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2017年全国大学生电子设计竞赛四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（C 题）
【本科组】
2017年 8月 12日
摘要
本系统由数据信息采集、数据信号处理、飞行姿态稳定和航向控制部分组成。系统选用瑞萨RX23TMCU单片机作为主控芯片，以STM32F103VET6为核心的飞控完成飞机自稳，通过超声波传感器来检测飞行高度，再通过瑞萨芯片分析并向飞控传递信号来保持或改变飞行状态。利用无线信号发射接收装置来建立小车
与飞行器之间的联系，完成配对后会有二极管和扬声器发出配对成功信号，再通过接收方位信号的改变来调整飞行姿态以完成跟随小车的目标。
关键词：瑞萨R5F523T5ADFM单片机
STM32F103VET6最小系统板
超声波测距
PID 算法
无线收发模块
目录
1 系统方案 0
控制系统的选择 0
飞行姿态控制的论证与选择 0
高度测量模块的论证与选择 0
电机及调速方案的论证与选择 0
无线信号发射与接收模块的论证与选择 (1)
2 系统理论分析与计算 (1)
控制方案的设计与分析 (1)
飞行器起飞及悬停方案设计 1
飞行姿态控制设计 1
飞行高度控制 1
小车与飞行器联动设计 2 参数的计算 (2)
飞行稳定的PID 计算 2
高度控制的PID 计算 2
声光联动的参数设定 2
3 电路与程序设计 (2)
电路的设计 (2)
系统总体框图设计 2
控制系统框图 3
飞控系统框图 3
电源的选用 4 程序的设计 (4)
程序功能描述与设计思路 4
程序流程图 4
4 测试方案与测试结果 (4)
测试方案 (5)
测试结果及改进 (5)
附录 1：电路原理图 (6)
附录 2：源程序 (7)
四旋翼自主飞行器探测跟踪系统（ C 题）
【本科组】
1系统方案
本系统主要由总控制模块、飞行控制模块、超声波测距模块、无线信号发射接收模块、电源模
块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
控制系统的选择
按照本次赛题要求，控制系统芯片选用瑞萨 RX23T MCU 板（芯片型号为
R5F523T5ADFM) 作为主控芯片来采集信号以及控制飞行器飞行姿态与方向。
飞行姿态控制的论证与选择
方案一：
瑞萨芯片将从 MPU-6050 中读取出来的飞行原始数据进行 PID 算法运算，得到当前飞行器的四元数，单片机再将数据融合，并对电调发出相应指令，从而达到控制飞行器
的飞行姿态的目的。但四元数法需要进行大量的运算，且运算复杂。而且比赛时间紧迫，调试程序复杂且困难。
方案二：
采用市面上现有的QQ、KK 等商用飞控板进行飞行姿态稳定的控制，再由瑞萨芯片给与干预来达到想要的飞行方案。但由于这些飞控不开源且干预所需要的波形复杂不可模仿，对设计和调试都是巨大的挑战，且稳定性较差。
方案三：
采用市面上现有的飞控中的传感器集成部分与比较熟悉的 STM32 单片机最小系统相结合，利用飞控传感器模块的多面性和 STM32 强大的抗干扰性与兼容性自制飞控模块，再利用瑞萨芯片对 STM32 进行干预来实现比较稳定简便的飞行控制。
综合以上三种方案，选择方案三。
高度测量模块的论证与选择
方案一：
采用 bmp085 气压传感器测量大气压并转换为海拔高度，把当前的海拔测量值减去
起飞时的海拔值即得飞机的离地高度。但此次竞赛飞行高度相对比较低，芯片价格较贵，误差较大，调试较为困难。
方案二：
采用 HC-SR04 超声波传感器测量飞行器当前的飞行高度。这种传感器在较近距离
测距误差较小，算法较易且价格便宜。
综合以上两种方案，选择方案二。
电机及调速方案的论证与选择
要确定调速方案首先要确定电机型号的选择。
方案一：
采用有刷电机。有刷电机采用机械转向，寿命短，噪声大，产生电火花，效率低。它
长期使用碳刷磨损严重，较易损坏，同时磨损产生了大量的碳粉尘，这些粉尘落轴承
中，使轴承油加速干涸，电机噪声进一步增大。有刷电机连续使用一定时间就需更换电
机内碳刷。
方案二：
采用无刷电机。无刷电机以电子转向取代机械转向。无机械摩擦，无摩擦，无电火花，免维护且能做到更加密封等特点所以技术上要优于有刷电机。
综合以上两种方案，选择使用方案二无刷电机。
考虑到经济型实用性等方面，我们选用新西达 A2212 无刷电机。而且由于本四旋翼飞行器选用的是无刷电机，所以电调只能选用无刷电机的电调，对于新手来说自己做电
调需要的时间长，而且可能不稳定，危险性较大，所以直接用的是成品电调，我们选用
电机配套的新西达 A2212 电调。由此确定调速方案。
无线信号发射与接收模块的论证与选择
方案一：
采用蓝牙模块来进行无线配对通信，将两个配对完成的蓝牙模块分别接在小车与飞
行器的单片机上进行数据配对传输，但是蓝牙模块抗干扰性较差，传输速度略慢，传输信
息量大，编辑代码较为复杂，调试麻烦。
方案二：
采用超外差 RF 无线编码模块 TX118SA 来进行无线信号发射，利用 RX480E 通用解码芯片进行信号接收，这两个传感器不仅价格低廉，且在近距离信号传输时抗干扰性
较强，对码等调试较为简易。
综合两种方案我们选用第二种进行小车与飞行器之间的配对与信号传输。
2系统理论分析与计算
控制方案的设计与分析
飞行器起飞及悬停方案设计
由于题目中要求起飞悬停降落都要控制在一个直径为75CM 的圆圈内，且本次材料清单中没有关于红外避障或寻迹传感器的选用，因此只能在客观条件允许的条件下尽量保证飞机能稳定起飞稳定降落，因而我们决定在超声波传感器测定与地面距离小于时瑞
萨芯片会将信号传递给STM32 飞控来使得调速四个电机加速启动让飞机得以起飞，且
起飞过程中截取飞控传感器模块中的MPU6050 会将姿态角传给STM32 飞控中，飞控会自动调整 PWM 输出的占空比达到调速使得起飞过程尽可能平稳，在超声波传感器测得
飞行高度达到至之间时瑞萨发出 PWM 波使得飞控开始让电机减速，在加速度传感器输出
趋近于 0 时飞机基本实现平稳悬停。
飞行姿态控制设计
飞行器在悬停的时， MPU6050 会不断将现有姿态角数据传输给 STM32 飞控中，飞控会自动代入 PID 调试公式来确定现有的飞行姿态并给予调整来尽量保证飞机姿态的稳定。
飞行高度控制
飞行高度的采集采用超声波模块来实现，通过超声波发出时开始计时，收到返回信
