一、电子技术基础课程场景应用实验平台_简述
将“智能小车运动控制与性能监测”作为电子技术基础课程场景应用实验平台，学生能将《模拟电路》、《数字电路》、《单片机与嵌入式》、《电子技术综合》等课程所学知识贯穿应用在智能车运动控制场景中，从而使学生深切体会所学课程的作用，激发学生学习积极性与主动性。
 
二、电子技术基础课程场景应用实验平台_组成
平台由5部分组成，1个智能车、4个场景应用实验模块，其中模拟电路模块、数字电路模块、单片机与嵌入式模块可以用其自身电路独自控制智能车运行并在遇障时停止：
1、智能车：4个减速电机、车架、锂电池、激光测距传感器、姿态传感器、2.4GHz遥控信号接收器组成；
2、模拟电路控制模块：信号产生、比例放大、比较器（用测距信号调制PWM脉宽）、晶体管放大、功放（电机驱动）等电路组成；
3、数字电路（FPGA）控制模块：分频、定时、测距（AD采样）、PWM信号产生、计数（测速）、液晶驱动与显示（运动时间、平均速度）、音频信号（告警）产生（DA转换）、电机驱动等单元组成；
4、单片机（AT89S51）与嵌入式（stm32f407）控制模块：测距（片内AD）、定时、PWM信号产生、计数（测速）、串口液晶驱动与显示（运动时间、平均速度）、音频信号（告警）产生（片内DA转换）、键盘或编码开关参数设置（定时、定速、定距等）、电机驱动等单元组成；
5、电子技术综合模块：
作用：该模块作为2、3、4三个控制模块的主控单元，用于采集并转发传感器信号至3个控制模块、接受操控人员控制命令、采集并发送智能车运行工况数据至后台（PC机）供学生显示分析控制软件或控制电路性能；
模块组成：主机（stm32f407）+FPGA+WIFI+在线加载接口（无线更新嵌入式模块和数电模块控制程序）+4路双极性AD+各种传感器；

三、应用场景
实验平台采用口袋实验室理念设计，学生可以携带智能车平台随时随地进行控制电路和控制软件设计与性能测试，或同学间用各自开发电路和开发软件进行智能车赛时比赛，通过比赛找差距，促进实验电路或控制软件进一步优化。
模拟电路控制模块由主板、4个电机控制电路、1个开发板组成；主板用于插4个电机控制电路和产生三角波信号；4个电机控制电路由比例放大器、比较器、晶体管放大器、电机驱动功放电路组成；开发板由面包板组成，学生可以用分立器件自主搭一个电机的驱动控制电路，替换4个电机控制电路中的一个，验证开发电路性能。

四、实验内容
1、模拟电路场景应用
1)晶体管电路设计（PWM信号共发放大、共集射随、不低于500mA的功率放大）；
2)集成运放信号产生电路设计（三角波，频率100Hz-500Hz）；
3)比例放大电路设计（运放射随器、运放调零电路、运放加法器）；
4)运放比较器设计（滞回比较、PWM脉宽调制）；
 
2、数字电路场景应用（基于FPGA）
1)FPGA触发电平识别与IO口控制；
2)时钟电路设计（分频、计数、BCD译码、分秒显示）；
3)测速电路设计（计数、加、乘、除电路设计）；
4)SPI总线应用与模拟信号采集电路设计（激光测距信号采集）；
5)PWM信号产生与调制（频率100Hz-500Hz，脉宽受采集信号调制）；
6)异步串口设计；
7)串口液晶显示（时间显示、平均速度显示等）；
8)SPI串行DA接口与音频告警信号产生设计；
9)电机驱动接口设计；
 
3、单片机与嵌入式场景应用（stm32f407）
1)M4中断（键盘识别）与IO口控制（LED指示灯控制）；
2)编码器数据设置软件设计；
3)时钟软件设计（定时、计数）；
4)测速软件设计（捕捉、计数、平均速度计算、峰值速度保存）；
5)M4片内AD初始化与采集软件设计（激光测距信号采集）；
6)PWM信号产生与调制（频率100Hz-500Hz，脉宽受采集信号调制）；
7)异步串口设计；
8)串口液晶显示（时间显示、平均速度显示等）；
9)M4片内DA初始化与音频告警信号产生软件设计；
10)电机驱动接口设计；

4、电子技术综合场景应用
1)基于FPGA的4路双极性AD数据采集软件设计；
2)M4激光传感器接口与采集软件设计；
3)M4无线网卡接口与数据传输软件设计；
4)M4智能车姿态传感器接口与数据采集软件设计；
5)M4与FPGA间总线通信接口与数据收发软件设计（SPI、串口）；
6)M4无线遥控数据接口与数据接收软件设计；
7)FPGA逻辑信号采集软件设计（数电模块与嵌入式模块PWM信号采集）；
8)FPGA动态数码管驱动与显示；
9)虚拟逻辑分析仪设计；
10)4通道虚拟示波器设计
 
五、在线开发
智能车内嵌无线网卡，学生可以在线加载嵌入式处理器或基于FPGA的智能车控制算法软件，同时智能车能实时回传电机驱动PWM波形与智能车运行速度等数据；