基于单片机的超声波多普勒测速设计

摘要在速度测量领域，利用多普勒效应的设计不在少数。其中，多以激光多普勒测速设计或装置为主，激光以其高强度、频率单一、不易受到干扰等良好的性质受到众多多普勒测速设计者的青睐，以激光为波源做成的装置具有测速范围广4105104米/秒、空间分辨率高、动态响应快等优点。但是，这种装置一般而言价格比较昂贵，在许多测量精度要求不那么严格的地方的应用受到了很大的限制。因此，我们设计了以超声波作为波源结合单片机用以数据处理的方案，再加上其他一些必要的电子电路，可以把整个装置集成到一块PCB板上，以电池供电。这样便解决了价格问题，提高了性价比，同时携带方便，测量精度亦在可以接受的范围内。关键词多普勒效应；超声波；单片机；混频放大；差频测量；模数转换；滤波整形基于单片机的超声波多普勒测速设计1前言11多普勒效应多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，在运动的波源后面，产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低，波源的速度越高，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度，恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度，这种现象称为多普勒效应。测速的公式简介。多普勒效应是本设计的理论依据，深入的考虑，可基于超声波多普勒效应推导出移动物体的速度，具体公式如下（1）当波源静止，观察者运动时FUVR/UF0（2）当波源运动，观察着静止时FU/UVSF0（3）当两者同时运动时FUVR/UVSF0由于超声波的发生器和接收器是集中在一起的，所以当运动物体反射超声波时，应该把运动物体当做波源，而把超声波接收器作为观察者。这样，就可以结合上述公式求出运动物体的速度与多普勒频移之间的关系，如下（1）当波源静止，观察者运动时VRF0F/F0FU（2）当波源运动，观察者静止时VSF0F/F0FU（3）当两者相对运动时VRFF0U2FF0VS/FF0UF0FVSU其中第式的情况在实际情况中不会出现，但是注意到两者相对运动时的第式中出现了波源的运动速度VS，这时就需要用第式先求出波源的运动速度，进而求出物体的运动速度。由上述推导公式可知，只要得到多普勒频移信号FF0，即可求得物体的运动速度VR。12单片机121单片机简介单片机是一种集成在硅片上的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。图11228051单片机在上个世纪70年代末，美国INTEL公司从荷兰PHILIP公司购买了8031单片机的专利技术，生产了一系列8位的单片机，这一系列单片机按照片内存储器的种类的大小不同的好些品种，如8031，8051，8071等，其中8051是最典型最早的产品，该系列的其他单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机。图1是8051单片机的引脚及引脚功能图，为双列直插封装，有40个引脚。片内集成了一个8位微处理器CPU，片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR，片内程序存储器ROM，两个定时/计数器T0和T1，四个8位可编程的并行I/O端口，一个串行端口，中断控制系统和内部时钟电路。具有数据处理和逻辑运算等强大的功能。2设计系统原理总分析21总体设计框图显示80C51单片机超声波发生器超声波接收探头整形放大器带通滤波器混频电路低通滤波器A/D转换图2如图2所示，本设计力求以最简单的电路元件和电路设计去完成复杂的功能，多普勒测速的关键是如何求得多普勒频移，只要通过各种电子电路求得多普勒频移信号，即可根据前文所提到的公式求得运动物体的速度。22总体设计思路本设计以超声波作为探测信号，主要是由于超声波具有方向性好、发射功率高、不易受到噪声干扰等优点，如图2，由单片机产生一个方波信号，该信号分为两路，一路接超声波发生器作为探测信号，另一路接混频器以待混频之用。超声波发生器发出的超声波信号经由运动物体反射回来后，由超声波接收探头把声波信号转换为相应频率的电信号，此时该信号为微弱的余弦信号，加上由于噪声的干扰，波形会有一些失真，需经整形放大器进行整形放大，然后经过带通滤波器滤除过高或者过低的无用信号，进入混频器。在混频器中该信号和单片机产生的另一路信号（波源信号）进行混频，混频的原理是把输入的两路余弦信号相乘，相乘的结果会产生两种频率的余弦信号，分别是混频的两路信号的频率之和与频率之差，其中这一路差频的余弦信号就是我们所需要的。由混频器混频后输出的信号经过一个低通滤波器滤除高频信号后，剩下的即为包含多普勒频移信号的余弦信号，再经过A/D转换把模拟信号转变为单片机可以处理的数字信号，然后利用单片机的定时/计数器的定时功能取出多普勒频移信号，通过数据处理求出物体的运动速度，最终经显示电路显示出来。该设计思路简单明了，所需电子元件和电子电路均较为常见，价格低廉，适宜批量化生产；以该思路制作而成的实验装置，其测量精度能满足日常生活以及精度要求不甚高的领域的测量需求，性价比较高。