参考基于can总线（controller area network）汽车速度信息采集系统的设计

贵阳学院毕业设计（论文）本科毕业论文（设计）基于CAN总线的汽车速度信息采集系统的设计 院 部： 机械工程学院 专 业： 汽车服务工程 班 级： 11汽服 学 号： 111400401043 学生姓名： 付 恒 指导教师： 丁小可 2015年4月28日基于CAN总线的汽车速度信息采集系统的设计摘要汽车性能相关试验中需要采集到汽车速度信息，而汽车行驶速度的信息是汽车车轮转速的直接体现，车轮转速传感器主要有霍尔式和磁电式传感器两种，针对车载环境干扰严重的情况，本文利用磁电式传感器对汽车汽车车轮转速进行测量，从而得到汽车行驶的速度信息。CAN总线最早由德国BOSCH公司开发和研究出来，该公司主要致力于汽车电子产品的生产和开发。CAN总线也称控制器局域网，具有安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的特点，是当今社会应用最广的现场总线。本文基于CAN总线传输技术设计了一种汽车速度测量系统，并利用单片机接收转速传感器的信号，处理得到转速之后通过CAN总线将转速数据往外发送，系统测量精度高，适合车载环境下使用。关键词：CAN总线；转速传感器；单片机；现场总线Design of speed information acquisition system based on CAN busAbstract Automobile performance test to be collected to vehicle speed information, and the car at the speed of information is the direct embodiment of the automobile wheel speed, wheel speed sensor mainly hall and magnet electric sensor, in view of serious interference in Vehicular Environments, the magnet electric sensor to measure the automobile wheel speed, so as to obtain the vehicle speed information. Can bus is the earliest by the German Bosch Company research and development out. The company focuses on automobile electronic products production and development. In todays society, the most widely used field bus, can bus is also called controller area network, with safe, comfortable, convenient, low pollution and low cost characteristics. The CAN bus transmission technology based on design a vehicle speed measurement system, and the use of single-chip speed sensor signal receiving, processing speed through CAN bus speed data to send, high measuring accuracy of the system, suitable for mobile environment to use.Keywords: CAN bus；speed sensor；single chip microcomputer；field bus目录摘要Abstract前言1第1章 绪论21.1 现场总线的介绍21.2 现场总线的产生21.3 现场总线的发展21.4 现场总线的特点和优点31.5 本文的主要研究内容3第2章 CAN总线技术5 2.1 CAN总线的介绍5 2.2 CAN总线技术的基本原理5 2.3 CAN总线的特点6第3章 系统硬件的设计7 3.1 系统组成7 3.2 系统主要元件介绍7 3.2.1 转速传感器7 3.2.2 AT89C2051单片机介绍8 3.2.3 SJA1000总线控制器9 3.3 信号处理系统9 3.4 微处理器10 3.5 CAN总线数据发送11 3.6 本章小结11第4章 采集软件设计12 4.1 CAN总线数据发送12 4.2 转速值滤波13第5章 结语14参考文献15致谢16前言随着车用电器越来越多，从发动机控制系统到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而做的各种努力，使车用电器系统形成了一个复杂的庞大系统，而且这一系统都集中在驾驶室。