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光电专业课程设计实验指导书西安邮电大学光电子技术系光电信息工程教研室编目录I目录专业课程设计教学大纲纲要........................................................................................................................................................................1专业课程设计教学安排................................................................................................................................................................................3驱动电路设计类题目....................................................................................................................................................................................6基于单片机和显示器件的嵌入式系统设计类题目..................................................................................................................................9可见光通信系统设计类题目......................................................................................................................................................................18基于单片机或FPGA的电路设计............................................................................................................................................................23基于FPGA的各类接口底层驱动设计类题目.......................................................................................................................................29基于FPGA的各类编码解码实现类题目................................................................................................................................................32基于TRACEPRO的系统仿真设计类题目...........................................................................................................................................35基于机器视觉题目.......................................................................................................................................................................................36专业课程设计教学大纲纲要1专业课程设计教学大纲纲要实践课程名称：专业课程设计英文名称：SpecialtyProject课程总学时：105总学分：4实验学时：120一、专业课程设计的性质、目的及任务专业课程设计安排在第五、六学期，集中四周时间所参与的实践课程。通过专业课程设计集中实践环节的培养，进一步增强学生的动手能力，掌握实际系统开发的整个流程。专业课程设计的任务是要求学生实现较复杂的光电信息处理与显示应用系统方案、原理与实现电路，巩固和应用“光电子学”、“显示技术基础”、“平板显示技术”、“显示器件驱动技术”和“光电信息处理技术”等课程的基本理论和方法，熟悉常用的光电信息处理、检测、显示器件及其测试方法，掌握光电信息处理与显示系统的设计与调试方法。专业课程设计以设计性实验为主体，以系统设计指标为考核要点。在整个实践环节中，通过过程考核，严把质量关，让每一位参与其中的学生做到融会贯通、举一反三。与此同时，以专业课程设计为抓手，通过学生间的探讨合作，培养学生团队合作意识，为学生进入社会、参与工作打下良好基础。１．课程的任务经过多循环、多层次的实践教学，培养学生能够通过分析和设计，并基于已经掌握的专业知识，设计实现一套具有实际意义硬件系统的能力。学习电子系统开发的实践知识、方法和技能，初步掌握电子系统开发的一般方法特点，并加深对电路、仿真、系统、测试等具体过程的深入理解。培养与提高学生的实践、设计能力，其中包括：（1）能够自行阅读实验教材或资料，作好实验前的准备；（2）能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器；（3）能够运用所学知识对实际电子系统进行建模和设计，加深对设计实践内容原理的理解；（4）能正确记录和处理实验数据、绘制图线、评价实验结果、撰写合格的实验报告；（5）能够按科学实验的基本过程完成设计性实验。