2.1附录1淮北理工学院论文模板 （理工）

附录1淮北理工学院本科生毕业论文（设计）书写范例（建议理工科使用该格式）注意：注意：1.范例中所引用的示例，只作为论文书写格式的示范，不代表摘要撰写、关键词选取的示范、不代表论文研究内容的示范。红色提示框为格式要求及注意事项，可删除。2.封面由学校统一印制，需要填写的栏目，学生用蓝黑墨水钢笔或黑色碳素笔规范填写，论文内页用A4纸按规范要求打印装订后，再将封面胶装到论文上，切边。3.毕业论文的页边距上、下2.5cm,左右3.0cm。4.各学院可根据专业特点自定论文格式和模板，但总体上要符合淮北理工学院学生毕业论文撰写规范及GB/T7713.1-2006,GB/T7713-1987。封面由学校统一印制，相关栏目学生用蓝黑墨水钢笔或黑色碳素笔规范填写。封面由学校统一印制，相关栏目学生用蓝黑墨水钢笔或黑色碳素笔规范填写。本科毕业论文（设计）（2023届）学院电子与信息工程学院（全称）专业2021级电子信息工程（专升本）1班题目基于51单片机的汽车驾驶防疲劳系统设计学生姓名张三学号202120301001指导教师1李四职称/学位教授指导教师2_____________职称/学位如双导师指导则两个都填，有讲师以上职称的填职称即可，无职称的填硕士或博士。如双导师指导则两个都填，有讲师以上职称的填职称即可，无职称的填硕士或博士。淮北理工学院淮北理工学院本科生毕业论文（设计）黑体3号黑体3号，绪论两字中间空2个半角字符，居中绪论（空一行）随着科学技术的发展，人们的生活水平越来越高，汽车的数量也越来越多，马路上的交通也变得更加拥挤,所以,车祸发生的次数也变多,这也让我们不得不重视这个问题。但是，在车祸中，过度劳累引起的事故，占很大的因素，是一类比较危险的行为。所以，正确理解疲劳的驾驶问题比较重要。有助于找到和解决疲劳驾驶问题的途径，同时也能及时地提醒驾驶员在驾驶过程中出现的疲劳和困倦。疲劳驾驶是驾驶员在长期的连续驾车后，身体和精神功能发生紊乱，从而导致驾驶技术的降低。疲劳驾驶会影响驾驶员的注意力、思考、判断，导致反应迟钝、注意力不集中。根据相关的研究，百分之八十五的车祸都和司机有关，在车祸之前的一刹那，司机的行为和汽车故障都会造成车祸，意识上的延迟、对危险的判断失误，都是造成交通事故的主要原因REF_Ref18630\r\h[1]。所以，对驾驶员的疲劳有一定的抑制作用，可以减少交通事故。很多国家都认识到了疲劳驾驶的问题，在早期的研究中，人们主要利用医疗设备来进行研究，这种研究的历史可以追溯到美国运输部下属的洲际商务协会，由美国运输部下属的洲际商会进行的一项关于城市商用汽车司机的服务的法规的合理性的研究；而从八十年代初期，关于驾驶人和驾驶人之间的关系的大量研究，我们发现，在法律的保障下，疲劳驾驶研究的有效性、合法性和持续性得到了一定的保障REF_Ref18888\r\h[2]。研究主要有两个方面：首先，分析了疲劳产生的机理和原因，寻找降低疲劳的途径。其次，研究智能汽车报警系统及相关设备，防止驾驶员疲劳驾驶REF_Ref19012\r\h[3]。基于此，本设计研究了警报系统来警醒驾驶员，防止疲劳驾驶。正文部分宋体小4，行间距22磅（下同）正文部分宋体小4，行间距22磅（下同）新的一章重启一页（下同）一级标题黑体3号，居中；题序与题名之间新的一章重启一页（下同）一级标题黑体3号，居中；题序与题名之间空2个半角字符1系统整体设计（空一行）1.1系统组成二级标题宋体小4加粗顶格；题序与题名之间空2个半角字符该系统由STC89C52单片机、ADXL345传感器、继电器控制、指示灯、电源等组成。设计系统框图及其说明如图1二级标题宋体小4加粗顶格；题序与题名之间空2个半角字符1.图名在图的下方；2.图按在本章出现先后顺序编号，如图1-1，图1-2；3.图序、图名用宋体5号，居中；4.图序与1.图名在图的下方；2.图按在本章出现先后顺序编号，如图1-1，图1-2；3.图序、图名用宋体5号，居中；4.