首頁 > 優(yōu)秀范文 > 電子設(shè)計技術(shù)論文
時間：2023-03-17 18:11:17
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇電子設(shè)計技術(shù)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
1.2監(jiān)控部分：數(shù)字電視的監(jiān)控系統(tǒng)由五部分構(gòu)成，主要包括傳感器、微處理器和PC機等。它的主要作用就是對發(fā)射機的工作狀態(tài)、信號傳輸、電視機故障處理等進行監(jiān)控，以此保證發(fā)射機的穩(wěn)定工作。
2數(shù)字電視發(fā)射機的技術(shù)與應(yīng)用
2.1數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)與模擬電視發(fā)射機技術(shù)。數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)和模擬電視發(fā)射技術(shù)都是全固態(tài)、單通道發(fā)射，兩者在大功率合成、供電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制單元等技術(shù)上存在互通的關(guān)系，在設(shè)計理念上，兩者都實現(xiàn)了設(shè)計的模塊化、智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化特點，綜上所述，數(shù)字電視發(fā)射機與模擬發(fā)射機存在很多相似之處。但是數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)與模擬技術(shù)又存在著一定的差異性。數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)在激勵器方面采用了信道編碼，這項技術(shù)是國標(biāo)規(guī)定的內(nèi)容，頒布國標(biāo)之后，信道編碼已經(jīng)順利解決了國標(biāo)部分的問題，伴隨著我國數(shù)字電視發(fā)射機技術(shù)的發(fā)展，中國廠商在發(fā)射機產(chǎn)品制造中解決了基帶預(yù)矯正、平均功率、低相噪本振和單頻網(wǎng)等技術(shù)難題，這些關(guān)鍵性技術(shù)難題的克服都離不開數(shù)字化技術(shù)水平的提高。
2.2調(diào)頻廣播發(fā)射的數(shù)字技術(shù)特點。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展使得調(diào)頻廣播的發(fā)射具備了以下特點：抗干擾能力強、信號穩(wěn)定、電臺頻道變寬。調(diào)頻廣播的信號傳播受到自然環(huán)境、工業(yè)生產(chǎn)活動、家用電器干擾等等因素的影響，諸多因素在信號傳播過程中一旦一起參與進來就難以被分辨出來，調(diào)頻收音機卻可以通過限幅變化切除掉干擾信號。數(shù)字調(diào)頻激勵器的引入，使得調(diào)頻廣播發(fā)射機改進了同步指標(biāo)，降低了傳播過程中的噪音影響，使人們獲得了更好的音頻質(zhì)量。數(shù)字音頻信號傳輸節(jié)約了系統(tǒng)同步性用時，提高了系統(tǒng)調(diào)試和維護的工作強度。調(diào)頻廣播系統(tǒng)是一個全方位的信息傳播平臺，具有較大的社會實用性。隨著科技的進步，數(shù)字化技術(shù)還會不斷更新，數(shù)字化廣播也會有更長足的發(fā)展和進步。
(1)高速數(shù)字電路信號的完整性;
(2)高速數(shù)字電路電源的設(shè)計兩個方面。在本節(jié)中,筆者將進行系統(tǒng)的闡述,強化對高速數(shù)字電路設(shè)計的認識與研究。具體而言,主要在于以下幾點內(nèi)容:
1.1高速數(shù)字電路信號的完整性設(shè)計
在高速數(shù)字電路信號的完整性設(shè)計中,最主要的研究要點在于兩個方面:一是不同電路信號網(wǎng)傳輸信號的干擾情況;二是不同信號在電路信號網(wǎng)中的相互干擾情況。也就是說,在電路信號的完整性中,信號干擾是最為關(guān)鍵的因素,無論是對于干擾問題,還是對于反射問題,都是高速數(shù)字電路信號完整性設(shè)計的研究要點。在理想狀態(tài)之下,不同阻抗是相等的,存在相互匹配性。所以,在電路設(shè)計的過程中,要特別注意阻抗的控制,阻抗過小(過大)都會對線路中的電流及電壓造成影響,進而形成信號干擾問題。當(dāng)然,在高速數(shù)字電路的設(shè)計中,是很難以讓臨界阻抗與電路新城相互匹配的狀態(tài),這就強調(diào),高速數(shù)字電路信號系統(tǒng),應(yīng)最可能的處于較為合適的狀態(tài),以最大程度上提高高速數(shù)字電路的信號質(zhì)量。
1.2高速數(shù)字電路電源的設(shè)計
高速數(shù)字電路電源設(shè)計,是設(shè)計技術(shù)研究的重點內(nèi)容之一。對于高速數(shù)字電路而言,需要大量的低電壓元器件的應(yīng)用,以更好地確保設(shè)計的需求。但是,低壓元器件的應(yīng)用,帶來了一個問題,即電源穩(wěn)定性受到一定的影響,造成電源設(shè)計問題的出現(xiàn)。因此,在實際的設(shè)計過程中,需要對高速數(shù)字電路電源設(shè)計作充分的考慮。在電源設(shè)計中“,電源完整性”是主要的關(guān)鍵因素,是指電源波形的質(zhì)量。這一因素的影響主要表現(xiàn)為:
(1)瞬間電流產(chǎn)生過大,即在高速開關(guān)狀態(tài)下,線路器件極易產(chǎn)生過大的瞬間電流;
(2)信號回路阻抗變大,即在電路之中,過多的電感以至于回路阻抗變大,進而產(chǎn)生一定影響。因此,在高速數(shù)字電路電源的設(shè)計中,最為理想的狀態(tài)的設(shè)計就是在高速數(shù)字電路電源系統(tǒng)中,并不存在所謂的“阻抗”。這樣一來,不僅不存在阻抗所帶來的損耗,而且確保了系統(tǒng)中各電位的恒定,當(dāng)然,在實際之中,理想狀態(tài)的設(shè)計是不存在,電源系統(tǒng)所形成的干擾噪聲,對高速數(shù)字電路系統(tǒng)的運行造成較大影響。于是乎,電路設(shè)計應(yīng)對電源的電阻及電感做充分的設(shè)計考慮,提高高速數(shù)字電路設(shè)計的有效性。
以FPGA硬件為基礎(chǔ)的基帶預(yù)失真技術(shù)就會在基帶的數(shù)字區(qū)域中進行預(yù)校正，這樣就能夠補償數(shù)字電視發(fā)射機可能出現(xiàn)的非線性失真。而且這種預(yù)校正是與頻率有關(guān)的，這樣將對高功率的功能放大器有非常明顯的校正作用。這一技術(shù)還可以通過PC機上具備的工具軟件，對現(xiàn)行和非線性的預(yù)校正特性進行調(diào)節(jié)。
1.2低相噪捷變頻技術(shù)在信道編碼的調(diào)制過程中，對本振信號相位噪聲有較高的要求，要求必須保持絕對低的相位噪聲和寬頻帶捷變頻，不然就有可能造成調(diào)制誤差比降低，使信號不能被正確地接收。要有效地解決以上問題那么使用高中頻變頻技術(shù)以及高穩(wěn)定的參考源是一個好的辦法。新型的數(shù)字電視激勵器就采用了2次變頻的方案，滿足了對于捷變頻功能的需求。
1.3功率檢測技術(shù)數(shù)字電視發(fā)射機的輸出射頻功率是控制整機的主要參數(shù)，所以及時地獲得輸出射頻功率尤為重要，可以通過檢波器對該功率進行檢測。新型的數(shù)字電視激勵器采用了數(shù)字采樣的技術(shù)，從而讓有效地解決了輸出射頻功率檢測中的精確性的問題，其中所具備的新的檢測系統(tǒng)能夠?qū)?shù)字電視發(fā)射機的輸出射頻功率進行精確地檢測，從而對數(shù)字電視發(fā)射機能夠進行準(zhǔn)確的控制。
2比較國外數(shù)字電視發(fā)射機和國內(nèi)數(shù)字電視發(fā)射機各自的優(yōu)勢
