硬件设计论文范文
时间：2023-03-09 20:24:01
硬件设计论文范文第1篇
工艺设计团队在进行工艺过程的设计时一般先需要如下原始资料：产品装配图和零件图，企业的制造相关信息。产品装配图有助于工艺设计师了解零件在产品上的位置，所起到的作用以及工作的条件情况；零件图则表明了该零件的尺寸和精度要求；了解企业的制造相关信息有利于工艺设计师根据生产厂的生产条件，生产厂现有的设备规格，型号及性能，物资供应状况等信息设计出更加符合本企业的产品工艺设计。这些原始资料是制定工艺设计的基础。根据工艺设计流程和工艺设计相关内容，可以把工艺设计活动分为四个阶段活动。第一阶段：工艺性分析阶段，工艺设计人员从产品详细设计人员处获得新产品的CAD图，对CAD图进行工艺性分析，审查图纸上的视图、尺寸和技术要求是否完整、统一、正确；找出重要的技术要求结合企业的加工能力分析是否能达到要求，分析零件的结构工艺性，是否存在不合理的结构或者可以改进的地方，与产品设计人员协商。只有对零件的结构工艺性进行充分分析，才能清楚零件的结构特点，加工表面与非加工表面、重要表面与非重要表面、技术要求的高低等直接影响零件加工性的因素，才能制定出最合理的工艺设计方案；第二阶段：确定毛坯及其制造方式，通过图纸的审查之后，设计人员开始确定毛坯及其制造方式，毛坯的确定是工艺设计过程中的重要内容，选择不同的毛坯就会有不同的加工工艺，采用的设备，工装也不同从，从而对生成率和成本有影响。因此必须正确的选择毛坯类型和制造方法，确定毛坯精度及余量，之后绘制毛坯图；第三阶段：拟定产品的工艺路线，工艺路线是指用各种方法将毛坯加工成零件的整个加工路线。在毛坯确定后，根据零件的技术要求、表面形状、已知的各种机床加工工艺范围、刀具的用途，就可以初步拟定零件表面的加工方法，工序的先后顺序，工序的集中还是分散。工艺路线的拟定不但影响加工质量和生产效率，而且影响工人的劳动强度，影响设备投资，车间面积，生产成本等，因此拟定工艺路线是工艺设计过程中的关键阶段；第四阶段：进行工序详细设计，工艺路线拟定之后确定各工序的具体内容。包括确定各工序加工余量、计算各工序尺寸及公差，选择各工序使用的机床与工艺设备，确定各工序的切削用量及时间定额。工序设计应该是在保证质量的前提下，提高生产效率，这个阶段最终形成加工工序卡片。当过程流程图，加工工序卡片都通过审核之后形成将文件，整理文件保存，整个产品开发设计过程中的工艺设计到此结束。之后将文件下发，指导一线工人进行生产。
2工艺设计过程的要素模型
质量管理体系国际标准将过程定义为：一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动[7]。过程方法是指组织内各过程的系统的应用，连同这些过程的识别和相互作用及其管理。过程构成要素模型，如图2所示。根据过程定义并结合图2过程构建要素模型可知:一个过程包括输入、输出、相关转换活动、所需资源、过程所处的环境以及检测评价等六要素。其中输入是实施过程的开始，而输出是完成过程的结果，通过使用合理的资源和科学的管理，来对处于一定的环境的过程进行增值转换活动。为了确保过程的结果质量，对输入过程的要素、环境要求和输出的结果（有形的或者无形的）以及在过程中的适当阶段应进行必要的监控和评价。工艺设计过程中的转化活动是由一系列按照时序要求展开的活动，首先是包括审查图纸、产品结构及技术分析、工艺性评价的工艺性分析活动，之后是选择毛坯精度确定余量、绘制毛坯图的确定毛坯及其制造方式活动，然后是划分加工阶段及确定工序顺序的拟定产品的工艺路线活动，最后是确定工序余量计算工序尺寸及公差，选择切削用量，计算时间额定，选择加工设备及工艺装备的详细的工序设计活动。
3工艺设计过程影响因素分析
工艺设计过程是指工艺设计相关的一切活动，信息，数据，资源的总和。它是由一系列子过程工艺设计活动组成。由于每个过程活动的任务和目标不一样，如表1所示。使得不同阶段的活动所需的资源，输入输出，环境等要素也不同。在产品结构性工艺审查，毛坯的选择，工艺方案设计与评价，工装设计，材料与工时定额等活动时要综合考虑企业自身条件，生产设备，生产能力，生产环境，工艺相关经验，工具相关信息，设备相关参数，加工人员技术水平信息等影响因素，还要结合所处的环境和资源等因素，如环保规则，加工生产条件，安全条件，经济性等方面。最后输出最经济，最可行，最合理的工艺设计方案等文件内容指导企业生产制造。
4工艺设计缺陷因素结构模型的构建
为了更好的表达缺陷因素与工艺设计过程的关系，避免工艺设计缺陷的产生，并参考多数企业的工艺设计流程，采用过程方法构建的工艺缺陷因素结构关系模型，如图3所示。从图3可以看出硬件产品工艺设计过程是一个多层次，多步骤和分阶段的设计过程。整个工艺设计过程涉及的影响因素因不同阶段而不同，分布于产品工艺设计过程各个阶段的活动中。工艺缺陷影响因素结构关系模型不仅表达出工艺设计过程中各设计阶段间的逻辑顺序关系，理顺了工艺设计阶段的各个活动的输入、输出，而且还清晰地呈现出设计资源、环境等缺陷因素与工艺设计过程的关系，为以后的工艺设计缺陷的预防和控制提供了理论基础。然而，从整个模型可以看出，影响工艺缺陷的因素比较多，在具体的工艺设计活动中，往往是由于模型中缺陷因素不能合理有效的控制这些因素，增加了工艺设计缺陷的风险。因此，需要进一步定量掌握工艺设计阶段的影响因素对工艺设计活动的影响程度，以及因素之间的互相影响关系，以便更好的，有针对性地采取措施来优化工艺设计过程，提高工艺设计质量。
5工艺缺陷影响因素定量化分析
5.1基于DEMATEL方法的工艺设计缺陷因素分析
DEMATEL（decisionmakingtrialandevaluationlaboratory）决策实验室分析法，是20世纪70年代出现的运用图论与矩阵论原理进行系统因素分析的方法，它通过系统中各因素之间的逻辑关系构建直接影响矩阵，计算各因素对其他因素的影响度以及被影响度，从而计算各因素的中心度和原因度，然后，根据因素所对应的中心度和原因度，得出该因素所属的种类（原因性因素还是结果性因素）。DEMATEL方法关注的不仅是因素之间的两两直接影响关系，还考虑了所有因素之间的间接影响关系，从而获取众多因素中的关键因素。采用DEMATEL方法对影响工艺设计缺陷因素进行量化分析，分析过程直观、明晰，其结果不仅可以表达各缺陷因素之间的量化因果关系，还能根据量化结果对影响因素集进行因果分类和重要程度排序，为缺陷因素控制管理以及识别提供科学依据。
5.2基于DEMATEL方法的工艺设计缺陷因素分析步
骤如下（1）构建各因素间的直接影响矩阵。工艺设计缺陷影响因素表示为Tx，其中x=1，2，3……n，如果因素Ti对因素Tj有影响，则表示为tij。设定影响关系评价标度(如根据较强，强，一般，弱，无五个等级分别赋值)，定义：当i=j时，tij=0表示因素自身对自己无影响；当因素Ti对因素Tj影响很弱时，tij=1；当因素Ti对因素Tj影响一般时，tij=2；当因素Ti对因素Tj影响较强时，tij=3；当因素Ti对因素Tj影响很强时，tij=4。构造因素间的影响矩阵G。影响度Hi为综合影响矩阵D中i行的行和，表示因素Ti对其他所有元素的综合影响值。被影响度Lj为综合影响矩阵T中j列的列和，表示Tj受其他所有因素的综合影响值。中心度Mi为综合影响矩阵T中第i行的行和与第i列的列和之和，表示该因素在系统中的重要性程度。原因度Ui为综合影响矩阵T中的第i行之和与第i列之和的差，表示该因素与其他因素的因果逻辑关系程度，若为正，表示该因素对其他因素的影响大，称为原因因素;若为负，则表示该因素受其他因素的影响大，称为结果因素。（5）根据第四步计算的结果，以Ui为纵轴，Mi为横轴，绘制因素的原因—结果图，得出各缺陷因素的影响度和被影响度排序。
