欢迎来到千学网!
您现在的位置:首页 > 实用文 > 其他范文

数字系统设计综合实验报告

时间:2022-10-14 10:12:22 其他范文 收藏本文 下载本文

下面就是小编给大家带来的数字系统设计综合实验报告,本文共18篇,希望大家喜欢,可以帮助到有需要的朋友!

数字系统设计综合实验报告

篇1:数字系统设计综合实验报告

实验1 加法器设计

1) 实验目的

(1) 复习加法器的分类及工作原理。

(2) 掌握用图形法设计半加器的方法。

(3) 掌握用元件例化法设计全加器的方法。

(4) 掌握用元件例化法设计多位加法器的方法。

(5) 掌握用Verilog HDL语言设计多位加法器的方法。

(6) 学习运用波形仿真验证程序的正确性。

(7) 学习定时分析工具的使用方法。

2) 实验原理

加法器是能够实现二进制加法运算的电路,是构成计算机中算术运算电路的基本单元。目前,在数字计算机中,无论加、减、乘、除法运算,都是化为若干步加法运算来完成的。加法器可分为1位加法器和多位加法器两大类。1位加法器有可分为半加器和全加器两种,多位加法器可分为串行进位加法器和超前进位加法器两种。

(1)半加器

如果不考虑来自低位的进位而将两个1位二进制数相加,称半加。实现半加运算的电路则称为半加器。若设A和B是两个1位的加数,S是两者相加的和,C是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到。

(2)全加器

在将两个1位二进制数相加时,除了最低位以外,每一位都应该考虑来自低位的进位,即将两个对应位的加数和来自低位的进位三个数相加,这种运算称全加。实现全加运算的电路则称为全加器。

若设A、B、CI分别是两个1位的加数、来自低位的进位,S是相加

的和,C是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到:

3)

(1)

(2)

(3) 实验内容及步骤 用图形法设计半加器,仿真设计结果。 用原件例化的方法设计全加器,仿真设计结果 用原件例化的方法设计一个4为二进制加法器,仿真设计结果,

进行定时分析。

(4) 用Verilog HDL语言设计一个4为二进制加法器,仿真设计结

果,进行定时分析。

(5) 分别下载用上述两种方法设计4为加法器,并进行在线测试。

4)设计

1)用图形法设计的半加器,如下图1所示,由其生成的符号如图2

所示。

2)用元件例化的方法设计的全加器如图3所示,由其生成的符号如图4所示。

图三:

图四:

5)全加器时序仿真波形如图下图所示

6)心得体会:

第一次做数字系统设计实验,老师给我们讲了用图形法设计的全过程。在这次过程中,我进一步加强对理论知识的学习,将理论与实践结合起来。实验过程中遇到了一个小问题是生成半加器符号,后来发现缺了File/Create Default这一步。通过这一次的失误,我明白了做事要认真!最后将实验做出来了,体味了成功的喜悦!通过这次实验我复习了加法器的分类及工作原理,

并掌握了用图形法设计半加器的方法,掌握了用元件例化法设计全加器的方法,掌握了用元件例化法设计多位加法器的方法,掌握了用Verilog HDL语言设计多位加法器的方法,学习了运用波形仿真验证程序的正确性,学习定时分析工具的使用方法。

[数字系统设计综合实验报告]

篇2:基于FPGA的数字系统设计

基于FPGA的数字系统设计

文章通过分析传统数字系统分析方法及特点,介绍FPGA的`特点和优势,提出了数字系统设计与FPGA相结合的构想.

作 者:杨真理  作者单位:扬州职业大学电子工程系 刊 名:中国科技信息 英文刊名:CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(17) 分类号: 关键词:EDA技术   数字系统   FPGA  

篇3:数字逻辑实验报告心得

数字电路中,最基本的逻辑门可归结为与门、或门和非门。实际应用时,它们可以独立使用,但用的更多的是经过逻辑组合组成的复合门电路。目前广泛使用的门电路有TTL门电路和CMOS门电路。

1、TTL门电路

TTL门电路是数字集成电路中应用最广泛的,由于其输入端和输出端的结构形式都采用了半导体三极管,所以一般称它为晶体管-晶体管逻辑电路,或称为TTL电路。这种电路的电源电压为+5V,高电平典型值为3.6V(≥2.4V合格);低电平典型值为0.3V(≤0.45合格)。常见的复合门有与非门、或非门、与或非门和异或门。

有时门电路的输入端多余无用,因为对TTL电路来说,悬空相当于“1”,所以对不同的逻辑门,其多余输入端处理方法不同。

(1)TTL与门、与非门的多余输入端的处理

如图1-1为四输入端与非门,若只需用两个输入端A和B,那么另两个多余输入端的处理方法是:

并联 悬空 通过电阻接高电平

请点击输入图片描述

图1-1 TTL与门、与非门多余输入端的处理

并联、悬空或通过电阻接高电平使用,这是TTL型与门、与非门的特定要求,但要在使用中考虑到,并联使用时,增加了门的输入电容,对前级增加容性负载和增加输出电流,使该门的抗干扰能力下降;悬空使用,逻辑上可视为“1”,但该门的输入端输入阻抗高,易受外界干扰;相比之下,多余输入端通过串接限流电阻接高电平的方法较好。

(2)TTL或门、或非门的多余输入端的处理

请点击输入图片描述

如图1-2为四输入端或非门,若只需用两个输入端A和B,那么另两个多余输入端的处理方法是:并联、接低电平或接地。

并联 低电平或接地

请点击输入图片描述

图1-2 TTL或门、或非门多余输入端的处理

(3)异或门的输入端处理

异或门是由基本逻辑门组合成的复合门电路。如图3.2.3为二输入端异或门,一输入端为A,若另一输入端接低电平,则输出仍为A;若另一输入端接高电平,则输出为A,此时的异或门称为可控反相器。

请点击输入图片描述

请点击输入图片描述

图1-3 异或门的输入端处理

在门电路的应用中,常用到把它们“封锁”的概念。如果把与非门的任一输入端接地,则该与非门被封锁;如果把或非门的任一输入端接高电平,则该或非门被封锁。

由于TTL电路具有比较高的速度,比较强的抗干扰能力和足够大的输出幅度,在加上带负载能力比较强,因此在工业控制中得到了最广泛的应用,但由于TTL电路的功耗较大,目前还不适合作大规模集成电路。

篇4:数字逻辑实验报告心得

课程刚开始的时候,对eda技术很陌生,也感到很茫然,也非常没有信心,当接触到可编程器件的时候,看到大家同样感到很迷惘。或许,在学习eda的时候,我应该比别人更有些优势,在双学位计算机的课程里我已经学过《数字逻辑》,而eda的一些内容也是和《数字逻辑》直接相关联的。

通过一学期的努力学习,查阅了一些相关技术的书籍,书中通过大量的图示对pld硬件特性与编程技术进行了形象的讲解,不仅融合了之前学习的关于电路设计的知识还将eda的技术加入其中。对vhdl语言的详尽讲解更是让我深刻理解了vhdl语言的编程原理。由于本门课程是一门硬件学习课程,所以实验必不可少。通过课程最后实验,我体会一些vhdl语言相对于其他编程语言的特点。

