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數字鐘課程設計范文第1篇

電子書籍是數字化文字、圖片、音頻等內容的出版物，主要包括以電子刊物形式發表、出版的作品和紙質圖書。與傳統書籍相比，電子書籍具有信息傳輸高效性、時效性等特點，且主要構成、出版方式、閱讀方式也不同于傳統書籍。首先，在主要構成方面，電子書籍不僅包括傳統書籍的封面、說明插圖、文字內容等，還包括背景圖片、字體設置等。其次，在閱讀方式方面，傳統書籍為線性閱讀，通過手動向后翻頁，而電子書籍主要借助電子閱讀平臺，按動查找菜單，在對話框中輸入關鍵字，可以快速尋找到讀者所需的內容。同時，利用交互式電子書平臺，讀者可根據需求對書本進行批注、書簽添加。因此，電子書籍設計對頁面排版、文字設置提出了更高的要求。此外，在傳統書籍設計課程設置中，教學重點是印刷工藝、版式設計、封面設計，且書籍設計的主要表現集中在紙張上，缺少對新媒體、新技術的運用。而在當今計算機、互聯網技術快速發展的新媒體時代，紙質書籍日益顯現出自身的局限性。電子書籍融電子雜志、多媒體書籍為一體，不僅承載了豐富的內容，還改變了人們的閱讀方式，并逐漸成為廣大讀者閱讀書籍的主要選擇。因此，在書籍設計課程教學中，教師應著力培養電子書籍設計人才，引入電子書籍設計內容，培養學生的多媒體應用能力、計算機軟件應用能力、審美能力等。

二、目前電子書籍設計存在的問題

1.簡單復制，視覺無序性

在目前的電子書籍設計中，一些txt、pdf格式的文件仍需要讀者操作鍵盤、鼠標進行翻頁，設計中添加了一些背景元素，背景、文字格式可以改變，但多媒體元素在整篇文章中的應用較少，人機互動平臺缺乏，其形式僅是實體書籍的電子化，電子書籍的優越性沒有得到凸顯。這種問題的存在主要是因為在電子書籍的設計中，設計人員的設計思想、設計方式受到傳統書籍設計的影響，對電子書籍的認識不夠全面，創作能力不足。同時，在視覺設計方面，設計人員缺乏對電子書的版面規劃，忽視視覺引導，導致文字、圖片、音頻等各元素混合在一起，讀者不容易找到目標，進而影響了閱讀質量。如，電子書籍的紙張變化通過圖片、文字顯示，那么在變化過程中，如果內容較少且變化時間過長，讀者的思維就會中斷，閱讀效率降低。而對于長篇文章，如果設計人員沒有有效整合文字、圖片等并通過簡便的菜單設置，讀者就有可能失去閱讀興趣。

2.教學重軟件技術輕創意，設計零散

創意是新媒體電子書籍設計的核心，需要利用創意傳播信息。但是，在目前的電子書籍設計教學中，一些教師過于重視新媒體、計算機技術教學，過于強調多媒體形式，忽視了創意。如，在具體教學中，教師對Flas、音視頻嵌入、動態3D等多媒體技術進行講授，學生具備圖片美化、音視頻插入、動漫制作等能力。但是，對于閱讀書籍而言，讀者需要的是閱讀的舒適感，如果書籍制作過于復雜，內容會顯得零亂，不符合讀者的閱讀習慣，讀者易產生視覺疲勞。此外，電子書籍由文字、圖片、超鏈接、音樂、視頻等元素組成，信息量大，如果不能有效整合這些元素，將會降低電子書籍的整體效果。如，在電子書籍設計中，有時會包含視頻等多媒體因素，這些元素的添加如果沒有按照電子書籍的整體風格進行設計，添加的內容就可能導致內容分散。

三、電子書籍設計教學的主要策略

1.鼓勵學生創新，合理設置教學內容

首先，在電子書籍設計教學中，教師應結合新媒體技術和學科知識，打破單一的教學模式，在學生全面認識電子書籍特點、功能、讀者需求的基礎上，以開放的態度對待教學，鼓勵學生突破、創新。如，在電子書籍的內容采集階段，應結合電子書籍的特點，突出個性化特征，采集新資訊、新知識信息，并對某一知識點進行相關的超鏈接補充，滿足讀者的信息需求。在創意階段，引導學生打破傳統圖書設計思維的局限，大膽創新，提出設計思路，然后結合具體內容布置版面。其次，在教學內容設計方面，教師應注意強調版式設計、交互式設計等，指導學生靈活運用新媒體技術。如，在版式設計中，設計的重點是信息傳達，運用適量、合適的設計元素傳達信息，對部分與整體的關系進行準確把握，避免視覺混亂。在交互式設計中，利用界面的圖標、按鈕、菜單等交互設置設計界面，為讀者設置靈活、方便的操作方式，實現主動閱讀。因此，在具體教學中，教師應引導學生利用交互式技術，通過交互式設計增強閱讀的主動性、趣味性。