3硬件单元电路设计31超声波发射电路12U1A74LS0434U1B74LS0456U1C74LS041312U1D74LS04110U1E74LS04R11KR21KLS1SPEAKERP145V图3超声波发射电路单片机输出的方波信号通过两个反相器接入压电超声波转换器的一段，另一端接一个反相器后接方波信号，这样便可以引起压电晶体的谐振从而发出超声波。压电超声波转换器的功能利用压电晶体谐振工作。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一超声波发生器如没加电压，当共振板接受到超声波时，将压迫压电振荡器作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接受转换器。超声波发射转换器与接受转换器其结构稍有不同。所以本设计中的超声波发生器和超声波接收探头其实是同一个元件，只是超声波接收探头没有外加脉冲信号而已。32整形放大电路32184U1ATL08256784U1BTL082R410KR510KR11KR31KR210KC11NFC21NFINPUTOUTPUT5V5V5V5V图4整形放大电路如图4，该放大电路为高输入阻抗的差动放大电路，输入余弦电流信号在电阻R5上产生同频的电压降信号，电容C1为隔直电容，滤除输入信号中的直流分量。经过两级TL082放大器U1A和U1B放大，其中R2R4，R1R3，则差动增益GD1R2/R3若取R210K，R31K，则差动增益GD1133带通滤波器电路32184U1ATL08256784U1BTL082R110KR210KR310KR410KR510KR610KC11NFC21NFC31NFC41NFINPUTOUTPUT5V5V5V5V图5带通滤波器该滤波器为2阶巴特沃斯带通滤波器，巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。本文中所采用的超声波频率为30KHZ，有上述多普勒频移的公式可粗略算得多普勒频移信号的频率为10KHZ左右，也就是说，该带通滤波器应该设计为中心频率为30KHZ，截止频率分别为20KHZ和40KHZ的巴特沃斯带通滤波器，图5中的电阻值和电容值是按照上述数据计算所得，由于计算过程较为繁琐，这里便不在赘述。34混频器及低通滤波电路设计X11X22Y13Y24OUT7V5V8U1AD830A32141U2ALT1014AR12KR210KR310KR410KR51K1C110NVR1S05K30C210N5V5V5V5VINPUT1INPUT2P14OUTPUT图6混频器及低通滤波电路图中，由四象限模拟乘法器AD835以及R1，VR1构成混频电路，调节VR1可以微调电路增益；混频后信号输入由U2A，R2，R4和C1构成的有缘低通滤波器和由R3，C2组成的RC低通滤波器，对信号进行进一步的放大滤波。若输入信号X1E1COS2F0T1，Y1E2COS2FT2，则输出信号为W1/2E1E2COS2FF0T21COS2FF0T21。经低通滤波器滤波后就只剩下差频信号FF0了。由单片机发出的激励信号（频率为F）分为两路，一路接AD835的X1端；另一路接超声波发生器，超声波由运动物体放射回来后，由于多普勒效应，频率发生改变（频率为F），将其转换为电信号并通过滤波放大后输入AD835的Y1端，和原信号进行混频。AD835输出的混频信号经过有源低通滤波和RC低通滤波两级滤波器，就可以提取出多普勒频移信号W1/2E1E2COS2FF0T21以供后面的电路测量多普勒频移信号。35AD转换及频率测量电路XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0/AD039P01/A138P02/AD237P03/A336P04/AD435P05/A534P06/AD63P07/A732P27/A1528P20/A821P21/A92P2/A1023P23/A124P24/A1225P25/A1326P26/A1427P101P12P123P134P145P156P167P178P30/RXD10P31/TX1P32/INT012P3/IT113P34/T014P37/RD17P36/W16P35/T115U180C51D03Q021415D27Q263839D413Q412514515D617Q616718719OE1LE1U274ALS37321MSB21ADB24AA25AC23VREF12VEF16IN31I42IN53I64IN75START6258EOC7OUTPUTENABLE9CLOCK10V12220GND132714261528LSB1724182319I228IN127I026ALE2U3ADC0809A1B2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y312Y41Y510Y69Y77U474ALS138A1B2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y312Y41Y510Y69Y77U574ALS138D2Q5CLK3Q6S4R1U6A74LS74231U7A74LS02564U7B74LS02D1DFLR14012U8A74LS04图7AD转换及频率测量电路351AD转换本设计的AD转换电路采用ADC0809芯片，ADC0809是美国国家半导体公司生产的8位AD转换器，它是采用逐次逼近的方法完成AD转换的。