摘要:随着信息技术与科学技术的不断发展，电子技术实验的教学方法和过程正在被电子技术仿真和虚拟仪器技术改变着，信息化教育也成为现代化新型的教育方式。仿真实验的自由度高，而且不需要消耗太多的资源，能够在一定程度上替代硬件实验。所以构建虚拟实验系统，不但能够有效的解决传统实验室受制于时间、空间的问题，还能使学生在实际硬件上看到实验的结果，更好的理解课本上的知识。

本文主要设计了一种以STM32嵌入式芯片为核心，通过网络接口的方式与上位机连接的实验板卡。本板卡可以通过LWIP协议栈与上位机通信，使用自定协议与上位机传输信息，能够通过解析上位机发送的命令，使用单片机内置的高精度DAC和ADC产生指定类型、频率、幅度的信号或使用指定的采样频率采集信号，并定时向上位机发送心跳包汇报板卡在线情况。

关键词：信号处理；STM32；虚拟实验系统

目录

摘要

Abstract

第一章 引言-3

1.1 选题背景及意义-3

1.2 国内外基本研究情况及难点-3

1.4 本文的主要工作-4

第二章 信号处理虚拟实验板卡软件的总体设计-5

2.1 虚拟实验系统介绍-5

2.2 实验板卡方案设计-6

2.1.1 主控芯片-7

2.1.2 ADC和DAC-7

2.1.3 以太网PHY控制器DP83848CVV-7

2.2 实验板卡软件方案设计-8

2.3 本章小结-10

第三章 实验板卡与上位机的通信协议设计-11

3.1 LWIP协议简介-11

3.2 心跳包发送协议-11

3.3 信号发生实验通信协议-11

3.4 信号采集实验通信协议-12

3.5 本章小结-12

第四章 信号处理虚拟实验板卡软件设计-13

4.1 LWIP通信程序设计-13

4.2 心跳包发送程序设计-14

4.3 信号发生实验程序设计-14

4.3.1 DMA的配置-15

4.3.2 定时器的配置-15

4.3.2 DAC的配置-15

4.4 信号采集实验程序设计-15

4.5 本章小结-17

第五章 软件测试结果-18

5.1 测试环境-18

5.2 心跳包发送实验-19

5.3 信号发生实验-20

5.4 信号采集实验-21

5.5 本章小结-21

第六章 总结与展望-22

6.1 论文总结-22

6.2 课题展望-22

参 考 文 献-23

致 谢-24