救護車發(fā)聲電路設計及軟件體系結構設計模式實驗報告

XXXXXX大學課程設計救護車發(fā)聲電路的設計班級/學號XXXXXXXXXX學生姓名XXX指導教師XXXXXXXXX大學課程設計任務書課程名稱數(shù)字邏輯課程設計院（系）計算機學院專業(yè)計算機科學與技術班級XXXXXXXX學號XXXXXXXX姓名XXX課程設計題目救護車發(fā)聲電路的設計課程設計時間:課程設計的內容及要求：一、設計說明設計一個救護車的發(fā)聲電路。二、技術指標高音為1000Hz，低音為400Hz。三、設計要求1.在選擇器件時，應考慮成本。2.根據(jù)技術指標通過分析計算確定電路形式和元器件參數(shù)。3.畫出電路原理圖（元器件標準化，電路圖規(guī)范化）。四、實驗要求1．根據(jù)技術指標制定實驗方案；驗證所設計的電路。2．進行實驗數(shù)據(jù)處理和分析。五、推薦參考資料1．沙占友、李學芝著.中外數(shù)字萬用表電路原理與維修技術.[M]北京：人民郵電出版社，1993年2．童詩白、華成英主編者.模擬電子技術基礎.[M]北京：高等教育出版社，2006年3．戴伏生主編.基礎電子電路設計與實踐.[M]北京：國防工業(yè)出版社，2002年4．譚博學主編.集成電路原理與應用.[M]北京：電子工業(yè)出版社，2003年六、按照要求撰寫課程設計報告指導教師年月日負責教師年月日學生簽字年月日成績評定表評語、建議或需要說明的問題：指導教師簽字：日期：成績一、概述本次設計是一個基于555原理的發(fā)聲電路，能發(fā)出救護車聲音。設計中的發(fā)聲電路要有脈沖信號源，以及能夠產(chǎn)生高頻信號的振蕩器把音頻信號運載出去，我在這一點的設計上采用的是兩個555時基集成電路接成振蕩電路。該電路是由一個555產(chǎn)生低頻輸出送給第2個555高頻輸出，通過給出的頻率換算電路中各電阻的值產(chǎn)生人的耳朵能接受的頻率范圍（20~20000Hz），使揚聲器發(fā)出“滴答、滴答”的聲響。二、方案論證按照設計要求，本次設計是模仿救護車聲的電路，要有脈沖信號源以及能產(chǎn)生高頻信號的振蕩器把信號運載出去，我在這一點的設計上提出了一下兩種不同的方案：方案一：方案一原理框圖如圖1所示。用門電路組成的用門電路組成的多諧振蕩器作為低頻脈沖信號源信號運載及發(fā)聲部分圖1方案一電路的原理框圖方案二：如圖2所示：用555定時器組成的多諧振蕩器作為脈沖信號源，產(chǎn)生低頻信號，用555定時器組成多諧振蕩器，產(chǎn)生高頻信號，用來運載音頻信號，即低頻信號，輸出接揚聲器，是揚聲器模擬救護車聲響。用用555定時器組成的多諧振蕩器作為低頻脈沖信號源信號運載及發(fā)聲部分圖2方案二電路的原理框圖三、電路設計1.用555定時器組成的多諧振蕩器作為低頻脈沖信號源電路VccVcc圖3方案二電路的脈沖信號源電路圖2.信號運載及發(fā)聲部分電路脈沖信號源輸入脈沖信號源輸入圖4方案二電路信號運載及發(fā)聲部分電路圖四、性能的測試1.示波器的輸出結果如圖5所示，由于脈沖信號源信號輸入的時間差，會出現(xiàn)圖中一段密集一段稀疏的差異。由示波器圖中可得到輸出的信號變化，產(chǎn)生的高低頻率使揚聲器發(fā)出“滴答、滴答”的聲音，從而模擬出救護車的聲音。圖5方案二中輸出結果的示波器顯示圖五、結論無論是利用門電路的多諧振蕩器還是利用555定時器組成的多諧振蕩器最終的目的就是為了產(chǎn)生脈沖信號源，低頻輸出，所以只要是有低頻輸入，能夠運輸聲音頻率使揚聲器發(fā)聲并且產(chǎn)生救護車聲，最關鍵的是要掌握輸出的頻率值，可以利用課程設計要求的頻率計算出你所需要的電阻的值，但是由于過程比較繁瑣，不易解答正確，所以指導老師指導利用已知的電阻電容來求輸出的頻率，這樣是過程變的簡單很多。也許最開始的時候不能夠完成模擬的救護車聲，但是在主思路的引領下，不斷的調節(jié)電容的值，從而使達到正確的結果。本次課程設計應該是圓滿完成老師的要求和任務書的任務，希望在下次課程設計中自己能夠取得更好的成績。六、性價比1.利用555定時器組成多諧振蕩器相比較于由門電路組成的多諧振蕩器而言，在由頻率計算電阻的時候要簡便的多，而且555定時器組成的多諧振蕩器的元件也比較的少而且經(jīng)濟。2.