随着汽车工业的发展、普及，方便了人们的日常生活，同时也给交通管理带来了许多问题。交通事故已成为“世界第一害”，而中国是世界上交通事故死亡人数最多的国家之一。据统计，近十余年来，我国每年因车祸平均死亡人数均超过10万人。据分析，其中以超速为违章重点。在客观上需要一种能实时记录汽车行驶速度的信息采集系统，以防止驾驶员超速行驶，从而有效防止交通事故的发生。CAN总线就是为了满足这一要求而设计的。目前全球各大汽车制造商在上世纪九十年代后期研发的汽车都采取了CAN总线技术，以CAN总线代表的车用总线技术已成为全球各大汽车制造商实施平台战略和模块化战略的重要措施之一。第 1 页 共 16 页第1章 绪论1.1 现场总线的介绍现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。是一种应用于生产现场设备之间，现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通讯的技术。这是由IEC/TC65负责测量和控制系统数据通信部分国际标准化工作的SC65/WG6定义的。它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通讯网络。总的来说，现场总线不单单是用数字仪表代替模拟仪表，也不仅仅是一种通信技术，而是采用新一代的现场总线控制系统FCS代替传统的集散控制系统，来实现通信网络与控制系统的集成。作为当今自动化领域发展热点之一的现场总线，同时也享有“自动化领域计算机局域网”的美称。该项技术已受到世界范围的关注，同时有专家预言，现场总线技术必将导致自动化系统结构和设备的深刻变革1。1.2 现场总线的产生在很长一段时间内，计算机领域的数据传输都在使用RS232和CCITT.24等通讯标准，尽管他们被广泛使用，但却始终摆脱不了通讯速率低、只能点对点传输、无法支持更高层次的计算机之间的功能操作的命运，同时在复杂和大规模的应用中需要使用大量的传感器、执行器和控制器等，他们通常分布在非常广的范围内，如果在最底层上采用传统星型拓扑结构，那么安装成本和介质造价都非常高昂。而采用流行的LAN组件及环形或总线型拓扑结构，虽然可以减少电缆长度，但是增加的LAN介质及相关硬件和软件又使其系统造价与星形系统相差无几。所以，在整个网络的底层上的确需要设计出一种造价低廉而又能经受的了工业现场恶劣环境的通信系统，现场总线就是在这种背景下产生的2。1.3 现场总线的发展现场总线技术于二十世纪八十年代发展起来，Culter-Hammer公司推出的Directroljihe与PLC同时出现Honeywell公司在1983年推出的数字信号（4mA20mA）差分智能化仪表，在原模拟一边的基础上增加了计算功能的微处理器芯片，在输出的直流信号上叠加了数字信号，从而使现场装置与控制室装置之间的连接由模拟信号过渡到数字信号。在此基础上，丹麦Process公司推出了P-NOT技术，德国Siemens公司1984年推出了Profibus。而如今,无论是欧洲、北美还是亚洲等许多国家都投入巨额人力、物力以及财力进行研究开发现场总线技术。在此基础上，世界范围内已经形成了各式各样的国家、地区、企业以及国际现场总线标准，现场总线技术的发展将是计算机领域发展的一个热门话题。1.4 现场总线的特点和优点（1）节省硬件数量，由于现场总线系统中分散在设备前段的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能，因而可减少硬件的数量，不需要单独的控制器单元等。（2）节省成本。现场总线系统的安接线十分简单，由于一对双绞线或一条电缆上通常可连接多个设备，因而电缆、槽盒等的用量大大减少，因而可节省大量成本。（3）提高系统的准确性和可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化与模拟信号相比，他从根本上提高了测量的准确度，减少了传送误差，同时，由于系统的结构简化，设备与连接减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性34。1.5 本文的主要研究内容(1)汽车总线研究的重点CAN符合ISO标准的参考模型,只规定了物理层和数据链路层的协议,至于其他应用层及传输层的协议，用户可以按自己设计去定义和设置，所以CAN总线对于初学者学习或者应用起来比较简单。