數(shù)字電視發(fā)射機在國外的研究和生產(chǎn)已經(jīng)有多年的歷史了，不管是在技術(shù)上還是在制造上各方面都趨向了成熟。就目前來看，國外的數(shù)字電視發(fā)射機主要具備了以下幾種優(yōu)勢：水冷發(fā)射機、數(shù)字激勵器以及縫隙的填充器。數(shù)字電視發(fā)射機在我國的開發(fā)是從2002年開始的，但是當(dāng)時因為國外封鎖了數(shù)字電視發(fā)射機的核心技術(shù)，而單頻網(wǎng)適配器以及數(shù)字激勵器等數(shù)字電視發(fā)射機的關(guān)鍵部件只能夠依靠進口，嚴重影響了我國數(shù)字電視的開發(fā)和研究。但是因為有多年的模擬發(fā)射機的生產(chǎn)技術(shù)的積累，所以我國的數(shù)字電視發(fā)射機的生產(chǎn)技術(shù)也發(fā)展迅速，在上述的關(guān)鍵技術(shù)被突破的基礎(chǔ)上，我國的數(shù)字電視發(fā)射機進入了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，目前而言我國的設(shè)備在技術(shù)水平方面已經(jīng)與國外相當(dāng)。
國產(chǎn)的設(shè)備因為配合了我國的國標(biāo)，所以在推廣時占有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢，而且發(fā)射機的生產(chǎn)廠家由于與國標(biāo)的相關(guān)單位進行合作和實驗，所以已經(jīng)掌握了覆蓋測試參數(shù)、單頻網(wǎng)技術(shù)等最新的技術(shù)?？梢韵胍姡瑪?shù)字電視的覆蓋在進行前期的設(shè)計和規(guī)劃時因為要結(jié)合地區(qū)的實際情況和條件來進行，所以這個系統(tǒng)工程并不存在統(tǒng)一的模式，那么運用國外的產(chǎn)品就無法更好地施行“因地制宜”，而且在技術(shù)支持方面和售后的服務(wù)方面國外的數(shù)字電視發(fā)射機由于存在的空間和地區(qū)差異，所以并不占優(yōu)勢。相反，國內(nèi)的數(shù)字電視發(fā)射機由于技術(shù)的進步目前占有較大的優(yōu)勢。
2自動化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計中的逐步應(yīng)用
自動化技術(shù)，是一種綜合了信息技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)等一系列高新科技的混合體，其在一定程度上，代表著尖端高新領(lǐng)域的發(fā)展。自動化技術(shù)由于其在控制領(lǐng)域的巨大創(chuàng)新，受到了現(xiàn)代工業(yè)的廣泛應(yīng)用和追捧。因此，將自動化技術(shù)引入電子信息工程設(shè)計中進行應(yīng)用，獲得了業(yè)界的一致認可。
2.1引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計朝著機械化和一體化的方向不斷發(fā)展
自動化技術(shù)中最突出的特點就是，能在最大程度上用機械代替人力進行一系列工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。因此，自動化技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上能夠直接體現(xiàn)項目、工程的機械化程度，這也正是其受到廣泛應(yīng)用和追捧的主要原因。而電子信息工程單純是由計算機技術(shù)和電力電子技術(shù)等高新科技支撐、發(fā)展的，電子信息工程設(shè)計在一定程度上缺乏相應(yīng)的機械一體化能力。因此，兩者之間存在著諸多不可避免的聯(lián)系，與此同時，將兩者進行有機的結(jié)合在一定程度上是一個發(fā)展的契機，一方面，可以促進電子信息工程設(shè)計朝著機械化方向大力發(fā)展；另一方面，還能在一定程度上提高電子信息工程設(shè)計的效率。因此，在電子信息工程設(shè)計中逐步應(yīng)用自動化技術(shù)是一個不可多得的明智之舉，是工業(yè)發(fā)展的必然要求。
2.2進一步提高電子信息工程設(shè)計的智能控制能力
眾所周知，電子信息工程設(shè)計是通過對電子設(shè)備的研究、設(shè)計及其開發(fā)等手段，進而對電子信息進行一系列有效的控制和處理?？偠灾?，電力信息工程設(shè)計是基于信息，進行一系列操作運行的。而自動化技術(shù)在信息的儲存和處理上有著引人注目的驕人成績，因此，在電子信息工程設(shè)計中引入自動化技術(shù)能在根本上改善提高其對于信息的智能化操作水平。換而言之，自動化技術(shù)和電子信息工程技術(shù)的融入能在最大程度上改善、提高對于信息的智能控制能力。
2.3在電子信息工程控制方面的提高
對于電子信息工程設(shè)計而言，電路分析和計算機控制這兩部分尤為關(guān)鍵。而自動化技術(shù)在電路分析和設(shè)計方面有著不可忽視的主導(dǎo)地位，例如：三相電力、互感電路以及雙口網(wǎng)絡(luò)。也就是說，一旦自動化技術(shù)開始應(yīng)用于電子信息工程設(shè)計，自動化技術(shù)在各方面電路的高超本領(lǐng)也將注入電子新型工程設(shè)計。而計算機控制本來就和自動化技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系，因此，自動化技術(shù)的全力支持對于計算機控制的提高是不可或缺的?？偠灾?，自動化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計中的應(yīng)用，能夠電子信息工程控制方面帶來極大幅度的提高。
2.4輔助電子信息工程的具體設(shè)計
自動化技術(shù)的應(yīng)用，對于計算機設(shè)計效率的提高而言，存在著關(guān)鍵性作用。自動化技術(shù)能夠從根本上改善原本效率低、準(zhǔn)確性低的陳舊計算機制圖方法。因此，在計算機制圖方面，一旦應(yīng)用了自動化技術(shù)，設(shè)計者只需在固定程序中輸入所采用的數(shù)據(jù)和規(guī)模，計算機就能自動輸出設(shè)計。并且，其對于制圖方面的應(yīng)用涵蓋了建筑、紡織、電子等方方面面，這能給我們帶來極大的便利。因此，自動化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計中的應(yīng)用，能夠在最大程度上提高其工作準(zhǔn)確度和工作效率。
2.5引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計走向更好的明天
自動化技術(shù)所涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域和其技術(shù)能力，是迄今為止最廣和最高的。這也能從側(cè)面說明，在電子信息工程領(lǐng)域大面積應(yīng)用自動化技術(shù)是時代要求，是大勢所趨。例如，在信息處理方面，現(xiàn)階段除了自動化技術(shù)之外，沒有任何技術(shù)能對信息處理的如此全面和高效。在智能操控方面，也沒有任何技術(shù)能夠超越自動化技術(shù)的完美操控。與此同時，在計算機處理方面，自動化技術(shù)對于制圖的輔助能力也是其他技術(shù)所無法匹敵的。而信息的高效操作能力，工程的智能操控手段以及對于計算的制圖的輔助，對于電子信息工程設(shè)計而言都是必不可少的一部分。因此，在電子信息工程設(shè)計中大力推廣及應(yīng)用自動化技術(shù)是大勢所趨，是社會發(fā)展的必要進程。
3結(jié)束語
總而言之，無論是電子信息工程的設(shè)計，抑或是自動化技術(shù)，兩者對于我國工業(yè)的發(fā)展都存在著至關(guān)重要的作用。任何一方的缺失都可能會，造成工業(yè)發(fā)展的滯后甚至停滯。因此，只有在電子信息工程設(shè)計中全面應(yīng)用自動化技術(shù)，在最大程度上將兩者進行一個有機結(jié)合，才能使兩者完好的發(fā)揮出各中高效作用，進而才能推動著我國工業(yè)的快速進步。
作者:王玲 單位:西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院
引用：
縱觀手機發(fā)展史，1876年貝爾發(fā)明了電話，從此人類的通訊方式發(fā)生了翻天覆地的變化。1983年摩托羅拉推向市場的第一臺“磚塊”手機，開創(chuàng)了移動通信的歷史，這款手機的體積為920cm3，重1100克；1995年摩托羅拉推出了世界第一部翻蓋手機摩托羅拉8900，其整體尺寸和重量大大縮??；1998年，西門子SL1088是世界首部滑蓋手機，這款手機的體積只有167.7cm3，凈重185克；2002年摩托羅拉V70是第一款旋蓋手機；體積只有56cm3，凈重79克；1997年，諾基亞公司的NOKIA9000，集手機、電腦為一體的全能個人通信設(shè)備，這款手機使用LCD屏幕以及QWERTY鍵盤；2007年蘋果公司推出iphone手機，引入多觸點顯示屏和全新用戶界面，讓用戶手指即可控制iPhone；2013的iPhone5S體積僅為55cm3，重量為115克。由此可見，手機體積的壓縮變化可以說是日新月異。
