时间：2023-01-25 19:09:46
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇接口设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1硬件电路设计
从结构上，检测接口可以分为DAC单元、滤波放大单元、二线接口单元、混合单元、信号调理单元、ADC单元和FPGA系统单元。
1.1DAC与滤波放大单元DAC与滤波放大单元用于将数字信号转换为模拟信号，并完成对信号的调理、幅度调节与功率放大功能。其硬件电路如图2所示。该单元由3部分电路组成，分别是DAC芯片电路、无源滤波电路和差分放大电路。DAC芯片为ADI公司生产的高性能、低功耗CMOS数模转换芯片AD9762，AD9762为12位分辨率，支持最高125MS/s的更新速率。该芯片使用5V、3.3V可选单电源供电，最高功耗175mW，2mA～20mA差分电流输出，负载RLOAD为100Ω时输出电压范围为0.2V～2V[2]。FSADJ引脚连接外接电阻RSET，用于满量程电流输出调节。REFIO引脚用于基准电压VRFE输入/输出，选择内部1.2V基准电源时通过一个0.1μF电容与模拟地连接。其差分输出电压VDOUT与输入的12位数字代码（DCODE）的关系式为。无源滤波电路由电感与电容组成截止频率为20MHz的7阶巴特沃斯低通滤波器，用于信号整形和消除毛刺干扰。差分放大电路以全差分放大器AD8476为核心组成，用于将通过无源滤波电路的模拟差分信号进行增益调节和功率放大。AD8476是一款功耗极低的全差分精密放大器，其带宽为6MHz，使用±5V电源供电时的输出电压范围为-4.845V～4.82V[3]。检测激励信号的峰峰值为4.3V和6.2V，而DAC的输出峰峰值电压为2V，因而差分放大电路的增益应当大于3.1，这样才能使得激励生成通道的输出信号幅值符合检测需求。考虑到DAC的转换效率和可能存在的误差，可设计差分放大电路具有两个略大于满幅度输出的增益值。图2中使用外部扩展电阻R1～R6组成反馈电阻网络，其中R1=R2=10kΩ为输入电阻，R3=R6=24kΩ、R4=R5=33kΩ为两组反馈电阻。该电路的增益值分别为A1=R3/R1=2.4，A2=R4/R1=3.3。为了提高检测接口的自动化程度，使用1个2路2：1电子开关ADG736用于两组反馈电阻的切换，通过改变其控制端IN1和IN2的电平逻辑，完成开关动作。ADG736使用5V供电时，导通电阻RON为2.5Ω，带宽大于200MHz，通过峰值电压为5V。
1.2二线接口与混合电路单元二线接口与混合电路单元用于为信号激励与数据采集提供对外二线接口和实现收发信号的双工传输。其硬件电路如图3所示。二线接口电路由电压比为1的变压器以及电阻RS1、RS2和电容C9、C10组成，用于提供检测电路对外的二线接口，实现接收与发送信号的传输，同时可以隔离外部直流信号。RS1、RS2用于与线路负载阻抗匹配并隔离远端反射和提供线路的能量交换，电容C9、C10用于配合组成激励发送端扩展滤波电路。混合单元的功能是一阶模拟回波抵消，用于抵消本地发送信号。图2中R7～R10为输入电阻，同时与C3～C8组成一阶低通滤波器。两个仪表放大器AD8429用于将二线平衡信号转换为单端信号。AD8429为低噪声、高精度仪表放大器，其增益为1时增益精度为0.02%、CMRR为80dB、带宽为15MHz，使用±12V电源供电时其输出电压范围为-10.1V～10.7V，使用单个增益控制电阻RG能够控制其增益范围为1～1000，其增益控制关系为G=1+6kΩ/RG[4]。LT6600-10将一个全差分放大器与一个近似切比雪夫(Chebyshev)频率响应的四阶10MHz低通滤波器集成在一起。芯片为低噪声全差分输入/输出放大器，内部集成两个运算放大器、电阻电容网络，组成1倍增益放大电路和一个10MHz低通滤波器，使用±5V电源供电时其输出电压范围可达到±5V。若线路电阻RS与负载电阻RL完全匹配，则第二个AD8429的增益值为2时，混合电路的输出U′3=U3。考虑到阻抗失配现象的普遍存在，因此选择电位器作为第二个AD8429的增益控制电阻，在线路阻抗失配的条件下，通过调节增益控制电阻来实现混合单元消除近端信号的目的。根据前文所述，可以得到混合电路输出信号U′3与二线输入信号U3比值跟增益控制电阻RG之间的关系。因此只要知道RG的值，就能够通过式(5)准确地对通过混合单元造成的输入信号幅值的线性误差进行修正。为了提高检测接口的自动化程度和实现对RG值的实时感知，选择数字电位计AD5272作为第二个AD8429的增益控制电阻。AD5272为1024位分辨率、1%电阻容差误差、I2C接口和50-TP存储器数字变阻器，最大阻值为20kΩ，可使用5V电源供电[6]，其阻值调节步长为1.95Ω。
1.3信号调理与ADC单元信号调理与ADC单元用于将混合电路输出的模拟差分信号转换为输入信号并输入到FPGA，该部分为数据采集的核心单元，其硬件电路如图4所示。由于被测信号的最高频率不超过2.048MHz，根据奈奎斯特采样定理，使用4.096MHz采样速率进行采样就能得到信号完整的信息，但是在工程中，通常使用5～10倍速率进行采样。因此ADC选择12位、10MS/s采样速率模/数转换器AD9220，其为+5V单电源供电，70dB信噪比，86dB无杂散动态范围，内置片内高性能、低噪声采样保持放大器和可编程基准电压源，并具有满量程输出指示功能[7]。使用1V基准电压时其输入范围为2V(峰-峰值)。信号调理电路应当具有抗混叠滤波和信号幅度调节的功能。该电路选择全差分放大器AD8476组成，考虑到检测时输入信号的幅值大于ADC的输入范围，因而选择其输入电阻为10kΩ，选择数字电位器AD5272为反馈电阻RF，则其增益值G4=RF/10kΩ，电路的增益值为0.0002～2可调。放大器输出经过2个100Ω电阻和2个电容组成的低通滤波器后送至ADC。同时，AD8476以ADC的基准电压VREF为共模参考电压。
1.4FPGA单元FPGA单元以Xilinx公司的FPGA芯片XC3S400为核心电路组成，其程序存储芯片为XCF02S，使用40MHz有源晶振，5V电源供电，使用稳压芯片提供电路所需的3.3V、2.5V和1.2V电源。USB接口作为微处理器常用的外部总线接口，目前已经得到了广泛的应用[8]，因此考虑选用USB2.0接口作为FPGA与上位机之间的数据接口。同时采用JTAG接口用于FPGA和其配置芯片的程序烧写。关于FPGA电路的设计、开发技术已经较为成熟，本设计相比与其他通用FPGA电路的设计并无独特之处，因此不再对FPGA单元进行详细描述。
2FPGA程序设计
在检测接口电路的设计中，FPGA是检测接口电路的信息传输与控制单元的核心，其可编程配置能力和能够高速、并行处理数字信号的能力是检测接口的灵活性和升级性的关键。其内部程序使用Xilinx公司的FPGA开发环境ISE进行设计并完成烧写。程序设计使用模块化设计思想，其结构示意图如图5所示，可以分USB传输、管理控制、DAC传输、输出增益控制、混合单元控制、信号调理控制、ADC传输控制和增益补偿8个模块。下面就各个模块的功能分别进行介绍。(1)USB传输模块，用于通过FPGA单元上的USB接口电路实现FPGA芯片与上位机的信息传输，具有USB电路的配置功能，并实现标准USB信号封装、解封装功能，将接收到的上位机信号解封装为透明数据传送到管理控制模块和DAC传输模块，将管理控制模块、增益补偿模块输出信号封装为标准USB信号通过USB接口电路传输到上位机。(2)管理控制模块，是整个程序的主控单元。该模块用于接收USB传输模块输出的控制信号，对其余的通信模块进行控制，并输出检测电路的工作状态到USB传输模块，最终传输到上位机。同时用于控制其余模块的工作状态，接收混合单元控制模块、信号调理控制模块、ADC传输模块输出的反馈信息进行工作状判断，根据混合单元控制模块、信号调理控制模块反馈信息控制增益补偿模块的补偿量。(3)DAC传输模块，在管理控制模块的控制下工作，接收USB传输模块输出的激励信号，并将信号转换为DAC芯片的数据输入信号，同时为DAC芯片提供转换时钟。(4)输出增益控制模块，用于在管理控制模块输出的控制信号下工作，根据需求通过两路输出信号IN1和IN2分别控制差分放大电路的2个电子开关ADG736。(5)混合单元控制模块，用于在管理控制模块输出的控制信号下工作，根据需求通过输出I2C信号控制混合单元的数字电位计AD5272的阻值，完成信号混合功能，并将AD5272的阻值信息反馈给管理控制单元。(6)信号调理控制模块，用于在管理控制模块输出的控制信号下工作，根据需求通过输出2路I2C信号控制信号调理电路的2个数字电位计AD5272的阻值，完成信号调理功能，并将2个AD5272的阻值信息反馈给管理控制单元。(7)ADC传输模块，在管理控制模块的控制下工作，接收DAC芯片输出的采样数据，并将数据传输到增益补偿模块，同时为ADC芯片提供采样时钟。该模块同时接收ADC输出的满量程指示信号和数据输入指示信号，并传送给管理控制模块。(8)增益补偿模块，用于接收来自ADC传输模块的采样数据和管理控制模块输出的增益补偿信息，对ADC芯片采样获得的信号进行增益补偿，实现检测信号的完整性。