它由单一5V电源供电，转换模拟电压范围是05V，不能转换负电压，由于多普勒频移信号是余弦信号，不能直接对该信号进行转换，所以在信号输入端接一个二极管，去除负电压信号。虽然这样会导致波形发生一定的变化，但是波形两个峰值之间的时间间距并没有变化，所以频率不变，也就是说不会影响测量的精度。如图，此AD转换电路采用74ALS373作为地址锁存器，对单片机P0口输出的地址信号进行锁存之后再送ADC0809取出相应的数据通过74ALS138译码器送入单片机的P32口，以待频率测量之用。此外，电路图中另一个138译码器在输入信号与ADC0809之间，根据E1E3的地址信号把信号接到相应的借口进行AD转换。无论E1E3口的电平如何变化，任何时刻输出端都只有一路是导通的，见图8138译码器功能表。其中，这两个138译码器的地址信号都是接单片机的P15P17口，也就是说两片138译码器是同步的，这样的好处是信号的转换传输不会重叠和淤塞，提高了测量的精度。另外，注意到图中还有一个74LS74双D触发器，它的作用是将由单片机ALE端输出的方波信号进行分频后送到ADC0809作为时钟信号，由于本设计单片机是采用110592MHZ的晶振，ALE端输出的方波信号频率时单片机晶振频率的1/6，也就是接近2MHZ，远远超出ADC0809最高允许的时钟频率12MHZ，故需要对该时钟信号进行分频之后才能接ADC0809。当然，具体怎样分频还要考虑采样定理，假设超声波发生器发出的频率为30KHZ，最高能测量50M/S的速度，那么多普勒频移信号的频率大概为10KHZ左右，按照采样定理，采样信号的频率至少要是源信号最高频率的2倍，为了提高测量精度，我们把这个倍率提高到5倍，也就是50KHZ，那么就需要对ALE端输出的2MHZ的信号进行40分频之后才能接ADC0809，它的时钟信号频率也就是采样信号的频率。这样便可以提高测量精度，减少误差。图8138译码器功能表352频率测量测量频率的方法一般分为无源测频法、有源测频法及电子计数法三种。无源测频法又可分为谐振法和电桥法，常用于频率粗测，精度在1左右。有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加以产生拍频现象，再通过检测零拍现象进行测频，常用于低频测量，误差在零点几HZ；后者则利用两个非线性信号叠加来产生差频现象，然后通过检测零差现象进行测频，常用于高频测量，误差在20HZ左右。以上方法在测量范围和精度上都有一定的不足，而电子计数法主要通过单片机进行控制。由于单片机的较强控制与运算功能，电子计数法的测量频率范围宽，精度高，易于实现。用单片机电子计数法测量频率有测频率法和测周期法两种方法。测量频率主要是在单位定时时间里对被测信号脉冲进行计数；测量周期则是在被测信号一个周期时间里对某一基准时钟脉冲进行计数。本设计采用的是测频法，它主要是将被测频率信号加到计数器的计数输入端，然后让计数器在标准时间TS1内进行计数，所得的计数值N1。与被测信号的频率FX1的关系如下FX1N1/TS136显示电路XTAL218XTAL119ALE3031PSN29RST9P0/AD03901/138P02/AD23703/336P04/AD43505/534P06/AD6307/732P27/A1528P20/A82121/92P2/A102323/124P24/A122525/132626/1427P10112P123134P145156P167178P30/RXD1031/T1P32/INT0123/IT113P34/T014P37/RD1736/W1635/T115U180C51D0213D2435D4657D6879Q019118Q217316Q415514Q613712LE1O1U274HC573A2Y04B315Y26E137U3A74HC139图9显示电路如图，用74HC573锁存器和74HC139译码器分别作为段选和片选，段选决定数码管显示的数字，片选则决定由哪个数码管显示，这样便可以显示任意的数字。由于对单片机的输入输出接口有限，所以只能用动态扫描的方法来显示所要显示的数据，这样能节省输入输出接口，同时还能简化电路设计。4软件设计41频率测量程序流程图开始初始化T1开外部中断等待中断响应中断中断返回检测P32口P321清空TF0T1开始计时T0开始计数关中断TF1溢出T0停止计数保存数据中断返回YYNNA中断流程图B频率测量程序图10测频法流程图图10为测频法测量多普勒频移的流程图，采用定时计数器T0和T1分别计数和定时。其中，程序开始时先为TF1初始化，也就是把初始数据装入TF1，之后单片机一直检测P32口，当有信号输入P32口时，清空TF0，同时T0开始计数，T1开始计时，关闭中断，计数过程中不再响应中断，然后检测TF1，当TF1溢出，也就是计时时间到，此时要保存T0的计数值N1和T1的计时值TS1，进而计算出所得频率FX1N1/TS142其他部分的软件设计通过软件编程在P14口上输出频率为30KHZ的方波，由于定时计数器T0、T1都已经被用在频率测量中了，所以对于方波的产生就只能通过延时函数来实现。