在較低價位的情況下，555定時器組成的多諧振蕩器可以較高質量的完成模擬救護車聲響的電路，可以說性價比比較高。七、課設體會及合理化建議通過這次課程設計，我拓寬了知識面，鍛煉了獨立思考的能力，綜合素質得到了較大的提高，在通過理論與實踐的結合，人與人的溝通，進一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力，相信在不久的將來我一定能成為能夠主動適應社會主義現(xiàn)代化建設余姚的高素質的復合型人才。作為整個學習體系的有機組成部分，課程設計雖然安排的時間不是很長，但并不具有絕對的獨立意義。它的一個重要功能，在于運用學習成果，檢驗學習成果。運用學習成果，把課堂上學到的系統(tǒng)化的理論知識，嘗試性地運用與實際設計工作，并從理論的高度對設計工作的現(xiàn)代化提出一些有針對性的建議和設想。檢驗學習成果，看一看課堂學習與實際工作到底有多大的差距，并通過綜合分析，找出學習中存在的不足，一邊為完善學習計劃，改變學習內容與方法提供實踐依據(jù)。對于我門計算機專業(yè)的學生來說，實際能力的培養(yǎng)至關重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學是遠遠不夠的，必須從課堂走像實踐，這也是一次預備演和準備畢業(yè)設計的工作。通過課程設計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距，并在以后的學習期間及時補充相關知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心里轉型期。課程設計促進了我系人才培養(yǎng)計劃的完善，我們通過課程設計的實踐和學習，讓自己真正覺得學到了有用的東西，我相信成功自己完成課程設計的同學一定會喜歡這樣的一個過程，也一定會喜歡上那成功一個的成就感的！參考文獻1．沙占友、李學芝著.中外數(shù)字萬用表電路原理與維修技術.[M]北京：人民郵電出版社，1993年2．童詩白、華成英主編者.模擬電子技術基礎.[M]北京：高等教育出版社，20063．戴伏生主編.基礎電子電路設計與實踐.[M]北京：國防工業(yè)出版社，20024．譚博學主編.集成電路原理與應用.[M]北京：電子工業(yè)出版社，2003附錄I總電路圖圖6方案二電路的原理圖附錄II元器件清單序號編號名稱型號數(shù)量1U1555定時器12U2555定時器13R1電阻10k14R2電阻10k15R3電阻100k16R4電阻150k17C1電容10nF18C2電容100uF19C3電容10uF110C4電容10nF111R6電阻5.1k1軟件體系結構設計模式實驗報告學生姓名：所在學院：學生學號：學生班級：指導老師：完成日期：

一、實驗目的熟練使用PowerDesigner和任意一種面向對象編程語言實現(xiàn)幾種常見的設計模式，包括組合模式、外觀模式、代理模式、觀察者模式和策略模式，理解每一種設計模式的模式動機，掌握模式結構，學習如何使用代碼實現(xiàn)這些模式，并學會分析這些模式的使用效果。二、實驗內容使用PowerDesigner和任意一種面向對象編程語言實現(xiàn)組合模式、外觀模式、代理模式、觀察者模式和策略模式，包括根據(jù)實例繪制模式結構圖、編寫模式實例實現(xiàn)代碼，運行并測試模式實例代碼。(1)組合模式使用組合模式設計一個殺毒軟件(AntiVirus)的框架，該軟件既可以對某個文件夾(Folder)殺毒，也可以對某個指定的文件(File)進行殺毒，文件種類包括文本文件TextFile、圖片文件ImageFile、視頻文件VideoFile。繪制類圖并編程模擬實現(xiàn)。(2)組合模式某教育機構組織結構如下圖所示：在該教育機構的OA系統(tǒng)中可以給各級辦公室下發(fā)公文，現(xiàn)采用組合模式設計該機構的組織結構，繪制相應的類圖并編程模擬實現(xiàn)，在客戶端代碼中模擬下發(fā)公文。（注：可以定義一個辦公室類為抽象葉子構件類，再將教務辦公室和行政辦公室作為其子類；可以定義一個教學機構類為抽象容器構件類，將總部、分校和教學點作為其子類。）(3)外觀模式某系統(tǒng)需要提供一個文件加密模塊，加密流程包括三個操作，分別是讀取源文件、加密、保存加密之后的文件。讀取文件和保存文件使用流來實現(xiàn)，這三個操作相對獨立，其業(yè)務代碼封裝在三個不同的類中?