工程设计选题及报告格式

1、工程设计开题邮件格式：邮件主题：必须为“学号，姓名，学号，题目名称”。注意采用“，”作为间隔。纯软件题目请写清开发语言和运行平台并用（软件）标识。邮件内容：纯文本，内容包含一需求分析分析技术、资金、时间、社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素对项目的制约。如无线电相关设备应遵循的法律和规定(给出参考文献)；又比如适用环境（如电源、温度、使用人群）、成本要求等等需求的分析，并给出最终功能指标。二、方案简述 100字左右简单叙述方案，包括核心元件（采用MSP430单片机）及实现方法。说明和参考文献的区别或者引用关系。三、经费时间预算分析研发及方案的成本四、时间预算 预期时间之和不小于60学时，

2、否则说明难度不够。五、参考文献必须查找相关文献或者网页，分析或参照类似系统。范例：To:Xidian-labFrom: xxxxSubject/主题： 01116111,张三,基于STM32的数字示波器（硬件）Content/内容：一需求分析示波器是现代测试中必不可少的电子仪器。本次设计主要是为了给电子类本科学生的课余科技活动提供一台日常调试工具。设备采用USB供电，所以其最大工作电流应。因此，设备的主要功能和指标为：1. 100KHz带宽数据采集，数据处理由PC或者手机完成；2. 成本 <100元;3二、方案简述 利用STM32进行数据采集，其AD可达到1MHz采样率，分辨率达到12B

3、it。STM32采集的数据经简单处理后由USB口送至PC（参考文献3）。在PC上用VC编程，进行显示、测量、存储。在STM32之前加入LM358和继电器组成的可变增益放大器实现档位切换（参考文献4）。三、经费预算主要芯片价格如下：STM32 15元，LM358 1元。 因此总设计成本约为50元。量产后成本将更低。四、时间预算 选题和方案：10小时；Protel学习：8小时；元件购买：4小时；电路焊接：4小时；;报告撰写：5小时；总计：65小时。五、参考文献1. GB 9254-88信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法2. （完）课程名称宋体四号字，标准字间距，左对齐工程设计课程报告课题名称

4、黑体3号，标准字间距，居中排列基于STM32的数字示波器此处贴/附上作品的正面照片 姓名 学号宋体四号字，标准字间距，居中排列姓名： 学号： 年 月 日 一级标题黑体4号，课题名称黑体3号，标准字间距，居中排列数字示波器的设计和制作一需求分析（简单修改开题时的需求分析即可）正文宋体，小四号，标准字间距，介绍项目的背景和意义。示波器是现代测试中必不可少的电子仪器。随着现代电子技术和通信技术的飞速进步，示波器的实现方式正在经历着深刻的变革。×××××××××××××&#

5、215;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××&#

6、215;×。（工程思维具有综合性。工程是一个系统，其中的每一部件都具有相互关联性，所谓综合性是技术要素和非技术要素的“集成”。任何一项工程付诸于实施时，逼近要考虑技术，还必须考虑设备、资金、人员配备、生态环境和工程风险等诸多因素，是技术、政治、经济、环境、文化等的“集成”，要从不同角度、不同层次和不同路径上进行综合性观察、分析和研究）分析技术、资金、时间、社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素对项目的制约。如无线电相关设备应遵循的法律和规定；又比如适用环境（如电源、温度、使用人群）、成本要求等等需求的分析。(蓝色为说明性文字,下同)××××

7、××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

8、×××××××××××。根据需求分析。本设计要求的最低技术指标和功能如下： 1. 输入信号幅度范围：010V、2. 输入信号频率范围为：DC100KHz；3. 输入阻抗大于100K；4. 垂直灵敏度：5V/div, 1V/div, 0.5V/div, 0.1V/div, 0.05V/div； 5. 成本<300元二方案设计和论证(工程思维中，问题求解并不是唯一的。科学问题的答案通常具有唯一性，但工程问题则有区别，因此需要首先找出多个方案。)首先给出工程模型（如本例中可以首先按照奈

9、奎斯特计算采样率，按照误差分析采样的位数），然后列出可用方案、方案比较、框图和主要指标等的论证。除技术因素外，必须在各方案的实现时间、成本、指标和功能等方面统一考虑，并挑选出最合适的方案。应利用数学模型分析其工程原理或系统误差或冲突。（工程思维具有综合性。工程是一个系统，其中的每一部件都具有相互关联性.对元器件精度要求越高，成本自然也就越高。所以，工程设计时各个指标的折中与妥协是必不可少的。很多情况下，产品不仅仅需要符合技术要求，还必须满足其他条件，如材料来源、低碳环保、可靠性、生成成本等）××××××××