也就是在一个循环体中先把P14口置为高电平，然后调用延时函数，把P14口取反，之后再次调用延时函数。如此循环便能够产生方波，方波的频率由延时时间来决定。AD转换部分的软件设计为通过软件编程向ADC0809的START端以及单片机的ALE端输入一个正脉冲信号时，便开始AD转换，之后单片机便检测EOC端，开始转换时为低电平，转换结束后为高电平，当单片机检测到EOC端为高电平时，打开锁存器，将转换结果的数字量输入到输出端。ADC0809的输出端通过一个138译码器和单片机的P32口相连，通过逐次改变138译码器的地址输入端的输入信号来选通各个端口。把数字量输入单片机，进行频率测量。另外，显示电路也要通过软件编程来实现它的功能。具体做法为通过P10和P11口输出地址信号通过74HC139作为片选，段选为通过P2口输出信号通过74HC573锁存器实现。由于单片机的I/O接口有限，所以要通过动态扫描的方法实现数码管的显示。5误差分析本设计在实现过程中的误差来源主要有两个，一个是超声波探头在接收过程中不可避免的会受到一些噪声的影响；另一个则是由于计数器只能进行整数计数而引起的1误差。其中第一个噪声的影响对实验结果不会产生较大的影响，原因是在经过了带通滤波器和低通滤波器后的噪声将相对较小，再者，其对信号幅度的影响并不会对频率测量的精度造成影响。对测量结果产生误差的主要部分是频率测量师造成的误差。对于频率测量造成的误差，其相对误差为1/N11/TS1FX1FS1/FX1可见，在同样的TS1下，测频法FX1的低频端，误差远大于高频端，故可以通过提高多普勒频移信号的频率来减小误差。6设计心得及体会本设计是在我们整个队所有队员的通力合作下完成的，在确定整体设计思想阶段，我们在激烈的讨论中互相学习，在咨询老师的同时慢慢的一点一点的确定我们的整体设计；在具体设计阶段，队员之间各有分工，有的搜索资料、有的设计电路、有的撰写设计报告，在我们的努力下终于顺利完成了此次物理设计大赛的设计报告，充分享受团队合作带给我们的乐趣。本设计电路设计简单，易于实现；所用元器件均较为常见，价格便宜，性价比高；由误差分析可知，误差在可以接受的范围之内，测量精度较高，能够满足日常生活及精度要求不太高的场合的测速需要。但是由于能力有限，本设计尚有不足之处，例如最终测得的速度只是瞬时速度，没有能够测量运动物体的速度时间曲线；用数码管显示测量所得数据过于简单，不能完成某些特殊的要求。在设计的过程中我们遇到了许多意想不到的困难，原本以为会很简单的一些电路设计真正实现起来便会遇到很多不懂得地方。我们在设计的过程中学到了很多东西首先是懂得了团队合作的精神和合理分工的重要性；其此是增强了我们搜索资料的能力；再次，通过设计加深了对学过的知识的理解和运用；最后，提高了对一些应用软件如PROTEUS的操作能力，达到了学以致用的效果。7参考文献【1】李光仲、刘俊英基于模拟乘法器的超声多普勒黏度测量实验系统物理实验2010年第2期【2】余仕成,刘培姣,胡亚联关于多普勒效应的进一步讨论孝感学院学报第29卷第六期2009年11月【3】陈国强，邓明长基于多普勒效应的超声波安防系统韶关学院学报自然科学第29卷第六期2008年6月【4】丁昕，李子健基于8051单片机的频率测量技术东华理工学院2007年5月【5】周美娟，肖来胜单片机技术及系统设计北京清华大学出版社2007【6】阎石数字电子技术基本教程北京清华大学出版社2007【7】远坂俊昭（日）测量电子技术设计滤波器篇北京科学出版社2006【8】马场清太郎（日）运算放大器应用电路设计北京科学出版社2007【9】辛友顺，胡永生，薛小铃单片机应用系统设计与实现福建福建科学技术出版社2005毕业设计（论文）管理规定及相关表格汇编目录本科生毕业设计（论文）管理规定1毕业论文（设计）工作实施细则（草案）2优秀毕业论文评选办法7毕业论文的写作与排版规范10毕业设计（论文）写作模板14毕业设计（论文）答辩提问记录表21毕业设计第周工作总结22毕业设计（论文）过程跟踪表23毕业设计（论文）课题申请表24毕业设计（论文）任务书25毕业设计（论文）开题报告26毕业设计工作中期检查27毕业设计工作中期检查28大学本科生毕业设计（论文）管理规定为提高本科生毕业设计（论文）质量，加强毕业生毕业设计管理工作，特制定如下规定1本科毕业设计工作从第七学期（四年级第一学期）考试周前，完成教师选题、师生见面及指导教师向学生下达任务书（见附表一）。毕业设计从第八学期开学正式开始，十六周内完成。2毕业设计开始时，教师必须填写毕业设计课题申请表、并由系汇总后交院毕业设计领导小组审核。（见附表）。3指导教师必须定期对学生辅导（每周至少两次），并将确定的周辅导时间上报教学办，教学办将定期和不定期进行检查。4指导教师自行组织学生的开题报告，并填写开题报告表（见附表二）5加强中期的监督与检查，第一次检查时间定在第五周，检查内容含学生资料阅读，方案论证情况。第二次检查定在第十周，形式为由指导教师组织，院毕业设计领导小组成员旁听，学生口头汇报。主要检查学生的阶段性结果。两次检查学生均应填写中期检查报告表格（见附表三、四），指导教师或系对检查情况写出书面评语。6学生需上交一篇与本专业有关不少于5000字的外文文章翻译，并将原文和译文用A4打印加自设计封皮一起装订成册。7论文答辩前，指导教师必须给出评语及评分，然后由各系主任指定其他评阅人对论文进行评阅及评分（请参考毕业论文书面成绩评分表规定的评分标准评分）。