号时停止计时，瑞萨单片机利用声音在空气中的传播速度（粗记为340m/s）与时间的数
学关系来计算出飞行器距地面的时间，从而控制飞行器的飞行高度达到我们所需的高
度。
小车与飞行器联动设计
小车与飞行器之间采用TX118SA 无线信号发射接收传感器来进行通讯连接，位于
飞行器上的接收端可以接收到来自小车上发射端的信号来进行平面定位操作，再由瑞萨芯
片发出指令来控制飞行器和小车控制在一定距离从而达到跟随。
参数的计算
飞行稳定的 PID 计算
STM32最小系统板从飞控传感器模块中的 MPU-6050芯片获取的数据是飞行器的三轴角速度和三轴角加速度， MCU对数据进行 PID 算法处理可以得到飞行器当前的飞行姿态。PID 是比例、积分、微分的缩写。比例调节是按比例反应系统的偏差 , 系统一旦出现了偏差 , 比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大 , 可以加快调节 , 减少误
差 , 但是过大的比例 , 使系统的稳定性下降 , 甚至造成系统的不稳定。积分调节是使系统消
除稳态误差 , 提高无差度。因为有误差 , 积分调节就进行 , 直至无差 , 积分调节停止 , 积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数 Ti,Ti 越小 , 积分作用就越强。反之 Ti 大则积分作用弱 , 加入积分调节可使系统稳定性下降 , 动态响应变慢。积分作用常与另两种
调节规律结合 , 组成 PI 调节器或 PID 调节器。几者结合从而保持飞行姿态稳定。
高度控制的 PID 计算
超声波测距传感器能测量出发出声波到接收到声波之间的时间长度，设这个值为
X ，则 X/340/2 即为所测量距离的长度，将这个经计算所得的值与所需要的高度进行对
比，在对 STM32 进行反馈从而实现调速定高，来达到控制飞行高度的目的。
声光联动的参数设定
TX118SA 发射器和接收器之间信号传输时间为声波在两者之间传递时间，与声速相
除可测出之间距离，在距离到达所要求 ~之间时，二极管所在端口输出高电平达到让二极
管发光，同时扬声器所在端口输出高频 PWM 波以达到让扬声器发出尖锐声音的效果从而
达到声光联动。
3电路与程序设计
电路的设计
系统总体框图设计
系统总体框图如图 1 所示，
超声波传感器小车
扬瑞萨飞控飞行器
声RX32T 姿态变
器化
电源
图 1系统总体框图
控制系统框图←
控制系统框图
超声波传感器
电机二极管瑞萨STM3 MPU
RX32 2F103 6050
扬声器T VET6
二极管发光小车超声波
上单传感器
扬声器发声片机
图 2控制系统框图
飞控系统框图
飞控系统框图
飞机姿态
STM32F10MPU6050电机
3
PID 算法
图 3 飞控系统框图
电源的选用
电源由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。为整个系统提供5V 或者12V 电
压，确保电路的正常稳定工作。这部分电路比较简单，都采用三端稳压管实现，故不作
详述。
程序的设计
程序功能描述与设计思路
1、程序功能描述
首先一键启动飞行器，起飞后悬停， 5S 后降落；其次手持飞机靠近小车飞机和小车发出声光互响；再次一键启动飞机向前寻找小车，寻到后降落；然后启动飞机沿直线追
寻小车；最后飞机沿不同方向追寻小车。
2、程序设计思路
先设计出每种功能中相同的程序部分方便在各个步骤中调用，再设计出各个步
骤中特有的部分加上之前的公共部分进而完成整个步骤。
程序流程图
开始
飞控检测
MCU 瑞萨输出PWM
驱动电机
超声波检测
悬停、追踪
图 4 程序流程图
4测试方案与测试结果
测试方案
对程序进行分块测试，先公共部分后独立部分，测试均无误后针对要求的需要进行测试。分模块测试完毕后，在实验室自主搭建安全网空间进行整体测试，包括一键起飞、悬停定高、声光指示、定向飞行、追踪等，在队员安全与符合国家相关飞行器政策要求
前提下完成所有测试。
测试结果及改进
经过测试，将不稳定区间过大的部分进行了多次优化，使其能高效稳定地完成每步
的运作。尤其对 PWM 信号控制电机转速这一方面做了较大改进，在不断的调试中，使飞
行器飞行更加稳定、准确，减小了许多外界因素造成的干扰。
综上所述，本设计达到要求。
附录 1：电路原理图
附录 2：源程序
#include""
#include""
#include""
#include""
#include""
#include""
/* Start user code for include. Do not edit comment generated here */
/* End user code. Do not edit comment generated here */
#include""
/****************************************************************************************** *****************************
Global variables and functions
*******************************************************************************************
****************************/
/* Start user code for global. Do not edit comment generated here */
void delay_m ( uint32_t m)
{
for (;m>0;m--);
}
/* End user code. Do not edit comment generated here */
void R_MAIN_UserInit ( void );
/****************************************************************************************** *****************************
*Function Name: main
*Description : This function implements main function.
