1=0。913 6 mH/km，L0=2。719 0 mH/km，C1=0。013 8 μF/km，C0=0。008 3 μF/km，输电线路长度为90 km。
试验过程中，西津渡变断路器S2处于分闸状态，对茅山变断路器S1进行分合闸操作，测量线路首端的电压和电流，试验现场电流互感器如图10所示。输电线路调试测量系统如图11所示。试验过程中测录的典型电压、电流波形分别如图12和图13所示。
图10电流互感器
Fig。10Current transformer
图11输电线路调试测量系统
Fig。11Measurement system for the
testing of transmission lines
t/s
图12输电线路电压
Fig。12Voltage of transmission lines
t/s
图13输电线路电流
Fig。13Current of transmission lines
该测量系统可满足变电站现场测试要求，由于采用2。4 GHz频段无线通信，测量过程受变电站电磁干扰影响小。
5结论
本文设计了一套基于无线传输的输电线路调试测量系统，由无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点组成。利用互感器电容式套管和电容器组成无线电压采集传输节点，基于霍尔电流传感器和电流互感器组成无线电流采集传输节点。采用2。4 GHz频段高速无线网桥进行数据通信，避免了变电站电磁波的干扰影响。基于IEEE1588协议的时钟同步模块实现了多节点数据的时间同步；建立了新的数据同步发送策略，提高了数据传输的效率。本测量系统实现了数据存储、波形显示、数据分析和报表自动生成等功能。在江苏电网某500 kV变电站进行了性能测试，验证了测量系统的有效性。
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嵌入式Lua脚本远程调试设计 第7篇
关键词：远程调试,Lua脚本,宿主程序,调试代理
1、引言
作为一种嵌入式语言, Lua可以嵌入到其他多种宿主语言之中, 实现各个独立功能的胶合, 从而形成完整功能, 同时也可以实现应用功能的扩展, 因此近年来得到了非常广泛的关注。
Lua是一种简洁、高效的和灵活的可扩展解释语言, 通过Lua程序可以实现复杂的应用。但是软件的开发周期和成本与调试过程密切相关, 调试时间在总开发时间中占据相当大的比例, 因此调试器是软件开发必不可少的工具。
目前, 在嵌入式系统软件开发中, 调试通常采用如下几种方式:软件插桩、在线仿真与片上调试。但是在嵌入式环境中, 运行于目标机宿主程序中的Lua程序代码与目标机平台无关, 执行Lua代码的虚拟机 (VM) 模块本身可以视为一个特殊的处理器, 同时由于上述调试方法与特定平台的交叉编译器密切相关, 因此传统的调试器和调试方法不适用于对Lua程序的调试。虽然Lua内嵌了调试所必需的原语, 但是并没有提供成型的调试器, 因此设计Lu a调试器对于嵌入式Lua产品的应用至关重要。
本文结合Lua语言调试原语, 采用远程调试方法, 设计了嵌入式环境下Lua远程调试涉及的关键内容。
2、远程调试
在嵌入式环境下, 被调试目标程序运行的目标机环境与通用计算机的环境有很大的不同。通常嵌入式软件环境中目标机CP U处理能力有限、内存容量小、没有文件系统和操作系统等, 调试器很难与目标程序一起运行在目标机器上, 因此对嵌入式系统软件的调试一般不采用本地调试而采用远程调试的方式。远程调试涉及主机和目标机两个因素, 需要在主机上通过调试器调试运行于目标机上的程序代码。在嵌入式环境中对于嵌入在宿主程序中的Lua程序的调试同样采用远程调试的方法。本文介绍的远程调试仅针对Lua程序, 不涉及宿主程序的调试, 因此无需关注对宿主程序的调试代码注入以及Lua脚本到宿主程序的调试穿越等方面问题。
在远程调试模式下, 主机上运行的调试器通过特定协议在指定的端口发送各种调试命令到目标机的代理程序, 通过协议接收用于查看和显示程序运行状态数据。目标机上调试代理程序分析并执行接收到的调试命令, 通过语言本身具备的调试原语控制程序执行的并返回程序执行的各种当前状态和相关数据, 图1。
实现完整的特定嵌入式环境下的Lua远程调试系统需要完成主机上的调试器软件、定义现目标机与主机之间的通信协议以及完成调试代理功能。在目标上涉及平台硬件以及操作系统部分的功能可以在宿主程序中实现, 从而实现调试器与目标机的无关性, 调试代理程序与平台及操作系统的无关性, 使调试系统不依赖于特定的目标平台和特定的操作系统, 为今后多平台调试系统的实现提供基础。
3、调试原语
Lua本身提供了一个编写调试系统所必需的具有的原语, 即在目标机端实现了基本的与调式相关的自省函数 (introspective fu nction) 和钩子函数 (hook functon) 。通过自省函数提供检查运行Lua程序各方面的数据, 如:活动函数的栈, 当前运行的行号等。
语言提供的由宿主程序使用的最主要的自省函数是lua_getinfo函数。其C语言函数原型为:
