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园林的系统化设计内容摘要：关键词：园林设计是系统化的工作，其中包括多个独立的系统设计，传统的方法是将园林设计分为软景和硬景设计。这些都是依照园林外部的表现形式进行的表面肤浅的分类，文章则按照园林的内在特征进行分类，如生态系统设计、视觉系统设计、空间系统设计，人文系统设计。通过对园林设计更加深刻的理解，对园林设计工作给出建设性的意见。园林系统化设计生态视觉空间人文园林设计是一项系统化的工作。园林本身看似由山水植物建筑等四大要素按照一定的秩序美感等组合而成，但蕴涵在里面的则是多方面知识的相互交叉与协作，如植物、生态、气候、建筑、材料以及美学等方面的知识。这么多的学科和知识如何运用到我们的设计当中来，组合成具有一定功能及美感的园林景观，这就需要系统化的设计。一般在设计上我们习惯按照园林外部的组成分为硬景系统和软景系统设计。这种只是从表面上对园林的构成进行的一个简单分类。而实际上园林的构成要复杂得多。园林的设计是一个系统化的工作，园林的系统化设计按照园林的实质组成结构来说分为几个部分：生态系统设计、视觉系统设计、空间系统设计、人文系统设计。一、园林生态系统设计在城市还没有形成之前，主要是动物、植物、微生物及其生存环境共同组成的生态系统，动物、植物、微生物是生态系统的主体。生态系统各组成因素之间的关系，随着时间的推移而有所变化，然而这种变化是缓慢的。当人类改造环境，发展生产，开展一系列经济活动，并离开森林、农田而逐渐聚居到城市，在这样一个历史进程中，人、动物、植物、微生物及其自上而下的环境共同组成城市生态系统，人类成为影响生态系统的主体，人类活动的加剧，导致生态系统的急剧变化。园林作为人类活动的产物，是人在与自然环境相互作用的过程中产生的，最初的功能只是单纯地从功能方面的考虑，如栽植花果树木、观赏鸟兽禽鱼等，慢慢地过渡到陶冶性情、寄托情思、提供休憩环境、保护生态、改善环境、体育保健、防止灾害等方面，在诸多的因素中，园林对于生态系统保护和恢复方面是首先应考虑的因素，园林从属于自然系统，是自然与人类的结合处、过渡地带。在这样一个敏感的地带，人与自然是一个矛盾的统一体，园林设计一方面要按照人类的意志和要求进行建造；另一方面又必须是在尊重自然的前提下进行。所以必须按照自然本身的规律来进行园林的设计亦即是园林的生态系统设计。正如麦克哈格所说：“世界是丰富的，为了满足人类的希望仅仅需要我们通过理解和尊重自然……设计必须结合自然。”二、园林视觉系统设计19世纪以来，平面设计师们就已经进入了某些我们现在所称的“环境视觉设计”领域，当时它被称为“标识绘制”。但这并不是说如今的环境视觉设计就是它的全部。从最原始的意义上而言，环境设计师关注的是一些标识的外观和感觉，这些标识可以是从一个简单的零售商店的招牌到医院、剧院或博物馆的整个指示系统的任何东西。前者可以是一块木板，上面的东西可以与这座建筑的其他部分或内部设计没有什么关系；后者则常常是整体导识系统中的主要成分，它与一个机构的标识和相关的平面因素联系在一起，显示出整体的环境特征。要成功地完成这项设计，并不像拨动一个开关那样把一维、二维变成三维那么简单。相反，它需要高超的能力，把平面的东西变成动态的三维物体。而且，这并不是一个抽象的过程，环境设计师们必须对各种新的材料和制作过程富有经验，有最新的知识，这样才能把纸上的构思变成具有功能的对象。园林作为人类的艺术创作，它必须是符合美的要求。作为人类所创造的美的环境和休憩场地，环境必须是最佳，视觉效果必须很好。园林的视觉系统主要是指园林外在形象给人的直观视觉感受，具体来说园林的外在形象主要是通过园林的比例、形状、体积、材料、构成等构成。园林视觉系统设计是一个综合性的系统工程，是空间经营的艺术，设计的最终目的是以人为本，为人类创造赏心悦目、合情合理、方便快捷的视觉系统空间。人对于园林视觉景观效果的认识或者是判断标准，又根据人自身的背景文化状况、审美层次的差异有着很大的不同。具体有以下几种情况：横向文化差异对园林审美取向的影响：如东西方园林审美差异，东方以崇尚自然为主，园林也是自然式的设计，讲究山水之美、自然之美。而西方则以规则式园林为主，讲究几何、秩序美感。在这两种文化差异下，所做出的园林必定有着很大的差别。这些都与审美主体自身所在的环境背景有关。纵向文化差异对园林审美取向的影响：同一区域不同文化层次的人群对于园林审美也有着很大的差别，不同年龄段的人群对于园林审美也有着一定的区别。因此，这就需要在我们的园林设计中明确我们所设计的园林潜在的欣赏对象。