3结论
本文根据检测需求，选择了以通用计算机和专用检测接口结合的检测系统，重点描述了硬件检测接口的电路设计和FPGA硬件描述语言设计。差分放大、二线接口、混合、信号调理等电路单元通过仿真，功能、性能均能达到设计要求。本设计能够为类似检测系统接口电路设计提供借鉴参考。
作者：吴志抄谭业双李召瑞孙慧贤单位：军械工程学院信息工程系
一、检测装置接口电路的硬件环境
C8051F000、SRAM、地址锁存器之间的硬件连接框图如图2所示。微处理器C8051的地址线和SRAM的地址次线分别对应相连，进行地址的选通；“CS”、“WR”、“RD”等控制指令分别相连，进行读、写的控制，AD[7：0]为地址、数据复用总线，分别与锁存器和SRAM的输入输出接口相连，进行相应的地址与数据的通信。检测装置C8051F000、（128k× 8）SRAM和地址锁存器硬件电路接口部分采用地址和数据总线复用的方式以减少所需要的端口引脚数。当传输数据时低位地址保持在一个锁存器中。图3给出了该实现方案经过验证的电源电路图和C8051F000、SRAM、地址锁存器之间详细的电路配置图。
双向端口操作 接口部分采用地址和数据总线复用的方式以减少所需要的端口引脚数。当传输数据时低位地址保持在一个锁存器中，“Data1”用作数据输入总线输出总线和部分地址总线，对总线的复用需要对端口的配置进行动态改变使端口按需要设置为输入或输出。为了将一个端口引脚配置为输入，必须将其相应的端口配置寄存器位（PRTnCF.x）设置为“0”使其输出方式为“漏极开路”，寄存器锁存位（Pn.x）必须设置为“1”，使其输出状态为高阻态。例如下面的代码将端口0的所有引脚配置为输入：movPRT0CF，#00h；漏极开路输出方式movP0，#0ffh；高阻抗下面的代码将端口0的所有引脚配置为推挽输出方式：movPRT0CF，#0ffh；推挽输出方式SRAM_Read子程序（见程序代码部分）给出改变端口方向的一个例子，在程序执行的前一阶段“DATA1”口被配置为输出，将低字节地址输出到端口锁存器，在程序执行的第二阶段“DATA1”口被配置为输入，从外部SRAM读取数据。
二、接口电路程序控制实现
该程序控制系统由初始化SRAM接口逻辑程序、读外部SRAM程序、写外部SRAM程序等组成，功能是通过该接口电路程序实现硬件间的有效连接，实现稳定的通信，从而实现对记录盘的各种配置以及对记录数据进行精确管理。程序代码中的主程序概述了如何对该外部128KBSRAM的每一个字节进行读写，该程序向外部SRAM写入一个字节，再从写入的地址读回，然后比较回读的值与写入的值是否一致，程序接着处理下一个地址，直到整个64K的存储块写完，一旦低存储块写完，程序将“A16位”置1（见示例代码中“常数和声明”一节），切换到高存储块。程序将接着对高存储块的每个字节进行同样的读、写和校验操作。
三、结语
本系统以较为成熟的C8051F000和TC74VHC537FW为控制处理核心，采用多路复用的并行接口方案，使用通用I/O端口，实现了与飞控核心部件SRMA的通信，从读或写过程的进入到返回，一个字节读或字节写占用34个SYSCLK周期，对于20MHz的SYSCLK，相当于1.7µs。这就是说可以达到的最大传输率为588K字节/s，达到了较高的数据传输率。为类似的工程应用提供了可行的参考途径。
作者：白仲斐孙科单位：中国飞行试验研究院
关键词：触摸屏ADS7846同微控制器PIC16F876
引言
随着社会自动化程度的提高，人机交互能力急需大的转变，向着更方便使用、更直观的方向发展。激光治疗机主要应用激光的物理特性作用于人体，产生机体化学反应从而达到治疗疾病的目的。激光治疗机作为一种精密仪器需要精确的控制及防尘、防静电、防潮等方面的严格要求。激光治疗机输入设备采用触摸屏控制，既是基于以上要求也是从方便使用者操作和界面直观的角度考虑的。触摸屏的应用使得数据的显示和数据的输入结合为一体，简化了整个设备。
1触摸屏原理
触摸屏附着在显示器的表面，与显示器配合使用。通过触摸产生模拟电信号，经过转换为数字信号由微处理器计算得出触摸点的坐标，从而得到操作者的意图并执行。触摸屏按其技术原理可分为五类：矢量压力传感器、电阻式、电容式、红外线式和表面声波式，其中电阻式触摸屏在实际应用中的较多。电阻式触摸屏由4层的透明薄构成，最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层，最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层，附着在上下两层内表面的两层为金属导电层（OTI，氧化铟），这两层由细小的透明隔离点进行绝缘。当手指触摸屏幕时，两层电层在触摸点处接触。
触摸层的两个金属导电层分别用来测量X轴和Y轴方向的坐标。用于X坐标测量的导电层从左右两端引出两个电极，记为X+和X-。用于Y坐标测量的导电层从上下两端引出两个电极，记为Y+和Y-。这就是四线电阻触摸屏的引线构成。当在一对电极上施加电压时，在该导电层上就会形成均匀连接的电压分布国。若在X方向的电极对上施加一确定的电压，而Y方向电极对上不加电压时，在X平行电压场中，触点处的电压值可在在Y+（或Y-）电极上反映出来，通过测量Y+电极对地的电压大小，便可得知触点的X坐标值。同理，当在Y电极对上加电压，而X电极对上不加电压时，通过测量X+电极的电压，便可得知触点的Y坐标。测量原理如图1所示。
五线式触摸屏与四线式不同。主要区别在于五线触摸屏将其中一导电层的四端均引出来作为四个电极，另一导电层仅仅作为测量的导体输出X向和Y向的电压，测量时要交替在X向和Y向上施加电压。
2触摸层控制器工作原理
触摸屏控制器有多种，主要的功能均是在微处理器的控制下向触摸屏的两个方向分时施加电压，并将相应的电压信号传送给自身A/D转换器，在微处理器SPI口提供的同步时钟作用下将数字信号读入微处理器。控制器ADS7846基本结构如图2所示。
图1触摸点P处测量结果计算如下：
ADS7846内部可以通过寄存器的设置A/D转换器的分辨率设为8位或12位，在本系统中A/D转换器的分辨率取12位。则P点的二进制输出代码为：
其中：Vref_full为加在ADS6746内部A/D转换器上的参考电压。
触摸屏控制器的运行是通过串行数据输入口DIN输入控制命令进行控制的。控制的基本格式如下：
bitbit6bit5bit4bitbitbitbit
起始位（高电平）A2A1A0MODESER/DFRPD1PD0
bit7指明发送命令开始，高电平有效。A2：A0用于选择数据输入通道，101选择X坐标测量，001选择Y坐标测量。MODE将内部模数转换器的分辨率定义为8位（MODE=1）或12位（MODE=0）。SER/DFR为单端/双端参考电压选择位。PD1：PD0根据省电模式的需要进行选择设置。这些命令控制位的设置将在程序代码部分得以应用。
3系统硬件设计
激光治疗机的输入系统由三部分组成：触摸屏、触摸屏控制器和微控制器。微控制器采用Microchip公司的新型芯片PIC16F867。内部总线采用哈佛双总线结构。在内部频率相同的情况下，加快了数据的传输速度，避免了瓶颈现象。此芯片采用精简指令集（RISC）易于使用，加快了开发速度。内部含有8KB程序存储器（分页操作），256字节EEPROM，368字节RAM，8路模数转换器，1个通用串行口（SCI），1个I2C接口，1个串行接口（SPI），3个定时器及看门狗电路（WathcDog）等许多重要资源。许多接口功能上的复用使得整个微控制器简洁，功能强大。
根据ADS7846与微控制器进行数据交换的接口特征，选用PIC16F876的SPI口。SPI口包括三个信号：SDO（串行数据输出），SDI（串行数据输入），SCK（串行同步时钟）。硬件连接关系见图3。
本文侧重于激光治疗仪输入系统的设计，其它硬件的设计仅给出接口的含义。由于PIC16F876的内部集成度较高，所以接口相当简单，但是要完成复杂的控制功能必须进行内部寄存器的设置。
