一种电路图特征字符串的编码比对方法技术

本发明专利技术提供了一种电路图特征字符串的编码比对方法，包括引脚特征字符串编码、支路等效、节点特征字符串编码、电路图特征字符串编码、比对五个步骤，其通过设定编码与排序规则，将二维电路图形影射成一维字符串，并把所得一维字符串定义为电路图特征字符串；通过提取、比较两电路的电路图特征字符串，可判断两电路是否一致，若两电路的电路图特征字符串完全一致，表明两电路图为同一电路，否则，表明两电路为不同的电路，因此，本编码方法可用于模拟电路设计练习系统，实现标准电路与学生所设计电路的比对。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电路图的编码方法，具体是， 属于电子技术和计算机

技术介绍
模拟电子技术是电子信息、通信和电气类专业最重要的技术基础课程之一，其旨 在培养学生对典型模拟电路的分析能力和设计能力。对于分析能力的培训，相对容易实现， 而对于设计能力的培训，则实现比较困难。主要原因在于，教材及其配套的练习系统提供的 练习题多为电路分析题目，几乎没有电路设计题目，因而，学生平时训练多是进行电路分析 的训练，很少进行电路设计的练习。为了培养学生对典型模拟电路的设计能力，有必要开发 一个模拟电路设计练习系统，提供给学生作电路设计练习之用。 在模拟电路设计练习系统的开发过程，面临最大的技术困难是：如何对学生所画 的电路图与系统提供的标准电路图进行比对，从而判别学生所设计电路的对错。 电路图隐含电路的两个要素：电路拓朴和电路参数。电路拓朴指电路元件及其电 气连接关系，电路参数指电路元件的参数值。图形不同的电路图，若隐含的电路拓朴和电路 参数一致，则实质为同一电路，只是表现形式不同，反之，则为不同的电路。若是人工比对电 路图，比较容易实现，因为人脑可过滤电路图形式上的干扰，只专注比对电路图的电路拓朴 和电路参数是否一致;若让计算机程序完成比对，需要设计一个合适的数据结构，用来存放 从电路图提取的电路拓朴和电路参数，然后通过比对数据结构，完成电路图比对。而关于模 拟电路电路图的编码比对技术，国内还未见有相关文献报道。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了 ，该方法可 应用于模拟电路设计练习系统，实现标准电路与学生所设计电路的比对。 本专利技术的技术思路为:设定编码与排序规则，将二维电路图形影射成一维字符串， 并把所得一维字符串定义为电路图特征字符串；通过提取、比较两电路的电路图特征字符 串，可判断两电路是否一致，若两电路的电路图特征字符串完全一致，表明两电路图为同一 电路，否则，表明两电路为不同的电路。 本专利技术所采用的技术方案为： ，包括以下步骤： (1) 引脚特征字符串编码:遍历电路图中的所有元件，对每一个元件的每一个引脚，按 引脚特征字符串编码规则生成引脚特征字符串； (2) 支路等效:对电路图中包含有两个或两个以上元件的每一个支路，分别用一个虚元 件对支路中的元件进行等效，再按虚元件引脚特征字符串编码方法分别生成每一个虚元件 的引脚特征字符串； (3) 节点特征字符串编码:遍历电路图中的所有节点，对每一节点，由其连接的元件引 脚的引脚特征字符串组成一个字符串集，再按字符串排序规则对此字符串集的字符串进行 排序，最后把此字符串集排序好的所有字符串从头到尾串起来，形成此节点的节点特征字 符串； (4)电路图特征字符串编码：由全部节点的节点特征字符串组成一个字符串集，再按字 符串排序规则对此字符串集的字符串进行排序，最后把此字符串集排序好的所有字符串从 头到尾串起来，形成电路图特征字符串。步骤(1)所述的引脚特征字符串编码规则为： 引脚特征字符串=元件名++ 其中，元件名用以标识元件的类型，如"R"、"LED"、"(Τ'、"0ΡΑ"分别为电阻、发光二极管、 电容和运放的元件类型标识；用以标记有参数值的元件的参数值，如"100Κ"、 "ΙΟιιΓ分别表示电阻阻值和电容容量，此项为选择项，对于无参数的元件，此项可省略；用以标记有极元件的引脚名称，如"P"和"N"分别标记正极(或正相输入端)和负极(或 反相输入端），"b"、"c"、"e"分别标记三极管的基极、集电极和发射极，此项为选择项，对于 无极元件，如电阻，此项可省略。步骤(2 )所述的虚元件引脚特征字符串编码方法包括以下步骤： 1) 随机设定虚元件的一端引脚为正引脚，另一端引脚为负引脚，正引脚指向负引脚方 向定为顺序方向； 2) 按顺序方向，由构成虚元件的各元件的引脚特征字符串组成引脚特征字符串向量； 3) 提取引脚特征字符串向量的单数分量组成一个字符串集，再按字符串排序规则对此 字符串集的字符串进行排序，最后把此字符串集排序好的所有字符串从头到尾串起来，形 成虚元件的正引脚特征字符串； 4) 提取引脚特征字符串向量的双数分量组成另一个字符串集，再按字符串排序规则对 此字符串集的字符串进行排序，最后把此字符串集排序好的所有字符串从头到尾串起来， 形成虚元件的负引脚特征字符串。