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硬件系統設計論文精品(七篇)

時間:2022-12-11 12:48:57

序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇硬件系統設計論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。

硬件系統設計論文

篇(1)

關鍵詞:EDA技術,項目化教學方法,課程改革

 

EDA技術是以數字電子技術課程知識為基礎,具有較強實踐性、工程性的專業課程。將數字電路設計從簡單元器件單元電路設計,EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上,進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是,傳統的教學模式是將兩門課程分開,先上數字電路,后上EDA技術,分兩學期授課。這樣的教學模式存在弊端,減弱了課程之間的聯系,降低了學生對數字電路理論的認識程度。通過對EDA技術課程的教學改革,以實訓的方式采用項目教學法,使學生在較短的時間內掌握EDA技術基礎及其實驗系統,從數字系統的單元電路,如譯碼器、計數器等入手,加深對數字電路基礎理論的認識,逐漸完成數字系統設計。

1. EDA技術及其在教學中的應用

1.1 EDA技術

EDA技術即電子設計自動化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術畢業論文格式,是一種能夠設計和仿真電子電路或系統的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計,對整個系統進行方案設計和功能劃分,系統的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實現,然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統行為級設計,最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個典型的EDA設計流程。

圖1 EDA設計流程圖

1.2 EDA技術在教學中的應用

在教學過程中,EDA技術利用計算機系統強大的數據處理能力,以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數碼管、發光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發平臺,使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證,保證設計過程的正確性。從而使數字系統設計起來更加容易,讓學生從傳統的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來,將精力集中在電路的設計上。同時,采用EDA技術實現數字電路設計,不但提高了系統的穩定性,也增強了系統的靈活性,方便學生對電路進行修改、升級,讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內容,使教學更上一個臺階,學生的開發創新能力進一步得到提高。

2.課程教學改革實施

2.1課程改革思路

課程改革本著體現鞏固數字電路基礎,掌握現代電子設計自動化技術的原則來處理和安排EDA技術教學內容。打破傳統的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法,以設計應用為基本要求,開發基于工作過程的項目化課程,以工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將EDA技術分為四個方面的內容,即:可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發工具、實驗開發系統,其中,可編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統設計的載體,硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統設計的主要表達手段,軟件開發工具是利用EDA技術進行電子系統設計的智能化的自動設計工具,實驗開發系統則是利用EDA技術進行電子系統設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法,以實訓的方式展開,讓學生在“學中做,做中學”。

2.2課程改革措施

以電子線路設計為基點,從實例的介紹中引出VHDL語句語法內容。在典型示例的說明中,自然地給出完整的VHDL描述,同時給出其綜合后的表現該電路系統功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例畢業論文格式,將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚,使學生在很短的時間內就能有效地掌握VHDL的主干內容,并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統的VHDL語言教學模式和流程,將語言與EDA工程技術有機結合,以實現良好的教學效果,同時大大縮短了授課時數。表1為課程具體內容及實訓學時分配。

 

能力

目標

學習情境

項目載體

課時

QuartusⅡ開發工具使用能力

QuartusⅡ開發環境、實驗系統

二選一音頻發生器設計

6

VHDL語言編程能力

VHDL語言基本結構

計數器電路設計

6

VHDL語言并行語句

8位加法器設計

8

VHDL語言順序語句

7段數碼顯示譯碼器設計

8

VHDL語言綜合運用

數控分頻器的設計

8

層次化調用方法

4位加減法器的設計

4

綜合開發調試能力

8位16進制頻率計設計;

十字路通燈設計;

數字鐘設計;

波形信號發生器設計,等。

(任選一題)

20

總計

 

篇(2)