8论文答辩由各系组织，并成立答辩委员会对所有学生论文进行答辩。答辩必须给出答辩委员会意见及评分并填写相应表格。答辩委员会成员必须按评分表中各项指标标准进行评分，然后由各成员给出的分数计算出得分。9毕业设计（论文）最终成绩计算指导教师评分X30评阅人评分X30答辩委员会评分X40总分10毕业设计（论文）提交的文档及装订要求（1）毕业论文一份（包含封皮、目录、中英文摘要、内容及参考文献）（2）不少于5000汉字的科技翻译资料一份（并将原文和译文用A4打印加自设计封皮一起装订成册）（3）毕业论文简介（A4纸打印12页）（包含题目、专业、年级、姓名、指导教师、毕业论文所做的工作、解决的问题、创新之处等）（4）毕业设计任务书（加在毕业论文目录之前和毕业论文一起装订，）（5）开题报告（加在毕业论文目录之前和毕业论文一起装订，）（6）毕业设计工作中期检查表、注（4）（5）（6）加在毕业论文目录之前和毕业论文一起装订。11毕业设计（论文）随正式论文一律附交电子文档（光盘或软盘）。被推荐参加学校优秀毕业设计（论文）3评选的，还要另附（符合发表格式要求的）修改为5000字左右的电子文档。2005年12月修订大学毕业设计（论文）工作实施细则（试行）根据毕业设计（论文）工作暂行规定，为了进一步规范毕业设计（论文）工作的各个环节，结合我院实际情况，经院教学指导委员会讨论，院长办公联席会议通过，对我院毕业设计（论文）工作特制订以下实施细则。一、指导教师资格毕业设计（论文）的指导教师原则上应由各专业具有中级含中级以上专业技术职务的教师担任。也可以聘任具有相应职称、学术水平高的工程技术人员担任。指导教师名单由各系系主任核定，报分管教学的副院长批准后实施。二、课题的命题过程1命题的基本原则是（1）目标原则命题必须符合专业培养目标，具有一定的深度、广度与新颖性，能使学生得到比较全面的训练。（2）价值原则命题应具有一定的学术研究或应用开发价值，尽可能做到理论与实际相结合，体现学科的发展性与应用性。（3）能力原则命题的难度应考虑学生完成命题的条件与能力，因材施教。（4）兴趣原则应考虑学生对命题的兴趣与探索研究的积极性。（5）多样化原则命题应注意题目的不断更新与类型的多样化，同一指导教师的设计（论文）课题选题和近三届毕业设计课题的重复率不高于50，题目数量应满足一人一题的基本要求。2课题的审核由各专业指导教师确定后的课题，填写毕业设计课题申请表。经系主任汇总后，报院毕业设计领导小组审核，由分管教学的副院长批准。3确定课题的时间要求一般在第七学期第15周前完成命题，对于经批准认可的命题，在第16周内向学生公布。指导教师在实际指导过程中，一般不应随意更改命题，确实需要更改命题时，应办理相关手续。三、选题与任务书1学生在教师指导下从公布的命题范围内选题。2学生自拟题目须经系主任审阅后指定指导教师，并报分管教学副院长批准。3选题原则上要求一人一题。4学生选题一般在第七学期的第17周前完成。5根据学生选题情况，填写大学毕业论文（设计）任务书，其中“设计所需的工作条件”应与课题的实际需要相符；“设计（论文）任务及目标”应指明毕业设计的详细任务（所需完成的工作、达到的设计要求等），不能简单了事。四、开题1指导学生书写开题报告，开题报告主要内容包括课题研究的意义和背景、课题研究相关资料的研究情况（说明课题研究的历史、现状和发展趋势）、对课题研究的基本构思。2指导学生填写大学毕业论文（设计）开题报告，并要求学生在第八学期的第2周前提交不少于1000字的开题报告，基本内容应包括课题研究的意义和背景、课题研究相关资料的研究情况（说明课题研究的历史、现状和发展趋势）、对课题研究的基本构思、阶段性工作计划、参考文献等。参考文献的列写格式要符合要求。3第八学期的第3周前完成开题审核，通过开题审核的学生，一般不应更换选题；开题未获通过的学生，应及时根据开题指导小组的意见更换选题，并于开题后的2周内做好准备，向开题指导小组第二次提出开题申请；对再次开题未获通过的学生，取消其本次毕业设计（论文）资格，延至下届进行。指导教师要重视对开题未获通过的学生进行指导。4开题报告中，“指导教师意见”应对学生开题情况作出基本评价以及对学生毕业设计（论文）研究方案或毕业设计（论文）写作提纲提出改进意见，同时还应对学生是否可以进入研究和设计（论文）撰写阶段提出意见。开题意见应对选题及设计方案的合理性、可行性作出简单评价，并明确表示是否同意开题，不能只简单写“同意开题”及类似意见。五、过程指导1指导教师确定以后，不得随意更换。指导教师因各种原因确实不能或不宜进行毕业设计（论文）指导时，必须办理有关手续，并由所在系指定水平相当的教师指导。2每名教师指导的学生人数一般限定在8名以内。3指导教师应指导学生制订毕业设计（论文）工作计划，提出毕业设计（论文）的具体要求，指导学生阅读文献和参考资料。4指导教师应定期（平均每周不少于一次）检查学生的工作进度与工作质量，填写毕业设计过程跟踪表。及时解答和处理学生提出的有关问题，指导学生完成各阶段的设计（论文）任务，并认真填写毕业设计（论文）指导过程的各项表格。5指导教师应指导学生按要求及规范撰写毕业论文。毕业论文及格式应符合本科生毕业设计（论文）管理规定、毕业论文（设计）排版打印格式的要求。