EL1205 電子工程實踐

免責宣告：本評估簡報中提供的資訊在釋出時是正確的。在不太可能的情況下，任何變化如有必要，將透過電子郵件進行明確溝通，並分發新版評估簡報。學年：2023/24評估簡介：課程電子工程學士（榮譽）模組程式碼：EL1205課程名稱：電子工程實踐簡報標題：設計與構建：RS232字元生成器評估型別：課程此評估包包括一份詳細的任務簡介、關於您需要準備的內容的指導，以及有關課堂會話如何支援您成功完成任務的資訊。您還可以找到有關此的資訊頁面，指導您如何、在何處以及何時提交。如果您需要額外的支援，請記下本檔案中詳細說明的服務。提交方式、時間和地點：此評估的截止日期為122024年4月23日23時59分，透過提交區發現了EL1205黑板區域-請注意，這是您可以提交的最後時間，而不是提交的時間！如果您的作品是透過黑板上的Turnitin連結提交的，您將在以下位置看到該連結：82024年3月反饋將由以下人員提供：242024年5月你應該爭取在截止日期之前提交你的評估。
注：如果您有任何有效的減輕處罰情節，意味著您無法在評估提交截止日期前完成如果您想申請延期，您需要透過MyUCLan線上申請，並在最後期限透過此連結瞭解有關緩解情況的更多資訊。我們祝願大家順利完成評估。請仔細閱讀本指南，並提出任何問題與您的模組負責人或模組團隊討論。
提供的其他支援：所有連結都可以透過線上學生中心獲得
1.本次評估的學術支援將透過聯絡魏泉提供
2.我們的圖書館資源連結可以在學生中心的圖書館區域找到，也可以透過您的學科館員找到在SubjectLibrarians@uclan.ac.uk.3.支援你的學術技能發展（學術寫作、批判性思維和參考）可透過學生中心學習技能部分的WISER獲得。
4.有關Turnitin的幫助，請參閱學生中心的黑板和Turnitin支援5.如果您有殘疾、特定的學習困難、長期健康或心理健康狀況，但尚未建議我們，或希望審查您的支援，包容性支援可以幫助進行合理調整和支援。要了解更多資訊，您可以訪問學生中心的包容性支援頁面。6.如需心理健康和幸福支援，請填寫我們的線上轉介表或傳送電子郵件wellbeing@uclan.ac.uk.您也可以致電01772 893020，參加參觀，或訪問我們的UCLan Wellbeing服務學生中心頁面瞭解更多資訊。
7.如有任何其他支援查詢，請透過聯絡學生支援studentsupport@uclan.ac.uk.8.出於學術誠信的考慮，請參閱我們政策檔案中的詳細指南。全部的經過評估的工作應該是真正屬於你自己的工作，並充分引用所有資源。9.對於本任務，您不允許使用任何類別的人工智慧工具。為你的課業做準備。
確保您完全理解評估的要求以及您需要完成的內容。這個課業將在講座中介紹，你可以提出任何問題，也可以提出透過聯絡模組團隊進行澄清。
本課業將評估以下模組的學習成果：展示對基本電氣和電子原理的理解和應用。描述簡單類比電子裝置的工作原理和主要特徵，以及電路。將簡單類比電子電路的實驗結果與理論聯絡起來。請閱讀撰寫技術文件的指南https://www.theiet.org/media/5182/technical-reportwriting.pdf並確保您完全理解評估的要求。將有一個講座完成任務並編寫技術檔案。在寫報告之前，確保你研究並閱讀了主題領域，這樣你就有了一個好的對主題領域的背景瞭解。
任務簡介
最古老的通訊協議之一是RS232，或“序列”。直到最近，所有電腦都有一個9引腳的“D型”序列用於連線滑鼠等序列裝置的埠。RS232在舊的“電傳打字”終端上被用作與主計算機通訊。嵌入式系統使用序列通訊與其他系統交換資料嵌入式系統或“主機”計算機。RS232幀可以由一組10位組成，由基於555定時器的“波特率”生成器計時。這個該幀中的位可以透過“RDL”（電阻二極體邏輯）或門設定為低或高。這些5V邏輯訊號可以是透過“MAX232”晶片轉換為正確的RS232電壓電平。一個簡單的RS232字元發生器可以由555、CMOS 4017十進位制約翰遜計數器（有時稱為環形計數器）和一組二極體+電阻器。附錄A中給出了特定系統的規範。必須設計和構造字元生成器才能滿足規範要求。您還必須模擬和測量它的效能，代 寫EL1205 電子工程實踐並提供您的裝置和評估報告。除了附錄A中的規範外，您還應參考以下檔案：