图3
4软件设计
按照以上设计思想设计了应用软件。图4为主程序与触摸屏输入检测部分的程序流程图。其中，坐标数据处理通常采用查表的方法，将用户命令的坐标形成数据表，利用获得的坐标信息进行变换快速查表，从而提高软件的运行速度。
下面是PIC16F876同ADS7846接口的部分程序代码。
CMDATAEQU30H
XDATA_HEQU31H
XDATA_LEQU32H
YDATA_HEQU33H
YDATA_LEQU34H
；初始化寄存器
MOVLW02H
MOVWFTRICB；定义B口方向
MOVLW90H
MOVWFTRISC；定义C口方向
BCFSSPCON，5
MOVLW10H
MOVWFSSPCON；初始化SSPCON
BSFSSPCON，5；启动SPI
；获取X，Y坐标
GetXY
BCFPORTB,0;选口AD7846
MOVLW0D4H；获取X坐标命令
MOVWFSSPBUF；发送命令
BUSY
BTFSCPORTB，1；判忙？
GOTOBUSY
MOVFSSPBUF，W；12位数据
MOVWFXDATA_H；XDATA_H存放高字节
MOVFSSPBUF，W
MOVWFXDATA_L；XDATA_L存放低字节
································
；Y坐标数据同样处理
RETLW0
关键词：VXI总线寄存器基地址修改码
VXI（VMEbuseXtentionforInstrumentation）总线是一种完全开放的、适用于各仪器生产厂家成为高性能测试系统集成的首选总线。VXI总线器件主要分为：寄存器基器件、消息基器件和存储器基器件。目前寄存器基器件在应用中所占比例最大（约70%），其实现方法在遵守VME协议的前提下，根据实际需要各有不同。VXI接口电路用于实现器件的地址寻址、总线仲裁、中断仲裁和数据交换等。设计VXI接口首先需明确寻址空间和数据线宽度，VXI器件寻址有A16/A24、A16/A32和A16三种。A16/A24寻址支持16M字节空间，A16/A32寻址支持4G字节空间，A16寻址支持64字节地址空间，但不论哪种寻址方式，A16寻址能力是不可缺的。本文设计的VXI寄存器基接口电路是A16寻址的，支持D8和D16数据线传输，有较宽的使用范围。其接口电路原理框图如图1所示。
1DTB及DTB仲裁
DTB（数据传输总线）及DTB仲裁是VXI接口的核心，DTB主要包括：寻址总线、数据总线和控制总线。其主要任务是：①通过地址修改码（AM）决定寻址空间和数据传输方式。②通过DS0*、DS1*、LWORD*、A1控制数据总线的宽度。③通过总线仲裁决定总线优先使用权。
VXI总线器件在A16（16位地址）寻址时，有64字节的地址空间，其呈部分作为器件配置寄存器地址（已具体指定），其余可用作用户电路端口地址。每个器件的寄存器基地址由器件本身唯一的逻辑地址来确定。地址修改线在DTB周期中允许主模块将附加的器件工作模式信息传递给从模块。地址修改码（AM）共有64种，可分为三类：已定义修改码、保留修改码和用户自定义码。在已定义的地址修改码中又分为三种：①短地址AM码，使用A02～A15地址线；②标准地址AM码，使用A02～A23地址线；③扩展地址AM码，使用A02～A31地址线。A16短地址寻址主要是用来寻址器件I/O端口，其地址修改码为：29H、2DH。
图2为VXI器件寻址电路图，其中U1为可编程逻辑器件，其表达式为：VXIENA*=AS*+！IACK*A14+！A15+！AM5+AM4+！AM3+AM1+！AM0；（！IACK*表示系统无中断请求）。寻址过程为：当VXI主模块发出的地址修改码对应为29或2D、总线上地址A6～A13和逻辑地址设置开关K1的设置相同并且地址允许线AS有效时，图2中的MYVXIENA*有效（为低），表示本器件允许被VXI系统寻址。在允许本器件寻址的基础上（即MYVXIENA*有效），再通过MYVXIENA*、A1～A5、LWORD*、DS0*、DS1*译码生成64字节地址，根据VME总线协议可译出单字节地址和双字节地址。协议协定：当单字节读写时，奇地址DS0*为低、DS1*为高，偶地址DS1*为低、DS0*为高，LWORD*为高；双字节读写时，DS0*和DS1*为低、LWODR*为高；四字节读写时，DS0*、DS1*和LWORD*都为低。
DTB数据传输应答主要依赖DTACK*和DS0*之间的互锁性握手关系，而与数据线上有效数据什么时候出现无关，所以单次读写操作的速度完全决定应答过程。为适应不同速度用户端口读写数据的可靠性，本文采用由用户端口数据准备好线（DATREADY*）去同步DTACK*答应速度的方法来保证数据传输的有效性。该方法的优点是电路简单、使用方便，缺点是占用DTB时间长，影响VXI系统性能，且最长延时时间不得超过20μs。通常情况下用户可通过数据暂存的方法实现数据可靠传输，并使用户端口数据准备好线（DATREADY*）接地。由于寄存器基器件在VXI系统中只能作为从模块使用，所以其总线请求只有该器件发生中断请求时才由中断管理模块提出。
2中断请求及仲裁电路
VXI系统设有七级中断，优先中断部迟疑不决包括：①中断请求线IRQ1*～IRQ7*；②中断应答线IACK*；③中断应答输入线IACKIN*；④中断应答输出线IACKOUT*。从系统的角度看，在VXI系统中有一个成链的中断查询系统。当VXI系统中有中断请求时，中怕管理器使中断应答信号IACK*有效（置低），并送往链驱动器，链驱动器使输出IACKOUT*有效，送至相邻的下一个器件。如果相邻器件没有中断请求，则该器件的IACKOUT*输出仍为低，继续向下一个相邻器件传送；当此器件有中断请求时，所以其输出IACKOUT*为高，进入中断过程，并屏蔽后级器件的中断应答。
图2
为实现中断请求和中断仲裁，每个器件的中断仲裁电路应完成的功能为：①产生中断请求；②上传状态/识别码；③屏蔽后级中断应答。本文设计的中断仲裁电路如图3所示。其中TX1～TX3来自中断号选择跳线器，INNER-IRQ为器件内部用户电路中断请求信号，上升沿有效。中断请求过程分如下四步：（1）在系统复位或中断复位（来自控制寄存器）后，IRQOPEN*为“1”使比较电路输出“1”，使中断应答链畅通，且译码电路不工作。（2）当本器件内有中断请求时，使IRQOPEN*为“0”，则译码电路根据中断置位开关的设置输出相应中断请求信号IRQx*。当中断管理器接收中断请求信号后使IACK*有效，并送往中断链驱动器使之输出IACKOUT*有效，同时中断管理器请求DTB总线使用权。（3）当中断管理器获得DTB使用权后，根据接收到的中断请求信号，在地址允许线AS+作用下在地址线上输出相应的A1～A3地址，使比较器输出“0”，从而使IACKOUT*变高，屏蔽后续中断，并清除本器件内部中断请求。（4）中断管理器使数据允许信号DS0*为低，读出器件状态/识别码，响应中断，同时在DS0*的上升沿清除中断请求（使IRQOPEN*为“1”），接通中断应答链，进入中断过程。
3可编程器件实现和调试
为了克服用中小规模集成电路实现VXI接口电路存在的体积大、可靠性差和可调试性差等不足，可采用可编程器件实现接口电路。本文采用的器件是ALTERA公司的MAX系列，采用的器件可编程软件平台的MAX+plusII。MAX+plusII在编程上提供了多种电路描述形式，主要有图形描述、AHDL描述和VHDL描述等。本文采用图形描述和AHDL描述相结合的描述方法。接口电路的主框架结构和能够用标准元件表述的子模块电路用图形描述方法设计，部分功能子模块用AHDL语言描述。这种设计方式的电路原理结构直观、功能描述简洁。VXI接口电路硬件描述子程序模块由地址修改码器件寻址、端口地址译码、中断请求及控制、寄存器配置四部分组成。
在VXI器件中，寄存器配置步骤是必不可少的，VXI寄存器基器件主要配置寄存器有：识别/逻辑地址寄存器、器件类型寄存、状态/控制寄存器。在接口电路的性质特性明确的前提下，寄存器基器件的配置是确定的，所以直接在可编程器件中实现，且更改也很方便。以下列出的是VXI寄存器基接口电路的主要逻辑表达式（用AHDL语言格式）：
VXIENA=AS#！IACK#！A14#！A15#！AM5#AM4#！AM3#AM1#！AM0；
MYVXIENA=VXIENA#（A6$Q0）#（A7$Q1）#(A8$Q2)#(A9$Q3)#(A10$Q4)#(A11$Q5)#(A12$Q6)#(A13$Q7);