5.3举例分析
以某雨弹发射架的工艺设计为例，影响雨弹发射架工艺设计缺陷的因素众多、关系复杂。按上述方法，从与工艺设计有关过程活动的角度来考虑，同时考虑输入输出类、资源类、环境类以及监测评价四大类工艺缺陷影响因影响因素体系，构建了雨弹发射架工艺设计缺陷因素表以及按DEMATEL方法步骤计算出综合数据，如表2所示。（1）缺陷因素的原因—结果图根据综合影响关系表，以Ui为纵轴，Mi为横轴，绘制因素的原因—结果图，得出各缺陷因素的影响度和被影响度排序。应用SPSS软件将各雨弹发射架工艺设计影响因素标注在坐标系上，如图4所示。（2）分析结果由以上结果从整体所有因素可以看到：（1）雨弹发射架工艺设计的原因因素有24个位于0线以上，依次f1、f2、f3、f4、f5、f7、f8、f10、f11、f13、f14、f15、f17、f21、f23、f24、f25、f28、f30、f32、f35、f37、f39、f40，它们是导致雨弹发射架工艺设计缺陷的主导因素。根据20/80原则，影响度大小排序前五位为f10（工艺流程图）、f13（工序操作指导卡片）、f5（现有生产能力资料）、f7（毛坯方案）、f2（组件明细）、所以，必须采取针对性的措施。（2）结果因素有16个位于0线以下，依次为f6、f9、f12、f16、f18、f19、f20、f22、f26、f27、f29、f31、f33、f34、f36、f38，这些因素受其他因素影响比较大。按被影响度大小排序前三位为f38（成本约束）、f22（毛坯的相关经验）、f12（工序卡片），它们极易受到其他因素的影响，必须加以重视。（3）从工艺设计缺陷因素原因—结果图中也可以分别按类中的因素比较，如输入输出类缺陷因素（正方形表示）中的f10（工艺流程图）、f13（工序操作指导卡片）、f5（现有生产能力资料）中心度值较大，是输入输出类最可能导致工艺设计缺陷的致因因素；从图4可以看出输入输出类因素相对其他类因素大部分都在0线以上，这说明此类因素中原因因素较多，应该给予一定控制。资源类缺陷因素(圆圈表示)中f22（毛坯的相关经验）原因度第二小，说明受其他因素影响最大。环境类缺陷因素（正三角形表示）中f38（成本约束）原因度最小，中心度第三大，说明成本约束不仅受其他因素影响大外，自身影响其他因素也大，应给予控制。监测评价类成本约束（倒三角形表示）f39，f40，都在0线以上，说明此类缺陷因素影响其他因素较多。（4）从整体来看缺陷因素f5（现有生产能力资料）、f10（工艺流程图）、f12（工序卡片）、f13（工序操作指导卡片）、f22（毛坯的相关经验）、f38（成本约束）相对离散，应重点控制监测。以上结果只是针对雨弹发射架工艺设计，对其他硬件产品工艺设计缺陷因素分析可参照此方法，但分析结果因产品而异。
6结论
采用过程方法，分析了影响硬件产品工艺缺陷的设计各个阶段影响因素。从输入、输出、所需资源、所处环境、增值转化活动及监测评价过程六要素全面系统地构建了工艺缺陷的结构关系模型，弥补了以往产品设计过程中对工艺设计缺陷影响因素关注的不足，直观展现了影响因素、工艺设计阶段与工艺缺陷之间的作用关系。在此基础上，利用DEMATEL法对工艺缺陷活动的影响因素之间定量化分析，得出各因素的影响大小和因素之间的因果关系，以此来针对性的控制。最后在雨弹发射架工艺设计中得到应用。研究成果对其他企业预防和控制硬件产品工艺设计缺陷起到重要指导意义。
硬件设计论文范文第2篇
1飞行原理与机械结构
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。
6结论
本文从四旋翼飞行器的飞行原理入手，整合各个功能模块并通过对主要传感器的选型完成四旋翼飞行器控制系统的硬件电路设计，实现了飞行实验平台的搭建，多次飞行实验证明了硬件系统的可行性，达到了预期设计目标。在加速度传感器与陀螺仪的融合使用过程中，通过卡尔曼滤波算法对数据进行处理，有效地抑制了在硬件电路设计中无法避免的零漂、温漂等干扰因素，仿真结果证明了该方法的有效性。
硬件设计论文范文第3篇
关键词：加密卡PCI总线PCI9052ISP单片机
加密是对软件进行保护的一种有效手段。从加密技术的发展历程及发展趋势来看，加密可大体划分为软加密和硬加密两种。硬加密的典型产品是使用并口的软件狗，它的缺点是端口地址固定，容易被逻辑分析仪或仿真软件跟踪，并且还占用了有限的并口资源。笔者设计的基于PCI总线的加密卡具有以下几个优点：第一，PCI总线是当今计算机使用的主流标准总线，具有丰富的硬件资源，因此不易受资源环境限制；第二，PCI设备配置空间采用自动配置方式，反跟踪能力强；第三，在PCI扩展卡上易于实现先进的加密算法。
1总体设计方案
基于PCI总线的加密卡插在计算机的PCI总线插槽上（5V32Bit连接器），主处理器通过与加密卡通信，获取密钥及其它数据。加密卡的工作过程和工作原理是：系统动态分配给加密卡4字节I／O空间，被加密软件通过驱动程序访问该I／O空间；加密卡收到访问命令后，通过PCI专用接口芯片，把PCI总线访问时序转化为本地总线访问时序；本地总线信号经过转换处理后，与单片机相连，按约定的通信协议与单片机通信。上述过程实现了主处理器对加密卡的访问操作。
图1硬件总体设计方案
下面以主处理器对加密卡进行写操作为例，阐述具体的实现方法。加密卡采用PLX公司的PCI9052作为PCI总线周期与本地总线周期进行转换的接口芯片。PCI9052作为PCI总线从设备，又充当了本地总线主设备，对其配置可通过EEPROM93LC46B实现。主处理器对加密卡进行写操作，PCI9052把PCI总线时序转化为8位本地数据总线写操作。这8位本地数据总线通过Lattice公司的ispLSI2064与单片机AT89C51的P0口相连，2064完成PCI9052本地总线与AT89C51之间的数据传输、握手信号转换控制等功能。2064对8位本地数据总线写操作进行处理，产生中断信号。该中断信号与AT89C51的INT0＃相连，使AT89C51产生中断。AT89C51产生中断后，检测与其P2口相连的本地读写信号WR＃、RD＃、LW／R＃。当WR＃为低电平、LW／R＃为高电平时，AT89C51判断目前的操作是否为写操作。确认是写操作后，AT89C51把P0口上的8位数据取下来，然后用RDY51＃（经2064转换后）通知PCI9052的LRDYi＃，表明自己已经把当前的8位数据取走，可以继续下面的工作。PCI9052收到LRDYi＃有效后，结束当前的8位数据写操作。PCI总线的一次32位数据写操作，PCI9052本地总线需要四次8位数据写操作，通过字节使能LBE1＃、LBE0＃区分当前的8位数据是第几个字节有效。
加密卡硬件总体设计方案如图1所示。
2硬件各组成部分说明
2．1PCI9052部分
PCI9052是PCI总线专用接口芯片，采用CMOS工艺，160引脚PQFP封装，符合PCI总线标准2．1版。其总线接口信号与PCI总线信号位置对应，因此可直接相连，易于PCB实现。PCI9052的最大数据传输速率可达132MB／s；本地时钟最高可至40MHz，且无需与PCI时钟同步；可通过两个本地中断输入或软件设置产生PCI中断。它支持三种本地总线工作模式，实际设计采用地址和数据线非复用、8位本地数据总线、非ISA模式。
