科研實踐總結(jié)報告

科研實踐總結(jié)報告

指導教師：陳志華年級：0609班學號：201*2237姓名：常曉剛

科研實踐總結(jié)報告

今年三月份開始，在導師的安排指引下，我和陳老師帶的同組同學開始了腦電圖的數(shù)據(jù)分析,也是研究生學習生活的必修課。

我所研究的方向是“基于因子分析的心算事件相關(guān)腦電變化研究”,本研究的意義是：人腦是具備多種功能的，因此腦電圖數(shù)據(jù)包含了不同功能所產(chǎn)生多種成分，為了針對各種功能進行分別研究，就需要將不同功能的數(shù)據(jù)分離開。因子分析是根據(jù)不同獨立因子生成的信息進行信號分離的，所以對腦電圖數(shù)據(jù)中各種獨立成分的分離是有效的。雖然還有獨立成分分析以及主成分分離等方法，但由于因子分析是針對不同因子產(chǎn)生的信號進行分離的，所以在腦電圖數(shù)據(jù)分析時比其它方法更適合。本研究的任務:將腦電圖數(shù)據(jù)中各種不同成分分離開，為對各種成分分別研究提供基礎(chǔ)。本研究預期達到的水平：明確因子個數(shù)，然后按照因子個數(shù)對腦電圖數(shù)據(jù)進行分離，并對每個因子所產(chǎn)生的成分進行分析，對分離的各成分進行分析，并得出各成分的主要特征。為了能夠順利進行數(shù)據(jù)分析，我查看了大量有關(guān)因子方向的書籍和論文，自己在電腦上試著做程序，一旦有什么錯誤，陳老師總是和藹的給我指出問題所在，使我能夠把數(shù)據(jù)分析順利進行下去。

由于我研究的方向是腦電圖數(shù)據(jù)的因子分析，首先要對腦電圖的定義有所了解。人腦內(nèi)的細胞基本上分為兩類：星狀細胞和樹狀細胞。從右圖可以看出星狀細胞所產(chǎn)生的電流是發(fā)散的，所以產(chǎn)生的電場相互抵消，無法在人腦外部采集到。而樹狀細胞具有明顯的方向性，能夠產(chǎn)生一個有效的電場。但是，單個細胞所產(chǎn)生的電流是極為微弱的，所以單一細胞所產(chǎn)生的電場仍然是無法觀測到的。人腦的大腦皮質(zhì)里擁有大量的樹狀細胞，并且基本上是平行排列。因此，大量樹狀細胞所產(chǎn)生的微弱電流合成了一個比較強的電場，腦電圖就是在人腦外部觀測到的這個電場的電壓。這個微弱電壓信息就是腦電圖。

然后就是對因子分析法的認識，因子分析法是從研究變量內(nèi)部相關(guān)的依賴關(guān)系出發(fā)，把一些具有錯綜復雜關(guān)系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個綜合因子的一種多變量統(tǒng)計分析方法。它的基本思想是根據(jù)相關(guān)性大小對變量分組，使得同組內(nèi)的變量之間相關(guān)性較高，而不同組的變量相關(guān)性較低。每一類變量實際上就代表了一個基本結(jié)構(gòu)，即公共因子。對于所研究的問題就是試圖用最少個數(shù)的不可測的所謂公共因子的線性函數(shù)與特殊因子之和來描述原來觀測的每一分量。因子模型心算公式為：X=A*F+e式中，X是測量變量組成的矢量，A是因子荷載常數(shù)矩陣，F(xiàn)為獨立標準化公共因子矢量，e為獨立特定因子矢量。因子荷載絕對值越大，表明變量與公共因子的相依程度越大，或稱公共因子對于變量的載荷量大。因子分析的基本問題就是要確定因子載荷。對所得到的各因子，首先觀察它們在哪些變量上的載荷較大，在哪些變量上載荷較小，再根據(jù)載荷大的變量本身的內(nèi)容來說明因子的含義。