1.2人機界面的平面化
人機界面的定義是：一般把機器上實現(xiàn)人與機器互相交流溝通的顯示器、控制器稱為人機界面、機器上與人的操作有關(guān)的實體部分，也是機器的人機界面。手機顯示屏幕的發(fā)展呈現(xiàn)出平面擴大化趨勢。摩托羅拉的第一臺“磚塊”手機是沒有顯示屏幕的，在之后的十幾年時間里，手機的顯示屏幕一直是以黑白兩色為主，屏幕的厚度較大；2001年誕生了第一臺單色顯示手機：諾基亞8250；2000年第一臺觸屏手機誕生，當(dāng)時的觸屏還是黑白屏幕的模式；2003年，三星S300采用了雙屏顯示的方式；2007年的第一代蘋果iphone手機采用led的多點觸控屏幕，手機的屏幕增大至3.5英寸；當(dāng)今的三星手機的屏幕則增大到5.3英寸甚至更大，市場反應(yīng)良好。目前的OLED技術(shù)研究日漸成熟，手機的屏幕可能實現(xiàn)卷曲、折疊等特性。隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，手機的顯示效果逼真。當(dāng)前的智能手機基本都是液晶顯示屏（LCD），顯示的色彩范圍也大大增加，屏幕的亮度也趨于自然，人眼注視手機屏幕的視覺效果與觀看印刷雜志的效果并無太大差異，對于人眼睛的傷害大大降低。手機操作界面與顯示界面呈現(xiàn)一體化趨勢。傳統(tǒng)的手機鍵盤是以9個數(shù)字為主的模式排列的，之后黑莓手機的全鍵盤模式引入了電腦的QWERTY鍵盤大大提高了輸入信息的速度。到了現(xiàn)在，虛擬多點觸控鍵盤已經(jīng)成為主流產(chǎn)品，至此手機的屏幕和操作鍵盤合二為一了。語音識別、體感控制等新的交互技術(shù)正在豐富著手機產(chǎn)品的操作界面。
1.3電源的平面化
手機的電源主要由電池和充電器兩個部分組成。隨著技術(shù)的發(fā)展，手機電源由厚變薄，容量由小變大，重量由重變輕。一直以來，手機電池的體積成為制約手機造型的關(guān)鍵因素，手機電池經(jīng)歷了鎳鎘電池到鎳氫電池再到鋰電池，以及今天的聚合物鋰離子電池，電池的發(fā)展一直都在向著續(xù)航能力更強、更加環(huán)保的路線前進著。當(dāng)今的智能手機的應(yīng)用軟件繁多，需要容量更大的電池。一般來說，容量越大，體積就越大，這與手機平面化趨勢相矛盾。在黑白屏手機時代，接打電話是主要功能，一塊電池可以待機一個星期；在智能手機時代，一天一充電是不可避免的。就目前來說，手機日益增加的應(yīng)用軟件功能與有限的電池容量是手機發(fā)展的一個主要矛盾，近些年興起的移動電源技術(shù)彌補了手機電池容量不足的問題。手機的充電器部分屬于外置部件，通過USB接口連接充電，無論是充電器還是移動充電設(shè)備，雖然沒有增加手機本身的體積，但是增加了人們攜帶的負擔(dān)和使用的復(fù)雜性。正在發(fā)展的無線充電技術(shù)必將簡化手機的電源部件，無線充電技術(shù)主要有電磁感應(yīng)、無線電波和電磁共振三種方式。電磁感應(yīng)是比較有前景的技術(shù)，其充電原理是：將電流轉(zhuǎn)化為電磁能發(fā)射出來，而手機端接收并把磁能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鲝亩玫椒€(wěn)定的直流為手機充電。
2電子技術(shù)的智能化帶來的手機操作方式的革命
2.1人們行為的改變
設(shè)計是為了改變?nèi)藗兊纳罘绞?。如果說盛田昭夫的walkman隨身聽改變了人們聽音樂的方式，那么智能手機對于人們生活方式的改變太多太多了，無論你是在公共汽車上、地鐵上，還是在會議室、休閑娛樂場所，幾乎所有人都在低頭擺弄自己的手機。人們花費了一天當(dāng)中的大量時間在手機上，發(fā)微博、看視頻、讀書、處理文件等工作在4G網(wǎng)絡(luò)時代下，變得輕松自如。智能手機，正在一步步的改變?nèi)藗兊男袨楹蜕睢?/p>
2.2人機交互方式的改變
傳統(tǒng)的按鍵式鍵盤需要手指去適應(yīng)鍵盤的布局，在多點觸控技術(shù)發(fā)展完善的今天，手機的操作方式從單手操作到兩手并用，從按鍵操作到滑動手指。手機的操作方式越來越自然化，更加接近人的本能動作，在下意識中就完成了命令的輸入。人與手機的交互方式正朝著“人機合二為一”的方向發(fā)展，使用者只需輕輕一點就能得到自己想要的信息，一改往日手機命令層層進入的煩瑣步驟。從操作的反饋來看，美國認知心理學(xué)家唐納德•諾曼認為：好用型產(chǎn)品需要良好的信息反饋?！胺答佋瓌t”其含義為：向用戶提供信息，使用戶知道某一操作是否已經(jīng)完成以及操作所產(chǎn)生的結(jié)果。智能手機簡化了按鍵的操作，但是也增加了操作反饋的不準(zhǔn)確性，導(dǎo)致誤操作的可能性。對于操縱反饋問題的解決，智能手機通過虛擬按鈕的震動、按鍵形狀色彩的變化以及按鍵的聲音來提高反饋的準(zhǔn)確性。為了防止誤操作的發(fā)生，通常的做法是增加操作的復(fù)雜程度，如增加鎖屏按鈕，組合式的解鎖動作，或者輸入密碼來解決。近年來，智能手機的體感與語音識別技術(shù)不斷完善，操作的方式逐漸符合“自然匹配”的原則“。自然匹配”是指利用物理環(huán)境類比和文化標(biāo)準(zhǔn)理念，設(shè)計出讓用戶一看就明白如何使用的產(chǎn)品。智能手機的體感操作技術(shù)，是通過人肢體的動作傳達特定的語義，用戶使用簡單的動作就可以完成相應(yīng)的操作。例如，三星note系列運用了豐富的體感操作，利用手勢左右搖擺實現(xiàn)翻頁的操作；將手機扣在桌面上可以實現(xiàn)關(guān)閉鬧鈴或拒接來電的操作；選中欲播出的電話號碼，只要將其放置耳邊即可自動撥打電話；在接打電話的過程中屏幕自動黑屏，當(dāng)把手機移至眼前屏幕自動亮起；在閱讀或長時間注視屏幕的時候，手機前置攝像頭可以感知人的眼睛以防止頻繁鎖屏帶來的閱讀上的不便。早在2009年的TED演講中，麻省理工學(xué)院的博士生展示了他的產(chǎn)品“第六感”?！暗诹小笔且灾悄苁謾C為載體，綜合互動投影、多點觸控、體感控制等多種新型技術(shù)的裝置，用戶只需要佩戴小型的外置投影設(shè)備便可以將手機的操作和顯示界面投影到任何能夠反光的表面上進行操作。此外“，第六感”運用體感控制技術(shù)，通過簡單的手勢即可完成對手機某些功能的操作“。第六感”標(biāo)志著智能手機新的設(shè)計理念——計算部分和操作部分的分離，利用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)對產(chǎn)品進行操作，手機的造型設(shè)計將趨向于“無”。
2.3多種功能的整合
“手機”顧名思義，指手上的機器，這一命名完全符合當(dāng)前的手機特征。起初手機是用來通訊的，基本的功能是接打電話、發(fā)送信息，那時候叫做“移動電話”。隨著手機Cpu計算功能的強大，智能手機整合了電話、音樂和視頻播放、電子商務(wù)、銀行終端、數(shù)碼相機、照明、數(shù)碼掃描可以說是萬能機器了，如圖2所示。傳統(tǒng)的產(chǎn)品整合設(shè)計是指將不同功能的部分進行模塊化設(shè)計，然后將這些模塊整合在一起，從而創(chuàng)造出多功能的整合產(chǎn)品，關(guān)鍵點在于實體的整合。在智能手機時代，手機的運行依托的是計算能力愈來愈強的CPU，智能手機的多功能設(shè)計不再是實體的整合設(shè)計，而是應(yīng)用軟件“APP”的設(shè)計。手機強大取決于應(yīng)用軟件的開發(fā)。例如，現(xiàn)在的“條形碼、二維碼掃描”軟件可以提供購物時比質(zhì)比價的服務(wù)。
3電子技術(shù)推動下手機造型設(shè)計方法的變革