2.全面整合要素，合理設計電子書籍封面、版式等

在電子書籍設計中，封面具有吸引讀者視覺、表達圖 書立意的作用，因此，在封面設計中，學生需要具有準確把握圖書立意、思想的能力。對于電子書籍封面的選擇，學生需要先熟悉書籍的風格、性質、內容，對書籍主題進行提煉，然后通過聯想擴大意境，進行封面設計。具體的設計過程主要包括封面和正文部分的設計。封面設計首先要選擇合理的平面構圖，通過封面構圖表達層次分明的主題；其次，處理好局部與整體的關系、對立與統一的關系，突出畫面內容的特點，使整個封面能夠體現圖書的深刻含義；最后，注意色彩色調，利用色彩突出封面主題，保持封面的簡約性，給讀者帶來視覺美感。版式設計的主要內容包括文字、色彩、動態要素等，如鏈接按鈕、互動式按鈕等。版式設計應遵循生動性、靈活性的原則，將鏈接設置在合適的位置，避免過于突兀，影響整體效果。

3.遵循設計服務合理原則，突出書籍“五感”

在電子書籍的設計教學中，教師不僅需要突出書籍設計風格簡約化、內涵藝術化、信息多元化，還要使設計符合服務合理化原則，并將這些原則貫穿于整個教學環節。同時，由于電子書籍設計元素的增多，融入Flas、交互式設計、三維圖像等內容，可以使書籍營造出視、聽、嗅、觸、味融為一體的整體閱讀氛圍。因此，在設計中要合理突出、整合設計元素，體現“五感”。如，在“視”的方面，結合傳統書籍設計、動態技術，實現動靜結合；在“觸”的方面，利用書籍交互性技術，通過讀者對鼠標的點擊、拖動或對屏幕的觸摸，運用動態圖像，使讀者主動感知觸覺；在“聽”的方面，通過音樂刺激讀者的感官。

數字鐘課程設計范文第2篇

關鍵詞：電子仿真技術，課程群，課程建設

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A

一、概述

1.電子仿真技術

目前，應用于應用電子技術專業課程方面的仿真軟件比較多，如Pspice、Multisim（EWB）、EDA、MATLAB等。利用計算機和多媒體技術來搭建虛擬的操作平臺，可以達到非常真實的效果，因此，其在現代信息化的課程教學過程中得到了廣泛應用。

Multisim是Interactive Image Technologies（IIT）公司在20世紀末推出的一種電路仿真軟件，其軟件界面形象直觀，操作方便，易學易用，學生可以在較短時間內掌握方法。

Multisim廣泛應用于電子類相關課程的理論和實驗教學中，其最早的版本為EWB5.12，該版本對一般的電工學實驗可以通過仿真來實現；其最新版本為Multisim 12，目前普遍使用的是Multisim V8，它的功能更加強大，不僅能夠在最基礎的課程如電工學、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術等這些職業基礎課程中進行仿真分析，而且也能在很多其他職業能力課程如電子設計自動化、電子產品設計與開發、電氣設備原理與檢修、畢業設計等多門課程中進行仿真分析，為學生的學習和老師的教學帶來非常直觀的視覺效果。

另外，相對于其他EDA 軟件， Multisim V8更加形象和直觀，而且，它能進行模數混合電路的仿真，幾乎能夠百分之百地仿真出真實電路的效果，給廣大電子電路學習者提供了方便。

2.應用電子技術課程群

根據應用電子技術專業的人才培養目標，即面向電子行業生產、建設、管理、服務一線，培養擁護黨的基本路線，德、智、體、美等方面全面發展的，能勝任電子及信息工程領域的安裝、調試、維修、管理、營銷及一般電子產品設計與開發等崗位的高素質技術技能型專門人才。

我們將專業基礎課中的電工應用技術、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術和專業能力課中的電子設計自動化、單片機原理與設計、電子產品設計與開發、電氣設備原理與檢修、畢業設計這九門課程歸納為一個應用電子技術課程群。在建設應用電子技術課程群的過程中，將現代化的電子設計自動化技術引入到傳統的課堂理論教學和實踐教學環節，再輔以教學方法模式的革新，提高學生的電子技術綜合設計與實踐工程應用能力。

在教學過程中引入Multisim等仿真軟件，使學生在學習硬件的同時，學會用仿真軟件驗證相關原理及電路，從而豐富教學內容，更新課程的教學思路，提高課程的實踐性與應用性。將學生置身于一個“提出問題―解決問題―實踐驗證”的情境之中，使教學方式由“知識傳授”向“發現知識和知識創造型”轉變，大大提高了學生的興趣和學習的積極性。

二、電子仿真技術在專業基礎課數字電子技術中的應用

在數字電子技術的課程教學過程中，數字電路最常用的三種表達方式分別是真值表、邏輯電路圖、邏輯函數表達式，這三種表達方式也是這門課程中的重點內容，要求學生必須掌握它們之間的相互轉換。對初學者來說，這也是一個難點。如果將Multisim仿真軟件應用其中，可以起到很好的學習效果。