它的第一个参数为当前执行的Lua状态或者线程指针;第二个参数为控制参数, 决定自省函数返回当前指向的线程的哪些信息;第三个参数为活动记录指针, 指针指向的内容为当前线程执行堆栈。通过自省函数可以获取当前执行的Lua函数定义位置、类型、名称、变量的类型、上值 (upvalue) 数量以及活动行的集合等丰富的执行状态信息。完整的活动记录内容描述如下:
钩子函数用于跟踪程序的执行, 函数会在程序运行中某个特定事件发生时被调用。有四种事件会触发一个钩子:当调用一个函数时产生的call事件;当函数返回时的retur n事件;当开始执行一行新代码时的line事件;执行完指定数量指令后产生的count事件。语言提供的由宿主程序使用的钩子函数是lua_Hook函数。其C语言函数原型为:
每当钩子函数被调用后, 会自动填充活动记录ar所指向的区域。钩子函数功能需要根据嵌入式宿主软件环境以及调试功能的不同具体实现。
4、调试协议设计
远程调试通信是目标机调试代理与主机调试器之间通信的重要手段。协议约定不仅会涉及主机与目标机的功能划分, 同时还决定调试可靠性与的效率。调试协议设计应能适应串行通信方式的各类通信接口, 如:UART、USB等。
协议在格式上采用ASCII方式, 所有内容除开始与结束等控制字符之外均为可见字符, 简化了采用二进制通信的控制字符的转义问题。其基本格式设计如下:
起始符:
功能码:
包索引:[
数据集:[[SPT][DB1][SPT][DB2]…[SPT][DBn]]
结束符:
数据集在格式上由若干个数量不固定的数据块 (DBx) 组成。数据集的具体格式与功能码严格对应, 不同类型的功能码对应的数据集有所不同。数据集可以包含如下数据块:
所有数据块均为连续的字符串, 边界由字符串默认分隔符’�’确定, 因此在整个通信协议中控制符仅包括STX、EXT和SPT三种, 协议的设计较为简洁。
上述通信格式同时包含了对约定发送与接收数据帧格式的约定。调试通信过程非简单的应答停止等待通信方式。对于目标机返回的结果, 主机支持非请求 (Unsolicited) 与请求 (Solicited) 两种方式。对于Solicited方式, 目标机可以通过功能码确定要执行的调试动作, 对于Unsolicited方式主机可以通过包索引确定发送的数据所要更新的主机内容。
包索引由位于主机的调试器产生, 当调试器需要查询某个变量类型的相关调试信息时, 调试器自动产生一个唯一的包索引号, 该索引号表示当前该变量。例如:当主机发送该查询命令至目标机, 但是目标机由于某些原因无法及时应答时, 主机可以继续执行其他与调试相关任务, 而无需在指定的时间内要求目标机应答。当目标机完成该命令的应答后, 由于包索引可以唯一的表示上次查询要求, 因此一旦主机收到该命令即可更新相应的变量信息。
包索引将主机发送命令内容唯一完整的映射到了回复命令帧中, 从而实现了主机识别Unsolicited数据的可能。该通信方式使得主机与目标机之间的通信无需严格遵循数据包交换间隔, 为目标机处理带来较大的灵活性。
5、调试代理设计
调试代理程序运行于目标机上, 实现与主机的通信以及控制被调试程序的执行并返回调试结果。对于被调试程序为了便于管理和简化实现过程, 在设计上统一由一个任务完成执行, 因此对调试代理而言, 控制调试程序的执行简化为对任务的操作控制。通常多任务操作内核的系统都会提供相关的任务/线程操控手段, 因此该方法具有一定的通用性。
调试代理作为宿主程序实现的一部分, 可以设计为单独的一个任务, 如采用抢占式操作系统, 需设计该任务具有较高的优先级, 防止低优先级的脚本执行任务在遇到程序执行问题时造成长时间占用CPU控制权, 从而导致调试无法进行。调试代理程序的伪代码示意如下:
在整个代理任务中, Dodebug为任务核心, 实现了调试命令解析, 对执行Lua程序任务的控制及标记, 最后还完成调试信息的成帧与发送工作。钩子程序事件处理细节则在程序执行任务中实现, 图2。
设计上将钩子函数中和调试代理任务中涉及的Lua程序执行操作如:挂起执行、恢复执行以及退出操作单独抽出, 作为钩子函数的回调函数。当运行在不同操作系统上时, 可以根据操作系统提供的任务/线程操作原语修改这些回调函数, 从而隔离了钩子函数与平台的依赖关系。
经过上述设计, 运行于主机上的调试器需要完成的所有工作仅是根据目标机调试信息的返回结果实现相关的信息显示和文本控制。目前针对文本控制有许多功能完善的开源控件可供使用, 如scintilla, Widget等, 可以在调试协议的基础上配合调试代理完成最终的主机调试器。
6、结语
本文根据Lua语言的调试特点设计了嵌入式环境下的调试同协议和调试代理。设计考虑了调试过程中的通信机制, 并适当的简化协议设计和代理程序的流程。该设计目前已在LPC2478硬件平台和RTL实时操作系统上完成了实现过程, 取得了预期的效果, 为今后嵌入式可编程类设备的实际应用提供了良好的基础。
参考文献
[1]Robert Ierusalimschy.Programming in Lua.2008.
