本書主要介紹通信電子類畢業設計的文檔要求和相關的知識基礎,在此基礎上,對專業的畢業設計的類型進行瞭分類,並就每類的設計要點、所以器件的選擇、設計思路做瞭說明,同時給齣瞭大量的設計實例,特彆是軟件和硬件的綜閤設計。
本書主要介紹通信電子類畢業設計的文檔要求和相關的知識基礎,在此基礎上,對專業的畢業設計的類型進行瞭分類,並就每類的設計要點、所以器件的選擇、設計思路做瞭說明,同時給齣瞭大量的設計實例,特彆是軟件和硬件的綜閤設計。 明,同時給齣瞭大量的設計實例,特彆是軟件和硬件的綜閤設計。
王輝,南京工業大學信息學院教授,江蘇省通信學會光通信與綫路專業委員會委員。光縴通信(第3版) 為“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材。
第1章 畢業設計文檔要求 (1)
1.1 教師提供的文檔 (1)
1.1.1 任務書 (1)
1.1.2 中期檢查錶 (2)
1.1.3 成績錶 (2)
1.2 學生提供的文檔 (3)
1.2.1 開題報告 (3)
1.2.2 英文翻譯 (4)
1.2.3 畢業論文 (4)
1.2.4 硬件實物和源程序代碼 (6)
第2章 畢業設計基礎知識 (15)
2.1 單片機開發闆及開發環境 (15)
2.1.1 單片機概述 (15)
2.1.2 單片機開發過程 (16)
2.1.3 51單片機 (17)
2.1.4 Keil開發環境簡介 (20)
2.1.5 常用單片機開發闆 (21)
2.1.6 51係列單片機開發步驟 (23)
2.2 FPGA開發設計基礎 (28)
2.2.1 FPGA結構原理 (29)
2.2.2 開發流程 (30)
2.2.3 芯片選型 (31)
2.2.4 開發闆選型 (33)
2.2.5 Quartus II開發環境 (39)
2.2.6 使用方法簡介 (42)
2.3 DSP開發設計基礎 (50)
2.3.1 DSP概述 (50)
2.3.2 常用信號處理算法 (51)
2.3.3 信號處理的DSP軟件實現 (52)
2.3.4 應用實例 (60)
2.4 Qt及Qt Creator開發設計 (65)
2.4.1 Qt簡介 (65)
2.4.2 Qt的編譯及安裝 (65)
2.4.3 Qt庫 (70)
2.4.4 qtCreator的基本使用方法 (70)
2.4.5 設置Windows 7 的環境變量 (72)
2.5 MATLAB開發設計基礎 (73)
2.5.1 MATLAB的基本介紹 (73)
2.5.2 MATLAB基本使用方法 (73)
2.5.3 MATLAB仿真開發資源 (82)
2.5.4 MATLAB仿真案例 (86)
2.6 SystemView開發設計基礎 (89)
2.6.1 SystemView基本介紹 (89)
2.6.2 SystemView基本使用方法 (90)
2.6.3 SystemView開發參考書籍 (92)
2.6.4 SystemView仿真案例 (93)
2.6.5 SystemView和SystemVue (95)
第3章 無綫通信類 (97)
3.1 設計要點 (97)
3.1.1 通信協議 (97)
3.1.2 無綫通信模塊的分類和適用場閤 (97)
3.2 煙霧無綫報警係統的設計 (103)
3.2.1 設計內容及方案 (103)
3.2.2 硬件設計 (103)
3.2.3 軟件設計 (106)
3.3 基於GSM網絡的遠程溫度采集模塊
的設計 (107)
3.3.1 設計內容及方案 (107)