CMF（Color，Materiaj&Finishing），是指產(chǎn)品的色彩、材質(zhì)與加工工藝設(shè)計，CMF將產(chǎn)品設(shè)計的三要素統(tǒng)一起來，通過深入的研究對產(chǎn)品的細節(jié)進行處理，從而提升產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)。在電子技術(shù)的推動下，造型的簡約設(shè)計是目前手機的主要風(fēng)格，由蘋果公司推出的“極簡主義”設(shè)計風(fēng)格近年來已風(fēng)靡全球，成為各大手機企業(yè)學(xué)習(xí)和模仿的對象?？v觀國內(nèi)手機市場，產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象愈演愈烈，在眾多手機品牌中，如果去掉其標(biāo)志，一般很難區(qū)分出各個品牌產(chǎn)品造型上的差異。產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象是設(shè)計缺乏創(chuàng)新的表現(xiàn)，加之山寨手機層出不窮，擾亂了正常的手機市場。因此，CMF設(shè)計越來越受到國內(nèi)企業(yè)的重視。傳統(tǒng)的手機造型往往可以從結(jié)構(gòu)出發(fā)來進行設(shè)計，比如滑蓋結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)翻蓋結(jié)構(gòu)、全鍵盤結(jié)構(gòu)等。在智能手機時代，單單外觀形態(tài)的變化已經(jīng)不足以打動消費者。時尚的色彩和豐富的表面機理足以吸引消費者的眼球，良好的材質(zhì)觸感賦予產(chǎn)品生命力，嚴謹科學(xué)的加工工藝使產(chǎn)品的表面無可挑剔。CMF設(shè)計需要設(shè)計者首先研究當(dāng)前的流行色、新的材料和前沿的加工工藝，然后結(jié)合消費者的情感需求。從細節(jié)上進行設(shè)計，如蘋果手機按鈕的造型設(shè)計，做到讓人一看就有“想去舔一下”的程度。
1引言
隨著石河子大學(xué)人才培養(yǎng)模式的不斷改革，以及社會對高等教育培養(yǎng)具備實踐能力、創(chuàng)新思維人才目標(biāo)要求的提出，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要組成部分[1]，成為當(dāng)下大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。電子技術(shù)綜合設(shè)計是一門實踐性非常強的實訓(xùn)類課程，是電子技術(shù)人才培養(yǎng)成長的必由之路。由學(xué)生自行設(shè)計、自行制作和自行調(diào)試電子電路，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握綜合模擬、數(shù)字、高頻電路知識，解決電子信息方面常見實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計與EDA（ElectronicDesignAutomation）調(diào)試工具的使用方法，以及開展項目管理的基本方法。
2現(xiàn)狀
以往的教學(xué)安排中主要側(cè)重電子電路的設(shè)計和仿真，留給學(xué)生自己用于思考和設(shè)計的時間有限，設(shè)計基本停留在紙上和計算機上。因此，教學(xué)效果很難達到預(yù)期的教學(xué)目的。雖然學(xué)生在參加接下來的相關(guān)課程的課程設(shè)計、大學(xué)生訓(xùn)練計劃、全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、畢業(yè)設(shè)計時理論分析能力得到提高，但實際設(shè)計和調(diào)試時卻出現(xiàn)大量問題很難得到快速解決的現(xiàn)象。所以，這種教學(xué)模式不再適應(yīng)目前新的人才培養(yǎng)方案對于電子信息工程專業(yè)提出的要求以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
3課程改革探索與實踐
電子技術(shù)綜合設(shè)計課程的改革與探索主要從課程教學(xué)目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)實施、教學(xué)方法、考核方法和教學(xué)效果等幾個方面進行。課程目標(biāo)電子技術(shù)綜合設(shè)計將學(xué)生已學(xué)過的電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路以及高頻電路等課程的知識綜合運用在該課程中[2]，從而培養(yǎng)學(xué)生具備電子元器件的識別和選擇，電子電路仿真和電路設(shè)計軟件的使用，電子電路的分析和設(shè)計以及實際應(yīng)用電路項目的開發(fā)、管理等綜合能力，使學(xué)生切實經(jīng)歷從原來課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實際看得到、摸得著的電路的實現(xiàn)過程。該課程是對現(xiàn)有課程體系的完善和補充[3]，幫助學(xué)生拓展視野，提升學(xué)生參加課外科技活動、校級SRP（StudentResearchProject）活動、國家大學(xué)生創(chuàng)新計劃以及全國電子設(shè)計競賽等專業(yè)競賽的興趣和畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量與水平。教學(xué)內(nèi)容課程的主要內(nèi)容按照基本知識驗證、專業(yè)知識綜合、創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的原則進行安排，主要包括：常用電子元器件基礎(chǔ)知識；常用電子測量儀表的使用；電路仿真軟件的使用；印刷電路板的設(shè)計與實現(xiàn)；電子電路系統(tǒng)設(shè)計方案提出、論證、設(shè)計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試；撰寫總結(jié)報告、答辯等。1）常用電子元器件基礎(chǔ)知識：主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區(qū)分，還包括一些電子常用術(shù)語，比如單面板、雙面板、焊盤、焊接面、虛焊、橋接等。2）常用電子測量儀表的使用：包括萬用表、示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源的基本使用方法。3）電路仿真軟件的使用：主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。4）印刷電路板的設(shè)計與實現(xiàn)：AltiumDesigner軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。5）電子電路系統(tǒng)設(shè)計方案提出、論證、設(shè)計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試：對全班學(xué)生進行分組，四個人一組，每組一個設(shè)計題目，每組經(jīng)過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設(shè)計出電路仿真圖，仿真沒有問題后設(shè)計PCB圖，然后制成單面板進行元件焊接、調(diào)試。6）撰寫總結(jié)報告、答辯：系統(tǒng)設(shè)計完成后，每組撰寫總結(jié)報告，提出系統(tǒng)的優(yōu)點和設(shè)計不足，以及設(shè)計過程中自己的心得體會，最后制作幻燈片進行課程匯報答辯。教學(xué)實施在完成各個教學(xué)內(nèi)容時，課程采用項目驅(qū)動的方式使學(xué)生在掌握理論知識的同時，實踐能力也得到不同程度的提高。整個教學(xué)過程分為4個項目進行，通過項目的完成，學(xué)生逐步完成課程的學(xué)習(xí)，綜合能力也在不知不覺中得到鍛煉。1）基本元件及電路測試項目。教學(xué)內(nèi)容的前兩部分講解完成后，要求每個學(xué)生進行基本元件參數(shù)的測試、電路虛焊、雙面板線路測試等。通過該項目，學(xué)生掌握電子元件與電路測試的基本方法和常用測量儀器的使用方法。2）電子電路設(shè)計和仿真項目。在該項目中，教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法，然后以實例設(shè)計一個兩級晶體管放大電路。在此過程中，教師從元件參數(shù)的選取、放大倍數(shù)的計算、系統(tǒng)測試和修改等方面給學(xué)生進行講解。講解完成后，學(xué)生參考實例設(shè)計一個放大倍數(shù)不同的晶體管放大電路作為練習(xí)。練習(xí)完成后，全體學(xué)生設(shè)計一個波形發(fā)生電路用來產(chǎn)生方波、三角波信號。學(xué)生設(shè)計過程中可相互交流，碰到問題可詢問教師，最終完成項目預(yù)期目標(biāo)。