汽车CAN总线主要研究的是:针对不同款型的车型开发与其相适应电控单元的硬件以及应用层的软件,把硬件和软件组合起来就到我们的汽车网络-车载总线。第 2 页 共 16 页(2)关键技术在CAN总线技术的基础上，要去构建一个车内总线网络,还待解决的主要问题有:1)总线传输信息的速率、优先等级等技术问题。2)提高其抗干扰能力，要使其在高电磁干扰下数据传输的可靠还要保持比较高。3)确定最大传输时的延时大小。4)网络的容错技术。在系统中增加容错量，提高通知它的工作时的可靠性等问题。5)网络监控和故障诊断功能。实施更多功能能自行发现故障还能自行排除故障或用一定的手段能快速简便的发现故障码及排除故障吗。基于计算机领域的发展，汽车的普及，本文设计了一种基于CAN总线的汽车速度信息采集系统的设计，并将其应用于当今社会快速发展的汽车行业。由于在工控现场中，有着各种各样的干扰源以及不可预见的突发事件，因此要求整个系统都必须具有很高的抗干扰能力和纠错能力，同时还需要对现场采集到的各种模拟与数字信号进行及时的传输，并且对工控机发出的命令与数据做到实时的响应。这就要求被选择的总线标准精确可靠、抗干扰性强、实时性高。本设计主要以单片机AT89C2051为核心器件，由磁电式转速传感器采集得到微弱的轮速脉冲信号，经过信号放大电路的放大整形处理，传送到单片机，再通过单片机的计算和控制，即可得到汽车车轮转速的信息，从而实现汽车速度信息的采集。之所以在那么多现场总线标准中选择CAN总线作为本系统的传输协议，是因为在本系统中，CAN总线有着其他几种现场总线所无法比拟的特性。第 4 页 共 16 页第2章 CAN总线技术2.1 CAN总线的介绍CAN总线，通常也称为控制器局域网络，是德国BOSCH公司在二十世纪八十年代开发的，用以解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发出来的一种串行数据通信协议。出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间的通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，有多条总线构成的情况很多线束的数量也随之增加，为适应“减少线束数量”，通过多个LAN进行大量数据的高度通信的需要，1986年德国电器商BOSCH公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过IOS11898及IOS11519进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议。CAN总线技术基于其具有的高性能和高可靠性已被世界范围内所认同，其主要应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。2.2 CAN总线技术的基本原理当CAN总线上的节点发送数据时，以报文形式广播给网络中的所有节点，总线上的所有节点都不使用节点地址等系统配置信息，只根据每组报文开头的11位标识符解释数据的含义来决定是否接发。当每个节点要向其他节点发送数据时，这个节点的处理器将要发送的数据和自己的标识符传送给该节点的CAN总线接口控制器，并处以准备状态；当收到总线分配时，转为发送报文状态。数据根据协议组织成一定的报文格式后发出，此时网络上的其他节点处于接收状态。处于接收状态的每个节点对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的已确定是否接收。由于CAN总线是一种面向内容的编制方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活的进行配置。我们可以容易的在CAN总线上加进一些新节点而无须在硬件或软件上进行修改。当提供的新节点是纯数据接收设备时，数据传输协议不要求独立的部分有物理第 5 页 共 16 页目的地址。此时允许分布过程同步化，也就是说，当总线上的控制器需要测量数据时，数据可由总线上直接获得，而无需每个控制器都有自己的独立传感器。2.3 CAN总线的特点（1） CAN总线是到目前为止唯一具有国际标准的现场总线。（2） CAN为“多主”工作方式，网络上任一节点均可在任一时刻主动的向网络上的节点发送信息，部分主从。（3） 在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优先级高的数据最多可在134us内得到数据。（4） CAN采用非破坏性总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点会主动退出发送，而最高优先级的节点不受影响的继续传输数据，从而大大的节省了总线冲突仲裁时间。