3.3.2 設計的主要工作 (108)
3.3.3 硬件設計 (108)
3.3.4 軟件開發過程 (114)
3.3.5 係統檢測與調試過程 (122)
3.4 基於F28x DSP數據遙測 (123)
3.4.1 設計內容及原理 (123)
3.4.2 功能與實現 (124)
3.5 基於TC35i移動模塊的遠程開關
控製係統設計 (135)
3.5.1 設計內容及方案 (135)
3.5.2 硬件設計 (136)
3.5.3 軟件設計 (137)
3.5.4 係統調試 (143)
3.6 遠程控製噴淋係統 (146)
3.6.1 設計內容及方案 (146)
3.6.2 硬件設計 (146)
3.6.3 軟件設計 (148)
3.7 基於ZigBee數據傳輸的實現 (150)
3.7.1 設計內容及方案 (150)
3.7.2 硬件設計 (151)
3.7.3 軟件設計 (152)
第4章 信號分析處理類 (163)
4.1 設計要點 (163)
4.1.1 通信類信號處理基本方法 (163)
4.1.2 工具介紹 (164)
4.2 錶麵肌電信號采集係統的設計 (174)
4.2.1 設計內容及方案 (174)
4.2.2 硬件設計 (176)
4.2.3 錶麵肌電信號的分析 (178)
4.2.4 軟件的設計與實現 (181)
4.2.5 實驗結果 (185)
4.3 無刷無感直流電機啓動算法的
DPS實現 (187)
4.3.1 設計內容及方案 (187)
4.3.2 無刷無感直流電機啓動算法的
DPS實現 (188)
4.3.3 無刷無感直流電機啓動軟件
實現 (193)
4.4 調幅信號的智能解調 (196)
4.4.1 設計內容 (196)
4.4.2 解調實現方法 (197)
4.5 虹膜定位技術的實現 (202)
4.5.1 設計內容及方案 (202)
4.5.2 虹膜定位的具體設計及實現 (203)
4.5.3 虹膜定位結果與分析 (211)
4.6 TD-SCDMA非相乾同步算法研究 (211)
4.6.1 設計內容及方案 (211)
4.6.2 TD-SCDMA係統的空中接口 (213)
4.6.3 TD-SCDMA非相乾同步算法 (215)
4.6.4 仿真結果及性能分析 (218)
第5章 圖像處理與識彆類 (222)
5.1 設計要點 (222)
5.1.1 數字圖像處理與識彆概述 (222)
5.1.2 算法概述 (225)
5.2 居民二代身份證號碼識彆係統
的設計 (231)
5.2.1 設計內容及方案 (231)
5.2.2 係統的具體設計及實現 (232)
5.2.3 結果 (244)
5.3 離綫手寫數字的識彆 (244)
5.3.1 設計內容及方案 (244)
5.3.2 具體設計及實現 (245)
5.3.3 結果與分析 (254)
5.4 JPEG格式圖像解壓縮算法的實現 (255)
5.4.1 設計內容及方案 (255)
5.4.2 JPEG壓縮與解壓縮 (256)
5.4.3 JPEG圖像解壓縮軟件實現 (263)
5.4.4 JPEG圖像解壓軟件測試結果 (265)
5.5 指紋的特徵提取與識彆 (266)
5.5.1 設計內容及方案 (266)
5.5.2 具體設計及實現 (266)
5.5.3 識彆結果 (278)
5.6 基於小波變換的指紋圖像的降噪
與壓縮 (278)
第6章 單片機和可編程器件應用類 (286)
6.1 設計要點 (286)
6.1.1 基本設計方法 (286)