該濾波器幅頻特性自動測試儀的功能是能夠輸出可調頻率的正弦波給被測濾波器,并測量經過濾波電路后的正弦波信號的變化,從而得出被測電路的幅頻特性。下面是幅頻特性檢測的大致步驟即本文安排:第一章是前言,介紹了課題的研究背景,國內外對幅頻特性測試系統的研究現狀,以及論文的選題背景及意義。第二章主要是系統的系統設計部分,首先對濾波器的設計原則與方法進行了介紹,然后設計了一個六階帶通濾波器,對電路原理進行了設計仿真,最后提出了系統設計原理、設計指標與系統結構。第三章主要介紹了硬件電路部分的設計輸入與設計輸出。采用直接數字式頻率合成的方法產生正弦波。選取LM324作為幅度控制電路,矩陣式鍵盤用來完成功能選擇、參數輸入。第四章主要是信號處理部分,單片機與上位機之間進行串口通信,方便進行數據處理、仿真,最后進行繪圖。第五章主要介紹圖形用戶界面GUI,系統測試方法與不同測試方法對比,章末進行了誤差分析。第六章對整篇文章進行總結,最后提出改進措施。

3濾波器幅頻特性自動測試系統硬件電路設計……………………17

3.1正弦掃頻信號發生模塊………………17

3.1.1正弦掃頻信號方案選擇………………17

3.1.2 DDS基本原理………………18

3.1.3 DDS芯片介紹………………19

3.1.4 AD9833芯片波形產生原理 ………………20

3.1.5 DDS硬件設計………………20

3.2數據處理及控制電路………………22

3.3幅度控制模塊………………23

3.3.1芯片簡介………………24

3.3.2幅度控制電路………………24

3.4鍵盤及顯示模塊………………25

4濾波器幅頻特性自動測試系統軟件設計……………… 31

4.1軟件幵發環境………………31

4.2軟件設計方法………………32

4.3系統流程圖………………37

5濾波器幅頻特性自動測試系統測試方法……………… 39

5.1 GUI圖形用戶界面………………39

5.2系統測試………………40

篇(3)

關鍵詞:智能家居;系統;現代化技術

中圖分類號:TU855

智能家居的定義為家庭住宅作為一個單獨的平臺,依托網絡通信技術、綜合布線技術、自動控制技術等一系列現代化技術,建設完成一種能夠遠程管理家庭事務的一種管理系統。該系統提高了家居的安全性、舒適性以及藝術性等特征。為人民提供了更加環保舒適的家居環境。通俗的說也可以稱之為智能住宅,它的產生主要原因在于人們對居住環境有了更高的要求,同時也是當前信息化時代的必然趨勢。本系統設計中的控制主要采用嵌入式進行完成,所謂的嵌入式系統主要是指把相關應用軟件以及操作系統同計算機硬件設備聯系起來的系統。近年來嵌入式系統不斷發展,再不久的將來必會成為計算機和互聯網之后另外一個十分偉大的發明。根據當前情況下的我國具體國情,本論文提出了一種新型的基于嵌入式Internet/Intranet的智能家居系統,并詳細的介紹了其總體結構框架、設計思想和實現步驟,并分析了該系統的具體特點。

1 功能需求

根據當前我國的國情,在進行該系統的設計過程中應當遵守以下原則設計:使系統具有較高可靠性和穩定性,同時要是系統中的各項功能具有高效率的特點、使系統的低成本更低,操作更加方便簡單。更加以上設計原則,進行設計的智能家居系統的業務功能一般包含有:第一,住宅內部的視頻監控,用戶能夠自己定義住宅內部的監控設備,并對相關參數進行設置,遠程打開監控設備,關閉監控設備,選擇查看某個監控設備監控信息等;第二,社區管理,實現對社區的管理,包含有社區內部居民管理、居民住宅管理、水電費以及物業費的收費管理以及安全防護管理等;第三,社區信息,實現向社區信息的功能,例如社區新聞、公告或者通知等;第四,社區服務,主要實現在網上向社區提供服務的申請的功能,比如說家政服務、住宅托管服務等。

2 系統實現

2.1 系統整體框架

智能家居系統中一個主要的組成部分就是智能家居系統的安全防護功能,而利用視頻監控的來進行安全防護是一個較為有效的方法。該系統的視頻監控利用先進的計算機網絡技術、網絡通信和其他智能家居相關的子系統相互聯系進行管理,來提高智能家居中的安全系數。從智能家居系統的主要業務方面來講,該部分設計應當包括視頻監控服務、客戶端和服務器端等部分,首先客戶端向服務器發出服務請求,服務器接收到指令以后進行接受請求,隨后實現視頻監控的作用。