PCI9052内部有一个64字节PCI配置空间，一个84字节本地配置寄存器组。对PCI9052的配置可由主机或符合3线协议的串行EEPROM完成（注：ISA模式必须由串行EEPROM完成配置）。实际设计采用Microchip公司的93LC46B存放配置信息。系统初始化时，自动将配置信息装入PCI9052，约需780μs。如果EEPROM不存在或检测到空设备，则PCI9052设置为默认值。
在设计中，EEPROM用到的配置项目有：设备ID：9050；厂商ID：10B5；分类代码：0780；子系统ID：9050；子系统厂商ID：10B5；支持INTA＃中断，PCI3C：0100；分配4字节本地I／O空间：（例LAS0RR）0FFFFFFD；其它本地地址空间未使用：00000000；4字节本地I／O空间基地址（模4对齐）：（LAS0BA）01200001（仅为示例）；4字节本地I／O空间描述符：（LAS0BRD）00000022（非猝发、LRDYi＃输入使能、BTERM＃输入不使能、不预取、各内部等待状态数均为0、8位本地数据总线宽度、小Endian模式）；中断控制／状态，Local4C：00000143（LINTi1使能、LINTi1边沿触发中断选择使能、LINTi2不使能、PCI中断使能、非软件中断、ISA接口模式不使能）；UserI／O、从设备应答、串行EEPROM、初始化控制，Local50：00024492。有两点要注意：一是设计中采用PLX公司推荐使用的串行EEPROM93LC46B按字（16bit）为单位组织；二是EEPROM开发器编辑输入与手工书写的顺序对应关系，以厂商ID：10B5为例，在开发器编辑输入的是b510，而不是10B5。
PCI9052本地信号的含义是：LAD[7．．0]：本地8位数据总线；WR＃：写有效；RD＃：读有效；LW／R＃：数据传输方向，高电平为写操作，低电平为读操作；LBE1＃和LBE0＃：字节使能，表明当前LAD[7．．0]上的数据是第几个字节（0到3）；BLAST＃：PCI9052写数据准备好或读数据已取走；LRDYi＃：外部设备（此设计指单片机）已把PCI9052写操作数据取走或读操作数据准备好；LINTi1：外部设备通过LINTi1向主机发送INTA＃中断，当单片机验证密钥正确，向主处理器发送请求，表明可以开始从中读取相关数据。
需注意的是，PCI9052在使用时，某些引脚要加阻值为1kΩ～10kΩ的下拉或上拉电阻。因此在实现时，给MODE、LHOLD、LINTi1引脚加下拉电阻，CHRDY、EEDO、LRDYi＃引脚加上拉电阻。
图2PCI9052本地写时序
以主处理器向单片机写数据为例，图2给出了PCI9052的本地写时序。
2．2ispLSI2064部分
为降低数据被解析的风险，应尽量减少使用分离元件。因此在设计中选用了Lattice公司的CPLDispLSI2064。该芯片采用EECMOS技术，100引脚TQFP封装，拥有2000个PLD门，64个I／O引脚另加4个专用输入，64个寄存器，3个全局时钟，TTL兼容的输入输出信号。2064具有在系统可编程ISP（In－SystemProgrammable）功能，可方便实现硬件重构，易于升级，降低了设计风险，并且安全性能高。PCI9052与单片机之间的8位数据线进行双向数据传输，不能简单地直接相连，需要进行传输方向控制和数据隔离。故用2064作为PCI9052本地信号与单片机信号进行信号传递的接口，图3给出了8位数据信号双向传输的原理图。2064的开发软件ispDesignExpert8．2版支持VHDL、VerilogHDL、Abel等语言及原理图输入，且通过专用下载电缆可把最终生成的JEDEC文件写入2064，实现编程。在设计时采用了原理图输入的方法。
原理图中用到的BI18的功能描述为：当OE＝1时，XB为输出，A为输入，即XB＝A；当OE＝0时，XB为输入，Z为输出，即Z＝XB。FD28的功能描述为：8位D触发器（带异步清除）。结合PCI9052本地读写时序，可以分析得出，在进行读写操作时，图3实现了LAD[7．．0]与D[7．．0]之间正常的数据传输；在非读写时，双方数据处于正常隔离状态。
2．3单片机AT89C51部分
单片机采用ATMEL公司的AT89C51。这是一个8位微处理器，采用CMOS工艺，40引脚DIP封装。它含有4K字节Flash和128字节RAM，且自身具有加密保护功能。单片机不进行外部存储器和RAM的扩展，程序存储和运行均在片内完成，有效地保证了加密强度。
图3LAD[7..0]与D[7..0]之间的数据传输
单片机的P0口接图3的D[7．．0]，并加10kΩ的上拉排阻。WR＃、RD＃、W／R＃、BE1＃、BE0＃作为单片机输入信号接P2口。PCI9052写数据准备好或读数据已取走信号REQ9052＃作为单片机输入信号接P3．2（INT0＃);写数据单片机已取走或读数据单片机准备好信号RDY51＃作为单片机输出信号接P1．0;接P1．1的OVER51＃作为单片机输出信号，经2064接PCI9052的LINTi1，通过LINTi1向主机发送INTA＃中断请求。
硬件设计论文范文第4篇
关键词：PCI总线WDM驱动MPEG－1压缩卡
随着计算机技术、多媒体和数据通信技术的高速发展，人们生活水平的提高，对计算机视频的需求和应用越来越多，如视频监控、视频会议、计算机视觉等。计算机视频提供给人的信息很多，但是视频的数据量很大，不利于传输和存储，使其应用受到不少限制。为解决视频数据的存储和传输，唯一途径就是对视频数据进行压缩。
目前常见的视频压缩方法有MPEG－1、MPEG－2、MPEG－4、H．261、H．263等。考虑压缩技术的成熟度和该压缩卡的主要用途，本文采用MPEG－1作为压缩标准，研制了基于PCI总线的MPEG－I压缩卡。该卡适用于视频监控、视频会议等多种应用场合。该卡加上一台主机、摄像头和软件可构成一个完整的视频采集压缩系统。
1系统特点
（1）支持BNC、RCA、S－VIDEO视频接口；
（2）支持PAL和NTSC制式；
（3）可对视频实时预览，最大分辨率可达720×576×32；
（4）可对声音进行同步监听；
（5）可对音、视频信号进行MPEG－I压缩，生成MPEG文件和VCD文件；
（6）用户可编程MPEG－1编码设置，可支持CBR和VBR；
（7）可一机多卡同时工作；
（8）可从动态影像中捕获单帧，生成JPG和BMP文件；
（9）支持Win98／Win2000。
2系统硬件设计
2．1系统组成
该系统主要由视频解码、音频解码、压缩核心和PCI接口等组成，其总体框图如图1所示。
2．2视频解码设计
视频解码部分主要完成模拟视频到数字视频的处理，以供后面预览、压缩用。视频解码芯片常用的有SAA7110、SAA7113和SAA7114等。本方案中采用Philips公司的SAA7114。SAA7114有六路模拟输入，内置模拟源选择器可构成6×CVBS、2×Y／C2×CVBS、1×Y／C和4×CVBS；两路模拟预处理通道，内有抗混迭滤波器；CVBS或Y／C通道含完全可编程静态增益控制或自动增益控制功能，对CVBS、Y／C通道可进行自动钳位控制；能自动检测50Hz／60Hz场频，并可自动在PAL和NTSC制式进行切换；能将PAL、NTSC和SECAM信号解码及模数变换得到符合ITU－601／ITU－656的数字电视信号。该芯片是目前视频解码芯片中接收视频源的宽容性及视频解码图像质量最好的一种。其通过I2C接口，进行初始化设置。