当然，如果是作为大众化的园林设计，就必须要满足所有人群的审美需求。三、园林空间系统设计园林是综合了多种艺术手段，主要运用空间构图的手法创造的一种艺术，它也可以看作是建筑的室外延伸部分，是一具有三维特性的空间场所，是人类活动的重要场地。从宏观上来看，园林是城市绿色空间系统的一部分，其主要功能是调解城市生态环境和作为居民接触自然的游憩空间。当前，人们已改变原有单纯的“家庭——工作单位”式空间流动模式，并热衷于走出居室，走向充满绿色和阳光的大自然——游憩、娱乐、运动和交流。(转第137页）(接第129页）因此，在进行园林设计时，首先应从大的空间角度进行思考，从用地规模、空间规模、空间序列组织、空间视线、环境效益等方面综合研究，做出定性、定量规划。如先制定城市绿色空间系统建设总体目标。对城市空间进行调整，形成“点型、带型、场型空间”相结合的空间系统。其次，对于园林本身来说，其内部自身的空间组织、空间分隔等，也应按照一定的逻辑顺序来进行安排，在设计的过程中，按照功能的要求，划分各功能性的空间，按照密闭程度的不同，分为开敞空间、封闭空间、半开敞空间等。各个空间的衔接与过渡必须自然流畅，偶然天成。共同形成整个园林空间系统。四、园林人文系统设计园林作为人类社会的产物，是自然的人化，或者是人化的自然，自始至终都离不开人的参与，人也是园林创作和享受的主体，人所存在的社会背景及人本身的文化状况的不同使得世界上的园林存在着很大的差别，如东西方文化上的差别、时间顺序上的差别。园林的人文系统设计主要是指园林设计中对于历史文化、风土人情、思想观念的尊重与表达，如在西方传统园林中，崇尚人工、几何、秩序，表现出的是一种理性的思想观，园林则多规整、对称、机械，在园林中安放有各种古典的神话传说雕塑，表达人定胜天的思想。而在东方，儒道佛思想影响至深，园林一直表现为对自然的尊重，山水乃自然之根，人寄情山水，崇尚自然。从文化、美学，人的视觉、意向、心理感知等方面，赋予园林规划更多的人文关怀。从整体上控制并营造城市景观的独特性、连续性，使人得到更多的享受。只有在各自的环境中，大家才能够找到自己心灵的寄托。五、园林各系统的联系与组织园林设计作为一项综合性的工作，我们需要对各个系统进行综合的整理，各个系统不是独立存在的，他们彼此之间互相穿插，生态系统设计是园林的根本，视觉系统设计关系到园林的外在美感，空间系统设计关系到园林内部空间的结构组合，人文系统设计则是园林的灵魂，园林也只有在符合自然发展逻辑的情况下，通过自身外在和内在的美观与秩序，以及独特的文化艺术内涵，才能够成为一个合格的产品。以上通过对园林设计中各个因素、概念及相互联系的分析，从本质上对园林设计进行剖析，希望能对现代的园林设计工作给出建设性的意见。参考文献：[1]李嘉乐，张文德园林无俗情“中西古典园林审美观的比较”——兼论中国新园林的展望陈尔鹤，张丽萍南京出版社，[2]杨赉丽城市园林绿地规划中国林业出版社，[3]麦克哈格著，芮经纬译设计结合自然天津大型出版社，[4]王艺湘，王芝湘环境视觉导识设计天津大学出版社， 
低频信号发生器的设计摘 要：直接数字合成(DDS)是一种重要的频率合成技术，具有分辨率高、频率变换快优点，在雷达及通信等领域有着广泛的应用前景。文中介绍了一种高性能DDS芯片AD9850的基本原理和工作特点，阐述了如何利用此芯片设计一种频率在0—50kHz内变化、相位正交的信号源，给出了AD9850芯片和MCS51单片机的硬件接口和软件流程。关键词：直接数字频率合成 信号源 AD9850芯片概述：随着数字技术的飞速发展，高精度大动态范围数字／模拟(D，A)转换器的出现和广泛应用，用数字控制方法从一个标准参考频率源产生多个频率信号的技术，即直接数字合成(DDS)异军突起。其主要优点有：(1)频率转换快：DDS频率转换时间短，一般在纳秒级；(2)分辨率高：大多数DDS可提供的频率分辨率在1 Hz数量级，许多可达0．001 Hz；(3)频率合成范围宽；(4)相位噪声低，信号纯度高；(5)可控制相位：DDS可方便地控制输出信号的相位，在频率变换时也能保持相位联系；(6)生成的正弦／余弦信号正交特性好等。因此，利用DDS技术特别容易产生频率快速转换、分辨率高、相位可控的信号，这在电子测量、雷达系统、调频通信、电子对抗等领域具有十分广泛的应用前景。 低频信号发生器的组成 图7为低频信号发生器组成框图。它主要包括主振器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表等。