ACKED=(TX1$A1)#(TX2$A2)#(TX3$A3)#IACK#!SYSRST#!IRQPEND#AS#IACKIN;
DTACKNODE=!(DS0&DS1#MYVXIENA&ACKED);
DRACK=DFF(DTAKNODE,SYSCLK,VCC,VCC);
IOENA=MYVXIENA#DS0&DS0&DS1#!LWORD;
IACKOUT=AS#IACKIN#!ACK;
需要注意的是，在使用中由于部分信号线与VXI背板总线连接时需要采用集电极开路方式接入，如DTACK*、SYSFAIL*、BRx*等，所以应增加一级集电极开路门电路后再与VXI背板总线连接。
1:长春广播电视大学毕业设计题目.
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:
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.
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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:
关键词:本科毕业论文;管理平台;B/S结构;信息资源库;架构
中图分类号:G642.477文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0912-02
Architecture of Network-based Thesis Management Platform
GE Fang-zhen
(School of Computer Science and Technology, Huaibei Coal Industry Teachers' College, Huaibei 235000, China)
Abstract: Undergraduate thesis is the comprehensive inspection of the students' ability to analyze issues and solve problems by using their basic knowledge, basic theories, is also the comprehensive examination on the quality of four-year undergraduate teaching. Therefore, thesis management is an important part of the teaching process. According to the process of undergraduate thesis management, we propose architecture of thesis management platform based on the Internet and the GSM network environment. The practice has proved that the design concept is feasible.
Key words: undergraduate thesis; management platform; B/S structure; information resources database; architecture
毕业论文是专业教学的重要环节,是对学生综合运用基本知识、基本理论进行分析、解决问题能力的考察和进行科研训练的一种有效形式,是本科生四年教学计划中一个重要的综合性实践教学环节[1-2]。本科毕业论文是学生在教师的指导下综合运用所学的基本理论和知识,通过亲自动手实验或设计,进行科学研究、发现问题、研究问题并最终解决问题的过程。近年来随着我国高校招生规模及数量的不断扩大,毕业生人数也逐年增加,论文管理工作压力不断增大,而目前大多数高校的论文管理工作还是处于人工管理阶段,难以兼顾公平与效率。同时高校毕业论文具有一定的学术及收藏价值,但学生论文数量多、纸制论文或光盘刻录的论文不易保存,并且增加了对往届论文检索的难度。为方便毕业论文的管理和查询,提高毕业论文的管理水平、工作效率和节省管理资金,我们设计了基于Internet和GSM网络的毕业论文管理平台,实现了毕业论文管理工作的数字化和网络化。
1 毕业论文管理的过程
提高毕业论文质量的关键是加强毕业论文的过程管理,使毕业论文各环节中的问题及时得到解决,从而确保学生按时地保质保量完成毕业论文。基于此,高校基本都建立了“选题开题中期管理评审”的毕业论文过程体系[3],确保学生毕业论文的质量。
1) 选题。选题是开展毕业论文工作的第一步,毕业论文选题的优劣直接关系到毕业论文的质量。一般是指导教师填写毕业论文选题表,提出选题,然后,开展学生选题。
2) 开题。每位学生在指导教师指导下完成选题后,要充分地查阅相关文献资料,了解自己研究课题的国内外研究现状,并完成开题报告、文献综述、实验方案等基础性工作,为正式开始论文工作做准备。
3) 中期管理。在毕业论文中期,指导教师对毕业论文工作进程和论文质量进行认真指导、监督、检查,与学生交流,并帮助他们解决课题实施过程中的困难。通过中期管理,强化指导教师和学生的工作责任心,使学生顺利推进毕业论文。
4) 评审。在学生毕业论文完成后,指导教师组对学生毕业论文的撰写情况、答辩情况、评分情况以及论文的归档情况进行检查和监督,以保证论文答辩的质量,从而确保整个毕业论文的质量。
2 毕业论文管理平台的需求分析
本平台设计需求是利用高校完备的校园网络系统,设备档次高、配套设施齐全的有利条件,充分发挥网络在教学管理中开放、交互、共享、协作的特征及网络数字化、网络化、多媒体化的特点,深化教学改革,提高教育教学质量和效益,改革人才培养模式,提高学校现代教育信息化发展水平[4]。毕业论文管理平台的设计要应现代教育的教学模式及管理模式,符合本科毕业论文管理的基本过程[5]。因此,本文基于先进的计算机网络、通信网络理论和软件理论构建毕业论文管理平台。
本平台采用B/S结构,帮助指导教师通过网络向学生提供毕业设计课题以及课题介绍,供学生选题,之后,系统就自动在指导教师和学生之间建立链接。指导教师的指导或要求可以直接发送到学生的电子邮箱内,同时通过GSM网络,发短信息到学生手机,达到及时通知学生的目的。学生也可以直接从指导教师的公告栏上获得导指导教师的指导或要求。学生可以在BBS上咨询某指导教师,平台会自动将咨询内容发送指导教师的电子邮箱内,同时平台可以通过GSM网络,发短信息到指导教师手机,达到及时通知指导教师的目的。平台可以帮助指导教师与学生、学生与学生之间通过电子函件建立联系与帮助,以及通过电子函递名单、BBS专题组建立公共联系、讨论和互助。
3毕业论文管理平台的架构
3.1 网络系统架构
毕业论文管理平台的设计开创性地将新兴的移动通信技术、互联网技术和现代通讯终端引入校园管理,在学生、教师和学校间架起一座空中桥梁,为学生和教师提供方便快捷的沟通平台,有快捷、方便的特点。毕业论文管理平台为学校毕业论文管理提供可监督、管理的环境。
本平台的网络结构示意如图1所示。主要包括:服务器、连接服务器与GSM的短信中心接口、校园网等几个重要的部分。
3.2 软件系统架构
软件主体框架由“在线审核”、“信息资源库”、“论文交流”三部分构成,具备网络化管理、资源共享、学习支持及过程管理监控等基本功能。
1) 在线审核
在线审核依据本科毕业论文管理流程设计,支持毕业论文各主要环节的申报及审核管理。在线审核包括:指导教师资格审核、课题审核、答辩小组审核、成绩审核等模块。
指导教师资格审核模块:对毕业论文指导教师的学历、职称、教学经历等资格条件进行审核,对每学期每位教师的论文指导总量进行控制,防止指导超篇。
课题审核模块:对学生或指导教师申报的论文初步选题进行审核。选题审核通过后,学生方可进入毕业论文设计和写作环节。对没通过审核的选题,学生或指导教师可根据系统提示的反馈意见进行修改或重新申报。
答辩小组审核模块:对本科毕业论文答辩指导委员会、答辩小组的成员构成及其资格条件进行审核。
成绩审核模块:对学生的毕业论文成绩由指导教师进行初评、由小组指导教师复评、由院校复审。复审后的成绩数据可导入学校的教务管理系统,不需要手工录入成绩。
2) 信息资源库
建立信息资源库,有效开展管理支持服务和教学支持服务。信息资源库应包括:教师资源库、学生信息库、毕业论文素材库等。
教师资源库:教师资源库包括毕业论文指导教师库、答辩教师库。指导教师信息数据,学生和管理人员可登录查询,根据需要选择适合的论文指导教师。