首先，Multisim仿真軟件的儀表欄中就提供了一種虛擬的儀器儀表――邏輯轉換器，它能夠實現一個數字電路的邏輯電路圖、對應的真值表、邏輯函數表達式三者的相互轉換，這給初學者提供了一個非常直觀、形象的演示效果。如下圖1所示，用邏輯轉換器分析電路的真值表、邏輯表達式（最小項表達式及最簡表達式）。

雙擊邏輯轉換器并選擇好，輸入變量A，B，C，再按下第一個轉換按鈕，就可以得到如圖2所示的對應電路的真值表；再按下第二個轉換按鈕，就可以得到如下圖3（a）所示的最小項表達式；再按下第三個轉換按鈕，就可以得到如下圖3（b）所示的最簡表達式，表達式都位于最底下的一行。

在數字電子技術的課程教學過程中引入Multisim等仿真軟件，不僅讓學生學會了某種仿真軟件，豐富了教學內容，更重要的是提高了學生的學習興趣，簡化了學習任務的難度，讓學生更容易接受和理解；而且，也可以幫助學生檢驗課后的練習和作業題是否正確，大大提高了課程的實踐性與應用性。

三、電子仿真技術在專業能力課電子產品設計與開發中的應用

電子產品設計與開發是一門綜合性和實踐性很強的課程，對學生以前所學知識有更高的要求。但是，這門課程對于學生進行畢業設計、頂崗實習以及將來出去工作都有著非常重要的作用，所以，這門課程采取虛擬和實踐相結合的方式，非常實用。

在小型電子產品設計的初期，先用Multisim仿真軟件進行分析和設計，設計好合適的思路，選取好合適的元件和參數，并且在仿真軟件上調試出較好的實驗現象以后再進行實物制作，這樣不僅大大節約了實訓耗材，更重要的是可以讓學生大膽地嘗試電路設計，不用擔心安全事故的發生，學生進行設計和探索的積極性也會大大提高。

例如，如果設計一個如圖4所示的流水燈電路，學生在設計電路的過程中，會碰到各種各樣的問題。比如有的學生設計的電路發光二極管不亮，有的學生設計的發光二極管間隔等待的時間過長，等等。學生碰到這些問題時，肯定就會著力想找出自己電路的故障原因。通過仿真軟件來查找原因會比較安全，而且也比較方便，不需要拆掉實物，這對電路學習者來說，提供了很大的方便。例如，如果將圖4中的RP1調為90%，流水燈很快就亮了。當看到這些不同現象的時候，學生自然就會思考原因了，這種變被動為主動的教學方法，大大提高了教學效果。

通過這種學生自主嘗試的學習方式，不僅可以幫助學生提高學習的積極性和主動性，更重要的是學生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設計，大大提高了學習的效果，也避免了大量的實訓耗材的浪費。

四、結語

從應用電子技術課程群中選取其中幾門課程的應用實例可以看出 ，將電子仿真技術應用于課程群的教學過程中，通過電子儀器儀表進行虛擬實驗是非常方便、直觀和形象的，對課程群各門課程的教學很有用。同時，老師們也可以應用如電子仿真技術這些先進的信息技術進行科學研究，這對提高老師們的科研能力和科研水平起著非常重要的作用。總之，將現代化的信息技術和手段應用于現代職業教育的教學和科研工作中，是順應時展的需求，能夠達到教學相長的教學目的。

參考文獻：

[1]石松泉，沈紅衛，梁 偉，等.虛實結合的電工電子實驗教學體系的設計[J].實驗技術與管理，2008，25（8）：184-186.

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[7]陳 虹.EDA在電工學教學中的應用[J].電氣電子教學學報，2010，32（S2）.

數字鐘課程設計范文第3篇

關鍵詞:數字電視;系統設計;電視系統平臺;光纖同軸混合網;電纜調制解調器;媒體訪問控制

中圖分類號:TN919文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374 (2010)10-0038-02

一、綿陽數字電視系統平臺概述

四川綿陽是全國最先實行數字電視試點的城市,廣播電視網絡公司是綿陽市廣播電視局領導下的,由綿陽市廣播電視中心直接管理的綿陽市區有線電視網絡建設、管理、經營機構。

綿陽城區有線電視寬帶網的業務包括:

1.數字電視節目播出:目前傳送節目共64套 (包括股票信息、電視網站等)。

2.普通模擬電視節目播出:29套模擬電視節目,3套調頻廣播節目。

3.高速互聯網的接入:為用戶提供Internet服務、網上證券、網上游戲、IP電話、大容量數據信息服務,VOD業務,天氣預報,交通數據廣播,招聘、招工、房產交易。出租、買賣及其他商品交易等信息。

4.專用網和專用線路出租:建立政府機關辦公自動化數據網,實現電子政務;為大企業、部門 (如銀行、交通、公安消防、軍工等)提供專線接入、虛擬專線、電路仿真、局域網互聯等接入服務;建立交互式遠程醫療、遠程教學、會議電視、電子商務等,為各行各業提供服務;通過HFC網絡實現自動抄表、監控系統、小區物業管理等功能。