6.1.2 STM32單片機 (287)
6.1.3 常用STM32單片機開發闆 (292)
6.1.4 STM32單片機 (293)
6.2 基於STM32的漢語拼音輸入法設計 (296)
6.2.1 設計內容 (296)
6.2.2 T9拼音輸入法原理 (296)
6.2.3 方案設計 (297)
6.2.4 硬件電路 (298)
6.2.5 軟件設計 (300)
6.3 道閘係統設計 (309)
6.3.1 設計內容及方案 (309)
6.3.2 硬件設計 (309)
6.3.3 軟件設計 (314)
6.4 基於單片機的紅外遙控器的設計 (318)
6.4.1 設計內容及方案 (318)
6.4.2 硬件設計 (318)
6.4.3 軟件設計 (321)
6.5 基於STM32的電壓采集係統 (323)
6.5.1 設計內容 (323)
6.5.2 方案設計 (323)
6.5.3 器件選型 (323)
6.5.4 電路設計 (324)
6.5.5 STM32標準外設庫及基本使用
方法 (326)
6.5.6 軟件設計 (329)
6.5.7 實驗與結果分析 (332)
6.6 基於STM32的Wi-Fi通信 (333)
6.6.1 設計內容及方案 (333)
6.6.2 EMW3280 Wi-Fi模塊 (334)
6.6.3 係統設計 (336)
第7章 網絡及軟件設計類 (342)
7.1 概述 (342)
7.2 基於Android平颱的3G多功能時鍾
設計 (343)
7.2.1 設計內容及方案 (343)
7.2.2 需求分析 (343)
7.2.3 係統具體設計與實現 (344)
7.2.3 軟件測試 (349)
7.3 基於機會網絡編碼的無綫傳感器
網絡MAC層協議性能分析 (349)
7.3.1 設計內容及方案 (349)
7.3.2 網絡編碼基本概念 (350)
7.3.3 機會網絡編碼算法研究 (351)
7.3.4 仿真實驗設計 (355)
7.4 基於TCP匯聚網關的設計與實現 (358)
7.4.1 設計內容及方案 (358)
7.4.2 係統框架 (359)
7.4.3 總體設計 (360)
7.4.4 詳細設計 (361)
7.4.5 係統測試 (366)
7.5 基於.NET技術的智慧農莊設計 (367)
7.5.1 設計內容及方案 (367)
7.5.2 智慧農莊購物係統的需求分析 (367)
7.5.3 數據庫設計 (370)
7.5.4 係統設計與實現 (372)
7.6 基於Android係統的移動信號測量
軟件的設計 (384)
7.6.1 設計內容及方案 (384)
7.6.2 係統設計 (385)
7.6.3 詳細設計 (386)
7.6.4 軟件測試 (390)
前 言
畢業設計是本科生培養的最後一個環節。通過畢業設計的訓練,學生可以對大學所學知識進行深化、拓寬、綜閤運用。它培養瞭學生分析問題、解決問題的思維方法,提升瞭學生工程實踐能力,完成瞭從學校到工作崗位的過渡。畢業設計也是大學教育關鍵的環節,而學生在開始進行這項工作時,往往無從下手,缺乏整體脈絡。本書的目的是對通信電子類專業的畢業設計進行係統 指導。本書為“十二五”江蘇省高等學校重點教材,編號為2015-2-068。
本書的主要特色和創新在於:
(1)培養學生綜閤運用知識的能力
本書介紹瞭通信電子類畢業設計的文檔要求和相關的知識基礎,特彆強調瞭工程實踐能力的培養,體現在開發闆的使用、軟件以及仿真工具的應用介紹方麵,對廣為使用的單片機開發闆、數字信號處理類開發闆以及常用專業仿真軟件和編程技術做瞭介紹,闡述的角度均強調從使用齣發,易於掌握,方便實用。
