硬件系统设计论文范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了12篇硬件系统设计论文范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

四旋翼飞行器的旋翼对称地安装在呈十字交叉的支架顶端，位置相邻的旋翼旋转方向相反，同一对角线上的旋翼旋转方向相同，以此确保了飞行系统的扭矩平衡［7］，如图1所示。四旋翼飞行器旋翼的旋转切角是固定值，因此，要通过调节每个电机的转速来实现六自由度的飞行姿态控制。增大或减少4个电机的转速来完成垂直方向上的升降运动，调节1，3旋翼的转速差来控制仰俯速率和进退运动，调节2，4旋翼的转速差来控制横滚速率和倾飞运动，调节2个顺时针旋转电机和2个逆时针旋转电机的相对速率来控制偏航运动。通过对飞行原理的分析，把可行性、低成本、易维护作为主要考虑因素，设计的样机如图2所示。机臂由镂空工程塑料材料PA66和30%玻璃纤维制成，质量相对较轻，强度大，对称电机轴距55cm，为保证水平起飞与平稳着陆，四旋翼飞行器底部安装起落架。电机旋翼等具体参数为:机体质量为857g;最大负载约为300g;机身高度为31cm;飞行时间约为8min。在整机安装过程中尽量保证重心在机械机构的对称中心，实际飞行实验证明了系统动力设备与机械结构的可行性。

2总体结构设计

四旋翼飞行器的硬件系统设计以飞控板为核心，搭载动力设备、电源模块与遥控模块。图3描述了以ATMEGA644P—AU为核心芯片搭载多传感器的飞行控制系统总体结构框图，整体系统利用11．1V锂电池供电，飞控与无刷电调以I2C总线数据传输来调节4个电机的转速;在遥控模块中，2．4MHz的控制信号通过PPM解码板与飞控板进行数据传输;在多传感器系统中，大气压力感器用行高度检测，陀螺仪与加速度计的融合使用用于姿态解算。

3电源模块

四旋翼飞行器由2200MAh，11．1V，持续放电倍率30C锂电池供电，通过稳压电路的设计对不同电路进行供电，确保各模块正常稳定的工作。控制系统设计需要5，3V两种电平供电，电压转换电路如图4所示。由锂电池提供的11．1电压经两块7805稳压芯片后转为5V电压，一部分用控板供电，一部分向预留的外部接口供电。经7805输出的5V电压经过2个MCP1700T稳压芯片输出3V电压，一部分供给控制系统的数字电路，一部分供给控制系统的模拟电路。330μF/25V电解电容器，10nF/16V钽电容器，贴片电容器的并联使用起到了防止电压抖动与滤波的作用。

4多传感器控制模块

为了准确地控制四旋翼飞行器的飞行姿态，需要在控制系统中加入不同的传感器，加速度传感器与三个陀螺仪来测量三轴加速度与角速度，大气压力传感器通过测量起始位置与飞行位置的气压差对飞行高度控制，为自主导航功能提供支持。大气压力传感器选择的是Freescale公司的MPX4250A，在该集成传感器芯片上，除具有压阻式压力传感器外，还有用作温度补偿的薄膜电阻网络，测压范围为20～250kPa，输出电压为0．2～4．9V，工作温度范围为－40～+125℃。电路如图5所示，可以根据压力的大小，通过控制P_1和P_2选择不同的放大倍数，提高采样的精度。LIS344ALH是一种低功耗、高性能、高精度的三轴加速度传感器，通过模拟输出为外部电路提供直接测量信号，加速度传感器的工作电压为2．2～3．6V，检测量程可以在±2gn或±4gn间选择。其中，VREF为通过稳压芯片MCP1700T转换为3V的稳定电压输入。应用电路如图6所示，选择100nF的贴片电容器作为VCC端的解耦电容，在输出端使用1μF的滤波电容减小噪声。考虑到振动误差无法通过加速度传感器进行补偿，因此，陀螺仪选型的过程中把机械性能作为重要的考虑因素，选择了可以在单芯片上实现完整单轴角速度响应的ADXRS610陀螺仪传感器。3个ADXRS610陀螺仪分别安装于垂直于机体坐标系的XYZ轴来实现系统三轴角速度的测量。

5实验与仿真

四旋翼飞行器在姿态解算时，陀螺仪传感器直接测量的是角速度，在积分得到角度的过程中随着时间的增长会产生累计积分误差，积分误差产生的原因一方面是积分时间，另一方面，由于自身的机械特性会产生零漂温漂等现象［8］。在陀螺仪的使用过程中融合加速度传感器，不仅为陀螺仪提供了绝对参考系，而且使加速度传感器优秀的静态性能与陀螺仪良好的动态性能相结合［9］，较好地抑制了外界干扰。数据经卡尔曼滤波算法处理后，可有效地降低数据噪声。图8为加速度传感器采样数据与卡尔曼滤波后的数据比较，可以明显地看到噪声信号减小了，但是仍有少量的扰动存在。图9的曲线表明了陀螺仪采集角速度数据存在零漂、温漂现象，当确定零漂为0．05°，静态输出电压为2．63V时，从波形图中可以观察到通过卡尔曼滤波处理后的积分数据平滑收敛，不但对零点漂移进行了补偿，而且对累计积-10-5051015角度/（°）012345时间/s卡尔曼滤波后的数据加速度计采集数据图8加速度计采样数据经卡尔曼滤波后的数据图Fig8DatadiagramofsamplingdatasofaccelerometerprocessedbyKalmanfiltering分误差，温漂有较好的抑制作用。-10-5051015角度/（°）012345时间/s卡尔曼滤波后的陀螺仪数据陀螺仪积分数据采集角速度数据。

篇2

中国的现代艺术设计需要建立在民族文化、民族风格的基础上，因此必须重视向民间艺术学习，坚信中华民族文化传统的主流在民间。所以在城市空间设计中，要通过对环境的理解，对传统的认知，自觉地借鉴，而不是直接挪用。中国传统民间艺术形式变化万千、风格种类异彩纷呈，凝聚了中华民族几千年的智慧精华，也传承了中华民族特有的艺术精神，值得当代城市设计师深入学习和研究。设计师在设计实践中，通过元素剥离、创意整合和情感传达，特别是与新技术巧妙融合，就能创造出独具中国特色的现代艺术设计作品。当然，这需要一个过程，要靠城市设计师与民间艺术大师、民间艺术教育人才的融合。所以说，城市设计师必须以民间艺术为基础，重视向传统民间艺术学习，只有亲身体会这笔文化遗产的魅力所在，了解传统民间艺术中所蕴含的深厚的民族本源文化、本源哲学、本源艺术的基因，以及多姿多彩的具有生命活力的民族语言形态，才会对它加以自觉应用［2］。