，F(xiàn)在需要提供一個統(tǒng)一的加密外觀類，用戶可以直接使用該加密外觀類完成文件的讀取、加密和保存三個操作，而不需要與每一個類進行交互，使用外觀模式設計該加密模塊，要求編程模擬實現(xiàn)。參考類圖如下：(4)外觀模式在電腦主機(Mainframe)中，只需要按下主機的開機按鈕(on())，即可調用其他硬件設備和軟件的啟動方法，如內存(Memory)的自檢(check())，CPU的運行(run())，硬盤(HardDisk)的讀取(read())，操作系統(tǒng)(OS)的載入(load())等，如果某一過程發(fā)生錯誤則電腦啟動失敗。使用外觀模式模擬該過程，繪制類圖并編程模擬實現(xiàn)。(5)代理模式應用軟件所提供的桌面快捷方式是快速啟動應用程序的代理，桌面快捷方式一般使用一張小圖片來表示(Picture)，通過調用快捷方式的run()方法將調用應用軟件(Application)的run()方法。使用代理模式模擬該過程，繪制類圖并編程模擬實現(xiàn)。(6)代理模式在某應用軟件中需要記錄業(yè)務方法的調用日志，在不修改現(xiàn)有業(yè)務類的基礎上為每一個類提供一個日志記錄代理類，在代理類中輸出日志，如在業(yè)務方法method()調用之前輸出“方法method()被調用，調用時間為2010-10-1010:10:10”，調用之后如果沒有拋異常則輸出“方法method()成功調用”，否則輸出“方法method()調用失敗”(7)觀察者模式某在線股票軟件需要提供如下功能：當股票購買者所購買的某支股票價格變化幅度達到5%時，系統(tǒng)將自動發(fā)送通知（包括新價格）給購買該股票的股民?，F(xiàn)使用觀察者模式設計該系統(tǒng)，繪制類圖并編程模擬實現(xiàn)。(8)觀察者模式某聯(lián)機射擊游戲可以實時顯示隊友和敵人的存活信息，如果有隊友或敵人陣亡，所有在線游戲玩家將收到相應的消息，現(xiàn)提供一個統(tǒng)一的中央角色控制類(CenterController)來實現(xiàn)消息傳遞機制，在中央角色控制器中定義一個集合用于存儲所有的用戶信息，如果某用戶角色(Player)陣亡，則調用CenterController的通知方法notify()，該方法將遍歷用戶信息集合，調用每一個Player的display()方法顯示陣亡信息，如果是隊友陣亡，提示信息為：隊友****陣亡，我方隊員尚有**人；如果是敵人陣亡，提示信息為：敵人****陣亡，敵方隊員尚有**人。在調用notify()方法通知其他用戶的同時，陣亡的角色對象將從用戶信息集合中刪除?，F(xiàn)使用觀察者模式設計該消息傳遞模塊，繪制類圖并編程模擬實現(xiàn)。（提示：CenterController充當觀察目標，Player充當觀察者，Player的die()方法執(zhí)行時將調用CenterController的notify()方法，在notify()方法中調用其他Player對象的display()方法，并調用detach()方法刪除陣亡的Player對象；可以定義兩個角色集合，一個用于存儲甲方隊員信息，一個用于乙方隊員信息；所有方法的參數(shù)根據(jù)實際需要確定）(9)策略模式設計一個網(wǎng)上書店，該系統(tǒng)中所有的計算機類圖書(ComputerBook)每本都有10%的折扣，所有的語言類圖書(LanguageBook)每本都有2元的折扣，小說類圖書(NovelBook)每100元有10元的折扣。現(xiàn)使用策略模式來設計該系統(tǒng)，繪制類圖并編程模擬實現(xiàn)。(10)策略模式某系統(tǒng)需要對重要數(shù)據(jù)（如用戶密碼）進行加密，并提供了幾種加密方案（如凱撒加密、DES加密等），對該加密模塊進行設計，使得用戶可以動態(tài)選擇加密方式。要求繪制類圖并編程模擬實現(xiàn)。三、實驗要求1.正確無誤繪制組合模式、外觀模式、代理模式、觀察者模式和策略模式實例的模式結構圖；2.使用任意一種面向對象編程語言實現(xiàn)組合模式、外觀模式、代理模式、觀察者模式和策略模式實例，代碼運行正確無誤。四、實驗步驟1.熟悉PowerDesigner15的常用功能；2.使用PowerDesigner繪制組合