該項目完成后，學(xué)生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設(shè)計的基本原則。3）電子電路制板與焊接調(diào)試項目。前兩階段的項目完成后，教師講解電路制板軟件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程，講解和制作過程以上一個項目中的兩級晶體管放大電路為例，講解的過程中學(xué)生如果有問題可隨時提出，教師進行解答。最終要求學(xué)生自己實現(xiàn)一個兩級晶體管放大電路的印刷電路板的繪制，以及電路的腐蝕、焊接、通電調(diào)試。通過該項目，學(xué)生掌握了電子電路從書本的理論知識到實物實現(xiàn)的過程。4）綜合設(shè)計與總結(jié)項目。學(xué)生按學(xué)號進行隨機選題，題目內(nèi)容涵蓋模擬電路（如連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源）、數(shù)字電路（如循環(huán)彩燈控制器）、高頻電路（如小信號阻容耦合放大電路設(shè)計）。題目選定后，題目相同的學(xué)生分成一組，組建項目小組。項目組成員提出設(shè)計方案，經(jīng)過理論論證，設(shè)計完成仿真電路和PCB電路，然后采用手工腐蝕法實現(xiàn)電路系統(tǒng)的板面布線，最后進行元件焊接和調(diào)試。系統(tǒng)完成后，整個課程基本接近尾聲，每組學(xué)生要對自己的設(shè)計方案進行匯報答辯。通過該項目，學(xué)生掌握了復(fù)雜電路的設(shè)計與實現(xiàn)，以及團隊合作完成項目設(shè)計、管理、總結(jié)的過程。教學(xué)方法課程的教學(xué)方法，打破傳統(tǒng)理論課程完全靠教師講授以及實驗課程以學(xué)生動手為主的模式，采用教師講授、項目訓(xùn)練、學(xué)生參與設(shè)計和討論、分析講解和答辯的形式。學(xué)生有機會表達自己的觀點和設(shè)計思路，充分調(diào)動積極參與的興趣。考核方法課程的總評成績由5個部分組成：考勤10%+課程表現(xiàn)10%+項目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報告30%。新的考核標(biāo)準(zhǔn)打破原來課程總評成績主要由平時成績、設(shè)計成績兩部分組成的模式，主要以學(xué)生在教學(xué)實踐活動中的參與度和完成度作為考量，注重學(xué)生實踐能力和綜合能力的培養(yǎng)。教學(xué)效果經(jīng)過兩周的項目驅(qū)動訓(xùn)練和實踐環(huán)節(jié)的總結(jié)，學(xué)生對于測量儀器的使用更加熟練，對常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚，對電子電路的設(shè)計和實現(xiàn)更加有信心，分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高。
4結(jié)論
課程改革和實踐在石河子大學(xué)電子信息工程2012級、2013級和2014級為期兩周的電子技術(shù)綜合設(shè)計課程中進行，學(xué)生對于課程內(nèi)容安排和各個環(huán)節(jié)的設(shè)計比較歡迎，加大了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程實施的整個過程側(cè)重基礎(chǔ)能力培養(yǎng)，將項目管理理念貫穿整個課程的始終，加大創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和課外科技活動中凸顯了較強的實踐和創(chuàng)新能力。
作者:周濤 張銳敏 劉巧 李栓明 鐘福如 單位:石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
參考文獻
二、基于專題作業(yè)和課程設(shè)計的實踐性教學(xué)
在模電課程中，除了布置與理論教學(xué)同步的習(xí)題作業(yè)外，根據(jù)教學(xué)進度擬定若干專題作業(yè)和課程設(shè)計題目，專題作業(yè)和課程設(shè)計與理論教學(xué)同步，并注意這兩方面在教學(xué)進度上的配合。本文以2013學(xué)年模電課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計為例，介紹該實踐教學(xué)方法的基本內(nèi)容和教學(xué)體會。
1.電路仿真專題作業(yè)模電課程的第一次課用1學(xué)時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器，有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等，此外還提供一些虛擬儀器，如波特儀等，學(xué)生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解，擴展了知識面。教師可以現(xiàn)場演示，完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結(jié)果輸出。模電課程有較多結(jié)論可由仿真實驗驗證，如放大電路靜態(tài)工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期，講解了二極管應(yīng)用電路之后，布置一個電路仿真專題作業(yè)，將書內(nèi)的內(nèi)容用軟件進行驗證。要求學(xué)生上交電路原理圖，以及電路仿真輸出和結(jié)果分析。經(jīng)過這個專題作業(yè)的訓(xùn)練，學(xué)生們基本掌握了仿真軟件的使用，并可以用于之后的課程學(xué)習(xí)中。
2.單元電路分析與設(shè)計在期中階段，學(xué)生已經(jīng)掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識，但書本知識限于篇幅，主要講解直流分析、交流分析及各種參數(shù)，以分析為主，這時布置一個單元電路分析與設(shè)計的課程設(shè)計題目，如設(shè)計一個多級電壓放大器，滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標(biāo)，要求學(xué)生提交設(shè)計報告。學(xué)生們先進行電腦仿真設(shè)計，然后在模電實驗箱上搭建電路，確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板，然后進行調(diào)試和修改，撰寫設(shè)計報告。這個課程設(shè)計可由幾名學(xué)生組成小組合作完成，在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。
3.功能電路設(shè)計及制作在模電課程的后半期，布置一個綜合性的功能電路設(shè)計與制作題目，包含模電課程的重要知識點（放大器、濾波器、信號發(fā)生和處理電路、穩(wěn)壓電源），給出一些題目供學(xué)生選擇，如變調(diào)門鈴、直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬用電表、音樂彩燈“模擬電子技術(shù)”課程實踐性教學(xué)改革探索控制器，要求學(xué)生組成項目團隊，將該設(shè)計與制作作為一個項目進行。該項目完成后，安排時間讓各位同學(xué)以小組為單位上臺展示自己的設(shè)計和實物作品，總結(jié)在設(shè)計制作過程中遇到的問題以及解決辦法，鼓勵同學(xué)對演講的同學(xué)進行提問，教師負責(zé)掌控課堂秩序和提出問題，把學(xué)生解決問題的思路和方法進行歸納總結(jié)，把敘述不充分的部分從理論的高度進行闡述完整。在這個課程設(shè)計中，學(xué)生完成了電路仿真設(shè)計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內(nèi)容。
三、需要注意的問題
1.學(xué)時安排問題在總學(xué)時不變的情況下，增加實踐性教學(xué)內(nèi)容必然會占用理論教學(xué)學(xué)時，如果處理不好會顧此失彼。在理論教學(xué)中，應(yīng)以理論夠用為度。對于一門課程，總是可以分出主干部分和細枝末節(jié)部分。對主干部分應(yīng)詳細講解，對枝節(jié)部分則引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，在實踐中鞏固理論，用理論指導(dǎo)實踐，使學(xué)生掌握理論知識的同時，提高實踐能力和創(chuàng)新能力。
