本文将深入探讨MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的Silvaco仿真过程，重点研究其正向导通、反向导通和阈值电压特性，同时关注不同氧化层厚度和P区掺杂浓度对器件性能的影响。Silvaco是一款广泛用于半导体器件建模和模拟的软件，它允许研究人员精确地分析和优化MOSFET的设计。 正向导通是指当MOSFET的栅极电压高于阈值电压时，器件内部形成导电沟道，允许电流流动。反向导通则指在反向偏置条件下，MOSFET呈现高阻态，阻止电流通过。阈值电压是MOSFET工作中的关键参数，它决定了器件从截止状态转变为导通状态的转折点。阈值电压受多种因素影响，包括P区掺杂浓度、沟道宽度以及氧化层厚度等。 在实验设计中，P区的宽度被设定为10微米，结深为6微米，而氧化层的厚度则设定为0.1微米。氧化层左侧定义为空气材质，所有电极均无厚度，且高斯掺杂的峰值位于表面。器件的整体宽度为20微米，N-区采用均匀掺杂，P区采用高斯掺杂，顶部和底部的N+区的结深和宽度有特定范围。为了研究阈值电压，Drain和Gate需要短接，这样可以通过逐渐增加栅极电压来观察器件何时开始导通，从而确定阈值电压。 在仿真过程中，N-区的掺杂浓度被设定为5e13，通过计算得出N-区的长度为31微米，以满足600V的阻断电压要求。此外，P区的厚度、氧化层的厚度、N+区的厚度以及整体厚度也被精确设定。这些参数的选择是为了确保器件在不同条件下的稳定性和性能。 在正向阻断特性的仿真中，N-区作为主要的耐压层，当超过最大阻断电压时，器件电流会迅速上升。而在正向导通状态下，通过施加超过阈值电压的栅极电压，P区靠近氧化层的位置会形成反型层，使器件导通。阈值电压的仿真则涉及逐步增加栅极电压，观察电流变化，找出器件开始导通的电压点。 源代码部分展示了如何设置atlasmesh网格以优化仿真精度，尤其是在关键区域（如沟道和接触区域）的网格细化，这有助于更准确地捕捉器件内部的电荷分布和电流流动。 通过Silvaco软件对MOSFET的实验仿真，我们可以深入了解MOSFET的工作原理，优化其设计参数，特别是氧化层厚度和P区掺杂浓度，以提升器件的开关性能和耐压能力。这种仿真方法对于微电子学和集成电路设计领域具有重要意义，因为它能够预测和改善MOSFET的实际工作特性，从而在实际应用中实现更好的电路性能。

【ESP32 一对多控制基础】 ESP32是一款由Espressif Systems开发的高性能、低成本、低功耗的无线微控制器，集成了Wi-Fi、蓝牙（包括BLE）和双核32位CPU，适用于物联网(IoT)应用。在"基于ESP32 一对多控制 实验程序"中，我们探讨的是如何利用ESP32实现一个主设备控制多个从设备的通信模式。 在物联网系统中，一对多控制是一种常见的架构，其中一台主设备（如ESP32）可以同时管理和通信与多个从设备。这种模式广泛应用于智能家居、智能照明、环境监测等场景，通过一个中心控制器管理各个节点，实现远程控制和数据采集。 ESP32的优势在于其强大的处理能力、丰富的外设接口和无线通信功能，使其能够胜任复杂的控制任务。它支持多种通信协议，如I2C、SPI、UART、TCP/IP、Bluetooth等，这些协议都可以用来实现一对多的控制。 【文件解析】 1. **Makefile**：这是一个构建系统的脚本文件，用于自动化编译和链接过程。在ESP32项目中，Makefile通常定义了编译规则、目标文件、依赖库等信息，帮助开发者快速构建和调试程序。 2. **README.md**：这是项目的说明文档，通常包含项目简介、安装指南、使用方法、开发者信息等内容。在这个实验程序中，README.md可能会详细解释如何设置和运行一对多控制的示例代码。 3. **sdkconfig.old** 和 **sdkconfig**：这两个文件是ESP-IDF（Espressif IoT Development Framework）的配置文件。它们记录了项目中ESP32的硬件配置、无线网络设置、外设接口选项等。sdkconfig是当前项目的配置，而sdkconfig.old是之前的配置版本，便于对比和恢复。 4. **main**：这个文件很可能是项目的源代码主入口，通常包含初始化函数、事件处理循环以及一对多控制逻辑。在ESP32中，`main()`函数是程序执行的起点，这里会进行系统初始化、Wi-Fi连接、设备配对等操作，然后进入一个持续监听和响应事件的循环。 【实现细节】 1. **Wi-Fi和蓝牙连接**：ESP32可以通过Wi-Fi或蓝牙连接到其他设备。在一对多控制中，主设备通常需要建立一个热点或连接到现有的网络，以便与从设备建立无线连接。 2. **多设备通信协议**：可以使用如MQTT、CoAP或自定义的通信协议来实现一对多的数据传输。这些协议允许主设备广播指令，从设备接收并执行，或者从设备将数据上报给主设备。 3. **事件驱动编程**：ESP32的事件驱动模型使得它能高效地处理多个设备的交互。通过注册事件处理器，当特定事件发生时，如接收到新消息或完成某个操作，相应的回调函数会被调用。 4. **内存管理**：在一对多控制中，主设备可能需要处理大量数据，因此有效的内存管理至关重要。ESP32提供了动态内存分配和管理的库，以确保资源的有效利用。 5. **安全性**：考虑到物联网安全，主设备需要验证从设备的身份，防止未经授权的接入。这可能涉及加密通信、设备认证等安全措施。 "基于ESP32 一对多控制 实验程序"旨在教授如何利用ESP32的特性实现一个中心设备控制多个从设备的系统。通过理解并实践这些知识点，开发者可以构建自己的物联网解决方案，提高效率并扩展应用范围。

STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器，由意法半导体公司（STMicroelectronics）生产，广泛应用于嵌入式系统设计。本篇主要关注STM32在SPI（Serial Peripheral Interface）通信上的实践，通过两个实验：硬件SPI读写W25Q64和软件SPI读写W25Q64，来深入理解SPI接口的工作原理和编程方法。 1. **SPI基本概念** SPI是一种同步串行通信协议，用于连接微控制器和其他外围设备。它通常包含四个信号线：SCLK（时钟）、MISO（主设备输入，从设备输出）、MOSI（主设备输出，从设备输入）和NSS/CS（片选信号），支持全双工通信。STM32中的SPI外设可以工作在主模式或从模式，提供多种时钟极性和相位配置，以适应不同设备的需求。 2. **硬件SPI与软件SPI的区别** 硬件SPI利用了STM32内部的SPI外设，由硬件自动处理时钟生成、数据传输等细节，减轻CPU负担，提高通信效率。软件SPI则完全由CPU通过GPIO模拟SPI协议，灵活性更高但速度相对较慢。 3. **11-1 软件SPI读写W25Q64** W25Q64是一款SPI接口的闪存芯片，用于存储大量数据。在软件SPI实验中，需要通过STM32的GPIO模拟SPI信号，逐位发送命令和地址，并接收返回数据。关键步骤包括初始化GPIO、设置SPI时序、发送命令、读取数据等。此实验旨在熟悉SPI协议的软件实现，理解每个信号线的作用。 4. **11-2 硬件SPI读写W25Q64** 使用硬件SPI时，需要配置STM32的SPI外设，包括选择SPI接口、设置时钟源、配置时钟极性和相位、配置NSS信号模式等。然后，同样发送命令和地址，但数据传输由硬件自动完成。硬件SPI实验强调的是如何高效利用STM32的SPI外设，提高系统的实时性。 5. **W25Q64操作指令** 在SPI通信中，需要掌握W25Q64的读写指令，如读状态寄存器、读数据、写数据、擦除扇区等。理解这些指令的格式和作用是成功进行SPI通信的基础。 6. **实验步骤与代码分析** 实验步骤通常包括初始化STM32、配置SPI接口、选择正确的片选信号、发送读写指令、处理响应数据。代码分析可以帮助理解STM32如何通过HAL库或LL库（Low Layer库）来设置和控制SPI外设，以及如何与W25Q64交互。 7. **调试与问题解决** 在实际操作中可能会遇到如通信错误、数据不一致等问题，这需要熟练使用调试工具，如STM32CubeIDE的断点、单步执行、查看寄存器状态等功能，来定位并解决问题。 8. **总结** 通过这两个实验，不仅能掌握STM32的SPI通信，还能深入了解SPI协议、微控制器与外设之间的交互方式，以及如何通过代码实现这些功能。这对理解和应用其他SPI设备，如LCD、传感器等，具有重要的实践意义。