10、5;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

11、5;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

12、5;×××××××××××××××××××××××如果电路形式相近，元件的MTTF相近。则通常元件越多，复杂度越高，系统可靠性越差【1】。综上所述，如表1（最好用表的形式给出各方案优缺点，并且必须考虑技术难度、成本经济性及和指标的对应情况），根据需求分析的要求，最终选择方案×。表1 各方案比较表不进行方案对比，则报告不合格！方案1方案2方案3技术难度/完成时

13、间难低4个月可靠性低中低成本低高中带宽10MHz20MHz10KHz精度5%10%1%附加功能多少无注意:要正确引用图/表 ×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

14、5;××××××××××××××××××××××××××图1给出了本系统的实现框图。其中信号调理电路由运算放大器OP27为主的集成芯片构成，程控放大功能是由以AD603为主的电路实现的。模拟输入信号经过信号调理电路和程控放大电路后，进入核心板电路进行A/D和D/A转换，完成信号采样、数据采集和数据回放的功能。图号及图的名称位于图的下方宋体

15、，5号，图1 总体框图三电路原理设计详细论述电路的设计、包括理论计算、电路图和设计文件（如软件流程等）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

16、15;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

17、15;××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。根据题目要求，垂直灵敏度共分5V/div, 1V/div, 0.5V/div, 0.1V/div和 0.05V/

18、div五档。输入信号的范围为Vpp=0V+20V。为了适应STM32的A/D转换器的采集范围，必须根据信号幅度的不同改变AD603的放大倍数来改变量程，从而使得波形较好的显示在模拟示波器上。D/A输出采用增益为1的一阶低通器滤波器，低通滤波器的截止带宽设计为10kHz，电路如图2所示。通过调节R68，使得U9在输入ADCIN5（STM32的DA1输出）为1.75V时，输出0V。××××××××××××××××××&#

19、215;××××××××××××××××××××××××××××××图2 D/A输出平滑滤波器原理图由于D/A输出最大电压为3.3V，所以本方案中，采用垂直方向为8div的模拟示波器显示波形，模拟示波器的垂直灵敏度设为0.5V/div，则最大增益为应对具体工程原理进行理论分析 （1）则最小增益为表号

20、及表的名称位于表的上方宋体，5号， （2）×××××××××××××××××××××××××××××××××如表1所示。表2 输出电压与增益对应表VG(V)增益垂直灵敏度（V/div）0.050.450.4210.5540.50.9200.1电路设计时一般要使用数学分析

21、或者EDA或者专业工具 图3 单元电路的仿真结果电路设计时一般要使用数学分析或者EDA或者专业工具 图4 单元电路的仿真结果图6 系统的PCB图注意图标的规范性 图7 A/D和D/A转换四、时间进度必须包含申报题目时的时间安排和实际的时间花费。预期时间之和不小于60学时，否则说明难度不够。表3：时间进度序号研究内容和任务预期时间实际时间1选题462方案443器件购买24主要介绍自己设计和调试的过程××××××××××××××××

22、5;××××××××××××××××××××××××××××××××××××五、测试方法和测试结果包括测试仪器、测试方法、结果及结果的分析，应分析实际完成结果与方案理论分析结果之间的差别。1. 测试仪器表4：测试仪器序号仪器名称仪器型号仪器

23、编号1直流电源数英SUING SK3323200308992函数信号发生器EE1641B1200200343双踪示波器Agilent 54622D200187642测试方法按图10所示的方法连接设备，使用标准示波器测量信号峰峰值记为Vpp1，使用设计的示波器测量峰峰值记为Vpp2，则误差为E=|Vpp1-Vpp2|/Vpp1.图10 峰峰值测量仪器连接图3测试数据表5：峰峰值测量结果序号信号频率(Hz)Vpp1(V)Vpp2(V)误差E11K1.001.011%22K1.001.022%3×××××××××

24、;××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

25、;××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

26、;××××。图11 输出信号波形图六、成本分析分析研发及方案的成本，并分析是否满足设计成本要求。表6：样机成本序号项目期望成本实际花费1STM32153023器件购买24根据表6，如果按照批发价，方案的成本可以满足要求。但研制阶段成本略高于预期。七、结论是否成功完成方案的设计和实现。需要改进的有哪些？×××××××××××××××××××××××××××××××××××××