[2]R.Ierusalimschy.Lua 5.1 Reference Manual.2 006.
[3]单开涛.嵌入式远程调试中目标机模块若干关键技术的研究与实现.2006.5.
RS485总线调试设备的接口设计 第8篇
现代石油测井仪器研究和生产过程中, 经常要对数据进行采集分析。RS485总线调试设备的设计目的, 就是采集仪器信息、显示仪器工作状态, 满足生产调试需求。此设备与井下仪器采用RS485总线进行通信;与计算机通讯采用USB和RS232双接口的设计。
1 三种总线接口基本原理
USB是一个外部总线标准, 用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB总线属一种轮讯方式的总线, 主机控制端口初始化所有的数据传输。在每次传送开始时, 主机控制器发送一个描述传输运作的种类、方向, USB设备地址和终端号的USB数据包。数据传输方向不是从主机到设备就是从设备到主机。
RS232个人计算机上的通讯接口之一, 由电子工业协会所制定的异步传输标准接口。异步通信用一帧来表示一个字符, 其内容如下:一个起始位, 仅接着是若干个数据位, 最后一个停止位。异步通信的好处是通信设备简单、便宜, 但传输效率较低 (因为开始位和停止位的开销所占比例较大) 。
RS-485是工业界使用最为广泛的双向、平衡传输标准接口, 支持多点连接, 允许创建多达32个节点的网络;具有传输距离远 (最大传输距离1200m) , 传输速率快 (1200 m时为100kb/s) , 抗干扰能力强, 布线简单等优点。
2 接口硬件电路
2.1 USB接口硬件电路构成
USB接口芯片采用C H系列的CH372芯片, 该芯片是一个USB总线的通用设备接口芯片, 是CH371的升级产品, 是CH375芯片的功能简化版。在本地端, CH372具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出, 可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU等控制器的系统总线上;全速USB设备接口, 兼容USB V2.0, 即插即用, 外围元器件只需要晶体和电容。提供一对主端点和一对辅助端点, 支持控制传输、批量传输、中断传输。该设备采用8951作为控制器, 其接口原理如图1所示:
2.2 232接口硬件电路构成
51单片机通过I/O口与PC机RS232串口实现通信的硬件接口电路如图2示。5 1单片机的输入、输出均采用TTL电平;而PC机采用的串行通信标准为RS-232。R S-2 3 2规定了自己的电气标准, 由于它是在TTL电路之前研制的, 所以它的电平不是+5V和地, 而是采用负逻辑, 即:
逻辑“0”:+5V~+15V
逻辑“1”:-5V~-15V
因此, RS-232C不能和TTL电平直接相连, 使用时必须进行电平转换, 否则将使T T L电路烧坏。MAX232芯片就是MAXIM公司专门为PC机RS-232标准串口设计的电平转换电路。该芯片与TTL/COMS电平兼容, 片内有2个发送器, 2个接收器, 且使用+5V单电源供电, 使用十分方便。图中89C51的P1.2模拟发送端, P1.3模拟接收端。
2.3 485接口硬件电路构成
如图3, 单片机的标准串行口的RX、TX通过光电隔离电路连接MAX485芯片的RO、DI引脚, 控制芯片R/D同样经光电隔离电路去控制MAX485芯片的DE和RE引脚。由单片机输出的R/D信号通过光电隔离器件控制MAX485芯片的发送器、接收器使能;R/D信号为“1”, 则MAX485芯片的DE和RE引脚为“1”, 接收器有效, 接收器禁止, 此时单片机可以向RS485总线发送数据字节;R/D信号为“0”, 则MAX485芯片的DE和RE引脚为“0”, 接收器禁止, 接收器有效, 此时单片机可以接收来自RS485总线的数据字节。
3 通信软件实现
在进行数据通信时, 必须解决好两个方面的问题:一是可靠性、二是速度。而这两方面的问题, 可靠性是第一位的, 速度只能是在可靠的基础上的速度。可靠快速转输的实现需要上下位机软, 件以及通信协议等各个环节的可靠和其间的相互配合。在设计PC—MCU通信协议时, 说明一点:本系统的实际通信中PC机永远是主控者, 单片机只是被动接收者。
3.1 PC—MCU通信程序设计