学生信息库:学生信息库包括学生的学习情况、专业特长等信息,有助于指导教师了解学生、对学生的指导有目的性、方向性。
毕业论文素材库:建立毕业论文素材库目的在于为指导教师和学生提供毕业论文教学全过程的支持服务。毕业论文素材库应包括:毕业论文管理文件、优秀论文、参考资料等,可以考虑按学科、专业以及课题方向来分类建设。
3) 论文交流
论文交流是毕业论文管理平台的关键部分。设计的目的就是使论文的管理方便、快捷,对论文的质量管理提供帮助。论文交流应包括:师生个人专区和专业公共论坛。
师生专区:是师生间开展个别交流互动、个性化论文指导的平台。学生可在该区提交毕业论文提纲、初稿、修改稿,指导教师及时将指导意见或修改稿反馈给学生。学生可查看指导教师修改意见,并通过历次指导纪录,领会指导教师的思路,使毕业论文的指导、修改过程具有连贯性。在这个过程中,短信中心接口及时地通知教师和学生,使他们之间交互时间尽可能的短。管理人员可跟踪学生论文进程及指导教师的指导情况,系统自动形成记录文档作为毕业论文的一部分。
专业公共论坛: 是学生间的互助协作学习、信息交流的平台,以BBS的形式设计。在交流过程中,短信中心接口仍然为学生提供及时的服务。
4 毕业论文管理平台的设计技术
本平台以SQL Server2000 作为后台数据库,采用B/S结构,即浏览器/服务器结构,用户工作界面是通过WWW浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端Browser实现。主要事务逻辑在服务器端Server实现,形成浏览器、Web服务器与应用服务器、数据库服务器组成的三层体系结构。主要采用动态网页技术,建立动态交互且高效的Web服务器应用程序,通过ODBC(开放式数据库互联技术),利用SQL语言实现数据库的访问。系统通过与数据库连接,实现数据库的相关操作。
5 结束语
基于Internet和GSM网络的毕业论文管理平台利用当前先进的网络技术和通信技术,建立一个开放的、可监督的教学管理方式,对本科教育管理信息化建设有较大意义。目前已完成网上毕业论文管理系统总体框架的搭建,部分在线审核模块及信息资源库已正式启用。我们将不断完善网上毕业论文管理系统的建设, 逐步完善网络环境下的毕业论文管理运行机,实现毕业论文管理手段的现代化和网络化。
参考文献:
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[4] 陶文平.网络环境下本科毕业论文(设计)管理系统的设计与探索[J]. 浙江传媒学院学报,2009(5):88-91.
关键词:结构分析;难点分析;资格和水平考试
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)01-220-02
2009 Network Planning Designer of the Second Half of the Examination
LAI Gang, SHI You
(Hunan Normal University, Changsha 410081, China)
Abstract: In this paper, we analyze the examination of Network Planning Designer held in November, 2009. This examination consists of three parts that one part held in the morning and the others held in the afternoon. we also analyze the emphases and difficulties of the exam.
Key words: structure analysis; difficulty analysis; qualification and level test
2009年11月14日,第一次网络规划设计师的考试开考。考试过后,希赛教育的工作人员通过回访,了解到学员普遍反映综合知识和论文还算正常,但是案例分析的试题比较偏。希赛教育的学员感觉论文把握最大,因为两道论文题有多篇范文参考,同时作为模拟练习,写过论文并且反复修改过了。下面,一起来回顾此次网络规划设计师考试的内容,以对考试内容和考试情况有个整体的把握。
1 网络规划与设计综合知识
2009年下半年(11月)考试网络规划与设计综合知识试题出了不少经典的、常考的题目,所考查的知识点分布如表1所示。
从整个试题结构来看,网络与安全方面的知识占了70%以上的分数,与其他高级资格相比,所考查的范围更小,专业化更强。同时,侧重了对项目管理知识的考查,比例高达9%。
从试题的出题范围来看,主要以《网络规划设计师考试全程指导》(希赛IT教育研发中心组编,施游、张友生主编,清华大学出版社)为准。另外,相当一部分试题是希赛教育模拟试题的原题,或者具体数据不同,但考查点相同。因此,作为一种复习和应考手段,学习好《网络规划设计师考试全程指导》和《网络规划设计师考试试题分类精解和题型练习》。
2 网络规划与设计案例分析
网络规划与设计案例分析试题一共是三道题目,全部是必答题,每题25分。
试题一描述的是一个公交项目,在集团范围内建设一个用于公交车辆监控、调度的企业网络,利用先进的信息化技术改造传统的管理和运作模式,大力提升公共交通的服务水平和提高运行效率、降低运行成本。问题1(a)是求可靠性,可以直接使用《网络规划设计师考试全程指导》(希赛IT教育研发中心组编,施游、张友生主编,清华大学出版社)第16.2.3节“系统可靠性”中给出的公式,只要套用公式即可求出结果;问题1(b)和问题2是一个复杂点的计算题,大家只要小心一点计算即可,其中要注意一些陷阱,例如B和b的区别,有些业务没有上行流量,有些业务没有下行流量;四个分公司拥有车辆的比例为1:2:1:1,而不是相等的,还需要注意5年后的增长率的计算等;问题3要求考生按图分析,只需要考生对着拓扑图寻找,图中没有双份的设备或者线路都可以认为可能是故障端点。
试题二的问题1考查的是OSPF进程配置,有关这方面的内容,请考生阅读《网络规划设计师考试全程指导》的第7.4.6节“OSPF协议”,其中给出了OSPF的常用命令,同时给出了一个配置实例;问题2考查的是loopaback接口地址指定、指派路由器、备份的指派路由器相关配置。这里考得比较细,很多考生都将在这里失分,这也在情理之中。手工控制选举的方式来指定谁将成为DR,谁将成为BDR。可以有两种方式,第一种是通过控制每台路由器的Router ID来指定DR、BDR,第二种是通过修改路由器优先级来控制DR、BDR的选举;问题3考查的是创建OSPF虚链路配置,请《网络规划设计师考试全程指导》的第7.4.6节“OSPF协议”,此处不再赘述。
试题三的问题1主要考查STM-1的特性,例如,传输速率为155.52Mbps;支持STM-1的接口称为CPOS接口;CPOS接口支持63个E1线路的逻辑绑定等;问题2其实是考查冗余网关、冗余链路相关技术特性及优点;问题3考查核心路由器千兆以太口与传输设备千兆以太口之间可能存在的工作机制,这是一种对考生经验的考查。
3 网络规划与设计论文
本次考试论文试题给出了2道题目,考生可从中选择一道来写作。希赛教育的学员拿到试卷后会发现,论文试题和模拟试题相当接近,而且在平时已经历过多次的强化训练,写作的技巧能运用自如。
试题一论电子政务专用网络的规划与设计
专用网络的规划和设计可以从多个方面展开,例如,子网规划设计(含网络地址规划与分配)、虚拟网络划分、路由策略、网络带宽(流量)估算、网络管理、远程接入、网络布线、电子政务内网与外网的划分等。整篇文章只需要重点对两、三个方面进行阐述就可以了。又如,可以结合工程实践着重论述电子政务专用网络的内外网划分和系统安全、内外网互联互通的关系。
试题二论网络系统的安全设计
安全方面可以阐述的点就更多了,可以首先叙述作者参与分析和设计的项目概要和所担任的工作。具体叙述在参与网络设计中遵守的安全原则、目标。应当讨论在选用上述有关技术和措施时所采用的相应的策略与原则。文章应该结合项目的实际情况,指明在该系统中要解决的安全问题,并详细地论述这个问题的重要性,以及它可能带来的后果。
参考文献:
[1] 施游,张友生.网络规划设计师考试全程指导[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2] 施游.网络工程师冲刺指南[M].北京:电子工业出版社,2009.
