电气类单片机毕业设计实战指南:如何借助 AI 工具高效完成报告撰写与代码开发
本文探讨了AI技术在电气类本科毕业设计中的应用指南。针对选题设计、硬件开发、软件编程、系统调试和报告撰写五个关键环节,提供了合规使用AI工具(如DeepSeek-R1、通义千问等)提升效率的具体方法,包括生成代码框架、分析调试问题、优化技术文档等。文章强调AI仅作为辅助工具,必须经过人工校验和修改,严禁直接提交AI生成内容。同时指出必须规避的五类高风险行为,如学术造假和安全隐患。最终指出毕业设计的
适用对象:电气工程、自动化、测控技术与仪器等专业本科生
核心目标:在保证学术诚信前提下,合理利用 AI 提升开发效率与文档质量
强调原则:AI 是“辅助工具”,不能替代设计思考、电路调试、论文原创性
推荐工具(2025年国内可用):
- DeepSeek-R1(开源免费,支持长文本,可本地部署)
- 通义千问(Qwen)
- Kimi(月之暗面)
- 文心一言(ERNIE Bot)
⚠️ 注意:本文仅讨论工具技术能力与使用方法,不涉及境外工具访问方式。
一、电气单片机毕设典型痛点与 AI 可辅助环节
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选题与方案设计 |
题目陈旧、创新点模糊 |
提供相似课题参考思路(非代写),辅助梳理技术路线图 |
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硬件电路设计 |
Proteus 仿真报错、PCB 布局不合理 |
解释报错含义,建议常见抗干扰措施(如电源滤波、光耦隔离) |
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C51/STM32 编程 |
外设驱动(ADC、UART、PWM)配置繁琐 |
生成基础初始化代码框架(需人工校验寄存器配置) |
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系统调试 |
串口无输出、传感器数据异常 |
分析日志/现象,提出排查步骤(如检查晶振、上拉电阻) |
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报告撰写 |
格式混乱、原理描述不专业 |
优化语句通顺度、术语规范性;不可直接生成全文 |
🔒 学术诚信提醒:
- 所有 AI 生成内容必须经本人理解、修改、验证后使用;
- 在致谢或附录中可注明“部分文字经 AI 工具辅助润色”,符合高校普遍要求;
- 严禁直接提交 AI 生成报告/代码,属学术不端。
二、分阶段实操指南(附真实案例)
阶段 1:选题与开题报告辅助
合规用法:输入课题方向 → 获取技术可行性分析建议
📌 示例 Prompt(通义千问):
“我计划做‘基于 STM32 的温室大棚温湿度监测与自动控制系统’,使用 DHT11 和继电器模块。请分析:
(1)该方案在本科毕设中的创新性是否足够?
(2)可能遇到的技术难点有哪些?
(3)建议增加哪些功能提升完整性?”
✅ AI 输出要点(人工提炼后写入报告):
- 创新性提升建议:增加 LoRa 远程传输(对比 Zigbee 成本更低)、历史数据本地存储(SPI Flash);
- 难点预警:DHT11 时序严格,需注意 GPIO 延时精度;继电器干扰可能导致单片机复位;
- 安全规范:强电部分必须加隔离,符合《GB/T 16895 建筑电气安全标准》。
📌 合规边界:AI 仅提供思路启发,最终选题与方案需学生自主决策。
(1)生成基础驱动框架(DeepSeek-R1 示例)
// 注意:此为简化示意,实际需校验时序、添加错误处理
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "ds18b20.h"
#define DS18B20_PIN GPIO_PIN_0
#define DS18B20_PORT GPIOA
void DS18B20_GPIO_Init(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Pin = DS18B20_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 初始设为输出
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
// 复位时序(需严格按 datasheet 调整延时)
uint8_t DS18B20_Reset(void) {
uint8_t presence = 0;
HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(480); // 480us 低电平
HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, GPIO_PIN_SET);
// 此处应转为输入模式检测低脉冲(AI 未完善处,需人工补充!)
// ...
return presence;
}
🔍 关键提醒:
- AI 生成的延时函数
HAL_Delay(480)在 STM32F1 中精度不足(SysTick 为 1ms),实际需用DWT或定时器;- 必须对照 DS18B20 数据手册逐行校验,AI 可能遗漏关键细节;
- 该代码仅作参考,调试通过后方可使用。
(2)调试辅助:当 OLED 显示乱码
输入现象(Kimi):
“STM32F103C8T6 + SSD1306 OLED,I2C 地址 0x78,示波器测 SCL/SDA 有波形,但屏幕全黑或显示乱码。已检查电源 3.3V 正常。”
✅ AI 建议排查步骤(实测有效):
- 确认 I2C 地址:部分模块为 0x7A(写地址 0x7B),用
HAL_I2C_IsDeviceReady()扫描; - 检查 OLED 初始化序列是否包含
0xAE(Display OFF)→0xAF(Display ON); - 电源电流是否足够(OLED 峰值电流 >100mA,建议独立 LDO 供电);
- 尝试降低 I2C 速率至 100kHz(
hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000)。
阶段 3:毕业设计报告撰写辅助
合规原则:AI 仅用于语言润色、结构优化、术语规范,不可生成核心内容
✅ 正确用法示例(文心一言):
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“我用了单片机读温度,然后显示到屏幕。” |
“系统采用 STM32F103C8T6 作为主控制器,通过单总线协议采集 DS18B20 数字温度传感器数据,经数据处理后驱动 SSD1306 OLED 模块实时显示环境温度。” |
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“电路有点干扰,后来加了电容就好。” |
“针对继电器动作引起的电源波动问题,在 VCC 与 GND 间并联 100μF 电解电容 + 0.1μF 陶瓷电容,有效抑制高频噪声(参考 EMC 设计规范 IEC 61000-4-4)。” |

💡 效率提升点:
- 技术术语标准化(如“单片机”→“微控制器 MCU”)
- 自动生成图表标题(如“图 3-2 温度采集模块电路原理图”)
- 检查参考文献格式(GB/T 7714)
四、必须规避的 5 类高风险行为
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学术不端 |
直接提交 AI 生成报告/代码 |
AI 仅作草稿参考,核心内容手写 |
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版权侵权 |
爬取他人毕设代码声称原创 |
使用开源库(注明 LICENSE),自主实现业务逻辑 |
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硬件安全 |
AI 建议省略隔离电路 |
严格按电气安全规范设计强电部分 |
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数据造假 |
虚构测试结果 |
如实记录调试过程,分析失败原因亦是亮点 |
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工具依赖 |
无 AI 则无法编程 |
确保掌握基础:Keil 编译、ST-Link 下载、示波器抓波 |
五、结语:让 AI 成为你的“技术协作者”
电气类毕设的核心价值在于:
✅ 理解从传感器→信号调理→MCU→执行器的完整链路
✅ 掌握硬件抗干扰与软件容错设计思想
✅ 形成规范的工程文档撰写能力
AI 工具恰如一位不知疲倦的助手——它能帮你快速查阅资料、减少低级语法错误、启发设计思路,但电路板上的焊点、示波器上的波形、调试时的顿悟时刻,永远属于你自己。
合理使用,方得始终。祝各位同学顺利完成高质量毕业设计!
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