在接触vhdl语言之前,我已经学习了c语言,汇编语言,而相对于这些语言的学习,,vhdl 具有明显的特点。这不仅仅是由于vhdl作为一种硬件描述语言的学习需要了解较多的数字逻辑方面的硬件电路知识,包括目标芯片基本结构方面的知识更重要的是由于vhdl描述的对象始终是客观的电路系统。由于电路系统内部的子系统乃至部分元器件的工作状态和工作方式可以是相互独立、互不相关的,也可以是互为因果的。这表明,在任一时刻,电路系统可以有许多相关和不相关的事件同时并行发生。例如可以在多个独立的模块中同时入行不同方式的数据交换和控制信号传输,这种并行工作方式是任何一种基于cpu的软件程序语言所无法描绘和实现的。传统的软件编程语言只能根据cpu 的工作方式,以排队式指令的形式来对特定的事件和信息进行控制或接收。在cpu工作的任一时间段内只能完成一种操作。因此,任何复杂的程序在一个单cpu的计算机中的运行,永远是单向和一维的。因而程序设计者也几乎只需以一维的思维模式就可以编程和工作了。

在学习的过程中,我深深体会到,学习不单单要将理论知识学扎实了,更重要的是实际动手操作能力,学完了课本知识,我并没有觉得自己有多大的提高,相反的,每次做完实验之后,都会感觉自己收获不少,因此,我认为在老师今后的教学当中,应当更加注重动手实验,把理论与实践很好的结合起来,才能使同学融会贯通。

篇5:数字逻辑实验报告心得

、实验目的

1、熟悉实验室数字电路实验箱的使用方法。

2、熟悉门电路逻辑功能的测试方法。

3、熟悉常用SSI集成电路芯片的应用。

4、熟悉基于SSI的组合电路设计方法。

二、实验仪器和器材

数字逻辑电路实验实验箱一个;74LS00一块;74LS283一块;导线若干。

三、实验内容

1、在逻辑功能上测试74LS00集成电路的完好性。

2、用1片74LS00实现一个裁判表决电路。设裁判为A、B和C,其中A为主裁判,B、C为

副裁判。裁判用“0”表示否决,用“1”表示合格。仅当主裁判和一名或一名以上副裁判都认为运动员的动作合格时,输出L为“1”,指示灯亮,否则输出L为“0”,灯不亮。

3、用四位全加器74LS283设计一个代码转换电路,将四位BCD8421码转换成余3码(提

示:四位BCD8421码转换成余3码就是每一位的BCD8421码+0011)。

四、实验方法与实验结果

1.验证TTL集成电路的逻辑功能

(1)74LS00功能测试

74LS00是TTL门电路,其外部引脚如图一所示。内含四个2输入的与非门,其中A、B是输入端,Y是输出端。将因脚PIN14接电源VCC=5V,PIN7接地,将A、B通过实验箱的开关分别接逻辑“1”(高电平)和逻辑“0”(低电平),输出Y接实验箱指示灯L,实验结果如表1所示。

篇6:数字逻辑实验报告心得

1、THD-4型数字电路实验箱

2、器材: 74LS00 四-2输入与非门

74LS32 二输入四或门

74LS86 四-2输入异或门

74LS08 74LS04

实验内容

【实验方案设计】

1、TTL与非门的逻辑功能及应用

芯片的引脚号查法是面对芯片有字的正面,从缺口处的下方(左下角),逆时针从1数起。芯片要能工作,必须接电源和地。本实验所用与非门集成芯片为74LS00四-二输入与非门,其引脚排列如图1-4所示。

图1-4 74LS00引脚排列

(1) 测试74LS00四-2输入与非门的逻辑功能

(2) 用74LS00实现或逻辑:,写出转换过程逻辑函数式,画出标明引脚的逻辑电路图,测试其逻辑功能,观测实验结果。

请点击输入图片描述

请点击输入图片描述

采用74LS00实现以上逻辑函数的电路如下图所示:

(3) 用74LS00实现下表所示的逻辑函数。写出设计函数式,画出标明引脚的逻辑电路图,并验证之。

输入输出输入输出A B CYA B CY0 0 00 0 10 1 00 1 100011 0 01 0 11 1 01 1 10011

(请在此处写出逻辑表达是并根据上面的例子画出电路图, 如果用Word画图不方便,可以先画在纸上,拍照后粘贴在此处)

2. 用74LS86设计一个四位二进制取反电路。写出设计函数式,列出功能表,画出标明引脚的逻辑电路图,并通过实验验证之。

(请在此处写出逻辑表达是并根据上面的例子画出电路图, 如果用Word画图不方便,可以先画在纸上,拍照后粘贴在此处)

3. 用与非、与、或等基本逻辑门设计一个无弃权三通路表决器,既当输入为两个1时输出为1。

篇7:数字逻辑实验报告心得

首先,通过对这门课程相关理论的学习,我掌握了eda的一些基本的的知识,现代电子产品的性能越来越高,复杂度越来越大,更新步伐也越来越快。实现这种进步的主要原因就是微电子技术和电子技术的发展。前者以微细加工技术为代表,目前已进入超深亚微米阶段,可以在几平方厘米的芯片上集成几千万个晶体管;后者的核心就是电子设计自动化eda(electronicdesign automatic)技术。eda是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子cad通用软件包,它根据硬件描述语言hdl完成的设计文件,自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

eda技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。

其次,通过对课程的实验的学习,我对eda的学习和理解有了更深刻的认识和体会。我们团队共四个人,做的是两层电梯控制器,作为这个实验的一员与负责人,我感到很有压力。因为只对课本知识的学习,我对实验做成功的把握不是很大。因为我们是机械专业,学习电的知识也主要是通过大二学的《电工学》,因此只能对数字逻辑与数字电路有初步的了解,而eda是在数字电路发展到一定阶段的产物,因此学习起来也很费力。

然而,在我们团队的共同努力下,我们最终成功地完成了这个实验,包括时序仿真和硬件测试仿真,都取得了非常成功地效果。

在上实验课的时候,那个周六下午,整个实验室只有那寥寥几人,我很庆幸我是其中的一人,因为在那里我学习到了很多,我完成了上次实验没有完成的扫描显示的实验,也完成了步进电机控制器的实验,还在老师的指导下完成了梁祝音乐演示实验,最后在晚上我也去了实验室,和我们团队成员开始进行两层电梯控制器的设计,通过一个晚上的努力,我们最终把它给调试了出来。

通过实验,我激发了eda学习的兴趣,也对这门课程有了更深的理解,对eda设计软件quarterⅡ的使用也更加熟练。老师给我们的材料中,用的是gal器件,我们最终用的是fpga器件,也就是ep1k10tc100—3芯片,我们分析了电梯在整个运行过程中的状态,并参考资料写出了状态图,然后根据状态图用有限状态机来实现了各个状态之间的转换,进而实现了对电梯的控制。

在设计过程中,我们遇到了很多困难,尤其是在电梯开门于关门那个自动控制方面,起初我想用一个延迟信号赋值语句解决这个问题,但是由于这个延迟在综合器里面不能得到体现,综合器在综合是会忽略after之后的延迟,因此我该用了一个计数器溢出的底层元件。通过元件例化语句实现在顶层文件中对其的调用。

在完成vhdl的编辑以后,进行编译,结果出现了很多错误,在我们细心的检查和排

对这门课程的最大收获除了学习到了知识以外,更重要的是让我明白了一个道理:只要全身心的投入到一件事中,并且要有持之以恒的决心,就一定会有收获。有的人觉得自己做不出来,就网上搜一个了事,但是,放弃一次黑暗中摸索的经历,就放弃了一次成长的机会!如果你付出了,没有收获。那只能说,是付出的还不够多。

我想我对eda的学习只能算是个入门,这个领域的发展空间非常大,应用范围也非常广泛,而且我相信在将来还会有更加广阔的应用前景。因此在以后的学习过程中,我不能因为课程学习的结束而结束了我对这个领域的探索,相反我会更加努力的去学习它。感谢老师孜孜不倦的教诲,让我不仅学到了知识,也学到了做人做事的一些道理,为我提供了很多帮助。在接下来的学习生涯中,我会继续努力,努力扎实地学习专业知识,实现自己的理想。