论文的具体要求是设计方案合理、理论准确、理论分析和技术分析充分、实验（试验）和计算的方法正确、各方面的数据可靠、图表规范清晰、文字表述的语言流畅简练准确；字数在8000字以上，一律按规定格式进行打印。论文内容和设计方案要杜绝抄袭别人的成果，避免和往届类似题目内容上的雷同以及网上可查阅资料内容的雷同（技术文档除外），如果需要引用别人的成果内容，一定要注明参考文献的出处。6指导教师应指导学生撰写不少于5000字的外文文章翻译。格式应符合要求。要求内容应与研究的课题相关。参考文献不少于15篇，格式规范。六、毕业答辩和成绩评定1指导教师应审阅学生毕业设计（论文），填写毕业设计（论文）评审表，“指导教师评语”应对所指导的毕业设计（论文）质量以及学生工作态度作出全面评价，包括以下内容对选题及研究成果的评价（选题及研究成果的意义，理论上创新性、科学性，应用上应用范围、可行程度、效果或效益等）；论文（设计）写作（论据的充分性、论证的逻辑性、书面表达能力、文面规范程度）；独立解决实际问题的能力；是否按要求的内容和时间，认真完成了所规定的任务（含阅读与本课题相关的文献资料，就本课题的研究进行科学实验或社会调查以及综述报告完成情况）；存在问题；依据上述评价，提出建议成绩，并明确表示是否同意答辩。2交叉评阅教师对其他教师指导的毕业设计（论文）进行评阅，并按要求写出交叉评阅评语，给出交叉评阅成绩。“评阅意见”应对学生掌握基础理论、基本技能、专业知识及综合训练的情况；学生文字表达、计算方法以及实验结果分析等方面的能力和插图（或图纸）质量；学生完成课题过程中的创新能力及工作质量；毕业设计（论文）资料的规范性、完整性等填写审查意见、给出建议成绩，同时还应对学生是否可以进行答辩提出意见。3由答辩小组和答辩委员会进行毕业设计（论文）的答辩和成绩评定。按要求填写毕业论文（设计）答辩评分表，“答辩情况记录”应简明记载答辩提问及回答内容，不能简单填写“回答正确”等类似文字。“答辩评语”应对回答问题的正确性，对所研究课题的了解程度，答辩人的思维能力、综合表达能力，基本理论和基本概念的掌握程度等作出评价。“答辩成绩”只针对答辩情况评定成绩。另外，每个答辩小组将小组答辩（综合评价）成绩末位10的学生提交到各系进行二次答辩。二次答辩小组由系主任及每个答辩小组组长组成。二次答辩小组将小组答辩（综合评价）成绩末位20的学生提交到学院进行最终答辩。学院（最终）答辩小组由学院教学副院长及各系主任组成。这次答辩的（综合评价）成绩作为确定这部分学生的最终成绩。4答辩小组应综合指导教师和评阅教师意见，结合答辩小组成员在毕业论文（设计）评分表评定的成绩，填写毕业论文（设计）评审表中答辩小组评语，并给出毕业论文（设计）最终成绩。“答辩小组评语”是对毕业论文（设计）质量和答辩情况综合评审后所作出的评定性结果，具有权威性和终结性。应包括以下内容对选题及研究成果的评价（主要是选题及研究成果的意义；理论上创新性、科学性；应用上应用范围、可行程度、效果或效益等）；论文写作（论据的充分性、论证的逻辑性、书面表达能力、文面规范程度）；论文答辩（回答问题的正确性，对所研究课题的了解程度，答辩人的思维能力、综合表达能力，基本理论和基本概念等）。在以上评价的基础上，给出评定成绩。答辩评语要明确成绩和缺点，要避免千篇一律，要与成绩等级相吻合。七、毕业论文（设计）总结与统计1各系应对本专业毕业设计（论文）工作进行认真总结，总结内容包括（1）基本情况答辩人数，未能如期答辩学生及其原因，成绩分布及其原因等；（2）在毕业论文（设计）工作过程中执行学校规定和要求的情况；（3）结合专业特点、制定具体措施及执行效果；（4）存在问题及改进措施。2各系应对本专业毕业设计（论文）进行统计，填报以下统计资料（1）毕业设计（论文）选题分析；（2）毕业设计（论文）质量分析；（3）毕业设计（论文）情况汇总表；（4）毕业设计（论文）成绩统计分析表。（5）毕业设计（论文）工作总结八、校级优秀毕业设计（论文）推荐1认真做好向学校优秀毕业设计（论文）的推荐、审定工作，评选出的优秀毕业设计（论文）比例不超过本专业本届毕业设计（论文）总数的35。2拟推荐的优秀毕业论文（设计），应认真填写毕业设计（论文）推荐表（一式二份），并将连同毕业设计（论文）原件和5000字左右适合发表格式的电子文档报送教务处审批。九、材料归档按要求整理归档材料，包括毕业设计（论文）任务书、开题报告、答辩评分表、评审表、毕业设计（论文）简介、毕业论文、及各种材料的电子文档（光盘）等。十、本细则自发文之日起实施，由学院教学指导委员会负责解释。大学2006年6月大学优秀毕业论文评选办法毕业设计（论文）是实现人才培养目标的重要教学环节，是评价学院教学质量和人才培养质量的重要依据。为发挥毕业设计（论文）在培养学生独立分析问题与解决问题的能力、科研能力、实践能力、创新能力和促使学生掌握工程设计、撰写报告的基本方法，展示我院毕业环节的教学成果，鼓励表彰优秀学生和指导教师。特制定本办法。1评选范围、数量1）评选范围大学本科应届毕业生的毕业论文。2）评选数量本科毕业生人数的12。2组织机构与工作职责院里成立毕业论文评优委员会，委员会应由79名具有高级职称的人员组成，其中必须包含教学督导员。各系推荐优秀毕业论文侯选人名单，院毕业论文评优委员会负责组织侯选人进行评审，并最终确定优秀毕业论文名单。