（1）主振器RC文氏桥式振荡器具有输出波形失真小、振幅稳定、频率调节方便和频率可调范围宽等特点，故被普遍应用于低频信号发生器主振器中。主振器产生与低频信号发生器频率一致的低频正弦信号。文氏桥式振荡器每个波段的频率覆盖系数（即最高频率与最低频率之比）为10，因此，要覆盖1Hz～1MHz的频率范围，至少需要五个波段。为了在不分波段的情况下得到很宽的频率覆盖范围，有时采用差频式低频振荡器，图8为其组成框图。假设f2=4MHz，f1可调范围为3997MHz～1MHz，则振荡器输出差频信号频率范围为300Hz （4MHz-3997MHz）～7MHz（1 MHz-4 MHz）。 差频式振荡器的缺点是对两个振荡器的频率稳定性要求很高，两个振荡器应远离整流管、功率管等发热元件，彼此分开，并良好屏蔽。（2）电压放大器电压放大器兼有缓冲与电压放大的作用。缓冲是为了使后级电路不影响主振器的工作，一般采用射极跟随器或运放组成的电压跟随器。放大是为了使信号发生器的输出电压达到预定技术指标。为了使主振输出调节电位器的阻值变化不影响电压放大倍数，要求电压放大器的输入阻抗较高。为了在调节输出衰减器时，不影响电压放大器，要求电压放大器的输出阻抗低，有一定的带负载能力。为了适应信号发生器宽频带等的要求，电压放大器应具有宽的频带、小的谐波失真和稳定的工作性能。（3）输出衰减器输出衰减器用于改变信号发生器的输出电压或功率，分为连续调节和步进调节。连续调节由电位器实现，步进调节由步进衰减器实现。图9为常用输出衰减器原理图，图中电位器RP为连续调节器（细调），电阻R1～R8与开关S构成步进衰减器，开关S为步进调节器（粗调）。调节RP或变换开关S的挡（4） 功率放大器及阻抗变换器功率放大器用来对衰减器输出的电压信号进行功率放大，使信号发生器达到额定功率输出。为了能实现与不同负载匹配，功率放大器之后与阻抗变换器相接，这样可以得到失真小的波形和最大的功率输出。阻抗变换器只有在要求功率输出时才使用，电压输出时只需衰减器。阻抗变换器即匹配输出变压器，输出频率为5Hz～5kHz时使用低频匹配变压器，以减少低频损耗，输出频率为5kHz～1MHz时使用高频匹配变压器。输出阻抗利用波段开关改变输出变压器次级圈数来改变。 工作原理及结构函数信号发生器产生信号的方法有三种：一种是由施密特电路产生方波，然后经变换得到三角波和正弦波形；第二种是先产生正弦波再得到方波和三角波；第三种是先产生三角波再变换为方波和正弦波。在此主要介绍第一种方法，即脉冲式函数信号发生器 低频信号发生器的主要工作特性目前，低频信号发生器的主要工作特性如下：①频率范围 一般为20Hz～1MHz，且连续可调。②频率准确度 ±（1～3）%。③频率稳定度 一般为（1～4）%/小时。④输出电压 0～10V连续可调。⑤输出功率 5～5W连续可调。⑥非线性失真范围 （1～1）%。⑦输出阻抗 50Ω、75Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等几种。⑧输出形式 平衡输出与不平衡输出。 低频信号发生器的使用低频信号发生器型号很多，但它们的使用方法基本类似（1）了解面板结构使用仪器之前，应结合面板文字符号及技术说明书对各开关旋钮的功能及使用方法进行耐心细致的分析了解，切忌盲目猜测。信号发生器面板上有关部分通常按其功能分区布置，一般包括：波形选择开关、输出频率调谐部分（包括波段、粗调、微调等）、幅度调节旋钮（包括粗调、细调）、阻抗变换开关、指示电压表及其量程选择、电源开关及电源指示、输出接线柱等。 AD9850 芯片介绍 AD9850是AD公司生产的最高时钟为125 MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器，主要由可编程DDS系统、高性能模数变换器(DAC)和高速比较器3部分构成，能实现全数字编程控制的频率合成，并具有时钟产生功能。AD9850的DDS系统包括相位累加器和正弦查找表，其中相位累加器由一个加法器和一个32位相位寄存器组成，相位寄存器的输出与外部相位控制字(5位)相加后作为正弦查找表的地址。正弦查找表实际上是一个相位／幅度转换表，它包含一个正弦波周期的数字幅度信息，每一个地址对应正弦波中0。一360。范围的一个相位点。查找表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动10bit的DA变换器，输出2个互补的电流，其幅度可通过外接电阻进行调节。