2.傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體設(shè)備的合理運用對于理論難度大而需要詳細講解的部分，應(yīng)采用傳統(tǒng)的板書方式，教師和學(xué)生一起努力，完成數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)、難點的理解，使學(xué)生聽后印象深刻，思維節(jié)奏也容易跟上老師的節(jié)奏；而對于難度較小的內(nèi)容，可以充分利用多媒體課件講授，使用課件可以使講課內(nèi)容形象生動，并且可以提高授課的效率。傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體課件各有所長，二者合理搭配可以解決教學(xué)信息量大、課時有限的矛盾，并可以收到良好的教學(xué)效果。
3.專題作業(yè)和課程設(shè)計的選題由于教學(xué)時間有限，在專題作業(yè)和課程設(shè)計的選題方面應(yīng)緊貼理論教學(xué)內(nèi)容，注意控制題目的難度。由于學(xué)生處于大二階段，學(xué)生的專業(yè)知識較少，選題除了要緊密結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容外，還要注意趣味性，難度以學(xué)生們適當(dāng)擴展知識就可以實現(xiàn)為度。否則不僅難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，反而會起到相反的作用。
在設(shè)計階段，土木工程設(shè)計的概念直接影響著土木工程的大致雛形。因此，當(dāng)土木工程設(shè)計的概念確定時，無論如何調(diào)整具體操作步驟，其最終結(jié)果不會有太大變化。目前的設(shè)計步驟已經(jīng)演變?yōu)椋涸O(shè)計師利用計算機設(shè)計出土木工程的大致雛形借助于設(shè)計草案建構(gòu)出建筑物的大體框架進行具體細節(jié)的處理和改進。例如，具體的樓層設(shè)計，橋梁設(shè)計、匝道設(shè)計、設(shè)施設(shè)備等裝置的設(shè)置等，在施工之前，在系統(tǒng)中輸入設(shè)計的整體方案，利用計算機龐大的數(shù)據(jù)信息處理能力等，對工程項目的可行性和合理性進行分析，給土木工程的建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方提出具體的建議，提供合理的方案和計劃。
2電子技術(shù)應(yīng)用于土木工程設(shè)計的招投標(biāo)分析
利用計算機的數(shù)據(jù)信息處理能力，在招投標(biāo)過程中，對工程項目的可行性和合理性進行分析和預(yù)測，可以避免決策上的重大失誤。
3計算機輔助設(shè)計制圖及出圖計算機制圖技術(shù)的發(fā)展
應(yīng)用最為廣泛的是計算機輔助繪圖，簡稱CAD（如天正CAD、Auto-CAD等）。其中CAD系統(tǒng)如同一個“圖形數(shù)據(jù)庫”，它能幫助土建類工程設(shè)計師直接從圖紙中提取設(shè)計信息，并與其他的應(yīng)用程序進行連接，易于使用，設(shè)計周期短。為避免重復(fù)操作，可利用CAD預(yù)先定義的符號，在制圖過程中自動遵守國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。還可利用繪圖軟件、圖形輸入設(shè)備、圖形輸出設(shè)備等組成的計算機制圖系統(tǒng)進行制圖和出圖，可做到隨時需要，隨時制圖和出圖。如果出圖后或會審后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤，可利用系統(tǒng)中保留的圖紙中各個元件的數(shù)據(jù)庫，使用計算機輔助繪圖軟件，把要設(shè)計的圖形再顯示在屏幕上，然后利用輸入設(shè)備（如光標(biāo)）對設(shè)計圖形進行編輯和修改。為方便土建類工程設(shè)計師做造價、編制工程量清單、編材料清單，每個數(shù)據(jù)庫的信息是可以隨時進行調(diào)用的，也可送到其他的程序之中。目前，還可結(jié)合CAD與GPS全球定位系統(tǒng)，大大提升土木工程施工和開挖過程的工作效率。
4BIM技術(shù)的應(yīng)用
BIM是指建筑信息模型（BuildingInformationMolding），主要源于制造行業(yè)集CAD、CAM于一體的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）理念和基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM與STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。BIM具有模型信息的完備性、關(guān)聯(lián)性和一致性的特點。
4.1解決了當(dāng)前建筑領(lǐng)域信息化的瓶頸問題建立單一工程數(shù)據(jù)源，推動現(xiàn)代CAD技術(shù)的應(yīng)用，促進建筑生命期管理，實現(xiàn)建筑生命期各階段的工程性能、質(zhì)量、安全、進度和成本的集成化管理，對建設(shè)項目生命期總成本、能源消耗、環(huán)境影響等進行分析、預(yù)測和控制。
4.2用于土木工程設(shè)計實現(xiàn)三維設(shè)計；實現(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計之間的信息共享；實現(xiàn)虛擬設(shè)計和智能設(shè)計，實現(xiàn)設(shè)計碰撞檢測、能耗分析、成本預(yù)測等。實現(xiàn)虛擬施工：在計算機上執(zhí)行建造過程，虛擬模型可在實際建造之前對工程項目的功能及可建造性等潛在問題進行預(yù)測，包括施工方法實驗、施工過程模擬等，為工程優(yōu)化設(shè)計提供了可靠依據(jù)。
4.3用于施工及管理實現(xiàn)集成項目交付IPD（IntegratedProjectDelivery）管理；實現(xiàn)動態(tài)、集成和可視化的4D施工管理：將建筑物及施工現(xiàn)場3D模型與施工進度相鏈接，并與施工資源和場地布置信息集成一體，建立4D施工信息模型。實現(xiàn)建設(shè)項目施工階段工程進度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的動態(tài)集成管理及施工過程的可視化模擬。
4.4實現(xiàn)項目各參與方協(xié)同工作項目各參與方信息共享，基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批及利用。項目各參與方通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，進行工程洽商、協(xié)調(diào)，實現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、成本和進度的管理和監(jiān)控。
高爾基曾經(jīng)說過：“書籍是人類進步的階梯”。對于知識的學(xué)習(xí)卻不僅僅只局限于“書本”這一種形式載體。石頭、樹皮竹板、動物的皮毛、紡織品、紙質(zhì)等等都是人類逐步對知識載體的改造。這種改造必然與當(dāng)時的社會文化及環(huán)境有較大的關(guān)聯(lián)，與當(dāng)時人類文化的認知程度和方式相適應(yīng)。而現(xiàn)代的電子圖書閱覽形式就是受到了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的影響。多媒體計算機的推廣，促進了學(xué)多新興化的科學(xué)技術(shù)。電子圖書是一種現(xiàn)代科技背景下因運而生的知識閱讀的產(chǎn)物。它蘊藏于多個現(xiàn)代電子產(chǎn)品之中，如手機、電腦及專業(yè)的電子閱讀器等，以PDF、TXT、CHM、EXE等多種形式出現(xiàn)，以其信息量大、內(nèi)容形式多樣、交流分享便捷、檢索快正在逐步成為代替紙質(zhì)書本的新式的知識載體。這是對人類長久以來習(xí)慣于紙質(zhì)書本的一次重大改革，盡管現(xiàn)在紙質(zhì)書本仍舊是大多數(shù)人對于知識記錄和了解的媒介，但是電子圖書的份額也在一天天的擴大，各社會群體如圖書館、高校等都會購買相當(dāng)大數(shù)量的電子圖書、期刊作為學(xué)習(xí)的工具?？傮w來說，在計算機網(wǎng)絡(luò)與人的密切交往情形來看，電子圖書的發(fā)展有著不可否認的前景。
