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1、Computer Control Technology课程设计任务书课题名称： 计算机控制系统方案设计 系 别：电子与信息工程学院 电子工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 10电子 时 间：2013年6月17日至2013年6月28日指导教师：王丽蓉， 李善寿，张鸿恺，伍超，谢陈磊 系主任（签字）： 2013年 6 月 15 日 课程设计任务书一课题名称：计算机控制系统方案设计二课程设 计目的和要求1设计目的本课程设计是本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。通过本课程设计，使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，进一步巩固与综合专业基础知
2、识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能；培养学生独立自主、综合分析的思维与创新能力，最终使学生初步具有设计小型计算机控制系统的硬件及软件的能力。同时，通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的一系列过程，使学生得到一次科学研究工作的初步训练。从而，在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。2设计要求（1）初步掌握计算机控制系统的分析和设计的基本方法。完成系统电气原理图的绘制，主要程序流程框图的绘制。（2）要求电气原理图设计可行，基本能够实现课题要求的功能。程序流程框图绘制规范。（3）算法仿真程序设计完整，程序可以运行。（4）完成一份课程
3、设计报告, 要求将设计内容及设计工作需要注意的事项写成一份设计报告，要求文字通畅、字迹工整，3000-5000 字。三课程设计内容及步骤1、设计子课题 见附录2、设计内容 见附录子课题说明3. 步骤 (1)系统方案的确定(2)硬件系统设计(3)软件系统设计 (4)撰写设计报告a.设计题目、目录；b.任务要求；c.系统总体方案；d.各个硬件模块设计和原理图；e.各个软件模块设计和流程图；f.心得体会和参考资料四课程设计时间分配课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。第一阶段：阅读研究课程设计指导书与任务书，复习有关知识，收集文献资料，设计系统框图。此阶段约占总时间的20%。（提交查阅的资料，总体方
4、案设计）第二阶段：对装置、器件、芯片作好选型，细划与设计、绘出各部分接口电路图，完成主要程序框图绘制。约占总时间的60%。 （提交原理图，包括元器件选型）第三阶段：整理、汇总、撰写课程设计报告。约占总时间的20%。（6月28号交课程设计报告）五考核方式及成绩评定1、考核方式由平时检查、提问抽查、课程考试成绩与说明书质量（答辩）等几方面结合起来考虑：学习与设计态度的认真性，课堂知识理解掌握的深入程度，画图软件应用的熟练程度，设计方案的正确性或合理性，图文的质量效果，是否独立完成，是否具有独立分析解决问题的能力和创新精神等。2、考核成绩评定标准成绩按优、良、中、及格、不及格五级分制评定。优：学习与
5、设计态度很认真，设计方案正确， 图文质量好，独立完成。良：学习与设计态度认真，设计方案基本正确， 图文质量较好，独立完成。中：学习与设计态度较认真，设计方案基本正确，图文质量一般，独立完成。及格：学习与设计态度一般，设计方案有错误， 图文质量一般，或有抄袭行为。不及格：学习与设计态度很不认真，设计方案有原则错误，图文质量差，或抄袭行为严重。六参考文献电路分析类书籍；信号检测类书籍；计算机程序设计类书籍；工业设计类书籍；互连网相关资源。附录 课题一：温度控制系统(电炉)的设计 1、课题目的 （1）掌握温度控制系统的特点、组成和接口电路。 （2）掌握微机与温度控制器、电加热器的接口电路。 （3）选
6、择控制算法，实现电炉的闭环控制。2、设计说明 （1）最佳控制PID参数的测定。 （2）温度控制算法的设计与比较。3.设计要求（1）系统方案的确定 按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，作出系统框图。（2）硬件系统设计 按控制系统的实现方案，作出硬件原理图。（3）系统程序设计采用模块化设计，设计实时钟管理模块，温度采集、校正及状态检测模块，温度控制模块，系统初始参数设定模块，报警模块，键盘、显示接口模块。 4、总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题二：运用8051、ADC0809设计一个8路数据采集系统1、课题目的（1）掌握数据采集系统的设计方法。（2）结合80
7、51设计一个8路数据采集系统。2、设计说明（1）A/D转换器采用查询方式。（2）把A/D转换结果显示在6为LED显示器上，显示方法为静态、软译码方式，且第一位显示通道号，后4位显示采样值。3、设计要求（1）方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，作出系统框图。（2）硬件电路设计按控制系统的实现方案，作出硬件原理图。（3）系统程序设计采用模块化设计方法，作出初始化程序、主程序、显示子程序和模/数转换子程序。4、总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题三：直流电动机的脉宽调速控制系统的设计1、课题目的（1）掌握直流电动机调速方法。（2）掌握脉宽调速控制系统的设
8、计方法。（2）设计一个直流电动机脉宽调速控制系统。2、设计说明（1）要求实现直流电机的启动，加减速，正反转等功能。（2）绘制直流电机的驱动电路，要有光电隔离单元。（3）具有停/起功能键、正/反向控制键。3、设计要求（1）方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，作出系统框图。（2）硬件电路设计按控制系统的实现方案，作出硬件原理图。（3）系统程序设计采用模块化设计方法，作出初始化程序、主程序、脉宽调速控制程序。4、总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题四：步进电动机控制系统的设计1、课题目的（1）熟悉步进电机的结构，熟悉步进电机启动，停止，加速，减速，细分控
9、制原理。（2）设计一个基于单片机的步进电机调速控制系统。2、设计说明（1）选择一款步进电动机，描述其电气参数。（2）要求能够实现对步进电机的调速、细分等控制，具有控制转动方向功能。（3）具有光电隔离单元。（4）具有停/起功能键、正/反向控制键。3、设计要求（1）方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，作出系统框图。（2）硬件电路设计按控制系统的实现方案，作出硬件原理图。（3）系统程序设计采用模块化设计方法，作出初始化程序、主程序、控制程序。4、总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题五：基于单片机的数字式超声波测距仪设计1、课题目的（1）掌握超声波测距的基
10、本原理。（2）设计一个超声波测距仪的程序。2、设计说明（1）设计超声波发射电路，超声波接收电路。（2）完成距离检测的程序设计，实现距离的LED显示。3、设计要求（1）方案论证按超声波测距的基本原理，设计检测系统的实现方案， （2）系统程序设计采用模块化设计方法，作出程序。4、总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题六：基于PID算法或大林算法的软件仿真系统设计1、课题目的（1）掌握PID算法的基本原理。（2）掌握PID算法各种改进方法。（2）设计一个实现变速积分的PID算法的程序。2、设计说明（1）被控对象为一电阻加热炉，其数学模型为 ，设计PID算法实现系统在220V电源供电
11、，8 kW电阻加热时的温度控制，温度控制的稳态误差范围为1度。（2）分析PID算法的特性。对PID算法的改进方法进行分析。（2）设计PID算法的程序。利用matlab软件进行系统仿真。3、设计要求（1）方案论证按PID控制的基本原理，决定系统程序的实现方案， （2）系统程序设计采用模块化设计方法，作出程序。4、总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。课题七：基于智能交通信号灯系统方案设计与仿真 1、课题目的（1）熟悉交通灯的控制原理。（2）设计一个交通灯控制程序。2、设计说明（1）设计交通灯控制系统电路。（2）完成红、绿、黄交通灯的切换，各方向灯的同步切换等功能。（3）设计交通灯控制软件并用PROTEUS软件仿真实现交通灯系统。3、设计要求（1）方案论证按交通信号灯控制的基本原理，设计系统的实现方案， （2）系统程序设计 采用模块化设计方法，作出程序。4、总结报告：写出完成整个设计的详细步骤和系统性能分析。