二、數字電視節目的內容與數量

我國電視的模擬制式為PAL D/K,頻道帶寬是8MHz。由于在信源端采用MPEG-2圖像壓縮的編碼技術,在傳輸信道中采用64QAM數字調制技術,使得1個8MHz模擬頻道可以通過41Mbps的數據流,考慮到開銷字節 (即從中加入的加密等信息),這樣一個模擬通道理論上可以傳送多達8套標清數字電視節目 (當然,根據國家標準,在傳輸平臺中,每個38Mbit/s的傳輸流復用的節目數應不超過6套)。

1.數字電視平臺傳輸節目內容。綿陽市有線數字電視服務平臺同時提供數字視音頻、數據廣播和交互電視三大類業務,首期共使用15個8MHz模擬頻道,與29套模擬節目并播,具體的業務有:數字電視:提供64套視頻節目,占用13個模擬頻道;準視頻點播:占用3個模擬頻道;股票信息:占用1個模擬頻道;數據廣播:占用1個模擬頻道。

2.綿陽數字電視平臺設備。綿陽數字電視DVB平臺總前端位于綿陽市中心,共計有54臺TS流衛星接收機,8臺編碼器。其中編碼器用以處理本地節目,模擬衛星節目和部分加密衛星節目,13臺MPEG2/DVB數字電視復用器,具有TS碼流恢復轉發功能;SPTS/MPTS接收功能,并且可以具有PSI/SI信息,另有一臺擾碼器接收復用器復用后輸出的ASI碼流。所有的ASI碼流最后通過13臺QAM調制器送入用戶分配網。

3.提供全新服務方式。首先是數字化平移節目,即考慮將現有有線模擬電視節目平移到數字電視中,提高節目播出質量;提供付費頻道節目,由用戶按月按需選擇;提供付費準視頻點播 (NVOD),定期不間斷播放精彩的影視節目;收費提供實時股票財經信息;免費提供綿陽市人民政府政務信息、社區動態、外宣電視網站、綿陽電視網站。隨后還將開通電視短信、家居銀行、電視商務等增值服務。

三、數字電視信號源

1.衛星數字電視節目。衛星傳送的數字電視是數字電視平臺最重要的節目來源。這類節目源分為模擬和DVB-S數字信號兩類,調制方式為QPSK。在數字信號中有一個碼流一個頻道或者一個大碼流包含多個頻道。數字信號碼流中往往包含有原頻道的服務信息及其他無關信息。例如:碼流中包含有節目提供商的加密授權信息等。國內省市的上星節目,為節約資源大多會將本省市的調頻廣播打入數字信號碼流中。

模擬信號要實時轉換為數字信號;數字信號要過濾掉節目供應商的服務信息,區分開碼流中各個頻道,按照本地的實際需要,重新編輯、插入新的服務信息,將這些資源變為本地的內容。

數字衛星信號主要是中央和國內省市的上星節目。

另有部分數字加密衛星信號是模擬輸出重新編碼的方式。

2.本地模擬轉數字電視節目。正在網內播出的本地模擬電視節目要實時轉換為數字信號再播出。如綿陽本地的三套節目。

3.SDH骨干網信號。目前,廣電總局及省局都已建立了骨干傳輸SDH網。以光信號方式將大量的節目內容在骨干傳輸網中交換。經過DS3/ASI適配器轉換,能從SDH端口,獲得多頻道復合的大碼流數字信號。這類碼流一般以6個或8個頻道為一組,其中包含節目供應商的服務信息。要求在送入本地網前,過濾掉這些信息,插入本地編輯、生成的服務信息。如四川公共頻道和四川婦女兒童頻道。

4.視頻服務器輸出數字信號。編輯、編碼、壓縮好的待播數字節目儲存在視頻服務器上,由日程控制器按電子節目菜單或由視頻點播控制服務器控制播出數字電視節目。它應能與媒體資產管理、硬盤節目存儲、非線性編輯等系統實現節目數據交換。它輸出的是包含多個節目的復合碼流,在平臺插入相關的服務信息。

5.數據廣播。數據廣播節目的編輯采用現行各類編輯軟件,播出電視網站 (綿陽政府網)。利用I-Frame畫面質量高的優點,可以制作當地政府的公眾信息、電視黃頁,提供本地消費信息、旅游信息等綜合類消息,制作機頂盒使用方法,圖文并茂地將數字電視的接收方法、服務內容、電視節目單及重點節目介紹給觀眾。

6.股票行情及股評信息的播出。從合作的證券公司 (國信證券)和財經信息提供商接收股票實時行情及股評等財經信息,經相應的處理后輸出到復用系統,可以無時延地下傳數千只股票, 通過回傳接入及股票交易系統,可實現股票實時交易,賬戶信息查詢,交易方便直觀,信息量大 (一次可完成10筆交易),占線時間短。

7.可下載信息的播出。將包含最新服務功能的機頂盒軟件放到IP數據服務器上,采用數據廣播軟件將存儲的數據打包成傳輸流,作為復用系統的輸入基本流。利用CATV寬帶網絡將這些軟件數據高速下傳,用戶在家中,按照機頂盒的操作提示,下載新版軟件和EPG信息,實現機頂盒的在線升級。

