【摘要】：隨著高等教育的深化改革和招生規(guī)模的急劇擴(kuò)大,我國高校普遍陷入了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困境。主要表現(xiàn)在硬件設(shè)施不足、教學(xué)方法和內(nèi)容落后、教學(xué)受時空限制等方面。在計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)快速發(fā)展的前提下,充分利用計(jì)算機(jī)資源的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成為解決這些問題和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要選擇。 論文在分析虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)展現(xiàn)況和趨勢的基礎(chǔ)上,針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和現(xiàn)有虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不足,提出了“微機(jī)接口虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,并對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了具體的研究和設(shè)計(jì)。 論文首先對面向?qū)ο蠓抡娼５姆椒ㄟM(jìn)行了介紹,提出了采用基于面向?qū)ο蠓抡娼７椒▽ο到y(tǒng)進(jìn)行仿真建模。通過對真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程和要求的分析,對虛擬器件、虛擬連線和虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了仿真建模,為系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)打下理論基礎(chǔ)。 論文通過UML建模語言,以用例為驅(qū)動,利用類圖、時序圖、活動圖等從不同角度和層次描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為。結(jié)合用例模型和分析模型,根據(jù)設(shè)計(jì)出的類圖,對這些類進(jìn)一步細(xì)化,獲得更詳細(xì)的類的說明,實(shí)現(xiàn)類的主要功能方法,為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。對系統(tǒng)主要類和系統(tǒng)操作界面的實(shí)現(xiàn)方法作了詳細(xì)描述。 論文最后詳細(xì)敘述了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中關(guān)鍵問題——仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行控制。仿真實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行控制是虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)中最重要的部分,它包括了器件之間的連接算法和信號在器件之間的傳遞算法。通過分析現(xiàn)有的器件連線算法和信號傳遞算法,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的特點(diǎn),提出了適合本系統(tǒng)的連線算法和信號傳遞算法。 微機(jī)接口虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有助于解決微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)課程面臨的眾多問題,加深了“軟件即儀器”、“軟件即元器件”的理解,并有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
【圖文】：

虛擬器件庫和虛擬實(shí)驗(yàn)操作平臺共同構(gòu)成了虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)。其中，虛擬器件庫提供虛擬實(shí)驗(yàn)所需的總線、器件及外設(shè);虛擬實(shí)驗(yàn)操作平臺提供電路編輯和仿真運(yùn)行等功能。虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)框架如圖2一2所示。用用戶 戶 信信號發(fā)生生生生生生生生 電 電電電路編輯輯 虛虛虛虛虛虛虛虛虛 虛虛虛仿仿真運(yùn)行 行 行擬擬器器器器器器器器器 器器器件件件庫庫庫結(jié)結(jié)果顯示示 圖2一2虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)框架圖2.4系統(tǒng)功能劃分根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)的工作流程和系統(tǒng)功能框架，可得到虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)應(yīng)包含如下一些功能，，如圖2一3所示。微微機(jī)接口虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)統(tǒng) 實(shí)實(shí) 實(shí) 實(shí)實(shí) 實(shí) 實(shí)實(shí) 實(shí) 實(shí)實(shí)實(shí) 實(shí)器 器 器實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 驗(yàn) 驗(yàn)驗(yàn) 驗(yàn) 驗(yàn)驗(yàn) 驗(yàn) 驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn) 驗(yàn)件 件 件驗(yàn)驗(yàn) 電電 電 電顯 顯 顯仿 仿 仿信信 信庫 庫 庫助助 路路 路 路不 不 不真 真 真號號 號管 管 管手手 設(shè)設(shè) 設(shè) 設(shè)設(shè) 設(shè) 設(shè)運(yùn) 運(yùn) 運(yùn)輸輸 輸理 理 理 理 示示卜卜 卜置 置 置行 行 行入入 入 入 入 入 實(shí)實(shí)實(shí)實(shí)連 連連實(shí)實(shí)實(shí)連連連實(shí)實(shí)實(shí)虛虛虛實(shí)實(shí)實(shí)信信信器 器器器器器實(shí)

立交互圖 圖 圖4一1面向?qū)ο蠓治鲞^程模型圖4.2系統(tǒng)用例模型通過前一章節(jié)，我們分析了系統(tǒng)的總體功能需求，給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)和系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能。為了明確用戶和系統(tǒng)的交互情況，使用戶和設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)需求上的一致，我們用用例圖來精確描述系統(tǒng)的需求。用例圖模型可由多個用例圖來描述，每個用例圖由參與者(Actor)和用例 (UseCase)組成。根據(jù)抽象層次的不同，用例圖可劃分為系統(tǒng)頂層用例圖和子系統(tǒng)用例圖，全部用例的集合就限定了系統(tǒng)的全部功能。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TP334.7-4

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 宋蕊;基于DDS的任意波形信號發(fā)生器[D];河北工程大學(xué);2012年

本文編號：2590977