電氣工程專(zhuān)業(yè)微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)支撐平臺(tái)論(編輯修改稿)
2025-02-02 17:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ,運(yùn)行結(jié)果及現(xiàn)象往往不那么具體直觀,這需要良好的人機(jī)界面來(lái)提示當(dāng)前運(yùn)行情況,良好的人機(jī)界面對(duì)用以實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要。本實(shí)驗(yàn)板配置有點(diǎn)陣數(shù)為24012內(nèi)帶控制驅(qū)動(dòng)器的點(diǎn)陣圖形式的液晶顯示模塊LCD和大量的LED。LCD可調(diào)用已存儲(chǔ)在外部flash并以該LCD顯示模式存儲(chǔ)的完全16*16漢字庫(kù),學(xué)生只需通過(guò)在已提供的底層函數(shù)中輸入所需顯示漢字的區(qū)位碼和LCD中的顯示位置即可。對(duì)于有興趣的學(xué)生,還可在講授漢字顯示等原理的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生完成LCD上漢字顯示。2812DSP的數(shù)據(jù)總線和GPIO(保留六個(gè)GPIO與鍵盤(pán)相連)都通過(guò)跳線與LED相連,通過(guò)LED的亮、滅情況直觀反映管腳電平情況。一方面,微機(jī)原理與接口等課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中通常都有LED顯示實(shí)驗(yàn),電氣微機(jī)裝置也需通過(guò)LED來(lái)顯示運(yùn)行、告警等狀況,獨(dú)立使用實(shí)驗(yàn)板時(shí)也可用LED的亮、滅模擬斷路器等開(kāi)關(guān)的開(kāi)、斷情況。另外,LED對(duì)實(shí)驗(yàn)板研制過(guò)程的調(diào)試和實(shí)驗(yàn)板出現(xiàn)異常時(shí)的故障診斷、確認(rèn)以及排除也非常有幫助。(3)靈活的A /D回路。模擬量輸入是微機(jī)裝置的關(guān)鍵部分,要求模擬量輸入回路能靈敏、準(zhǔn)確、及時(shí)地采集到真實(shí)反映一次系統(tǒng)狀態(tài)的數(shù)據(jù),其采樣頻率、精度等需滿足日趨復(fù)雜的算法的要求。本實(shí)驗(yàn)板數(shù)據(jù)采集有2812DSP內(nèi)部和外部A/D兩種模式,DSP內(nèi)部包含16路的12位精度A/D轉(zhuǎn)換器。同時(shí),DSP外接精度高達(dá)16位的A/D,模擬量經(jīng)外部A/D轉(zhuǎn)換后通過(guò)2812DSP數(shù) 據(jù)總線進(jìn)入控制器。便利、靈活地提供A/D實(shí)驗(yàn)的模擬信號(hào)源直接影響實(shí)驗(yàn)板使用的方便性和效率。實(shí)驗(yàn)板的每個(gè)模擬輸入通道,可通過(guò)跳線選擇是用實(shí)驗(yàn)板提供的板上信號(hào)源或外接信號(hào)源。板上信號(hào)源由直流電壓經(jīng)可調(diào)電阻分壓產(chǎn)生,該方法可方便產(chǎn)生信號(hào),缺點(diǎn)是雖然輸入信號(hào)在一定幅度內(nèi)可變化但局限于直流電壓,適合在微機(jī)原理與接口技術(shù)課程等基礎(chǔ)A/D實(shí)驗(yàn)或調(diào)試場(chǎng)合應(yīng)用。使用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)則可靈活改變輸入信號(hào)大小和類(lèi)型,從而模擬一次系統(tǒng)電氣量,這在電氣微機(jī)裝置實(shí)驗(yàn)中起到關(guān)鍵作用,學(xué)生可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、算法編程(如快速傅氏變換FFT(fast fourier transform)等算法)、邏輯判斷(繼電保護(hù)課程用于故障判斷,準(zhǔn)同期課程用于合閘條件判斷等)并將顯示相關(guān)結(jié)果。(4)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前,電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)廣義上劃分為三個(gè)層次:RS485/RS232等傳輸速度較慢、智能化較低的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。CAN、Lonwork等速率較高、通信較靈活的現(xiàn)場(chǎng)總線型網(wǎng)絡(luò)。通信能力很強(qiáng)、代表網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)的以太網(wǎng)[16]。2812DSP有豐富的網(wǎng)絡(luò)接口,芯片本身已經(jīng)集成CAN網(wǎng)絡(luò)接口,芯片的兩個(gè)SCI分別配置成RS485/RS232。同時(shí),通過(guò)總線擴(kuò)展連接10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)芯片,外擴(kuò)以太網(wǎng)接口。這樣,實(shí)驗(yàn)板便配有了包括以太網(wǎng)、CAN、RS485/RS232等實(shí)際廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)接口。一方面緊密聯(lián)系實(shí)際工程需要。另一方面,可靈活地進(jìn)行不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)通信課程的概念多而且抽象,通過(guò)豐富的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),學(xué)生可以增強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的直觀認(rèn)識(shí)。以最基礎(chǔ)的網(wǎng)速性能為例,用小量、中量和大量的數(shù)據(jù)分別在上述各種網(wǎng)絡(luò)傳輸,就可明顯地區(qū)分出網(wǎng)速性能:各種網(wǎng)絡(luò)對(duì)小數(shù)據(jù)量傳輸無(wú)明顯的傳輸速度差異,但隨著數(shù)據(jù)量的增大,不同網(wǎng)絡(luò)的速度差異將越趨分化,高速網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)將明顯體現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)類(lèi)似實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅較好地掌握網(wǎng)絡(luò)性能等知識(shí),而且培養(yǎng)了能針對(duì)不同場(chǎng)合需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇等實(shí)際應(yīng)用能力。除了在本實(shí)驗(yàn)板上驗(yàn)證通信概念等內(nèi)容之外,學(xué)生還可進(jìn)行更多的動(dòng)手實(shí)踐,培養(yǎng)對(duì)實(shí)踐應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的操作和故障診斷與排除等能力,比如網(wǎng)絡(luò)的差動(dòng)概念,可通過(guò)示波器觀察各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的波形,使學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)以太網(wǎng)、CAN、RS485是差動(dòng)類(lèi)型網(wǎng)絡(luò),并在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生自己分析差動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在抗干擾等方面的優(yōu)缺點(diǎn),這樣可收到比單純的理論授課更好的效果。進(jìn)一步可以在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能,包括通過(guò)代碼程序等分析和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的分層思想和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如以太網(wǎng)的IP/TCP協(xié)議)等,當(dāng)然,這適合畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等要求較高的場(chǎng)合。此外,實(shí)驗(yàn)板還可通過(guò)RS23RS485或以太網(wǎng)接口與光纖通信模塊連接,實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。(5)靈活的EDA技術(shù)。EDA技術(shù)迅速發(fā)展,使可編程邏輯器件(如CPLD等)與串行運(yùn)行代碼的控制器(如MCU、DSP等)在電子設(shè)計(jì)方面起著同樣重要的作用?？删幊踢壿嬈骷赏ㄟ^(guò)軟件編程對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu),從而使硬件設(shè)計(jì)如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷,其優(yōu)越性使其在電氣工程等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,可編程邏輯器件及其相關(guān)技術(shù)也逐步進(jìn)入電氣專(zhuān)業(yè)的課程。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)配置了CPLD器件,CPLD通過(guò)零歐姆電阻與2812DSP總線和讀寫(xiě)控
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