四、機頂盒的應用要求

按照廣電總局的技術規范要求,從圖像清晰度來分,機頂盒分標準清晰度 (SD)和高清晰度 (HD)兩類;從功能上來分,標清機頂盒功能分為基本型、增強型、高級型三類。綿陽有線數字電視根據上述有線數字電視業務經營要求及所傳輸信號類型、業務種類等,按照自己的實際需要和整體平移的成本,綜合三類標清機頂盒的功能特點,定義自己的機頂盒標準是選用基本型標清機頂盒。

五、綿陽有線數字電視系統結構

綿陽有線數字電視系統由節目源接入系統、節目監控審查系統、EPG系統、DVB信號播出系統、條件接收系統、用戶管理系統、傳輸系統、用戶接收系統、回傳系統、網絡管理系統、監管數據采集系統及中間件構成。

1.編碼器。對模擬的音、視頻節目按MPEG-2的標準進行數字化編碼,產生標準的數字電視節目傳輸流。

2.復用器。將多個標準的數字電視節目傳輸流復合為一個數字傳輸流,實現一個物理電視頻道上傳輸4～8路數字電視節目。

3.數字數據廣播器。將多種格式的數據轉換為MPEG-2格式的數據包,然后,可對多個數據流復合為一個數據流在CATV網上傳輸。

4.QAM調制器。QAM調制器主要是對經過信道編碼和復用后的數字電視信號進行調制,使其具有很高的抗干擾能力,便于在有線電視網絡中傳輸。

5.準視頻點播服務器。包括標準的DVB編碼工作站、多數字節目的軟件復用、節目存儲和多頻道播出軟件等。

6.條件接收和用戶管理系統。條件接收系統對廣播的數字節目和數據進行加密,從而實現數字電視的付費功能。

用戶管理系統包括用戶檔案信息、用戶收視信息、銀行收費系統和用戶結算及授權信息的管理。實現服務提供、最終用戶反饋和統計記錄以及用戶智能尋址和收費管理等。

7.節目管理系統。接收所有來自內容和服務提供商的信息源,將不同信息源(數據庫、Internet、其他應用),不同格式(文本、比特流、圖像)的信息轉換為符合DVB/DDB結構支持的服務或頁面以及按照節目要求的頁面格式進行編輯,并對這些信息進行相應的包裝和分配。

8.用戶機頂盒。用戶機頂盒 (STB)是數字有線電視信號的終端接收裝置,它將電纜傳來的調制在高頻上的信號經過同步解調,還原為基帶信號,再經過發送端編碼的反過程,還原成未壓縮前的多個頻道的數據信號送入電視機供用戶觀看。

9.電話回傳系統 (暫未開通)。許多STB有一個調制解調器通過電話網絡形成的返回頻道信息,計算機用戶也是通過調制解調器和電話網絡形成的返回信息。采用電話回傳系統不需對現有的CATV網進行改造就能實現部分雙向交互式功能。目前正在集成過程中。

10.因特網連接。電視臺數字數據廣播系統通過專線或其他方式同因特網連接,獲得大量因特網信息資源,經過分類整理再通過數字電視廣播系統傳輸給用戶,實現電視機用戶對因特網信息的瀏覽功能。

參考文獻

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數字鐘課程設計范文第4篇

關鍵詞：數字信號處理；課程設計；FPGA

中圖分類號：G434文獻標志碼：A文章編號：1673-8454（2017）24-0034-03

一、引言

數字信號處理課程是電子技術類、通信類專業的一門重要的專業基礎課。目前我們對本科生開設的《數字信號處理》課程大多側重在理論技術方面，注重理論推導而忽略具體實現技術的介紹。結果導致學生在學習了數字信號處理課程之后并不能把所學的理論知識與實際的工程應用聯系起來。如果將現有的《數字信號處理》課程與FPGA技術相結合，以已有的理論為基礎，重點介紹數字信號處理實現平臺和一些具體可用的實現算法，可促進教員教學水平的提高及學員動手能力的加強和創新意識的養成[1-5]。

我校已設立了《數字信號處理課程設計》課程，為進一步培養學生的創新實踐能力，我們將FPGA引入到數字信號處理課程設計的實驗教學中，精選和優化課程設計內容，使數字信號處理課程設計更具科學性和實踐性。以Xilinx公司提供的集成開發工具ISE軟件和實驗室自研的基于Spartan3系列的FPGA多功能實驗箱，作為“數字信號處理課程設計”的軟、硬件平臺。在此平臺上，學生最終能完成從基礎實驗、典型應用到綜合設計的一系列教學實驗。通過近三屆學生的教學實踐，收到了良好的教學效果。

二、課程設計的目的與要求

本課程設計是《數字信號處理》課程的具體應用和實踐，是《數字信號處理》課程理論知識的綜合運用，其基本任務是著重提高學員在模/數轉換、數/模轉換、數字信號處理、系統分析與綜合方面的實踐技能和科學作風，培養學員綜合利用理論知識解決實際問題的能力。