*Arguments : None
*Return Value : None
*******************************************************************************************
****************************/
void main ( void )
{
R_MAIN_UserInit();
/* Start user code. Do not edit comment generated here */
delay_m(0x5ffffff);
=_01_Pm0_OUTPUT_1 | _02_Pm1_OUTPUT_1; |=
_01_Pm0_HIDRV_ON | _00_Pm1_HIDRV_OFF;
=_01_Pm0_MODE_OUTPUT | _02_Pm1_MODE_OUTPUT;
R_MTU3_C0_Start();
R_MTU3_C2_Start();
R_MTU3_C3_Start();
while (1U)
{
;
}
/* End user code. Do not edit comment generated here */
static void ADV ANCE_TIM_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//输出比较通道 GPIO 初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd(ADV ANCE_TIM_CH1_GPIO_CLK, ENABLE);
=ADV ANCE_TIM_CH1_PIN;
=GPIO_Mode_AF_PP;
=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(ADV ANCE_TIM_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);
//输出比较通道互补通道 GPIO 初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd(ADV ANCE_TIM_CH1N_GPIO_CLK, ENABLE);
=ADV ANCE_TIM_CH1N_PIN;
=GPIO_Mode_AF_PP;
=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(ADV ANCE_TIM_CH1N_PORT, &GPIO_InitStructure);
//输出比较通道刹车通道 GPIO 初始化
RCC_APB2PeriphClockCmd(ADV ANCE_TIM_BKIN_GPIO_CLK, ENABLE);
=ADV ANCE_TIM_BKIN_PIN;
=GPIO_Mode_AF_PP;
=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(ADV ANCE_TIM_BKIN_PORT, &GPIO_InitStructure);
//BKIN 引脚默认先输出低电平
GPIO_ResetBits(ADV ANCE_TIM_BKIN_PORT,ADV ANCE_TIM_BKIN_PIN);
}
static void ADV ANCE_TIM_Mode_Config(void)
{
//开启定时器时钟 ,即内部时钟 CK_INT=72M
ADV ANCE_TIM_APBxClock_FUN(ADV ANCE_TIM_CLK,ENABLE);
/*-------------------- 时基结构体初始化-------------------------*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
//自动重装载寄存器的值，累计 TIM_Period+1 个频率后产生一个更新或者中断=ADV ANCE_TIM_PERIOD;
//驱动CNT计数器的时钟= Fck_int/(psc+1)
= ADV ANCE_TIM_PSC;
//时钟分频因子，配置死区时间时需要用到
=TIM_CKD_DIV1;
//计数器计数模式，设置为向上计数
=TIM_CounterMode_Up;
//重复计数器的值，没用到不用管
=0;
//初始化定时器
TIM_TimeBaseInit(ADV ANCE_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);
/*--------------------输出比较结构体初始化-------------------*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//配置为 PWM 模式 1
=TIM_OCMode_PWM1;
//输出使能
=TIM_OutputState_Enable;
//互补输出使能
=TIM_OutputNState_Enable;
//设置占空比大小
=ADV ANCE_TIM_PULSE;
//输出通道电平极性配置
=TIM_OCPolarity_High;
//互补输出通道电平极性配置
= TIM_OCNPolarity_Low ;//TIM_OCNPolarity_Low TIM_OCNPolarity_High //输出通道空闲电平极性配置
=TIM_OCIdleState_Set;
//互补输出通道空闲电平极性配置
=TIM_OCNIdleState_Set;
/*-------------------刹车和死区结构体初始化-------------------*/
//有关刹车和死区结构体的成员具体可参考BDTR 寄存器的描述
TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;
=TIM_OSSRState_Enable;
=TIM_OSSIState_Enable;
=TIM_LOCKLevel_1;
//输出比较信号死区时间配置，具体如何计算可参考BDTR:UTG[7:0]的描述
//这里配置的死区时间为 152ns
=11;
=TIM_Break_Enable;
//当 BKIN 引脚检测到高电平的时候，输出比较信号被禁止，就好像是刹车一样=TIM_BreakPolarity_High;
=TIM_AutomaticOutput_Enable;
TIM_BDTRConfig(ADV ANCE_TIM, &TIM_BDTRInitStructure);
//使能计数器
TIM_Cmd(ADV ANCE_TIM, ENABLE);
//主输出使能，当使用的是通用定时器时，这句不需要
TIM_CtrlPWMOutputs(ADV ANCE_TIM, ENABLE);
}
华北水利水电学院 North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power 毕业设计 题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计
华北水利水电学院 毕业设计任务书 题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计 专业：电子信息工程 班级学号：200915512 姓名: 李玉平 指导教师：郑辉 设计期限：2011 年2 月21日开始 2011年5 月27日结束 院、系：信息工程学院 2011年2月21 日
一、毕业设计的目的 通过本次设计掌握产品设计的流程，能熟练的使用AT89C51单片机，并根据设计要求选择合适的元器件，充分理解相关软件，对整个产品设计时的调试等必要的环节有更深刻的体会。 本设计通过选认元件、连线焊接、调试检测等过程，培养了搜集资料和调查研究的能力，方案论证选择的能力，理论分析与设计运算的能力，巩固了计算机软硬件和应用系统设计方面的能力。 二、主要设计内容及基本要求 1．本设计包含以下部分：按键电路、上电复位电路、晶振电路、电源电路、显示电路、MCU系统部分、机械控制电路等部分。 2．基本要求： （1）要求定时工作时间和实时时间对比达到长时间精确地定时功能。 （2）要求定时时间和实时时间相同时通过51单片机控制光耦驱动电路来控制电饭煲的工作。 三、重点研究问题 1．单片机的内部结构，显示电路的调试。 2．部分功能电路的软件设计：键盘显示电路、报警电路、工作指示电路。 四、主要技术指标或主要设计参数 根据模块电路，设计出完整的电路原理图，焊接出实物，并对产品进行调试。电源部分为单片机系统提供的电压为5V，为光耦提供的电压为12V。 五、设计成果 拟做出一个基于AT89C51单片机对电饭煲的智能控制系统的设计，设计出整体原理图，并做出实物，同时做出一份符合要求的毕业论文。