对于不同的PC—MCU应用程序, 虽然界面不同, 但是如果采用串口与主机之间的通信, 对串口的处理方式大致相似, 无非就是通过串口收发数据, 对于通过串口接收到的数据, 交给上层软件处理显示, 对于上层要发给串口的数据, 进行转发。在Win32下, 可以使用两种编程方式实现串口通信, 其一是调用的Windows的API函数, 可以清楚地掌握串口通信的机制, 熟悉各种配置和自由灵活采用不同的流控进行串口通信;其二是使用Active X控件, 提供了一系列标准通信命令的使用接口, 利用它可以建立与串口的连接, 并可以通过串口连接到其他通信设备 (如调制解调器) , 发出命令, 交换数据以及监视和响应串行连接中发生的事件和错误。后者的主要特点是简单易学, 但前者的功能更为强大, 控制手段更为灵活。所以本应用程序采用在Win32环境下调用API函数来实现与位于下层的设备驱动程序进行数据通信。具体实现通讯过程如下:
3.1.1 打开串口
Win32系统把文件的概念进行了扩展。无论是文件、通信设备、命名管道、邮件槽、磁盘、还是控制台, 都是用API函数Create File来打开或创建的。该函数的原型为:
3.1.2 配置串口
主要有一个结构体来配置, DCB结构体。DCB结构包含了诸如波特率、数据位数、奇偶校验和停止位数等信息。在查询或配置串口的属性时, 都要用DCB结构来作为缓冲区。一般用Create File打开串口后, 可以调用Get Comm State函数来获取串口的初始配置。要修改串口的配置, 应该先修改D C B结构, 然后再调用Set Comm State函数设置串口。
3.1.3 读写串口
初始化工作完成以后, 便可以根据通信协议使用Read File和Write Fil两个函数, 读写各种握手信息和数据信息等。Read File函数只要在串口输入缓冲区中读入指定数量的字符, 就算完成操作。而Write File函数不但要把指定数量的字符拷入到输出缓冲区, 而且要等这些字符从串行口送出去后才算完成操作。如果通信事件一直没有发生, 系统将不会继续执行。在实际程序设计中, 我们可以设置一时限, 超过此时限通信事件未到则执行相应错误处理。此函数的声明形式如下:
3.1.4 关闭串口
利用API函数关闭串口非常简单, 只需使用Create File函数返回的句柄作为参数调用Close Handle即可:
3.2 通信程序的可靠性措施
只有通信协议是可靠的, 才能保证数据传输的可靠性。主要通过以下两种措施确保通信传输的准确无误:
3.2.1 数据传输方式
用一帧来表示一个字符, 其内容为:一个起始位, 仅接着是若干个数据位, 最后一个停止位。数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志, 这样就可以降低数据传输的误码率。
3.2.2 检错校验方式
在串口数据通信中, 常用的检错校验方法有两种:
冗余校验码 (CRC) , 基本思想是利用线性编码理论, 在发送端根据要传送的k位二进制码序列, 以一定的规则产生一个校验用的监督码 (既CRC码) r位, 并附在信息后边, 构成一个新的二进制码序列数共 (k+r) 位, 最后发送出去。在接收端, 则根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验, 以确定传送中是否出错。是一种高效的差错控制方法, 实现相对复杂。
奇偶校验, 通常用在数据通信中来保证数据的有效性。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验, 反之, 称为偶校验。采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位, 用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。若用奇校验, 则当接收端收到这组代码时, 校验“1”的个数是否为奇数, 从而确定传输代码的正确性。校验处理过程简单, 应用广泛, 一般异步传输模式选用偶校验。
通信程序采用异步传输模式进行数据传输, 格式如下:
通过以上两种措施的应用, 数据传输出错的可能性就会极大的降低, 确保传输的数据是可靠、准确的。
4 结论
经过电路软、硬件调试和部件组装, RS485总线调试设备实现了单片机与PC机之间的数据通讯, 完成了对井下仪器数据的采集分析, 适应了生产调试的需求, 实践证明有较强的实用价值。
参考文献
[1]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社.2001
[2]李朝青.PC机与单片机数据通信技术[M].北京:北京航空航天大学出版社.2003
[3]冉林仓.Windows API编程[M].北京:清华大学出版社.2005
[4]朱友芹.新编WIN32 API参考大全[M].北京:现代出版社.2000
简易声控闪光灯的设计与调试 第9篇
关键词：复合三极管,驻极体话筒,发光二极管
1 电路的构成与工作原理
1.1 电路的组成
该电路由三极管VT1与VT2、电阻R1、R2、R3、发光二极管(LED1、LED2)、耦合电容及驻极体话筒BM组成。