2.2 系統設計

本部分主要利用嵌入式系統實現智能家居的視頻監控功能,在本論文所講的系統中,所使用的主要硬件系統包含有嵌入式系統GX-ARM9-2410EP以及監控設備驅動;使用的軟件系統操作包含了對Linux操作系統進行的整合與移動。如果要最終完成視頻監控的設計,同時還要把ARM核處理器嵌入到Linux的內核中以及該系統的用戶中,用戶可以通過瀏覽器獲取相關服務的信息和監控,主要的系統結構框架如下圖所示:

圖1 系統結構圖

(1)硬件設計。在硬件設計部分主要需要用到的硬件包含有存儲器與傳感器等部分,本系統的設計中采用的處理器為S3C241是由三星公司生產的處理器。該硬件的選擇是根據系統的需求,能夠保證系統的穩定可靠地工作,同時其可以外接ROM,SRAM存儲器。該系統設計中利用連接DM9000芯片可以轉成一個以太網接口,而且這一芯片就有功耗低、成本低的特點。視頻監控采用的攝像頭是采用的V2000攝像頭,利用USB與處理器相連接,具有安裝簡單、使用方便、清晰度高的特點。

(2)軟件設計。在我們打開Linux的宿主機的應用程序時候,需要通過匯編或者鏈接等工具形成一種只可以在目標計算機上面使用的二進制代碼,同時對該二進制代碼下單,使它可以在目標計算機上正常使用,從而完成最初的目的。通過Windows系統實現虛擬機的完整安裝,并安裝完成后的虛擬機上接入RedHat 9.0最終完成環境的構建。

2.3 系統整體實現

該系統實際上是完成了嵌入式服務器的設計基礎之上來實現的,客戶端能夠通過網絡設備以及手機等實現視頻監控的整個過程。而如果要實現利用網絡來進行監控,第一步要采用B/S開發模式的架構,即是該系統實現支持CGI功能的服務器,同時利用這該服務器還可以實現的動態畫面的采集與傳輸,所以要實現這一過程,要做的就是要在客戶端設置WEB瀏覽器,便能夠完成對嵌入式設備進行管理。

實際上,Web服務器設置在客戶端用于對服務器的內容進行讀取。客戶端與服務器端的關系實際上是一種信息的相互傳遞的關系本身是一種信息的傳遞的關系,兩者之間的請求或者應答方法都會在HTTP協議中有相對應的定義。所以,在瀏覽器和服務器正常連接,在請求傳輸信息之時,服務端能夠及時的將所請求相關信息發送到客戶端。其傳遞過程如下圖所示:

圖2 服務器工作原理

3 結束語

總的來說,以嵌入式技術為核心智能家居系統中的視頻監控系統包含了現代網絡技術、計算機信息等網絡化中的各項技術,同時把嵌入式為核心的智能家居安保系統的設計能夠為新時代的居民提供一種簡單方便的平臺,他們需要做的只是拿出手機或者其他網絡設備接入網絡,便能夠查看自己住宅內部的安全情況。

參考文獻:

[1]李懷亮,李美麗,張全禹.物聯網智能家居系統的設計與實現[J].綏化學院學報,2012(02):190-192.

[2]嚴萍,張興敢,柏業超.基于物聯網技術的智能家居系統[J].南京大學學報:自然科學版,2012(01):26-32.

[3]俞文俊,凌志浩.一種物聯網智能家居系統的研究[J].自動化儀表,2011(08):56-59.

[4]張小梅,陸俊,彭冰沁.嵌入式智能家居監控系統的設計與實現[J].微計算機信息,2007(01):54-57.

[5]向軍,謝贊福.基于嵌入式Internet/Intranet的智能家居系統模型及實現[J].計算機工程與設計,2005(09):2425-2427.

[6]王蘇蘇.基于ARM嵌入式智能家居系統的設計與實現[J].無線互聯科技,2013(05):77.

