[发明专利]一种远程数字电子技术实验系统

说明书

一种远程数字电子技术实验系统，包括用户端和实验室硬件平台，用户端包括用于运行试验系统的PC机和用于远程查看硬件平台的外设监控系统，实验室硬件平台包括控制板卡和数字系统实验板卡，控制板卡通过背板接口电路连接数字系统实验板卡的背板连接器，用户端的PC机通过以太网接口连接控制板卡的ZYNQ主控器。本发明用户端的实验搭建系统可以形象地、生动地再现实验内容，并真实可靠传递硬件平台电路的连线关系，达到远程实时地、真实地对数字电子技术实验进行操作。

技术领域

本发明涉及电子技术领域。

背景技术

在传统的数字电子技术实验中，学生必须要统一集中在实验室才能完成实验。这种方式虽然能直观的感受到真实实验的过程，并完成实验，但是实验室场地往往不够，学生做实验只能分批、分时复用实验设备，这大大地限制了学生的时间和空间，而且设备损坏大，维修成本高。另外由于师资不足，学生在非实验时间不能到实验室现场做实验，这会使得大量的实验设备处于闲置状态，从而降低了实验设备的利用率。虚拟仿真实验虽然可以模拟学生现场的实验情况，可以解决学生的时间和空间受到限制问题，但是虚拟仿真实验的数据并不是真实的实验数据，大多是根据某种模型或算法来设计，所以不能完全代替真实的实验数据。

利用计算机仿真软件搭建仿真电路，调用虚拟仪器进行实验操作，只是模拟实际硬件的理想工作状态，没有硬件参与；或者远程采集硬件的数据，然后在仿真软件中使用采集的数据，分析实验现象及作出实验结论；亦或通过远程控制继电器开关，改变硬件电路连线实现真正意义上的远程实验操作。完全利用计算机仿真软件仅仅从理想情况及原理上分析实验结果，没有考虑实际硬件的兼容等问题。通过采集硬件数据并用于仿真软件中，容易忽略时序和延时等问题。控制继电器改变硬件线路，可以实现远程硬件操作，但电路复杂，功能有限，不利于功能扩展和升级。

发明内容

为了解决现有实现远程实验的方法存在的上述问题，本发明提供了一种远程数字电子技术实验系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种远程数字电子技术实验系统，包括用户端和实验室硬件平台，用户端包括用于运行试验系统的PC机和用于远程查看硬件平台的外设监控系统，外设监控系统连接PC机；实验室硬件平台包括控制板卡和数字系统实验板卡，控制板卡通过背板接口电路连接数字系统实验板卡的背板连接器，控制板卡的ZYNQ主控器通过以太网接口连接用户端，ZYNQ主控器设有摄像头接口、调试接口电路和存储器电路，ZYNQ主控器连接测量显示模块、摄像头接口和远程I/O接口，远程I/O接口连接数字系统实验板卡的电源模块；数字系统实验板卡的背板连接器连接芯片模块、逻辑状态显示模块和逻辑电平及脉冲输入模块；用户端的PC机通过以太网接口连接控制板卡的ZYNQ主控器，用户端通过控制板卡的以太网接口实现与硬件平台的数据交互，用户端的外设监控系统通过控制板卡的摄像头接口电路实现实验现象和电源的监控，将用户端的外设监控系统通过远程I/O接口控制数字系统实验板卡电源，相反通过网络传输，将摄像头接口电路监视的测量显示波形和逻辑状态显示内容传回用户端的外设监控系统。

所述ZYNQ主控器连接对控制板卡进行调试的调试接口电路和用于存储数据的存储器电路。

本发明的远程数字电子技术实验系统，用户端的实验搭建系统可以形象地、生动地再现实验内容，并真实可靠传递硬件平台电路的连线关系，达到远程实时地、真实地对数字电子技术实验进行操作。

附图说明

图1是本发明远程数字电子技术实验系统原理图。

具体实施方式