篇8:数字基带信号实验报告

数字基带信号实验报告

专业班级:

指导老师:李 敏

姓 名:

学 号:

实验一 数字基带信号

一、实验目的

1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。

二、实验内容

1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。

2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。

3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。

1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线,打开电源开关。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

用信源单元的FS作为示波器的外同步信号,示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可,进行下列观察:

(1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);

(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ码特点。

3、 用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。 (1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3,将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1,观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。再将K1、K2、K3置为全0,观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

(2)将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态,观察并记录对应的AMI(3)将K1、K2、K3置于任意状态,K4先置左方(AMI)端再置右方(HDB3)端,CH1码和HDB3码。 接信源单元的NRZ-OUT,CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ ,观察这些信号波形。观察时应注意:

HDB3单元的NRZ信号(译码输出)滞后于信源模块的NRZ-OUT信号(编码输入)8个码元。

DET是占空比等于0.5的单极性归零码。

BPF信号是一个幅度和周期都不恒定的准正弦信号,BS-R是一个周期基本恒定(等于一个码元周期)的TTL电平信号。

信源代码连0个数越多,越难于从AMI码中提取位同步信号(或者说要求带通滤波的Q值越高,因而越难于实现),而HDB3码则不存在这种问题。本实验中若24位信源代码中连零很多时,则难以从AMI码中得到一个符合要求的稳定的位同步信号,因此不能完成正确的译码(由于分离参数的.影响,各实验系统的现象可能略有不同。一般将信源代码置成只有1个“1”码的状态来观察译码输出)。若24位信源代码全为“0”码,则更不可能从AMI信号(亦是全0信号)得到正确的位同步信号。

四、 实验报告要求

1. 根据实验观察和纪录回答:

(1)不归零码和归零码的特点是什么?

(2)与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同?为什么?

答:1)不归零码特点:脉冲宽度 τ 等于码元宽度Ts归零码特点:τ <Ts

2)与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。因信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现,而HDB3码中的“1”,“-1”不但与信源代码中的“1”码有关,而且还与信源代码中的“0”码有关。

2. 设代码为全1,全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000,给出AMI及HDB3码的代码和波形。

答:信息代码 1 11 1111

AMI 1 -11-1 1 -1 1

HDB31 -11-1 1 -1 1

信息代码0 0 0 00 0 0 00 0 0 00

AMI 0 0 0 00 0 0 00 0 0 00

HDB30 0 0 1-1 0 0 1 -1 0 0 1 -1

信息代码 0 1 1 10 0 1 00 0 0 01 1 0 00 0 1 00 0 0 0

AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 01 -1 0 0 0 0 1 00 0 0 0

HDB3 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0

3. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。

答:HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码,其连0个数不超过3,频谱中含有较强的离散谱fS成分,故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号,再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

4. 试根据占空比为0.5的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连0码越长,越难于从AMI码中提取位同步信号,而HDB3码则不存在此问题。

答:将HDB3码整流得到的占空比为0.5的单极性归零码中连“0”个数最多为3 ,而将AMI码整流后得到的占空比为0.5的单极性归零码中连“0”个数与信息代码中连“0” 个数相同。所以信息代码中连“0”码越长,AMI码对应的单极性归零码中“1”码出现概率越小,fS离散谱强度越小,越难于提取位同步信号。而HDB3码对应的单极性归零码中“1”码出现的概率大,fS离散谱强度大,于提取位同步信号。

篇9:单片机综合实验报告

综合实验报告标题(可与实验名称不同)

一、实验目的和要求。

二、实验仪器设备。

三、实验设计及调试:

(一)实验内容。

(二)实验电路:画出与实验内容有关的简单实验电路。

(三)实验设计及调试步骤:

(1)对实验内容和实验电路进行分析,理出完成实验的设计思路。(2)列出程序设计所需的特殊标志位、堆栈SP、内部RAM、工作寄存器等资源的分配列表,分配列表时注意考虑资源在程序执行过程可能会出现冲突的问题。

(3)画出程序设计流程图,包括主程序和各子程序流程图。

(4)根据(2)、(3)的内容写出实验程序。

(5)调试程序(可以使用模拟仿真器)。

A、根据程序确定调试目的,即调试时所需观察的内容结果。

B、根据各调试目的分别选择调试所需的.方法,如单步、断点等命令,分别列出各调试方法中所需要关注记录的内容。

C、调试程序,按各种调试方法记录相应的内容。

D、分析调试记录的内容和结果,找出程序中可能出错的地方,然后修改程序,继续调试、记录、分析,直到调试成功。

(四)实验调试过程中所遇到的问题、解决问题的思路和解决的方法。

四、实验后的经验教训总结。

篇10:单片机综合实验报告

(在所做过的实验内容里挑选一个自己最有收获,最有感想的实验内容)

综合实验报告标题(可与实验名称不同)

一、实验目的和要求。

二、实验仪器设备。

三、实验设计及调试:

(一)实验内容。

(二)实验电路:画出与实验内容有关的简单实验电路。

(三)实验设计及调试步骤:

(1)对实验内容和实验电路进行分析,理出完成实验的设计思路。(2)列出程序设计所需的.特殊标志位、堆栈SP、内部RAM、工作寄存器等资源的分配列表,分配列表时注意考虑资源在程序执行过程可能会出现冲突的问题。

(3)画出程序设计流程图,包括主程序和各子程序流程图。

(4)根据(2)、(3)的内容写出实验程序。

(5)调试程序(可以使用模拟仿真器)。

A、根据程序确定调试目的,即调试时所需观察的内容结果。

B、根据各调试目的分别选择调试所需的方法,如单步、断点等命令,分别列出各调试方法中所需要关注记录的内容。

C、调试程序,按各种调试方法记录相应的内容。

D、分析调试记录的内容和结果,找出程序中可能出错的地方,然后修改程序,继续调试、记录、分析,直到调试成功。

(四)实验调试过程中所遇到的问题、解决问题的思路和解决的方法。

四、实验后的经验教训总结。

篇11:水污染综合实验报告

水污染综合实验报告

一、实验目的与要求

1.掌握测试不同废水的色度、浊度、COD、电导、pH等水质指标的分析方法。

2.增强对污染物综合分析能力。

3.根据废水水质选择所用的混凝剂、吸附剂类型;根据实验结果计算出所选混凝剂、吸附剂对废水的去除效率。

4.对废水的进一步治理提出可行性治理方案。

二、实验内容

1.根据高锰酸钾法测定废水的COD,利用pH酸度计,光电浊度计,色带,色度计分别测定pH值、浊度、色度,并预习实验内容,进行实验准备。

2.按照自己所取锅炉排污水、洗衣废水或其他废水的水质特点,自己设计实验方案。

3.针对某一废水,实验比较后确定自己认为合适的处理流程。确定每种处理流程最佳投药量、pH值、搅拌速度及其他操作条件。给出治理结果。

4.处理结果达不到排放标准或回用标准的提出进一步治理方案。

三、实验原理

由于胶粒带电,将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜,水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。因此胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。投加混凝剂能提供大量的正离子,可以压缩双电层,降低ζ电位,静电斥力减少,水化作用减弱;混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构,在胶粒与胶粒之间起吸附架桥作用,也有沉淀网捕作用。这样投加了混凝剂之后,胶体颗粒脱稳后相互聚结,逐渐变成大的絮凝体后沉淀。