篇(4)

關鍵詞:鐵路基礎設施;監測;振動傳感器;數據采集

中圖分類號:TN919 文獻標識碼:A

0.引言

進入21世紀以來,我國鐵路建設發展迅猛,取得了良好的經濟與社會效益。隨著鐵路運輸速度的迅速提升,再加上其相對方便舒適的環境和價格上的優勢,勢必能吸引越來越多的人選擇鐵路作為他們旅行的交通工具,然而,伴隨著鐵路運輸的飛速發展給人們帶來的交通上的快捷與方便,車體與鐵軌的振動故障對公共財產及人身安全構成了前所未有的威脅。

伴隨著我國鐵路立體跨越式的迅猛發展,輪軌間激擾力與激擾頻率隨著車輛行駛速度的不斷提高,逐漸增大,變寬,結果會造成電機等吊掛設備和車內設備的高頻高幅振動,引起車體設備振動能量的急速加劇。如果超過了鐵路各設備所允許的振動強度范圍,未來的工作性能指標及使用壽命將會受到過大的動態載荷和噪聲的嚴重影響,情況越發嚴重會導致零部件的早期失效。當前大量事實表明,在長期作用的情況下,鐵路振動故障可能會導致貨物破損,軌道破壞,列車脫軌等危險情況。為確保鐵路“安全、經濟、快捷、舒適”的特點和優勢,鐵路建設要不斷發展完善其各項功能,才能在越發激烈的市場競爭中取得優勢,因此,各國都加強了對鐵路振動的檢測及分析,也增加了對其的投入力度。

今年我國對鐵路振動檢測領域的人力物力投入有明顯增加,并且研究范圍擴展到眾多方面。以往鐵路振動檢測系統只配備在一些重要單位或者要害部門,而在2000年以后,各個鐵路站段及各個振動檢測站點基本都已經涉及發展應用到。鐵路振動檢測系統的重要性越來越被人們所認可,近些年又不斷完善各項相應的標準和規范。為了保證鐵路的運輸安全、高效舒適的科學發展及以人為本的發展要求,確保鐵路的優勢和特點,如何準確檢測高速鐵路的振動并判斷故障是擺在鐵路工作者面前不容緩的實際問題。

1.數據采集系統設計方案

如圖1所示,本論文用于鐵路基礎設施監測的振動傳感器數據采集系統主要由下位機系統和上位機節點兩個大的部分組成。系統設計方案的結構框圖下位機系統里包含了振動傳感器數據采集模塊、IIC實時數據傳輸模塊、微處理器模塊和電源模塊五個單元。

振動傳感器把接收到的振動信號數字化,通過IIC數字傳輸方式,將數據發送給微處理器STM32F103ZET6。微處理器作為控制單元,用于接收振動傳感器數據并進行數據處理分析計算,通過RS-232串口通信,運用MAX3232電平轉換芯片及CH340 RS-232串口轉USB芯片,實現了XYZ三軸振動數值發送到上位機進行控制顯示。因為目前個人電腦上已很少有串口,所以我們使用RS-232串口轉USB口芯片CH340G,數據可以從USB口進入PC上位機。由于每一個節點的檢測范圍有限,使用多個這樣的節點共同檢測則可以擴大系統的監測范圍,提高系統的整體工作性能。整個鐵路振動檢測系統是由多個下位機節點互相協作共同完成系統功能的。

2.系統硬件設計

2.1 系統硬件設計思想

本論文的鐵路振動檢測系統是由振動傳感器數據采集模塊,IIC實時數據傳輸模塊,微處理器模塊以及RS-232有線通信模塊和電源模塊組成。

振動傳感器數據采集模塊對鐵路振動的振動數據信號進行實時采集,將采集到的數據數字化,并通過IIC實時數據傳輸方式與單片機處理器通信,接著單片機處理器模塊將采集的數據進行數據處理分析,通過有線通信模塊上傳到上位機進行實時顯示及存儲,為鐵路振動故障的判斷提供合理依據。