培养与提高学生的科学实验素养，使学生具有实事求是的科学态度。严肃认真的工作作风，主动研究的探索精神，以及遵守规章制度与爱护公物的基本品德。２．教学基本要求在指导老师的引导下，学生通过完成光电处理及传感硬件系统、仿真软件、光学设计类的实践任务，达到：专业课程设计教学大纲纲要2（1）培养学生严谨求实的作风，如实地记录设计过程中出现的问题现象和设计资料，按要求完善设计过程中的仿真数据与代码，并写出正规的实验报告。（2）初步学会用所学习的单片机、FPGA、ARM等解决实际问题。通过实验加深对重要电子设计概念、过程的认识和理解。（3）掌握一些传感器、测试系统、仿真软件等。能正确使用常用电子仪器，如示波器、信号发生器等。培养学生具备按实验要求选择仪器、开发环境的能力，熟练操作计算机。（4）培养学生正确处理实验数据、正确表达和评价实验结果的能力。（5）注重培养学生的仿真、设计能力，尤其是进行实验时的动手能力。注重培养学生养成良好的实验开发习惯。（6）在教学中，通过介绍各个实验题目在工程技术中的应用，使学生了解科学实验的重要性，明确实验课程的地位、作用和任务。二、考核方式本课程的考核根据学生实践环节中所选择题目的情况，分阶段进行。兼取其它形式的考核，如：操作、口试、仿真等，每学期集中两周，根据学时数给出一定学分。该实验环节无补考机会，如果未达到考核要求，需要延续至下一届重新学习。专业课程设计题目概要3专业课程设计教学安排一、专业课程设计具体安排根据培养方案要求，专业课程设计分别安排在第五、六学期，属于集中教学实践环节。第五学期集中两周时间，进行第一阶段的实践任务；第六学期集中两周时间，在第一阶段任务的基础上，进一步深化实践能力。两个阶段之间存在承上启下的递进关系，互相促进。两周的教学活动依据下述安排进行：第一阶段：准备阶段；向学生介绍专业课程设计性质、任务与安排。首先由代课老师详细介绍各个实践题目相关背景及注意事项，对学生进行动员和分组。随后布置专业课程设计任务，发放实验相关开发板、指导书、测试设备等。之后，学生开始自行查找资料，向老师请教相关问题。第二阶段：过程考核；根据分组题目的不同，各组学生考核时间点会稍有区别，此阶段主要由学生自行把握，指导教师按照时间节点进行考核督促。第三阶段：系统考核；指导教师按照学生题目进行系统功能考核，给出最后的成绩。对于没有达到设计目标的小组，会要求其进一步改进系统，直到达到设计目标为止。对有进一步需求的小组，鼓励其完成加分内容，力求拔高有学习潜力的同学。第四阶段：总结提炼；结合考核情况，进行课程设计总结，布置课程设计报告书写任务，由学生在课程设计结束后自行完成。专业课程设计题目概要4二、专业课程设计题目汇总序号实验名称每组人数常规仪器设备名称每组主要耗材1.1字符型LCD显示器驱动模块LCM电路设计1-32.LED点阵显示器驱动模块电路设计1-33.激光光源驱动模块设计1-34.可调电压的小学试验电源设计1-35.电子密码锁1-36.基于单片机和12864液晶的程控信号源1-37.基于单片机的交通灯控制1-38.模拟计算器设计1-39.电子字典设计1-310.简易频率计1-311.基于LED点阵管的公共汽车站牌显示设计1-312.基于51单片机的1310-1550nm光源设计1-313.基于双色LED点阵管的显示程序设计1-314.光电计数器设计1-315.直流电机控制器设计1-316.简单电子琴设计1-317.USB鼠标控制系统设计1-318.基于红外无线通信的播放系统1-319.排队叫号系统1-320.基于ARM的数字可见光通信系统设计1-321.基于FPGA的数字可见光通信系统设计1-322.模拟信号的可见光数字传输系统设计1-323.基于语音的可见光通信系统设计1-324.双色16*16LED点阵屏设计与实现1-325.双模激光光源驱动板设计1-326.硬件看门狗设计1-327.电子围栏设计1-328.高速数据采集卡设计1-329.自动水位测量仪设计1-330.基于FPGA的UART接口底层驱动实现1-331.基于FPGA的SPI接口底层驱动实现1-332.基于FPGA的I2C接口底层驱动实现1-333.基于FPGA的4B5B编码解码实现1-3专业课程设计题目概要534.基于FPGA的8B10B编码解码实现1-335.基于FPGA的扰码解扰码的实现1-336.基于TracePro的LED球泡灯具设计与制作1-337.基于机器视觉的文字识别1-338.基于机器视觉的一维尺寸测量1-3专业课程设计题目概要6驱动电路设计类题目驱动电路设计对于光电信息专业很重要，课程设计中将让学生综合应用所学习到专业知识，使用Protel软件完成一些常用显示器件、简单激光器、电源等的驱动电路设计。其主要目的是通过系统设计、软件仿真、电路安排与调试、了解液晶面板、大屏幕点阵等的驱动原理，提高使用EDA软件设计PCB的能力。题目一、字符型LCD显示器驱动模块LCM电路设计【实验内容】使用protel99se设计字符型液晶显示器的驱动电路板，基本芯片为HD44780和HD44100，根据要求设计8*2，8*3，16*1，16*2，16*3，24*1，24*2,32*2等各种液晶驱动模块（LCM）的原理图和PCB，每个字符为5*8点阵。【实验目的】1.掌握字符液晶显示驱动的基本原理；2.掌握芯片HD44780和HD44100的作用及应用原则；3.掌握常用元器件的封装；4.掌握Protel软件实现原理图，PCB设计。【基本要求】1.实现原理图设计；2.实现PCB设计；3.PCB具体要求：（1）线宽不低于10mil；VCC，GND线宽不低于30mil；（2）安全间距不低于8mil，过孔内外径分别不低于15mil，30mil；（3）丝印层印上自己的学号和姓名（中文）；（4）板子尺寸和元件布局适合lcd的安装。题目二、LED点阵显示