（二）與界面設(shè)計聯(lián)系
從1998年開始，國外就不停的對電子閱覽器進行研究開發(fā)，LIBRLE、Readius、Kindle等電子閱覽器陸續(xù)的出現(xiàn)在人們的視野中來，電子圖書隨著科技的進步迅速開進了現(xiàn)代人的視線中。發(fā)展至今，電子圖書已存在于人類日常生活中的各個部分，傳播的范圍和速度都有驚人的發(fā)展?，F(xiàn)市面上有多款電子閱讀器及相關(guān)的閱讀設(shè)備軟件提供給現(xiàn)代人，它迅速發(fā)展不僅是跟隨著科學(xué)步伐，其中也包含著現(xiàn)代審美對其的改造。電子圖書界面藝術(shù)設(shè)計就是平面設(shè)計師們對電子閱覽器的功能與形象美化設(shè)計。
二、電子圖書界面設(shè)計視覺傳達與應(yīng)用
（一）色彩的搭配
色彩的搭配是電子圖書界面設(shè)計在與人的視覺信息傳遞中比較重要的部分。給人以鮮明的視覺體驗，通過一些習(xí)以為常的認知想法，向人傳遞著想要表達的訊息。它不僅代表了現(xiàn)代人對于色彩搭配的審美情趣的欣賞，在功能上也是為傳遞不同信息的一種重要途徑。首先，電子圖書界面設(shè)計在色彩的選擇上必須要考慮到這幾個方面的因素：是否與傳遞的內(nèi)容相符、是否會造成人眼部的不適、是否適應(yīng)界面的布局等情況。電子圖書種類多樣，包羅萬象，對市面上所存在的紙質(zhì)書都有相應(yīng)的收錄，這就對不同類型的圖書、期刊、報紙有大不相同的色彩視覺要求。如對于一些中國古代傳統(tǒng)國學(xué)文化的書籍，在設(shè)計其電子圖書界面時，就要考慮到該類書籍的讀者群體，不能運用太過鮮明艷麗的顏色來搭配文字與圖片，造成觀者產(chǎn)生觀看此書時的違和之感，而采用傳統(tǒng)的黑白色或者古樸的黃色作為界面顏色，則會減少讀者不適應(yīng)，增加一份紙質(zhì)書本的親切感，也比較符合書中所描述的內(nèi)容。反之，在對于一些比較年輕一代的書籍或娛樂性較強的雜志期刊，則可以根據(jù)現(xiàn)代色彩搭配的審美情趣來選擇相對大膽跳躍的顏色，展開視覺上的風(fēng)暴體驗。此外，追求眼部的舒適度也是色彩搭配中應(yīng)該注意的問題。現(xiàn)代人因長期使用手機、電腦等高科技產(chǎn)品，近視的人數(shù)普遍的增多，是現(xiàn)代使用高科技產(chǎn)品的一個弊端。所以在電子圖書界面設(shè)計的色彩選擇上，當(dāng)觀看一般的書籍時應(yīng)當(dāng)有一個相對保護視力的色彩搭配，作為電子圖書界面色彩搭配中的常用配色，文字的大小也要進行科學(xué)的測量，讓眼睛隨時保持在一個柔和、輕松的閱讀狀態(tài)。
（二）人性化切換方式
盡管電子圖書儼然成為現(xiàn)代人日常生活中用來“讀書、看報”的新型工具，特別是在倡導(dǎo)“終生學(xué)習(xí)”觀念的現(xiàn)代社會中，在生活的各個角落里都不乏看到有人拿著手機、平板觀看電子圖書的場景。但是仍然無法改變的是人們長久以來對于紙質(zhì)書本的習(xí)慣性閱讀方式，這就使得現(xiàn)代電子圖書界面在設(shè)計時不得不考慮人們在歷史的長河中所保留下來的閱讀習(xí)慣，提供人性化的界面藝術(shù)設(shè)計為其服務(wù)。如人在閱讀時都會有對信息分層次接受的概念，且多習(xí)慣于從左往右的觀看方式，對知識的接收有個先后的次序。且這樣一種模式已經(jīng)成為了人們一種約定俗成的閱讀方式，也就是人類在漫長歲月中所總結(jié)出來相對比較合理的視覺流程，已經(jīng)經(jīng)過了幾個世紀(jì)的磨合修正。書上說：“合理的視覺流程應(yīng)該是在人們認識過程的心理順序和思維發(fā)展邏輯一致的基礎(chǔ)上，根據(jù)信息的主次來確定各元素的順序，并通過精心的安排引導(dǎo)讀者”。所以在設(shè)計電子圖書界面時，保持視覺走向的自然、舒適很重要，這不僅關(guān)乎到讀者個人的生理感受，也對其心理方面有一定傾向的思維暗示。平面設(shè)計師在進行界面設(shè)計時，遵從這樣一種視覺規(guī)律，選擇書頁翻動、上下滑動等方式來進行電子圖書的換頁，就是想要試著去尊重長久以來養(yǎng)成的視覺流程，這樣才能激起人對電子圖書產(chǎn)生莫名的親切感、熟悉感，打破人在使用機器時的冷冰、距離。書頁翻動的動作更貼近紙質(zhì)書籍，帶給人親切、懷舊之感，上下滑動則使得觀看電子圖書時眼部不會造成太大的不適應(yīng)，充分的考慮到了電子圖書在閱讀時的視覺切換感。
（三）版面布局創(chuàng)新
相對比與紙質(zhì)書籍存在功能只存在與傳遞信息的局限，電子圖書功能要強大許多。首先在空間上一張700MB的光盤可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三億字的紙質(zhì)圖書，這就為我們節(jié)約了很大一部分的紙張與空間，減少了關(guān)于木材的砍伐，有益于環(huán)境的維護。再者，電子圖書在排版布局上也比紙質(zhì)書籍擁有更多的選擇。如現(xiàn)在電子圖書界面中常用的網(wǎng)塊狀的布局構(gòu)圖方式，能充分的將文字、圖像、動畫、音樂等多個板塊結(jié)合起來，采用相對比較容易更換和變動的排版模式，對電子書的視覺表達上體現(xiàn)更加新穎、靈活的感覺，并符合時展的氣息。在對界面的布局上也要充分遵守人眼的視覺習(xí)慣，調(diào)整適合閱讀的布局模式。人在閱讀書籍時，會有一個有趣的視覺變化，當(dāng)人眼觀看至?xí)械纳喜糠趾妥蟛糠謺a(chǎn)生輕松之感，而下半部分與右面部分則產(chǎn)生一種壓抑的感覺。所以在對電子圖書界面設(shè)計中，要綜合考慮心理與生理各方面的問題，發(fā)掘合理的安排上下的距離的方式，適當(dāng)?shù)牧舭?，不要造成人眼的壓迫，調(diào)整最佳的視覺布局。
新型數(shù)字電壓表的整機設(shè)計
該新型數(shù)字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機最小化設(shè)計、單片機與PC接口電路、單片機時鐘電路、復(fù)位電路等。下位機采用AT89S51芯片,A/D轉(zhuǎn)換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進行通信,傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機系統(tǒng)電路如圖1所示。
數(shù)據(jù)采集電路的原理
在單片機數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計中,做到了電路設(shè)計的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實現(xiàn)了單片機對AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。
AD678是一種高檔的、多功能的12位ADC,由于其內(nèi)部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內(nèi)部時鐘和三態(tài)緩沖數(shù)據(jù)輸出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),而且一次A/D轉(zhuǎn)換僅需要5ms。
在電路應(yīng)用中,AD678采用同步工作方式,12位數(shù)字量輸出采用8位操作模式,即12位轉(zhuǎn)換數(shù)字量采用兩次讀取的方式,先讀取其高8位,再讀取其低4位。根據(jù)時序關(guān)系,在芯片選擇/CS=0時,轉(zhuǎn)換端/SC由高到低變化一次,即可啟動A/D轉(zhuǎn)換一次。再查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束端/EOC,看轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)結(jié)束,若結(jié)束則使輸出使能/OE變低,輸出有效。12位數(shù)字量的讀取則要控制高字節(jié)有效端/HBE,先讀取高字節(jié),再讀取低字節(jié)。整個A/D操作大致如此,在實際開發(fā)應(yīng)用中調(diào)整。