2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情检测系统（P题） 2017年8月12日
摘要 本设计的是简易水情检测系统以STC89C52芯片为核心，辅以相关的外围电路，设计了以单片机为核心的水情检测系统。系统主要由5V电源供电。在硬件电路上在，用总线连接PH值传感器和水位传感器，通过传感器收集到的水情数据发送到单片机，单片机存储实时数据，并显示在12864LCD液晶屏上。在软件方面，采用C语言编程。通过对单片机程序设计实现对水情检测系统的水情数据的采集、显示和检测。 关键词：单片机最小系统；PH值传感器；水位传感器；AD模块 Abstract The design is a simple water regime detection system to STC89C52 chip as the core, supplemented by the relevant external circuit, designed to single-chip as the core of the water regime detection system. The system is powered by 5V power supply. In the hardware circuit, with the bus connection PH sensor and water level sensor, through the sensor to collect the water data sent to the microcontroller, single-chip storage of real-time data, and displayed on the 12864LCD LCD screen. In software, the use of C language programming. Through the single-chip program design to achieve the water regime detection system of water data collection, display and detection. Key words:single chip minimum system; PH value sensor; water level sensor; capacitance
自动搬运机器人 王泽栋1 曹嘉隆1 高召晗1 杨超2 （1．电子信息工程系学生，2.电子信息工程系教师） 【摘要】 本设计与实作是利用反射式红外线传感器所检测到我们所要跑的路线，我们以前后车头共4颗红外感应传感器TCRT5000来检测黑色路线，并利用Atmel 公司生产的8位单片机AT89S52单片机做决策分析。，将控制结果输出至直流电机让车体自行按预先设计好的路线行走。以AT89S52晶片控制自动搬运机器人的行径，藉由自动搬运的制作过程学习如何透过程式化控制流程、方法与策略、利用汇编语言控制电机停止及正反转，使自动搬运机器人能够沿轨道自行前进、后退以及转弯。目的是在于让车子达到最佳效能之后，参加比赛为最终目的。自动搬运机器人运行过程中会遇到直线、弯道、停止。该设计集检测，微控等技术为一体，运用了数电、模电和小系统设计技术。该设计具有一定的可移植性，能应用于一些高难度作业环境中。 【关键词】自动搬运；黑线检测；时间显示。 1.系统方案选择和论证 1．1 系统基本方案 根据要求，此设计主要分为控制部分和检测部分，还添加了一些电路作为系统的扩展功能，有电动车每一次往返的时间（记录显示装置需安装在机器人上）和总的行驶时间的显示。系统中控制部分包括控制器模块、显示模块及电动机驱动模块。信号检测部分包括黑线检测模块。系统方框图如图1.1.1 图1.1 系统方框图 1．2各模块方案的比较与论证 （1）控制器模块 根据设计要求，控制器主要用于信号的接收和辨认控制电机的正反转、小车的到达直角转弯处的转向、时间显示。 方案一：采用MCS-51系列单片机价格低、体积小、控制能力强。 方案二：采用与51系列单片机兼容的Atmel公司的AT89S52作为控制器件
产品设计分析报告 姓名 班级学号 报告日期 艺术与设计学院
一、产品名称 半球电饭锅二、外形图
三、结构分析 1、爆炸图
2、产品工作原理 电饭锅的工作原理如图所示。将盛好食物的内锅放到发热板上，使其底部与发热板中心的限温中感温软磁铁贴合。按下琴键开关，软磁铁下方的永久磁铁即上升至与软磁铁接触；此时锅尚未升温，软磁铁处于居里温度以下，呈良好铁磁性，能被永久磁铁磁化并将其吸持在高点位置。处于高点位置的软磁铁带动内部杠杆动作，将电路上、下触点接通，电热元件通电发热，锅内食物被加热升温。当内锅底温度达到103±2℃（此为软磁铁的居里温度）时，软磁铁立即感知而失去磁性，在重力及内部弹簧的共同作用下从高点位置落下，并由此带动杠杆机构，使电路上、下触点脱离，电路断开，热元件不再发热，达到限温目的。但此时发热板仍处于高热状态，其热容量较大，可对锅内食物继续加热一段时间，直至食物熟透。为了使食物维持在适宜温度，有的电饭锅还设有小功率加热线路,用一个双金属片恒温器控制其工作温度。 发热板是将环形金属管状电热元件铸造在铝合金体中，再经加工而成，它具有较好的热传导性能和较大的机械强度，板面形状要求与锅底相吻合，在其中心处装有磁性温度控制元件，如图2所 示。 温度控制装置电饭锅所以能够自动断电和保温，是因为它内部装有磁钢限温器和热双金属片恒温器两个自动装置。
磁钢限温器的动作原理，见图3。它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的高低而变化的特性来设计的。当低温时，感温磁钢是顺磁性物质，具有磁性；当温度升到某一界限时，感温磁钢变成逆磁性物质，因而失去磁性。这个温度界限，叫做居里点。通常，居里点的温度略高于103℃。在饭煮熟前，锅内有水，所以电饭锅的内胆温度不会超过100℃，感温磁钢仍然具有磁性。当饭熟后，内胆没有水，温度便会上升超过100℃。此时，紧贴于内胆底面的感温磁钢温度，也随之上升到居里点而失去磁性。这样，永磁体在重力或弹簧弹力的作用下，使感温磁钢不能继续吸住它而跌落。下跌时，永磁体通过连杆作用把触点分离，于是电饭锅断电，表明米饭已经煮熟。
全国大学生电子设计竞 赛设计报告精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
2017年全国大学生电子设计竞赛简易水情检测系统（P题） 2017年8月12日
摘要 本设计的是简易水情检测系统以STC89C52芯片为核心，辅以相关的外围电路，设计了以单片机为核心的水情检测系统。系统主要由5V电源供电。在硬件电路上在，用总线连接PH值传感器和水位传感器，通过传感器收集到的水情数据发送到单片机，单片机存储实时数据，并显示在12864LCD液晶屏上。在软件方面，采用C语言编程。通过对单片机程序设计实现对水情检测系统的水情数据的采集、显示和检测。 关键词：单片机最小系统；PH值传感器；水位传感器；AD模块 Abstract The design is a simple water regime detection system to STC89C52 chip as the core, supplemented by the relevant external circuit, designed to single-chip as the core of the water regime detection system. The system is powered by 5V power supply. In the hardware circuit, with the bus connection PH sensor and water level sensor, through the sensor to collect the water data sent to the microcontroller, single-chip storage of real-time data, and displayed on the 12864LCD LCD screen. In software, the use of C language programming. Through the single-chip program design to achieve the water regime detection system of water data collection, display and detection. Key words:single chip minimum system; PH value sensor; water level sensor; capacitance
