[发明专利]一种虚拟硬件实验室教学设备

说明书

本发明公开一种虚拟硬件实验室教学设备，包括：信号处理单元，用于内部运行有相应的实验软件模块，根据外部指令运行的相应的实验软件模块进行相应的实验，发送对应的实验信号波形；操作控制终端，与所述信号处理单元通信连接，安装有用户控制界面程序，用于选择不同实验，在实验前将相应实验软件程序下载到所述信号处理单元中，以及实验时向信号处理单元输出实验指令，使信号处理单元运行，接收信号处理单元传送来的实验信号波形处理并显示在显示界面上。本发明使用户可选择不同实验项目，实验时能够在平操作控制终端显示实验信号波形。

技术领域

本发明涉及智能型电子信息科学教学仪器技术领域，特别是涉及一种虚拟硬件实验室教学设备。

背景技术

当前在高校进行的信息技术课程，如通信原理、数字信号处理课程实验，大多采用厂家生产的实验箱。不同的实验项目需要更换不同的电路板和实验箱，硬件成本高且维护任务大。若使用系统仿真软件则直观性好，但不是一个真实的实验环境。由于数字技术的进步，传统的由元器件构成的电子通信设备逐渐被嵌入式可编程的数字信号处理器系统取代。各种通信方式可由信号处理算法在嵌入式数字信号处理器上实现。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于通信原理和数字信号处理的虚拟硬件实验室教学设备，是一种基于嵌入式可编程数字信号处理器的课程实验设备。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种虚拟硬件实验室教学设备，包括：

信号处理单元，用于内部通过运行相应的实验软件模块，根据外部指令运行的相应的实验软件模块进行相应的实验，发送对应的实验信号波形；

操作控制终端，与所述信号处理单元通信连接，安装有用户控制界面程序，用于选择不同实验，在实验前将相应实验软件程序下载到所述信号处理单元中，以及实验时向信号处理单元输出实验指令，使信号处理单元运行，接收信号处理单元传送来的实验信号波形处理并显示在显示界面上。

所述信号处理单元包括Microchip Explorer 16数字信号处理开发板以及一个音频输入输出子板，所述的Microchip Explorer 16数字信号处理开发板上的数字信号处理器运行用C语言写成的实验软件模块的实验程序。

所述信号处理单元中运行的实验软件模块是取样定理实验模块、频移键控FSK传输实验模块、双音多频DTMF发生和识别实验模块、时域频域分析实验模块、FIR数字滤波器实验模块、IIR数字滤波器实验模块的一种。

所述操作控制终端为具有显示终端的计算机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过使用数字信号处理器开发平台，取代传统的硬件实验箱，将不同的电子通信原理实验用不同的软件模块在数字信号处理器开发平台上完成，与数字信号处理器平台相连的平板电脑运行用户控制界面软件。用户可选择不同的实验项目，进行实验时，将软件模块下载到数字信号处理器平台，数字信号处理器开发平台运行时，就能够在平板电脑上显示一个真实的实验环境，提供实验结果和信号波形。

附图说明

图1是本发明的虚拟硬件实验室教学设备的结构图；

图2是本发明中取样定理实验的硬件图；

图3是本发明中ITU-TG711语音压缩实验的硬件图；

图4是本发明中频移键控FSK实验的硬件图；

图5是本发明中双音多频DTMF识别器使用的格策尔算法流程图；

图6是本发明中双音多频DTMF实验的硬件图；

图7是取样定理实验软件模块的流程图；