1.2 电路原理图
1.3 工作原理
静态时,VT1处于临界饱和状态,使VT2截止,LED1和LED2皆不发光,R1给电容话筒MIC提供偏置电流,话筒捡取室内环境中的声波信号后即转为相应的电信号,经电容C送到VT1的基极进行放大,VT1、VT2组成两级直接耦合放大电路,只要选取合适的R2、R3使无声波信号。VT1处于临界饱和状态,而以使VT处于截止状态,两只LED中无电流流过而不发光,当MIC捡取声波信号后,就有音频信号注入VT1的基极,其信号的负半周使VT1退出饱和状态,VT1的集电极电压上升。VT2导通,LED1和LED2点亮发光,当输入音频信号较弱时,不足以使VT1退出饱和状态,LED1和LED2仍保持熄灭状态,只有较强信号输入时,二极管才点亮发光。所以,二极管能随着环境声音信号的强弱起伏而闪烁发光。
2 电路主要元器件
2.1 复合三极管
此三极管为达林顿管,由两个NPN三极管通过共射接法组成多极放大电路,放大声音信号。通过声音信号控制三极管的饱和、截止、导通状态,当MIC拾取声波信号后,就有音频信号注入VT1的基极,其信号的负半周使VT1退出饱和状态,VT1的集电极电压上升。VT2导通,LED1和LED2点亮发光,当输入音频信号较弱时,不足以使VT1退出饱和状态,LED1和LED2仍保持熄灭状态。所以,LED1和LED2能随着环境声音信号的强弱起伏而闪烁发光。
2.2 驻极体话筒
驻极体话筒是一种电声换能器,它可以将声能转换成电能。驻极体是一种永久性极化的电介质,利用这种材料制成的电容式传声器称为驻极体电容式传声器,俗称驻极体话筒。驻极体话筒按结构可分为振膜驻极体话筒和背极驻极体话筒。由于驻极体话筒是一种高阻抗器件,不能直接与音频放大器匹配,使用时必须采用阻抗变换,使其输入阻抗成低阻抗,因此在话筒内接入一直输入阻抗高、噪声系数小的结型场效应晶体管做阻抗变换。驻极体话筒的工作原理:由于驻极体薄膜片上有自由电荷,当声波的作用使用薄膜片产生振动时,电容器的两极之间就有了电荷量,于是改变了静态电容,电容量的改变使电容器的电输出端之间产生了随声波变化的交变电压信号,从而完成声电转换。驻极体话筒与电路的接法有两种:源极输出与漏极输出。源极输出类似晶体三极管的射极输出。需用三根引出线。漏极D接电源正极。源极S与地之间接一电阻Rs来提供源极电压,信号由源极经电容C输出。在输出电路中,若电源为正极接地时,只须将D、S对换一下,仍可成为源、漏极输出。一声控电路前置放大级中驻极体话筒的源极输出和漏极输出的两种不同的接法,最后要说明一点,不管是源极输出或漏极输出,驻极体话筒必须提供直流电压才能工作,因为它内部装有场效应管。
2.3 发光二极管
发光二极管是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
3 电路组装与调试
3.1 组装
按原理图画出装配图,然后按装配图进行装配。注意三极管的极性不能接错,元件排列整齐、美观。
3.2 调试
通电后先测VT的集电极电压,使其在0.2~0.4之间,如果该电压太低则施加声音信号后,VT1不能退出饱和状态,VT2则不能导通,如果该电压超过VT2的死区电压,则静态时VT2就导通,使LED1和LED2点亮发光。所以,对于灵敏度不同的电容话筒,以及值不同的三极管,VT1的集电极电阻R3的大小要通过调试来确定。离话筒约0.5米距离,用普通声音(音量适中)讲话时,LED1、LED2应随声音闪烁。如需大声说话时,发光管才闪烁发光,可适当减小R3的阻值,也可更换值更大的三极管。
4 电路测试与分析
4.1 电路测试
测试1用指针万用表测量驻极体话筒中无信号输出时三极管VT1、VT2的基极电位和集电极电位。
测试2对着话筒用力吹气或拍手时再用指针万用表测量三极管VT1、VT2的基极电位和集电极电位,并观察万用表指针的变化情况。
4.2 电路分析
分析1驻极体话筒中无信号输出时,发光二极管为什么不亮?
当话筒中无信号输入时,没有电信号通过电容器哦喝道三极管VT1的基极,只有通过R2的基极偏置电流,又因为R2的阻值很大,此时基极电流太小,经过VT1、VT2两级放大后,VT2的集电极电流还不够大,所以发光二极管不亮。
分析2对着话筒用力吹气或拍手时,发光二极管为什么会不停闪烁?
当对着话筒用力吹气或拍手时,话筒中就会有不断的电信号输出,通过电容耦合到三极管VT1的基极,此时基极电流为两部分的叠加,通过达林顿关放大后,VT2的集电极电流足够大,发光二极管就会不断地点亮。
本文设计的这种简易声控闪光电路,会随着声音大小或音乐节奏变化使灯光的亮暗程度不同,可广泛用于语音强弱显示或玩具声控灯光指示电路中。目前在室外装饰和儿童玩具中得到广泛的应用。
参考文献
[1]陈雅萍.电子技能与实训.高等教育出版社,2009.