要求學員根據所學數字信號處理知識獨立設計完成基本任務，熟悉、掌握、熟練使用FPGA開發軟件，掌握模擬信號的數字化采集與產生、數字濾波和頻譜分析的基本原理，運用FPGA技術對數字信號處理系統進行系統分析和綜合設計。

三、課程設計的內容安排

本課程的教學內容包括FPGA設計基礎、FPGA典型應用案例、綜合課程設計實驗三大部分內容。

1.FPGA設計基礎

第一部分FPGA設計基礎介紹了可編程邏輯器件的編程器件工作原理、基本結構和電路表示方法，現代數字系統的設計方法，可編程邏輯器件的一般設計流程；FPGA的典型應用場合；主流的FPGA芯片廠家（如Xilinx和Altera等）及其市面代表產品；硬件描述語言基礎（VHDL和Verilog）；Xilinx的可編程邏輯器件設計工具ISE軟件，以及基于ISE的開發設計流程。

2.FPGA典型應用案例

選擇合適的典型應用案例是做好數字信號處理課程設計的關鍵所在。通過實際教學實踐，使學生利用FPGA工具開發軟件來掌握信號處理系統基本原理，以及數字信號處理的設計方法。同時利用配套的儀器和設備，在FPGA多功能實驗箱上完成數字信號處理的算法驗證與調試。

本實驗箱充分采用了模塊化設計思想，具有良好的擴展性和移植性。實驗箱由底板、FPGA核心板、雙路A/D模塊、雙路D/A模塊、IO模塊、面包括展板等組成。其中，FPGA核心板采用Xilinx公司的Spartan3系列FPGA芯片XC3S400-PQ208，門數容量為40萬門；A/D模塊搭載雙通道65MHz高速12位ADC，滿足高速高精度數據采集需求；D/A模塊搭載雙通道125MHz高速14位DAC，滿足高速高精度波形輸出需求；I/O模塊板配備了豐富的I/O設備，其中有12個LED燈、4*4矩陣鍵盤、撥碼開關、四位七段數碼管、液晶模塊（1602和12864）和蜂鳴器。

根據課程設計的目的與要求，在對多年教學實踐分析的基礎上，為學生提供了下列5個FPGA典型應用案例：①正弦信號發生器設計；②數字電壓表設計；③數字頻率計設計；④FIR濾波器設計；⑤簡易數字頻譜儀設計。這一部分內容是本門課程設計的重點，是在課堂上教師重點講授的內容。首先對工作原理進行分析，然后在FPGA多功能實驗箱上演示實驗結果，再打開ISE實驗例程進行程序講解，最后安排學生自己實做練習，復現實驗結果。

在以上典型應用案例中，不僅注重數字信號處理基本知識的理解和應用，而且強調知識的融匯貫通，重點加強學生對課程知識的綜合應用和實踐能力的培養。例如，正弦信號發生器設計實驗，注重運用直接數字頻率合成（DDS）和數/模轉換（D/A）的實現方法；數字電壓表和數字頻率計設計實驗，注重運用模/數轉換（A/D）和數字化測量幅度、頻率的實現方法；FIR濾波器和簡易數字頻譜儀設計試驗，注重運用FIR數字濾波和FFT進行實際信號頻譜分析的實現方法。

3.綜合課程設計實驗

綜合課程設計實驗要求學生運用FPGA技術對數字信號處理系統進行系統分析和綜合設計，完成數字信號處理課程設計報告總結，以及課程設計過程中的學習體會與收獲、對FPGA開發設計經驗總結、本次課程設計的認識與建議。

具體實施時，教師布置4個可選的綜合設計實驗：①數字儲存示波器、②邏輯信號分析儀、③程控濾波器、④簡易數字信號傳輸性能分析儀。學生可以任選其中一題作為綜合課程設計實驗題目，要求學生運用FPGA技術對數字信號處理系統進行系統分析和綜合設計，并在FPGA多功能實驗箱上完成整個系統的設計與實現。

下面是一組學生選擇第3題（程控濾波器）進行綜合課程設計的部分實驗結果。其中設計了一個截止頻率為10KHz高通濾波器，先用Matalbfdatool濾波器設計軟件進行FIR線性濾波器的系數設計[6-7]（如圖1所示），然后導入到MATLAB工作空間進行相應的操作，并保存為FPGAIP核所需的.coe文件，再在ISE工程中將.coe文件導入到FIRIP核中，并編譯下載至FPGA多功能實驗箱上觀察輸出結果。截止頻率10KHz高通濾波器輸出結果（10KHz輸入）如圖2所示，截止頻率10KHz高通濾波器輸出結果（8KHz輸入）如圖3所示。