[3] 谢希仁.计算机网络[M].4版.北京:电子工业出版社,2003.
关键词：管道；焊接；DSP ；机器人
中图分类号：TG409
1 前言
近年来，随着市政管道和石油天然气管道的建设越来越多，对焊接工艺和焊接效率的要求都有所增加，这就对焊接设备提出了更高的要求，不仅要焊接质量高，而且还要速度快。为此论文研制一种焊接机器人，取代人工或半自动焊接，从而可以实现焊缝的快速、高效、低缺陷的高质量焊接。论文对该焊接机器人进行讨论。
2 机械结构设计
2.1 结构分析
该机器人机械结构主要由焊枪姿态调整、焊枪位置调整、焊接小车行走驱动等几部分组成，由于焊接小车是结构对称的，可以装一把焊枪，也可以装两把焊枪，故以其中一侧为例，如图1所示。焊枪姿态调整部分主要完成干伸长调整，保证满足焊接工艺上对焊缝的要求，姿态调整机构由电机1带动滑板2来实现；焊枪位置调整部分是在焊接过程中完成焊枪的摆宽、摆频、两侧位置的停留时间等的功能动作，摆动部分由电机4带动滑板3来实现；行走驱动是实现焊枪沿管周运动的驱动力机构，在焊接时，焊接速度即为焊车的行走速度，因此要求焊车行走机构行动十分平稳，行走机构由电机5驱动。
图1 焊接小车机械结构
2.2 数学模型分析
焊接过程中，焊接小车装夹在专用轨道上，小车带着焊枪在轨道上行走，从而实现管道的全位置焊接。将焊接小车应用多体系统理论分析，其拓扑结构图如图2所示：
图2 焊接小车的拓扑结构图
故若已知圆弧焊接轨道建立坐标系点处在大地惯性坐标系中的坐标，则根据齐次坐标变换即可得到焊枪夹具处的最终坐标，进而也可得出焊丝与焊接管道接触处的坐标，这样就建立了焊接小车工作的运动学模型，通过相关控制系统即可实现焊接小车的工作。
3 控制系统设计
管道焊接机器人控制系统的硬件结构如图3所示。为了减轻主控制器的负担，系统采用双控制器结构，主控制器采用DSP数字信号处理器，通过相应的伺服系统，来实现焊接机器人的各种控制算法。辅助控制器采用ARM芯片，主要负责接口电路的控制：通过CAN总线接口与手持遥控盒相连，接受各种焊接控制命令。
在整个系统中，DSP与ARM之间是通过RS-232接口进行数据交换，从而可以保证两个处理器之间数据传递的实时性和可靠性。
图3系统的硬件框图
4 控制系统的软件设计
根据控制系统硬件结构，可以在上位机上开发相应的软件，软件的开发过程中运用模块化方式，为用户的操作提供了方便。该软件包含通讯连接模块、参数修改模块、伺服控制模块指令、在线控制模块四个重要功能模块。在这四个模块中，通讯连接模块和参数修改模块组成了上位机软件，用于实现通讯设置、焊接参数的编辑、修改和保存等功能；在线控制模块和伺服控制模块是DSP软件，用于实现伺服运动控制算法及在线监控等功能。
5 结论
论文论述了设计管道焊接机器人一种方法，其机械结构包括焊枪姿态调整、焊枪位置调整、焊接小车行走驱动等几部分组成，并进行了数学建模。控制系统使用DSP做主控制器负责连接各伺服电机，使用ARM做辅助控制器负责接口的连接，从而充分发挥了两者各自的优势。
参考文献
[1] 闫政，梁君直，陈江. 采用DSP控制的高效管道双焊矩全位置自动焊机研究[J].电焊机，2005，35（4）：38-43.
[2] 闫政，梁君直，陈江.PAW2000管道全位置自动焊机[J]. 电焊机，2005，35（6）：47-53.
【关键词】AGV 磁引导 PWM调速 8052单片机
随着现代科学技术的高速发展，自动导引小车（Automatic Guided Vehicle AGV）得到了广泛的应用。AGV以电池为动力，并装有非接触导航（导引）装置，以电磁引导、激光引导、惯性引导及GPS引导等方式。可实现无人驾驶的运输作业。它能在计算机监控下，按路径规划和作业要求，精确地行走并停靠到指定地点，完成一系列作业。
AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。
一、AGV导航系统的系统总体设计
本论文设计了磁带引导AGV，完成寻迹、蔽障、PWM调速、人工控制等功能，为大量生产工业型AGV提供较好的研究基础。系统模块设计如图1所示：
图1
本论文主要对AGV的硬件系统进行设计，重点研究磁引导AGV的磁寻迹感器模块软硬件模块、速度反馈模块的设计。
二、磁寻迹传感模块设计
磁寻迹传感器是AGV能否完成磁带寻迹功能的关键，为了检测到弱磁磁场的存在，要选用灵敏度更高的传感器。本设计采用磁阻传感器，可以测量到弱磁磁场的存在。由于磁阻传感器输出为模拟量输出，需要通过响应的A/D转换电路将信号输入单片机。模块设计如图2所示。
图2 磁寻迹传感器硬件实现电路
三、速度反馈模块设计
本论文AGV采用双轮差速驱动方式，当电机负载增加时，电机的运行速度下降，一般额定转速降落达3%～10%，为了使两电机同速，必须要有反馈换环节对电机的速度进行反馈。只有组成了闭环系统，AGV的运动与速度才可控。码盘接口硬件电路如图3所示。两编码器的A和B两相信号经过74LS14施密特整形，分别接到单片机的P2.3和P2.2 以及INT0和INT1上。单片机对INT1和INT0的中断次数计数来测量通道B的脉冲数，读取P1.2的电平状态来判断电机的转动方向。以上升沿触发为例，当B路信号的上升沿引起中断时，单片机判断P2.2或P2.3信号的电平高低。若其为低，则电机正传；为高，则电机反转。电机的速度即为一个采样周期中N值的变化量。电机的转速为，式中，C为标度变化系数，可根据转速的量纲来选择，N为一个采样周期中的计数值，它的符号反应电机的转动方向。硬件实现电路如图3所示。
图3 光电编码器实现电路图
四、总结
本系统采用PWM调速及双轮差速控制，使车辆依照车载传感器确定的位置信息，沿着规定的行驶路线和停靠位置，自动行驶，完成规定的操作。论文对关键模块的设计进行了详细设计，经验证该系统设计可靠合理，能实现系统设计的基本功能。
参考文献：
[1] 温钢云，黄道平. 计算机控制技术[M]. 华南理工大学出版社，2002.