中波天调网络的设计及调试 第10篇
1 中波天调网络的设计
中波天调网络天线容易引雷, 一旦防护措施不到位就易受雷击, 雷电可顺着发射天线击毁发射机。为提高中波天调网络的防雷能力, 可采用天线地网敷设方式, 引导雷电流入大。与此同时, 还要为天调网络安装泄放电球、隔直电容等设备, 避免发射机在遭受雷击后瞬间释放高电压、强电流, 从而击毁功放模块。在进行石墨放电球的设计中, 两球间距应以每mm/1k V进行设计, 然后在两球接地端的导线上安装阻尼磁环, 使设备在遭受雷击后放电球即刻放电, 接地端即刻产生感应电动势与阻尼放电效果, 为发射机提供缓冲保护。同时, 应在设备内部安装隔直流电容, 阻隔低频及直流电, 降低其产生的危害;隔直流电容应选取与天线、天调网络串联的安装方式, 电容标准以大功率为主, 电容值控制在1 000~3 000 PF范围内。
完善多频共塔的阻抗匹配设计。多频共塔网络中的频点间隔, 在不同的频率下产生的天线阻抗差值差异较大, 高频下阻抗多为感性, 低频下阻抗多为容性, 应通过串联天线底部原件与并联预调网络原件, 以及在天线的底部安装负载的方式, 使阻塞网络及匹配网络无功率降低, 从而实现并接电电阻分量统一的目的。与此同时, 应做好预调网络的调整工作, 从而改善机器匹配宽带, 减少网络无功功率, 提高其使用的稳定性。
完善防高频反馈网络的设计。该网络是基于串联谐振构成的馅波网络与并联谐振组成的阻塞网络构建的。阻塞网络利用并联谐振的特性, 抑制干扰频率, 导通谐振频率本频信号, 设计阻塞网络时要充分考虑网络的通带特性, 在上下边频处要呈现较大的阻抗, 一般在边带频率点 (△f=10k Hz) 呈现阻抗>5 000Ω, 在载频处要求呈现的阻抗>10 kΩ, 从而避免功率泄漏造成的关机或损坏主机状况的发生。若阻塞频率比本机工频高, 则阻塞网络呈感抗效果, 若低则呈现容抗效果。需要注意的是, 在保持设备正常使用的前提下, 要最大限度减少阻塞网络无功功率, 电容应选择1 300~1 500 PF的参数范围其无功功率最低。另外, 馅波网络的设计是为了降低同一天线区内, 其他铁塔所产生不同频率辐射带来的干扰。该网络由电容与电感串联谐振组成, 通过串联谐振阻抗为零的特点, 干扰频率短路并发挥补偿机制。应根据天调网络电压、电流、功率等实际状况以及预期目的选择、设计设备部件, 从而提高防高频反馈网络设计的使用效果。
2 中波天调网络的调试研究
首先, 应针对规格各异的发射机采用不同措施进行调试。在调整900 k Hz的发射机时, 应先把仪表面板调整到反射功率的位置, 然后以此刻的电压值与电流值参照根据, 从而提高调试的准确性与可靠性。在1 300 k Hz的发射机的调试中, 应该选择发射机面板之上的多功能电压表当中的滤波零位和天线作为主要的数值参考。因为功率仪表的表头量程范围比较大, 指数不准确, 所以应将功率仪表当中的反射功率作为次要参考。
其次, 做好天调网络调试的准备工作。技术人员需提前熟知天调网络图纸, 然后根据图纸对照发射机各元件工况。了解天调网络各元件的实际作用与功能, 从而方便开展调试工作。
然后, 重视调试的顺序。在调试的时候, 应先对阻抗实部进行调试, 然后调整阻抗的虚部。
最后, 确保调试的安全。在安全控制方面, 人员安全需放在首位。在进行调试时, 应先将发射机断电;为避免天线静电感应现象, 需在天调网络接天线端口处做断路处理。要保证发射机安全。在调试中, 遵照国家颁发的规范规定进行天线放电球间隙的调试, 使其达到标准范围, 从而规避发射机原件损毁及工作状态不正常状况的发生。
3 结语
综上所述, 在运行中波广播发射机系统时, 要完善天调网络的设计, 做好相关调试工作, 使其运行稳定、可靠。当前社会电磁环境日益复杂, 只有采用科学、合理的设计方案, 不断的提升天调网络系统的设计, 才能够进一步提高中波天调网络在中波广播系统中的应用价值。
参考文献
[1]李万年.浅述数字中波发射机天调网络的设计与计算[J]甘肃科技纵横, 2014 (8) .
设计调试 第11篇
【关键词】翻转课堂 教学设计 教学策略
【基金项目】无锡市陶研会2015年度立项课题“翻转课堂在电子专业课程中的应用研究”（项目编号：2015-12-16）。
【中图分类号】TM774 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0069-01
本文基于翻转课堂学习理念以《电子技术》课程中的一个章节《功率放大电路的设计与制作》为例进行教学设计。
一、教学内容分析
电子技术课程是电子专业系列课程的一门专业基础课，具有自身的专业性和很强的实践性。
1.所授内容在整门课程中的地位和作用：本单元教学内容是本课程的一个重要知识点，是对放大电路知识进一步的延伸和拓展。
2.所授内容中重点和难点的分析：重点是功放的特点及主要技术指标，OCL电路特点及工作原理，甲乙类OTL功放电路结构与原理。难点是OCL电路工作原理及甲乙类OTL功放的电路调试。