（5） CAN节点只需要通过报文的标识符滤波即可实现点对点，一点对多点及广播等几种方式传送接收数据，无需专门的“调度”。（6） CAN上的节点的个数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。在标准“帧”报文标识符可达2032种，而在扩展帧的报文标识符（CAN2.0B）几乎不受限制。（7） CAN报文采用“短帧”结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。（8） CAN可实现1Mbps（总线长40m）的最大通信速率，直接通信距离可达10km（速率为5kbps）。（9） CAN上的几乎每帧信息都有CRC校验以及其他检错措施，更加增加了检错效果。（10） 当错误相对较为严重时，CAN可以自动关闭输出，使总线上其他节点的操作不受影响。（11） CAN结构简单，器件容易购置，每个节点的价格较低，开发技术容易掌握，能充分利用现有的单片机开发工具，具有较高的性价比。第 6 页 共 16 页第3章 系统硬件组成3.1 系统组成 针对实际要求，本文所涉及的车轮采集系统需要完成的功能包括车轮转速采集、转速信号分析计算、信号发送过程，因此，系统中所需要使用到的元器件包括转速传感器、微处理器、CAN总线数据收发芯片等，系统组成如图3.1所示。转速传感器信号处理芯片单片机CAN总线芯片图3.1 系统组成3.2 系统主要元件介绍3.2.1 转速传感器 转速传感器的作用是对车轮转速进行测量，将非电量车轮转速转变为电量信号输出。常见的转速传感器分为霍尔式和电磁式两种5。本系统中采用电磁式转速传感器对车轮转速进行测量，其具有构造简单、刚性好、抗干扰性强等特点，电磁式转速传感器的测量原理如图3.2.1所示，当转动的齿轮接近和远离传感器时在传感器内部所产生的电压值将发生变化，且该电压值的变化频率与齿轮转动的频率直接相关，因此通过测量输出电压的频率，再经过换算之后即可得到车轮转速值。图3.2.1 电磁式转速传感器测量原理第 7 页 共 16 页3.2.2 AT89C2051单片机简介AT89C2051单片机最早由美国ATMEL公司开发研制，具有高性能，低电压的优点。片内含2k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C2051提供了高性价比的解决方案。AT89C2051有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，具有耗能低性能高的优点。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C2051具有如下功能特性： （1）兼容MCS51指令系统；（2）32个双向I/O口；（3）两个16位可编程定时/计数器；（4）1个串行中断；（5）两个外部中断源；（6）2k可反复擦写(1000次）Flash ROM；（7）128x8bit内部RAM；（8）6个中断源；（9）低功耗空闲和掉电模式；（10）软件设置睡眠和唤醒功能。第 8 页 共 16 页图3.2.2 AT89C2051单片机引脚示意图3.2.3 SJA1000总线控制器SJA1000是一种独立控制器，主要用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制，它是PHILIPS半导体PCA82C200 CAN控制器Basic CAN的替代产品，而且它又增加了一种新的工作模式PeliCAN 这种模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。3.3 信号处理系统电磁转速传感器所测量的输出电压信号为半正弦装信号，单片机需要使用计时器对到来的信号进行计算，由于单片机只能对方波信号进行计数，因此在信号进入单片机之前需要进行转换，将正弦信号转变为方波信号，转换完成得到的信号与原信号具有相同频率。系统中采用电压比较芯片LM324对电磁传感器所测量输出的信号进行分析处理。LM324芯片采用电压比较的方式对输入电压信号与基准电压进行比较，根据输入电压与基准电压大小关系输出高电压或者低电压，从而将正弦信号转变为方波状信号。LM324的引脚示意图如图3.3.1所示。第 9 页 共 16 页图3.3.1 LM324引脚示意图系统中将电磁传感器所测量输出的电压信号与LM324的引脚3连接。引脚2与可调电阻连接，用于提供比较基准电压，引脚1输出转换方波电压信号，转换的流程图如图3.3.2所示。