讲义资料
课程名称: 电子系统基础训练
英文名称: Basic training of Electronics system
课程编号: 04833800
主讲教师: 周小计
学分: 1
学时: 32
开课学期: 春季
课程大纲:

基本目的:本课程授课对象为本科一年级学生,是信息科学技术学院学生进入实验室首先选修的课程,目的主要是培养学生对电子系统的兴趣,系统感受整体电子系统功能实现的过程。


内容提要:实验从认识基本电子元器件,进行基本电路焊接操作开始,逐步训练学生掌握电路安装、测量、调试等技术。同时介绍万用表、信号发生器、示波器等常用仪器的使用和操作。在这个基础上,学生独立完成收音机的焊机以及安装调试,使用 Arduino UNO 开发板完成数字量控制实验;声光控LED灯;学习 Arduino UNO 开发板的模拟接口的使用方法,对环境温度进行测量;遥控小车或者机械手的实现,完成手势操控遥控小车等实验。对电子系统完成不同的自动以及智能化的控制进行培养,产生兴趣,提高实验环节中的趣味性,以及参与性,系统性,产品性,为学生更好的理解现代信息科学以及智能化的硬件控制和实现打下坚实的基础。

大课一: 课程介绍和基础知识介绍,实验室和课程介绍,实验内容提要和要求,实验报告撰写,微电子技术和工艺介绍,Arduino UNO 开发板以及开放环境。


实验一  焊接训练以及RC网络的相幅频特性测试。1. 通过在通用印刷电路板(通用PCB板)对元件和简单电路的焊接,初步掌握手工焊接技术。2. 通过简单电路的焊接学会看电路图, 并能对照电路图在通用PCB板上合理布局焊接元件和正确连线。3. 掌握万用表、直流稳压电、信号发生器、示波器的使用。4.  测试RC串并联电路相频、幅频特性曲线。

实验二 表面贴装流水线及带照明灯的FM收音机安装调试。 1. 认识表面贴装元器件,包括电阻、电容、晶体管、集成电路等等。2。 学习表面贴装工艺,贴装方法和须注意的问题。3.进行表面贴装流水线的实际操作,熟悉工艺流程。4. 收音机的安装调试,实现带照明灯收音机的功能。

实验三 Arduino 平台的基本使用。 1.了解 Arduino UNO 开发板的基本开发流程。 2.掌握 Arduino 软件编程的基本结构。 3. 掌握端口输出控制的基本方法。从而通过 UNO 板的数字端口点亮发光二极管;输出 PWM 控制信号;以及通过输出频率信号控制蜂鸣器发声。

实验四 声光检测与控制:1. 学习基于Arduino平台获取传感器信号的方法。2. 了解获取数字信号和模拟信号的方法。3. 基于Arduino平台,建立声光检测与控制电路。学习和掌握基于Arduino系统获取传感器信号用于控制LED灯的方法。使用微机,Arduino主板,声音传感器模块,光传感器模块,LED,电阻,面包板,导线灯器材,搭建一个系统,可以通过Arduino主板的数字I/O接口读取传感器模块的数字信号,根据读取的信号,通过Arduino主板的数字I/O接口控制LED灯的亮和灭。通过本实验,理解和掌握数字I/O接口的输入和输出的用法,能够自己搭建基于数字接口的系统,掌握数字接口输入和输出函数的使用方法以及相关的编程方法。

实验五 前后双避障蓝牙遥控小车。 1.了解用Ardiono UNO串行口实现串行通信的方法;2.了解Arduino UNO软件串口的实现方法;3.了解蓝牙模块、超声测距模块和电机驱动模块的配置和使用方法;4.了解蓝牙遥控小车的架构和基于Arduino UNO的实现方法。从而了解 Arduino 提供的模拟接口控制函数; 通过模拟接口读入温度传感器的电压参数,对环境温度进行测量; 通过模拟接口输入拾音器的输出,编写软件判断环境的噪音音量。

实验六 手势感应蓝牙遥控小车。1.继续熟悉Arduino UNO 串行通信的方法;2.理解中断的概念,并熟悉常用中断类型的使用方法;3.了解加速度计模块在手势感应领域的简单应用。4. 锻炼学生的实验动手能力和逻辑思维能力。

实验七 智能小车比赛。1.进一步熟悉中断的使用。 2.了解简单的反馈原理及过程。 3.锻炼学生的动手能力与逻辑思维能力。 4. 培养学生分析问题与解决问题的能力。通过遥控小车的启动、直行、左右转弯和停止等简单的动作,包含蓝牙通信、小车的驱动电路等功能,从而提高学生对系统的理解以及电子系统的兴趣。



参考教材: 
1.《电路基础实验》,电路基础实验课程组,北京大学出版社。 
2.《电子系统基础训练》,自编讲义

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