二、教学目标设计
1.知识和技能目标：了解功率放大器和电压放大器的区别，掌握功率放大器的特点，理解OCL功率放大电路的组成、工作原理及效率的估算，掌握甲乙类OTL功放静态工作点的调节方法和中点电位的调节方法。
2.过程和方法：初步学会采用互联网学习、自主学习、合作学习的方法来学习，通过合作学会使用仿真软件对电路进行仿真，通过电路制作能识别与检测元器件，正确安装电路。
3.情感态度和价值观：体验自主学习、合作学习的乐趣，体会电子专业知识与生活的紧密联系，培养安全操作的意识，养成规范的操作习惯。
三、学生情况分析
学生在学习本教学内容的难易程度上为中等偏难，其主要原因是由于学生的入学成绩较低，逻辑思维能力较差，与此同时，电子技术课它的涉及面非常广，基本概念、基本原理、分析方法比较多，因此学生在学习中，总是觉得很吃力，致使学生学习热情不高，教学质量不理想。学生虽已接触了一些电子专业的基础知识，但基础相当薄弱，且学生的学习习惯也不够理想，没有较好的学习基础，对学生的学习有着比较大的影响。
四、教学策略、教学过程和教学资源设计
1.教学环境设计：电子实验室、多媒体、万用表、焊接工具、功放电路套件、导线等。
2.教学策略设计：在教学中以课前准备明确要求——观看视频自主学习——合作交流收集资料——课内相关知识学习——任务实践师生互动——释疑解惑点评分析——课后练习巩固新知为主线，综合的运用多种教学方式来充分调动学生学习的主动性和积极性，体现其主体地位，通过互联网学习，使学生学习更具开放性和主动性。由于学生学习能力较弱，且对于图解分析法掌握得很差，所以对于学生较难理解的内容，我做了处理：一笔带过。而是重点强调电路的结构和工作原理，并通过仿真软件讲解交越失真。
3.教学过程设计：首先，教师向学生发送上课要求，包括上课课题、时间、地点、需要准备的知识、学习工具等。同时学生进行分组，每4人为1小组，并选取一人作为组长，学生通过视频自主学习，解决教师提出的问题。搜索关于功率放大器的实际应用例子，并把相关资料以小组为单位上传给教师。
其次，创设情境质疑引新。先通过投影仪投影展示预习结果，并进行新课预习评价，表扬优秀的学习小组。接着以两段实验视频（视频一：MP3输出的音频信号直接给扬声器；视频二：MP3输出的音频信号先输入到功率放大器的输入端，再把功率放大器的输出信号给扬声器）来引入新课。
再次，讲授新课提出问题解决问题。以提问、练习贯穿全程，结合讲授法和启发式教学法，让学生通过自主学习、合作学习、探究学习的方法在回答问题的过程中掌握新知识。例如：教师演示功率放大和电压放大两个实验，让学生比较它们的输出功率。根据甲类功放的功能及性能指标提问：如何提高其性能指标？学生通过电路仿真验证甲乙类功放能消除交越失真等。
第四，使用焊接工具制作OTL甲乙类互补对称功率放大电路。采用任务驱动和项目式教学的方法，学生按小组以团队方式进行制作，教师在旁指导，通过制作，提高了学生的动手操作能力，并通过实践分析、验证相关知识，化解了难点，也提高了学生的学习积极性。
最后，布置作业，让学生通过课后作业进一步巩固所学知识。
五、教学反思
本节课探究答疑贯穿始终，自主探究与合作学习相配合，观察与动手操作兼容并重，充分体现了学生的主体地位。采用翻转课堂教学模式，学生在课前的视频学习中，就可以自主学习，遇到困难，可以跟同学进行合作交流，既培养了学生的自学能力，又激发了团队合作精神。这样，在课堂上就会节约出大量的时间进行师生互动、生生互动，共同探索学习中的疑点和难点，提高教学效率。在教学过程中开展了互学、互练、互查、互评活动，使学生在检查对方的过程中学会检查自己，在评价对方的过程中学会评价自己。另外，通过多媒体课件的演示和动手制作功放电路把抽象的知识形象化，突破了重难点，学生们亲身体验并测量了信号，能更好地理解功放的特点。但是如果多媒体在这节课中师生交互性方面的功能再强一点会更好。还有在教学中也出现个别学生不愿参与教学活动，对活动缺乏兴趣的情况，还需要进一步做好思想教育工作。
总之，翻转课堂教学模式是一种在计算机技术广泛普及的社会形势下而产生的与时俱进的教学模式。翻转课堂是一种手段，增加了学生和教师之间的互动和个性化的学习时间；是让学生对自己学习负责的环境；是为了让教师成为学生身边的“教练”而不是在讲台上的“圣人”；是混合了直接讲解与建构主义的学习；是学生虽课堂缺席但不被甩在后面的学习；是课堂的内容得以永久存档，可用于复习或补课的学习；是所有的学生都积极学习的课堂；更是让所有学生都能得到个性化教育的学习。[2]当然这种教学模式对学生的自主学习习惯提出了更高的要求，但它作为传统教学的有效补充，翻转课堂教学模式更有利于培养学生的合作精神和自主学习能力，使学生终身受益。
参考文献：
[1]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，（4）：46-51.