四、教學模式和方法的選擇

1.以學生為主體，采用啟發式教學

“數字信號處理課程設計”教學的基本模式是采用多媒體課件進行部分精講，伴以大量的自學、討論和實踐。在以啟發式為基本方法的前提下，針對本課程的特點，采用了以下三種方法。一是對比分析法。不同FPGA在芯片結構、外圍接口、程序開發以及功能上都有可比之處，通過對比教學，可以加深印象提高教學效果，讓學員更好的理解所講述的內容。二是系統分析法。一個完整的FPGA系統是一個完備的系統。在介紹各種不同系統結構的設計時，還必須從硬件和軟件兩個角度統一闡述，使學員明白為什么采用該型號芯片、為什么采用該軟件結構等，從而更深入的理解數字信號處理的硬件實現的本質。三是典型分析法。FPGA系統多種多樣，適當的選取幾種典型的系統進行詳細分析，由淺入深，由表及里，使學員不但能熟練的掌握和分析各種FPGA系統，還能學會自己設計或構造具有特定意義的數字信號處理系統。

2.豐富的多媒體教學手段

針對數字信號處理課程設計中一些內容比較抽象難以理解，教師用傳統的教學手段很難講解清楚，某些規律學習者難以捕捉，同時有許多設計的概念需要通過實驗驗證來加以闡述，例如，在講解濾波器設計過程時，雖然在理論上說明了設計過程的步驟和方法，但是，實際濾波的應用具體是怎樣，需要通過實驗來加以驗證。因此在教學中，可發揮多媒體的強大的輔助教學功能，使得抽象的或難以進行傳統教學的內容能形象直觀生動地再現出來，實現教學由難化易，由繁化簡，激發學生學習興趣。

在課堂教學中可以引入Matlab仿真和FPGA技術演示，可以加深學生對基本概念、理論的理解，可以使抽象的內容生動、直觀，從而提高學生的學習興趣，事半功倍；同時將視頻、動畫制作在課堂講解中，利用動畫與視頻產生的動態效應，將深奧難懂的理論問題轉換成直觀、動態的視頻或動畫，這樣不但增加了知識的趣味性，而且增加了知識的連貫性。對教師來說，能夠通過動畫與視頻將知識點更好、更直觀的表現出來，學生也可以在學習過程中對自己的抽象思維進行驗證。

3.分組協作共同完成

具體實現來說，可以將學生分組（3～4人一組），每組重點準備一個可選的綜合設計實驗。教師引領學生對項目進行任務分解、剖析與本課程設計相關的內容。學生按照實驗小組討論方案設計、任務分解、搜集資料、項目制作、調試測試、撰寫報告的一般項目研發過程進行綜合性實驗。整個綜合性實驗以一個項目研發的形式進行組織，不但能加深學生對理論知識的理解，而且能夠極大提高學生的科研素質。全組同學既要獨立思考又要集體討論，鼓勵學生設計出不同的方案。采用這種方式，可以極大調動學生的積極性，同時增強同學之間的團隊合作。

4.課程設計考核方式

建立完善合理的考核制度無疑可以有效的對學生形成正確的引導，考核方式應該以考核學員能力為主要目的。數字信號處理課程設計考核成績根據學生的實驗報告和實際操作情況進行綜合評分。考核內容包括：設計方案是否合理，編程、調試和測試數據是否正確，設計指標是否完成，撰寫報告是否格式規范和條理清楚等方面。按100分考核，最后評定為優秀、良好、中等、及格、不及格五個等級。

五、結束語

通過《數字信號處理課程設計》課程的學習，培養學員綜合數字信號處理方面的理論知識，解決模/數轉換、數/模轉換、數字信號處理、系統分析與綜合方面常見實際問題的能力。基于FPGA硬件實驗平臺，學生通過查閱參考資料、設計實驗方案，分組討論、分析解決問題，最終完成設計課題，初步掌握工程設計方法和組織實踐的基本技能，逐漸熟悉開展科學實踐的程序和辦法，為將來從事和逐步適應日新月異發展的系統科學提供一定的適應能力與基礎。

參考文獻： 

[1]李永全.數字信號處理課程設計的改革與探索[J].實驗科學與技術，2008，6（3）：101-103. 

[2]羅倩.數字信號處理課程設計中創新性實踐探索[J].教育教學論壇，2016，6（11）：145-146. 

[3]劉翠響，王寶珠，王霞.信號處理綜合課程設計的教學改革與嘗試[J].中國電力教育，2009，32（8）：140-141. 

[4]朱金秀，張卓，朱昌平.《數字信號處理》課程實驗教學研究與實踐[J].實驗室研究與探索， 2008，27（5）：96-97. 

[5]楊莉，施國勇.基于FPGA的數字信號處理課程設計[J].電氣電子教學學報，2010，32（4）：77-78. 

[6]蔣小燕.《VHDL語言及FPGA設計》與《數字信號處理》課程實驗教學融合研究[J].軟件導刊， 2015，14（7）： 215-216. 

