虚拟仪器实验平台（精选十篇）
虚拟仪器实验平台 篇1
《机械工程测试技术与信息处理》这门课程是机电类及机械制造及其自动化专业需要学习的重要专业基础课,是本科生后续课程和研究生课程的基础,它在专业课程体系中占有重要地位。本课程综合性和实践性都很强,是很多新技术新知识的综合,既有广度又有深度,加之学时少,内容抽象,使学生普遍反映该课程较难掌握。
为了取得更好的教学效果,填补实验条件的不足利用软件代替硬件的先进思想[1],创新实验小组开发了一组基于虚拟仪器的测试实验平台。
2 虚拟测试实验平台的构成
图1给出了虚拟电子实验平台的系统设计框图,整个实验平台由软件系统和硬件系统构成,过程原理包括,声音信号作为激励。
通过声卡对声音信号进行采集,然后利用软件实现课程中所学习的频谱分析和信号的滤波。频谱分析包括幅频、相频分析,功率谱密度分析,相关分析等,其次是信号的滤波,包括数字滤波器的设计,窗函数的选择等功能。
2.1 虚拟测试实验平台的硬件构成
一般构成虚拟仪器的基本硬件除了计算机以外,还需要一块数据采集卡,但数据采集卡一般价格昂贵,因实验经费的限制,不合适使用[2～5]。电脑声卡作为计算机声音输入输出的常用设备,通过麦克风(Mic)或线路输入(Line in)和喇叭(Speaker)录入与播放声音,可以作为数据采集和信号输出的设备,具备数据采集卡的基本功能,并且具有1 6位的量化精度、数据采集频率达4 4kHz,以声卡代替数据采集卡设计的虚拟仪器,能够满足学生进行电子实验与制作的基本要求。
2.2 虚拟测试实验平台的软件构成
平台有8个VI(在LABVIEW环境下开发的应用程序)程序,包括实验登录、管理员界面、学生界面以及4种实验仪器界面,分别是虚拟信号发生器、虚拟信号频谱分析仪、虚拟滤波器、虚拟调幅波解调器以上这些子程序共同构成了一个电子类试验教学平台仪器。
3 虚拟测试实验平台功能模块设计
LabVIEW具有3个图形化操作模板,用于创建和运行程序。这些图形化操作模板可以随意在屏幕上移动,并可以放置在屏幕的任意位置。图形化操作模板分别是工具(Tools)模板、控制(Contirols)模板和功能(Function)模板。工具模板主要用于VI的创建、修改和调试,提供用于图形操作的各类工具,对于声卡的控制操作,LabVIEW提供了声卡的相关子VI,当设定好声卡的音频格式并启动了声卡后,声卡就可以实现数据采集或者信号输出,采集到的数据通过DMA传送到内存中指定的缓冲区,当缓冲区满后,再通过查询或中断机制通知CPU执行显示程序显示缓冲区数据的波形。
3.1 虚拟信号发生与采集模块
虚拟信号发生器可以输出多种波形,替代硬件产生激励,如图2所示。当输入不同的产生波形的参数值时,会产生不同的波形记录,并且具有较宽的频率范围。
为了对信号进行滤波及频谱分析,首先要采集信号,在本实验平台中,利用电脑本身自带的声卡作为数据采集卡,通过耳麦对外部声音进行采集,采集信号的面板如图3所示。它可以自主选择采样频率,采样长度并设定采样通道,同时具有对信号实时监测的功能,如图4所示。
2.2信号分析与处理
该部分主要利用Labview中提供的信号处理分析函数,对一些教学中以理解的内容用形象的方式展示在学生面前,这不仅解决了传统实验装置少,且现代化程度不够的缺点,而且能加深学生对知识的理解。信号分析与处理模块主要包括信号的频谱分析、相关分析、功率谱分析功能,同时具有自设定数字滤波器模式,并进行直流分量消除。通过虚拟实验,可以了解信号的相关分析波形,学会利用各种形式的频谱分析对信号进行分析,并学会识别噪声信号。频谱分析具有幅频-相频谱、实频-虚频谱、功率谱分析功能,如图5所示,图6是采集的声音信号波形图。
分析仪设计了滤波模块,可以自己设定数字滤波器的形式,图7是对图6采集的声音信号进行数字滤波,所用的窗函数是矩形窗函数。
滤波后的波形图的幅值在同一频段上变小,说明某一频段上幅值大的信号被滤除掉了。
3结束语
本文所设计的电子实验平台可以使学生不分地点和场合就能进行虚拟实验,解决了因实验场地和设备不足而导致学生不能自主实验问题,这为学生提高学习兴趣,更深入地理解专业知识提供了很好的平台。
摘要：针对目前机械工程测试技术教学中,理论和实践不能有机结合的现状,提出通过创新实验,以软件代替硬件为理念,设计开发一套基于Labview的信号采集分析处理的虚拟仪器,仪器以电脑自身带有的声卡为数据采集卡,通过采集声音信号,与软件本身可以开发的各种激励信号一起,进行信号的数据采集与处理,利用该实验平台,可形象地实现信号的频谱分析、信号滤波等课程内的经典内容,该实验平台的开发不仅减少了实验经费,而且丰富了实验内容。
关键词：测试技术,虚拟仪器,实验平台,信号处理
参考文献
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[4]卓么措.虚拟现实技术在教学中的应用[J].青海师范大学民族师范学院学报,2006,(11):75-76.