设计调试 第12篇
(一)教材的地位与作用
本项目选自高等教育出版社《电子技术基础》中的“多谐振荡器”一节,在前面的学习中,学生已经对振荡电路有一定的了解,本项目在此基础上联系实际应用,完成“趣味声光电路”的制作与调试。
(二)教学目标
知识目标:理解多谐振荡器的工作原理和振荡频率的调节方法;了解音频振荡电路的工作原理。
能力目标:培养学生的信息处理、实践探究、交流协作及自我评价能力,提高学生的电子专业技能水平。
情感目标:激发学生的好奇心和求知欲;增强学生的自信心和成就感;培养学生互助合作的团队精神。
(三)教学重点与难点
重点 : 趣味声光电路的制作与调试 。
难点 : 多谐振荡器工作原理分析 。
二、学情分析
本项目教授的对象是应用电子技术专业二年级的学生,其已经初步具备模拟电路的基础知识, 有一定的电路组装和调试经验,但缺乏解决实际问题的经验和技巧。
三、教法与学法
主要采用项目教学和小组学习法,在老师的指导下,依托多种信息化教学手段开展项目教学;在小组学习法中,突出学生自主探究、交流合作的学习过程,实现“学做一体”。教师提前一周布置预习任务,并提供参考网站,要求学生通过图书查阅、网上查询、QQ群交流等途径, 对多谐振荡器原理和应用作大致了解,并制作汇报用的展示材料,为新课程学习奠定一定的基础。
四、教学过程
(一)创设情境
先由学生分小组汇报、展示资料查询结果,让学生充分地交流和分享,使学生更主动地学习、探究,学会多渠道地搜索信息。在此基础上, 教师展示本项目要完成的作品并演示效果。通过项目作品的展示,激发学生的学习兴趣和动手做的欲望,为项目实施做好充分的准备。
(二)项目实施
1.元器件的识别与检测
在下发元器件之后,由学生对元器件进行分类,提出元器件检测需要解决的问题,分小组完成元器件的识别与检测。教师根据巡课情况,指定某个小组的某位学生进行讲解,其他小组可以提出质疑,该小组学生给予解答。学生在检测中遇到问题时,先在组内进行探讨,本组解决不了的,可以求助和学习其他小组, 也可与老师交流, 还可以根据教师提供的视频资料、学习网站等学习资源,按照操作步骤尝试独立解决问题,有的放矢地进行自主探究。
2.电 路组装
对元器件识别与检测完毕后,学生分小组在万能电路板上进行电路的制作。学生已经具备一定的焊接装配经验,通过交流取长补短,学习他人的经验和焊接技巧,结合视频学习规范的手工焊接和装配工艺过程,利用自主探究进一步掌握“五步焊接法”的技术要领。这样既可解决老师不能兼顾每一位学生的难题, 又可达到学生对知识自主建构的目的。组装结束后,各小组选出代表进行演示,其他小组进行质疑,本小组进行补充。
3.评 估验收
演示结束后,各小组先在组内进行自评和互评,然后由各小组组长组成验收小组,对照装配工艺标准,按照《电子产品装配工艺评价表》的条目细则,对电路进行验收和评价,将课堂实践与行业岗位标准相对接, 培养学生的分析能力和自我反思能力。最后由各小组长写出验收报告, 汇报电路组装情况,总结成绩与不足。利用第二课堂对优秀作品在校内公开展示,以鼓励学生更积极地动手实践。
(三)项目分析
1. 电路原理分析
无论电路组装是否成功,学生都会很自然地产生一系列疑问:电路是如何工作的? 两灯的闪烁、扬声器叫声的长短和频率又与哪些因素有关呢? 将这些问题下发到各小组,由小组讨论后派代表解说并演示, 不足之处由其他小组和教师进行补充。学生往往对原理分析具有一定的恐惧和排斥心理,因此可采用两个方法突破难点:一是利用Flash动画形象地演示,化无形为有形,变抽象为形象,使学生轻松地理解电路的正反馈及电容器的充放电过程;二是进行上机操作,利用Mutisium电路仿真软件进行交互式模拟仿真,改变相关元件参数,用仿真示波器进行测试, 可以看到两灯闪烁的频率和输出波形都有明显的变化。这样既可避免艰深的理论分析,节约时间成本,又可提高学习效率,达到事半功倍的效果。
2.排除故障
为加深学生对电路原理的掌握情况, 教师组织学生每两人为一组交换电路板,互相设置电路故障,排除后写出简易的故障排除报告,说明故障产生的原因及排除方法,探讨查找故障的一般方法(如观察判断、分块调试等),最后对三类典型故障进行归纳。这样从“电路组装”到“评估验收”,从“原理分析”到“故障排除”,完成从实践到认识,再从新的认识到实践的升华。
(四)项目评价
在整个项目完成之后,每位学生都要对项目完成情况从参与程度、探究能力、合作精神、实践能力和交流与评价能力五个方面作出自评和小组评价,以达到反思和自我认知的目的。
(五)项目拓展
在电子技术中,多谐振荡器应用广泛,可做成许多实用电路和趣味电路。要求学生在课后通过网上查阅资料、自行设计等方式,利用多谐振荡器制作一个简单实用的电路(如“会眨眼的小青蛙”等),说明电路的工作原理。这样既能把课堂知识延伸到课堂之外,又能提高学生的自主探究能力。
五、教学反思
多种信息化教学手段的综合运用是本项目教学设计的突出亮点,便于激发学生的学习兴趣,符合学生的认知规律。“学做一体”的教学模式提高学生的自主探究能力和专业技能水平,培养学生的信息素养、合作精神。但由于客观因素限制,学生获取信息的途径还不够丰富,有待今后做进一步改善。
摘要：针对中等职业学校学生的学习特点,在项目教学中采用情境导入——动手实践——分析探究——反思评价——项目拓展的教学思路,应用信息化教学平台,注重学生的自主探究学习,以培养学生的信息化素养,达到强化教学效果的目的。