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1、计算机控制技术综合应用设计一、目的计算机控制技术综合应用设计是学生必修的实践环节之一，应使学生较系统的完成电子系统设计，从选题、方案论证、软硬件设计、软硬件实现、系统测试、总结报告等根本过程，加深对模拟电路、数字电路、微机原理、单片机嵌入式、DSP、PLC等相关课程理论知识的分析理解。通过实践引导学生把原理分析与工程设计结合，掌握软硬件系统设计的根本方法和一般规那么，提高综合应用能力，培养学生的创新思维和实践能力，为自动化电气工程综合设计和毕业设计打下巩固的根底。1、培养独立完成一个课题或实际问题的能力2、培养查阅资料文献手册的能力3、熟悉元器件类型，掌握合理选取元件的规那么4、锻炼撰写小论文
2、和设计报告的能力5、培养科学的工作作风和严谨务实的态度二、设计内容本设计的主要内容包括：自主选题、理论设计、调试与仿真、撰写设计报告并辩论等。自主选题题目参见“三、设计题目。无论选择什么题目，最后完成的方案必须包含MCU模块。除题目明确指定MCU之外，MCU种类不加限制，可在51单片机、AVR、ARM、可编程逻辑控制器、FPGACPLD、DSP、PLC等X围内自行选择。MCU在系统中的作用可简可繁，自行设计。理论设计包括方案选择、硬件系统设计、软件系统设计等。硬件设计包括单片机最小系统设计、单元电路设计、元器件选择须选通用芯片及参数计算；软件设计包括模块化层次构造图、程序流程图等。通过调试与仿
3、真，进一步完善设计，使之到达课程设计要求，使其更接近于实际产品。最后要求撰写设计总结报告，把理论设计内容，调试过程及性能指标的测试进展全面总结，把实践内容上升到理论高度。并通过辩论过程展现课程设计所做的工作。三、设计题目1、简易数字电压表X述喜a) 利用AD转换芯片测量02V电压信号b) 4位显示c) 系统工作符合一般数字电压表要求扩展要求：更多量程，如0200mV，020V等按键切换量程2、简易数字电流表X述喜a) 利用AD转换芯片和精细电阻测量020mA电流b) 4位显示c) 系统工作符合一般数字电流表要求扩展要求：更多量程，如02mA，0200mA等按键切换量程3、简易可编程恒流源X述喜
4、a) 利用DA转换芯片输出200-2000mA电流信号b) 可设置并显示输出电流给定值系统工作符合一般恒流源要求扩展要求：可步进输出电流，步进值10mA保护电路4、简易可编程稳压电源X述喜a) 利用DA转换芯片输出3-12V电压信号b) 可设置并显示输出电压给定值系统工作符合一般稳压电源要求扩展要求：可步进输出电压，步进值0.1V保护电路5、模拟数据采集器万文略a) 利用AD转换芯片采集多路05V模拟信号T=15.4Vb) 按键选择显示通道温度值，温度值T(?C)与电压U(V)对应关系:c) 系统工作符合一般数据采集器要求扩展要求:循环显示所有通道温度值对采集数据进展一阶惯性数字滤波6、简易数
5、字信号发生器万文略a) 利用DA转换输出三角波、方波、正弦波、阶梯波b) 按键切换四种波形的输出系统工作符合一般信号发生器的要求扩展要求:波形频率可调波形幅值可调7、简易交流采样万文略a) 利用电压电流互感器和AD转换芯片采集交流电压电流信号b) 轮流显示三相电压电流系统工作符合一般交流采样要求扩展要求:相位角采样有效电压计算8、简易交通灯控制系统的设计万文略利用定时器产生秒信号，控制十字路口红绿黄灯交替点亮和熄灭；a) 采用LED数码管显示交通灯剩余时间；系统工作符合一般交通灯控制要求。扩展要求：能用按键设置通行时间和暂缓通行时间；能根据各向交通流量自动调整通行时间。9、多层电梯控制器古亮每
6、层电梯入口处有上下开关，电梯内有设定到达楼层的停站开关。梯位置及门状态a) 电梯停站时，1s后开门，4s后关门b) 系统工作符合一般电梯要求扩展要求：电梯内设置开关门按钮电梯门防夹控制10、自动售货机古亮a) 自动出售多种货物，按键操作及错误提示有指示灯b) 按键选择货物，利用按键模拟5元和10元纸币输入c) 系统工作符合一般自动售货机要求扩展要求：声音提示退钱功能11、出租车计费系统古亮a) 脉冲信号模拟车轮转动，3公里以内起步价5元，超过3公里每元b) 功能按键，显示公里数和费用c) 系统工作符合一般出租车计价器要求扩展要求：低速时进入等待计时状态，等待计时超过5分钟后，每分钟0.9元夜班
7、加价功能12、彩灯控制器古亮a) 4种以上彩灯花型变化显示模式b) 清零复位系统工作符合一般彩灯控制器要求扩展要求：彩灯变换的快慢节拍可以在选择多种花型可以自动变换，循环往复13、篮球赛计时计分器贺娟a) 倒计时方式显示单节比赛剩余时间，可暂停b) 显示双方得分，按键输入可修改分值c) 系统工作符合一般篮球赛计时计分器要求扩展要求：时间及分值如有错误可修改单节比赛或整场比赛完毕时声音提示14、简易数字钟贺娟可以显示电可以显示电0.5公里0.9a) 要求准确显示“时、“分、“秒，24小时制；具有整点报时功能，在每小时59分51秒、53秒、55秒、57秒发出低音，59秒整发出高音；系统工作符合一般