下一步就是對因子分析的應用，要想進行實際應用，就要做大量的實驗。下面介紹的幾個試驗都包括幾種不同狀態(tài)，其目的就是通過對不同狀態(tài)的腦電圖數(shù)據(jù)進行分析，得到每個狀態(tài)的特征，用這些特征來區(qū)別不同狀態(tài)。音樂效果：這個試驗分為幾個連續(xù)的狀態(tài)。首先是閉眼放松狀態(tài)，接下來是聽不喜歡的音樂，最后是聽喜歡的音樂。這個試驗的目的是要了解人在聽喜歡和不喜歡音樂時人腦狀態(tài)發(fā)生的變化。人在聽音樂時需要理解(聽懂)，同時還能產(chǎn)生感情，想象等變化。因此，研究人腦在聽不同音樂時的變化是很有意義的。許多研究表明，音樂對人腦能夠產(chǎn)生多種效應。著名的莫扎特效應就是其中之一。過去的研究還表明，音樂會有助于疾病的治療或恢復。還有的研究發(fā)現(xiàn)職業(yè)的音樂家與一般普通人在左右腦信息傳遞的方向性方面不同。類似結(jié)果有很多，就不一一列舉了。進行這樣的研究應該是富有情趣的。同學們可以了解音樂對自己的影響的關(guān)心的問題。心算試驗：這個試驗分為三個連續(xù)的狀態(tài)。首先是閉眼放松狀態(tài)，接下來每隔一定時間聽到一個數(shù)字，然后從零開始進行累計計算，最后還是閉眼放松狀態(tài)。這個試驗涉及到的內(nèi)容比較多。比如與聽懂有關(guān)，與記憶有關(guān)，需要集中精力，與計算能力也有關(guān)。試驗中給出的數(shù)字是1至10的整數(shù)�？雌饋硭坪醪浑y，但最后能夠獲得準確計算結(jié)果的人并不多。語言效果試驗：這個試驗分為四個連續(xù)的狀態(tài)。首先是閉眼放松狀態(tài)，接下來聽一段日語，然后聽一段中文，最后還是閉眼放松狀態(tài)。這個試驗的目的是要分析人在聽懂和聽不懂時人腦狀態(tài)的差異。被選中作腦電圖試驗的人基本上都聽不懂日語。

由于我最后要寫的論文是和心算試驗有很大關(guān)系，所以重點對心算實驗的數(shù)據(jù)進行了分析。本研究為正確理解心算對大腦的影響，對三種狀態(tài)下獲取的腦電圖數(shù)據(jù)進行了因子分析。在受測者閉眼心算前放松，閉眼心算，閉眼心算后放松三種狀態(tài)下獲得腦電數(shù)據(jù)，找出三種狀態(tài)下腦電圖數(shù)據(jù)的公共因子個數(shù)，然后按照因子個數(shù)對腦電圖數(shù)據(jù)進行分離，提取與公共因子關(guān)系最密切的腦電極，在百分比圖中顯示不同腦電極所占的百分比比重，最后得到左右頭部腦電極所占的百分比比重。心算事件的腦電圖數(shù)據(jù)經(jīng)過因子分析后，每個公共因子相關(guān)的最密切電極的變化就有比較明顯的規(guī)律：在閉眼心算時，發(fā)現(xiàn)跟每個公共因子相關(guān)的最密切的電極都位于人的左腦上；當閉眼放松時，發(fā)現(xiàn)跟每個公共因子相關(guān)的最密切的電極都位于人的右腦上。研究顯示心算訓練促進了人們大腦功能的偏側(cè)化進程，閉眼心算比閉眼放松時表現(xiàn)出更為明顯的左腦優(yōu)勢。從而推測：大腦左側(cè)半球在人們的心算中可能發(fā)揮著主要作用。

在科研實踐既將完成之際，首先，我要感謝我的導師陳志華教授。在進行科研實踐期間，陳老師不但在理論研究和實際算法的研究中給與我指導，使我的專業(yè)知識和科研工作能力都得到了很大的提高。陳老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、敏銳的觀察力、勤勤懇懇的作風和力求創(chuàng)新的精神都給了我極大的影響和鼓舞。在論文工作中，從研究方向的確定、論文的選題直到研究工作的開展，陳老師都與我反復討論，給予了悉心指導。其次，我要感謝和我同組的同學，經(jīng)過我們多次的討論和同組同學的幫助，順利地完成了本次研究。在論文的撰寫過程中，我們定期交流，互相學習。他們的建議給了我很大的啟發(fā)，開闊了我的思路。在論文及諸多繁雜事務中，他們給予了無私的幫助。同時，我也要感謝我的父母，無論出于什么狀態(tài)都一如既往的支持我、鼓勵我，正是由于他們的默默支持和鼓勵，我才能夠走好人生道路上的每一步。我通過這次的實踐，從另一個側(cè)面檢驗了自己的學習情況，培養(yǎng)了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；同時也發(fā)現(xiàn)一些了自己的不足，使我在以后的學習中不斷的彌補和提高�？梢哉f，這次實踐讓我是“受益匪淺”。

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科研實踐報告

題目：電子鐘的設(shè)計系別：電子工程系專業(yè)：電子科學與技術(shù)班級：08電子一學號：08020420姓名：呂杉指導老師：郭建江時間：201*.6.一．概述二．硬件設(shè)計三．軟件設(shè)計四．仿真五．心得體會六．參考文獻一．概述