微處理器中有數據處理分析算法的設計,完成對采集到的實時振動信號進行數據處理分析,判斷當前得到的振動數據是否在鐵路設備所能產生的振動范圍之內并對數據進行干擾點剔除,去直流及多項式趨勢項和平滑處理,計算出與自然坐標系夾角的角度,使整個鐵路振動檢測系統的性能與數據準確性得到大幅度提高,很大程度上降低了系統的錯誤上報率。

2.2 系統介紹

如圖2所示,系y硬件部分可以分為五個部分:振動傳感器數據采集模塊、IIC實時數據傳輸模塊、微處理器模塊、RS-232有線通信模塊和電源模塊。

數據采集模塊:由單片機處理器模塊發出相應的控制指令配置振動傳感器的控制寄存器,內部控制寄存器來決定信號的采集速度、通信方式、數據輸出格式與帶寬,振動傳感器根據內部控制寄存器的值按要求采集振動信號。

實時數據傳輸模塊:振動傳感器采集的實時數據通過IIC傳輸方式,將數據發送給處理器,為之后的數據處理分析奠定了基礎。

微處理器模塊:主要工作是通過系統軟件控制數據采集模塊完成振動數據信號的采集,并對數據進行處理分析,然后控制RS-232有線通信模塊將處理完成的數據上傳至PC上位機進行顯示及存儲。該模塊是振動傳感器數據采集模塊和RS-232有線通信模塊進行聯系的核心部分。

RS-232有線通信模塊:將微處理器模塊處理完畢的數據,通過RS-232串口通信的方式傳遞給上位機,上位機會自動顯示及存儲數據,供振動故障的判斷使用。

電源模塊:通過該模塊,將5V外部直流電源轉換成系統所使用的3.3V電源。

結論

本論文設計了一套鐵路振動檢測系統,該系統采用下位機整體檢測模塊PC上位機整體控制數據流向,并對上傳的檢測數據進行顯示保存。從與傳統檢測方法的比較來看,它能夠更加高效、深入、細致的對鐵路振動信號進行檢測、處理分析及顯示存儲,并為鐵路振動故障的判斷提供可靠依據。

參考文獻

[1]馮曉芳.中國高速鐵路的發展與展望[J].科技資訊,2009(1):129-130.

[2]段合朋.鐵道車輛振動特性及平穩性研究[D].成都:西南交通大學,2010.

[3]柴東明.鐵路實用微型振動測試儀研究[J].設備管理與維修,1994(11):18-21.

[4] Testing and Approval of Railway Vehicles from the Point of View of their Dynamic Behavior-Safety-Track Fatigue-Ride Quality(2ed edn). (Pairs:UIC)UIC Code 518, 2003, 2.

篇(5)

關鍵詞:論文管理 UML B/S

中圖分類號:TP311.52 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)08-0158-01

畢業設計是教學中的一項重要的教學環節,是檢驗學生能否將理論知識與工作中的實際情況相結合,能否運用所學知識分析、解決工作中的實際問題。同時,畢業設計(論文)質量也一定程度反映了高職學院的學生培養質量,傳統教學管理模式存在對學生通知、管理困難、教師與學生交流困難等缺點,因此,在信息飛速發展的今天,為了解決上述問題,提出并建立了一個基于Internet的畢業生論文管理系統。

1 系統設計

提出基于B/S(Browser/Server)模式的畢業生論文管理系統,用于實現組建學生論文庫、實現畢業生論文電子化,實現對畢業設計教學管理的規范化,實現教師與學生的溝通與交流,以提高學生畢業論文的質量,保障畢業設計教學工作的順利進行。

該系統在開發環境方面,選用了如下的操作系統和硬件: Windows2003操作系統、數據庫SQL SERVER2008、Microsoft Visual Studio 2008開發平臺、編程語言Visual C#。

畢業生論文管理系統共分為用戶管理模塊、論文管理模塊、查詢管理模塊、信息交流管理模塊四部分。

1.1 用戶管理模塊

該功能主要實現管理員管理用戶賬號,添加、刪除、修改用戶賬號及指定用戶賬號的權限,學生、教師等修改自己的個人信息。

1.2 論文管理模塊

該功能主要實現教師能將論文題目按子學院、專業上傳到該系統中供學生選擇,教師能下載學生上傳的論文文檔,學生能上傳自己的開題報告、實習計劃書、畢業論文等內容。

1.3 查詢管理模塊

該功能主要實現教師、輔導員查詢學生開題報告、畢業論文等內容的提交情況、學生查詢自己開題報告、實習計劃書等內容的審批情況,學生查詢指導教師聯系方式、答辯時間、地點等內容。