1.LM555定時器資料表。看見http://www.national.com/ds/LM/LM555.pdf2、4017資料表：http://w3.id.tue.nl/fileadmin/id/objects/EAtelier/doc/Datasheets/40XX/hef4017b.pdf3.序列通訊：http://developer.apple.com/documentation/mac/Devices/Devices-313.html你需要做以下事情：
1.設計一個符合所附規範的電路。
2.使用ISIS中建立的原理圖說明您的電路設計。
3.使用Proteus VSM從ISIS模擬您的電路設計，以確認正確的操作。4.使用ARES為您的電路建立PCB佈局，
5.讓電子技術人員為您製作PCB，或根據PCB建立veroboard佈局設計
6.使用電子商店提供的元件，在PCB/veroboard上構建電路。7.在實驗室中測試電路，在示波器上進行適當的測量，然後在PC上進行證明已達到規範要求。
8.將您的結果記錄在報告中，並按照第3節所述提交您的報告和電路，在上面字數限制：最多1500字（更多資訊請參閱下面的註釋）。技術報告編寫您的報告必須包含以下內容：
1.一種電路設計描述，包括對源材料的參考並結合了設計計算必要時提供ISIS生成的示意圖。
2.模擬結果，使用來自ISIS的Proteus VSM生成，確認設計應滿足規格
3.電路的PCB佈局，由ARES生成。
4.為證明電路符合規範而進行的測試說明，匹配（在部件值和測量不確定性）設計計算和模擬結果。為了完成報告，你必須使用可靠的來源對該地區進行徹底的研究參考您的資訊和宣告的來源。報告的目的是清晰、簡潔和向讀者傳達技術資訊，注意讀者在該領域熟悉並有經驗。確保你把報告的目標對準了聽眾。
關於編寫技術檔案的指南可以在以下位置找到（這也將上傳到黑板上）：https://www.theiet.org/media/5182/technical-report-writing.pdf請仔細閱讀上述檔案，以確保您清楚什麼是技術報告，並瞭解您需要完成，請注意，以上是一個指南，而不是一個明確的標準，您將被要求確保技術報告包含正確呈現給讀者的相關資訊。
在寫報告之前，確保你研究並閱讀了主題領域，這樣你就有了一個好的對主題領域的背景瞭解。您需要提供一份簡短的報告，其中顯示計算以下評分標準和權重部分中的每項任務，以及適當的假設、描述和評論，不超過1500字。您應該使用下面的指導原則來構建您的報告。對於決賽報告提交，確保每頁都標有完成日期、頁碼和
提交的總頁數。請確保您提交的內容的首頁顯示了此資訊突出顯示模組名稱、編號和課業標題。您的作品必須使用引用此處提供哈佛參考系統：
https://v3.pebblepad.co.uk/v3portfolio/uclan/Asset/View/Gm3mmGk6sM3RgHZnjGfh7mm6pM.可在任務簡報會上檢視支援您發展的更多資訊，以及
黑板
字數和引用注意事項為了獲得好成績，在字數有限的情況下，你應該寫出以下作品：準確；徹底的論據充分；清楚的準確引用；相關並以正確的（英國）英語語法和拼寫書寫。您可以包括帶有簡短標題的圖表（每個25個單詞）和參考文獻列表，而不影響整個單詞計數記住，你的措辭有限，所以要確保你“切中要害”，不要詳述表面元素。在討論技術事實和所用技術的陳述時，請確保包含參考資料。你必須參考您的所有資訊來源。這些應在報告的適當部分引用，並充分將簡單類比電子電路的實驗結果與理論聯絡起來評分標準和權重您提交的材料將按照以下評分方案進行評分：專案重量（%）模型答案標準
1.設計過程和計算
10簡潔準確的計算和設計適當參考的決策必修的。
2.ISIS原理圖10電路清晰、整潔、繪製正確略圖的
3.模擬結果10適當的模擬結果，準確描述和註釋以顯示重要資訊特徵。
4.ARES PCB佈局10正確佈局PCB，符合一般PCB要求以及具體規範。
5.測試結果20測試程式的準確描述和結果，適當選擇以證明效能符合規範。關於的成功與否的結論設計。
6.簡報10完全滿足演示要求。簡潔、完整、結構良好正確使用英語的文件自始至終簡潔明瞭的圖表。目錄頁碼。
7.五金件20構造整齊準確的板材，具有良好的焊點
8.演示10成功演示的所有功能實現的硬體