由于電路中采用AD678的雙極性輸入方式,輸入電壓范圍是-5～+5V,根據(jù)公式Vx10(V)/4096*Dx,即可計算出所測電壓Vx值的大小。式中Dx為被測直流電壓轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量值。
RS232接口電路的設(shè)計
AT89S51與PC的接口電路采用芯片Max232。Max232是德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該器件包含2個驅(qū)動器、2個接收器和1個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。Max232芯片起電平轉(zhuǎn)換的功能,使單片機的TTL電平與PC的RS232電平達到匹配。
串口通信的RS232接口采用9針串口DB9,串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實現(xiàn):同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連,兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。在實驗中,用定時器T1作波特率發(fā)生器,其計數(shù)初值X按以下公式計算:
串行通信波特率設(shè)置為1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,計算得到計數(shù)初值X=0f3H。在編程中將其裝入TL1和THl中即可。
為了便于觀察,當(dāng)每次測量電壓采集數(shù)據(jù)時,單片機有端口輸出時,用發(fā)光二極管LED指示。
軟件編程
軟件程序主要包括:下位機數(shù)據(jù)采集程序、上位機可視化界面程序、單片機與PC串口通信程序。單片機采用C51語言編程,上位機的操作顯示界面采用VC++6.0進行可視化編程。在串口通信調(diào)試過程中,借助“串口調(diào)試助手”工具,有效利用這個工具為整個系統(tǒng)提高效率。
單片機編程
下位機單片機的數(shù)據(jù)采集通信主程序流程如圖2所示、中斷子程序如圖3所示、采集子程序如圖4所示。單片機的編程仿真調(diào)試借助WAVE2000仿真器,本系統(tǒng)有集成的ISP仿真調(diào)試環(huán)境。
在采集程序中,單片機的編程操作要完全符合AD678的時序規(guī)范要求,在實際開發(fā)中,要不斷加以調(diào)試。最后將下位機調(diào)試成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash單元中。
人機界面編程
打開VC++6.0,建立一個基于對話框的MFC應(yīng)用程序,串口通信采用MSComm控件來實現(xiàn)。其他操作此處不贅述,編程實現(xiàn)一個良好的人機界面。數(shù)字直流電壓表的操作界面如圖5所示。運行VC++6.0編程實現(xiàn)的Windows程序,整個樣機功能得以實現(xiàn)。
新型數(shù)字電壓表的整機設(shè)計
該新型數(shù)字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機最小化設(shè)計、單片機與PC接口電路、單片機時鐘電路、復(fù)位電路等。下位機采用AT89S51芯片,A/D轉(zhuǎn)換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進行通信,傳送所測量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機系統(tǒng)電路如圖1所示。
數(shù)據(jù)采集電路的原理
在單片機數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計中,做到了電路設(shè)計的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實現(xiàn)了單片機對AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。
AD678是一種高檔的、多功能的12位ADC,由于其內(nèi)部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內(nèi)部時鐘和三態(tài)緩沖數(shù)據(jù)輸出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),而且一次A/D轉(zhuǎn)換僅需要5ms。
在電路應(yīng)用中,AD678采用同步工作方式,12位數(shù)字量輸出采用8位操作模式,即12位轉(zhuǎn)換數(shù)字量采用兩次讀取的方式,先讀取其高8位,再讀取其低4位。根據(jù)時序關(guān)系,在芯片選擇/CS=0時,轉(zhuǎn)換端/SC由高到低變化一次,即可啟動A/D轉(zhuǎn)換一次。再查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束端/EOC,看轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)結(jié)束,若結(jié)束則使輸出使能/OE變低,輸出有效。12位數(shù)字量的讀取則要控制高字節(jié)有效端/HBE,先讀取高字節(jié),再讀取低字節(jié)。整個A/D操作大致如此,在實際開發(fā)應(yīng)用中調(diào)整。
由于電路中采用AD678的雙極性輸入方式,輸入電壓范圍是-5～+5V,根據(jù)公式Vx10(V)/4096*Dx,即可計算出所測電壓Vx值的大小。式中Dx為被測直流電壓轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量值。
RS232接口電路的設(shè)計
AT89S51與PC的接口電路采用芯片Max232。Max232是德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該器件包含2個驅(qū)動器、2個接收器和1個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。Max232芯片起電平轉(zhuǎn)換的功能,使單片機的TTL電平與PC的RS232電平達到匹配。
串口通信的RS232接口采用9針串口DB9,串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實現(xiàn):同一個串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連,兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。在實驗中,用定時器T1作波特率發(fā)生器,其計數(shù)初值X按以下公式計算:
串行通信波特率設(shè)置為1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,計算得到計數(shù)初值X=0f3H。在編程中將其裝入TL1和THl中即可。
為了便于觀察,當(dāng)每次測量電壓采集數(shù)據(jù)時,單片機有端口輸出時,用發(fā)光二極管LED指示。
軟件編程
軟件程序主要包括:下位機數(shù)據(jù)采集程序、上位機可視化界面程序、單片機與PC串口通信程序。單片機采用C51語言編程,上位機的操作顯示界面采用VC++6.0進行可視化編程。在串口通信調(diào)試過程中,借助“串口調(diào)試助手”工具,有效利用這個工具為整個系統(tǒng)提高效率。單片機編程
下位機單片機的數(shù)據(jù)采集通信主程序流程如圖2所示、中斷子程序如圖3所示、采集子程序如圖4所示。單片機的編程仿真調(diào)試借助WAVE2000仿真器,本系統(tǒng)有集成的ISP仿真調(diào)試環(huán)境。
在采集程序中,單片機的編程操作要完全符合AD678的時序規(guī)范要求,在實際開發(fā)中,要不斷加以調(diào)試。最后將下位機調(diào)試成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash單元中。
人機界面編程
打開VC++6.0,建立一個基于對話框的MFC應(yīng)用程序,串口通信采用MSComm控件來實現(xiàn)。其他操作此處不贅述,編程實現(xiàn)一個良好的人機界面。數(shù)字直流電壓表的操作界面如圖5所示。運行VC++6.0編程實現(xiàn)的Windows程序,整個樣機功能得以實現(xiàn)。