虚拟仪器实验平台 篇2
2.1机械工程基础虚拟仿真实验教学系统
机械工程基础虚拟仿真实验教学系统让学生在虚拟的三维环境下进行实验和练习，使用信息网络技术对实验和练习的数据进行采集，再结合虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察，从而可以解决机械专业实验教学工作中对于机械设备结构原理认知学习的晦涩难懂，减少对实验设备的损坏，帮助院校改善和解决实验设备台套数的不足、需要经常维修等问题，切实提高机械专业学生的实验实践能力。
2.2数控加工虚拟仿真系统
本系统以VR虚拟技术结合数控加工专业知识，辅助数控加工专业教学。并以自动引导的方式对该系统进行模拟教学。数控加工应包含数控机床、数控铣床、机械手、输送线等，利用虚拟现实的沉浸感，使学生对整个系统进行逼真模拟体验;利用虚拟现实的交互性，让学生对模拟环境内的物体进行操作，最后进行学习测评。可以现场近距离去观察设备的运行状况。同时可以进行多人协同参与。再现真实、逼真的效果。
2.3液压传动实验虚拟仿真实验教学系统
该系统主要是液压系统认知实验，让学生了解液压系统的基本组成、布局及工作原理、液压系统在整个机械设备中的作用;了解液压系统中主要液压元件，其中包括液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件等在液压系统中所起的作用等。
2.4基于虚拟样机技术机械设计及动力学仿真实验系统
该实验系统主要是基于ADAMS(AutomaticDy-namicAnalysisofMechanicalSystem)软件构建实验教学系统由三个模块组成:零件数字设计，机械系统动力学仿真，零部件力学性能仿真。相关专业的学生不仅可以应用实验平台直接进行相关实验，而且可以通过平台提供的仿真软件开展自主探索性虚拟实验，为拓展学习提供了良好的平台。
2.5农业机械特色虚拟实验平台
该系统可以结合农业大学特色，开展智能农业装备、拖拉机等特色项目的虚拟仿真实验。比如模拟农田机器人作业等虚拟仿真实验，展示机器人工作过程，让学生更好地了解机器人结构、控制、驱动形式、作业特点、振动等相关知识，克服了传统实验时浪费严重、噪音高、难重复、自然环境和生产条件受限多等缺点。农田信息实验平台可以包括图像实时采集与图像分割、图像测量与测距、深度信息获取、真实信息的恢复、实时生成决策结果、智能执行等过程。
3结语
虚拟仿真实验平台能提高机械工程本科生的产品设计创新能力，改善机械类专业核心课程的教学效果，激发学生学习主动性，加强学生对机械产品设计整体性认识。同时，教师的科研项目可以逐步与虚拟仿真实验教学想结合，在科研项目合作的同时，有序地将虚拟仿真的实验成果应用到产品开发、质量管理、产品服务的各个环节，对学生开放的同时，承接企业的产品设计开发任务，缩短新产品研发时间，提高企业竞争力，促进社会经济的发展。
参考文献:
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[5]郭润兰，康艳萍，杨东亚，等.机械原理虚拟仿真实验室资源共享平台建设[J].实验室研究与探索，2017，36(6):108-110.
虚拟仪器实验平台 篇3
【关键词】LabVIEW；虚拟仪器；自动检测技术；实验教学
【中图分类号】G642.0【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0065-01
一、引言
随着信息时代的到来及计算机技术、信息技术和网络技术的发展， 自动检测技术及其应用也在飞速发展。在自动检测技术实验中，经常需要对一些工程领域常见的运动和性能参数进行测试与分析。如位移、应变、温度和振动的测试等。传统的传感器实验教学一般在CSY传感器系统综合实验台上完成，教学内容以验证性实验为主， 对传感器的输出信号的处理技术相当匮乏，只能了解一些简单传感器的工作原理，对应用及工程实践联系较少。那如何采用合适的教学方法和创新的教学手段来让学生通过实验真正做到深入理解相关理论，并将理论与实际有机地结合在一起呢？ 虚拟仪器技术的快速发展，为我们提供了可实现的工具。将虚拟仪器技术与CSY传感器实验仪相结合，在虚拟仪器系统平台下进行传感器实验，可有效地提高学生的实际动手能力和学习兴趣， 同时实现实验教学与工程实际应用的衔接。
二、虚拟仪器的特点和组成
（1）虚拟仪器的特点
虚拟仪器是以计算机为基础 ，配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出的接口， 完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机化仪器系统。它利用计算机强大的图形环境建立虚拟仪器面板，以代替传统仪器完成对仪器的控制、数据分析和显示功能，彻底改变了传统仪器由生产厂家定义功能的模式，而由用户自定义仪器功能。[1]与传统仪器相比，虚拟仪器具有易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等特点，具体表现为：1、智能化程度高，处理能力强。用户可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、专家系统和人工智能技术应用于仪器设计。2、应用性强，系统费用低。虚拟仪器的设计思想是用相同的基本硬件构造多种不同功能的测试分析仪器，这样的仪器系统功能更开放、灵活、高效，费用更低，并且还可通过计算机网络实现虚拟仪器的分布式共享来增加使用价值。3、操作性强，易用灵活。虚拟仪器面板可由用户针对不同应用来设计定义，使仪器操作变得更直观、简便，同时测量结果不仅可以打印、显示报表或曲线，还可以直接进入数据库系统或者通过网络发送，大大提高了仪器的可操作性。
（2）虚拟仪器的组成
虚拟仪器的组成包括硬件和软件两个基本要素。其中硬件主要用于解决信号的调理及输入输出问题，一般由传感器、信号采集电路、数据采集设备以及计算机组成。虚拟仪器的输入输出由数据采集卡、GPIB卡、VXI/ PXI/LXI卡、串口和现场总线等硬件模块完成。软件是虚拟仪器的关键，主要用于是实现数据的读取、分析处理、显示和对硬件的控制等功能，主要包括虚拟仪器应用软件的开发平台、仪器驱动程序以及I/O接口软件。由于主要软件开发平台LabVIEW 采用图形化的编程语言（ G 语言），面向的是没有编程经验的用户， 所以十分适合工程类学生在基础实验课程中作为开发平台使用。
三、自动检测技术实验虚拟教学平台的设计方案
1、虚拟实验教学平台的创建思想[2]
自动检测技术课程实验一般开设的都是验证性实验，如应变片的全桥性能实验、差动变压器的性能和应用（ 振动测量） 实验和霍尔式传感器的位移特性实验等。这些实验是在CSY 998系列传感器与检测技术实验仪上完成的，该实验台大部分传感器的结构透明，调理电路标识清楚，使学生对信号的拾取、转换有较深刻的认识，但对于获取数据的分析、处理和存储无能为力，不利于学生的系统学习。
根据学校培养“一线工程师”的特色办学思想，我们以自动检测技术课程建设为契机，以学校当前实验条件和设备为基础，利用实验室已经配备的PC机和CSY 998系列传感器与检测技术实验仪和labview软件， 建立了一个适合自动检测技术课程和测控系统原理课程教学， 同时能够培养学生自主创新能力的实验教学平台。该平台不仅可对采集到的数据进行数据处理，减小误差，还可以把实验数据保存成电子版及打印实验报告需要的数据表，从而提高学生参与实验的积极性，取得了较好的教学效果。