2．传统民间艺术语言

现代化现代城市空间越来越相似，传统特色逐渐消褪，因此如何保持城市的独特气质就成为十分迫切的问题。传统民间艺术语言体现了独特的审美传统，蕴含着深厚的精神文化内涵，将其作为城市空间设计的思想源泉，在城市空间中直接或间接地运用，对强调和延续历史文脉有着重要意义。但是，源于自然崇拜的原始文化的民间艺术，所代表的是不同于现代文化的农耕文明，它虽有着特定的社会基础，但其中也有不适合现代生活方式、不符合现代审美、伦理观的地方，这样就限制了其在当代城市设计中的广泛应用。有些民间艺术图式如果不经过调整、创新，就很难为现代社会所接受，因而应用时不能简单、机械地复制、拼贴，而应该在理解其文化含义的基础上，取其精髓，去其糟粕，使其艺术语言现代化，为当代大众所认同并接受。中国传统民间艺术的很多内容和形式有相对的稳定性及程式化特征，在艺术认知上有更为直接的优势，因而是可以应用到城市空间设计中的。其应用方式有两种，第一种是物品本身、题材、造型及艺术手法的直接运用;第二种是间接运用，即可以从民间艺术的形、色、质等方面着手，进行形的简化与再造、色彩的沿用与重组以及材料的选用与更新等，来再现或表现民间艺术。在城市空间设计中，设计师要将传统文化经过现代设计思维的选择与消化，融入到现代设计之中，这样，民间艺术元素才可能真正发挥它的艺术价值，作为一种新的视觉传递语言，在现代设计中重现生机。

3．在社会场域上的对接虽然城市空间设计

一直以来都以较快的速度发展，但在当代，与公众联系紧密的传统民间艺术才逐渐走进人们的生活之中。民间艺术形式以合理、合情的方式融于城市开放空间中，其较大的辐射面和难以抗拒的视觉冲击力，使与它发生接触的人都会或多或少地接受它传达的信息，从而在心中产生一种熟悉的、能产生共鸣的集体性的感受。为城市居民营造一种心理归属感，满足社会心理情感的需要，可以使城市居民对城市产生心理依赖感，对环境产生身份认同、心理认同，直至文化认同。另外，当代城市空间设计追求绿色生存空间，提倡低碳设计。传统民间艺术如陶艺、编织等，其原生态性契合了当代城市设计的需求。在设计中，对民间艺术中传统的工艺、材料和形式的毫无偏见的借鉴，体现出了强烈的环境保护意识，同时也体现出了一种社会的进步，因而是一种设计伦理和设计道德的体现。传统民间艺术一旦融入城市空间艺术中，就会逐渐走进人们的生活，其审美对象就会直指社会公众，就会以公众的精神需要为目的，以公众的审美评价为借鉴，生存于公众之间。这就使得公众对自己生活的公共空间艺术享有话语权，同时享有艺术创作的参与权，从而提高了社区居民的和谐氛围，促进了社会和谐。

二、传统民间艺术在城市空间设计中的具体应用

1．城市空间墙面艺术与传统民间艺术

传统民间艺术的民间性和贴近生活的特点，迎合了城市特色营造的需要。城市空间的墙面围合成居民生活的空间，在城市空间的墙面上揉进诸多传统民间图式元素，可以体现城市的独特个性和其融合性。同时，利用民间艺术形式改造城市建筑墙面，可以增加建筑的历史、艺术价值，也将提升整个城市的艺术品位。墙面艺术的丰富多彩使城市居民在街道上除了广告外，有可看的内容，也可彰显该城市与其它城市的差异。同时，融入传统民间艺术的城市墙面，除提升城市形象外，也能满足城市公众的精神需求。如高雄驳二艺术特区中的墙面设计借鉴了民间皮影和乡土绘画，使原本废弃的墙面换上了新妆，焕发了新的生命。同时，建筑室内墙面设计也常常采用民间艺术元素来活跃空间氛围，提升空间亲和力。譬如大连甘井子实验小学的教学楼设计，局部采用了民间艺术元素，将传统红灯笼悬挂在大门入口的过厅天花板上，每盏灯笼上面都有不同的两个字，比如“幽默”、“温柔”、“爱笑”、“漂亮”、“耐心”、“善良”、“公平”等。这种设计既体现了艺术文化特色，又具有亲切感和历史厚重性，深得家长、老师、孩子们的喜爱。

篇3

汇聚式处理器解决嵌入式设计技术挑战

尽管嵌入式设计经过数十年的发展，在核心处理器硬件平台、嵌入式操作系统和开发工具上已经有广泛的选择，然而随着市场竞争加剧、系统日益复杂化，目标应用对系统的功能、性能、成本的要求也日趋苛刻。工程师所面临的设计挑战似乎并没有随着半导体技术的发展降低，甚至日益增高，工程师在进行方案选择时必须正确评估应用面临的挑战。

处理能力要求越来越高。系统本身的复杂功能、友好的界面设计要求、各种接口和通信需求都需要占用大量的MIPS处理能力，单一的传统MCU或ASIC很多时候难以满足系统高处理能力的需求，双芯片甚至三芯片解决方案日益增多，但随之而来的高设计复杂性、功耗和BOM(材料清单)成本让方案缺乏竞争性。此外，当前嵌入式系统设计，特别是一些新产品和功能复杂的嵌入式产品设计，要在设计周期很有限的条件下完全从零开始实现设计已经变得不现实，也不具成本效益。因此，是否能提供完善的开发工具套件、必要的软件模块、成熟的参考设计、系统设计支持，以及是否有完整的设计生态系统等，对于是否能按期高质量地完成系统设计非常关键。

标准的多样性和不确定性带来产品升级换代的顾虑。当前在各个行业都面临一些创新型应用，例如智能电表和智能视频监控等，这些应用都具有一定开创性，目前没有或尚未形成行业统一的标准，如何在保证抢占市场窗口期的先机，同时确保当前的设计满足未来变化的市场和技术需求，必须考虑方案的可扩展性和性能裕量。

低功耗的要求日益苛刻。处理器性能要求越来越高，而系统功耗要求越来越低，这几乎形成一对矛盾。然而，实际设计过程中，工程师不得不面对这种近乎矛盾的需求。随着半导体工艺技术、嵌入式处理器架构优化以及设计技术的改进，低功耗设计技术日新月异，电压、工作频率自适应调整技术、多工作模式的节能技术、数字电源管理技术，以及低功耗的最新半导体工艺技术应用层出不穷。在众多方案中选择满足设计功率预算要求的系统方案也是系统设计成功的关键因素之一。

选择具有广泛嵌入式系统支持能力的解决方案非常重要。目前可用的嵌入式操作系统众多，各具优势，硬件平台方案对这些操作系统的支持能力是进行方案选型的考虑要点之一。

以Mcu或AsIc为核心器件的硬件平台方案在解决上述嵌入式系统设计要求上正面临挑战，有限的处理能力通常难以满足很多应用的高处理能力需求，或者缺乏进行功能扩展和产品升级换代的设计灵活性，某些设计为了满足系统的处理能力要求而增加DsP或协处理器，从而增加系统的复杂性、功耗和成本。

结合MCU和DsP性能优势的汇聚式处理器是有效解决上述设计挑战的方案之一，而ADI公司Blackfin处理器是目前市面上唯一的汇聚式处理器产品。汇聚式处理器典型应用有电力应用的智能电表，安防应用的视频监控，医疗设备的便携式房颤监测仪，工业应用的3DLevelScanner三维曲面测量仪等。预览全文，请访问本刊网。

科学大师是引用出来的

篇4

 