[2] hard C.Dorf Robert H.Bishop. 现代控制系统[M].高等教育出版社，2006.
写计算机论文，必须具有1定的理论基础，除了应该具有1般的哲学、逻辑学等基础外，主要应该具有计算机学、心理学发及学科教学方面的基础。教师要做好“平时烧香”工作，经常系统的看1些计算机专著，广泛涉猎计算机报刊，特别是与自已所教学科有关的报刊。此外，也要做好“临时抱佛脚”工作，结合拟将撰写论文的选题学习相关理论。
毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节.学生通过毕业论文,综合性地运用所学知识去分析,解决一个应用问题,在完成毕业论文的过程中,将所学知识进行合理的运用,它既是一次检阅,又是一次锻炼.不少学生在作完毕业设计后,感到自己的实践动手,动笔能力得到提高,增强了跨入社会去竞争的自信心.以下内容希望能对学生毕业论文有所帮助. 关于本专业毕业论文选题
计算机专业毕业论文的撰写前提,是先要求学员结合自己的工作实际,完成一定的应用型课题(项目)设计/开发工作,然后在课题(项目)完成的基础上,学习并研究相关学科专业领域知识,将自己的实际工作加以
总结,以形成毕业论文.这也就是我们所要求的:论文一定要在自己的工作基础上撰写出来, 切勿上网下载或找几篇文章拼凑.
计算机专业的应用很广泛,几乎遍及各行各业,因此论文选题的的范围也很广泛.网络学员应该结合自己的本职工作,选择一个适合自己的课题/项目和方向,加以研究,并完成课题/项目的设计和开发.在开发过程中,需要学习相关的应用技术和工具.课题/项目开发前,一定要进行计划,要按软件工程要求的那样进行问题描述,软件需求分析,总体设计,详细设计与实现,最后是测试,在整个过程中,要像软件工程要求的那样,撰写文档.在课题/项目的开发设计中,要注意及时记录和小结开发工作中成功经验和所存在的问题,出现问题时,可以查资料,或向老师及同学请教.通常,在开发完成之后,学员会形成自己的观点和经验,这些观点和经验正是论文写作的宝贵基础.当然光有观点和经验是不够的,还应该在理论的高度进行提升,即以专业理论来指导自己的论文撰写工作.因此,从这一意义上将,论文不是一份软件工程文档,工作汇报或工作总结,而是对自己实践工作进一步提升.
现在通过例子加以说明.假如一学员在中学教初中物理,平时见过或做过一些初中物理课件,也知道学校的工资,人事等管理已经计算机化.该学员初步可以选择的论文题目就是初中物理课件的制作(或××初中物理课件的设计与实现),或中学工资管理系统和人事管理系统的开
发(或××中学工资管理系统的设计与实现),这一论文题目同时也是学员要设计和开发的内容.在确定题目后,将自己的构思与指导老师及时进行沟通,以得到老师的指导.在此基础上,可按照前面所讲述的方法,实现该系统的全部或部分(可视学员需求和时间而定),为此学员在结合软件工程的要求,学习课件制作工具的使用,或应用系统开发工具的使用.当课题(部分)完成后,就可以开始对论文的框架进行构思.
事实上,计算机理论与应用专业有很多热点问题值得研究的问题.
对于理论问题的选择,选题可以参考计算机中文核心期刊上相关作者已经发表的文章所涉及的内容,要注意的几点是,研究者应该具有:1)较好的数学基础;2)教扎实的本专业理论知识;3)一定的研究能力;4)较多的参考资料(至少能够找得到,或知道如何找).
对于应用问题的选择,则广泛得多.例如应用领域的管理系统的开发,这一选题中可以考虑的问题有基于网络/Web的应用系统,或者选择基于单机的应用系统开发.
教师根据社会需求所拟定的选题是:院系行政教学,科研和研究生信息管理系统,本科生学籍管理系统等. 相关选题可以本文参考附录.
二,是本专业论文写作的特点,写作要点
本科毕业论文通常有如下四种类型:
1.1 完成一个不太大的实际项目或在某一个较大的项目中设计并完成一个模块(如应用软件,工具软件或自行设计的板卡,接口等等),然后以工程项目总结或科研报告,或已发表的论文的综合扩展等形式完成论文. 这类项目的写作提纲是:
1) 引言(应该写本论文研究的意义,相关研究背景和本论文的目标等
内容.);
2)×××系统的设计(应该写该系统设计的主要结论,如系统的总体设计结论(包括模块结构和接口设计),数据库/数据结构设计结论和主要算法(思想)是什么等内容.);
3)×××系统的实现(主要写为了完成该系统的设计,要解决的关键问题都有什么,以及如何解决,必要时应该给出实验结果及其分析结论等.);
4)结束语(应该总结全文工作,并说明进一步研究的目标和方向等).
1.2 对一个即将进行开发的项目的一部份进行系统分析(需求分析,平台选型,分块,设计部分
模块的细化).例如对一个大中型企业管理信息系统中的财务部分进行调研,分析和设计等,这类工作可以没有具体编程,但应得到有关方面的初步认可,有一定的工作量.这类论文的重点是收集整理应用项目的背景分析,需求分析,平台选型,总体设计(分块),设计部分模块的细化,使用的开发工具的内容.论文结构一般安排如下: 1)引言(重点描述应用项目背景,项目开发特色,工作难度等) ;2)项目分
5.1 学术论文要求文字流畅，层次清晰，词藻不能过分华丽，近年国内外在计算机方面的论文的语言较以前生动，但用词都以准确，不过分夸张为度。
5.2 标题要能反映内容。如有新意更好。例如，下面题目是个不好的题目："图像处理的某些问题的研究"，论防火墙技术"等，其中的"某些问题"不如换成最中心的词汇。论防火墙技术题目太大，不适合本科生作。
5.3 学术刊物上论文摘要一般 300 字左右，需要较高的综合能力。而学生毕业论文摘要可以写一页( 1000 字左右)，因此活动空间较大，要好写一些。
摘要可以在全文写完后再写。要简明，
中英文摘要应一致，要突出自己的工作，要提供几个 key words 。
写英文摘要时，可先用英文的习惯和用语写摘要 ( 可以借助于电子词典)，然后英译汉 , 用中文摘要去将就英文摘要。反过来，如果先写好中文摘要，再汉译英，则很难把英文摘要写得地道。
为了使得英文表达地道、准确，可以读十几篇相关研究方向的论文的摘要，注意一些表达词的使用，如 present, implementation, propose, give, argue 等。
平行的内容宜用平行的句型。例如下面的例子中，一句主动，一句被动，语感就非常糟糕： "This paper proposes a new algorithm and a prototype is presented.....".