本系统采用ImagePort作为数字视频输出端口，数字视频格式采用ITU－656AI11（PIN20）作为BNC／RCA输入脚，AI12、AI22作为S－VIDEO输入脚。
图2SAA7146A方框图
2．3音频解码设计
音频解码的数据一部分提供给SAA7146A作声音监听用，另一部分用于压缩。考虑到成本，本系统采用BURR－BROWN公司的PCM1800E。该芯片是双声道单片ΔΣ型20位ADC单＋5V电源供电，信噪比为95dB（典型值），动态范围95dB（典型值），内嵌高通滤波器，支持四种接口方式和四种数据格式。其采样频率为32kHz、44．1kHz和48kHz可选。
本系统采用从模式，20位I2S数据格式。主时钟由SAA7114提供。
2．4MPEG－1压缩部分设计
本系统中MPEG－I压缩芯片选用ZAPEX公司的SZ1510。该芯片基于TI的TMS320C54xDSP内核，能对ITU－601／ITU－656数字电视信号和PCM音频流进行MPEG－1实时压缩，可生成多种流，如音频基本流、视频基本流、音视频复合流等。
该芯片外接27MHz晶振，可支持多种主机接口，可工作在复用或非复用、Intel或Motorola类型总线。通过输入管脚HCONFIG1：0和SysConfig寄存器可设置成六种总线接口类型：Intel8051类型的数据／地址复用的8位总线、Motorola类型的数据／地址复用的8位总线、Intel8051类型的非复用的8位数据总线、Motorola类型的非复用的8位数据总线、Intel8051类型的非复用的16位数据总线和Motorola类型的非复用的16位数据总线。支持I2S声音接口。
本系统中采用Intel8051类型的非复用的16位数据总线。
2．5PCI接口部分设计
本系统中PCI接口芯片选用SAA7146A，该芯片并不是通用的PCI接口芯片，而是一个多媒体桥（MultimediaBridge）。方框图如图2。该芯片符合PCI2．1规范。它有八个DMA通道，三个视频，四个音频，一个DEBI（DataExpansionBusInterface）。还具有两路视频通道，可对视频数据进行缩放，一路可无级缩放HPS（HighPerformaceScaler，其纵向可达1：1024、横向可达1：256；另一路有级缩放BRS（BinaryRatioScaler支持CIF和QCIF格式。
音频接口以I2S为基础，通过编程控制以支持MSB－FIRST的不同格式及不同的时序格式。
本系统中该部分主要实现功能如下：
（1）通过DEBI接收SZ1510产生的MPEG－1数据，传输到内存；
（2）通过视频接口，接收SAA7114输出的视频解码信号，并进行亮度、色度、饱和度的控制，并实现无级缩放功能实现视频预览功能；
（3）通过音频接口，接收PCM1800E输出的PCM编码信号，传输到内存，实现声音监听功能；
（4）提供符合PCI2．1规范的接口，将板上数据传输到主机内存。
3软件设计
软件设计主要包括驱动程序设计和应用层的API设计。驱动程序主要负责与硬件打交道，应用层API主要负责与驱动程序接口。由于设计了应用层的API，应用程序可很容易在上面进行开发。
3．1驱动程序设计
为了支持Windows2000和Windows98采用WDMWindowsDriverModel驱动程序。WDM作为微软的最新驱动程序模型与传统的Win3．x和Win95使用的VxD驱动完全不同。WDM可支持电源管理、自动配置和热插拔等。WDM驱动的设计可以采用DriverStudioDS、Windriver、DDKDriverDeviceKit等。本系统驱动采用Windows2000DDK借助VC6．0设计。
3．1．1MPEG－I压缩部分
在驱动中，重置SZ1510后，就可以装载相应工作模式的微码；根据需要，设置好相应寄存值后就可以启动SZ1510对视频数据进行MPEG－1编码。每当产生的压缩数据超过SZ1510内部的FIFO门限后，SZ1510产生相应中断，内核调用中断例程，在中断例程中调用中断延迟例程DPC，在中断延迟例程中接收产生的压缩数据。SZ1510提供两种方式提取数据，一种用I2C总线接口方式，另一种用DEBI方式。
在本系统中，采用DEBI进行压缩数据的传输。考虑到压缩数据产生的速度，本系统开了32页大小的缓冲区，在中断延迟例程中填充该缓冲区。每当填满8页大小后，产生一个事件通知应用层进行数据读取。通过这种方式，可以避免压缩数据的丢失。
其流程图如图3所示。
在驱动中，压缩数据的提取方式将极大地影响生成MPEG文件的质量。如果处理不当，将导致马赛克、跳帧等现象。
3．1．2驱动程序中用户缓冲区的访问
驱动程序访问用户内存主要通过缓冲I／O和直接I／O。缓冲I／OI／O管理器创建一个内核模式拷贝缓冲区，并把用户缓冲区的内容拷贝到该缓冲区中，并在IRP首部的AssociateIrp．SystemBuffer域中存储该非分页内存地址。驱动程序可简单地读写该块内存。直接I／O，I／O管理器为输入数据提供一个内核模式拷贝缓冲区，对输出数据提供一个内存描述符（MDL）。为了使用缓冲I／O或直接I／O在创建设备时，必须设置设备对象的Flags域中的DO＿BUFFERED＿IO标志位来使用缓冲I／O或设置DO＿DIRECT＿IO标志位来使用直接I／O。
在本驱动中由于缓冲I／O和直接I／O都被使用，DO＿BUFFERED＿IO标志位和DO＿DIRECT＿IO标志位都被设置。
在定义IOCTL码中，对缓冲I／O使用METHOD＿BUFFEERED对直接I／O使用METHOD＿OUT＿DIRECT。
3．2应用层API设计
应用层对驱动程序的访问通过调用Win32I／O函数（如ReadFile、WriteFile和DeviceIoControl）访问。当应用层调用Win32I／O函数以请求I／O后，该请求由内核的I／O系统服务接收，I／O管理器对该请求构造合适的IRP包，并将其传给驱动程序栈，IRP在栈中进行传递，传到驱动程序进行处理，并将结果返回给应用程序。
通过应用层API，在其上面可进一步开发各类应用程序。
硬件设计论文范文第5篇
静止无功发生器硬件电路主要包括:整流电路、逆变电路、智能功率模块IPM的驱动电路、过零检测电路，电流调理电路，锁相环电路。逆变电路采用了IPM，该芯片内含驱动电路，报警电路等独特结构，一方面提高了系统的可靠性;另一方面也避免了保护电路的另外设计，简化了硬件装置的设计。主电路主要由整流部分和逆变部分组成。整流部分通过三相不可控整流桥将三相交流电压转换为三相直流电压，在经过电容滤波后得到稳定的直流电压。逆变部分采用SPWM控制技术来控制IPM内部IGBT的开断从而获得所需的补偿电流。将整流输出的直流电逆变转化为交流电回馈到电网。IPM内含保护电路，当发生故障时，IPM的自保能力使得IGBT的损坏率较低，提高了系统的可靠性。
二、SVG各硬件电路组成