2、虚拟实验教学平台的设计方案
虚拟仪器系统的硬件构成有多种方式，主要由所采用的硬件与接口决定。根据系统硬件和接口方式的不同，可以分为以插入式数据采集卡和信号调理电路为硬件的PC-DAQ系统，还有以GPIB、串行、PXI、VXI总线等为硬件接口方式组成的GPIP仪器控制系统、串行口系统、PXI仪器系统、VXI仪器系统等。[3]
在上述结构中，最简单、最廉价的形式是采用PCI总线的数据采集卡，或是基于RS-232或USB总线的便携式数据采集卡。本校实验室的CSY 998型传感器与检测技术实验仪内具有基于RS-232总线的便携式数据采集卡，为充分利用资源和节约成本，本自动检测技术创新实验教学平台通信方式采用串行通讯，利用CSY 998型传感器与检测技术实验仪的串行口通过串行总线与PC机的串行口相接，将待测信号送入计算机， 计算机通过串口对采集的输入信号进行传输、分析、处理和记录。系统结构框图如图1所示。
在确定了实验教学平台的硬件之后， 就可以通过LabVIEW软件来实现想要的功能，由计算机直接参与实验信号源的产生及对实验数据进行测量、分析、处理。虚拟仪器的软件设计主要包括仪器界面模块、输入输出接口模块、数据分析处理模块等部分组成。仪器界面模块、数据分析处理模块是建立在仪器驱动程序之上， 直接向用户提供友好的操作界面和进行数据分析与处理的应用程序， 由用户根据功能需要自行编制。数据分析处理程序主要用于对采集的实验数据进行分析、计算与显示。
四、结束语
在 CSY型传感器与检测技术实验仪的基础上建立基于虚拟仪器的传感器实验系统，不仅提升了实验设备的水平，在很大程度上节省了学校更新实验设备所需的资金， 还可以通过LabVIEW编程方便地与网络、外设连接，利用网络进行多用户数据共享，为实验系统网络化建立了基础。同时虚拟仪器在自动检测技术实验课程教学中的应用不但激发了学生的学习兴趣和探索精神，还拓展了学生的知识面，增加了学生动手机会和创新能力。
参考文献
[1] 舒筠佳.基于虚拟仪器技术的高校电子实验平台开发[J].上海电力学院学报，2009（6）：253-255
[2] 李学聪，万频， 等.基于虚拟仪器的检测技术创新实验教学平台[J].广东工业大学学报（社会科学版），2008，8（增刊）：140- 141
虚拟网络实验平台设计 篇4
基于这种现状，虚拟实验技术越来越成为受关注的热点。虚拟实验平台被看作是一个无墙的中心，基于计算机理论和远程控制技术，在网络环境下协同工作，实现虚拟实验与设计以及实现充分的资源共享。在计算机网络原理课程教学方面，通过虚拟实验平台模拟一些实验场景，在学生缺乏实验条件的情况下，能够通过网络观察实验现象，提高实验课的教学效果。
本文针对计算机网络课程的实验教学，提出了一个基于NS2搭建的虚拟实验平台的设计方案。
1 开发工具选择
1.1 仿真器
目前使用最多的网络仿真器有GlomoSim、JavaSim、SSFNet、OPNET和NS2等，其中OPNET与NS2的使用最为广泛。OPNET是一个十分强大的网络仿真器，它能够仿真所有有线网络，不仅整合和重组了大量的网络协议，还支持协议设计人员重新设计算法，但是OPNET价格昂贵，操作也相对比较复杂。NS2是一种离散事件网络模拟器，能运行在Linux或Windows操作系统上，能够近乎真实地在各个层次上模拟网络运行情况，而且它是一种可扩展、易配置、可编程的事件驱动的网络仿真软件。另外NS2是一种全免费的模拟测试工具，在获取渠道、可扩展性和模拟演示等方面都较符合我们的需要。
综合以上情况，我们选取NS2作为平台的网络模拟工具。
1.2 NS2脚本生成器
使用脚本生成器可以使用户从枯燥的代码编写工作当中解脱出来，集中精力研究网络性能。目前基于NS2的脚本生成器有NSG2和NSBench两种，均由JAVA开发，跨平台性和可视化操作性都比较好。这两种工具中，NSBench只能对有线网络进行构建，而NSG2既支持有线网络也支持无线网络。另外NSG2自动生成的脚本代码格式规范，无需进行修改便可以运行了。所以在该平台的设计中，我们选择NSG2作为NS2的脚本生成器。
2 虚拟网络实验平台设计方案
2.1 设计目标
通过对计算机网络课程以及实验教学要求的分析，我们首先确定该平台的设计目标应该满足以下要求：1)稳定性与跨平台性，满足在各种操作系统上运行的要求;2)能够动态演示模拟中的网络运行情况，提高教学的生动性;3)实验过程中，用户只需在实验平台操作，不需要对NS2有过多了解。
2.2 设计方案
系统要求良好的跨平台性，选择采用JAVA语言进行开发。系统主要由客户端和服务器端两部分组成，利用RMI的远程调用机制来解决客户端和服务器端之前的远程通信和参数传递。RMI(remote method invocation)是SUM专门为JAVA应用程序间通信开发的远程调用机制，是JAVA的一组拥护开发分布式应用程序的API，它使用JAVA语言接口定义远程对象，方便了基于JAVA的分布式应用程序的开发。RMI的体系结构提供了三个层次：桩(stub)/框架(skeleton)、远程引用层和传输层，图1为RMI的体系结构框图。
系统的客户端实现用户操作界面，利用NSG2来实现对实验设备以及实验组件的模拟，NSG2作为本平台的网络建模工具，不仅能为用户提供友好的图形化操作界面，而且还能较好的实现TCL脚本的自动生成，将自动生成的TCL脚本提交并传递给服务器端，经服务器端的NS2仿真器模拟生成相应结果后再传回客户端显示，方便用户分析网络实验结果。
系统的服务器端负责响应客户端的请求，调用NS2仿真器模拟传递过来的TCL脚本，在模拟结束后将模拟结果.nam和.trace文档返回到客户端。客户端在接收到返回的结果后，通过Nam将.nam文档以动画的形式演示出来，用户可以很好地掌握网络的模拟运行情况。通过gawk对.trace文档进行统计分析，包括端到端时延、即时吞吐量、平均吞吐量、数据分组成功传送率、控制开销等，帮助用户对网络性能进行分析，另外还可以使用xgraph和gnuplot画出相应的图形。
具体系统框架图如图2所示。
2.3 运行效果
图4为利用NAM动态演示网络的运行情况，可以看出在模拟时间为2.3秒时，n2因同时涌入太多封包而发出封包被丢弃现象。
该实验平台在我院实践教学中已经使用近一年，得到学生较好的评价，对教学工作也起到了促进作用。
3 总结
本网络实验平台利用NS2网络仿真器与TCL脚本生成器NSG2搭建，并通过Java RMI远程调用机制实现客户端和服务器端的通信，使用户摆脱了NS2安装和使用的困难，同时也不需要编制繁琐的代码，将精力集中于对网络本身的性能进行分析与优化。对网络协议的动态演示能很好地调动用户的学习积极性，提高了对课程学习的主动性。
利用虚拟的网络实验平台构建教学实验环境，已经成为目前我国高校发展当中的一个热点课题，尤其可以通过这种方式发展远程教学，学生通过虚拟实验平台对所学理论知识有更深刻更有效的理解，学习效果将得到显著提高。
参考文献
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[2]王波.计算机网络实验综合模拟平台的研发[J].学科建设与教学改革,2009(2):85-88.