EDA技术是以数字电子技术课程知识为基础，具有较强实践性、工程性的专业课程。将数字电路设计从简单元器件单元电路设计，EWB软件仿真提到了更高一级的可编程操作平台上，进一步巩固和提高学生电子电路综合设计能力。但是，传统的教学模式是将两门课程分开，先上数字电路，后上EDA技术，分两学期授课。这样的教学模式存在弊端，减弱了课程之间的联系，降低了学生对数字电路理论的认识程度。通过对EDA技术课程的教学改革，以实训的方式采用项目教学法，使学生在较短的时间内掌握EDA技术基础及其实验系统，从数字系统的单元电路，如译码器、计数器等入手，加深对数字电路基础理论的认识，逐渐完成数字系统设计。

1. EDA技术及其在教学中的应用

1.1 EDA技术

EDA技术即电子设计自动化(Electronic DesignAutomation)是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果而形成的一门新技术毕业论文格式，是一种能够设计和仿真电子电路或系统的软件工具。采用”自顶向下”的层次化设计，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。图1为一个典型的EDA设计流程。

图1 EDA设计流程图

1.2 EDA技术在教学中的应用

在教学过程中，EDA技术利用计算机系统强大的数据处理能力，以及配有输入输出器件(开关、按键、数码管、发光二极管等)、标准并口、RS232串口、DAC和ADC电路、多功能扩展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件开发平台，使得在电子设计的各个阶段、各个层次可以进行模拟验证，保证设计过程的正确性。从而使数字系统设计起来更加容易，让学生从传统的电路离散元件的安装、焊接、调试工作中解放出来，将精力集中在电路的设计上。同时，采用EDA技术实现数字电路设计，不但提高了系统的稳定性，也增强了系统的灵活性，方便学生对电路进行修改、升级，让实验不在单调的局限于几个固定的内容，使教学更上一个台阶，学生的开发创新能力进一步得到提高。

2.课程教学改革实施

2.1课程改革思路

课程改革本着体现巩固数字电路基础，掌握现代电子设计自动化技术的原则来处理和安排EDA技术教学内容。打破传统的从EDA技术概述、VHDL语言特点、VHDL语句等入手的按部就班的教学方法，以设计应用为基本要求，开发基于工作过程的项目化课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识。将EDA技术分为四个方面的内容，即：可编程逻辑器件、硬件描述语言、软件开发工具、实验开发系统，其中，可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体，硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段，软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动设计工具,实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。采用项目化教学方法，以实训的方式展开，让学生在“学中做，做中学”。

2.2课程改革措施

以电子线路设计为基点，从实例的介绍中引出VHDL语句语法内容。在典型示例的说明中，自然地给出完整的VHDL描述，同时给出其综合后的表现该电路系统功能的时序波形图及硬件仿真效果。通过一些简单、直观、典型的实例毕业论文格式，将VHDL中最核心、最基本的内容解释清楚，使学生在很短的时间内就能有效地掌握VHDL的主干内容，并付诸设计实践。这种教学方法突破传统的VHDL语言教学模式和流程，将语言与EDA工程技术有机结合，以实现良好的教学效果，同时大大缩短了授课时数。表1为课程具体内容及实训学时分配。

 

能力

目标

学习情境

项目载体

课时

QuartusⅡ开发工具使用能力

QuartusⅡ开发环境、实验系统

二选一音频发生器设计

6

VHDL语言编程能力

VHDL语言基本结构

计数器电路设计

6

VHDL语言并行语句

8位加法器设计

8

VHDL语言顺序语句

7段数码显示译码器设计

8

VHDL语言综合运用

数控分频器的设计

8

层次化调用方法

4位加减法器的设计

4

综合开发调试能力

8位16进制频率计设计；

十字路通灯设计；

数字钟设计；

波形信号发生器设计，等。

(任选一题)

20

总计

篇5

 

0引言

血压是人体重要的生理参数之一，对其进行精确测量，有利于早期发现和鉴别高血压类型医学检验论文，提出合理的治疗建议。目前，临床上对普通病人主要采用无创检测的方法，它大致分为人工柯氏音法和示波法两类，人工柯氏音法虽然比较准确，但操作困难，受主观因素影响较大，而示波法虽然操作简单医学检验论文，但稳定性和个体适应性都比较差，不利于其在临床应用上的普及和推广。本文在示波法的基础上，从硬件实现和软件设计两个方面，改进了原来的测量方法，并进行了比对测试

在研究国内外已有产品或设计构思的基础上，使用先进的信号处理技术与智能控 制技术，尽量消除脉搏提取处理中的噪声干扰与非线性失真医学检验论文，提高血压测量的准确性与稳定性，并提高了测量的自动化和智能化论文开题报告。

1系统的硬件设计

篇6

[1]张延宇，曾鹏，臧传治.智能电网环境下家庭能源管理系统研究综述[J].电力系统保護与控制，2014，42（18）：144-154.

[2]王春梅，李扬.计及用户舒适性的家庭智能用电调度优化[J].电网与清洁能源，2016，32（4）：58-62.

[3]刘经浩，贺蓉.一种基于实时电价的HEMS家电最优调度方法[J].计算机应用研究，2015，32（1）：132-137.

[4]高思远.智能家居能源调度算法研究[D].河北工程大学，2015.

[5]SHAOS，PIPATTANASOMPORNM，RAHMANS.Developmentofphysical-baseddemandresponse

[6]袁泉.大功率储能变流器的研究[D].北京：北京交通大学，2012：3-5.

基于ZigBee的智能家居控制系统的设计

参考文献

[1]邱凌.浅谈智能家居[J].网络信息技术应用与自动化，2008（5）：1-2.

[2]周怡.ZigBee无线通信技术及其应用探讨[J].自动化仪表，2005，26（6）.

[3]王权平.ZigBee技术及其应用[J].现代电信科技，2004（1）：33-37.

[4]高小平.中国智能家居的现状及其发展趋势[J].电器与能效管理技术，2005（4）：18-21.

[5]杨诚，聂章龙.ZigBee网络层协议的分析与设计[J].计算机应用与软

基于Cortex—A9的智能家居控制系统的硬件设计与实现

参考文献

[1]范丽娜.智能家居系统中家电控制的研究与实现[D].南京：南京邮电大学，2011.

[2]徐金波.基于Android与Zigbee的智能家居系统设计与实现[D].南昌：南昌航空大学，2015.

[3]张亮.嵌入式智能家居控制系统的设计[J].城市建设理论研究：电子版，2015（25）：55-57.

[4]熊琼.基于ARMCortex-A8与Android平台的智能家居系统设计[D].太原：太原理工大学，2014.

智能家居实训室在高校的建设与实践

参考文献：

[1]夏长凤.高职院校智能家居实训室建设的探讨与实践[J].电气自动化，2014，36（3）：28-30.

[2]江进，王浩存.物联网智能家居实训系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2014（10）：38-39.

[3]胡軍.智能家居体验中心系统的硬件设计与实现[D].浙江：浙江工业大学，2014.

[4]徐鲁宁，郭晓功，胡斌.高职院校物联网专业实训平台建设探索[J].河南科技，2014（10）：258-259.

[5]彭玲，黄松发.关于高校物联网实训室建设的研究[J].电脑知识与技术，2014，36（10）：8848-8849.

[6]兰宇飞.高职院校实验实训室建设的实践与探讨[J].高等职业教育—天津职业大学学报，2012，21（3）：24-26.

[7]彭文华.高职院校“物联网应用实训室”建设方案初探[J].电脑知识与技术，2011，7（27）：6782-6783.