采集传感器电压采集基准电压比较电压值输入电压小于基准电压输入电压大于基准电压输出高电压输出低电压图3.3.2 电压比较流程3.4 微处理器 系统中由于使用到的相关元器件较少，为降低系统功耗以及体积，系统中采用第 10 页 共 16 页AT89C2051单片机作为系统中的主控芯片。LM324转换得到的方波信号与AT89C2051单片机的P3.4引脚连接，系统程序启动之后单片机内部启用计数功能对电磁传感器所测量输出的信号进行计数。典型的，设定计数周期为T，单位为ms，在T时间段内计算得到的方波脉冲数为n，则此时刻车轮的转动速度m的计算公式如下：M=1000n/(Tk) （/s） (k为齿轮转动一周的齿数)3.5 CAN总线数据发送6 AT89C2051单片机测量计算得到车轮转速之后需要将此数据往外发送，但车载环境下干扰和振动严重，CAN总线数据通讯是近年来在汽车行业上得到了速速发展的一种数据传输方式，具有传输速度快、网内节点多、多点广播式发送接收、抗干扰性强、布线简单的特点。系统中采用SJA1000作为CAN总线数据通讯芯片，与AT89C2051单片机连接，同时采用89C2051作为CAN总线收发芯片，工作原理示意图如图3.5所示。图3.5 工作原理图3.6 本章小结本章主要叙述了该汽车速度信息采集系统的硬件设计部分，整个系统以单片机AT89C2051为核心器件，由电磁式转速传感器采集得到微弱的轮速脉冲信号，经过信号放大电路的放大整形处理，传送到单片机，再通过单片机的计算和控制，即可得到车轮转速信息，从而得到汽车速度信息的采集。第 11 页 共 16 页第4章 采集软件设计4.1 CAN总线数据发送 AT89C2051单片机利用计数器功能计算得到车轮转速数据之后需要利用SJ1000和89C250芯片将数据通过CAN总线发送，过程如下:(1)写入ID地址。 CAN总线中采用不同的ID地址来区分不同的数据包，因此系统中所发送的数据包需要有一个固定的ID值，其他采集装置接收到该数据包之后通过ID地址即可判断出该数据包的来源。CAN总线有两种ID格式：标准格式和扩展格式。其中标准格式采用11位ID值，而扩展格式采用29位ID值。由于目前车辆系统中通常采用标准格式，因此本系统中也采用11位ID值，赋值ID的代码如下：TX_buffer1=0x3f;/赋值IDTX_buffer2=0x02；TX_buffer3=0x03；TX_buffer4=0x00；（2）赋值测量数据。ID地址赋值完成之后向数据包中写入本次测量所得到的数据，每测量得到一个转速数据后进行数据组包，将数据值写入到CAN消息包中发送。TX_buffer5=rotate_speed;/写入转速数据TX_buffer6=0x5d;TX_buffer7=0x3b;（3）数据发送。数据组包完成之后，AT89C2051单片机控制SJA1000启动发送过程，将包含车轮转速信息的数据包往CAN网络上发送，发送代码如下：TBSR0 =TX_buffer0;TBSR1 =TX_buffer1;TBSR2 =TX_buffer2;TBSR3 =TX_buffer3;第 12 页 共 16 页TBSR4 =TX_buffer4;TBSR5 =TX_buffer5;TBSR6 =TX_buffer6;TBSR7 =TX_buffer7;TBSR8 =TX_buffer8;TBSR9 =TX_buffer9;TBSR10 =TX_buffer10;TBSR11 =TX_buffer11;TBSR12 =TX_buffer12;CMR=0x01;/启动发送过程4.2 转速值滤波测量得到的原始转速数据由于振动以及电磁干扰等因素的影响会出现一些异常点，采用CAN总线技术传输在很大程度上减少了这些干扰因素。在CAN总线发送数据之前或者在接收端接收到转速数据时，为保证系统测量的稳定性，可以采用滤波方法对测量得到的数据进行处理，提高测量数据的有效性。系统中采用中值滤波方法对采集到的原始数据进行滤波7，滤波结果如图4.1所示。图4.1转速滤波值第 13 页 共 16 页第5章 结语本论文结合计算机领域的发展趋势和自动化领域的发展趋势的热点之现场总线技术，选用了其中最有影响的一种CAN总线技术作为数据通讯的技术基础，开发研究了基于CAN总线的汽车速度信息采集系统的设计。基于LM324电压比较芯片，采用AT89C2051设计实现了对车轮转速的测量，并使用CAN总线技术进行数据传输，实现了对车轮转速的测量，从而得到汽车速度信息，本系统成本低，稳定性好，适合于在汽车性能等试验中采用。CAN总线是贯穿整个设计的基础和核心，通过硬件和软件的设计，将所采集得到的数据信号发送到CAN总线上。经过总线的进一步处理把该转速信号传送到微处理器单片机上，经过处理器进一步处理分析，运算最后得到一个车轮转速信号传送给CAN总线收发器，经过总线把这个转速信号送到数字模拟转换器上，而与此同时处理器也给LED灯发送信号，如果超过预定的测试数值，LED灯就会有相应的指示。