虚拟仪器实验平台 篇5
近年来，伴随国家及地方各级政府对于高等教育各项投入的逐年增加，高等院校的仪器设备资源规模也在日益壮大，各类大型仪器在量和质上都呈现出飞速发展。笔者就职于苏州大学唐仲英血液学研究中心(以下简称“中心”)，主要负责公共大型仪器管理及共享平台的搭建与维护，工作几年来历经了生物医学类基础型和专业性大型仪器配备的日趋完善，加强大型仪器管理并构建其共享平台成为提高仪器使用率和共享率的重要举措。中心作为生物医学类的科研单位，科研工作的正常开展无时无刻不依赖于大型仪器的正常运转，中心自大型仪器共享平台建成以来，在管理和运行方面进行了诸多尝试与探索，目前已初步形成以制度规范化、管理信息化、技术服务队伍建设、保障设备维修和售后回访、运行有偿服务机制为特征的大型仪器共享平台。
虚拟仪器实验平台 篇6
【关键词】虚拟实验平台;初中化学实验;应用形式与策略
引言
随着计算机和网络等先进技术的迅速发展，实验教学的领域也越来越多地出现了技术的影子，虚拟实验平台也应运而生。虚拟实验平台辅助教学作为一种较好的教学手段在中学化学实验课程的教学中具有广阔的应用前景，利用虚拟实验平台可以打破时空界限、培养学生的创新能力和探索能力、因材施教、创设真实的情景、弥补教学器材的不足等。应用虚拟实验平台，学习者可以反复训练，是对传统化学实验课教学进行的有效尝试与创新。本文分析了初中化学虚拟实验平台在教学中的有效应用形式与策略。
1 以课件的形式融入课堂教学
虚拟实验平台在化学教学中应用目的是综合运用各种技术手段，在各种教学资源的支持下建构教学环境，根据课堂的发展、变化，灵活地选择合适的课程资源，从而实现教学的最优化。而虚拟实验平台的多媒体功能较强大，它不仅能按课堂的教学内容整合多种丰富的教学资源来制作课件，而且它的演示功能强大，能直观、形象的展示出实验仪器和装置，适合化学学科教学课件的制作。虚拟实验平台的特点决定了它在课堂上的运用具有适时性，根据化学教学的需要，它可以在教学过程中解决某一环节出现难以解决的问题，如原理教学难懂、需要模型展示、辅助实验验证等。因此，在平台以课件的形式融入课堂教学时应充分注意使用的必要性、应用的时机和运用的策略。
（1）在选择使用平台来制作课件的必要性方面，应该注重选择一些教师不容易讲清楚、学生不容易观察到的知识点，然后凭借平台创建一系列的化学情境，尽量以直观形象的方式来呈现教学内容。在课件制作时，用传统的课件制作工具 Powerpoint 则无法有效地展示三维分子模型、化学方程式、电子式、结构式等教学需要，而此刻如果选择使用虚拟实验平台就能够有效解决这一系列问题。当然，如果传统的方式或其他媒介也能有效解决这些难题，就不一定要使用虚拟实验平台。
（2）在课件使用的时机方面，首先应该给学生提供一些思考的时间，千万不能直接用形象展示的方式来代替学生对教学内容的理解过程;其次还要处理好使用课件与其他教学环节的关系。
（3）在课件的运用策略方面，应该积极提倡问题启发和探究式教学，在课件中应多提出问题，试图慢慢培养出学生的问题解决能力和探究能力。
2 以多媒体黑板的形式融入课堂教学
在化学课堂的教学过程中经常会出现一些意想不到的状况，尤其是在培养学生探究能力的环境下，此时此刻学生的思维比较活跃，通常能够发现一系列教学设计以外的问题。此时如果没有合适的直观展示和分析工具，老师就不能用常规的手段来展示或解释学生所提出的问题。不过虚拟实验平台的操作十分方便快捷，而且展示效果直观形象，对于能够熟练操作平台的教师来说，可以当堂进行化学的演示和验证实验，从而让学生能够直观地观察实验过程和结果。
3 作为支持学生进行自主探究式学习的媒介
虚拟实验平台将初中化学课本中的全部实验都集合在其中，从而在课上或课下为学生的自主、發现、探究学习提供指导和知识资源支持。化学学科强调启发式、探究式教学，一个好的虚拟实验平台既要符合化学学科的特点，又要符合学生的认知方式特点，具有良好的交互性，这样才能促进学生培养化学思维。
虚拟实验平台具有可控性的特点，教师和学生可以利用平台中设计好的实验进行分步演示、连续演示、操作和扩展等操作，这样可以让学生更直观、形象的看到实验现象和结果的实时动态变化，从而促进学生在动态操作中形成分析现象背后化学原理的习惯，养成自主、探究式学习方式;虚拟实验平台还具有交互性的特点，教师可以引导学生在已有化学仪器和药品的基础上，进行验证和探究类实验的操作，对自己提出的化学假设进行验证，并用化学语言描述出相应的规律。从而实现在使用虚拟实验平台的过程中让学生经历“观察现象→发现问题→提出假设→设计实验→验证假设→分析总结”的探究式学习过程，最终实现学生学习方式向自主、探究式的转变。虽然虚拟实验平台能用简洁的形式直观地反映化学原理和现象，还能培养学生的观察和思维能力，激发学生深入探究化学知识的兴趣。
4 作为学生问题解决的支持工具
虚拟实验平台作为问题解决工具可以根据问题的不同性质分为感知型、探索型、验证型、训练型和活动型实验的支持工具。那么在使用过程中应该注意哪些策略呢？
（1）感知型支持表现为在化学学习过程中遇到不方便用挂图、模型和黑板展示的仪器、装置、元素性质、电子式和分子立体模型等问题时，利用虚拟实验平台的一些功能进行辅助教学，不仅能够满足微观现象无法展现等缺憾，而且也能让学生获得足够的直观感性认识的机会。
（2）探索型支持表现为学生从已掌握的化学规律出发，通过探索和模拟一些相同或相似实验中的化学规律，来激发学生学习兴趣，培养学生思维能力以及进行科学探究的方法。
（3）验证型支持表现为学生从所学的化学原理和规律出发，对化学规律及其所反映的化学现象之间的关系进行验证，从而加强对化学原理和规律的理解，而且还能激发学生的学习兴趣，培养学生实验设计的能力，训练学生的发散思维。
（4）训练型支持表现为学生将虚拟实验平台作为掌握化学基本实验操作方法和技能的一个平台，通过反复、随时随地的进行实验操作练习，让学生的实验操作技能逐步达到正确、规范、熟练的程度。