基于Cortex—M3的智能家居监控系统的设计

参考文献：

[1]郑魏，李智敏，骆德汉.智能家居无线网络设计与实现[J].电视技术，2013，（21）.

[2]申斌，张桂青，汪明，李成栋.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表，2013，（02）.

[3]张佳茜.基于WIFI的家庭无线网络设计研究[J].科技致富向导，2012，（26）.

[4]崔小玲，侯思祖，张璇，吴胜明，岑彦.基于STM32的智能终端的设计与实现[J].电力系统通信，2012，（05）.

篇7

3滤波器幅频特性自动测试系统硬件电路设计……………………17

3.1正弦扫频信号发生模块………………17

3.1.1正弦扫频信号方案选择………………17

3.1.2 DDS基本原理………………18

3.1.3 DDS芯片介绍………………19

3.1.4 AD9833芯片波形产生原理 ………………20

3.1.5 DDS硬件设计………………20

3.2数据处理及控制电路………………22

3.3幅度控制模块………………23

3.3.1芯片简介………………24

3.3.2幅度控制电路………………24

3.4键盘及显示模块………………25

4滤波器幅频特性自动测试系统软件设计……………… 31

4.1软件幵发环境………………31

4.2软件设计方法………………32

4.3系统流程图………………37

5滤波器幅频特性自动测试系统测试方法……………… 39

5.1 GUI图形用户界面………………39

篇8

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）01-0087-02

机电系统设计是机械和电子的完美结合的学科，是机械学、信息学、控制理论、执行元件、传感技术和总体设计等诸多方面，在机械专业中占有比较重要的地位。学生在学习工程中，由于实际经验欠缺，加之课程牵涉面广，学习难度比较大，故而在学习过程中不可避免会存在各种各样的问题。因此，要求在教学过程中，教师要想法设法、千方百计地通过不同的教学方式，调动学生的积极性，引导学生充分认识机电系统设计这门课的重要性，从而提高学生的动手能力和实践能力，以及总体素质，从而使学生求职时增加在机电系统设计行业内的选择机会。

项目教学法目前在我国的职业教学实践方面已经有所涉及。但是在本科教学中还很少使用，为了让机械专业的学生通过项目教学直接深入到机电工程领域的实际工程应用，本文提出应用项目教学对机电系统设计课程进行的本科教学改革的崭新思路。

一、项目教学法的本质

关于项目教学法的起源，众说纷纭。我们国家著名教育家陶行知先生所提倡的“在学中做，在做中学”的教育理念与此相似。这种教学模式，将项目教学法贯彻到某课程的教学过程中，通过组织学生真实地参加项目选题、方案设计，管理项目的全过程，在项目实施的过程中完成教学任务、实现教学目的，从而培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。

项目教学法摈弃了传统的教学以教师讲授为主，学习以课本为主的模式，强调理论联系实际、创新开拓精神和团队合作精神，是一种很新教育模式。该方法可以充分应用课堂理论知识解决生活中、工程中的实际存在的问题，并且通过解决项目加深对理论知识的理解，从而起到了培养学生综合能力的目的。因此，项目教学法完全体现了现代教育“素质教育”的本色。

二、项目教学法的实施步骤

项目教学法主要特点理论与实践相结合，在学习理论知识的基础上，加强学生实践能力的培养。这种方法有利于培养学生的多种能力，如：展示学生的创造性，培养了学生解决实际问题的能力，以及对项目的管理能力。项目教学法的整个教学过程，分为以下几个阶段：

1.项目教学动员阶段。项目教学法开始之前，积极组织学生参加动员大会，由学院相关领导、学科主任、专职教师、实验室教学教师及相关人员参加。会上要注意强调项目教学法此项教学改革的重要性，以及将对学生起到的重要作用，特别是机电系统设计项目教学法将强化学生以前动手能力比较弱的薄弱环节，是学生接触工程和生活中的实际项目的大好机会，也是提前将学生的理论知识和将来的工作相联系的重要环节。并对学生提出希望，希望学生切实发挥自己的主观能动性和创造性。学院和教研室将对学生提供各种指导条件和实验条件，并且帮助指导学生如何保护自己的具有知识产权的作品。

2.题目拟定阶段。学生自主分组或教师给学生分组，要求学生要充分发挥主观能动性，通过广泛查阅资料、主动思考，开拓思维，乃至市场调研拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预，要求学生选定的题目适合小组各组员的特长和兴趣，并且要求项目既要体现一定的创新性、实用性，并且具备一定的挑战性，而且要成本适中、切实可行、不可好高骛远。对于项目中所用到的新知识新理论，指导教师也要能否准确把握。项目经过教师的指导和学生们的努力在有限的时间内可以顺利完成。

3.可行性论证阶段。此阶段对于项目是否能够真正实施非常重要。项目组必须在广泛的调查研究的基础上撰写项目可行性论证报告、并详细确定项目进程计划。在安排研究进度的时候，最好能够基本上与课堂教学进度并行，即：首先是机械机构、执行机构、然后是计算机、控制系统和传感器系统以及系统综合设计[4]。

教师必须认真检查并核实项目组的可行性分析及方案设计。若项目不可行或者不具备研究基础，教师应该引导学生及时更换题目，重新进行可行性评估和方案设计，这样虽然暂时会影响到项目进程，但是可以保证将来不影响后续工作进一步展开。

4.具体实施阶段。此阶段至关重要，要求学生必须按照计划实施并按照要求做好阶段总结，并及时发现问题。本阶段，学生将碰到很多新的知识，可能没有接触过。教师就要按照需求指导学生进行自学和讲解，以培养学生的学习能力和解决实际问题的能力、从而进一步提高学生的创造性思维。需要学生学习的内容，指导教师要合理把握，只要能够基本达到项目的研究需要就可以了。项目的实施过程中，学生将有大部分工作需要在实验室中完成，一定要强调学生要注意安全。对于需要设计加工的项目，指导教师要着重指导学生按照机电系统设计设计手册进行合理设计，从而可以顺利完成设计和加工的任务。

在此过程中，由于学生面对的是解决项目所需要面对的各种各样的问题，最能增强学生综合素质。教师在项目教学法的实施过程中，要非常注意培养学生自己发现问题、自己分析问题和自己解决问题的能力，引导学生自己去解决问题，充分推动学生的主动研究、主动思考的水平和能力。

5.成果汇报阶段。成果汇报的形式可以多种多样，希望每一组的同学能以研究总结报告、学术论文或者其他形式的文本呈现本小组的研究成果。写作的过程中要求学生按照正式的项目报告和学术论文形式进行撰写。另外，要求学生在写作时需要体现项目完成过程中的管理过程。报告或学术论文中要体现项目的先进性以及所存在的不足。

6.成绩考评阶段。以每个项目小组为单位，根据学生递交的成果，教师应认真考核学生完成项目的情况。针对机电系统设计项目的各系统的设计、实现方式、功能、软硬件设计以及最终的项目报告等分别进行考评，并且最终给出小组的综合考评成绩。然后，在此基础上根据项目中的分工合作情况，给出单个学生的考评成绩。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中出现或提出的问题，以及如何分析和解决这些问题的。

7.项目拓展阶段。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以学术论文的形式向会议或者期刊投稿、申报专利、参加竞赛的形式进一步进行项目拓展。对于确实优秀、具备创新性并且具有一定市场的优秀项目可以由学校出面进行项目推介，让项目走向市场。