(2)實例全麵、指導詳盡,體現通信電子技術的先進性
本書對通信電子類專業畢業設計所涉及的類型進行瞭分類,例如,無綫通信類、信號分析處理類、圖像識彆類、單片機和可編程器件應用類、網絡及軟件設計類,就每類的設計要點、所用器件的選擇、設計思路做瞭說明,同時給齣瞭大量的設計實例,特彆是軟件和硬件的綜閤設計,並提供瞭大量的源程序代碼。
全書共7章。第1章介紹瞭畢業設計的文檔要求,從教師和學生兩個方麵說明瞭文檔的類型、格式和內容要求;第2章介紹瞭畢業設計所需的基礎知識,包括開發平颱、仿真工具和軟件集成開發環境,如單片機、FPGA、DSP開發闆及開發平颱的基本使用,MATLAB、SystemView的運行方法、Qt creator運用等;第3章為無綫通信類選題的設計指導,介紹瞭無綫模塊分類及其部分模塊的性能指標,列舉瞭煙霧報警、數據遙測等無綫傳輸實例;第4章為信號分析處理類選題的設計指導,介紹瞭濾波器基本性能和仿真工具使用方法,列舉瞭錶麵肌電信號采集、調幅信號解調等實例;第5章為圖像識彆類選題的設計指導,介紹瞭圖像分類和數字圖像的基本運算,列舉瞭身份證號碼識彆、手寫數字識彆等實例;第6章為單片機應用類,列舉瞭道閘係統、漢語拼音輸入等實例;第7章為網絡及軟件設計類,列舉瞭無綫傳感器網絡協議性能分析、基於Android係統移動信號測量軟件設計等實例。
本書第1章由王輝編寫;第2章由姚冰心、魯周迅、譚紅、李鑫和孫永亮編寫;第3章由魯周迅、王輝和華吉編寫;第4章由魯周迅、姚冰心和譚紅編寫;第 5 章由譚紅、魯周迅和李偉徵編寫;第6章由李鑫、王輝和孫永亮編寫;第7章由姚冰心、王輝和華吉編寫。巫詠群和王琛也為本書的編寫提供瞭幫助。全書由王輝統稿,由東南大學堵國墚教授主審。
由於作者水平所限,書中錯誤和疏漏之處難免,敬請讀者指正。
編 者
(whfiber@sina.com)
讀完這本《通信電子類畢業設計指導及實例》,我最大的感受是它對於“指導”的理解非常到位。它不是簡單地羅列各種設計流程,而是深入到每一個環節可能遇到的問題,並給齣瞭切實可行的應對策略。例如,在選題階段,它並沒有直接給齣題目,而是引導讀者從自身興趣、市場需求以及技術可行性等多個維度去思考,並提供瞭豐富的選題方嚮供參考。我特彆欣賞它在文獻調研部分的處理,它詳細介紹瞭如何有效地搜索、閱讀和分析相關的學術論文和技術文檔,以及如何從中提取關鍵信息來支撐自己的設計。而在方案設計方麵,它不僅僅是講解瞭各種理論電路,更重要的是,它通過多個實例,展示瞭如何在實際項目中進行權衡和選擇,比如在元器件的選擇、功耗的控製、抗乾擾的設計等方麵,都有非常細緻的分析。我曾經因為不知道如何從眾多元器件中挑選最閤適的而浪費瞭很多時間,這本書的講解無疑能幫助我避免類似的彎路。而且,它還提到瞭軟件仿真和硬件實現的銜接問題,這通常是很多學生容易忽視的環節,但這本書卻給瞭足夠的重視,這一點讓我覺得非常專業和全麵。
評分我一直覺得,一本優秀的畢業設計指導書籍,不應該隻停留在“教你怎麼做”,更應該“啓發你為什麼這樣做”。《通信電子類畢業設計指導及實例》恰恰在這方麵做得相當齣色。它沒有直接給你現成的代碼或者電路圖,而是通過大量的實例,讓你理解背後的設計思想和原理。比如,在講述某個無綫通信模塊的設計時,它會先分析該模塊的功能需求,然後深入探討實現這一功能的各種技術路綫,並對比它們的優缺點,最終引導讀者做齣最優選擇。這種“知其然,更知其所以然”的講解方式,讓我受益匪淺。我曾經在設計一個信號采集係統時,因為對采樣率和分辨率的理解不夠深入,導緻采集到的數據失真嚴重。這本書中的相關實例,詳細解釋瞭這些參數對係統性能的影響,以及如何在滿足要求的前提下進行優化,我相信這能幫助我避免類似的錯誤。此外,書中還非常注重工程實踐中的細節,比如PCB布綫、電源濾波、散熱設計等,這些看似微小但卻至關重要的環節,都在實例分析中得到瞭充分的體現,這讓我深刻認識到,一個成功的畢業設計,是無數細節堆砌的結果。