(一)整流电路。整流电路采用三相不可控整流桥，输出的三相直流电通过电容稳压、滤波获得稳定的直流电压。根据以往的经验，直流侧电容取用4个2200μF/450V的电解电容，两并两串接进电路。电路组成如图2所示。为了避免大电流烧坏整流装置，电容需要通过一个充电电阻对不可控整流桥的输出端进行充电，直到充满在直接接到不可控整流桥的输出端。另外，为避免故障发生，在不使用整流电路时要对滤波电容进行放电。根据计算的电压、电流，选用二极管整流模块6RI30G－160G－120即(30A，1200V)。
(二)IPM及其驱动电路。通过计算智能功率模块(IPM)参数，选用型号为PM25CLA120的IPM(25A，1200V)，内部有IGBT，内含驱动电路。通过资料得知IPM驱动电路的控制电源电压范围为13．5V～16．5V，本文选用4路隔离的l5V直流电源。利用DSP发出PWM信号经光耦器件隔离后作为驱动信号对IPM进行控制。
(三)电流调理电路。该电路可将18A的电网电流相量转换成0～3Vpp的电压信号并实现过零点检测功能。该电路与电压调理电路的组成基本一致，不同之处在于互感器TVA1421－01用作电流互感器，采样电阻取59Ω。若一次侧电流为18A，二次侧输出(－0．5～+0．5)V的正弦波;经放大电路，输出电压(－1．5～+1．5)V的正弦波;最后经过加法电路输出(0V～3．00V)的电压信号。同时大于50Hz的正弦信号被滤除。过零比较电路在正弦波的过零时刻输出下降沿跳变。
(四)锁相环电路。本文采用了由TI公司生产的CD7H4C4046型锁相环芯片对电网频率进行跟踪，避免了利用固定频率采样时产生的误差。本系统中，锁相环的输出信号有两大作用:一是作为ADC模块的转换触发信号;二是作为事件管理器A(EVA)的时钟输入信号。通过锁相环电路使其产生跟随电网频率变化的SP-WM波，从而精确控制后级逆变器。
三、结语
本文论述了静止无功发生器的基本原理，实现了SVG的硬件电路设计，主要包括:逆变电路、整流电路的设计及储能电容的选择、电流调理电路、锁相环电路、IPM及其驱动电路，并通过实验验证，各级电路的输出符合实验要求。
硬件设计论文范文第6篇
2:吉林省森工集团信息化发展前景与规划.
3: 吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划.
4: 吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题.
二、论文撰写与设计研究的目的:
跟随1946年第一台计算机在美国诞生,人类文明发展到一个崭新的时代.尤其是20世纪后10年,以计算机网络的飞速发展为契机,我们进入了信息时代.人们的生活和工作逐渐以信息为中心,信息时代更离不开网络, 任何一个规模企业尤其开始依赖网络,没有网络企业就面临着落后.
吉林省的林业分布十分广泛,以长白山系为主要脉络的山地广泛分布各种森林资源,而作为林业及林业环境的发展,林业生态信息则是一个更为庞大的系统,快捷,准确,合理,系统的采集,处理,分析,存储这些信息是摆在我们面前的十分现实的问题.在信息交流的这个世界中,信息好比货物,我们需要将这些货物(信息)进行合理的处理,其中以硬件为主的计算机网络系统是这些货物(信息)交流的"公路"和"处理厂",我做这个题目,就是要为它画出一条"公路"和若干"处理方法"的蓝图.
由于森工集团这样的特定企业,其一,它是一个统一管理的企业,具有集团化的特点,网络的构建具有统一性.其二,它又在地理上是一个分散的企业,网络点也具有分散性.然而,分散中还具有集中的特点,它的网络系统的设计就应该是板块化的.从信息的角度来讲,信息的种类多,各种信息的采集传输处理角度也不尽相同,我们在设计的过程中不仅要考虑硬件的地域布局,也要考虑软件平台的配合.
没有最好,只有更好;更新观念,大步向前.我相信,在导师的精心指导下,经过我的努力,我将为它们创造出一条平坦,宽阔的"高速公路".
1,论文(设计)研究的对象:
拟订以吉林省林业系统为地理模型,以林业网络综合服务为基本需求,以网络拓扑结构为设计方向,以软件整合为应用方法,开发设计一套完整的基于集散集团企业的企业网络系统.
2,论文(设计)研究预期达到目标:
通过设计,论文的撰写,预期达到网络设计全面化,软件整合合理化,网络性能最优化,资金应用最低化,工程周期最短化的目标.
3,论文(设计)研究的内容:
一),主要问题:
设计解决网络地域规范与现有网络资源的利用和开发.
设计解决集中单位的网络统一部署.
设计解决多类型网络的接口部署.
设计解决分散网络用户的接入问题.
设计解决远程瘦用户网络分散点的性能价格合理化问题.
设计解决具有针对性的输入设备的自动化信息采集问题.
合理部署网络服务中心的网络平衡.
优化网络服务系统,营造合理的网络平台.
网络安全问题.
10,基本应用软件整合问题.
二),论文(设计)包含的部分:
1,地理模型与网络模型的整合.
2,企业内部集中部门网络设计.
3,企业内部分散单元网络设计——总体分散.
4,企业内部分散单元网络设计——远程结点.
5,企业内部分散单元网络设计——移动结点.
6,企业网络窗口(企业外信息交流)设计.
7,企业网络中心,服务平台的设计.
8,企业网络基本应用软件结构设计.
9,企业网络特定终端接点设计.
10,企业网络整合设计.
5,论文(设计)的实验方法及理由:
由于设计的过程并不是工程的施工过程,在设计过程中详尽的去现场建设肯定有很大的难度,也不是十分可行的,那么我们在设计的阶段就应该进行仿真试验和科学计算.第一步,通过小型网络测试软件平台,第二步,构建多个小型网络搭建全局网络模拟环境,第三步,构建干扰源利用小型网络集总仿真测试.
6,论文(设计)实施安排表:
1.论文(设计)阶段第一周次:相关理论的学习研究,阅读参考文献资料,制订课题研究的实施方案,准备试验用网络硬件和软件形成试验程序表及试验细则.
2.论文(设计)阶段第二周次:开始第一轮实验,进行小型网络构建试验,模拟网络服务中心,模拟区域板块,模拟远程及移动网络.
3.论文(设计)阶段第三周次:进行接口模拟试验,测试软件应用平台,完善课题研究方案.
4.论文(设计)阶段第四周次:完成第一轮实验,提交中期成果(实验报告1).
5.论文(设计)阶段第五周次:进行第二轮实验,模拟环境(干扰仿真)实验,提交实验报告2.
6.论文(设计)阶段第六周次:完成结题报告,形成论文.
三,论文(设计)实施工具及参考资料:
小型网络环境,模拟干扰环境,软件平台.
吴企渊《计算机网络》.
郑纪蛟《计算机网络》.
陈济彪 丹青 等 《计算机局域网与企业网》.
christian huitema 《因特网路由技术》.
[美]othmar kyas 《网络安全技术——风险分析,策略与防火墙》.
其他相关设备,软件的说明书.
1、论文(设计)的创新点:
努力实现网络资源的全面应用,摆脱将单纯的网络硬件设计为企业网络设计的模式,大胆实践将软件部署与硬件设计阶段相整合的网络设计方法.
题目可行性说明及预期成果:
2、可行性说明:
由于题目结合了"吉林省森工集团信息化发展前景与规划""吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划""吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题",使得题目紧密结合生产实际,于是进行《企业网络设计——基于集散企业的综合网络设计》具有现实意义.