步骤(3)和步骤⑷所述的字符串排序规则为： 按字符串的长度排序，长字符串在前，短字符串在后;若两字符串长度相同，则依次比 较两字符串每一字符的ASCII码值，直至两字符串的某一位字符的ASCII码值不等，然后将 ASCII码值大的字符串排在前。本专利技术的电路图特征字符串的编码方法可用于模拟电路设计练习系统，实现标准 电路与学生所设计电路的比对。模拟电路设计练习系统内含有标准模拟电路，练习时，练习 系统删除掉标准电路元件间的连接线，只保留元件，并把元件的摆放方向和摆放位置重新 随机设置;学生根据题目的设计要求，重新摆放元件和添加连接线;学生完成设计后，系统 根据本专利技术的电路图特征字符串的编码方法，通过提取、比较标准电路图和学生所设计电 路图特征字符串，判断学生所设计电路的对错。【附图说明】图1练习系统内置的标准led驱动电路。 图2学生设计的LED驱动电路例1。 图3学生设计的LED驱动电路例2。 图4练习系统内置的标准10倍交流电压反相比例放大器。 图5学生设计的10倍交流电压反相比例放大器例1。 图6学生设计的10倍交流电压反相比例放大器例2。【具体实施方式】 实施例一：以下为结合图1~图3对本专利技术的应用进行详细说明。图1为模拟电路设计练习系统内置的标准LED驱动电路，练习时，练习系统删除电 路元件间的连接线，只保留元件，并把元件摆放方向和摆放位置重新随机设置;学生根据题 目的设计要求，重新摆放元件和添加连接线，图2和图3分别为不同学生完成的设计实例。 图1电路图特征字符串的编码步骤如下： (1) 引脚特征字符串编码:遍历电路图中的所有元件，对每一个元件的每一个引脚，按 引脚特征字符串编码规则生成引脚特征字符串，如表1所示。 表1:图1电路的元件的引脚特征字符串列表(2) 支路等效:对电路图中包含有两个或两个以上元件的每一个支路，分别用一个虚元 件对支路中的元件进行等效，再按虚元件引脚特征字符串编码方法分别生成每一个虚元件 的引脚特征字符串。 图1电路的D1和R2所在支路包含两个元件，需用一个虚元件进行等效，再按虚元件 引脚特征字符串编码方法生成此虚元件的引脚等征字符串，过程如下： 1)设定虚元件接Q1集电极的引脚为正引脚，接+5V电源端的引脚为负引脚，正引脚指向 负引脚方向定为顺序方向； 2) 按顺序方向，由构成虚元件的元件D1、R2的引脚特征字符串组成引脚特征字符串向 量（"LEDN"，"LEDP"，"R100"，"R100"）； 3) 提取此引脚特征字符串向量的单数分量组成字符串集{ "LEDN"，"R100" }，再按字符 串排序规则对此字符串集的字符串进行排序，得{ "R100"，"LEDN" }，最后把此字符串集排序 好的所有字符串从头到尾用7"串起来，形成虚元件的正引脚特征字符串"R100/LEDN" ； 4) 提取此引脚特征字符串向量的双数分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路图特征字符串的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）引脚特征字符串编码：遍历电路图中的所有元件，对每一个元件的每一个引脚，按引脚特征字符串编码规则生成引脚特征字符串；（2）支路等效：对电路图中包含有两个或两个以上元件的每一个支路，分别用一个虚元件对支路中的元件进行等效，再按虚元件引脚特征字符串编码方法分别生成每一个虚元件的引脚特征字符串；（3）节点特征字符串编码：遍历电路图中的所有节点，对每一节点，由其连接的元件引脚的引脚特征字符串组成一个字符串集，再按字符串排序规则对此字符串集的字符串进行排序，最后把此字符串集排序好的所有字符串从头到尾串起来，形成此节点的节点特征字符串；（4）电路图特征字符串编码：由全部节点的节点特征字符串组成一个字符串集，再按字符串排序规则对此字符串集的字符串进行排序，最后把此字符串集排序好的所有字符串从头到尾串起来，形成电路图特征字符串。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦忠善，邓云，刘东海，李显圣，朱海燕，
申请(专利权)人：广西职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广西;45