三、项目教学法需要注意的问题

1.关键在于教师素质。在机电系统设计课程的本科教学中实施项目教学法对指导教师提出了非常高的要求。要求教师非常熟悉机电系统设计产品的设计管理流程，具备机电系统设计的产品设计经验，对设计过程中各个步骤、环节以及有可能会碰到的问题做到心中有数。要求教师善于调动学生的积极性和创造性，并且本身同样具备敏锐的思维方式，善于发现问题、分析问题和解决问题。

2.需要实验室软硬件支持。项目的实施过程中，学生们需要在实验室中完成大部分工作，因此，需要现有的实验室在软硬件配备方面还要适当加强，使得实验室的条件足以支撑各个项目的完成。

3.需要经费支持。项目在实施过程中，硬件的采购，电路设计与加工、机械部件设计与加工、系统的调试等环节均需要一定的经费支持。

四、结论

本文提出应用项目教学法对机电系统设计课程本科教学进行教学改革的方案，该法将理论与实践相结合，激发学生学习兴趣和热情，培养学生开拓性思维，使学生能够以项目的形式深入机电系统设计产品设计及项目管理，着重培养学生在机电系统设计产品设计中的自己发现问题、自己分析问题和自己解决问题的能力。学生在项目教学法中所得到的成果，有可能成为机电行业的敲门砖。项目教学法将在提高学生素质、拓宽知识面和就业广度等方面有所建树。

参考文献：

[1]张建民.机电系统设计系统设计[M].北京理工大学出版社，2006.

篇9

 

1、引言

随着电子技术和信息技术的快速发展，嵌入式系统已经在通信、多媒体、工业控制、信息家电等领域得到了广泛的应用。嵌入式系统的设计包括硬件设计和软件设计。按照传统的模式，在整个项目开发程中，先根据要求设计原理图，搭好硬件电路和编写程序，通过仿真器对系统硬件和软件调试, 最后将调试成功的程序固化到单片机中。由于硬件众多可能出现各种故障，整个过程要花费大量的时间与精力。如果采用 Proteus 软件进行系统虚拟开发和仿真，可大大降低开发成本并提高开发速度。

2、proteus软件的体系结构

Proteus是目前世界上最先进最完整的嵌入式系统设计与仿真平台。它是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件。Proteus除了能实现模拟电路、数字电路、模数电路仿真等功能外，最重要的特点是它能够把用户编写的应用软件作用在微处理器上并和连接在该处理器的外围模拟器件及数字器件协同仿真，就像在真正的嵌入式系统的硬件平台上执行目标代码。还可以直接实时动态地模拟按键、键盘的输入，LED、液晶显示的输出，同时配合虚拟工具如示波器、逻辑分析仪等进行相应的测量和观测。

Proteus软件的体系结构如图1所示。Proteus PCB Design主要用于PCB设计，如自动或人工布线及其硬件电路仿真等。

图1 Proteus体系结构

Proteus VSM主要实现数字电路、模拟电路及数/模混合电路的设计与仿真，特别是能实现嵌入式系统的软硬件设计和仿真。它的核心是ProSPICE，这是一个组合了SPICE3F5模拟仿真器核和基于快速事件驱动的数字仿真器的混合仿真系统，SPICE内核使用众多制造商提供的SPICE模型。PROTEUS VSM包含大量的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪、函数发生器、数字信号图形发生器、时钟计数器、虚拟终端，以及简单的电压计、电流计。仿真过程中，可以用鼠标点击开关、按键、电位计、可调电阻等动态外设模型，使嵌入式系统根据输入信号做出相应的响应，并将响应处理结果实时地显示在LED、LCD的动态显示器件上，实现了实时交互式仿真。整个过程与真实的软件、硬件调试过程相似。

3、Proteus设计和仿真嵌入式系统流程

3.1 硬件系统设计流程

嵌入式系统是一个软硬件紧密结合的系统，首先要进行硬件系统的原理图设计，这是嵌入式系统设计的基础。只有在设计好硬件系统的原理图的基础上才可以进行仿真。硬件系统在Proteus中的设计流程如下：：

1) 创建设计文档和设置工作环境。在进行硬件系统的设计前，首先根据嵌入式系统要实现的功能构思好其硬件系统原理图，即必须知道所设计嵌入式系统需要哪些电路、元器件来完成。工作环境采用默认的，也可以根据实际硬件系统电路的复杂程度来设置图纸的大小及注释的风格等。在硬件系统电路图设计的整个过程中，图纸的大小可以不断地调整。设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。

2) 提取和放置元器件。根据构思好的硬件系统电路图从元器件库选取相应的元器件放到图纸适当位置，并对元器件的名称、标注进行设定，再根据元器件之间的走线等联系对元器件在工作平面上的位置进行调整和修改，使得硬件系统电路原理图美观、易懂。

3)元器件间的连线。根据实际电路的需要，利用 Proteus 的各种工具进行布线, 用导线把元器件连接起来。构成一幅完整的硬件系统电路图。

完成上述步骤后, 就构成一幅完整的嵌入式系统硬件电路图。如果要完成印制电路板还要还要进行以下步骤。

4)建立网络表。网格是设计中有电气性连接的电路。

5)对硬件系统原理图进行电气规则检查。当完成布线后，利用Proteus ISIS编辑环境所提供的电气规则检查命令对设计进行检查，并根据系统提供的错误检查报告修改硬件系统原理图。

6)调整。如果硬件系统原理图已经通过电气规则检验，那么硬件系统的设计就完成了，但是对于一般硬件电路设计而言，尤其是较复杂的硬件系统，通常需要对其电路多次修改才能通过电气规则检测。论文参考网。

7)存盘和输出报表。Proteus ISIS提供了多种报表输出格式，同时可以对设计好的硬件系统原理图和报表进行存盘和输出报表。

3.2、软件系统设计

软件系统是嵌入式系统的灵魂。论文参考网。在Proteus中完成硬件系统的设计后，要根据系统功能进行程序设计。论文参考网。在编制和输入的源程序代码时，Proteus 提供了一个简明的源程序文本编辑器 SRCEDIT。它本质上是 NOTPAD的改进版本，可以打开多个源文件。如果要使用像UltraEdit的第三方源程序编辑器，方法是：首先选择菜单的Source→SetupExternal TextEditor，弹出Source Code EditorConfiguration对话框，其次单击对话框中的 Browse按钮，并选择文本编辑器的可执行文件。此时在Executable中显示文件路径，最后单击 OK按钮。

源程序设计完成后，必须生成目标代码。Proteus 提供些代码生成工具。 如果要使用第三方代码生成工具，要进行注册，方法是：首先要大开菜单栏Source→DefineCode GenerationTools，弹出Add /Remove Code GenerationTools对话框， 再单击New按钮，出现Code GenerationTools对话框，选择工具可执行文件，单击“打开“按钮，即可将代码生成工具添到Add /Remove CodeGeneration Tools对话框中Tool下拉列表中。并在SourceExtn、Obj.Extn文本中，分别加入源程序文件和目标代码文件的扩展名，如分别写入ASM、HEX。在Command Line中输入编译器的路径，%1代表源文件，%2代表目标文件。最后为列表文件设置扩展名，并指定调试数据提取路径。