1. 手动实现循环神经网络RNN，并在至少一种数据集上进行实验，从训练时间、预测精度、Loss变化等角度分析实验结果（最好使用图表展示） 2. 使用torch.nn.rnn实现循环神经网络，并在至少一种数据集上进行实验，从训练时间、预测精度、Loss变化等角度分析实验结果（最好使用图表展示） 3. 不同超参数的对比分析（包括hidden_size、batchsize、lr等）选其中至少1-2个进行分析 4. 用户签到数据实验的难度会稍高一些，若在实验中选用，可酌情加分 5. 手动实现LSTM和GRU并在至少一种数据集进行试验分析 （平台课同学选做，专业课同学必做） 6. 使用torch.nn实现LSTM和GRU并在至少一种数据集进行试验分析 （平台课同学选做，专业课同学必做） 7. 设计实验，对比分析LSTM和GRU在相同数据集上的结果。

二维卷积实验（平台课与专业课要求相同） 1.手写二维卷积的实现，并在至少一个数据集上进行实验，从训练时间、预测精度、Loss变化等角度分析实验结果（最好使用图表展示） 2.使用torch.nn实现二维卷积，并在至少一个数据集上进行实验，从训练时间、预测精度、Loss变化等角度分析实验结果（最好使用图表展示） 3.不同超参数的对比分析（包括卷积层数、卷积核大小、batchsize、lr等）选其中至少1-2个进行分析 4.使用PyTorch实现经典模型AlexNet并在至少一个数据集进行试验分析 （平台课同学选做，专业课同学必做）（无GPU环境则至少实现模型） 5.使用实验2中的前馈神经网络模型来进行实验，并将实验结果与卷积模型结果进行对比分析（选作） 空洞卷积实验（专业课） 1.使用torch.nn实现空洞卷积，要求dilation满足HDC条件（如1,2,5）且要堆叠多层并在至少一个数据集上进行实验，从训练时间、预测精度、Loss 2.变化等角度分析实验结果（最好使用图表展示）将空洞卷积模型的实验结果与卷积模型的结果进行分析比对...... 残差网络实验（专业课） 1.实现给定 2.

1.手动实现前馈神经网络解决上述回归、二分类、多分类任务 分析实验结果并绘制训练集和测试集的loss曲线 2.利用torch.nn实现前馈神经网络解决上述回归、二分类、多分类任务 分析实验结果并绘制训练集和测试集的loss曲线 3.在多分类实验的基础上使用至少三种不同的激活函数 对比使用不同激活函数的实验结果 4.对多分类任务中的模型评估隐藏层层数和隐藏单元个数对实验结果的影响 使用不同的隐藏层层数和隐藏单元个数，进行对比实验并分析实验结果 5.在多分类任务实验中分别手动实现和用torch.nn实现dropout 探究不同丢弃率对实验结果的影响（可用loss曲线进行展示） 6.在多分类任务实验中分别手动实现和用torch.nn实现L2正则化 探究惩罚项的权重对实验结果的影响（可用loss曲线进行展示） 7.对回归、二分类、多分类任务分别选择上述实验中效果最好的模型，采用10折交叉验证评估实验结果 要求除了最终结果外还需以表格的形式展示每折的实验结果

辽宁工程技术大学计算机类专业课程《数据结构》授课PPT课件+实例代码+上机实验+期末复习题（含答案） 内容概要： （1）授课PPT课件（普通版、美化版） （2）李春葆编著的《数据结构教程（第6版·微课视频·题库版）》、《数据结构教程（第6版）学习指导》源代码，及《数据结构教程上机实验指导》源代码 （3）两份与《数据结构教程（第6版·微课视频·题库版）》配套的数据结构考试题（含答案） （4）《数据结构(C语言篇)-习题与解析(修订版)》-李春葆[编著] （5）8个上机实验的实验代码及运行结果截图 （6）期末考试复习题（题库版，含答案）等 适用群体：适用于辽宁工程技术大学软件工程（专升本）、计算机科学与技术（专升本）等计算机类专业学习该课程的同学，有考研打算且需要参加《数据结构》科目考试的同学也可就此学习和参考 说明：2023年11月版