評分這本書的價值,我認為更多地體現在它所傳遞的“工程思維”。《通信電子類畢業設計指導及實例》不是一本簡單的“套用手冊”,而是教會讀者如何從零開始,構建一個完整的設計項目。它不僅僅局限於電路圖的繪製,更涵蓋瞭從需求分析、方案論證、原型開發到測試驗證的整個生命周期。我在閱讀過程中,尤其被書中對“係統性”的強調所打動。很多時候,我們在設計一個模塊時,容易顧此失彼,忽視瞭它與其他模塊的接口和整體性能。這本書通過多個實例,展示瞭如何在考慮整體性能的前提下,優化各個子模塊的設計,並最終實現係統的協同工作。例如,書中對於一個具有功耗優化需求的無綫傳感器網絡節點的設計分析,就非常全麵地考慮瞭硬件功耗、軟件功耗以及通信功耗,並給齣瞭相應的解決方案。這種全局觀的培養,對於培養閤格的通信電子工程師至關重要。我感覺,這本書不僅能幫助我完成畢業設計,更能為我未來的職業生涯打下堅實的基礎。
評分對於通信電子這個專業來說,理論知識與實際應用之間的鴻溝往往是學生們最頭疼的問題。《通信電子類畢業設計指導及實例》這本書,在我看來,就是一座非常堅實的橋梁。它以豐富的實例為載體,將抽象的理論知識具象化,讓復雜的電路設計變得易於理解。我特彆喜歡書中對每一個實例的拆解方式,它不僅展示瞭最終的設計成品,更重要的是,它詳細追溯瞭設計過程中的每一個決策點,包括為什麼要選擇這種方案,為什麼采用這些元器件,以及在實現過程中遇到瞭哪些挑戰,又是如何剋服的。這讓我感覺自己不僅僅是在學習一個具體的設計,而是在學習一種解決問題的思路和方法。例如,書中對一個嵌入式通信終端的設計分析,我從中不僅看到瞭硬件電路的搭建,更學習到瞭固件的開發邏輯,以及如何進行軟硬件的聯閤調試。這種係統性的講解,對於想要將理論知識應用於實際項目開發的同學來說,無疑是極其寶貴的。它教會我的不隻是“做什麼”,更是“怎麼去思考”。
評分這本書的題目就足夠吸引我瞭——《通信電子類畢業設計指導及實例》。作為一名通信電子專業的學生,畢業設計無疑是學習生涯中至關重要的一環,而市麵上真正能提供深度指導、又貼閤實際的教材卻並不多見。我尤其看重那些能夠提供具體案例分析的書籍,因為理論知識固然重要,但如何將理論轉化為實際可行的設計方案,纔是檢驗學習成果的關鍵。這本書的標題暗示著它在這方麵有著豐富的經驗和詳實的講解,這讓我充滿瞭期待。我希望它能帶領我梳理設計思路,從選題、文獻調研,到方案設計、電路實現,再到仿真測試和論文撰寫,都能有條不紊地進行。特彆是“實例”部分,我非常期待能夠看到一些經典或具有代錶性的通信電子畢業設計項目,例如無綫通信模塊的設計、嵌入式係統的開發、信號處理算法的實現等等。通過對這些實例的剖析,我希望能學習到前輩們的經驗,瞭解常見的技術難點和解決方法,甚至能從中獲得一些創新設計的靈感。對於那些缺乏項目經驗或者對設計流程感到迷茫的學生來說,這樣一本兼具理論指導和實踐案例的書籍,無疑是雪中送炭。我非常希望它能成為我畢業設計的得力助手,幫助我順利完成一項令自己滿意的作品。
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