（5）活动型支持则表现为学生将所学的基础知识、基本技能运用到解决化学实际问题的能力。
5结束语
总之，虚拟实验平台不仅仅是一个课件制作工具，也是一个沟通教与学、启发新思维、验证新想法、激活迁移与联想、开发创造性思维能力的平台，能让学生自己动手，充分利用已学过的化学知识，借助于它去验证想法，挖掘潜能，加强学生的理解能力，培养学生的创新精神。
【参考文献】
[1]刘筱兰，张薇.虚拟实验室的类型及发展趋势[J].计算机应用研究，2004，11.
虚拟仪器实验平台 篇7
1、测试技术实验教学创新思路
测试仪器的第一代仪表是模拟式电工仪表;60年代产生了以电子管/晶体管为基础的第二代测试仪器——分立元件模拟式仪表;70年代出现了以集成电路芯片为基础的第三代仪器——数字式仪表;80年代以微处理器为中心的第四代仪器——智能式仪表;90年代,测试技术与计算机技术深层次的结合引起了测试仪器领域里一场新的革命,产生了第五代仪器——集成/虚拟仪器。虽然目前这五代仪器仍都在使用,但21世纪将是集成/虚拟仪器的时代。虚拟仪器是软件化仪器,并且与传感器实验台、微机实验系统和单片机实验系统互相兼容,它与最新的计算机技术、整个信息业的发展同步前进,符合测试技术发展的方向。因此测试技术的实验教学应开发和利用虚拟仪器系统,构建测试技术实验教学创新体系,使学生在巩固、掌握与课程相关的理论知识基础上养成独立思考和积极参与的性格,培养学生的创新精神和实践能力。
2、测试技术实验教学创新体系框架
测试技术实验教学创新体系拟在培养学生基本实验操作能力的基础上,利用虚拟仪器增加综合性及设计性实验内容,使学生不仅巩固、掌握与课程相关的基础理论知识,而且能够独立构思和设计,成为具有创新意识和创新能力的人才。这样测试技术实验教学体系就应包含培养学生的基本操作能力、综合能力和创新能力三个层次。
第一层次即基本操作能力的培养,培养目标通过开展组合性小型实验来实现。具体内容包括:在计算机上虚拟出电压表、电流表、频率计、功率表、频谱分析仪、示波器和信号发生器等仪器,点击任何一个仪器都可实现传统仪器的全部功能,并在此基础上扩展部分功能。例如:点击虚拟电流表可测电流波形、幅值及相位角,从主画面仪表上直接读取数值;虚拟的信号发生器可产生标准的正弦波、锯齿波、矩形波,其波形、频率、幅值还可用键盘、鼠标进行设置;虚拟出的示波器不仅具有传统示波器的功能,还可同时显示、记录、存储和打印多通道输入的波形,对存储的曲线可通过“回放”功能显示在屏幕上,以便能清楚地观察波形变化。
第二个层次为综合能力的培养,培养目标主要通过综合性虚拟实验来实现。培养内容既要考虑能掌握、综合运用相关理论知识,又要注重实验的时代性和先进性,使学生尽早接触有实用价值的、有创造性的和前沿学科的实验研究。在实验过程中学生可以充分利用计算机软件开发实现数据采集、储存、分析、处理、传输及控制等功能强大的应用软件,在同一台PC机上虚拟出数十台仪器,如智能信号发生器、频谱分析仪、数字电压表和噪声测试仪等,并把这些虚拟仪器应用到测试实验中去,取代常规仪器。学生还可以根据实验要求,自行设计各种软面板,定义仪器的功能,并以各种表达形式输出检测结果,进行实时分析。学生使用这样的仪器就如同操作一台自己设计的专用传统仪器,激发他们的学习热情,培养他们处理问题和解决问题的能力。
第三个层次是创新能力的培养,培养目标主要通过设计性虚拟实验来实现。设计实验要求学生自己选题,拟订方案,编写程序,设计虚拟仪器检测系统,并通过设计相关的实验对所设计的仪器进行考核。要求他们所设计的系统与生产实际相联系,能解决企业产品检测方面的具体问题。通过这一层次的训练,提高学生的科研素质和方法,缩短教学与科研、教学内容与现代科学技术的距离,锻炼学生的独立设计能力。
在实验教学创新体系框架中,由于虚拟仪器的灵活性和易扩充性,三个层次既相互独立,又彼此联系,每一层次的教学内容和教学模式可以动态调整,教师可以将自己的科研新成果用于实验教学中,随时添加或更新实验内容和实验技术方法,使测试技术实验教学成为与实际工程技术、现代科学技术相互交流的一个平台。
3、测试技术实验教学创新体系的特色
3.1 基础性与先进性并存
利用虚拟仪器技术,可以虚拟出工程测量、科学实验的最基本、通用的测试仪器,如电流表、频率计、功率表、频谱分析仪和示波器等,这些仪器不仅可实现传统仪器的全部功能,而且可有效提升学生对传统仪器的操作技能,使学生掌握传统仪器的操作流程。
虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融为一体,从而把计算机强大的数据处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起,并通过软件实现数据显示、存储及处理。而且虚拟仪器可以及时采用新的测试理论、方法、计算机技术、软件成果,使其随着整个信息业的发展同步前进,因而可使学生及时接触先进的测试理论及技术,培养学生的创新意识和创新能力,以一个更高的起点面对未来。
3.2 理论性与实践性紧密结合
虚拟仪器作为软件化仪器,软件在测试系统中占有十分重要的地位,通过调用不同软件就可实现不同功能。不懂得测试技术理论,就不可能编写实现测试功能的软件;不精通数字信号处理原理,就无法借助计算机强大的数据处理能力和将先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器中。因此虚拟仪器的测量功能与测量理论是紧密结合的,并且能相互促进。在测试技术实验教学中采用虚拟仪器,可激发学生自主学习的积极性,巩固、加强学生对测试技术理论的理解和掌握,满足学生深层次的开发要求。
3.3 经济性与创造性兼而有之