活性炭吸附就是利用活性炭的固体表面对水中一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。活性炭的吸附作用产生于两个方面,一是由于活性炭内部分子在各个方向都受着同等大小的力而在表面的分子则受到不平衡的力,这就是其他分子吸附于其表面上,此为物理吸附;另一个是由于活性炭与被吸附物质之间的化学作用,此为化学吸附。活性炭的吸附是上述两种吸附综合作用的结果。

离子交换或臭氧氧化属于深度净化,可以有效降低废水中的含盐量、COD、色度等。强酸H交换器失效后,必须用强酸进行再生,可以用HCl,也可以用H2SO4。相对来说,由于HCl再生时不会有沉淀物析出,所以操作比较简单。再生浓度一般为2%~4%,再生流速一般为5m/h左右。强碱OH交换树脂再生液浓度一般为1%~3%,流速≤5m/h。GB12145―水汽质量标准规定一级复床出水水质为:电导率≤5?S/cm。混床出水残留的含盐量在1.0mg/L以下,电导率在0.2S/cm以下,残留的SiO2在20?g/L以下,pH值接近中性。

四、实验仪器,设备及试剂

六联搅拌器,pH酸度计,光电浊度计,温度计1支,色度计1000ml烧杯6个,1000ml量筒1个1ml、2ml、5ml、10ml移液管各一支200ml烧杯一个,吸耳球、FeCl3、Al2(SO4)3、FeSO4、NaSiO310%的NAOH溶液和10%HCl溶液500ml各1瓶振荡器,离子交换拄,臭氧发生器,水浴锅,活性炭电厂污水或工业废水水样

五、实验装置及方法

1)高锰酸钾法测定废水COD

1、实验原理

高锰酸钾指数是指在一定条件下,以高锰酸钾为氧化剂,处理水样时所消耗的氧量,以氧的mg/L来表示。水中部分有机物及还原性无机物均可消耗高锰酸钾。因此,高锰酸钾指数常作为水体受有机物污染程度的综合指标。

水样加入硫酸使呈酸性后,加入一定量的高锰酸钾溶液,并在沸水浴中加热反应一定的时间。剩余的高锰酸钾加入过量草酸钠溶液还原,再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠,通过计算求出高锰酸盐指数。

2、仪器

水浴装置250mL锥形瓶50mL酸式滴定管

3、试剂

1.高锰酸钾溶液(C(1/5KMnO4)=0.1mol/L):称取3.2g高锰酸钾溶于1.2L水中,加热煮沸,使体积减少到约1L,放置过夜,用G-3玻璃砂芯漏斗过滤后,滤液储于棕色瓶中保存。

2.高锰酸钾溶液(C(1/5KMnO4)=0.01mol/L):吸取25mL上述高锰酸钾溶液,?用水稀释至250mL,储于棕色瓶中。使用前进行标定,并调节至0.01mol/L准确浓度。

3.1+3硫酸

4.草酸钠标准溶液(C(1/2Na2C2O4)=0.1000mol/L)?:称取0.6705g在105-110℃烘干一小时并冷却的草酸钠溶于水,移于100mL容量瓶中,用水稀释至标线。

5.草酸钠标准溶液(C(1/2Na2C2O4)=0.0100mol/L)?:吸取10.00mL上述草酸钠溶液移入100mL容量瓶中,用水稀释至标线。

4、实验步骤

1.取100mL混匀水样(如高锰酸盐指数高于5mg/L,则酌量少取,并用水稀释至100mL)于250mL锥形瓶中。

2.加入5mL(1+3)硫酸,摇匀。

3.加入10.00mL0.01mol/L高锰酸钾溶液,摇匀,立即放入沸水浴中加热30分钟(从水浴重新沸腾起计时)。沸水浴液面要高于反应溶液的液面。

4.取下锥形瓶,趁热加入10.00mL0.0100mol/L草酸钠标准溶液,摇匀,?立即用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色,记录高锰酸钾溶液消耗量。

5.高锰酸钾溶液浓度的标定:将上述已滴定完毕的溶液加热至70℃,?准确加入10.00mL草酸钠标准溶液(0.0100mol/L)再用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红色。记录高锰酸钾溶液的消耗量,按照下式求得高锰酸钾溶液的`校正系数(K):

K=10.00V

式中:V―高锰酸钾溶液消耗量(mL)。若水样经稀释时,?应同时另取100mL水,同水样操作步骤进行空白实验。

2)混凝沉淀实验

1.试验机理:根据研究,胶体微粒都带有电荷。天然水中的粘土类胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷。微粒一般由胶核、固定层和扩散层组成。胶核和固定层一般称为胶粒,胶粒与扩散层之间有一个电位差,此电位称为ζ电位。胶粒在水中受几方面的影响:

①带相同电荷的胶粒之间产生的静电斥力;

②胶粒在水中作的不规则运动,即“布朗运动”;

③胶粒之间的范德华引力;

④水化作用,由于胶粒带电,将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜,水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。

因此胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。投加混凝剂能提供大量的正离子,可以压缩双电层,降低ζ电位,静电斥力减少,水化作用减弱;混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构,在胶粒与胶粒之间起吸附架桥作用,也有沉淀网捕作用。这样投加了混凝剂之后,胶体颗粒脱稳后相互聚结,逐渐变成大的絮凝体后沉淀。

2.试验器材:六联搅拌器或磁力搅拌器1台pH酸度计1台或pH试纸光电浊度计1台温度计1支200ml烧杯4个1000ml烧杯1个1ml、2ml、5ml、10ml移液管各一支10%的FeCl3、Al2(SO4)3、NaSiO3溶液各1瓶500ml的NaOH溶液和的HCl溶液各1瓶。

3.试验步骤:

最佳投药量实验步骤

1、测定原水温度、浊度及pH值。

2、分别取200ml水样于250ml烧杯中,每组4个水样,将4个水样置于搅拌器上,分

别加入数滴浓度为10%的Al2(SO4)3药液于各烧杯中。

3、投药后迅速启动搅拌机,使搅拌机快速运转,同时开始记时,快速搅拌30S,快速搅拌完成后,迅速将转速转制慢速搅拌阶段,时间15分钟。

4、搅拌过程中观察记录矾花形成的过程、矾花外观、大小、密实程度(记录于表1中)。

5、搅拌完成后停机,将水样杯取出置一旁静沉,并观察矾花形成及沉淀的情况,待沉淀20分钟后,取烧杯中清液分别测定其pH值、浊度,同时记录于表1中。

6、确定最佳投药量。

最佳pH值实验步骤

1、在4个250ml烧杯分别放入200ml原水样,置于实验搅拌器的平台上。

2、确定原水特征(包括原水浊度、pH值、温度)。

3、向各烧杯中加入相同量的混凝剂。(投加剂量按照最佳投药量实验中得出的最佳投药量而确定)。

4、用HCl或NaOH调整至各杯水样的pH至分别为6、7、8、9,记录所用酸碱的投加量(表2)。

5、启动搅拌器,快速搅拌30秒;然后同(一)。

6、关闭搅拌机,将水样取出置一旁静沉并观察矾花形成及沉淀的情况,20分钟后,取烧杯的上清液,分别测定其浊度,记录于表2中。

7、确定最佳pH.。

完成第一组水样后,按同样步骤,用第二种混凝剂做第二组实验。

六、实验数据及数据处理结果

表二最佳投药量结果记录

原水温度10C浊度31.3pH6混凝剂的种类、浓度FeCl310%

表三最佳pH试验结果记录

原水温度10C浊度31.3pH6使用混凝剂的种类、浓度FeCl310%

1.高锰酸钾溶液的校正系数(K):

K=

已知:V=18.2ml-10.4ml=7.8ml得:K=1.282.水样不经稀释

高锰酸钾指数(O2,mg/L)=10.00V

[(1V1)K10]M81000

100

已知:V1=7.80mlK=1.28M=0.01mol/L得;高锰酸钾指数(O2,mg/L)=10.233.水样经稀释

高锰酸钾指数(O2,mg/L)=

{[(10V1)K10][(10V0)K10]C}M81000V2

已知:V1=7.80mlK=1.28M=0.01mol/LV0=mlC=0.5V2=100ml得:高锰酸钾指数(O2,mg/L)=4.58

六.实验结果讨论

由以上数据及处理结果可知水样高锰酸钾指数(O2,mg/L)=10.23,PH=6;当混凝剂滴入0.4ml时混凝效果最好,PH为9时混凝效果最好。

七.思考题

1、为什么最大投药量时,混凝效果不一定好?