图序与图名之间空2个半角字符图1-1系统框图1.2系统的工作原理通过传感器获取方向盘的转角，判断驾驶员操纵方向盘的状态，并将所收集到的信息发送到MCU进行分析；1.3系统功能设计1.打开LED，按下按钮以指示车辆的启动和停止。2.车辆开启后，ADXL345采集方向变动。如果方向盘在3秒内不改变，则表示驾驶员疲劳，警报和继电器激活。3.如果系统没有重新启动或取消，报警将继续进行，司机将被迫清醒。4.如果车辆不起动，则不进行检查，也不会触发报警。一级标题黑体3号（空一行）一级标题黑体3号空2个半角字符2系统硬件设计空2个半角字符（空一行）2.1STC89C52单片机核心系统电路设计三级标题宋体小4号加粗，顶格；题序与题名之间空2个半角字符二级标题宋体小4号加粗，顶格；题序与题名之间空2个半角字符STC89C52RC是一款8K的可编程Flash内存，它的功率消耗很小，8位的CMOS8位微控制器。STC89C52采用了常规MCS-51核心，但对其进行了大量的优化，使得它的性能能够和51的MCS-51相媲美。在单芯片方面，STC89C52采用灵活的8位CPU，可编程flash，成就了一个高效的嵌入式系统REF_Ref29116\r\h[4]。系统具有以下标准功能：8K字节闪存、512字节内存、监控定时器、4KBEEPROM、16位定时/计数、全双工串行接口等。再有，STC89C52能够让静态逻辑在低于0Hz工作，并且支持两种节能方式。在空闲的时候，CPU将会停止运行，从而使记忆体、计时器、中断重新运行REF_Ref29178\r\h[5]。进行断电保护过程，具体的内容得到储存，振荡器暂停，MCU的全部工作将在下次中断或重置前结束。最大的工作频率是35MHz,6T/12T。三级标题宋体小4号加粗，顶格；题序与题名之间空2个半角字符二级标题宋体小4号加粗，顶格；题序与题名之间空2个半角字符2.1.1STC89C52特性1.表用三线表2.表按在本章中出现的先后顺序编号，如表2-1，表2-2；1.表用三线表2.表按在本章中出现的先后顺序编号，如表2-1，表2-2；3.表的标题宋体5号，居中4.表序、表题、表中文字均用宋体5号5.表序与表题之间空2个半角字符43.2.512字节数据存储空间；3.内带4K字节EEPROM存储空间；4.可直接使用窜口下载。2.1.2STC89C52单片机相关引脚STC89C52单片机相关引脚，详见表2-1。表2-1STC89C52引脚说明引脚说明VCC供电电压GND接地P3.0RXD窜行输入口P3.1TXD窜行输出口P3.2/INT0外部中断0P3.3T0外部中断12.1.3单片机引脚图单片机引脚图如图2-1所示：图2-1STC89C52单片机引脚图2.1.4STC89C52单片机最小系统说明STC89C52微处理器的最低电路包括复位电路、时钟电路和供电电路.采用上述三个部分组成的电路，可以使微处理器工作得更好。图2-2是一个最小的MC系统的原理图。图2-2单片机最小系统原理图1.VCC和GND为电源引脚，可以提供电能给单片机。2.复位电路（如图2-3）为单片机比较关键的部分。能够使其具备调试同一机器上的所有电路的能力，包括系列子系统。图2-3复位电路3.时钟电路（如图2-4所示）利用电容器的滤波特性，让晶振达到共振，获得计时作用，确保电路能够按时序有序运行。图2-4时钟电路4.JD1为其下载接口。2.25V电源电路设计正文部分宋体小4，行间距22磅（下同）该系统配备5VDC电源，给系统进行供电，整体相对简单。DC是一个直流电源，它能与USB电源线连接，一头插入直流电源，另一头连接5V，像手机充电器等。红色LED，显示系统有电，电阻值为1K，具有限流功能，防止因电流过大而烧毁LED。SW为自动锁定开关。按下开关按钮时，灯泡以红色点亮，系统电源为5V的DC。再次按下开关并说灯熄灭。无5V输出。具体的电源电路，详见图2-5。