單片機芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備微機CPU的數(shù)值計算功能外，還具有靈活強大的控制功能，以便實時檢測系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實現(xiàn)自動控制。在本次設(shè)計中采用單片機技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能。方案的設(shè)計可以從以下幾個方面來確定。微處理器的選擇，AT89S51、52是201*年ATMEL推出的新型品種，除了完全兼容8051外，還多了編程功能。但是AT89S52的存儲器容量比AT89S51的大。在本次設(shè)計中采用AT89S52單片機；顯示電路的設(shè)計，隨著科技的發(fā)展，數(shù)碼顯示的使用越來越方便，已被普遍的使用。由于數(shù)碼顯示與驅(qū)動都容易集成在一個芯片上，因此使用起來很方便。校時和定時電路的設(shè)計；實時控制電路是時鐘電路的一個重要組成部分，采用的是一個時鐘芯片，單片機從中讀取數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示，從而實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能；還有一些其他控制電路如復位電路、時鐘電路等。通過這些控制電路的連接構(gòu)成了完整的電路。

本系統(tǒng)是一個電子時鐘，數(shù)碼管顯示時間，具有通過多個按鈕對對應的時、分、秒進行加一調(diào)節(jié)。

A)計時單元由單片機內(nèi)部定時器/計數(shù)器T0來實現(xiàn)。B)時間顯示功能通過LED數(shù)碼管動態(tài)掃描來實現(xiàn)。C)時間調(diào)整，通過接入鍵盤來實現(xiàn)

二．硬件設(shè)計

該系統(tǒng)采用ATMEL的89C51，該單片機有以下特點：1.2.3.4.5.6.7.與MCS-51兼容

4K字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000寫/擦循環(huán)全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線

兩個16位定時器/計數(shù)器

程序說明及流程圖

使用單片機中的定時器中斷，定時50ms，設(shè)定一計數(shù)單元R2賦值當前為20，當R2減為0時（50*20=1000）時，秒值加一，當秒值為60時，分值加一，秒值清零。分值為60時，分值清零，時值加一。時值為24時，時、分、秒均清零

開始設(shè)置各中斷程序入口地址相關(guān)寄存器清零T0初始化開中斷，啟動T0調(diào)用顯示子程調(diào)用時間調(diào)整子調(diào)用鍵盤處理子否是有鍵按下功能程序

三．軟件設(shè)計ORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPINTT0

START:MOV@R0,#70HMOVR7,#0CHINIT:MOV@R0,#00HINCR0DJNZR7,INITMOV72H,#10MOV75H,#10

MOVTMOD,#01HMOVTL0,#0B0HMOVTH0,#03CHSETBEASETBET0SETBTR0START1:LCALLSCANLCALLKEYSCANSJMPSTART1DL1MS:MOVR6,#14HDL1:MOVR7,#19HDL2:DJNZR7,DL2DJNZR6,DL1RET

DL20MS:ACALLSCANACALLSCANACALLSCANRET

SCAN:MOVA,78HMOVB,#0AHDIVABMOV71H,AMOV70H,BMOVA,79HMOVB,#0AHDIVABMOV74H,AMOV73H,BMOVA,7AHMOVB,#0AHDIVABMOV77H,AMOV76H,BMOVR1,#70HMOVR5,#80HMOVR3,#08HSCAN1:MOVA,R5MOVP2,AMOVA,@R1MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP0,AMOVA,R5LCALLDL1MSINCR1MOVA,R5RRAMOVR5,ADJNZR3,SCAN1MOVP2,#00HMOVP0,#0FFHRETTAB:DB

0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH

INTT0:PUSHCLRCLRMOVMOVSETBINCMOVCJNEMOVINCMOVCJNEMOVINCMOVPUSHACCPSWET0TR0TL0,#0B0HTH0,#03CHTR07BHA,7BHA,#14H,OUTT07BH,#0078HA,78HA,#3CH,OUTT078H,#0079HA,79HCJNEA,#3CH,OUTT0MOV79H,#00INC7AHMOVA,7AHCJNEA,#18H,OUTT0MOV7AH,#00OUTT0:SETBET0POPPSWPOPACCRETIKEYSCAN:CLREA

JNBP1.0,KEYSCAN0JNBP1.1,KEYSCAN1JNBP1.2,KEYSCAN2KEYOUT:SETBEARET

KEYSCAN0:LCALLDL20MSJBP1.0,KEYOUTWAIT0:JNBP1.0,WAIT0INC7CHMOVA,7CHCLRTRCLRET0

CJNEA,#03H,KEYOUTMOV7CH,#00SETBTR0SETBET0SJMPKEYOUT

KEYSCAN1:LCALLDL20MSJBP1.1,KEYOUTWAIT1:JNBP1.1,WAIT1MOVA,7CH

CJNEA,#02H,KSCAN11INC79HMOVA,79HCJNEA,#3CH,KEYOUTMOV79H,#00SJMPKEYOUTKSCAN11:INC7AHMOVA,7AHCJNEA,#18H,KEYOUTMOV7AH,#00SJMPKEYOUT