控制系统综合实训报告 学院计算机与控制工程学院 专业班级自动化115 学生姓名马洪星 指导教师朱玲 成绩
单片机在智能电饭煲控制系统中的应 用 摘要 随着新科技时代的到来，越来越多的新型智能化家电融入了我们的生活。而电饭煲作为与人们生活息息相关的家电，其功能也向着智能化的方向发展。本文基于单片微处理器PICl6F872研制成功了YZ系列微电脑电饭煲智能控制器，阐述了工作原理，并给出了硬件电路。精度高、稳定性高、易操作是本系统的重要特性，中断嵌套是设计软件的难点，温度控制是本系统的重点。 关键词 PIC单片机智能电饭煲硬件分析 YZ系列微机电脑电饭煲系统，是应用美国著名芯片Microchip公司合作开发的新一代模糊、逻辑控制智能电饭煲。采用日本National模糊控制技术原理，能自动根据米饭量的多少。利用“煮饭专家”的工艺技术，对吸水、加热、沸腾、焖饭、膨胀、保温等六个阶段的工艺自动进行火力调节，从而煮出比一般电脑电饭煲更加松软可口的米饭同时拥有快速煮饭、精确煮饭、一小时粥汤、二小时粥汤、三小时粥汤保温以及预约定时煮饭等功能。本系统硬件结构简单，运行稳定可靠，软硬兼备，具有完善的控制功能和抗干扰能力。 一、工作电气图
图1工作电气图 二、工作原理 YZ系列微机电脑电饭煲控制器电路包括如下几个部分：单片机，电源及稳压电路，键盘输入电路，蜂鸣报警电路，LED显示电路，温度检测电路及加热控制电路。其中单片机控制采用PICl6F872封装，它能满足电饭煲的控制需要。电源及稳压电路由高压器、整流电路和稳压电路组成；键盘输入电路由K1、R13、K2、R14组成；即在A／D输入端键入键盘信号，蜂鸣报警电路由晶体管Q2、SP1及电阻R12组成；LED显示电路由两部分组成。一部分是7段数码管用于显示预置定时时问，另一部分是6个LED指示灯，用于显示煮饭、快煮、l小时粥汤、2小时粥汤、3小时粥汤及保温。温度检测电路十分简单，由偏置电阻R10、R1l 和热敏电阻RT1、KT2组成。控制器电路如图2所示 图2控制器电路框图
1绪论 1.1选题背景 1.1.1 课题目的及意义 本次课程设计的容是独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计，采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。通过这次课程设计让我们了解和熟悉了乒乓球游戏机的原理和Multisim仿真设计软件的操作，也让我们加深了解了对双向移位寄存器、双D触发器及、加法器及逻辑门电路的一些实际用途，并将理论与实践相结合。 1.1.2 课题的容和要求 独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计，采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。 课程设计具体容如下：乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判），乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED）模拟乒乓球运 乒乓球比赛模拟机框图 设计要求：
1、基本部分 (1) 至少用8个LED排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一个点亮的LED（乒乓球）依次从左到右，或从由到左移动，“球”的移动速度能由时钟电路调节。 (2) 当球（被点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。 (3) 设计自动记分电路，甲乙双方各用一位数码管显示得分，每记满9分为一局。 2、发挥部分(选做) (1) 甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每得5分自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才能有效。 (2) 发球次数能由一位数码管显示。 (3) 一方得分，电路自动响铃3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛。 课题任务要求 1、画出总体设计框图，以说明乒乓球比赛游戏机由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。 2、设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3、选择合适的元器件，在EWB上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。 4、在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和连接，进行合理布局，进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。 5、自行接线验证、仿真、调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和仿真结果分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。 1.2 方案选择 根据设计任务，对照图乒乓球比赛模拟及1.1，可以分为三个模块进行设计：
新乡学院 毕业论文（设计） 题目：电饭锅工作原理 专业：机电一体化 班级： 10级机电一班 学生姓名：朱见光 学号： 10050301003 提交日期：年月日
目录 内容摘要 (3) 关键字 (3) ABSTRACT (3) Keywords (3) 第一章绪论 (4) 第二章电饭锅组成 (5) 第三章电路分析 (7) 3.1 元器件简介 (7) 3.1.1电阻 (7) 3.1.2电容 (8) 3.1.3二极管 (9) 3.1.4三极管 (11) 3.1.5变压器 (13) 3.1.6电磁继电器 (14) 3.1.7晶闸管 (16) 3.2 电路设计 (17) 3.2.1电路 (17) 3.2.2工作原理 (17) 第四章产品说明书 (19) 第五章总结与展望 (24) 参考文献 (26) 致谢 (27)
内容摘要：在信息和科技时代我们的生活已离不开电，而与之共同发展起来的电器已出现在日常生活中成了不可替换的部分。随着各种电器的发明和运用问题也就接踵而来，像漏电，短路等各种问题。所以在这篇论文中我将以电饭煲为例向大家着重介绍，各个元件的功用和检测方法；电饭锅自动控制原理及与它相关的各部位原理图，进而帮助大家从专业的角度去了解家用电器以及对它们做出合理的保护 关键字：电饭锅电饭锅自动控制原理图元器件的功能 ABSTRACT:In information and technological age , our life has been inseparable from power。 But the common electrical appliances which appeared with the developing of age have become an irreplaceable part in daily life. With the invention and application of various electrical appliances, various problems will come one after another, like leakage, short circuit problems and so on. So in this paper, I will make a brief introduction to you, which is about the various components function and detection methods of electrical appliances according cooker Controlling principle and its relevance diagram site .Depending on them ,you can make a correct elect by the professional point of view to understand the appliances and make reasonable protection for them. Keywords: rice cooker automatic control schematics component to explain