正文部分宋体小4，行间距22磅（下同）图2-55V电源电路原理图2.3ADXL345倾角传感器模块电路设计本设计使用ADXL345传感器进行实时状态检测。ADXL345是极低功率三轴加速度仪,体积小,精确度高(13比特),能测±16g的范围REF_Ref29279\r\h[6]。该输出为一种十六位数的二进制补码,能够利用SPI(3线或四线)或I2C数字端口,访问内部的辅助寄存器来对传感器及其内部的控制逻辑进行设置,来达到我们想要的测试数据或者是让传感器完成对应的特定功能。对于移动设备来说，ADXL345是一种相当好的应用程序。该技术不仅可以在倾斜检测过程中测量物体的静态重力加速度，还可以测量物体的运动或碰撞所产生的动量加速度REF_Ref29341\r\h[7]。该技术的精度非常好,当设定到最高解析度(3.9毫克/LSB)后,就可以检测不到1.0°的倾角变动。另外,ADXL345还具有运动测量、自由落体检测、敲击测量等功能。这种接口可以分别对应于二种中断的输出管路上。通过使用32极缓冲器完成数据存储，整体减少CPU负载，为集成存储系统申请专利,减少整个系统的消耗REF_Ref29400\r\h[8]。低电源损耗模块,可实现以动态为基准的智能电源管理系统,在很小的功率消耗下实现对门限和加速度的检测。ADXL345的内部功能与构造如图2-6所显示,由G-Cell传感器了解坐标系的3个方位上的加速度大小,再通过容压变换器、增益扩展、滤波、以及温度补偿之后以电压信号传递。图2-6内部功能框图ADXL345模块接口图如图2-7所示。图2-7模块接口图ADXL345实物图如图2-8所示。图2-8模块实物图2.4按键电路设计触摸按钮属于电子开关，轻轻一按，开关就会打开，一松就会关闭。其基本原理是通过触碰按钮内的金属弹片，使其打开或关闭。按键是人机交互技术的核心区，系统以按键做为键入。默认设置状况下，按键的MCU操纵引脚为高电平。当按键时，相对应的MCU引脚变成低电平。进而可以手动式实行系统的键入。注意，按键个数可变。图2-9为它的电路原理图。图2-9按键电路原理图2.5蜂鸣器报警电路设计有源蜂鸣器是一种以直流供电的集成电子报警器，在电脑，打印机，报警器，定时器等电子设备中用作声音元件。该控制电路中的报警模块选用三极管9012推动的5V有源蜂鸣器。假如单片机的操纵引脚处在低电平，三极管Q2关断，蜂鸣器长鸣。不然，操纵引脚为高电平，三极管未导通，蜂鸣器不鸣叫。电阻器是限制电流的，具有保护功能。其原理图如图2-10所示。图2-10蜂鸣器报警电路原理图2.6LED信号指示灯电路设计LED灯，是一种将电能转换为光能的半导体二极管，也就是发光二极管。LED的部件是单边导电性PN结。在控制电路中，电阻可以限定电流量并维护LED。当单片机控制管脚为低电平时，PN结导通，LED灯就会点亮，反之，PN结未导通，LED就会熄灭。图2-11表示了它的详细的电路结构。注意，灯的颜色或者数量可变。图2-11LED灯指示电路原理图2.75V继电器控制电路设计继电器是一种在电力输出回路中由输入（激励）的变化达到一定的要求而使受控量产生一个预定的阶跃改变的电气控制装置。该器件包括一个控制系统，也称为一个输入回路，与一个被控制回路，也称为一个输出。在自动控制线路中，一般采用“自动开关”，以较低的电流来控制大电流。继电器主要用在弱电控制强电时中间起到一个继点的作用，它还可以扩大触点的容量。继电器它有底座和继电器两部分。继电器本身也有线圈，它是由线圈和触点组成的，它的工作原理就是当我们给它的线圈施加它的工作电压，它就会产生磁力吸动动触头动作，使常开点闭合，常闭点断开（一般的继电器盖子上都有标识，底座也有标端子号）REF_Ref29906\r\h[9]。在这个系统中，电磁阀由三极管推动。当单片机的操纵引脚导出高电平时，三极管Q1关闭，电磁阀电磁线圈关闭电源，接线柱连接的加热设备不工作；输出低电平时，三极管Q1导通，继电器线圈通电，触点吸合，加热设备工作，同时指示灯LED点亮，与LED串联的电阻起到保护三极管的限制电流功能，并且连接到三极管的电阻也起到保护的作用。