3、预期成果:
硬件设计论文范文第7篇
Abstract: Science and technology subject have many practice links. Graduation thesis and design have hardware requirements. While for newly established local universities' all aspects shortcomings. The quality of graduation thesis anddesign of science and engineering student is low. It is point out that fast and effective way to improve the quality is to do soft environment construction such as perfectingthe system and doing well the topic selection,enhancing professional development and teaching reform,do the existing contingent of teachers and guidance modes. It was hoped that this paper can give the reference to the university and other universities to improve science and engineering thesis (design)quality.
关键词： 新建地方本科院校；理工科毕业论文（设计）；措施；软环境
Key words: new local colleges；science thesis (design)；measures；soft environment
中图分类号：TP31 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）15-0195-02
1新建地方本科院校的特点
新建地方本科院校多为专升本的院校[1]，其基本上本专科教育并存，多数以专科教育为主，定位是培养大量下得去、 留得住、 用得上，富有实干精神和开拓能力的高级应用型人才。它通过升本的机遇大量引进优秀人才，加强实验室建设，使学校科研工作得以快速发展。其功能和以往相比，除了教学以外，加大了科研和社会服务功能，即立足于地方和区域经济发展，在为地方培养人才的同时，利用自身在科研上的优势，通过参与社会经济技术活动，推动科技进步，促进经济发展[2]。随着地方经济的快速发展和扩张，它们已成为中小型企业发展的人才库和技术革新的思想库[3]。
2理工科毕业论文（设计）存在的问题
本科毕业论文工作是大学本科教学计划中的重要实践环节，是培养学生综合运用所学基础知识和基本技能进行科研工作的初步训练，是培养和提高学生分析和解决问题的能力，实现教学、科研和生产实践相结合的重要途径，是本科生毕业和授予学士学位的必要条件[4]。而理工科类专业主要培养科学型、技术型和应用型人才，其实践环节多，毕业论文多有硬件要求。新建本科院校因地理位置的制约，在生源质量、经验交流等方面处于劣势，学生综合素质偏低。再加上历史原因，和老牌本科院校相比难免存在诸多不足，主要体现在教学条件有限、师资力量缺乏、学生重视不够和管理制度不健全，教学计划不完善，就业与考研复试冲击，学生普遍存在论文基本攻薄弱等因素[5-8]，这些不仅制约着新建本科院校的发展，而且还影响着人才培养的质量，最直接的影响就是毕业论文(设计)质量不高。
3提高毕业论文的措施
硬件的改善是一个长期而复杂的过程，而要解决当前的困难，更有效的方法是做好软件建设。
3.1 加强动员，完善制度，提高学生的认识和论文效率加强动员，提高学生的认识。让学生知道撰写毕业论文是人才培养中十分重要的环节，是本科阶段必须完成的一门必修课，是与毕业直接关联，获得学位、求职或继续深造的先决条件；让他们明确撰写论文不是一蹴而就的事情，是一个人才培养过程，是科研能力、理论联系实际能力、文献资料查阅能力等的形成和提高过程。学校和系部统一思想，对不合格的论文决不手软，只有确定了明确的标准并能够得到严格的执行，才能够使学生打消侥幸心理，有压力去完成。学生重视，基本功扎实，可以提高实验（设计）数据的准确性，进而提高论文写作质量，减轻老师指导的难度。
3.2 通过合适的选题来弥补硬件的不足优化选题是提高毕业论文质量的重要前提和基础。新建地方本科院校要提高毕业论文质量除了在选题方面严把质量关，做到难易适宜外，还可以通过合适的选题来弥补硬件的不足。
3.2.1 与地方企业联合，利用企业的经济优势共同研究和开发科研课题，为学生毕业论文提供素材。论文（设计）命题一直或部分时间到科研合作单位、实习单位或有工作意向的单位进行，完成后由学校进行考核。这种方式能够让学生自行在企业中得到锻炼，寻找解决实际问题的方法和途径，避免从书本到书本的纸上谈兵，让学生在社会的大课堂中通过毕业论文的训练得到锻炼，学到实际本领，提高创新能力，同时也解决学生在就业和学习方面的矛盾冲突。
3.2.2 加强与资深的科研院所合作，实现两类院所师生的“双赢”。很多资深的科研院所高级职称和博士较多、科研力量雄厚，仪器设备先进而充足，很多对新升本科院校来讲很难申报的前沿课题，但对省重点高校或更高层次的高校老师手中往往有两个或更多的项目却课题组人手不够，这正是新升本科院校的缺口。因此可以通过不同渠道，加强与这些高校或研究所联系，利用他们的课题和资源优势解决自己课题方向老套、脱离实际、仪器设备不足等问题，为新升本科院校毕业论文和科研工作的开展注入一定的活力，让更多学生有进行科研工作同时完成毕业论文的机会，实现两类院校师生的“双赢”。
3.2.3 做设计类课题。现在的大学生，有相当一部分有个人电脑，可选择应用计算机进行毕业设计。调查发现历届理工科毕业生，无论是在工厂从事技术开发、生产管理，在公司从事经营贸易，还是在政府机关就职，几乎都需要使用计算机。作为培养掌握最新科技人才的高等院校，当然应该顺应这个潮流。
3.2.4 选题时间提前、内容放开，学生有充裕的时间完成论文（设计）。一方面可以鼓励教师让学生参与到自己或学校立项的科研课题或实验室建设课题中。一方面毕业论文（设计）与贯穿于整个本科教育过程结合起来。学生在学习专业知识的过程中对某一问题的质疑、改进或推广，只要能够体现学生科研能力，都可以作为毕业论文（设计）选题。教学实践中的综合性或创新型实验，只要能够体现水平的，也可以作为毕业论文（设计）选题。教师可以不定期的向学生提供毕业论文（设计）选题，与大学生科技创新活动结合，鼓励学生自己选题,利用兴趣这一强大动力提高论文质量。
3.3 加强专业建设和教学改革调整教学计划，合理安排时间，处理好实习、考研、就业与论文写作之间的冲突，同时通过课程建设和教学改革让学生提前做好准备，提高基本功。狠抓教学质量，使学生牢固掌握专业基础理论、基本知识和基本技能，做好专业知识与技能的准备。开设专业文献检索、科研方法与论文写作训练方面的课程，使其掌握一定的科研方法。提高外语与计算机水平，对于论文有关文献的查阅以及日后论文的撰写、排版、定稿都大有帮助。改革实践教学，强化综合实践能力培养，构建由简单到综合，由单一到复杂，循序渐进的系列化实践教学体系。在日常教学过程中老师适当引导学生精读一定数量的范文，从内容到形式，反复揣摩，以便能够有效地借鉴它、模拟它。同时，老师可每学期给学生布置一两个与其专业相关的写作任务，学生可以根据老师的评语有针性的攻克自己写作的弱点，争取每写一次论文就能进步一点。课程实习、学年实习和毕业实习都有总结报告和社会实践报告，这些写作都可以较早地培养学生的论文意识，对于毕业论文的写作有着素材储备、技能准备等多方面的作用。
3.4 加强教师队伍建设和指导模式改革
3.4.1 现有教师队伍的建设加强指导老师科研能力培养，鼓励其勇挑科研重担，提高科研能力和学术水平，为提高论文（设计）质量提供有效的保障。通过参加社会实践、指导学生实习、参与工程项目设计等，组织指导教师尤其是青年教师深入生产和工程实际，在实践中总结和积累经验，为指导论文（设计）奠定良好的基础。在指导工作中要特别注意加强指导教师的师德修养，提高政治思想素质。可适度聘请外校教师或企业高工参与到论文指导中来。
3.4.2 论文指导模式改革首先可采用教师团队指导方式，即以教学科研经验丰富的教师为组长，在充分考虑老师的专业特长与教龄基础上，组建毕业论文指导团队，对学生进行指导，这种方式将发挥教师在各个领域的知识优势和结构，有利于培养学生更全面的掌握解决工程实际问题的能力和团队协作精神，可以较好的完成论文指导任务，同时也培养了青年教师论文指导能力和解决工程实际问题的能力，提高青年教师的业务水平。其次可采用双导师制。对于校内课题，青年教师可以作为副导师、高职称教师的助手身份参与指导论文。因为教授经验丰富，但是指导学生时间相对较少，而青年教师精力充足，时间多，但是科研能力相对薄弱，需要不断提高。每个学生都配有导师和副导师，可以发挥他们各自的优势，取长补短。这种联合指导方式，真正体现了教授“传、帮、带”的学科带头作用，加速了具有知识创新和科研攻坚能力的学术人才的形成，青年教师的科研能力将大大提高，为创新人才的培养打下坚实的基础。课题来自企业的采用校企双导师指导制，这样做可以将学校的理论知识更好地与企业的生产实践有机的结合起来，更有利于学生尽快的融入企业文化。
综上所述，新建地方本科院校，硬件的改善是一个长期而复杂的过程，要提高理工科毕业论文（设计）质量可以从完善制度，合理选题，做好专业建设和教学改革及现有教师队伍建设和指导模式改革等软件建设着手。
参考文献：
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[7]孟梅,范世东,陈永志.高校毕业设计论文质量管理的研究[J].武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2007,29(1):83-86.