1.4 信息交流管理模塊

該功能主要實現新增、編輯、刪除公告、接收公告,實現查看、修改學生與教師和輔導員的交流信息、學生與教師和輔導員的留言信息、郵件信息。

2 畢業生論文管理系統建模

利用UML對畢業生論文管理系統建模,有助于詳細分析需求、優化設計,使開發的系統能更好的滿足用戶的需求,系統建模是軟件開發過程中的核心部分。

2.1 確定參與者

在UML中,用例圖分為兩部分:參與者和用例。參與者代表直接作用于系統的一個角色。根據對畢業生論文管理系統需求的分析,在該系統中,主要存在以下參與者:學生、指導教師、專職輔導員、系統管理員。

2.2 識別用例

在UML中,使用用例是進行系統需求的最好方法,在確定參與者后,根據畢業生論文管理系統的需求找出全部的用例,然后從活動者角度給出事件流。通過對畢業生論文管理系統的分析,可以確定該系統中有如下用例存在,本系統的用例圖如圖1所示。

2.3 用例事件流描述

以登錄系統為例,參與者為學生、指導教師、輔導員和管理員,描述為提供了用戶如何登錄到畢業生論文管理系統中的功能,后置條件為如果用例成功,則進入到該系統中,否則,系統狀態不變。事件流程為首先系統提示用戶輸入賬號信息,用戶(學生、指導教師、輔導員和管理員)輸入完賬號信息后提交,系統對用戶的輸入進行驗證,如驗證成功,則登錄成功,啟動系統,否則系統彈出提示信息,要求用戶重新輸入用戶名和密碼或終止用例。

以上傳論文資料為例,參與者為學生,描述為提供了學生上傳開題報告、實習計劃、畢業論文的功能,前置條件為用戶需上傳論文等資料時,必須先登錄系統,后置條件為如果用例成功,在系統中存儲上傳文件。事件流程為用戶首先輸入賬號信息登錄系統,如登錄成功,打開資料上傳界面,然后選擇上傳資料的類別(開題報告、實習計劃、畢業論文)和選擇對應資料文件,檢查無誤后提交。

3 結語

為了解決傳統教學管理模式中存在的諸如通知學生困難,指導教師與學生溝通困難,學生因得不到及時指導難以寫出質量較高的畢業論文的問題,開發了基于B/S結構的畢業生論文管理系統。該系統功能完善,有利于學生論文題目的及時申報、有利于學生及時獲知答辯時間、地點,更有利于畢業設計教學工作的順利開展,實現了真正意義的無紙化、大大節約了學校教育資源,減少了人力、財力等的消耗。

參考文獻

[1]閻琦.基于UML的高校調串課系統的建模研究[J].信息技術,2013,(2).

篇(6)

一、改革方案

1.方案制訂

為了使每個學生都能在畢業設計中得到實在的鍛煉,目前,畢業設計(論文)基本實行單人單題目制度,學生在畢業設計(論文)過程中獨立完成自己的工作。這種主要的模式雖然有利于培養學生獨立解決問題的能力,但在協作能力的培養上卻有所不足。因此,試點班BG1001電氣工程及其自動化(試點班)嘗試通過相互協作的團隊合作模式,即2個學生相互合作、完成一個較大的綜合性題目的模式。指導教師選擇上盡量選擇具有一定硬件開發能力及具有較高學術造詣的教師,此次試點班指導教師配備了2名教授、5名副教授(高工)、2名講師。團隊合作模式的最主要特征就是個人的設計內容與他人的相互關聯,具有下列特點和要求:

(1)題目具有一定的綜合性或合作性,能培養學生的綜合能力、創新能力和合作精神。為了能夠滿足2個學生共同完成一個項目課題,選題就比較重要,需要滿足2個學生的工作量,又能彼此分工。本次選題要求能夠完成實物,并在正式答辯時能夠進行實物展示。