虚拟仪器在制造工艺方面实现了软加工、软装配和软调试,使整个工艺设计变为程序编制,计算机实际上既是仪器的平台,又是仪器的加工场所,从根本上改变了仪器产品设计、生产的模式。且数据交换和数据采集的接口硬件易实现模块化和标准化,使工艺流程简化,硬件生产周期缩短,生产成本降低,性能提高。在测试技术实验教学中采用虚拟仪器,学校可以用较少的资金在传统实验室基础上创建出一个先进的、功能齐全、使用方便的现代试验环境。
虚拟仪器集多种通用技术于一体,是一项综合的、先进的和实用的技术,可以与开放式的微机、单片机实验系统、传感器实验台等互相通讯,具有允许自定义的柔性结构,共享计算机的软硬件资源,而且完全可以通过软件配置设计多功能集成仪器,同时采集多路信号并进行分析处理,提供传统台式仪器难以达到的功能,因此可以给学生提供一个充分发挥自己想象力、创造力和展现才能的空间,非常适合学生进行原理研究,使学生的实验综合能力与创新能力得到最全面的实际训练。
4、结论
现代社会越来越复杂的测试条件和高度自动化的大生产环境使测试仪器从模拟技术向数字技术过渡,从单台仪器向多功能仪器组合过渡,从完全由硬件实现仪器功能向软硬件结合方向过渡,从硬件模块向软件包形式过渡。虚拟仪器具有通用性、开放性和先进性,正好适应了这种要求,因而得到了迅速发展,并将成为新一代的仪器标准。建设基于PC机的虚拟仪器实验室,是改革测试技术实验教学的发展方向,是让学生动手进行综合设计性实验的新课题,是培养高素质创新人才的优秀平台。
参考文献
[1]李月强,马慧杰,陆恺,等.虚拟仪器技术在教学上的应用[J].北京机械工业学院学报.2000, (4):34-38
[2]孙晓华,白洁,刘君华,等.加强设计性实验,改革测试技术课程实验[J].电气电子教学学报.2002,(2):57-59
[3]白洁,刘君华,申忠如,等.虚拟仪器实验教学的探讨与实践[J].电气电子教学学报.2001,(6): 76-78
[4]韩峰.虚拟仪器及其在实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2000,(3):75-78
初中化学虚拟实验平台简介 篇8
●现有化学软件分析
信息技术为化学教学提供了新的技术手段, 目前化学工具软件大致有化学排版、化学计算、结构绘制、化学实验模拟、展示、辅助工具等几类。它们虽然种类繁多、功能多样, 但也有一些不足, 如功能单一、网络功能不够强大、软件的智能化有待加强等。
在认识到现有化学教育软件的缺陷后, 我们就清楚了如何开发新的化学教育软件。而虚拟现实技术、人工智能技术的迅速发展, 使软件更加智能化, 自适应性更强。在制作化学教学软件时, 可依据教育技术的研究热点与课程整合, 将化学教学过程中的整合点通过虚拟技术展现出来, 使用者在应用时就可以更加方便, 教学效果会更加明显。还要加强教育软件的网络性, 能够让使用者在使用的过程中及时通过网络交流经验, 获取信息。
●东师理想初中化学虚拟实验教学平台设计
东师理想初中化学虚拟实验教学平台针对目前化学平台常见的问题, 集合了众多功能, 同时能够为中学教师、学生提供全方位的数字化支撑。
第一, 为教师创新教学方法, 为备课、互动教研, 组织学生课堂学习、课后辅导学生、对学生进行测试与评价等提供有效支撑。第二, 为学生在课上及课后开展自主与协作学习、探究学习、
研究性学习、训练与测试、问题求教等提供有效支撑。
平台的总体设计结构如下图:
该平台已经在一些实验学校中开始试用, 得到的反响较好, 相信利用东师理想初中化学虚拟实验平台能够有效地将实验探究转变为学生学习方式、创设生动活泼的教学情境、激发学生学习兴趣, 对培养学生理论联系实际的学风、实事求是的科学态度和探究问题的科学方法都具有重要的意义。
网络虚拟实验室仿真实验平台的设计 篇9
所谓虚拟仪器, 就是在通用计算机平台上, 用户根据需求来定义和设计仪器的测试功能, 其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能[1]。虚拟仪器系统的构成有多种方式, 主要取决于系统所采用的硬件和接口方式, 其基本构成如图1所示[2]。
虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素。硬件的主要功能是获取真实世界中的被测信号, 可分为两类[3]:一类是满足一般科学研究与工程领域测试任务要求的虚拟仪器, 最简单的是基于PC总线的插卡式仪器, 也包括带GPIB接口和串行接口的仪器;另一类是用于高可靠性的关键任务, 如航空、航天、国防等应用的高端VXI仪器。
Lab VIEW是美国国家仪器公司 (NI) 的产品, 是一种基于图形编程语言的开发环境G语言, 主要用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域[6]。Lab VIEW是一个开放式的开发环境, 用户可以将其与任何测量硬件轻松连接。
虚拟实验就是指利用计算机技术与网络通讯技术, 以Web为实现平台, 将一系列软件和硬件有机结合起来, 通过鼠标的点击、拖动和键盘操作等, 按照实验要求和实验过程组装成一个完整的实验系统。
2. 网络虚拟实验系统
网络虚拟实验系统是基于网络的仿真现实中现场操作实验的计算机应用系统, 它实现的基础是计算机技术、网络技术与仪器技术的结合。网络虚拟实验系统降低了科研成本, 节省了研究经费并且提高了使用效率。它突破了传统教学模式受时间、地点的限制, 提高教学效率。
2.1 网络虚拟实验系统的体系结构
基于网络的虚拟实验室一般采用C/S (Client/Server) 结构式构建, 其主要分为两类———基于Internet的C/S结构以及基于Web的C/S结构。