硬件设计论文范文第8篇
1.1选题要联系实际
在选题过程中，需要与工程应用、生产实际相互挂钩，作为部队院校所选择的题目要具有一定的军事应用价值，同时需要突出学员的专业特色。通过选题，在一定程度上激发学员学习的积极性，进一步提高毕业生的综合素质，在这种情况下，他们会主动熟悉、了解与课题相关的情况，同时对解决问题的方法、途径等进行分析，进而巩固、强化自己的能力。因此，该院在为2014届信息工程专业的学员进行选题时，选择了“周视红外搜索系统图像显示设计”等课题，通过课题尽量反映当代科技水平与军事需要，在该研究领域，便于学员了解、把握国内外的发展动态，使学员积极参与课题研究。
1.2进行毕业设计选题时
需要对完成课题的客观条件进行综合考虑。在经费、教学实验条件等方面，受各种因素的影响和制约，并不是所有的科研课题都可以做毕业设计，通常情况下，需要根据现有的条件对毕业设计的题目进行选择。在选题过程中，我们选用的科研课题，需要为学员提供相应的仪器设备、实验场地等硬件条件，例如，在2014届信息工程专业毕业设计中，我们选用了“基于虚拟仪器的信号检测系统平台设计”，通过为学员提供仿真测试平台，学员在做毕业设计的过程中，可以进行直接的操作，在一定程度上巩固、强化了锻炼了自身的动手能力。
1.3毕业设计选题的难度、深度要适中
有些课题会涉及光、机、电、算等多个领域，设计工作量较大，具有一定的难度，为了保证学员在有限的毕业设计工作时间内，经过努力能完成毕设任务，这类课题可以安排两个甚至多个学员参加，分别在硬件、软件等方向上有侧重点地展开研究，经过分工合作最终完成了整个课题的设计任务，例如在2014届信息工程专业毕业设计中“，虚拟通信系统教学平台”课题就由两位学员共同完成，一个在现代数字调制传输方向、另一个在RS编码传输方向上做研究，最终收到良好的效果。
2完善毕业设计过程指导
毕业设计的指导非常重要，设计能否最终达到目标，完成任务，获得阶段性成果，需要在毕业设计指导过程中下功夫。
2.1毕业设计指导强调两个结合
在指导学员作毕业设计时，为了取得较好的效果，需要将教学与科研相结合，以及博硕指导与本科生指导相结合。首先，借助教学和科研相结合，学员和教员通过合作进行攻关，对于教员来说，相当于获得了科研助手，在一定程度上可以发现有资质好苗子，进而为研究生提供好的生源。在2014届信息工程专业毕业设计中，“基于PWM调制解调的光强探测电路”课题是“2110三期”建设任务的一个重要组成部分，其工作量和难度都比较大，选择该课题的学员参加过院电子设计竞赛及科创，对PCB设计及硬件电路焊接、调试具有浓厚的兴趣，具备一定的能力，通过教员的悉心指导，最终很好地完成了光强探测电路的制作和调试，探测效果很好，为“2110三期”建设提供了一个相当优良的探测器模块，对于教员的科研工作来说，该毕业设计具有一定的帮助作用。其次，对研究生资源进行充分的利用，在指导本科毕业设计的过程中，让研究生积极参与，进一步推动毕设的顺利进行。将本科生与研究生进行相互结合，在一定程度上让本科生融入科学研究的氛围中，感受科学态度和团队精神。例如在“远程多点多功能无线报警系统的设计与实现”这个课题中，安排了硬件电路设计能力较强的研究生参与毕业设计的指导工作，与指导教员相比，研究生与本科生之间的沟通更直接，同时时间更充裕，将经验窍门传授本科生，可以让其熟悉Protel、Ceil等软件的使用，更快地熟悉硬件，对设计起到了很大的帮助作用。
2.2毕业设计指导强化过程控制
对于毕业生来说，毕业设计从选题、开题到答辩，这一过程需要历时数个月。在每一个阶段、每一个环节，毕业设计质量的高低，在一定程度上直接关系到学生综合素质和创新能力的提高。学员在作毕业设计的过程中，只有强化过程管理，抓好每一个环节，才能得到高质量的毕业设计。在指导2014届信息工程专业学员的毕业设计时，我们按照前期布置任务，中期指导和检查，后期总结的步骤进行，将毕业设计分成三段，在各个阶段，明确学生的要求，在每一个阶段的开始需要重申本阶段的任务。每一个阶段结束时，按照预定目标对完成的目标情况进行检查，同时指出其中的优点和不足；指导学生的工作方法，最后进行总结。
3加强毕业论文写作指导
毕业论文作为一种表现形式，在一定程度上体现了整个毕业设计的思路、内容和方法，同时反映了学员的综合素质，更是对毕业设计的总结。但是，在撰写毕业设计之前，由于学员基本没有撰写科技论文的经验，因此在撰写毕业设计论文的过程中，通常情况下会遇到各种问题。如有的学员在毕业论文里面，没有重点论述自己所做的工作；有的学员在毕业论文中花大量篇幅介绍原理，对自己的工作几乎没有总结；而有的学员即使对自己的设计很清楚，但表达能力欠缺。在毕业设计的过程中，针对毕业设计论文写作遇到的问题，我们组织了“毕业设计论文写作”的讲座，向学员阐述毕业论文写作的注意事项，明确一篇完整的毕业设计论文包括的主要内容，其中，论文正文部分要求结构严谨、层次清晰、观点鲜明。我们在对学员的毕业论文进行检查时，需要严格把关，要求论文内容、格式要规范。另外，在完成毕业论文的基础上，我们鼓励学员概括出创新部分，撰写一篇科技文章，向科技期刊投递，这样一方面能够培养学生撰写科技论文写作能力，另一方面调动学员做好毕业设计的动力。
4小结
综上所述，对于学员来说，通过撰写毕业设计，一方面能够培养自身良好的思想品德、严谨务实的工作态度，以及求实的工作作风和独立的工作能力，另一方面能够提高学员自身的综合实践能力，以及协调组织能力。早在2001年教育部就下发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，其中明确指出：要高度重视毕业实习，提高毕业设计、毕业论文的质量。该院作为我军电子对抗工程、指挥人才的摇篮，肩负着培养能打胜仗、能实现强军目标人才的使命，因此更要将本科毕业设计作为人才培养的重要环节，抓好毕业设计过程中的每一个步骤，演奏好本科人才培养这一“交响乐”的尾声。实践证明，上述措施和建议是切实可行的，对提高本科毕业设计质量具有良好的效果，可供其它院校借鉴。
硬件设计论文范文第9篇
合理安排
在毕业设计期间，教师要本着对学生不放任、不约束的原则，学生面临毕业，考研的学生准备复试，还有一些学生需要找工作，如何合理安排，协作分工毕业设计人员和时间也是一个很大的问题。爱护每一个学生，并不是每个学生都擅长研究自己的专业。比如温控系统小组，由三个学生共同完成，其中一名学生经过电子大赛的磨练，本身基本功很扎实，由他负责硬件部分中较难的PID控制。其他两人则根据自身情况参与论文的编写和LabVIEW软件中需要的基础编程工作。基本人员分配汲取电子大赛三人一组的模式安排。C#的考试平台设计不涉及硬件环境，相对容易实现，只安排两名学生，为提高学生自助学习能力，建议采用不同的开发环境和编程语言进行区分。时间安排集中在三个阶段，首先为了避免专业基础知识出现不应有的疑问，在选题后开始毕业设计之前应安排一至两周时间让学生查阅大量的文献资料，掌握毕业设计相关的知识和背景，提出课题实现的可行性建议。其次集中进行两个月毕业设计实践，这段期间教师要尽量一周查看一次进度，由学生逐一汇报情况，避免一个小组的学生同时离开而导致课题无进展或只有一人做毕业设计而其他学生袖手旁观的现象出现。最后留两到三周撰写毕业论文和准备答辩。
解决疑难问题
对毕业设计而言，没有问题是不正常的，在保证一周至少一次的汇报中尽量启发学生。假如学生碰到的问题很多，那么问题的细化就显得尤为重要。遇到问题不要回避，也不要急于帮学生解决，而是先进行小组讨论，阐述彼此的想法，要透过现象看本质，从中得到所需的答案，这样学生分析解决问题的能力可以得到提升。在毕业设计中要常与有经验的老师进行探讨，与同学深入交流专业知识和遇到的困难以及如何解决。比如在进行基于LabVIEW虚拟仪器的温度测控系统这个题目时，温度传感器的选择让我的学生束手无策，这方面的资料很丰富，就是因为选择太多，他们在选择热电偶还是热电阻传感器上出现了分歧，在各抒己见后我从符合条件的三个型号（包含热电阻、热电偶温度传感器）给予了肯定，建议学生买来进行实际测量看是否满足实验要求，从中选择性价比最好的那一种即可，最后确定了PT100铂热电阻作为温度传感器，尽管从一开始我就可以告诉他们哪一个才是最合适的，可通过这样的争论和尝试相信他们一定受益匪浅。同样，对于软件设计，两个学生刚开始也在基于ASP设计还是JSP实现上有所争议，我让他们分别尝试开发一个小模块，比如用户登陆或注册模块，将各自运行情况进行校验，最终确定最优化方案，选择ASP、SQLServer2000、Dreamwaver开发在线考试系统，采用WEB技术实现。毕业设计是要让学生有积极的创新和创造性思维方式，教师不必亲力亲为，可每一步对其引导与交流，教学相长就会收到良好的教学效果。
毕业论文
科学论文的写作并非易事，需要翻阅大量的参考文献和自己汇总相关所学知识，教师可建议学生边做边写，尽量以日记的形式来记述每天的数据和进展情况，然后一个阶段写一篇小的总结性论文，鼓励他们向杂志社投稿等，最后的大论文只要稍加些修饰、知识的贯穿和格式的修改就可以一气呵成了。《LabVIEW虚拟仪器的温度测控系统》毕业论文参加了NI公司的比赛，《基于ASP的在线考试平台设计与实现》则参与了学校组织的毕业小论文比赛，都取得了不错的成绩。对学生来说是一个锻炼，也是对毕业设计的有益补充。