大学生电子设计竞赛设 计报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
2017年全国大学生电子设计竞赛XXX控制系统（A/B/C题） 2017年8月12日
摘要（小四、宋体，300字以内） 关键词：脉宽；脉冲；数显；电容（小四、宋体）
XXX控制系统（A/B/C题） 【本科组】 一、系统方案 本系统主要由单片机控制模块、XXX模块、XXX模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1、主控制器件的论证与选择 单片机比较 方案一：采用传统的51系列单片机。 XXXXXX. 方案二：采用以增强型80C51内核的STC系列单片机 XXXXXX 通过比较，我们选择方案二。 方案一：采用在面包板上搭建简易单片机系统 在面包板上搭建单片机系统可以方便的对硬件做随时修改，也易于搭建，但是系统连线较多，不仅相互干扰，使电路杂乱无章，而且系统可靠性低，不适合本系统使用。 方案二：自制单片机印刷电路板 自制印刷电路实现较为困难，实现周期长，此外也会花费较多的时间，影响整体设计进程。不宜采用该方案。 方案三：采用单片机最小系统。 单片机最小系统包含了显示、矩阵键盘、A/D、D/A等模块，能明显减少外围电路的设计，降低系统设计的难度，非常适合本系统的设计。 综合以上三种方案，选择方案三。 2、XXXX的论证与选择 方案一：XXX。XXXX 方案二：XXX。XXXX 方案三：XXX。XXXX 综合以上三种方案，选择方案三。
3、控制系统的论证与选择 方案一：XXX。XXXX 方案二：XXX。XXXX 综合考虑采用XXXXX。 二、系统理论分析与计算 1、XXXX的分析 （1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 2、XXXX的计算 （1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 3、XXXX的计算 （1）XXX XXXX （2）XXX XXXX （3）XXX XXXX 三、电路与程序设计 1、电路的设计 （1）系统总体框图 系统总体框图如图X所示，XXXXXX 图X 系统总体框图
四旋翼飞行器（A 题）参赛队号：20140057号
四旋翼飞行器 设计摘要： 四旋翼作为一种具有结构特殊的旋转翼无人飞行器，与固定翼无人机相比，它具有体积小，垂直起降，具有很强的机动性，负载能力强，能快速、灵活的在各个方向进行机动，结构简单，易于控制，且能执行各种特殊、危险任务等特点。 因此在军用和民用领域具有广泛的应用前景如低空侦察、灾害现场监视与救援等。多旋翼无人机飞行原理上比较简单，但涉及的科技领域比较广，从机体的优化设计、传感器算法、软件及控制系统的设计都需要高科技的支持。 四旋翼无人机的飞行控制技术是无人机研究的重点之一。它使用直接力矩，实现六自由度（位置与姿态）控制，具有多变量、非线性、强耦合和干扰敏感的特性。此外，由于飞行过程中，微型飞行器同时受到多种物理效应的作用，还很容易受到气流等外部环境的干扰，模型准确性和传感器精度也将对控制器性能产生影响，这些都使得飞行控制系统的设计变得非常困难。 因此，研究既能精确控制飞行姿态，又具有较强抗干扰和环境自适应能力的姿态控制器是微小型四旋翼飞行器飞行控制系统研究的当务之急。
一、引言： 1.1 题目理解：四旋翼飞行器，顾名思义，其四只旋转的翅膀为飞行的动力来源。四只旋转翼是无刷电机，因此对于无刷电机的控制调速系统对飞行器的飞行性能起着决定性的作用。在本次大赛中，需要利用四旋翼飞行器平台，实现四旋翼的起飞，悬停，姿态控制，以及四旋翼和地面之间的测距等功能。 1.2 设计思路：为了满足飞行器的设计要求，要使用以微控制器为核心的控制系统，使本系统以MC9S12XS128模拟出控制信号，用STM32 MMC10接收模拟信号，然后翻译出模拟信号，利用加速度与陀螺仪传感器采集飞行器的飞行数据，加以闭环调控和精准的控制算法。进行上升、下降以及悬停等动作。 1.3 特点：本飞行器脱离遥控器控制，用微处理器实现整个飞行过程全自动控制，控制精度高。 二、方案设计： 系统主要由STM32模块，微处理器MC9S12XS128模块，电源模块，电机模块，超声波模块，加速度陀螺仪模块等构成。 系统总体框图如下图（图2.0）： STM32 MMC10 四路 PWM 通道 电调 无刷电机 高度显示数码管 信号接收 MC9S12XS128 GPIO 模块 时钟 模块 超声波传 感器 电源 图2.0 其中微处理器MC9S12XS128模块的外围电路见附录一2.1 控制系统选择方案：
2017年全国大学生电子设计竞赛远程幅频特性测试仪（H题） 2017年08月12日
摘要 本幅频特性测试装置采用STM32F407为主控芯片，通过集成DDS芯片AD9959作为信号源，实现了幅度和频率的动态可调；通过级联两块AD8367作为放大器，实现了增益0-40dB连续可调,具有较好的噪声抑制效果；通过AD8310对数检波模块，实现了不同频率信号幅度的测量，并且能够定性的绘制出幅频特性曲线. 关键词：幅频特性测试装置；DDS；VGA；低噪；对数检波 Abstract The amplitude frequency characteristic test device uses STM32F407 as the main control chip, through the integrated DDS chip AD9959 as the signal source, to achieve the amplitude and frequency of the dynamic adjustable; through the cascade of two AD8367 as an amplifier, to achieve a gain of 0-40dB continuously adjustable , With good noise suppression effect; through the AD8310 logarithmic detection module, to achieve a different frequency signal amplitude measurement, and can qualitatively draw the amplitude and frequency characteristics of the curve. Keyword: amplitude frequency characteristic test device；DDS;VGA;low noise；logarithmic detection
郑州轻工业学院 电子技术课程设计 题目： 2015年电赛测评试题 姓名：王苗龙 专业班级：电信13-01 学号： 541301030134 院（系）：电子信息工程学院 指导教师：曹卫锋谢泽会 完成时间： 2015年10月 29日
郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目 2015年电子设计大赛综合测评试题 专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容 1．阅读相关科技文献。 2．学习电子制图软件的使用。 3．学会整理和总结设计文档报告。 4．学习如何查找器件手册及相关参数。 技术要求 1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ； 2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ； 3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波； 4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ； 5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。 主要参考资料 1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月 2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月 3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月 4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月 5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月 完成期限： 2015年10月30日 指导教师签章： 专业负责人签章： 2015 年 10月26日
电 饭 煲 市 场 调 研 报 告 ---------产品设计IV课程训练III
电饭煲的市场定位及阶段设计方案 一、电饭煲的市场定位 经过二十年的发展已经是一个非常成熟的产业。目前我国城镇家庭电饭煲的普及率已经达到100%以上，几乎每个家庭都有一台电饭煲。产业进入成熟期技术没突破走向老化期。从这点就不难看出，电饭褒需要有突破才能给消费者带来更多的购买欲望，所以我对觉得造型和色彩还不怎么丰富的电饭褒还有市场前景。 所以这次课题就是针对三口之家或单身青年设计一款电饭煲，前者必须能继承传统电饭煲的多功能，而后者针对单人单饭则可以大大节约空间,以及便于携带等为切入点。 二、人物角色构建以及意向拼图 1、角色构建
2、角色意向拼图 三、设计草图 方案一
此方案灵感来源于古代的食盒，以及我们日常烹饪时偶尔会遇到的一些问题，例如很多年轻人可能在做饭时经常都会担心饭菜会夹生，想要开锅检查又怕会影响饭菜口感，这里在电饭煲的上方设计了一个可视窗口这个问题便可以轻松解决。按压弹出的饭勺架，也减少了在使用时经常出现的不用时饭勺架乱丢，用时找不到的麻烦。而且本方案整体造型也比较小巧轻便，比较适合年轻一辈的单身白领使用。 方案二 此方案比较适合一些三口之家或者家里经常会来客人的单身贵族使用，整体设计简单大方，而且也巧妙的起到了一定的收纳作用，大大的节约了使用空间。 四、方案确定 经过以上草图的构思和信息汇总，创意整合和各方面的调查，我最终决定将两种方案进行调整结合。 1、造型简洁 消费者对产品的外观是有双重要求的，一种是精神上的。一种是物质上的，
产品本身有三种功能，实用功能、审美功能和象征功能。产品的外观应这三种功能的协调和综合 2、功能设计 对于产品肩负的功能指令，当今的商人们一味要求设计师叠加功能，使得产品的结构日趋复杂，质量下降，影响了主要功能的体现，产品变得愈加“累”了起来。因此，恰当自然的功能匹配，会让人很容易接受。而过渡生硬的叠加功能反而显得累赘、落俗。 3、色彩设计 色彩是产品设计中至关重要的因素。色彩可以改变产品造型的感觉以及形成心理上不同的感受。必须符合“何人”、“何地”、“如何”使用的原则。而且，色彩也是产品战略中必须研究的。产品的表面处理对色彩的影响很大，所以，产品的各种视觉提示部分的色彩，必须依据人机工学的原理进行配色。 由以上三点作为参考，对确定方案进行完善修改。
附件2 比赛题目及评分标准 【题目一】Xilinx哈夫曼编码 1.设计要求 要求对一段数据序列进行哈夫曼编码，使得平均码长最短，输出各元素编码和编码后的数据序列。 （1）组成序列的元素是[0-9]这10个数字，每个数字其对应的4位二进制数表示。比如5对应0101，9对应1001。 （2）输入数据序列的长度为256。 （3）先输出每个元素的编码，然后输出数据序列对应的哈夫曼编码序列。 2.电路接口 RTL级代码顶层模块名统一为HuffmanCoding，可参考电路接口与时序如下：(可以根据自身设计需求，对电路接口进行修改) module HuffmanCoding( input wire clk, input wire rst_n, input wire [3:0] data_in, input wire start, output wire output_data, output wire output_start, output wire output_done ); 1
clk rst_n start output_done （1）复位之后，当start信号高有效后开始连续输入256个数据序列，data_in数据宽度为4，输入需要256个时钟周期。 （2）经过运算后，output_start信号高有效后，开始输出结果output_data。output_data信号数据宽度是1，因此输出是二进制序列。最后output_done 高有效说明整个编码过程结束。 （3）output_data数据包含2个部分。先输出[0-9]这10个数字的哈夫曼编码(具体的输出格式可以自行设定)，然后输出数据序列哈夫曼编码后的序列。 评分标准： 1. TestBench 建议先用C/C++或者Matlab等高级语言实现上述哈夫曼编码设计需求，并以此为基准，作为电路仿真的TestBench。 2. 电路功能 电路功能的完成情况，包括是否满足设计要求、源代码、仿真程序和文档说明等。要求代码书写规范，可读性强。严禁抄袭，如果需要使用第三方IP或者借鉴其他人的部分源码，请注明出处。 3. 性能 2
设计项目：模拟路灯控制系统 学校：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院参赛人员：高庆 吴琨 王立强
目录 第一章前言 1 第二章方案论证与论证 2 一系统结构综述 4 二系统结构示意图 5 第三章硬件设计 5 一89C52单片机简述 6 二电源模块设计7 三恒流源电路设计7 四案件及显示模块7 五时钟电路设计8 六光电对射传感器模块设计 8 七比较电路模块设计9 八DA转换模块设计10 九交通状况检测模块设计10 十路灯故障检测及报警模块设计 10 第四章系统软件设计 一系统软件设计综述11 二各模块软件部分分述 12 14 15 第七章参考文献16
模拟路灯控制系统(I题) 【高职高专组】 摘要： 本文介绍了基于STC89C52单片机的模拟路灯控制系统的设计和实现过程，通过交通情况自动调节检测，路灯故障检测及报警检测，环境明暗变化检测，定时开关模块的设计控制以实现题目要求。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍系统的硬件及软件设计部分。 采用的技术主要有： （1）通过软件编程控制定时开关灯时间，报警检测; （2）光电传感器的有效应用; （3）LM311比较器的有效应用； （4）新型时钟芯片DS12C877的有效应用。 关键词： 80C52单片机，光电传感器，路灯控制，亮度调节 Abstract: This paper introduces the STC89C52 based on single-chip microcomputer simulation street lamp control system design and realization process, through the traffic situation automatic adjustment test, street lamp fault detection and alarm test, light and shade environment change detection, timer switch module design in order to achieve the topic request. The whole system of the circuit structure simple, reliable performance is high. The test results meet the requirement, the paper introduces the hardware and software of the system design part. The technique to be used mainly has: 1. Through software programming control timing open to turn off the lights time, alarm detection; 2. Effective application of the photoelectric sensor; 3. LM393 comparator effective application; 4. New clock chip DS12C877 effective application. Key words: 80 C52, photoelectric sensor, street lamp control, brightness to adjust