异步FIFO是一种在数字系统设计中常见的数据缓冲机制，特别是在高速数据传输和处理中。它的核心特性在于读写指针分别由两个不同时钟域控制，以解决时钟域间的数据传递问题，防止数据丢失或错误。在这个实验中，我们将深入探讨异步FIFO的设计与验证。 "RTL"通常指的是寄存器传输级（Register Transfer Level）设计，这是硬件描述语言（如Verilog或VHDL）中的一个层次，用于描述数字系统的逻辑功能。在RTL设计中，我们定义了电路中的每个逻辑门和寄存器以及它们之间的数据流动。在这个实验的"rtl"文件夹中，你应该能找到异步FIFO的Verilog或VHDL源代码，它会包括读写指针的管理、FIFO存储阵列以及必要的同步逻辑。 异步FIFO的关键在于其读写指针的管理。由于读写操作发生在不同的时钟域，需要额外的同步机制来确保正确性。这通常通过使用时钟边沿检测器和多个阶段的寄存器（通常称为“锁存器”或“缓冲区”）来实现。在RTL代码中，你需要查找这些同步结构，理解它们如何确保数据在两个时钟域之间正确传输。 "TB"代表测试平台（Testbench），是用于验证RTL设计正确性的模拟环境。在测试平台中，会模拟输入信号，然后检查输出是否符合预期的行为。"TB代码需要debug"提示我们，可能在测试平台的实现或与RTL接口的连接上存在一些问题，需要进行调试。调试TB通常涉及到设置激励，观察响应，并检查是否满足设计规范。对于异步FIFO，可能需要检查在各种边界条件（如满、空状态）下的行为，以及在读写速度不匹配时的数据完整性。 SV（SystemVerilog）是一种扩展的硬件描述语言，它提供了高级的验证工具和方法，如类、接口、覆盖点等，使得测试平台的构建更加高效和模块化。在本实验中，你可能会看到SV语言的一些特性被用来增强TB的功能，例如，使用随机化生成测试数据，或者通过接口来模拟外部系统与FIFO的交互。 在提供的"fifo部分代码.docx"文档中，可能会有更详细的关于FIFO设计思路的解释，或者是对TB调试步骤的指导。而"fifo"文件可能包含了其他与FIFO相关的资料或代码片段。 这个实验将让你深入了解异步FIFO的设计原理，以及如何使用硬件描述语言和验证技术来实现和测试这种关键的数字系统组件。在完成实验的过程中，你将提升对时钟域同步、数据缓冲和高级验证方法的理解，这些都是现代数字系统设计不可或缺的知识点。

