摘要:虚拟实验仿真系统是一种将实际操作的实验与互联网页面进行动态交互的系统，大大降低时间、空间对学生实验的限制，实现资源利用的最大化。本论文设计的实验板卡为虚拟实验仿真系统的物理基础。

本论文首先介绍了虚拟实验室系统和嵌入式系统研究背景和发展现状，然后对本论文需设计的信号处理虚拟实验板卡的功能需求进行了分析。在此基础上，对所设计的信号处理板卡进行了功能模块设计，完成各功能模块的划分、芯片选型等一系列工作。随后介绍了信号处理板卡设计的详细过程，对各模块电路进行了功能介绍，给出了相应的原理图，包括MCU模块、电源模块、网络接口模块、下载模块、CPLD模块、以及数电实验模块等。在考虑PCB层叠结构、硬件布局、封装选择等问题后进行PCB的设计。论文完成了PCB制板、电装工作，对所完成的实验板卡进行了测试，编写了相应的测试代码，并对测试中出现的问题进行了调整。

本论文完成了所设计的信号处理虚拟实验板卡的功能测试，测试结果表明实验板卡各模块工作正常，数据链路通信正常，达到了设计需求。

关键词：虚拟仿真实验；信号处理板卡；嵌入式系统；STM32F107

目录

摘要

Abstract

第一章  绪  论-3

1.1-研究背景与意义-3

1.2 国内外现状-3

1.3 本文研究内容与章节安排-4

第二章  虚拟仿真实验系统板卡总体设计-5

2.1 虚拟仿真实验系统构架-5

2.2 实验板卡需求分析与总体设计-6

2.3 硬件系统芯片选型-7

2.4 本章小结-8

第三章  实验板卡原理图设计-9

3.1 MCU主控电路设计-9

3.2 电源电路设计-11

3.3 网络接口电路设计-12

3.4 CPLD电路-13

3.5 数电实验电路设计-15

3.6本章小结-16

第四章  实验板卡PCB设计与测试-18

4.1 PCB设计-18

4.2 功能与代码测试-18

4.2.1电源电路测试-19

4.2.2 CPU电路测试-19

4.2.3 时钟部分测试-20

4.2.4 网络通信测试-20

4.2.5 A/D、D/A测试-21

4.3 本章小结-22

第五章  总结与展望-23

5.1  课题总结-23

5.2  研究展望-23

参考文献-25

致  谢-26

附  录-27