开题报告内容与要求 一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值） 设计内容： 本次毕业设计要求基于单片机智能电饭煲控制系统的设计。本课题要求以单片机为主控制器，以电饭煲为控制对象，通过热敏电阻把温度信号转变成电压信号，再经 A/D 转换把电压信号变成的数字信号，然后由MCU处理进而去控制继电器，达到对发热盘的温度控制工作。本电饭煲采用波浪式起伏加热模式，通过微电脑控制将模糊控制技术应用于电饭煲的开发，本文在借鉴前人的工作基础上，实现一种多功能的模糊电饭煲控制系统，并重点研究了以下内容： （1）实现米量测量； （2）研究电饭煲硬件控制系统，重点研究了低成本优化设计方案； （3）根据多个功能及判米量的方法，设计了相应的软件控制程序； （4）提出一种基于模糊控制电饭煲参数整定的专家系统，以提高电饭煲设计开发效率。 研究意义: 随着我国经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，对饮食的要求也越来越高，过去那种机械式、电子式的电饭煲已经不能满足人们的要求啦，安全、简便、节能、实用，多功能化已经是当代人追求的主旋律了，而微电脑电饭煲的问世，不仅满足人们的要求，而且把电饭煲的各项功能发挥的淋漓尽致。本文研究的一种模糊控制的微电脑电饭煲正是满足人们需求的典型代表。基于模糊控制的微电脑电饭煲能够判断出米量的多少，并对不同的米量选择不同的加热方案，并且具有多种烹调功能，因此不但控制效果好，而且高效、节能环保。微电脑电饭煲还可以实现预约、记忆等功能，大大方便了人们的生活。 本文从实际工程出发，对模糊控制的微电脑电饭煲进行了深入研究，主要讨论一种准确的判米量的方法，真正实现了电饭煲的模糊控制，这对电饭煲控制程序的研究将是很有意义的，将使之在高效，节能等方面做的更好。 本次论文设计的技术指标及功能要求： 1.具有16种烹调功能； 2.24小时预约功能；
2017年全国大学生电子设计竞赛 管道内钢珠运动测量装置（M题） 【高职高专】
摘要： 系统以STC15W4K61S4单片机为主控器，设计一款管道内钢珠运动测量装置。该装置可以获取管道内钢珠滚动的方向，以及倒入管道内钢珠的个数和管道的倾斜角度。并通过LCD12864液晶显示屏实时显示钢珠滚动方向、个数以及管道的倾斜角度。系统包括单片机主控模块、角度信号采集模块、磁力传感器模块、显
示模块、电源模块、采用稳压输出电源为系统提供工作电源。系统制作成本较低、工作性能稳定，能很好达到设计要求。 关键词:角度传感器、磁性接近开关、LCD12864 目录 1设计任务与要求 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2技术指标 (1) 1.3题目评析 (1)
2方案比较与选择 (2) 2.1单片机选择 (2) 2.2角度测量选择 (2) 2.3 钢珠运动检测选择 (2) 2.4显示选择 (2) 2.5电源选择 (2) 3电路系统与程序结构设计 (3) 3.1系统硬件总体设计 (3) 3.2单片机最小系统模块设计 (3) 3.3角度传感器模块设计 (3) 3.4 磁性传感器模块设计 (4) 3.5显示模块设计 (4) 3.6电源模块设计 (4) 3.7程序结构与设计 (5) 4系统测试 (5) 5总结 (6) 参考文献及附录 (6)
1设计任务与要求 1.1设计任务 设计并制作一个管道内钢珠运动测量装置，钢珠运动部分的结构如图1.1所示。 1.2技术指标 1．基本要求 规定传感器宽度 w≤20mm，传感器1和2之间的距离l 任意选择。 （1）按照图1.1所示放置管道，由A 端放入2～10粒钢珠，每粒钢珠放入的时 间间隔≤2s，要求装置能够显示放入钢珠的个数。 （2）分别将管道放置为A 端高于B 端或B 端高于A 端，从高端放入1粒钢 珠，要求能够显示钢珠的运动方向。 （3）按照图1.1所示放置管道，倾斜角ɑ为10o～80o之间的某一角度，由A 端放入1粒钢珠，要求装置能够显示倾斜角ɑ的角度值，测量误差的绝对≤3o。 2．发挥部分 设定传感器1和2之间的距离l 为20mm ，传感器1和2在管道外表面上安放的位置不限。 （1）将1粒钢珠放入管道内，堵住两端的管口，摆动管道，摆动周期≤1s ， 摆动方式如图1.2所示，要求能够显示管道摆动的周期个数。 （2）按照图1.1所示放置管道，由A 端一次连续倒入2～10粒钢珠，要求装置 能够显示倒入钢珠的个数。 （4）其他。 3.设计报告。 1.3题目评析 根据设计要求，对题目评析如下： 本题的重点： ① 传感器灵敏度的选择。 ② 用于钢珠运动检测的传感器选择 图1.1：管道内钢珠运动测量装置的结构图 图1.2：管道摆动方式
设计报告格式及要求 一、报告的基本格式与层次编排 1.基本格式 报告题目 （居中3号黑体） 摘要(加粗或小4黑) 摘要正文（200～300字）可另起行，也可与“摘要”2字之间空1字接排，小4宋体 关键词：…；…；…（3～5个）顶格，小4宋体 （关键词与正文之间空两行） 正文……………………………………………………………………………………… … …………………………………………………………………………………………………… 正文小四宋体，每一个自然段首起空2字。建议：表序与表题为5号黑体，表文为5号宋体，表注为小5号宋体；图序与图题为5号黑体，图文、图注为小5号宋体。 建议：行间距为1.25，在排版过程中，若遇到图题和图不能在同一面，或页下留较多空白的问题，可通过适当调整行间距来解决。 参考文献居中，4号黑体 [1]作者.书名.版次.出版地:出版者,出版年.左顶格，5号宋体
序号左顶格，用阿拉伯数字加方括号标示；作者名与序号之间空1字；若有2位或3位作者，则作者之间用逗号“，”分隔，最后一位作者用句点（实心点），若超过3位，也只列3位，然后加等。 2．层次划分与编排 根据需要可以将正文划分成若干层次，拟定若干级标题，一般三级就可以了。一级标题序号顶格或前空2字，二级标题、三级标题序号前空2格，标题单独占行，末尾不加标点。建议使用标题序号如下： 一、×××××××左顶格或前空2字，4号黑体 1．×××××××前空2字，小4号黑体 ⑴×××××××前空2字，小4号宋体或楷体 四级以下标题不作要求，可以单独占一行，也可接着排，但要一致，末尾要加标点。 二、设计报告的撰写 1.摘要的撰写 摘要是一篇完整的短文，应具有独立性和自明性，也就是说，读者不阅读全文，只阅读摘要，就能获得必要的信息。 摘要是设计报告的内容梗概，因此，要求拥有与设计报告同等的重要信息，应简明扼要地介绍本课题研究的目的、方法以及主要结果和结论。 具体要求如下： ①简明扼要、突出重点、恰如其分。 要将自己的特色、创新展示给读者，并尽可能提供更多的定量、定性的信息，同时要自成体系。不要简单重复题名中已有的信息，也不要简单地将小标题罗列进来；不要将常识写进摘要，也不要对报告的内容进行诠释和评论，尤其不要自我评价。 ②结构严谨、表达简明、语义确切。 摘要先写什么，后写什么，要按逻辑顺序编排，句子之间要上下连贯、相互呼应。句子力求简单，每句话要表义明白，无空泛、笼统、含混之词。不要说具有较高的性能指标，要说具体是多少。