摘要:虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)是一種將實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)與互聯(lián)網(wǎng)頁面進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互的系統(tǒng)，大大降低時(shí)間、空間對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的限制，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化。本論文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)板卡為虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)。

本論文首先介紹了虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀，然后對本論文需設(shè)計(jì)的信號處理虛擬實(shí)驗(yàn)板卡的功能需求進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，對所設(shè)計(jì)的信號處理板卡進(jìn)行了功能模塊設(shè)計(jì)，完成各功能模塊的劃分、芯片選型等一系列工作。隨后介紹了信號處理板卡設(shè)計(jì)的詳細(xì)過程，對各模塊電路進(jìn)行了功能介紹，給出了相應(yīng)的原理圖，包括MCU模塊、電源模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、下載模塊、CPLD模塊、以及數(shù)電實(shí)驗(yàn)?zāi)K等。在考慮PCB層疊結(jié)構(gòu)、硬件布局、封裝選擇等問題后進(jìn)行PCB的設(shè)計(jì)。論文完成了PCB制板、電裝工作，對所完成的實(shí)驗(yàn)板卡進(jìn)行了測試，編寫了相應(yīng)的測試代碼，并對測試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了調(diào)整。

本論文完成了所設(shè)計(jì)的信號處理虛擬實(shí)驗(yàn)板卡的功能測試，測試結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)板卡各模塊工作正常，數(shù)據(jù)鏈路通信正常，達(dá)到了設(shè)計(jì)需求。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；信號處理板卡；嵌入式系統(tǒng)；STM32F107

目錄

摘要

Abstract

第一章  緒  論-3

1.1-研究背景與意義-3

1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀-3

1.3 本文研究內(nèi)容與章節(jié)安排-4

第二章  虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)板卡總體設(shè)計(jì)-5

2.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)架-5

2.2 實(shí)驗(yàn)板卡需求分析與總體設(shè)計(jì)-6

2.3 硬件系統(tǒng)芯片選型-7

2.4 本章小結(jié)-8

第三章  實(shí)驗(yàn)板卡原理圖設(shè)計(jì)-9

3.1 MCU主控電路設(shè)計(jì)-9

3.2 電源電路設(shè)計(jì)-11

3.3 網(wǎng)絡(luò)接口電路設(shè)計(jì)-12

3.4 CPLD電路-13

3.5 數(shù)電實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)-15

3.6本章小結(jié)-16

第四章  實(shí)驗(yàn)板卡PCB設(shè)計(jì)與測試-18

4.1 PCB設(shè)計(jì)-18

4.2 功能與代碼測試-18

4.2.1電源電路測試-19

4.2.2 CPU電路測試-19

4.2.3 時(shí)鐘部分測試-20

4.2.4 網(wǎng)絡(luò)通信測試-20

4.2.5 A/D、D/A測試-21

4.3 本章小結(jié)-22

第五章  總結(jié)與展望-23

5.1  課題總結(jié)-23

5.2  研究展望-23

參考文獻(xiàn)-25

致  謝-26

附  錄-27