继电器是一种有隔离性能的自动切换器件，在远程控制、遥测、远程控制等方面应用有着很大的覆盖面。在通信、自动控制、机电一体化、电力电子等领域，它具有智能调节、安全保护、转换等功能。该器件控制电路的原理图如图2-12所示。图2-125V继电器控制原理图3系统软件设计3.1主程序由于整个编程过程复杂，需要大量的浮点运算，因此使用C语言进行编程。在本设计中，系统以STC89C52为关键，每个控制模块用于完成预订的作用。初始化后，各模块之间相互配合，共同决定设计的输出状态。主程序中引用了延时函数和ADXL345系统的函数。先给定时器0和ADXL345初始化,当读出ADXL345的数据为0XE5时表示正确，延迟5秒，否则延迟3秒。再调用三轴检测函数，记录上次函数参数值。打开蜂鸣器，led灯，继电器，再延迟100s。之后关闭蜂鸣器，led，继电器，并将led标识清零。进入主循环，如果检测到按键按下，若rekey==0则延迟20s，之后确认按键按下，则rekey=1。当rekey=1后，如果led关闭，则打开led标志位置位，关闭led标志位清零。如果未检测到按键按下，令rekey=0，防止重复按下。最后判断点火状态，若ledFlag==1，定时读取ADXL345数据，判断异常情况，异常情况超过10次报警，继电器蜂鸣器动作，之后打印数据串口发送。整体系统程序框图如图3-1所示。图3-1主程序流程图其中，uSdelay函数公式和mSdelay函数是全部delay函数公式的构成部分，都包括键入主要参数unsignedchart，沒有返回值。这个参数值的范围是0~255，晶振运用的时12M。相对于延时函数，这里的ADXL345模块函数更方便，可直接调用。3.2程序框架其程序框架如下：1.初始化ADXL3452.读取ADXL345三个方向的加速度值3.转换与自然系坐标的角度值4.编写主函数

4系统仿真和调试4.1KEIL软件的介绍针对单片机硬件配置操纵系统而言，软件编程可以说是为其引入了生命。要使系统功能丰富健全，就需要撰写适合的程序流程，灵活运用每个控制模块，进行要想的作用。KEIL手机软件做为一种既合适汇编程序开发设计又合适C语言开发设计的手机软件，与别的数控编程软件对比有一个较大的优点，便是设计方案系统的开发者可以用封装形式作用将程序流程装包，随后储存名叫XXX.h的库函数，之后碰到相似状况可以同时启用，大大的减少了程序编写高效率，备受老客户的钟爱。此外，Keil4软件具有以下特点：适用范围非常广，可以用于不同公司MCS51架构的芯片。界面简洁、易懂，功能也非常强大。由于Keil4添加了灵活的窗口管理系统，所以更便于开发者的使用。比如能够同时启用多台监视器，打开多个窗口，在屏幕空间使用方面，利用率也得到充分提高。易学易用。软件内还包含大量的资料，可以高效地生成目标代码，所以即使是新手，也可以通过这些资料快速上手，并学习掌握基本操作。仿真方面功能强大。开发时，可以减少许多不必要的工作，使工作效率大为提高。占用的内存不大，不会出现电脑系统卡顿的情况。总之，如果用简单的汇编语言或者C++之类的进行编程，那么Keil4软件就是一个不错的选择，可以事半功倍。图4-1是KeiluVision5的操作首页。图4-1KeiluVision5操作首页图KeiluVision5是英国最经常使用的编译程序手机软件。应用此软件有七个流程：(1)创建一个最新项目；挑选适宜的系统实际操作自然环境；建立关键函数公式，撰写实际程序流程；(4)检查数据是不是有不正确；(5)编译程序联接形成.hex文件；(6)在STC-ISP手机软件中设定MCU主要参数；将程序流程载入单片机。4.2PROTUES系统仿真编码写完以后，联接以前，最重要的一步不必忘记了，便是客户必须对电源电路系统开展模拟仿真，进而检验出编码写的是否有问题，认证电源电路联接是不是不正确，那样可以合理的防止元器件损坏，多余的损害，乃至不正确产生的更明显的不良影响。