投入的药量应根据胶体浓度及无机金属盐水解产物的分子形态、荷电性质和荷电量等而确定。当高分子混凝剂投药量最大时,会产生“胶体保护”作用。胶体保护可理解为:当全部胶粒的吸附面均被高分子覆盖以后,两胶粒接近时,就受到高分子的阻碍而不能聚集,这种阻碍来源于高分子之间的相互排斥。排斥力可能来源于“胶粒-胶粒”之间高分子受到压缩变形而具有排斥势能,也可能由于高分子之间的电斥力(对带电高分子而言)或水化膜。而且投药量大也容易出现产生大量含水率很高的污泥的问题。这种污泥难于脱水,会给污泥处置带来很大困难。所以投药量最大时,混凝效果不一定是好的,应该根据具体废水的性质以及共存杂质的种类和浓度,通过实验,选定出适当的混凝剂种类与投加的剂量。

2、助凝剂的作用是什么?

助凝剂的作用机理是桥接固体炫富颗粒,从而使悬浮物迅速下沉。

3、臭氧氧化的影响因素有哪些?

温度、pH值、处理时间、空气湿度等。

4、化学处理与生物处理的区别何在?

化学处理采用化学试剂,如絮凝剂;生物处理采用微生物的代谢来处理污染物。

篇12:微生物学综合实验报告

微生物学综合实验报告

实验名称:

用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动

一、实验目的

1.初步掌握高倍显微镜的使用方法。

2.观察高等植物的叶绿体在细胞质基质中的形态和分布

二、实验原理

高等植物的叶绿体呈椭球状,在不同的光照条件下,叶绿体可以运动,改变椭球体的方向,这样既能接受较多的光照,又不至于被强光灼伤。在强光下,叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源;在弱光下,叶绿体以其椭球体的正面朝向光源。因此,在不同光照条件下采集的葫芦藓,其小叶内叶绿体椭球体的形状不完全一样。活细胞中的细胞质处于不断的流动状态,观察细胞质的流动,可以用细胞质基质中的叶绿体的.运动做为标志。

三、材料用具

藓类的叶,新鲜的黑藻,显微镜,载玻片,盖玻片,滴管,镊子,刀片,培养皿,铅笔

四、实验过程(见书P30)

1.制作藓类叶片的临时装片

2.用显微镜观察叶绿体

3.制作黑藻叶片临时装片

4.用显微镜观察细胞质流动

物理实验报告 ·化学实验报告 ·生物实验报告 ·实验报告格式 ·实验报告模板

五、讨论

1.细胞质基质中的叶绿体是否静止不动,为什么?

2.叶绿体的形态和分布与叶绿体的功能有什么关系?

3.植物细胞的细胞质处于不断的流动状态,这对于活细胞完成生命活动有什么意义?

4.用铅笔画一个叶片细胞,标出叶绿体的大致流动方向。

篇13:工程材料综合实验报告

关于工程材料综合实验报告

篇一:工程材料综合实验报告

一 ,实验目的

1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织;

2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响,加深理解成分、组织与性能之 间的相互关系;

3、了解碳钢的热处理操作;

4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响; 5、观察热处理后钢的组织及其变化;

6、了解常用硬度计的原理,初步掌握硬度计的使用。

二 ,实验设备及材料

1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等; 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等;

3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样(低碳钢20#、中碳钢45#、高碳钢T10)

三, 实验内容

三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢,

均为退火状态,不慎混在一起,请用硬度法和金相法区分开。

1、设计实验方案:三种碳钢的热处理工艺(加热温度、保温时间、冷却方 式)

实验中对低碳钢20#、中碳钢45#、高碳钢T10进行如下表热处理

2、选定硬度测试参数,一般用洛氏硬度。 3、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。

4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。

四 ,实验步骤:

1、观察平衡组织并测硬度:

(1) 制备金相试样(包括磨制、抛光和腐蚀); (2) 观察并绘制显微组织; (3) 测试硬度。

2、进行热处理。

3、观察热处理后的组织并测硬度:

(1)制备金相试样(包括磨制、抛光和腐蚀); (2)察并拍摄显微组织。

五 ,实验处理:

1,观察和分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织

平衡组织一般指合金在极为缓慢冷却的条件下所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织,可以根据Fe-Fe3C相图来分析,从相图来看,所有碳钢和白口铸铁在室温下的显微组织均由铁素体和渗碳体所组成。但是由于碳含量的不同,结晶条件的差别,铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布和混合情况均不一样,因而呈现各种不同特征的组织组成物。

2、铁碳合金在室温下的组织

3、铁碳合金的成分--组织--性能关系

组织:在室温下,碳质量分数不同时,合金的组织在变化。随着碳质量分数的 增大,组织按下列顺序变化:F、F+P、P+Fe3CⅡ、P+Fe3CⅡ+Le’、Le’+Fe3CⅠ、 Fe3C。 性能:硬度主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和相对数量,而受他们 的形态影响比较小,随着碳质量分数的增加,由于硬度高的Fe3C增多, 硬度低的F减少,所以合金的硬度呈直线关系增大,由全部为F的硬度 约为80HRB增大到全部为Fe3C时约800HRB。

强度是一个对组织形态很敏感的性能。随碳质量分数的增加,亚共析钢中 P增加而F高,F的强度值较低,所以亚共析钢的`强度随碳质量分数的增 大而增大。减少,P的强度比较高,其大小与细密程度有关,组织越细密 则强度值越当碳质量分数超过共析成分之后,由于强度较低的Fe3CⅡ沿晶 界出现,合金强度增高变慢,到W(C)为0.9%时,Fe3CⅡ沿晶界形成完整的 网,强度迅速降低,随着碳质量分数的增加,强度继续降低。塑性变形全部由F提供,所以随碳质量分数的增加,F量不断减少时,合 金的塑性连续下降。

4、热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的金相的组织结构来控制其性能的一种金属热加工工艺。其基本的工艺过程有退火、正火、淬火、回火。 它的特点是:只改变金属材料内部组织结构,获得所需性能,尽量避免改变零件的形状。 同样的材料经过不同的热处理方法,可以得到不同的内部组织,因此,热处理工艺可以最大限度地发挥材料的潜力。

5、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响

淬火加热温度的选择:对于亚共析钢采用Ac3+30~50°,对于共析钢和过共析钢采用Ac1+20~40°。对于亚共析钢如果淬火温度过高,奥氏体晶粒就会粗大,淬火后严重影响和降低塑性和韧性,如果淬火温度过低,奥氏体化就会不完全,淬火后会有铁素体,导致淬火硬度不够,强度降低。