CAN总线贯穿整个设计，掌握一定的CAN总线技术还是很有必要的。第 14 页 共 16 页参考文献：1杨家树.电路与模拟电子技术M.北京：中国电力出版社.2006-8-12赵燕，传感器的原理及应用M.北京：北京大学出版社.2010:100-1233饶运涛.现场总线CAN原理与应用技术M.北京.北京航空航天大学出版社.2013：12.144.董辉.汽车用传感器M.北京；北京理工大学出版社.2000 5.郭振海.霍尔元件的几种检测方法J.家用电器.2007.9(2):47-486开萍.基于Multisim10的车载信息灯控制电路的设计与仿真J.科技风，2009（04）:2807李威.LED数码管显示驱动电路的设计J. 电测与仪表，2009（11）:27-288童卫东.CAN总线技术在汽车中的应用研究J.武汉工程大学电气信息学院9何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社，199910于海生，CAN总线工业测控网络系统设计与实现J.仪器仪表学报，2001年：55-5811.饶剑，黄妙华，刘飞.汽车线控技术的应用及关键技术J.汽车电器，2005（9）；1-4第 15 页 共 16 页致谢历经两个月的时间，我的论文终于如期完成了。回忆整个论文写作的过程，感慨颇多，毕业论文是我四年学习成果的结晶，其中不乏我的心血，更有老师的谆谆教导，在此，我诚挚的对丁老师说一声：老师，您辛苦了!四年的大学生活即将结束，经历了大学四年的学习，在我学会了如何做人的同时更进一步了对专业知识的了解，而毕业论文就是最好的见证。从开始选择毕业论文指导教师和论文题目，到丁老师分发任务书和学习资料，再到论文开题答辩，以及中期检查和递交初稿，整个过程丁老师孜孜不倦的给予我们贴心、耐心、细心的指导和帮助，如果没有丁老师的指导和帮助，我的论文可能无法如期完成，老师的敬业认真的态度值得我们每一个人学习，也给我们日后踏上社会做了很好的榜样。通过本次设计我学到了很多，认识到理论和实践相结合的重要性。在本次设计中，需要大量的时间查阅相关书籍，需要大量的时间了解并深入学习CAN总线相关知识，学会如何从各种路径获取资料，真正的体验到了理论联系实际的意义。本次设计中运用到word、ppt等软件，对相关的专业知识软件和办公软件得到了进一步的加深和巩固。此外，感谢所有的任课教师以及我的同学们，感谢你们四年来对我的帮助和关心，你们的帮助和关心是我不断前进并不断突破自我的动力，感谢你们四年来的陪伴，社会是个大家庭，希望即将离开校园的我们都能很好的融入这个大家庭。参考： 毕 业 论 文论文题目学 院专 业年 级姓 名指导教师职 称（200 年 月）教务处制毕业设计说明书与毕业论文撰写的规范化要求一篇完整的毕业设计说明书或毕业论文有题目、摘要及关键词、目录、引言（前言）、正文、结论、谢辞、参考文献、附录等几部分构成。要求理工科专业不少于4000字，文科专业不少于6000字。一、毕业设计说明书撰写的主要内容与基本要求一份完整的毕业设计说明书应包括如下主要内容：1题目设计课题名称，要求简洁、确切、鲜明。2中外文摘要及关键词应扼要叙述本设计的主要内容、特点，文字要简练。中文摘要约300字左右；外文摘要约250个实词左右。关键词35个。3目录主要内容的目录。4前言应说明本设计的目的、意义、范围及应达到的技术要求；简述本课题在国内（外）的发展概况及存在的问题；本设计的指导思想；阐述本设计应解决的主要问题。 5正文（1）设计方案论证：应说明设计原理并进行方案选择。应说明为什么要选择这个方案（包括各种方案的分析、比较）；还应阐述所采用方案的特点（如采用了何种新技术、新措施、提高了什么性能等）。（2）设计及计算部分：这是设计说明书的重要组成部分，应详细写明设计结果及计算结果。（3）样机或试件的各种实验及测试情况：包括实验方法、线路及数据处理等。（4）方案的校验：说明所设计的系统是否满足各项性能指标的要求，能否达到预期效果。校验的方法可以是理论分析（即反推算），包括系统分析；也可以是实验测试及计算机的上机运算等。6结论概括说明本设计的情况和价值 ，分析其优点、特色，有何创新，性能达到何水平，并指出其中存在的问题和今后的改进方向。7谢辞简述自己通过本设计的体会，并对指导老师和协助完成设计的有关人员表示谢意。8参考文献应列出主要参考文献。9附录将各种篇幅较大的图纸、数据表格、计算机程序等作为附录附于说明书之后。二、毕业论文撰写的主要内容与基本要求1题目题目应该简短、明确，要有概括性，让人看后能大致了解文章的确切内容、专业的特点和学科的范畴。题目的字数要适当，一般不宜超过20字。