(2)題目來源多樣化、自由化。指導教師可以根據專業內容或自己的科研課題命題,也可結合學生的想法和思路與學生商議共同命題。例如:基于ARM的四軸飛行器姿態控制研究項目有學生自己提出。本次選題類型有硬件設計、PLC控制、基于單片機的開發、基于ARM的開發、基于DSP的開發、仿真設計等。

(3)團隊合作模式可以有三種方式:同一項目分工,可以一個硬件設計、一個軟件開發。例如:超低功耗無線車位探測控制系統設計研究、光伏最大功率跟蹤電路設計等項目就是采取該模式。同一項目可以不同方案實現。該方案在本次畢業設計中沒有團隊采用。同一項目,可以一個通過軟件仿真實現、另一個完成實物開發。

(4)要求教師對合作的兩個學生同時進行指導。除了按照統一的畢業設計(論文)管理規范給予指導外,還要針對相關聯和合作的內容,組織相關學生共同分析、探討題目完成中遇到的問題等。團隊合作模式的優點是:每個學生不僅在各自的研究內容中得到科學研究方式方法的培養和訓練,且能從相互間的配合和協作,培養學生的團結精神,為今后從事科學研究打下一定的基礎。

二、畢設執行情況

對于試點班的畢設執行情況,跟其他班的采取措施一致,同時進行。BG1001學生人數為43人,學生按照簽約單位要求,在簽約單位實習學生人數為29人。畢業實習單位主要有上海三菱電梯有限公司、上海阿爾斯通交通設備有限公司、上海振華港機重工有限公司中國電子科技集團公司第21研究所等17家單位。因此該班也存在著提前到崗的情況,給畢設工作的開展帶來不少的困難。1.開題報告2014年3月7日,電氣工程及其自動化專業舉行了2014屆本科畢業設計(論文)開題答辯,電氣系共有149位本科畢業生,系部組織了6個答辯小組。試點班的學生答辯時分配到各個小組,同一課題的學生分到同一組。由于試點班的學生是2個人一個題目,答辯時,可以兩個人一起進行答辯。這樣方便參加答辯的老師整體上把握學生的研究內容、工作量,及時指出不足。答辯老師肯定了試點班學生按新方式進行畢業設計。認為學生的分工比較明確,題目選取上也有一定的工作量和難度,適合學生開展此課題。開展畢設過程中,能把該專業學過的電路、電子技術、嵌入式開發語言等靈活運用,達到了開展畢設的目的。但同時,但也指出了一些同學的不足。試點班具體情況匯總如下:有的畢業設計(論文)研究目的、內容不明確以及課題范圍太廣,需要補學的東西較多,論文工作量偏大。例如基于ARM的四軸飛行器姿態控制研究,該課題涉及無線遙控、通訊,四個電機的驅動,飛行姿態的控制,工作量比較大,尤其是飛行姿態的控制涉及到空氣動力學的知識,而電氣工程及其自動化專業沒有學過這方面的課程,因此需要補學得知識就比較多,學生完成該設計的難度也會比較大。有的畢業設計(論文)研究內容稍簡單,難度偏低,工作量偏小,應增加其量程及控制功能。例如“基于單片機的電壓-電流轉換電路系統設計”,該題目主要是完成電壓-電流轉換,這個主要是運用運放及其反饋知識,相對來說比較簡單,但是如果能增加其量程的選擇、能夠有效的控制切換并進行良好的顯示,也能符合畢設的要求。“一種新型非接觸式鋼軌裂紋檢測系統”該題目需增加其巡檢功能,檢測系統不僅能在固定的位置檢測出裂紋,而且在移動中也能正常工作。