3.3、系统仿真

对所编写的程序进行编译、链接，通过后可以进行系统仿真。首先在硬件系统原理图中选择微处理器，单击左键弹出编辑元器件对话框，在元器件属性Program File中添加目标代码文件。在Clock Frequency中设置晶振频率。点仿真运行按钮，Proteus开始运行仿真过程。图2就是在Proteus中设计和仿真的计算器。可以用鼠标在计算器面板上操作，LCD显示结果，实现了实时交互式仿真。

图2 设计和仿真计算器图

4、Proteus和Keil的联合仿真

uVision是德国Keil公司的开发软件工具。它支持众多与此同时8051兼容的 8位单片机。内部集成C编译器、汇编器、连接器、调试器和软件仿真等基本组件，其界面提供了功能强大的编辑和浏览，非常方便的进行快速开发。它的用户比较多，相关资料也很丰富，而且用C语言开发单片机应用软件也是今后的一种发展趋势。因此结合Proteus和uVis ion进行联合仿真也十分必要。

由于Keil与Proteus之间通信是通过TCP /IP进行的，因此要确保你的计算机安装了TCP /IP协议，否则要安装此协议。KEIL和Proteus可以在同一台计算机上，也可以分别在两台计算机上。Proteus帮助文档通过实例说明其方法，下面给出连接步骤：

1) 把Proteus 的MODEL子目录下的VDM51.DLL复制到Keil安装目录下的 BIN 子目录里。

2) 用文本编辑器打开 KEIL 安装目录下的TOOLS.INI, 并在[C51]下添加 TDRV3=BINVDM51.DLL(“proteus VSM Monitor- 51Driver“)，保存。

3) 在Proteus的debug菜单中选中use remote debug monitor。

4) 打开 uVis ion, 进入到 PROJECT的 OPTION FOR TARGET“ 工程名” ，在弹出的对话框选择 DEBUG 选项卡,选中Use单选按钮, 并且在下三角按钮选择 Proteus VSM Monitor-51Driver。

5) 单击Setting 按钮，弹出对话框如果Keil和Proteus在同一台计算机上，不要改动设置，直接单击 OK按钮。如不在同一台计算机，则 HOST中填写另一台计算机的IP地址，端口号不变。

完成上面的设置后, 就可以联合仿真。

5、结束语

Proteus为嵌入式系统学习者培养研发能力和从事电路设计及嵌入式系统的工程师提高开发效率提供了一个平台。应用Proteus软件设计和仿真嵌入式系统，这对于提高产品的开发效率、 降低开发成本等有着非常重要的作用。也为嵌入式系统实践教学和建立虚拟实验室提供了新方法。

参考文献

[1] labcenters.co.uk

[2] windway.cn

[3] Proteus帮助文档

篇10

中图分类号：TU855

智能家居的定义为家庭住宅作为一个单独的平台，依托网络通信技术、综合布线技术、自动控制技术等一系列现代化技术，建设完成一种能够远程管理家庭事务的一种管理系统。该系统提高了家居的安全性、舒适性以及艺术性等特征。为人民提供了更加环保舒适的家居环境。通俗的说也可以称之为智能住宅，它的产生主要原因在于人们对居住环境有了更高的要求，同时也是当前信息化时代的必然趋势。本系统设计中的控制主要采用嵌入式进行完成，所谓的嵌入式系统主要是指把相关应用软件以及操作系统同计算机硬件设备联系起来的系统。近年来嵌入式系统不断发展，再不久的将来必会成为计算机和互联网之后另外一个十分伟大的发明。根据当前情况下的我国具体国情，本论文提出了一种新型的基于嵌入式Internet/Intranet的智能家居系统，并详细的介绍了其总体结构框架、设计思想和实现步骤，并分析了该系统的具体特点。

1 功能需求

根据当前我国的国情，在进行该系统的设计过程中应当遵守以下原则设计：使系统具有较高可靠性和稳定性，同时要是系统中的各项功能具有高效率的特点、使系统的低成本更低，操作更加方便简单。更加以上设计原则，进行设计的智能家居系统的业务功能一般包含有：第一，住宅内部的视频监控，用户能够自己定义住宅内部的监控设备，并对相关参数进行设置，远程打开监控设备，关闭监控设备，选择查看某个监控设备监控信息等；第二，社区管理，实现对社区的管理，包含有社区内部居民管理、居民住宅管理、水电费以及物业费的收费管理以及安全防护管理等；第三，社区信息，实现向社区信息的功能，例如社区新闻、公告或者通知等；第四，社区服务，主要实现在网上向社区提供服务的申请的功能，比如说家政服务、住宅托管服务等。

2 系统实现

2.1 系统整体框架

智能家居系统中一个主要的组成部分就是智能家居系统的安全防护功能，而利用视频监控的来进行安全防护是一个较为有效的方法。该系统的视频监控利用先进的计算机网络技术、网络通信和其他智能家居相关的子系统相互联系进行管理，来提高智能家居中的安全系数。从智能家居系统的主要业务方面来讲，该部分设计应当包括视频监控服务、客户端和服务器端等部分，首先客户端向服务器发出服务请求，服务器接收到指令以后进行接受请求，随后实现视频监控的作用。

2.2 系统设计

本部分主要利用嵌入式系统实现智能家居的视频监控功能，在本论文所讲的系统中，所使用的主要硬件系统包含有嵌入式系统GX-ARM9-2410EP以及监控设备驱动；使用的软件系统操作包含了对Linux操作系统进行的整合与移动。如果要最终完成视频监控的设计，同时还要把ARM核处理器嵌入到Linux的内核中以及该系统的用户中，用户可以通过浏览器获取相关服务的信息和监控，主要的系统结构框架如下图所示：

图1 系统结构图

（1）硬件设计。在硬件设计部分主要需要用到的硬件包含有存储器与传感器等部分，本系统的设计中采用的处理器为S3C241是由三星公司生产的处理器。该硬件的选择是根据系统的需求，能够保证系统的稳定可靠地工作，同时其可以外接ROM，SRAM存储器。该系统设计中利用连接DM9000芯片可以转成一个以太网接口，而且这一芯片就有功耗低、成本低的特点。视频监控采用的摄像头是采用的V2000摄像头，利用USB与处理器相连接，具有安装简单、使用方便、清晰度高的特点。

（2）软件设计。在我们打开Linux的宿主机的应用程序时候，需要通过汇编或者链接等工具形成一种只可以在目标计算机上面使用的二进制代码，同时对该二进制代码下单，使它可以在目标计算机上正常使用，从而完成最初的目的。通过Windows系统实现虚拟机的完整安装，并安装完成后的虚拟机上接入RedHat 9.0最终完成环境的构建。

2.3 系统整体实现

该系统实际上是完成了嵌入式服务器的设计基础之上来实现的，客户端能够通过网络设备以及手机等实现视频监控的整个过程。而如果要实现利用网络来进行监控，第一步要采用B/S开发模式的架构，即是该系统实现支持CGI功能的服务器，同时利用这该服务器还可以实现的动态画面的采集与传输，所以要实现这一过程，要做的就是要在客户端设置WEB浏览器，便能够完成对嵌入式设备进行管理。

实际上，Web服务器设置在客户端用于对服务器的内容进行读取。客户端与服务器端的关系实际上是一种信息的相互传递的关系本身是一种信息的传递的关系，两者之间的请求或者应答方法都会在HTTP协议中有相对应的定义。所以，在浏览器和服务器正常连接，在请求传输信息之时，服务端能够及时的将所请求相关信息发送到客户端。其传递过程如下图所示：

图2 服务器工作原理

3 结束语

总的来说，以嵌入式技术为核心智能家居系统中的视频监控系统包含了现代网络技术、计算机信息等网络化中的各项技术，同时把嵌入式为核心的智能家居安保系统的设计能够为新时代的居民提供一种简单方便的平台，他们需要做的只是拿出手机或者其他网络设备接入网络，便能够查看自己住宅内部的安全情况。

参考文献：

[1]李怀亮，李美丽，张全禹.物联网智能家居系统的设计与实现[J].绥化学院学报，2012（02）：190-192.