字体为2中外文摘要及关键词摘要也称内容提要，应当以浓缩的形式概括研究课题的主要内容、方法和观点，以及取得的主要成果和结论，应反映整个论文的精华。中文摘要约300字左右为宜，同时要求写出250个实词左右的外文摘要。关键词3-5个。摘要应写得扼要、准确，一般在毕业论文全文完成后再写摘要。在写作中要注意以下几点：（1）用精练、概括的语言表达，每项内容均不宜展开论证。（2）要客观陈述，不宜加主观评价。（3）成果和结论性意见是摘要的重点内容，在文字上用量较多，以加深读者的印象。（4）要独立成文，选词用语要避免与全文尤其是前言和结论雷同。（5）既要写得简短扼要，又要行文活泼，在词语润色、表达方法和章法结构上要尽可能写得有文采，以唤起读者对全文的阅读的兴趣。3目录（必要时）论文编写完成后，为了醒目和便于读者阅读，可为论文编写一个目录。目录可分章节，每一章节之后应编写页码。4前言前言是全篇论文的开场白，它包括：（1）选题的缘由。（2）对本课题已有研究情况的评述。（3）说明所要解决的问题和采用的手段、方法。（4）概括成果及意义。作为摘要和前言，虽然所定的内容大体相同，但仍有很大的区别。区别主要在于：摘要一般要写得高度概括、简略，前言则可以稍微具体些；摘要的某些内容，如结论意见，可以作为笼统的表达，而前言中所有的内容则必须明确表达；摘要不写选题的缘由，前言则明确反映；在文字量上前言一般多于摘要。5正文正文是作者对自己研究工作的详细表述。它占全文的较多篇幅。主要内容包括研究工作的基本前提、假设和条件；模型的建立，实验方案的拟定；基本概念和理论基础；设计计算的主要方法和内容；实验方法、内容及其结果和意义的阐明；理论论证，理论在实际中的应用等等。根据课题的性质，论文正文允许包括上述部分内容。正文的写作要求：（1）理论分析部分应写明所作的假设及其合理性，所用的分析方法、计算方法、实验方法等哪些是别人用过的，哪些是自己改进的，哪些是自己创造的，以便指导教师审查和纠正。这部分所占篇幅不宜过多，应以简练、明了的文字概略表达。（2）课题研究的方法与手段分别用以下几种方法说明：a用实验方法研究课题，应具体说明实验用的装置、仪器、原材料的性能是否标准，并应对所有装置、仪器、原材料做出检验和标定。对实验的过程或操作方法，力求叙述得简明扼要，对人所共知的或细节性的内容不必详述。b用理论推导的手段和方法达到研究目的的，这方面内容一定要精心组织，做到概念准确，判断推理符合客观事物的发展规律，符合人们对客观事物的认识习惯与程序。换言之，要做到言之有序，言之有理，以论点为中枢，组织成完整而严谨的内容整体。c用调查研究的方法达到研究目的的，调查目标、对象、范围、时间、地点、调查的过程和方法等，这些内容与研究的最终结果有关系，但不是结果本身，所以，一定要简述。但对调查所提供的样本、数据、新的发现等则应详细说明，这是结论产生的依据。若写得抽象、简单、结论就立之不牢，分析就难以置信，写作中应特别予以重视。（3）结果与讨论是全文的心脏，一般要占较多篇幅，在写作时，应对研究成果精心筛选，把那些必要而充分的数据、现象、样品、认识等挑选出来，写进去，作为分析的依据，应尽量避免事无巨细，把所得的结果和盘托出。在对结果作定性和定量分析时，应说明数据的处理方法以及误差分析，说明现象出现的条件及其可观性，交代理论推导中认识的由来和发展，以便别人以此为依据进行核实验证，对结果进行分析后所得的结论和推论，也应说明其使用的条件与范围。恰当运用表和图作结果与分析，是科技论文通用的一种表达方式。6结论结论包括对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结；所得结果与已有结果的比较以及在本课题的研究中尚存在的问题；对进一步开展研究的见解与建议。它集中反映作者的研究成果，表达作者对所研究课题的见解和主张，是全文的思想精髓，是文章价值的体现。一般写得概括、篇幅较短。撰写时应注意下列事项：（1）结果要简单、明确。在措辞上应严密，容易被人领会。（2）结果应反映个人的研究工作，属于前人和他人已有过的结论可不提。（3）要实事求是地介绍自己研究的成果，切忌言过其实，在无充分把握时，应留有余地。因为对科学问题的探索是永无止境的。7注释如有引用他人成果的，一定要有注释。不管在论文的哪一部分，采用到前人的观点、方法、结论、成果时，都必须注明其来源。如不这样做，就有抄袭、剽窃、侵权之嫌。8参考文献与附录参考文献与附录是毕业论文不可缺少的组成部分。它反映毕业论文的取材来源、材料的广博程度及可靠程度。一份完整的参考文献也是向读者提供的一份有价值的信息资料。引用参考文献时，必须注意写法的规范性。此外，有些不宜放在正文中，但有参考价值的内容，可编入论文的附录中，如公式的推演、编写的算法语言程序等。如果论文中引用的符号较多，为