2.中期檢查為保證畢業設計質量,加強對畢業設計過程環節的監控,切實做好畢業設計工作,2014年4月18日,電氣系舉行了2014屆本科畢業設計(論文)中期檢查答辯,要求每一位畢業生進行PPT匯報答辯,并檢查了畢業設計任務書、畢業設計課題的進度、畢業設計(論文)教師指導記錄本、中期檢查報告等。電氣系中期答辯的分組跟開題報告答辯時一致,這樣參加答辯教師對學生所做的東西比較熟悉,能夠對學生現階段的成果進行點評和指導。經過答辯學生的宣講、答辯組老師的詢問和學生所交材料的檢查,發現學生的畢業設計還存在著一些問題。試點班總共不通過人數為7人。其中4人是缺席了中期檢查,三人應論文存在問題比較多,進度嚴重滯后而沒有通過答辯。缺席4人次也說明這個班的部分學生對待畢設的態度也不是很積極。存在問題:部分同學對畢業設計不夠重視,投入精力較少,在中期檢查中發現他們對研究內容尚不清楚,對畢業設計(論文)的要求理解不透徹,課題研究還處于起步階段,沒有真正突出重點。例如:光伏最大功率跟蹤電路設計論文,該論文沒有實際開展,對文獻綜述也比較簡單,對里面的重點技術MPPT也不是太了解,論文中期報告也沒有按照學校要求的格式撰寫。部分學生收集、整理、分析信息、資料的能力欠缺,畢業設計內容稍單薄,數據運算、分析、處理能力不夠,圖紙規范化程度低,設計實驗線路和搭建實驗裝置、實驗數據的處理(圖表,曲線)、實驗結果與討論能力稍欠缺。

3.全院畢業設計(論文)答辯2014年5月27日、30日、31日,電氣學院舉行了2014屆本科畢業設計(論文)答辯,要求每一位畢業生進行PPT匯報答辯,并檢查了畢業設計任務書、畢業設計(論文)等。具體情況匯總如下:本屆共有394位本科畢業生,學院組織了18個答辯小組,共有391位同學參加了答辯。其中3位同學(其中一位海外留學生)因為畢業設計(論文)沒有完成,故沒有參加答辯。經過答辯學生的宣講、答辯組老師的詢問和學生所交材料的檢查,答辯組老師認為大多數同學能在規定的時間內完成畢業設計任務陳述、基本上能圍繞主題展開,概念基本清楚。試點班學生基本按照預先的要求完成了實物,14個作品進行了展示。在參加首次答辯的391位同學中,最后經過答辯組專家的一致推薦有38位同學(其中試點班學生9名)的畢業設計被評為電氣學院優秀畢業設計,試點班學生約占23.7%。經過電氣學院學術委員會的選優答辯、討論研究,最終推薦8位同學(其中試點班學生2名,約占25%)參加學校的公開答辯,最終試點班學生一名獲得三等獎,一名獲得優秀獎。

三、結論

篇(7)

論文關鍵詞:FPGA,激光器,電位器,高溫報警,定時控制

 

1 引言

激光深刻地影響著自然科學的各個領域,應用范圍遍及國防軍事、醫療衛生及國民經濟諸多部門。激光在醫學研究、臨床治病方面日益顯示出其優勢。激光器是現代科技技術應用產生的一種新儀器。該設計采用FPGA進行對激光功率器控制,具有精確度高、穩定性好、響應速度快等特點。同時,基于FPGA的硬件系統設計方法操作簡單,開發成本較低,已成為當今世界上嵌入式系統硬件開發的主流方法之一。為使激光器的工作更精確可靠,文章以FPGA芯片為控制核心結合相關的外圍器件完成了激光器功率控制系統的設計。

2 系統總體設計

2.1 控制原理[1]

激光功率由數字電位器DS1867的輸出電阻決定,DS1867數字電位器的輸出電阻由公式(1)得出:

R=D×RWL+RW (1)

式(1)中的RW為滑臂電阻,及內部電位器電子開關電阻,通常RW≤100Ω,典型值為40Ω;RWL為數字電位器DS1867內部電子陣列中每個電阻單元的阻值;D為輸入的數字量。本設計把功率等級分成10級,則輸入數字量D的值如表1所示,可通過查表實現。

表1 激光器功率等級與DS1867輸入數字量D的關系

 

等級

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

輸入數字量D

FFH

D6H

CCH

B3H

99H

80H

66H

4DH

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