8、时钟要求。扩展要求：具有校时功能，用户可修改“时、“分，且互不影响；可切换12小时制和24小时制。15、数字秒表贺娟a) 最小显示位10ms,计时X围059分59秒990毫秒b) 一键控制三种工作状态：清零、计时、停顿系统工作符合一般秒表要求扩展要求：可记录多个成绩秒表精度0.1s16、简易数字频率计贺娟用于测量数字信号的频率并显示结果，测频X围0.1Hz9999Hz；a) 通过按键控制频率计的启动和停顿；系统工作符合一般频率计的要求。扩展要求：测量周期可调，分为1秒和10秒两档；测频X围扩大到99999Hz17、RS232通信彭小峰a) 双机通过RS232通信b) 主机发送并显示10以下的随
9、机数，从机显示该数的阶乘值c) 系统工作符合一般232通信要求扩展要求：波特率可调主从机均可发送随机数，在接收机上显示对应阶乘值18、RS485通信彭小峰a) 一主机，二从机。b) 从机上报开机信息给主机，主机显示各从机是否开机。c) 系统工作符合一般485通信要求扩展要求：主机可主动查询从机是否开机主机可远程控制从机复位19、I2C通信彭小峰a) 系统包括四个数字键14，按键后将对应数字存放在EEPROM24C02中b) 系统复位后显示最近一次按键c) 系统工作满足一般I2C通信要求扩展要求：统计显示系统开机次数统计显示每个按键的使用次数20、SPI通信彭小峰a) 系统包括四个数字键14，按
10、键后将对应数字存放在AT93C46中b) 系统复位后显示最近一次按键c) 系统工作满足一般I2C通信要求扩展要求：统计显示系统开机次数统计显示每个按键的使用次数21、超声波测距周鹏a) 利用超声波换能元件发射及接收超声波信号b) 利用超声波反射时间差推算反射面距离并显示c) 系统工作满足一般超声波超声波测距要求扩展要求：按键输入数字温度利用温度值进展温度补偿22、步进电机控制周鹏a) 设计步进电机控制器b) 步进电机可正反转c) 系统工作满足一般步进电机控制要求扩展要求：步进电机可调速可指定角度转动23、PWM脉宽调制*周鹏a) 用D/A转换器输出PWM控制信号b) 控制脉宽，可调整小直流电机
11、快慢或LED指示灯明暗c) 系统工作满足一般PWM脉宽调制要求扩展要求：按键调速可设定加速度24、点阵LED显示屏周鹏a) 单片机控制LED点阵显示屏显示字符和汉字b) 按键控制显示字符切换c) 系统工作满足一般点阵LED显示屏要求扩展要求：滚动显示其他动画字幕效果25、基于PLC的交通灯控制系统设计蒋东荣aS7-200PLC编程或欧姆龙PLC；b用一个启动开关控制信号灯组；c用LED模拟信号灯，东西、南北黄灯、绿灯、红灯各一组，系统工作符合一般交通灯控制要求。扩展要求：a能用按键设置通行时间和暂缓通行时间；b能根据各向交通流量自动调整通行时间。26、基于PLC的喷泉模拟控制系统设计蒋东荣aS
12、7-200PLC编程或欧姆龙PLC;b用LED模拟三组ABC喷头，一点动开关；C按点动开关，A组先喷5秒，然后BC两组同时喷且A组停，5秒后B组停，而AB两组又同时喷，再经过2秒，C组也开场喷，持续5秒后，全部停顿喷水，再经过3秒后重复前述过程。扩展要求：a能用按键选择喷泉式样；b能用按键选择喷泉间隔时间。27、基于PLC+组态王的自动往返的小车控制系统设计蒋东荣aS7-200PLC编程或欧姆龙PLC；b在组态王里模拟小车；c限位开关用于小车自动往返，动画演示。扩展要求：a能用按键设置小车速度；b中途可以任意停车。28、基于PLC的四层电梯控制系统设计蒋东荣aS7-200PLC编程或欧姆龙PL
13、C；b系统工作符合一般电梯工作要求；c用LED灯模拟电梯层数、平层操作，平层时，延时1s开门，4s后关门红色LED。扩展要求：a电梯内设置开关门按钮；b电梯门防夹控制。四、进度安排五、根本要求时间工程学时数DAY1发动及准备工作2H总体方案设计4HDAY2硬件设计6HDAY3软件设计12HDAY4DAY5软件调试6HDAY6硬件调试（仿真）12HDAY7DAY8撰写设计报告12HDAY9DAY10辩论与总结6H课程设计过程采用相对集中方式，以班为单位集中到实验室进展实训。配备计算机、相关软件及电子元器件等器材设备。实验室提供常见元器件及设备，其他所需器件应提前通知实验室采购或自行购置。在课程设
14、计过程中，实训教学课堂化，严格考勤制度，在课程设计期间累计旷课到达10学时，取消考核资格。需要外出查找资料，购置电子元件时，必须向指导教师请假，经同意前方可外出。因课程设计题目众多，相对分散。采取自主选题+抽签方式决定学生选题，每个题目限两组学生，每组学生不超过3人，鼓励学生单独完成。小组成员既要分工，又要协作，同一小组成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经历，但每个学生必须独立完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。六、设计报告设计报告需独立完成，格式符合要求，文字不含图形、程序不少于3000字，图形绘制规X。其根本格式如下：封面参见附页摘要目录正文参考文献其中，正文应包括以下内容：一、概述1、所做题目的意义2、本人所做的工作3、系统主要功能二、硬件电路设计及描述1、阐述方案选择及设计思想。针对一种方案来谈，阐述为什么要采用这种方案，它有什么优势；或者提出两种以上方案，通过比拟它们的优缺点，确定一种方案。2、绘制原理框图，描述各功能单元之间的逻辑关系将硬件设计按功能划分假设干局部或单元，每一局部用一个方框表示，将各局部之间的逻辑关系用带方向的线