针对虚拟实验室应用于高校教育上的特点, 我们采用了基于Web的分布式C/S结构。Web的C/S模式, 也即通常意义上的B/S (Browser/Server) 模式, 客户机上无需安装专门的客户端软件, 只要有标准的Web浏览器就可以实现对虚拟实验室的访问, 不过其缺点在于不适合大量数据的传输。由于将实验系统的主体部分集中到了服务器端, 对系统的维护以及实验项目的增加也只需在服务器端进行。这样不仅使系统的维护工作大大减轻, 而且当实验项目增加时, 只需要对服务器端进行更新, 使系统具有高扩展性和适应性[3]。
2.2 Remote Panels技术
从Lab VIEW 6.1开始, Lab VIEW集成了Remote Panels技术, 允许用户直接在客户端计算机上打开并操作位于服务器端计算机上的VI的前面板, 甚至可以将Lab VIEW VIs的前面板窗口嵌入到一个网页中并在网页中直接操作它, 这是一种软件操作界面共享方式。
Lab VIEW的Remote Panels不仅可以观看, 而且可以在Lab VIEW的环境中或浏览器上加以控制。这个强大的功能让开发人员可以轻松地创建远程应用程序, 使用户在周末的时候坐在家中的计算机前轻松地监控办公室、实验室甚至生产线上的各种情况。
2.3 远程访问原理
网络实验室仿真实验平台, 主要针对大学物理、数字电子, 模拟电子、电学、磁学、传感器原理等方面。学生利用网络登陆本仿真实验平台, 可以在线做理工类仿真实验。在网络仿真平台上, 学生自己动手设置实验参数, 运行在服务器端的平台仿真程序根据实验原理进行仿真, 并实时返回仿真结果。主要原理图如图2:
实验者可以通过浏览器观察模拟实验过程, 通过鼠标的点击以及拖曳动作来操作和控制虚拟的实验过程。在本文所介绍的过程控制虚拟实验室系统中, 学生通过浏览器就可以观察到参数的调节对控制过程产生的各种影响, 使得他们很方便的观察到不同的控制效果并很容易地掌握控制原理, 极大地提高了他们的学习兴趣和效率。本系统的开发为用户访问远程虚拟实验室提供了技术支持, 通过计算机网络把实验过程、方法, 以及实验结果迅速而直观的展示给远程用户。
下面以磁化曲线为例介绍仿真实验平台的设计。
3. 磁化曲线
3.1 基本原理
如果在由电流产生的磁场中放入铁磁物质, 则磁场将明显增强, 此时铁磁物质中的磁感应强度比没放入铁磁物质时电流产生的磁感应强度增大百倍, 甚至在千倍以上。铁磁物质内部的磁场强度H与磁感应强度B有如下的关系:B=μH
对于铁磁物质而言, 磁导率μ并非常数, 而是随的变化而变化的物理量, 即μ=f (H) , 为非线性函数。所以B与H也是非线性关系, 如图3所示:
铁磁材料的磁化过程为:其未被磁化时的状态称为去磁状态, 这时若在铁磁材料上加一由小到大变化的磁化场, 则铁磁材料内部的磁场强度H与磁感应强度B也随之变大。但当H增加到一定值 (Hs) 后, B几乎不再随着H的增加而增加, 说明磁化达到饱和, 如图3中的OS段曲线所示。从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线称为材料的起始磁化曲线。可以看出, 铁磁材料的B和H不是直线, 即铁磁材料的磁导率μ=B/H不是常数。
3.2 设计思想及实现
当U=0, 0.2, 0.4, 0.6...3.0 V时, 根据前面板中的电路图计算出Ux, Uy, H和B, 作出B-H曲线即磁化曲线, 如图4。
由磁化曲线的程序框图, 即图5可知, 本设计主要是由两个公式节点、各种运算控件, Build XY Graph控件和图形控件XY Graph组成。与Waveform Graph一样, XY Graph也是一次性完成波形显示刷新。不同的是, XY波形记录控件在波形显示的同时还反映测量点X、Y值的变化, 所以它的输入数据结构是由两组数据大包 (bundle) 构成的簇, 簇的每一对数据都对应一个显示数据点的X坐标和Y坐标[4]。
由数组控件得到一串数组U, 经过公式节点中运算处理后得到B的一串数组以及H的一串数组。经Build XY Graph捆绑后由XY Graph输出波形。
4. 基于Web的交互型虚拟实验室设计
4.1 Web服务器设置
发布一个站点基本上是将站点上的文件提制到一个目的地, 让其他人可以访问站点[5]。在发布站点之前, 应该测试站点的各项操作都能正常工作, 来确认站点已准备好发布。有一个好的方法可以确认您的站点已准备就绪, 那就是在Web浏览器上进行预览并且浏览站点, 检查所有文件的状态。这就需要通过配置IIS服务器来构建测试Web应用程序的环境。最后, 将测试成功的Web应用程序发布到Internet上[6]。
IIS默认的Web文件存放于系统根目录中的%system%%Inetpubwwroot中, 如果主页就放在这个目录下, 出于安全考虑, 微软建议用NTFS格式化使用IIS的驱动器。
4.2 主页及仿真实验页面设计
主页界面如下图6所示, 页面右下角是在线聊天程序。访问此张页面的人都可以进行相互地聊天, 教师也可以在线指导学生更好地完成实验以及在线答疑, 使网络虚拟实验室的交互性有了很大的提高。
在各个实验网页中也可加入另一些美化框图或程序来完善页面, 具体方法与设计网页一样。
教师要介绍虚拟实验室在网络部分的构建方法, 包括Web服务器和Lab VIEW服务器的设置, 以及VI的嵌套实现和网页设计。
5. 结语
本文设计主要分为两个部分:一部分是仿真平台的设计, 另一部分是通过Web的网页形式来调用此仿真平台。
虚拟实验室虽然能很大程度地辅助教学, 但并不代表可以代替真的实验室。若学生要有真实的控制仪器的经验, 便需要在真实的实验室里做实验。如果某项实验只是集中于设计、解决问题的过程, 而不是要求学生对仪器的亲自控制, 这时就可以利用虚拟实验室。
参考文献
[1]李莉玲, 方康玲, 周波.LabVIEW在远程虚拟平台中的应用[J].武汉科技大学学报, 2004, (7) :34-36.