答辩
答辩是对学生表达能力和理解能力的锻炼。你要明白自己做了什么，怎么实现的，看是否理解透彻，回答是否完整。错误的结论为什么会得到，成功的数据代表着什么，这些都是答辩时应该注意的。例如：LabVIEW在软件部分实现滤波，是哪种滤波方式，为什么？如果在硬件部分添加滤波的话，应该运用哪种滤波，怎样设计？基于ASP的在线考试平台如果同时有很多人同时登陆，系统是否会出现冲突，如何实现更新？等等诸如此类的细节问题。教师应该举行前期的模拟答辩，帮助学生制作简单的PPT，将汇报进行有效提炼和完善，这样才能让学生做到处变不惊。
小结
毕业设计是一项长期的教学工作，要科学选题，合理安排设计进程，严谨地撰写毕业论文，保证毕业答辩质量。教师和学生都能在毕业设计教学中得到进步和提高，通过毕业设计可以充分调动学生的积极性、主动性，培养学生创新与实际的思维理念，加强学生的创新意识构想以及相应的动手能力，让学生养成优秀的科研习惯和一丝不苟的学习精神。毕业设计成果可继续用于教学和实验，相得益彰。
硬件设计论文范文第10篇
目 录
摘要 ..........................................................................I
第1章绪论 .....................................................................4
1.1课题背景................................................................... 4
1.1.1智能建筑面临的机遇与挑战 .................................................4
1.1.1.1智能建筑发展现状 .......................................................4
1.1.1.2主要技术发展趋势及问题 .................................................5
1.1.2智能火灾智能火灾报警监测系统的新动向..................................... 6
1.2本论文的工作与论文结构......................................................7
第2章智能火灾报警监测系统基础..................................................8
2.1简要介绍智能火灾报警监测系统................................................8
2.2对传感器的详细介绍......................................................... 8
2.2.1与传感器有关的常见术语....................................................9
2.2.2热释红外探测器 ...........................................................9
2.2.2.1热释红外探测器的基本概念.................................................10
2.2.2.2热释红外探测器的工作原理和特性..........................................10
2.2.2.3热释红外探测器的安装注意事项............................................11
2.2.2.4热释红外探测器的调试 ...................................................12
2.2.2.5热释红外探测器的防宠物功能..............................................12
2.3对四运放集成电路LM324的介绍 ................................................13
2.4对芯片AT89C51的介绍 ........................................................15
第3章系统硬件分析与设计 .......................................................17
3.1复位电路部分 ...............................................................17
3.2时钟电路与时序 .............................................................18
3.2.1内部时钟方式 .............................................................18
3.2.2外部时钟方式 .............................................................19
3.3 AT89C51的内外程序存储器选择控制端 .........................................20
3.4系统的选址单元电路 .........................................................20
3.5系统的报警信号产生电路 .....................................................20
3.6系统的多机通讯技术......................................................... 20
第4章电路的软件设计 ...........................................................21
4.1软件程序内容 ...............................................................21
4.2软件总体流程图 .............................................................22
4.3报警信号发生子程序......................................................... 24
4.4键盘接口子程序 .................................
............................26
4.5数码显示子程序 .............................................................27
4.6本章小结 ...................................................................28
第5章电路调试与仿真 ...........................................................29
5.1硬件焊接 ...................................................................29
5.2调试....................................................................... 29
5.2.1硬件调试方法............................................................. 30
5.2.2软件调试方法 .............................................................31
5.3仿真中出现的问题及解决办法 .................................................31
5.3本章小结................................................................... 32
结论.......................................................................... 33
参考文献....................................................... ................34
源程序 .........................................................................35
致谢 ...........................................................................49