总而言之，必须事先对系统开展仿真模拟。一切由PROTUES提早开展的系统仿真模拟，都能够提早认证你制定的具体概率，大大的节约你的研发时长。实际操作步骤：先开启PROTEUS软件，新创建一个新项目，在上面画出设计方案好的电路原理图，最终刻录光盘。应用烧录软件将十六进制文档载入硬件配置，点一下运作，观查系统的模拟結果REF_Ref30148\r\h[10]。图4-2是ProteusISIS的操作首页。其中烧录软件为STC-ISP，主要用于STC系列微处理器。用CH340等串口烧写模块进行单片机程序的下载。当板子与下载器、PC连接后，先在软件中选定MCU型号和串口号，设定好波特率，再选中“hex”文件地址，点击“下载/编程”键。下载界面如图4-3所示。图4-2PROTEUS操作首页图图4-3STC-ISP下载界面

5成品与功能展示5.1成品展示汽车驾驶防疲劳设计，成品三视图如下图所示。本设计大体上由电源总开关、STC89C52单片机、ADXL345重力加速度传感器、晶振电路、三极管驱动的蜂鸣器、复位电路及继电器组成，图5-1-a为正视图，图5-1-b为侧视图，图5-1-c为俯视图。图5-1-a正视图 图5-1-b侧视图图5-1-c俯视图5.2功能演示该设计整个操作流程图如图5-2。图5-2操作流程图1.DC接头连接好，打开电源总开关后，电源指示灯亮起（如图5-3）。图5-3电源总开关打开/关闭报警后/汽车未点火2.按下点火按键，按键旁边的指示灯亮起，表示汽车启动或已点火（如图5-4）。图5-4电源开关打开，点火开关打开/不报警状态3.若晃动设计（保持设计处于活动状态即可），表示汽车驾驶员正常转动或轻微转动方向盘，即驾驶员处于清醒状态，蜂鸣器不动作，设计不会报警（如图20）；若设计保持一定时间静止不动，表示驾驶员未动方向盘，传感器未检测到方向变化，设计立即报警且继电器动作（如图5-5）。图5-5设计正在报警按下复位键或关闭电源总开关可关闭报警（关闭报警后如图5-3）。如果驾驶员不按下复位键或电源总开关，设计就会一直报警，直至驾驶员动作。如果汽车未点火，即点火按键未按下，指示灯熄灭，此时设计不作检测不会报警（如图5-4）。

（空一行）结论黑体3号，结论两字中间空2个半角字符黑体3号，结论两字中间空2个半角字符（空一行）本文首先介绍了汽车驾驶员疲劳研究的背景，在此背景下，真正的问题是将汽车驾驶员疲劳研究引入视野的一个突破。但是接着开始通过分析各个角度防疲劳的方法，提出了本次通过外部用具防疲劳的设计的想法，对于预防因疲劳驾驶引起的交通事故，这项研究非常有用。在设计阶段，通过参考和借鉴，详细介绍了各模块的设计和原理。设计包括STC89C52单片机、蜂鸣器、继电器控制、按钮、指示灯、电源模块等，系统以STC89C52为开发载体，以ADXL345为核心，采用不同的模块或设备搭建完成，通过传感器获取方向盘的转角，判断驾驶员操纵方向盘的状态，实现报警功能，起到警示驾驶员，提高其驾驶专注力的作用。在操作过程中，当蜂鸣器开始鸣叫，即设计开始报警时，按下电源总开关或者复位键均可以关闭报警，但同时点火开关指示灯也熄灭了，也就是汽车处于熄火状态，这是本设计未考虑到现实情况的地方。此外，可以在该设计的基础上多加些功能，如酒精浓度检测等。在制作该设计的过程中，腐蚀覆铜板不彻底，重新印刷电路板再次腐蚀。因对烧录软件的不熟练，导致板子出不了对应的现象。之后用万用表对电路板和焊接部位进行检测，均无问题，再次烧录，几遍过程后烧录成功，板子现象正确。最后设计出成品。正文部分宋体小4，行间距22磅正文部分宋体小4，行间距22磅（空一行）参考文献黑体3号黑体3号（空一行）[1]龚荣生．基于单片机的汽车防疲劳驾驶系统的研究[J]．汽车与驾驶维修，2017(10)：127．[2]冯军,陈文波,杨民生,等．基于单片机的汽车防疲劳驾驶系统的研究[J]．科技视界，2015(09)：18-20．[3]王恺．疲劳驾驶的危害与预防[J]．科技信息，2011(08)：593-5