对于共析钢和过共析钢,淬火温度高了,同样奥氏体晶粒就会粗大,同时碳化物溶入奥氏体过多,淬火后容易变形开裂,同时严重降低硬度和强度,如果温度低了,碳化物溶入奥氏体过少,大部分碳化物保留下来,淬火后也容易变形开裂,奥氏体化后奥氏体含碳量过低,导致淬不上火,导致淬火后马氏体硬度不够,强度降低。

篇14:综合实践实验报告

综合实践活动是我校教学计划中一相非常重要的活动课题,我校的综合实践活动已经开展了三个学期,并切已经纳入我校的教学计划,按照每周3课时、每学期48课时的课时量,将其分为期准备16课时、中期活动16课时、期末总结16课时三个阶段。

本学期我们学校又有新的学年加入此项活动。这次综合实践活动是一次社会活动,全体实验年级利用假期时间走出校门,走出课堂,走进了社会这个大课堂的不同角落,他们积极热情地对待自己的这项活动。

在本次活动的初期准备阶段,各个班级的班长和其他的班级干部协同班主任老师进行了周密的安排,保证了这相活动的有序进行。活动期间,同学们克服了各种困难,全身心地投入到活动中,用我们中学的独特视角和方式了解社会、感知社会,在活动中同学们的各种能力得到了发展,实践能力、劳动能力、对事物的辨认能力、交往能力等都有了一定的发展。在活动中,学生们学到了校园里、课堂上无法获取的知识和能力。

这次活动的末期是整理材料,书写实践报告,这一阶段小组同学撰写实验报告,首先在班级交流,然后各班选出三个优秀小组,每个小组又在学校的交流中经过评选,最后42组仅选出24组参加汇报。

活动中我们又聘请了孙茂霞、丁庆波、马玉平、刘敏、孙宗渊、李鹏、贾清松、范雪、尚云芳、孟小微、10位教师做初评评委,此后,黄校长和教务处主任对这次活动进行了三次检查。最后学校的成果汇报交流又聘请了范雪、王静、孟晓薇、丁庆波、马玉萍、贾青松为评委,李鹏、孙宗渊为记分员,同时还请到了宋玉洪、仁莹为这次活动全程照相。

本次活动在上次活动的基础上有了明显的进步。上学期一个学年就选出了29组参加汇报,本次我们学校两个学年选出24组进行汇报,很显然,我们对这次活动的要求提高了,汇报的质量也有了很大的进步,同学们的实践能力和汇报的能力也比以前更进步了。他们的成绩证明了“没有辛勤的一天,就没有最后的收获。

尽管本次活动是很成功一次活动,但是也暴露出了一些问题。如:小组活动中没有注意采集相关的事物材料和相关的影象材料,这是同学们缺少这方面的意识和经验造成的;课题数量少,存在很多小组重复同一个课题,所以,证明了同学们选题时还有一定的局限性;相关资料、实践报告、信息技术不能很好地有机地结合在一起。

篇15:综合实践实验报告

这学期,我校认真贯彻教研室以及学校综合实践课程计划的有关精神,坚定不移地依照新课程理念,开展综合实践活动,将综合实践活动课程推向深入,努力提高教师的课程实施能力,着重培养既有底气又有灵气且具有创新精神、实践能力的现代小学生,全面实施素质教育。教师从意识上重视起了这门课程,实施课程的能力从无到有,从初步体验到有所感悟。学生在一次次活动中得到了锻炼,并培养了兴趣。在新学期中我校着重从以下几个方面入手,做好工作:

1、转变观念,让教师和学生一起成长。开展综合实践活动,必须让教师的教育思想进行一次深刻的革命,要让教师站在未来人才的需要和学生可持续发展的高度上来认识。在综合实践活动中,学生的自主选择和主动实践是关键,教师的作用是有效的指导,要大胆地让学生去闯,失败了也是一种体验、一种收获,要让学生在实践活动中,体验科学态度和科学规范,体现与人合作和分享成果的乐趣。通过设立新课程论坛,举办学习沙龙,开展与新课程一起成长的研讨活动,让教师深入新课程。在综合实践活动中,注重发挥教师群体力量,倡导教师之间的合作,成立综合实践活动“智囊团”。根据农村小学学生的实际情况,在充分尊重学生意愿的基础上,把学生分成若干小组,由2-3位教师分别指导,让教师和学生在活动中一起成长。

2、拓展外部环境,营造有利于教学的氛围。学校积极主动与周边单位及相关行业进行联系,探求综合实践活动开展的有利氛围。同时,加大宣传力度,综合实践活动不仅仅是学校、教育部门的事,而应当是学校、家庭、社会共同的责任。开展综合实践活动,全社会人人有责,为孩子们提供必要的学习环境。另外,学校把综合实践活动作为教学工作检查的重点,以此推动综合实践的改革的不断深入。

3、建立切实可行的评价办法。综合实践活动不像其他学科一样可以用考试来测定,它强调多元价值取向和多元标准,不仅允许学生对问题的解决可以有不同的方案,而且表现的形式也可以丰富多样;而且综合实践活动的评价重视学生的过程而不在于结论。它是以形成性、发展性的评价为主,注重学生主体参与实践的过程及在这一过程中所表现出来的积极性、合作性,操作能力和创新意识。

篇16:数字测绘成果档案管理系统设计

摘 要:针对空间公司目前在测绘成果管理方面存在的问题,并结合新形势下测绘成果档案管理的发展趋势,提出建立基于数据库、网络、GIS及C/S+B/S的混合体系架构设计理念的数字测绘成果管理系统,建成后的系统能使海量测绘成果资料的接收、存储、管理、分发及服务更加规范和高效。

关键词:测绘成果 混合架构 海量数据管理

1 现状及存在问题

数字测绘成果,指以数字形式表示的测绘成果,主要包括基础测绘中形成的各种比例尺的数字地图、平面和高程控制成果和专业测绘中形成的数字成果。

长江空间公司经过这几年的发展已经积累了TB级的数字测绘成果。

社会各界对测绘成果资料的利用需求日益增加,而公司仍在采用建帐及制作结合表的方式进行测绘成果数据管理,加之测绘成果资料档案本身的特殊性和复杂性,致使测绘成果资料管理发展严重滞后,已无法适应新形势下测绘成果资料管理及利用的发展需求。

因此,如何管理海量测绘成果资料,使其接收、存储、管理、分发及服务更加规范和高效现已成为公司目前迫切需要解决的问题。

篇17:数字测绘成果档案管理系统设计

数字测绘成果档案管理系统以测绘成果的管理、分发为核心,采用大型关系型数据库存储基础地理空间数据,运用先进的GIS软件作为空间数据的管理平台,实现测绘成果资料的海量存储和高效管理。

建成后的长江空间公司基础测绘成果管理系统支持多种方式进行基础测绘成果的检索、查阅。

实现基础测绘成果DLG(数字线划图)、DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射影像)、DRG(数字栅格图)、航空影像、卫星影像、控制成果、测绘专题数据的入库、管理和分发的现代化、信息化、网络化。

实现基础测绘成果存储、保存由人工文档式的管理向以专业数据库、计算机网络为主的管理方式转移。

根据成果资料档案的现有状况、实际需求及未来发展趋势,该文提出基于Browser/Server和Client/Server的混合体系架构理念,建立基础测绘成果管理系统。

整个系统由后台数据库、核心业务、公众服务等三部分组成,其中后台数据库基于Oracle 10 g数据库进行各类测绘成果资料档案的存储和备份;核心业务涉及空间地理数据的录入、分发、更新工作,这部分业务涉及的用户较少,对图形和数据的操作又较为复杂,要求较强的数据访问交互能力,因此,为了保证运行速度和运行的效率,其设计将采用Client/Server结构用于数据管理及GIS图形应用的功能开发。