STM32F103C8T6是意法半导体（STMicroelectronics）生产的一款高性能、低成本的微控制器，属于STM32系列的通用型MCU。它采用ARM公司的Cortex-M3内核，工作频率最高可达72MHz，具有丰富的外设接口，包括GPIO、ADC、UART、SPI、I2C、定时器等，广泛应用于各种嵌入式系统设计。在本实验中，我们将重点讨论如何利用STM32F103C8T6的编码器接口进行速度测量。 编码器是一种用于测量旋转角度或速度的设备，通常有增量型和绝对型两种。增量型编码器通过产生脉冲信号来表示角度变化，而绝对型编码器则直接提供当前角度位置信息。在STM32F103C8T6中，我们通常使用TIM（Timer）模块配合编码器接口来处理编码器信号，实现对电机或其他旋转装置的速度测量。 实验开始前，首先需要配置编码器接口。STM32F103C8T6有两个TIM模块（TIM2和TIM3）支持编码器模式。我们需要选择其中一个TIM，并将其两个输入捕获通道（通常为CH1和CH2）连接到编码器的A相和B相信号。在编码器模式下，这两个通道会检测到来自编码器的脉冲，根据A相和B相的相对极性变化，STM32可以确定脉冲的上升沿和下降沿，从而计算出旋转速度。 配置编码器接口的步骤大致如下： 1. 初始化时钟：开启TIM模块所需的APB1或APB2时钟。 2. 配置GPIO：设置编码器信号线的输入模式，一般为浮空输入。 3. 设置TIM工作模式：将TIM配置为编码器模式，可以选择正常模式或者单边模式，根据编码器类型选择合适的计数方式。 4. 配置TIM输入滤波器：减少噪声影响，确保正确捕获脉冲。 5. 设置TIM输入捕获通道：分配编码器信号到相应的通道，如TIM2的CH1和CH2。 6. 启动TIM：使能TIM的计数器。 在获取编码器信号后，我们需要通过TIM中断或者DMA来处理脉冲计数。每当检测到一个上升沿或下降沿，TIM都会生成一个中断请求，通过中断服务程序更新计数值。通过比较两次中断之间的时间差，我们可以计算出电机转速。 实验代码通常包括初始化函数、中断服务函数和主循环中的速度计算部分。初始化函数负责上述配置步骤，中断服务函数负责更新计数值，主循环则读取计数值并计算速度。速度计算公式通常为： \[ \text{Speed} = \frac{\text{Pulse Count}}{\text{Time Difference}} \] 其中，脉冲计数（Pulse Count）由中断服务程序维护，时间差（Time Difference）可通过定时器获取或软件计时实现。 在实际应用中，可能还需要考虑编码器分辨率、电机齿轮比等因素对速度的影响。此外，为了提高精度，可以使用PID控制算法来调整电机速度，使其更接近目标值。 总结来说，基于STM32F103C8T6的编码器接口测速实验涉及到STM32的定时器配置、编码器接口设置、中断服务以及速度计算等多个关键知识点。通过这个实验，开发者能够深入理解微控制器如何与编码器交互，以及如何利用这些信息进行实时的电机速度控制。

在本文中，我们将深入探讨基于万利STM3210B-LK1开发板的“实验5：外部中断实验”。这个实验旨在帮助我们理解和掌握STM32微控制器如何处理外部中断事件，这对于实时系统和响应关键应用至关重要。STM32是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一系列高性能、低功耗的32位微控制器，广泛应用于各种嵌入式设计。 外部中断是STM32微控制器与外界交互的重要方式之一。它允许微控制器在外部信号发生变化时暂停当前任务，执行特定的中断服务程序，然后恢复原来的工作。这种机制使得STM32能够及时响应外部事件，如按钮按下、传感器检测等。 在STM32中，外部中断主要由GPIO（General-Purpose Input/Output）引脚管理。STM3210B-LK1开发板上的GPIO引脚可以被配置为输入模式，并且可以设置为触发中断的不同条件，例如上升沿、下降沿或两者的组合。在实验中，我们可能需要配置某个GPIO端口，比如PA0，来检测外部信号的变化。 实验步骤通常包括以下几个部分： 1. 初始化：首先要对STM32进行初始化，这包括设置时钟系统、GPIO端口模式以及中断控制器。我们需要开启相应的时钟，将GPIO端口配置为输入模式，并启用中断功能。 2. 配置中断线：选择需要监听的中断线，比如EXTI0，这对应于GPIOA的第0个引脚。通过设置EXTI寄存器，我们可以设置中断触发条件，比如上升沿触发。 3. 设置中断服务函数：当外部中断发生时，程序会跳转到预设的中断服务函数。在这个函数中，我们可以处理中断事件，例如读取GPIO状态、更新LED状态或者记录事件。 4. 启用中断：我们需要启用全局中断和具体的外部中断线。这样，一旦外部中断发生，CPU就会停止当前任务，执行中断服务程序。 5. 测试与调试：连接适当的外部设备（如按钮）并运行代码，观察中断是否正常工作。通过LED状态的变化或其他反馈机制，我们可以验证中断功能是否正确实现。 在STM32CubeMX或类似的配置工具中，这些配置过程可以更直观地完成。工具会自动生成初始化代码，简化了开发流程。同时，了解中断向量表和中断优先级的概念也很重要，它们决定了中断服务程序的执行顺序和处理方式。 这个“实验5：外部中断实验”是STM32学习中的一个重要环节，它帮助开发者理解如何利用STM32的中断机制来提高系统的实时性和效率。通过实践，你可以更好地掌握STM32的中断系统，为以后的项目打下坚实的基础。在实验过程中，务必细心操作，多加练习，以便深入理解外部中断的工作原理。