[2]严萍，张兴敢，柏业超.基于物联网技术的智能家居系统[J].南京大学学报：自然科学版，2012（01）：26-32.

[3]俞文俊，凌志浩.一种物联网智能家居系统的研究[J].自动化仪表，2011（08）：56-59.

[4]张小梅，陆俊，彭冰沁.嵌入式智能家居监控系统的设计与实现[J].微计算机信息，2007（01）：54-57.

[5]向军，谢赞福.基于嵌入式Internet/Intranet的智能家居系统模型及实现[J].计算机工程与设计，2005（09）：2425-2427.

篇11

 

1 引言

目前，水资源的管理和节约成为世界性的难题。在控制人们意识上浪费的同时，各种节水设备也应运而生。目前大多都是着眼于用水节约和效率，却忽视了废水的循环使用。为此，本文基于“绿色设计”的原则，设计了一种基于单片机控制的家庭智能节水系统，最大限度的做到“水尽其用”。

2 智能节水系统设计思路

该设计用MCS-51单片机作为控制电路的核心控制部件来构成控制器,单片机输出不同程序信息，经过移位寄存器74LS164驱动，使得数码管显示相应内容，红外传感器以及混浊度传感器和水位传感器检测到的模拟信号经过8位模数转换器ADC0809转变成数字信号写入单片机，经过单片机处理再把数字信号经过8255A送给电磁阀电路和继电器电路，控制其工作与否。从结构来说该设计包括A/D转换和扩展I/O口。输入部分包括按键设置、水位传感器、浑浊度传感器和红外传感器。输出部分包括LED显示、继电器驱动电路、电磁阀驱动电路和发光二极管。系统设计框图如图1所示：

图1 系统设计框图

3 智能节水系统硬件选择

家庭节水系统通常包括4个主要构成部分，分别是收集器、处理器、储存器和供给器。系统中要用水位传感器和浑浊度传感器及多个电磁阀、继电器等，既有模拟量又有数字量。

3.1单片机的选取

ATMEL公司的89系列单片机也称Flash单片机是以8031为核心构成，它和 INTEL公司的MCS-S1系列单片机完全兼容，扩展了它的功能。89系列单片机存在下列很显著的优点:

(1)内部含Flash存储器;(2)和AT80C51插座兼容;(3)静态时钟方式;

(4)错误编程亦无废品产生;(5)可反复进行系统试验。

鉴于以上的优点，经过分析比较，根据本系统的特点，选用ATMEL公司89系列的标准型单片机AT89C51。其片内含有128字节的数据存储器(RAM)和4K字节的可电擦电写闪烁程序存储器E2PROM，这足以满足系统实现其功能。

3.2模数转换芯片

在众多的转换器中以逐次逼近式A/D转换器的性价比最高，应用最广泛，国内使用较多的芯片有ADC0808/0809,ADC0801-ADCO805及ADC0816/0817和AD574等，根据本系统的特点和要求选用中速、低廉的逐次逼近式ADC0809模数转换芯片。它包括一个高阻抗斩波比较器；一个带有256个电阻分压器的树状开关网络；一个逻辑控制环节和8 位逐次比较寄存器(SAR)；一个8位三态输出缓冲器。

该系统中ADC0809与AT89C51单片机的连接如图2所示，采用等待延时方式。论文大全。ADC0809的时钟频率范围要求在10-1280kHz。ADC0809的CLOCK脚的频率是单片机时钟频率的1/6，因此当单片机的时钟频率采用6MHz。ADC0809输入时钟频率即为CLOCK=1MHz，发生启动脉冲后需延时100μs才可读取A/D转换数据。

图2 模数转换电路

3.3 按键的识别和输出显示

常用的键盘有阵列式键盘、独立式键盘。本设计中有4个按键，不必采用阵列式，而采用独立式键盘键接一个上拉电阻与P1口的一个管脚连接。对于按键的识别，有动态扫描和中断两种方式，在该设计中，按键的使用并不是很频繁，所以采用了中断的方式进行按键的识别．

对于输出，有动态并行输出、LCD液晶显示屏和静态译码输出三种方式。水箱中的液位要提供给用户，采用了最简单的八段数码管作为显示部分的硬件电路。该设计中只用到两个数码管显示，不会占用很多硬件资源，所以采用了静态显示。这样在发光二极管导通电流一定的情况下，显示器的亮度大，而且显示稳定。在输出方式上，由于对数码管响应速度不高，采用了串行移位的方式。这里采用74LS164进行显示驱动。

3.4电磁阀与继电器的控制

为使系统安全、稳定，采用了24V电磁阀和12V 继电器。由于电磁阀不能直接与单片机相连，采用了光电隔离，再通过IRF 530进行驱动。继电器的驱动采用的是最简单的方法，即三极管驱动，通过I/O脚电平的翻转来对电磁阀进行开/关控制。论文大全。电磁阀开关动作的控制脉冲宽度可选为30ms。其控制电路如图3所示。

图3 电磁阀控制电路

3.5浑浊度传感器、液位传感器和红外传感器

APMS-10G浑浊度传感器可以根据溶液含有的杂质、灰尘的颗粒大小、密度不同，产生光电经滤波后输出即得到浑浊度检测信号。采用AT89C51单片机与APMS-10G浑浊度传感器通信,读出浑浊度值,再将数据通过串行口传给主机，采用可控三态门74LS125将两路串行通道隔离,通过可控端分时使用，当P17输出高电平时,与APMS-10G的通道导通；当P17引脚低电平时,与主机的通信回路导通。从机串口平时与主机保持通信畅通,将串口设为中断状态,随时可以接收主机发来的指令。

众多的的传感器当中。谐振式水位传感器采用了先进的传感原理,高Q值的谐振电路,具有较强的抗干扰能力、结构灵巧、精密、简单易于制造。该设计中采用了谐振式水位传感器作为中位水箱和低位水箱中的水位检测装置。

红外传感器安装在水龙头内,当人手触发传感器时,信号传递给单片机。对于红外传感器，则利用热释电红外传感器直接接收运动人体的信号，使用574S红外探头。此电路只需要接收系统，不需要发射系统，通过技术处理，可以只接受运动的人体信号，比常规红外光接收器抗干扰性强。论文大全。

4 智能节水系统主程序流程图

系统主程序流程图如图4所示。设计的思路是首先初始化，让所有芯片都恢复最开始的设置，等所有芯片都准备好了之后，则读取E2PROM内的数据，接着进行A/D采样，读取水位传感器和浑浊度传感器采集到的数据，再对数据进行数据处理，若有数据输入，则转入相应的子程序并显示水位的高度；没有数据输入则继续下面的按键判断。有键按下时，判断是哪个按键按下，然后再转入相应的子程序；若无按键按下，则转回A/D采样子程序，重复上述的程序，如此往复进行下去。