AD9850还包括—个高速比较器，将DA变换器的输出经外部低通滤波器后接到此比较器上即可产生一个抖动很小的方波，这使得AD9850可以方便地用作时钟发生器。AD9850包含40位频率／相位控制字，可通过并行或串行方式送人器件：并行方式指连续输入5次，每次同时输入8位(1个字节)；串行方式则是在—个管脚完成40位串行数据流的输入。这40位控制字中有32位用于频率控制，5位用于相位控制，1位用于掉电(powerdown)控制，2位用于选择工作方式。在并行输入方式下，通过8位总线D0一D7将外部控制字输入到寄存器，在W—CLK(字输入时钟)的上升沿装入第一个字节，并把指针指向下一个输入寄存器，连续5个W—CLK的上升沿读入5个字节数据到输入寄存器后，W—CLK的边沿就不再起作用。然后在rQ—UD(频率更新时钟)上升沿到来时将这40位数据从输入寄存器装入到频率／相位寄存器，这时DDS输出频率和相位更新一次，同时把地址指针复位到第一个输入寄存器以等待下一次的频率／相位控制字输入。6 硬件设计要产生两路相位正交、频率可由外部控制的正弦信号，必须通过单片机编程来完成外部输入的频率数据(3个字节)与DDS38芯片(AD9850)内部频率相位控制字(5个字节)间的转换。单片机8051与AD9850芯片的接口既可采用并行方式，也可采用串行方式，本设计采用的是8位并行接口方式。由于需要产生VQ两路正弦信号，因此使用了2片AD9850芯片，这两路的频率相同，相位差90。。单片机8051的P1口(P1．0一P1．7脚)用作外部控制字输入，通过中断1和中断0读入外部频率数据，连续读3次，对应频率值的二进制数；单片机的P0口(P0．0一P0．7脚)用作频率／相位控制字输出，通过8位缓冲器74LS244作数据缓冲后加到2片AD9850芯片的8位控制字输入端(DO—D7脚)，同时产生相应的DDS时序控制信号(一路复位reset1、二路复位reset2、一路字输入时钟W1、二路字输入时钟W2、一路频率更新时钟FU1、二路频率更新时钟FU2)加到AD9850芯片的对应管脚。AD9850的外部参考时钟信号(dk4Om)频率为40 MHz，由晶体振荡器产生。单片机8051的复位信号(reset)、中断0和中断1控制信号(intO、int1)由外部控制系统给出，从而实现两路相位正交、频率可控的正弦信号。该DDS信号源的硬件接口电路如图1所 图1 DDS信号源硬件接口电路 软件控制此程序的功能就是要将外部输入的频率数据按照一定协议和算法变换成DDS芯片(AD9850)所能接受的格式，并送出相应的频率相位控制信号，从而使AD9850能产生两路相位正交、频率可控的正弦信号。下面给出程序设计输入、输出、变换算法。(1) 输入数据同步：上升沿时读人1个字节的频率数据，作为intl中断输入；数据写入：上升沿时频率更新1次，作为intO中断输入；8位数据：输入的频率字节。分3次输入，如图2所示。 (2)输出单片机控制程序将产生下述输出信号加到DDS芯片(AD9850)的对应脚：reset1：一路DDS复位(一路AD9850第22脚)；reset7．：二路DDS复位(-路AD9850第22脚)；w1：一路数据同步(一路AD9850第7脚)；w2：二路数据同步(二路AD9850第7脚)；ful：一路数据写入(一路AD9850第8脚)；fu2：二路数据写入(二路AD9850第8脚)；P0口(P0．0一P0．7)：8位频率／相位数据输出(AD9850的DO—D7脚)。(3)算法：程序中单片机输入频率数据F(3个字节)与输出频率数据△P(4个字节)间的变换算法见式(2) 其中CLKIN为外部参考时钟(40 M Hz)。(4)程序流程：整个程序由主程序、中断0子程序、中断1子程序三部分构成。流程图略。8 结论对设计的信号源在不同频率下的输出波形进行了测试，结果完全能达到所要求的性能指标。而且AD9850工作可靠，对参考时钟波形要求不高，输出信号稳定且信噪比高，是一种性价比很高的芯片，正广泛应用于电子测量、跳频通信、雷达系统等领域。9 致谢通过对低频信号发生器的设计，我深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，我个人感觉调试部分是最难的，因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧参考文献：【1】高卫东．等．AD9850 DDS芯片信号源的研制【J】．实验室研究与探索，2000，(5)．【2】石雄．等．DDS芯片AD9850的工作原理及其与单片机的接口【J】．国外电子元器件，2001。(5)．(上