[2]马宏斌, 杨波.虚拟实验室管理系统实现技术.信息技术报[J].2005, (2) :78-81.
[3]蒋英.对虚拟现实技术构建虚拟实验室的初浅认识.实验室科学[J].2006, (3) :67.
[4]吴晓男.高校虚拟实验室的构建[J].国外电子测量技术, 2006, (10) :23-25.
[5]袁太文, 罗世勇, 李迅波.Web分布式虚拟实验室的研究与实现[J].中国测试技术, 2005, (6) :34.
浅析虚拟电子实验平台的应用 篇10
关键词：电子仿真,EDA,Multisim,Proteus
0 引言
传统的实验室建设是以满足单一学科需要为目标的小而全的建设思路, 随着义务教育、职业教育、高等教育规模的快速全面发展, 小而全的实验室建设思路与实验教学经费投入的矛盾日益显现。同时, 随着科学技术的发展和现代工程技术的应用, 学生需要学习的学科门类及内容都在不断增加, 这势必要求筹建更多的实验室, 购买更多的实验设备。同时, 各地域教育发展的不平衡性, 城乡教育的差异性, 实验设备自身的及时维护, 实验设备的昂贵, 等等因素, 都不可避免地影响着每一节实验课的顺利进行、每一个学生的自我发展。小学阶段、中学阶段、高等教育阶段的学生人数多, 现行教学大纲主要培养学生的动手能力, 而创新教育理念又促使传统实验室提供更多更优质的电子设备、仪器。涉及电工、电子方面的实验最易吸引学生, 但考虑到学生人身安全、仪器损毁维护等原因, 实验往往被打折, 大多为演示性实验。虚拟电子实验平台, 极大地满足了各方面的需要, 补充了现有物理硬件实验室的不足。现代的电子仿真教育的理念是“把实验室装进PC机中”, “软件就是仪器”。
1 电子仿真教育
电子设计, 即英文EDA, 就是“Electronic Design Automation”的缩写技术, 已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程, 从概念的确立, 到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面, 再到PCB钻孔图、自动贴片、元器件清单等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点, 可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。
电工电子虚拟电子实验室, 使实验不再受时间和空间的限制, 解决了因物理设备欠缺而无法开展实验的问题, 既节约实验材料, 又能取得良好的效果, 在保障教育质量、保障学生人身安全方面起着重要作用, 是对于传统实验室的扩展和补充。
现代电子仿真软件大都是以Windows为基础的仿真工具, 适用于模拟、数字电路、电子电工的教学设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式, 具有丰富的仿真分析能力。教师、学生可以使用仿真软件交互式地搭建电路原理图, 并对电路进行仿真, 无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计, 这也使其更适合电子学教育。通过虚拟仪器技术, 电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
2 Multis im
NI Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具, NI Multisim是一个完整的集成化设计环境。NI Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来, 并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim软件是电子学教学的首选软件工具。
在Multisim软件中, 整个操作界面就像一个电子实验工作台, 绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上, 轻点鼠标可用导线将它们连接起来, 软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似, 测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。Multisim软件同时提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件, 同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改, 能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能, 创建自己的元器件。在Multisim中有实际元器件和虚拟元器件, 它们之间根本差别在于:一种是与实际元器件的型号、参数值以及封装都相对应的元器件, 在设计中选用此类器件, 不仅可以使设计仿真与实际情况有良好的对应性, 还可以直接将设计导出到Ultiboard中进行PCB的设计。另一种器件的参数值是该类器件的典型值, 不与实际器件对应, 学生可以根据需要改变器件模型的参数值, 只能用于仿真, 这类器件称为虚拟器件。这对教学设计提供了极大地方便。
3 P rote us
Proteus软件是英国Lab center electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能, 还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真, 一键切换到PCB设计, 真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台, 其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等, 2010年增加Cortex和DSP系列处理器, 并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面, 它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。学生甚至可以实时采用诸如RAM, ROM, 键盘, 马达, LED, LCD, AD/DA, 部分SPI器件, 部分IIC器件。这方便了中学生进行智能控制系统的自由搭建, 给学生极大地自由发挥空间, 特别有利于学生创新精神的培养。
4 结束语
在一次电路分析的实验课堂上, 有一个来自甘肃漳县的大学一年级的女同学说, “我们《电路分析》实验的老师太好了, 允许我们每一个人拿一个万用表, 自己在实验桌上的仪器上进行自由测试, 而我们高中的物理老师只在课堂上拿来一个破旧不堪的欧姆表、安培表来演示, 绝对不允许我们碰一下仪器”。这更凸显出开发互动的电路仿真教学实验软件包的重要性。
计算机仿真与虚拟仪器对实验指导教师的教学也是一个很好的提高和促进。在实际的教学中, 我们提倡按照理论教学、计算机仿真、实体实验环节的次序展开教学, 真正让学生可以放开手脚去大胆测试, 而不必顾忌损毁设备而战战兢兢。
参考文献
[1]潘松, 黄继业.EDA技术实用教程:Verilog HDL版[M].北京:科学出版社, 2010.
[2]先锋工作室, 王诚, 蔡海宁, 等.Altera公司推荐FPGA/CPLD培训教材.Altera FPGA/CPLD设计 (基础篇) [M].北京:人民邮电出版社, 2011.
[3]聂典, 丁伟.Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社, 2009.
由小编烟雨江南整理的文章虚拟仪器实验平台（精选十篇）分享结束了，希望给你学习生活工作带来帮助。