3优秀毕业论文的评选条件（1）成绩必须在90分以上的毕业设计（论文）（2）具有一定的创新性或具有一定的实用（参考）价值；（3）选题科学，数据资料真实、完整；（4）较好地体现了本专业基本理论、基本知识和基本技能的综合应用；（5）设计（论文）完整、规范，表明学生已掌握工程设计和理论研究的基本方法，并展现了作者的设计或分析问题思路和创新理念，体现了对知识掌握和运用的熟练程度，设计方案具有应用价值或论文具有理论价值；（6）毕业设计（论文）应显示出作者具有综合运用多学科理论、知识的能力，具有一定的科研能力、创新能力和学术水平。4评选程序及办法在各系组织答辩后推选出90分以上的毕业设计（论文），经院毕业设计（论文）评优委员会评审确定，并将评选结果公示。各系在评优时，应在不突破总指标的前提下，以毕业论文的质量为依据，不按专业分配指标。5奖励办法院里将对获得优秀毕业论文的学生及指导教师颁发荣誉证书。附件一毕业设计评分表附件二毕业论文评分表大学2006年5月15日附件一毕业设计评价表（试行）专业学号姓名毕业设计题目评价项目分值得分01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求02题目难易度03题目工作量选题质量04题目与生产，科研，实验室建设等实际的结合程度2005综合运用知识的能力（论文（设计）涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）06应用文献资料的能力07实验（设计）能力08计算能力（数据运算与处理能力等）09外文应用能力10计算机应用能力能力水平11对实验结果的分析能力（或综合分析能力，技术经济分析能力）12插图（或图纸）的质量13论文（或设计说明书）撰写水平14论文（或设计）的实用性与科学性15论文（或设计）规范化程度（论文（或设计）栏目齐全合理，SI制的使用等）成果质量16创见性（只分“有”或“无”）60评阅与答辩15评阅与答辩（是否指导教师和论文评阅人评阅意见，答辩委员会意见以及成绩评定是否恰当等）20总成绩年月日（仅供参考）附件二毕业论文评价表（试行）专业学号姓名毕业论文题目评价项目分值得分01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求02题目难易度03题目工作量选题质量04理论意义或实际价值2005查阅文献资料能力06综合运用知识能力07研究方案的设计能力08研究方向和手段的运用能力能力水平09外文应用能力10文题相符11写作水平12写作规范13篇幅成果质量14成果的理论或实际价值60评阅与答辩15评阅与答辩（有否指导教师和论文评阅人评阅意见，答辩委员会意见以及成绩评定是否恰当等）20总成绩年月日（仅供参考）毕业论文的写作与排版本科生毕业论文是学生在毕业前提交的一份具有一定科研价值和实用价值的学术论文。它是本科学生开始从事工程设计、科学实验和科学研究的初步尝试，是学生在教师的指导下，所取得成果的科学表述，是学生毕业及学位资格认定的重要依据。毕业论文撰写是本科生培养过程的基本训练之一，其撰写应符合国家及各专业部门制定的有关标准，符合汉语语法规范。学生应在完成毕业设计要求的基础上撰写毕业论文。毕业论文应反映出学生能够准确地掌握大学阶段所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对从事的设计内容和所研究的题目有一定的心得体会。1毕业论文的写作毕业论文包括题目、摘要、关键词、目录、正文、参考文献和附录等几部分。11题目题目是毕业论文最重要内容的概括，应该简短、明确，论文题目不超过25汉字。读者通过标题，能大致了解文章的内容、专业的特点和学科的范畴。12摘要摘要是毕业论文主要内容的提要，应该扼要叙述本论文的主要内容、特点，文字要精炼，是一篇具有独立性和完整性的短文，应包括本论文的主要成果和结论性意见、突出论文的创造性和新见解。论文摘要的字数一般不超过500汉字。一般还要有对应的英文摘要。论文摘要是论文的缩影，是检索论文的主要方法之一，也是学术期刊是否收录论文的关键内容。摘要不是目录，并要避免将摘要写成目录式的内容介绍。13关键词关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条，一般列35个。关键词是从论文的题目、摘要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。14目录目录通常独立成页，包括论文中全部章、节的标题及页码。15正文正文是毕业论文的核心内容，包括前言、主体、结论三大部分。正文字数不能少于8000汉字、一般也不要超过2万汉字（包括标点符号、图表等）。151前言前言又称引言、序言、导言、导论等，用在论文的开头。前言一般要说明论文工作的选题目的、背景和意义，概括地写出作者的研究工作。前言要紧扣主题，简洁明确。前言还可以综合评述前人工作和进行现状分析，本人将有哪些补充、纠正或发展，还可以简单介绍研究方法。前言只是论文的开头，一般不必写前言这个标题。152主体主体是论文的主要部分，应该结构合理，层次清楚，重点突出，文字简练、通顺。以科学研究为主的毕业论文，要以充分有力的材料阐述自己的观点及其论据，重点论述作者的研究方法和研究成果。