數字鐘課程設計范文第5篇

關鍵詞：自主建構式成長樹；職業生涯規劃；能力培養路徑；課程體系設計

一、時不我待：進行中職生職業生涯規劃能力培養的課程體系設計迫在眉睫

1.職業生涯變數增加：進行中職生職業生涯規劃能力培養的課程體系設計的外部動因

目前職業發生著翻天覆地的改變，傳統意義上的穩定工作越來越少，換工作、換崗日漸頻繁，人們的職業生涯增加了更多的變數。我校264名畢業生中，在專業相關崗位上實習的不到35%；畢業后三年，專業對口率呈逐年下降趨勢；另外60名2006年畢業生中，僅1.7%的畢業生目前仍從事與數控有關的工作，與之相反，卻有高達90%的畢業生從事過兩份及以上的工作，且多與專業無關。（詳見圖1、圖2）

這使得在校依據所學專業進行的一次性規劃的實際作用大大降低，學生出現生存難、職業生涯發展受阻等一系列問題。宗曉武、周春平的研究證明，能力資本積累比知識資本投資更能有效提高學生的就業能力。中職生需要一種應對職業生涯變數增加的能力，以便離開學校也可以自己根據實際情況重新規劃自己的職業生涯。

2.中職生求自我發展：進行中職生職業生涯規劃能力培養的課程體系設計的內在訴求

2012年上海了我國首個中職生發展報告，結果顯示，中職生的整體價值取向是積極向上的，他們在積極尋求自我發展。但是普遍缺乏具體的職業生涯規劃：他們對自己、對專業了解不深，選擇往往被動而茫然，對未來的規劃意識減弱，對持之以恒獲得專業能力缺乏韌勁，直接導致他們的中職生涯所獲有限，間接影響了自己的就業競爭力。因此，對中職生進行職業生涯規劃能力的培養是學生尋求自身發展最深層次的訴求。而Orpen研究發現，系統的職業生涯規劃和成功的職業生涯之間有顯著的相關性。

3.缺乏課程體系設計：進行中職生職業生涯規劃能力培養的課程體系設計的現實問題

浙江省新一輪課程改革已拔錨起航，《浙江省中等職業教育課程改革方案》強調“以生為本”，《杭州市加快推進中等職業教育課程改革實施意見》中第一個主要措施便是“加強職業指導，提高選擇能力”，要求利用校內外各種資源加強指導職業生涯規劃。目前，中職學校圍繞中職生職業生涯規劃采取了一些措施：開設職業生涯規劃課；請企業對在校學生進行職業指導講座；開設心理健康課，引導學生認識自我；舉行各種文體活動幫助學生發現自我等。這些措施在某一方面一定程度上發展了中職生的職業生涯規劃能力，但卻不成系統，各自為營，類似散打點射，缺乏有力的頂層設計。

我們需要對中職生職業生涯規劃從穩定的能力結構進行分析，整合各種生涯管理人員的力量，將豐富多彩的平臺統一納入課程體系，形成一個關于中職生職業生涯規劃能力培養的綜合課程體系設計框架。

二、自主建構式成長樹：中職生職業生涯規劃能力培養課程體系設計

1.“成長樹”的理論根基：中職生職業生涯規劃能力的概念厘清與結構模型建構

中職生職業生涯規劃能力是中職生基于個人內部和外部基本信息的搜索與建構，逐漸發展個人的生涯認同，確立職業生涯發展目標，并結合中職這個職業生涯發展階段的特點制定實現目標的教育、培訓、工作等可行性計劃與行動方案，擇其所愛，愛其所擇，適應職業生涯，促使自我實現的能力。主要包括職業生涯信息搜集能力、職業生涯知識建構能力、職業生涯決策能力、職業生涯行動能力四個部分。（如圖3）

2.“成長樹”的基本描述：從土壤到根、干、枝、葉和陽光空氣的工程

羅杰斯說：“當學生通過自我評價，感受到自己學習有意義、有價值時，這樣的學習必定是主動，并且身心都投入的。”學生的自我感受越來越重要。要想培養出學生的能力，在課程體系設計上，就要注重把學習主動權交還給學生，讓學生從自身的需要出發，完成屬于自我的能力建構。

遵循學生成長的規律，課程體系的設計更加關注生成，構造豐富的課程資源，學生是培養的主體與主人。提供能力培養需要的大量自我知識與職業知識作為成長的肥沃土壤；以可持續發展課程中學習的內容作為能力的樹根；以中職生職業生涯規劃信息搜索能力培養課程和中職生職業生涯規劃知識建構能力培養課程中吸收的內容作為樹干；職業生涯決策能力培養課程中所獲得的內容是開發出來的樹枝；職業生涯規劃行動能力培養課程中的表現就是成長樹的葉片；而學校所提供的自我知識課程、職業知識課程和能力提升綜合課程從課內到課外，從校內到校外，形成了一個立體包圍著成長樹像水分、陽光和空氣等養分一樣的資源庫，供學生自主選擇所需要的內容，進行自我職業生涯規劃能力成長樹的建構。（如圖4）

（1）土壤資源系――自我知識課程與職業知識課程

根據認知信息加工理論，金字塔底部的兩個部分稱為知識領域，包括自我知識和職業知識。自我知識包括自我的價值觀、興趣、技能等個人特性；職業知識包括職業、教育與培訓方式與機會和職業閑暇。一個人在解決職業生涯問題或進行職業生涯決策時，都從這里開始。