KEYSCAN2:LCALLDL20MSJBP1.2,KEYOUTWAIT2:JNBP1.2,WAIT2MOVA,7CH

CJNEA,#02H,KSCAN21DEC79HMOVA,79H

CJNEA,#0FFH,KEYOUTMOV79H,#3BHSJMPKEYOUTKSCAN21:DEC7AHMOVA,7AH

CJNEA,#0FFH,KEYOUTMOV7AH,#17HSJMPKEYOUTEND四．仿真

五．心得體會

本次的課程設(shè)計是以我們所學《單片機原理與應用》為基礎(chǔ)而開展的，時間為兩周，雖然有半個月的的時間，但是要自己獨立的完成本次設(shè)計還是具有不小的挑戰(zhàn)。雖說這門課程老師已經(jīng)對書上的大部分內(nèi)容進行了教學，但是總感覺是只停留于表面，如要把所學的知識能靈活的運用與實踐，還必須增加更多的課外知識，最終才能更加深入的了解、掌握、利用這門學科。在開始的第一天，我們拿到了自己的題目，而且通過帶隊老師講解，使我們對自己的課題有了大致的理解與方向。又通過在網(wǎng)上尋找相關(guān)的資料，使我對自己的設(shè)計有了大致的思路，而后整理出自己的設(shè)計方案。初步確定了設(shè)計中需要的單片機和系統(tǒng)后，開始設(shè)計硬件原理圖，接著通過此原理圖進行軟件設(shè)計。完成軟件設(shè)計接下來就是仿真，以檢測設(shè)計的原理圖及程序是否正確。為了實現(xiàn)仿真，又開始學習兩個新的軟件，分別為KeiluVision4編程軟件和Proteus調(diào)試軟件，這兩個軟件都是屬于計算機語言，通過指令來控制相應的硬件運行狀態(tài)。在同學的幫助下經(jīng)過短暫的學習很快掌握了這兩個新軟件，就開始進行仿真�？墒墙Y(jié)果卻不怎么令人滿意，無論是硬件設(shè)計還是軟件設(shè)計都出來問題，沒有達到預期的效果，也可以說出現(xiàn)了很多意料之外的錯誤。為了解決這些問題，花費了很大的功夫，再到圖書館查找相關(guān)的資料，上網(wǎng)搜索，但是效果不佳。又咨詢我們的同學們，從他們那里得到了很大的幫助，使有種豁然開朗的感覺。最終在我與同學的共同努力下，順利地完成了本次的課程設(shè)計。

回憶起這一個星期來是有苦有樂，最重要的是這是一個學習的過程。在完成設(shè)計的過程中，遇到了許多的死角，使我感到迷茫、煩躁，還有彷徨。可是當我迅速的脫離這樣的困惑時，我知道那不僅是一種成長，同時也是一種鍛煉。

六．參考文獻

1.范力《單片機原理及應用技術(shù)》。電子工業(yè)出版社，201*.2.徐士良葛兵《計算機軟件技術(shù)基礎(chǔ)》。清華大學出版社，201*.3.徐磊楊錚《電工，電子技術(shù)實習與課程設(shè)計》。中國電力出版社，201*.

4.曾建唐《電工電子基礎(chǔ)實踐教程》。機械工業(yè)出版社，201*.5.竇振中,汪立森《PIC系列單片機應用設(shè)計與實例》北京航空航天大學出版社

6.劉和平《單片機原理及應用》重慶大學出版社7.李學�！禤IC單片機實用教程-基礎(chǔ)篇》北京航空航天大學出版社

8.劉和平《PIC16F87X單片機實用軟件及接口技術(shù)-匯編語言及應用》北京航空航天大學出版社

9.謝宜仁《單片機實用技術(shù)問答》人民郵電出版社201*.

10.郭天祥《新概念51單片機C語言教程》電子工業(yè)出版社

11.教材《單片微型計算機技術(shù)》劉國榮編機械工業(yè)出版社12.《單片微型計算機原理、應用及接口技術(shù)》張迎新編國防工業(yè)出版社

13.付家才《單片機控制工程實踐技術(shù)》北京化學工業(yè)出版社,201*14.孫育才王榮興孫化芳《新型AT89S52系列單片機及其應用》北京清華大學出版社

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