以毕业设计为主的毕业论文，应该简单介绍毕业设计的软硬件环境，采用的程序、工具等；要重点论述自己的毕业设计工作，采用的新技术、新方法，解决的理论或技术难题；最后给出所编写完成的程序的功能，毕业设计达到的技术指标或设计结论等。正文中可以采用图形、表格等形式辅助论述观点或描述设计过程，适当采用程序界面、关键源程序段，并结合设计任务或研究工作进行说明；但不要大量地粘贴图形和源程序（这些可以作为附录）。153结论结论是对整个论文主要成果的归纳，要突出设计（论文）的创新点，以简练的文字对论文的主要工作进行评价，并做到首尾对照；结论部分一般还要写对课题研究的展望，提及进一步探讨的问题或可能解决的途径等。结论部分作为新的段落，可以用空行分隔论文主体，不必写结论这个标题。如果结论部分内容很多，也可以设置结论作为一个标题。16致谢（可选）对指导教师和给予指导或协助完成论文工作的组织和个人表示感谢。内容应简洁明了、实事求是，避免俗套。17参考文献参考文献是毕业设计和撰写论文过程中研读的一些文章或资料。要按照论文中引用的先后顺序，（另起一页）编号罗列。参考文献是论文不可缺少的组成部分。它反映论文的取材来源、材料的广博程度。论文中引用的文献应以近期发表的与论文工作直接有关的学术期刊类文献为主。罗列参考文献即是对引用文献作者的尊重，也是论文的有力补充。为便于读者查找，应该遵循国家的著录格式要求书写参考文献，内容要完整准确。著录项目依次是作者（译者）、文章名、学术刊物名、年、卷（期）、起止页码。引用网上参考文献时，应注明该文献的准确网页地址。18附录附录是与论文有关但不宜放在正文中的内容，例如程序流程图、源程序清单、公式的推导、图纸、数据表格等有参考价值的内容。19其他随毕业论文，还要求学生提供一份不少于5000汉字的科技翻译资料，内容选自与所撰写论文内容直接相关的外文文献。另外，还要提供单独一页（或两页）的论文内容简介，用于将全院毕业学生的论文内容简介装订成册。论文内容简介类似论文摘要，但内容要略微详细些，要求有800汉字左右。论文简介需要包括题目、作者班级姓名、指导教师姓名。毕业论文采用A4纸打印（封面全院使用统一颜色）；论文简介、英文原稿和翻译稿要求采用A4纸打印。2毕业论文的格式（参考）页面设置使用A4纸，上下页边距254厘米、左右边距317厘米、页眉/页脚15/175厘米。正文字数不得少于8000汉字（包括标点符号、图表等）。题目（居中、黑体小二号字，不超过25汉字）摘要（黑体五字）摘要内容（宋体五号字，不超过500汉字）关键词（黑体五字）关键词内容（宋体五号字，35个）目录（居中、黑体小三号字，单独一页）标题页码（左对齐、宋体五号字）前言内容（正文格式两端对齐、宋体小四号字，首行缩进2个字符）1标题1（左对齐、黑体三号字）11标题2（左对齐、黑体小三号字）111标题3（左对齐、黑体四号字）1标题4（左对齐、黑体小四号字，缩进2个字符）正文内容（正文格式）结论内容（正文格式）致谢（标题2格式）致谢内容（正文格式）参考文献（标题2格式）典型文献著录格式如下（双端对齐、宋体五号字）1作者书名版次出版者，出版年引用部分起止页码（著作图书文献）2作者文章名学术刊物名年，卷（期）引用部分起止页码（学术刊物文献）附录（标题2格式）附录内容（两端对齐、宋体五号字，首行缩进2个字符）3论文内容简介格式题目（居中、黑体小二号字，不超过25汉字）作者姓名作者专业及班级指导教师内容简介正文（正文格式，800汉字左右）附详细范例论文内容简介格式题目（居中、黑体小二号字，不超过25汉字）作者姓名黑体四号字作者专业及班级黑体四号字指导教师黑体四号字内容简介正文（正文格式，800汉字左右）（宋体四号字）建议黑体字行距为单倍，正文宋体字行距为固定值23磅范例大学作者姓名姚规范计算机科学与技术六班指导教师任师表毕业设计是一项认真细致的学习过程。通过这样的学习可以为今后的科研或者继续学习打下一个良好的基础。（毕业设计是一项认真细致的学习过程。通过这样的学习可以为今后的科研或者继续学习打下一个良好的基础。）4毕业论文的排版采用MSWORD或金山WPS等文字处理软件。下面是采用WORD2000的操作方法。1页面设置使用“文件/页面设置”命令A4纸，上下页边距254厘米、左右边距317厘米、页眉/页脚15/175厘米。2插入页码使用“插入/页码”或“视图/页眉和页脚”命令。3设置题目、摘要、关键词等段落和字体格式4编排目录在关键词后插入新的一页，手工或自动编排目录。使用“插入/分隔符分页符”命令使得目录部分独立成页。使用“插入/索引和目录/目录选中“显示页码”，设置显示级别为3（或4）”进行自动目录编排。否则需要录入标题名称及页码。注意，使用自动插入目录，需要首先对各级标题进行设置，即采用相应的标题样式（参看下一个步骤）。还需要注意，在完成排版之后，目录页码才能最终确定。如果目录插入在同一个文档中，则页码会自动更改。否则，应该在文档最后位置插入目录，然后剪切、粘贴到另一个文档；在后一个文档中立即删除原来的页码，并在该位置填入与原来页码相同的数字。所以，目录编排也可以在文档最终排版完成后进行。5设置标题样式使用“格式/样式”命令打开“样式”对话框，分别选中“标题1”、“标题2”、“标题3”依次对其“更改格式”，格式要求如上，主要是字体和段落需要更改。如果用到“标题4”，则需要在“样式”对话框的列表下拉菜单选择“所有样式”，然后选中“标题4”同上进行必要的更改。标题样式设