5.4 前言部分要写问题背景，动机，要说明自己工作的工作有用，有意义(才能鼓励读者读下去)，通常在介绍国内外工作后，用"但是"一转，指出前人工作的不足，引出自己的工作。在前言中简述自己作的主要结果，(例如明确地列出几条，说明本文的主要工作，主要成果)。前言部分的末尾介绍文章的组织情况，各节内容。
5.5 突出特色，一个项目中工作很多，有些是同行皆知，自己也无创新的，可以略写，要多写自己遇到的特殊困难和创造的特殊解决方法。使人家读了能学到东西，看到作者的创意。为了突出特色，还可以在一节中分成小标题写，一个问题一小段，与计算机相关的论文中还可以把数据结构和程序片段夹叙夹议呈现出来，比只用汉字解释得更清楚。
5.6 上升到理论，一般硕士论文会要求这一点。如果本科生能够在毕业论文中得出有意义的定理或命题，一般会认为是好成果。可能会被推荐到杂志上发表，或在考研、求职中得到承认。
5.7 各部分应详略得当。一般地，毕业论文应该主要写作者的见解和工作，把自己的创新写深写透。综述要有述有评有比较。只要是作了实验，写了程序，一般是想写的太多，写不完。反之，会感到空虚，没有写的，有的学生抄书来充篇幅，效果不好。一般地介绍相关工作(前人的成果)部分不应该超过总篇幅的 1/6 。
5.8 完整的论文应包括测试、运行结果及分析(图表或曲线)。
5.9 结论，小结。说明解决了什么问题，有什么创新，下一步工作主要内容等。
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六、参考文献及引用
参考文献是论文写作中的重要一环，带着问题读文献或杂志上的论文，不但注意学习学术内容，同时也注意学习选题方法、格式、标准的套话、起承转合的语言和方式，参考文献的写法，字体的运用等等。在论文中明确给出参考文献的出处，既代表着对前人成果的继承，也代表了对他人研究成果的尊崇，是科学研究中应培养的正确的科学态度和做人准则。
参考文献的写法：按参考文献在论文中出现的顺序，用编码的方式给出，如 [1] ， [2] ，等。参考文献包括专著、学术期刊、学术会议、技术报告等。
七、 摘要样板
学术刊物上论文摘要一般 300 字左右，需要较高的综合能力。而学生毕业论文摘要可以写到 1000 字，因此活动空间较大，要好写一些。下面是可行写法之一。
1. 介绍项目意义背景， 100-200 字。
2. 本文作的主要工作， ( 1 )，( 2 )， ( 3 ) ,..... , 400 - 600 字
基于UG的电话机塑料模具设计与仿真分析
摘要：本论文先在UG中建立了模型;然后验证模具设计的合理性与否；指导和修正了浇注系统和冷却系统的设计;引入CAE的分析方法，研究Moldflow 与UG 之间的接口问题，实现数据共享，利用Moldflow分析了最佳浇口位置、注塑流动分析和冷却分析， 把分析结果与理论分析相比较，共同指导和修正模具设计。在实践注塑模具设计中遵循流变学设计、力学设计、传热学设计1UG中实现模具设计1Moldflow 模流分析1UG中优化模具， 是1条比较适合注塑模具设计方法。本论文所运用的研究方法和得出的结论对促进注塑模具设计方法能起到1定的启发和推动作用。
关键词 :注塑模具、UG, CAD/CAE、Moldflow
According to UG telephone machine Mold design and imitate true analysis
Abstract：The model of scale injection mold is established by the software of UG. Then validate mold, modified moulding system and cooling system. The interface between Moldlow and UG is programmed for CAE analysis. Moldflow is employed to analyze inject gate locating, smelter liquid flowing and cooling. By comparation the analytical results and theoretical results, the optimizing design mold is obtained.In practice, comply with rheology design, mechanical design, calorific design-UG mold design1Moldflow analysis- optimizing mold in UG to find a better method which fit the design of large-scale injection mold.The methods and conclusion discussed in the paper give some suggestion and promotion in the design of scale mold.
Key words: injection mold, UG, CAD/CAE, Moldflow
【关键词】嵌入式系统 JetOS设计 计算机安全
ESM的嵌入式操作系统JetOS设计。ESM还包括一个嵌入式操作系统JetOS，主要负责对嵌入式模块的管理。JetOS的软件模块主要分为6大部分：主控系统、通讯系统、命令处理系统、智能卡接口模块、文件系统、密钥管理系统。每一个都和其他的模块有一定的联系，但并不是全互联的。
1 主控系统
主控系统负责监控通讯通道，同时要控制ESM自身系统的安全和稳定运行。与它有联系的有3个子系统：通讯子系统、命令处理子系统和智能卡接口子系统。因此它要控制并管理这3个子系统的正常运行，他们之间主要是调用和被调用的关系：医学论文主控系统会监控系统异常和正常事件的发生，一旦被激活，它会调用通讯系统与主机通讯，接收命令，转而调用命令处理子系统，对主机的要求做出响应。如果是和智能卡相关的，它会直接调用智能卡接口模块。主控模块并不直接和文件系统以及密钥管理系统关联，它只是通过命令处理系统来调用。主控系统还执行有权限的开关机功能，这也是通过对智能卡接口模块和通讯系统的调用来实现的。
2 处理子系统
JetOS提供给主机的命令调用功能都是通过命令处理子系统来实现的。命令处理子系统连接了4个主要的系统模块。由于命令处理模块要执行各种安全功能或操作，它必须能够自主调用所需要的资源。但在超循环结构中，命令处理子系统是不能自主运行的，它属于前台系统，它必须通过主控系统的调用来激活。同时它要受到主控系统的监控，英语论文一旦命令处理模块执行异常或碰到非法操作，主控系统会直接采取相应措施来控制主机，这是通过检测命令处理系统的返回应答码来实现的。
3 通讯系统
通讯系统是ESM和主机之间的唯一接口，是控制和主机相互通讯和传送控制命令的通道。
它包含一个命令通道、一个辅助的数据通道以及一个控制用通道。命令通道提供了和主机的函数调用接口、辅助的数据通道通过PCI总线方式来传输大容量数据，主要是加解密数据、控制用通道利用I2C总线来传输控制信号控制主机外设。
4 管理系统
密钥管理是实现整个ESM系统安全的一个重要组成部分，这里考虑在JetOS中实现一个简单的密钥管理功能，实现除了能够对自身所提供的加解密和认证签名系统提供支持外，还一定程度上实现整个系统环境下的密钥管理系统的局部功能。
5 智能卡接口模块
智能卡的硬件接口是用GPIO实现的，在JetOS中，需要用纯软件模拟的方式来控制智能卡设备，需要一个专门的智能卡接口模块。它通过控制GPIO信号来与智能卡通讯，提供了一个标准的智能卡软件接口。它受主控系统的调用，同时也受命令处理系统的调用。主控系统在执行开关机权限检测或身份认证，卡异常监控等功能时，会直接调用智能卡接口来执行卡操作。而碰到通用性智能卡应用比如卡验证，加解密，圈存圈提（银行应用）时，会由命令处理模块来发出调用命令。
6 文件系统
在JetOS管理ESM并执行各项功能时，需要一个简单的文件系统来存贮各种重要的JetOS系统文件和应用参数。文件系统同时考虑了密钥管理系统的实现，因为密钥管理系统的一部分需要文件系统的支持，同时文件系统也给ESM系统本身功能和应用的升级留下了扩充的余地，可以在文件系统中建立多个应用文件或多个功能性文件等。
应注意在JetOS的模块图中并没有内存管理模块，并不是完全没有内存管理，只是内存管理的实现十分简单，而且由于ESM的资源有限，实现一个完整的内存管理并没有必要，因此考虑了一种很简单的内存管理方式，在设计中采用顺序存储的方式，利用链表域来查找内存区域，内存并没有分配和回收，由于应用的特殊性，职称论文产生的碎片对系统性能的影响并不大。
7 计算机安全
尽管ESM的嵌入式操作系统JetOS设计可以提高计算机的安全性，但也不是唯一的一种方法，现在用于网络安全的产品有很多，比如有防火墙、杀毒软件、入侵检测系统等等，但是仍然有很多黑客的非法入侵。根本原因是网络自身的安全隐患无法根除，这就使得黑客进行入侵有机可乘。虽然如此，安全防护仍然必须是慎之又慎，尽最大可能降低黑客入侵的可能，从而保护我们的网络信息安全。而JetOS的总体结构设计中采用了超循环结构，那么相应的在实现策略上就应该是一种被动的方式，即ESM系统处于一个空闲等待状态，除了一些系统自身的例行操作之外，其余时间是等待事件的发生，主要是接收主机OS的命令，然后进入命令处理系统进行处理，并返回结果给OS，这是超循环结构所规定的模式。但这样的模式不能实现主动控制主机的功能，所以需要改进，考虑的一种方式就是采用主动和被动相结合，JetOS可以被动地接收主机发送的命令，也可以主动向主机发送控制信号，但主要是以被动式为主的辅助以主动控制模式，这样ESM同时扮演主设备和从设备。
这种策略的好处主要是灵活，可以很好地满足功能设计上的各种应用需求。主动控制模式可以有效地增强主机的安全性能。可以说主动控制模式才真正体现了硬件一级的安全功能。
参考文献
