教学实验室实时实验数据无线收发系统的设计

更新时间：2020-03-26 04:26:30 大小：9M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：数据无线收发系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

实验教学是高校教学的一个重要组成部分，本文建立在对传统课堂实验教学研究的基础上，总结其弊端，并结合现今成熟的科学技术，在教学实验室里设计出一套实时实验数据无线收发的系统方案，旨在通过提高课堂内实验教师与学生间的实时互动性，均衡实验教师对每位学生的实验指导，取得更好的教学效果。

系统的设计包括以下部分:研究课堂实验教学流程，组建系统功能和硬件结构，设计数据在系统上位机或下位机内的传递，设计数据在系统上位机和下位机之间的传输，定制无线通信协议，处理实验数据的格式，设计PC机端控制界面。其中数据的实时收发和控制界面的设计是系统得以实现其功能的核心。

系统利用RF4432无线射频模块实现数据的无线收发，选用AVRMega16作为数据无线收发的微控制器。上位机是系统的控制部分，由主机AVR、射频模块和控制界面构成，在课堂实验教学流程的各个阶段，实现与下位机的数据无线交换;下位机可供学生实验，辅助学生录入学号、获取并保存实验数据以及将这些数据返回给上位机，由从机AVR、射频模块、PS/2键盘和相关实验设备组成。系统重点设计了数据在级内和级间的传输:建立统一的接口和电平转换电路，实现PC机与主机AVR的数据传递;用SPI总线实现AVR单片机与RF4432射频模块间的数据交换，实现对射频模块的控制;结合课堂实验教学，将十进制的实验数据转化成十六进制，并定制一套简单、稳定和高效的无线通信协议，实现上位机和下位机点对点的数据无线通信;设计时分通信，让上位机轮流与对应的下位机建立通信连接，实现点对多的数据无线通信。结合课堂实验教学的实际情况，系统对控制界面进行了简单化和直观化的设计，以满足实验教师在课堂实验教学流程中的基本需求。

将系统运用于密立根油滴实验，模拟多个学生同时做实验的真实实验课堂，对系统进行整体调试，并在调试过程中发现问题、解决问题，不断改进系统的设计。

最终的运行结果表明，系统节省了实验教师的有限精力，大大提高了其教学效率和课堂内的师生互动，取得很好的教学效果。