總計100反饋指導：
反思反饋：如何改進。從您收到的反饋中，您應該瞭解：你取得的成績。您作品的最佳特點。您可能還沒有完全理解的領域。你做得很好，但可以發展你的理解。你未來可以做些什麼來改進——前饋。使用WISER：學術技能發展服務。WISER可以審查反饋並幫助您理解您的反饋。您也可以使用WISER反饋術語彙編接下來的步驟：列出您為回應之前的反饋而採取的步驟。總結你的成就在此處評估您需要改進的地方（為未來的工作做好準備）：附錄A——規範
A.1概述按下按鈕後，裝置應輸出由單個重複的7位ASCII組成的流字元以給定的波特率透過3.5mm插孔插頭連線到RS232介面。A.2施工該裝置應建造在單面印刷電路板（PCB）上。如果額外需要連線，這些連線應由0Ω鏈路提供。PCB的尺寸應不大於60 mm×60 mm。按鈕周圍應留出10mm的間隙。板的每個角落都應該有5mm的安裝孔。.3功能當通電時，電路應保持在復位狀態。當按鈕按下時，電路應在指定的波特率（字元和波特率如下所示）。
A.3.1電源電壓範圍裝置應有兩個電氣連線，以提供電力。他們應該
表示為GND（地）和VS（電源）。相對於接地測量的電源電壓將為+5V。電源連線（VS和GND）應透過雙向連線端子位於板的邊緣。A.3.2字元和波特率
每個人都被分配了波特率和ASCII字元的組合——請參閱下頁的表格：附錄B——波特率和字元分配
姓氏名字波特率ASCII字元
傳輸——序列位是如何透過一條電線傳送的。本標準依據一個多世紀以來電傳打字機技術的發展。
當傳送器透過電氣連線線連線到接收器時，會有一個初始通訊尚未開始的狀態，稱為空閒或標記狀態。因為年紀大了機電裝置在電流不斷透過的情況下執行更可靠
標記狀態採用正電壓電平。透過移動更改線路的狀態
電壓為負值稱為空間。一旦發生這種變化，接收器
將負電壓電平解釋為0位，將正電壓電平解釋為由1位
過渡如圖7-1所示。
從標記到空格的變化被稱為起始位，這觸發了同步
非同步序列傳輸所必需的。起始位描繪的開始
定義為字元幀的傳輸單元。然後接收器對電壓電平進行取樣被稱為位元時間的週期性間隔，以確定上存在0位元還是1位元線路。
圖7-1序列位的格式
位元時間以每秒取樣數表示，稱為波特（以紀念
電信先驅Emile Baudot）。此取樣率必須得到發件人的同意以及接收機，以便成功地進行傳輸。常見的
取樣率的值分別為1200波特和2400波特。在一次取樣的情況下間隔可以發出單個位元的訊號，1200的波特率導致1200位元/秒的傳輸速率秒（bps）。請注意，因為現代協議可以在
取樣間隔、波特率和資料速率（bps）並不總是相同的。在傳輸之前，傳送方和接收方就序列資料格式達成一致；也就是說，有多少資料位構成一個字元幀，以及傳送這些位後會發生什麼。The Serial驅動程式支援長度為5、6、7或8位的幀。7或8個資料位的字元幀是通常用於傳輸ASCII字元。
LSB-MSB
在傳送幀中的資料位元之後，傳送器可以選擇性地傳送奇偶校驗位元用於錯誤檢查。有各種奇偶校驗方案，傳送方和接收方必須達成一致在傳輸之前。在奇數奇偶校驗中，傳送一個位元，使整個幀總是包含一個奇數1位元的數量。相反，在偶數奇偶校驗中，奇偶校驗位產生偶數的1位。無奇偶校驗意味著不傳送額外的位元。其他較少使用的奇偶校驗方案包括標記奇偶校驗，其中額外的位元總是1，以及空間奇偶校驗，其值總是0。使用用於錯誤檢查的奇偶校驗位，無論是哪種方案，現在都被認為是一種基本的錯誤檢測方法。大多數通訊系統採用更可靠的技術
錯誤檢測和校正。
為了表示字元框的結束，傳送方將行放回標記狀態
（正電壓）的最小指定時間間隔。此間隔是幾個間隔中的一個可能的值：1位時間、2位時間或1-1/2位時間。該訊號被稱為停止位，並且使傳輸線路返回到空閒狀態。
電線總是受到被稱為噪聲的環境擾動的影響。這種噪音
透過改變電壓電平使得位元被反轉（翻轉），
縮短（減少）或延長（增加）。當這種情況發生時，接收器的能力區分字元幀可能會受到影響，從而導致成幀錯誤。
附錄D:4017 Johnson計數器
CMOS 4017積體電路包含5個觸發器和27個邏輯閘，用於產生約翰遜櫃檯。CMOS是一種非常靈活的邏輯電路技術，它允許電源電壓從5V到15V；在中使用了相同的CMOS邏輯技術微處理器（儘管它們的電源電壓被降低以節省電力）。