主要完成基础地理数据、控制成果数据、专题测绘成果数据的入库、更新、浏览和管理功能。

测绘成果目录发布系统基于B/S体系结构构建,主要为各子公司用户提供测绘信息的目录查询及信息检索。

系统总体结构如图1所示。

3 系统数据库设计

数据库是数字测绘成果管理系统的核心部分,其设计质量的好坏,将影响到系统的运行、应用和管理。

数字测绘成果管理系统管理的数据有:DLG(数字线划图)、DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射影像)、DRG(数字栅格图)、CAD分幅地形图、航空影像、卫星影像、专题测绘成果数据、控制成果等八大类数据。

为实现测绘成果资料档案的有效集成及管理,该文根据测绘成果数据的分类结果即4D成果、CAD分幅地形图、航空影像、卫星遥感影像、专题测绘成果数据、控制成果等六类数据,采用目前非常流行的数据仓库技术、SDE 技术、图属一体化及多源数据无缝集成的思想,从逻辑上构建4D成果、CAD分幅地形图、航空影像、卫星遥感影像、工程地理数据、控制成果等六大数据库。

其中矢量数据采用分层与分幅相结合的数据组织方式,以类型、尺度等方式分别构建矢量要素数据集进行入库存储;栅格数据根据数据类型、数学基础及尺度等进行组织,以无损压缩(即LZ77算法)方式进行入库存储;CAD分幅地形图根据比例尺的不同分别构建数据集,存储在磁盘阵列上以文件方式进行管理;属性数据按照独立要素类的方式单独构建,通过程序直接入库。

另外,为提高系统访问效率,系统采用三级格网技术对空间数据进行了索引构建,同时对虚拟内存、SDE、Oracle等配置参数进行了适当调整,以确保整个平台的稳定、安全及高效运行。

4 系统功能设计

4.1 基于C/S测绘成果管理系统

4.1.1 测绘数据录入子系统

包括测绘成果数据的增加、修改、删除、数据加工等功能;各种图形数据的批量入库及文档数据、元数据的批量入库功能。

同时提供规定格式之间的数据转换工具,能支持Arc/Info Export E00,CAD Dwg/Dxf,ArcView Shape,Map Info Mif格式数据的读和写;能自动完成规定格式间的数据转换,包括单个文件转换和批处理转换。

4.1.2 测绘成果目录检索子系统

查询方式分为空间位置查询和属性信息查询。

空间位置查询以1∶25万地形图数据为浏览、检索底图,在底图上叠加显示不同比例尺结合表,通过数据浏览、图幅号、坐标范围、地名等查询方式来获取用户所需测绘成果图幅号、名称、成图年代、成图方法、成果类型等。

文档资料属性查询可以按照资料名称、资料编号、图幅编号、图名、比例尺、出版年代等多种检索途径,对测绘成果信息进行单一条件、复合条件、模糊查询、精确查询等多种方式的查询检索。

查询结果以图形和属性两种方式呈现给查询者,图形方式以直观的空间位置展现;属性信息方式以表格方式显示具体的属性信息,如存储位置、编号等详尽信息。

查询结果中的图形和属性可以关联,即点击表格中的行,在地图窗口可以高亮闪烁显示其空间位置。

检索结束后可以直接进入测绘成果分发子系统进行测绘成果分发和提供。

4.1.3 测绘成果分发模块 数据分发人员能够根据图幅号、坐标范围、鼠标任意圈选以及用户提供的索取资料范围图形数据来进行数据的提取、裁切和输出。

能够根据用户的需要按照国标地形图图式进行符号化、标注、图廓整饰后打印或输出图片文件。

数据操作、提供完成后在日志文件中进行登记,以供测绘档案管理子系统进行数据提供统计工作。

4.1.4 控制测量成果管理子系统

控制测量成果管理子系统以1∶25万数据作为数据浏览底图,并在底图上叠加不同比例尺地形图结合表,能够根据项目名称、点名、水准点线路名称、鼠标点选或拉框、坐标范围、点位所在图幅号在测量控制点数据库中提取控制点资料,并产生报表文件打印输出,报表内容包括点名、点号、坐标、高程、点之记、点位说明、所在图幅、施测单位、坐标系统等信息。

操作结束后在日志文件中进行操作登记,以便在测绘管理子系统中进行测量控制点资料提供情况统计工作。

4.1.5 系统维护模块

系统维护在本系统中包含四部分内容:用户管理、系统数据备份和系统数据还原及日志管理。

其中用户管理和日志管理是提供给系统管理员使用,系统数据备份和系统数据还原提供给测绘资料档案管理员使用。

用户管理:实现用户的增加、编辑、删除功能及对用户的授权管理。

系统数据备份:为防止灾难性的数据损失,系统中设计此功能,实现定期或自动备份数据库中的数据。

有逻辑备份、物理备份及增量备份及几种方式。

系统数据还原:实现将备份的数据还原到数据库中。

日志管理:该模块对于系统的各种操作加以记录。

将日志分为本地日志和数据库日志,主要是用来记录用户所作的重要操作,如登录信息、查询登记、删除信息等,即用户的操作轨迹信息和系统出错信息。

4.2 基于B/S的测绘成果目录发布系统

提供对测绘成果数据库中资源目录和元数据的查询、检索和共享管理,包括资源目录服务、元数据查询功能。

(1)源目录服务。

提供对基础信息资源数据库中的基础地理、影像、工程专题和三维模型等进行分类发布,以资源目录组织形式,对这些数据项进行组织和检索,并进行目录检索授权控制。

(2)元数据查询功能。

提供两种查询方式:按资源目录组织结构,对检索的数据项结果,可对其中的地理产品元数据(DLG、DEM、DOM)进行查询浏览;按元数据树形分类结构,使用元数据分类、实体类型、关键字或其组合进行检索,允许用户输出或打印。

5 系统性能需求

(1)实现对多源海量数据的有效管理。

空间公司现有数字测绘成果数据容量达到TB级别,系统需要对海量数据进行有效管理,实现数据的入库、维护更新和数据浏览。

系统需管理的数据类型多样包括:基础地理空间数据(DLG、DEM、DOM)、影像数据、控制成果数据、专题地理空间数据、模型数据、元数据等。

系统实现对多源数据的管理,实现不同类型数据的无缝集成。

(2)扩展性需求。

系统采用模块化设计,具有良好的可扩充性,以适应不同阶段的发展需要,便于系统的扩展。

(3)空间数据库存储优化配置。

对系统、数据库及空间数据引擎的各项参数进行调整,使响应时间和吞吐量之间的.关系达到最优。

加快系统运行速度,减少用户等待数据。

大数据量更新或者导入时,有进度提示。

(4)安全性需求。

为不同用户设置不同的基础地理信息操作权限,确保数据安全。

具有完整的数据入库、更新操作日志。

(5)用户操作简单。

系统维护方便,无需记忆任何计算机命令,人机界面友好,操作简单。

(6)数据的安全性需求。

系统具备强大的数据备份恢复能力,确保在数据遭到破坏时能对数据进行恢复,确保数据的安全性。

(7)系统稳定,容错能力强。

6 系统创新点

(1)系统的建设改变原有测绘成果管理手工、半手工的方式,实现网络化。

建立计算机网络环境下的积累数据库,实现网上数据流转以及网上查询检索、提供利用等功能。

(2)基于元数据的测绘成果数据管理。

元数据就是关于数据的数据,即数据的标识、覆盖范围、质量、空间和时间模式、空间参照系和分发等信息。

它可以帮助和促进人们有效地定位、评价、比较、获取和使用相关数据。

合理组织、管理元数据可以最大限度地发挥元数据的作用,使之成为管理和发现地理信息的钥匙,为地理信息共享提供保障。

(3)实现测绘成果空间查询和检索。

测绘成果档案独有的空间地理特性决定了它对于图形方面的较高要求,不仅要相关信息的可视化直观表达,而且要具备一定的地理空间位置运算和处理的能力。

可以实现空间查询和检索功能是测绘成果档案管理的一个突破。

(4)系统数据管理采用空间数据引擎(SDE)加大型关系型数据库Oracle,实现多源海量数据的组织管理、支持空间数据的无缝集成、确保数据的一致性、完备性、保证数据的安全。

参考文献

[1] 刘莹,闫正龙,董延红,等.陕西省测绘成果资料档案管理平台构建问题研究[J].陕西档案,(4):46-47.