5 结束语

提出了家庭智能节水系统控制器的设计方案、硬件电路和主程序流程图。

（1）从人性化、性价比方面综合考虑器件的优略，为该系统的优化提供了基础。

（2）红外感应水龙头、LED显示和延时可调开关不仅方面使用，便于监控，而且方便自如的调节水流时间，达到了节约用水的目的。

（3）结构简单，使用方便，经济节能环保。

参考文献

[1] 张建钢. 模糊控制洗衣机浑浊度检测系统[J]. 湖北工学院学报,2002(1)

[2] 肖景和、赵健 红外线热释电与超声波遥控电路[M],人民邮电出版社，2003

[3] 张 伟. 单片机原理及应用[M],机械工业出版社，2002.1

篇12

一、毕业设计的意义

1.高技及以上层次班级可开展毕业设计

依据“全国技工院校专业目录”，中技层次班级往往为三年制教育，并且最后一年为校外定岗实习。他们所学的知识、技能、综合素质等往往不足以开展毕业设计。而高技及以上层次学生比中技层次学生在技能上、特别是专业知识技能上，更能适应毕业设计的要求。对初中起点高技班而言，学生临近毕业前期，已经历了三四年的理论学习、技能培养，能较深入地理解所学专业，掌握更坚实的技能水平。对于高中起点的学生，开展毕业设计的意义就更加必要。据笔者了解，高中毕业起点学生，更愿意当自己是“大学生”，愿意被当做是“大学生”。而对工科生而言，毕业设计是必需的。

2.有利于综合应用所学内容

开展毕业设计能将所学的分散的课程整合在一起，培养学生的综合应用能力，培养他们树立起“系统”的观念。技校学生往往能很好地完成单一的任务，但若要将多个单一的任务整合成一个较为复杂的大任务（或“工程”），往往是他们的“软肋”。因此，透过毕业设计，培养学生综合应用能力是十分有意义的。同时，毕业设计也是检验教学效果的一种有效方法。

3.有利于培养信息检索能力

技校学生大多不懂得“检索”一词的含义，更不会自觉、主动地开展信息检索和信息处理。他们往往是被动地接收。笔者曾给学生某个主题，要求他们去搜索资料，最后合成一份报告。一开始，学生们不以为然，认为“百度一下”而已嘛。但结果是令人失望的，他们未能很好完成检索工作。因此，开设毕业设计，培养、引导学生学习有效的信息检索，并能对信息进行处理，取其精华，去其糟粕。检索能力的培养和锻炼，笔者认为无论对谁都是必需的、有意义的。

4.有利于学习论文写作

笔者在参加维修电工技师、高级技师培训班的论文辅导时，深感基本写作能力的重要性。在笔者辅导的学员中，有不少技能很好，但一提笔就头疼，甚至连一个完整的句子都表达不出来。另外，在工作岗位上，特别是在专业技术岗位上，论文撰写是必不可少的。它是一种合理的、准确的总结与表达，是一种有效的沟通、交流方式。对即将踏入社会的学生而言，指导他们认识什么是论文，并初步撰写简单的毕业论文，无疑是十分有意义的。

二、毕业设计的开展

1.合理选题，全程指导

老师拟定若干课题，学生根据实际情况选定。考虑到学生尚无自主选题能力，课题的设计必须由老师完成。老师必须结合学校实际情况（包括硬件、课程开设、专业特点等实际情况）和学生的实际知识水平、技能水平，有针对性地设计一些综合性课题。这些课题，不能是凭空设想的，必须是实际工程项目的一部分（可以是适当简化的）。只有实打实的、贴近生活的课题，才符合技校特点，才能让学生感受到实际场景。

笔者学校设计了如下几个课题：全自动化洗衣机系统设计；自动售货机控制系统设计；多路抢答器设计；多功能电子时钟设计；基于PWM的直接电机调速系统设计；5层电梯控制系统设计。每个课题都能结合学校实训设备进行实地实物制作与调试，作为毕业成果。

老师还必须结合学生实际情况，指导其合理选题，避免中途出现课题太难或太简单的情形，保证学生能在有效时间内完成相应要求。同时指导教师必须全程跟踪、指导学生，特别是引导学生学习如何检索资料、如何进行信息整合、如何寻求问题突破口。一句话，老师必须更加重视“过程”，而非“结果”。因为熟悉设计流程、学习信息检索就是毕业设计的一大目的。

2.制订计划，遵照执行

学生选题后，指导教师必须十分重视学生进度计划的制订。这一方面让学生体会到计划对开展工作的必要性和好处，另外一方面也是对学生的一种约束与鞭策。

老师必须重视指导学生开展计划的制订，合理分配时间段。计划制定后，必须由老师签名、学生本人签名确认，并定期开展验收工作。这样可以及时发现存在的问题，并及时解决，也能很好地避免学生惰性发作。

3.逐个击破，树立信心

课题要求阶梯式，每个课题分若干步骤完成，比如首先是基础功能（要求），接着是相互独立的提高要求。学生犹如搭积木似的开展毕业设计，逐个击破，而不要求系统地一次性完成整个设计要求。这样的好处是明显的，学生完成基本要求后，对后续提高要求的破解就更有信心。

笔者一开始开展毕业设计，一次性就将设计要求给出，最后发现效果很差。这再次验证了技校学生缺乏系统意识，无法全盘考虑问题、解决问题。之后，笔者将所有课题设计成“积木式”，每个学生都必须完成最基本的“拼装”（基本要求），之后逐个完成提高要求。其实这也是一种很重要的编程思想——模块化。

4.撰写论文，学习表达

开展毕业设计的重要一环，就是撰写毕业论文，对课题完成情况进行合理、准确、规范的表达。其目的不在于论文本身，而在指导学生认识到什么是论文，让学生明白有效地开展信息检索是有好处的，这对以后的工作是非常有帮助的。

在这一过程中，指导老师必须介绍论文的意义、论文的结构框架、撰写要求、技巧等，还必须给出范文供学生参考。另外，诸如字体、排版等基本要求，也是学生往往不重视的部分，他们往往认为，这是小事。对此，指导老师必须严格要求学生重视细节，让他们明白细节决定成败。

指导老师还应充分认识到学生表达能力差、不善于开展信息检索等问题，并全程引导、帮助学生开展信息检索，比如如何设定检索关键词，以更快获取期望的信息。同时，还必须指导学生学习如何对检索到的原始素材进行有效的取舍、组织、消化，最终形成对学生有意义的资料。总之，指导学生撰写论文往往比指导课题设计更难，需要花费更多的精力和耐心，但对提高学生的能力而言是毋庸置疑的。

三、小结

结合笔者近年来的教学实践，笔者认为高技及以上层次（特别是兼修大专或本科）的学生开展毕业设计对全面考核教育、教学质量，切实提高学生综合能力，特别是设计能力、信息检索能力、论文写作能力，具有十分有益的作用，可以为其走向工作岗位奠定良好的学业基础。

参考文献：

[1]张桂香.机电类专业毕业设计指南[M].机械工业出版社，2005.

[2]人力资源与社会保障部.全国技工院校专业目录（2013年修订）[Z].北京：中国劳动社会保障出版社，2013.