[2] 丁允旭.具有空间查询检索功能的数字测绘成果档案管理[J].测绘通报月刊,(8):61-64.

[3] 王海存,邹峥嵘.基于AutoCAD的测绘成果管理系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息月刊,(1):221-223.

[4] 张建宁,韦思刚.宁夏基础测绘成果管理系统的实现[J].现代测绘,2009(2).

篇18:数字电子技术基础实验报告心得

针对仪器类专业卓越工程师教育培养计划的要求,提出了我院测控技术与仪器专业模拟电子技术实验课程改革的具体措施,探索了创建新型实验室实践教学体系。该教学体系以实际工程问题为背景,充分调动学生的主观能动性,实现了基础训练、综合训练、团队合作三个阶段的创新教学过程。该教学体系弥补了以往实验教学中存在的不足,为培养技术扎实、富有创新能力的工程技术人才提供了基础。

为了贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》,国家推出了“卓越工程师教育培养计划”[1]。我院测控技术与仪器专业于2013年成功入选该计划,这对本专业模拟电子技术实践教学方面提出了更高的要求。围绕“仪器专业系列课程与创新实践国家优秀教学团队”建设,我院明确“人才培养是根基,教学与科研并重,科研服务于教学”的办学理念,积极探索我院高效合理的实践教学管理模式,大幅度增加了综合设计类实验的比重,全面探索卓越工程师背景下模拟电子技术综合设计改革[2,3]。

一模拟电子技术实验教学体系

传统的模拟电子实验实践教学模式是以实验项目为基础,学生按实验教材提供的实验方法和实验步骤,在教师的指导下完成实验内容,实验过程缺乏与工程实际的联系不利于激发学生的学习兴趣[4]。为了奠定未来卓越工程师的模拟电子技术理论和实践能力[5],我院提出的模拟电子技术实验教学体系是要以工程项目为导向,工程实践和团队合作为突破口,个性化教学为目的[6],形成了一个较完整的模拟电子技术实验教学体系,如图1所示。

(一)课内基础实验

该教学体系中课内基础实验中采用课堂辅导和现场答疑等形式开展教学工作。主要内容与理论课程相结合,考核方式为每次实验报告、随堂提问和实验考试。通过基础训练项目,学生可基本学会使用多种常用电子仪器,掌握Multisim仿真软件,掌握若干基本电路,以及电子线路焊接和调试等基本技能,进而让学生深入理解所学的模拟电子技术基本知识、基本方法,提高了学生基本实验技能。

(二)课外实验项目

在学生掌握一定模拟电子技术基础内容之后,对于原有余力的学生,可进一步选择课外实验项目,如低频信号发生器、音频功率放大器等等。通过这些指定实验项目的设计调试,加强了学生的电路设计调试的基本功,培养了学生独立解决实际问题的能力和激发学生的创新意识,为下一步综合实践提供了必要的训练。课外实验项目的来源主要通过以下几种途径获得:(1)与后续课程相结合,扩展现有模拟电子技术的教学内容,形成符合各自教学需求的课外实验项目。(2)与教师科研项目相结合,将科研成果进行优化提炼,转化为适合本科阶段教学目的的课外实验项目。(3)与学生兴趣相结合,提出合适本科阶段,能够达到培养学生目的的课外实验项目。课外实验项目采用学生自行选择,自主掌握实验时间和地点。课外实验项目所需的未学知识以自学为主,教学过程中以学生为主体,教师采用分阶段指导模式,除此之外,一般不介入学生的实验过程。

(三)模拟电子技术综合实践

综合实践项目在题材、内容选择上应保证理论联系实际,兼顾课程知识点覆盖与扩展,难易适当且循序渐进。在本层实践教学中,由指导教师根据实验项目内容提出设计要求,由学生充分发挥主观能动性独立思考,综合设计,“在做中学,在学中做”。教师主要在学时的实验方案与设计路线上进行指导,积极引导学时在实验过程中发现问题、分析问题、解决问题。达到学时在实验活动中由“要我做实验”转变为“我要做实验”的目的,这种调整充分激发了学生学习的主观能动性[8]。通过强化实验实践教学,拓宽学生实践内容,可进一步提升学生学习兴趣和创新能力。综合实践项目实例:选频放大电路设计该实践项目需要学生完成四项内容:①线性稳压电源:输出电压可调的线性电源,为后续电路提供电源;②信号发生器:可产生方波、三角波、锯齿波和正弦波;③带通滤波器:对第二项内容输出的正弦波进行滤波;④放大器:对带通滤波器输出的信号进行放大。该项目四项内容依次进行,互相支撑,相互影响,形成一个选频放大的系统放大电路,基本涵盖了模拟电子技术理论部分的内容。学生通过该项目的训练后,使学生对于综合问题的解决能力得到大幅提升,进一步加深学生对工程性的认识,引导学生从注重学习成绩向提高动手能力,理论实践双丰收进行转化。

(四)团队合作

学生通过综合实践项目的训练,学生主动参与各种实践类项目,通过学生之间的自愿组队,成功申报了国家级、省级和校级的“大学生创新创业实践项目”;积极参与了各个层次的电子设计大赛;部分学生加入了重点实验室,参与教师的科研项目[9,10]。通过本层实践教学,引导更多的大学生积极投身科技创新活动中,突出培养学生的动手能力、实践能力和创新能力,提高了学生针对于实际往年提进行电子设计、制作和调试的综合能力。

二实践效果与存在问题

遵循厚基础和创新精神、实践能力培养的理念,在每个平台完成一种工程能力培养的基础上,分阶段提升学生工程(认知+探究)、工程(实验+设计)、工程(实施+创新)能力,体现了渐进性。经过本实验教学体系的培训后,学生能够积极参加各种级别的电子设计大赛,取得的成绩也非常不错,国家级和省级电子大赛的成绩在吉林省高校学院级别中名列前茅。主要存在的问题在于培训体系没有完全建立,综合实践项目较少,没有根据学生水平设置不同层次的实践项目。

三结语

我院提出的模拟电子技术实验教学改革的实践证明,切实提高学生工程实践能力和创新认识,需要从根本上解决教学中从基本知识向设计能力培养的转变,需要形成一个实践教学体系。随着本次实验教学改革的不断深入,需要持续更新难度合适,层次分明、内容新颖的实验项目,完善综合实践项目培训体系。

数字逻辑实验报告心得

微生物学综合实验报告

基于WebGIS的数字社区管理系统的设计

浅谈基于数字星球系统的地理教学设计

网页设计实验报告范文

有趣的数字(综合活动)

教学系统设计

基于WebGIS的数字土地博物馆系统的分析与设计

教学楼综合布线系统设计方案

综合布线系统测试常见问题

《数字系统设计综合实验报告(精选18篇).doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式

点击下载本文文档