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1、测控09 级微机应用系统设计与综合实验任务书一、课程在教学计划中的地位和作用微机应用系统设计与综合实验 课程是测控技术专业本科生必修的一门技术基础课 程。通过该课程的学习使学生对微机系统有一个全面的了解、掌握常规芯片的使用方法、掌 握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法。为了使我们微机应用课程设计目标更明确，要 求更具体，学生收获更大，我们特编写课程设计任务书，学生可根据本人的爱好任选其中一 个课题，要求独立完成课题，写出课程设计说明书，设计出电路原理图，说明工作原理，画 出电路板图,编写程序及程序流程图。希望同学认真阅读本任务书，认真查阅资料与上机调 试，圆满完成课程设计。通过课程设计进一步
2、锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。计算机科学在 应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际：掌握这方面的知识更要 强调解决实际问题的能力。同学们要着重学会面对一个实际问题，如何去自己收集资料，如 何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地去分析和解决前 进道路上的一切问题，最终到达胜利的彼岸。二、设计内容及要求设计 1： 空调机控制系统设计设计内容：设计一个分体式空调机的微机控制系统。要求完成以下基本控制功能。 制冷与制热状态的恒温自动控制。 用户的温度设定和定时时间的设定。 送风控制。 自动去湿控制。 定时、开、关机的控制。 三分钟延时启动
3、的保护。 .当前环境的温、湿度以及设定温度的发光二极管显示功能。设计相应的 A/D 转换器、定时/计数器、并行接口、显示等微机接口电路，可在 线键盘参数设置、定时检测、显示、报警，其中控制输出部分采用模拟量或开关量进 行控制（参见微机原理应用实验教程）。 .ADC0809采样，LED显示，3位参数给定与显示，灯光报警。 .5G14433采样，LED显示，3位参数给定与显示，喇叭报警。设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。设计 2：家用风扇控制器设计内容：1. 设计一个家用风扇控制器。控制器面板为：按钮三个，分别为风速、类型和停止， LED 指示灯六个，指示风速强、中、
4、弱，类型为睡眠、自然和正常。2. 电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停转状态。3. 处于工作状态时，有：(1) 初始状态为：风速-“弱”，类型-“正常”；(2) 按“风速”键，其状态由“弱”T“中”T“强” T“弱”.往复循环改变，每按一下按 键改变一次；(3) 按“类型”键，其状态由“正常”T“睡眠”T“自然”T“正常”.往复循环改变；4. 风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。5. 类型的不同选择，分别为：(1) 正常电扇连续运转；(2) 自然电扇模拟自然风，即转4s,停8s；(3) 睡眠电扇慢转，
5、产生轻柔的微风，运转8s,停转8s；6. 按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。 设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。设计 3：汽车信号灯控制系统设计内容：1. 设计汽车信号灯微机控制系统；2. 所需执行的操作由相应的开关状态反映，所需控制的信号灯有仪表板左/右转弯灯、 左右头灯和左右尾灯共六类灯，其驾驶操作与灯光信号对应关系如下：(1) 左/右转弯(合上左/右开关) ：仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪烁。(2) 紧急开关合上：所有灯闪烁。(3) 刹车( 合上刹车开关) ：左右尾灯亮。(4) 左/右转弯刹车：仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪
6、烁，右/左尾灯亮。(5) 刹车、合上紧急开关：尾灯亮、仪表板灯、头灯闪烁。(6) 左/右转弯刹车，并合上紧急开关：右/左尾灯亮，其余灯闪烁。(7) 停靠(合上停靠开关)：头灯、尾灯以30Hz的频率闪烁(用定时器定时)。(8) 倒车时：尾灯亮并鸣喇叭报警。 设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。设计 4：直流电动机的位置测量与控制系统的设计 设计内容：掌握直流电动机控制系统的硬件设计方法，通过机械机构将直流电机的角位 移转换为直线位移，利用电位器和 A/D0809 转换器，构成直流电机测量位置系统。利用 D/A0832 转换器的输出电压控制电机运转和方向。当直流电机运转
7、时，带动电位器旋转，电 位器输出值模拟量，通过A/D转换采集数据，电位器输出模拟量与指针位置成近似线性关系， 也就是说，采集的数字量，就反映出指针所指示的位置。然后把给定位置与反馈位置进行比 较，如果反馈位置信号小于给定值，则控制电机正转，反之，控制电机反转。最终实现直流 电机的位置闭环控制，使指针稳定在刻度尺的某一给定位置上。学会编制直流电动机定位和测量指针指示位置程序的软件设计方法。实现直流电动机的 位置闭环自动控制，为了观察、比较给定值和实际测量的位移值，将测量值以十进制数的形 式显示在实验仪的数码管上，单位为毫米。该内容即为机电平台上指针所指示的位置值。设计要求：设计出电路原理图，说明
8、工作原理，编写程序及程序流程图 （参见 DVCC-DJ4 电机控制机电一体实验仪使用说明书）设计 5：出租车计价器设计设计一个出租车计程计价器，模拟一个检测车轮转动里程的计价系统。要求具有时钟和 计程计价显示功能：当启动键被按下时，系统开始计程，同时显示出起价和每公里单价；在 行驶过程中，实时显示已行走的里程数和当前累计价格；当清除键被按下时，计程计价器清 0。需要完成以下几个部分的硬件设计：1 车轮转动里程检测电路；2 里程计数中断电路；3 时钟计时与显示电路；4 启动与清除电路。设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程 （参见微机原 理应用实验教程书）。设计 6：多参数
9、实时采集与处理系统设计设计一个可以采集两路参数、参数分辨率为8 位的实时数据采集与处理系统。假定两路 参数对应的直流电压在05V范围内变化，要求对通道0每隔Is采样一次，共采集100次； 对通道 1 每隔 5s 采样一次，共采集 20 次。并要求将不同通道采集的数据进行相应的处理后 以电压值的形式分别显示在屏幕的不同区域上或7段数码显示器上。设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图（参见微机原理 应用实验教程）。设计 7：温度采集系统软硬件设计设计内容：以8088CPU为核心设计一个温度巡回检测系统（A/D采用ADC0809 ）,系统可 实现4路温度信号的采集，在4位LE
10、D显示器上显示当前温度。模拟现场4个点的温度巡回 检测，温度范围0510 Co （温度信号用电位器可调电压模拟），2Co对应数字量为01H。每 隔0.5s检测一次，每点连续采集4次，取其平均值，经标度变换，转为BCD码后送LED显 示，4路循环显示，每路持续2s。4位LED的显示方式为：通道号温度佰位十位个位设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。设计 8：温度测控系统软硬件设计设计内容：以8088CPU为核心设计一个温度测控系统，温度测量部分采用ADC0809,控 制输出部分采用8255控制加热器加热/冷却，系统实现一路温度信号的测控，在3位LED 显示器上显示当前温
11、度。控制温度范围076.5 Co，每隔0.2s检测一次，每点连续采集5 次，取其中值，经标度变换，转为BCD码后送显示器显示，每Is刷新一次显示。设定温度为0摄氏度时变换放大电路送出的模拟量为0.0V，此时A/D输出的数字量为 00H;温度为76.5C时变换器送出对应电压4.98V,此时A/D输出的数字量为FFH,即每0.3C 对应1LSB的变化量,对应电压值为19.5mV。报警温度设定为76.5C，此时，输出电压约为 5.0V左右。显示方式为：例：温度：45.0 CO设计要求：设计出电路原理图（包含传感器变送部分），说明工作原理，编写程序及程 序流程图。 （参见温度、压力实验平台使用说明书）
12、设计 9：步进电机变频调速方向及角度控制设计设计内容：掌握步进电动机控制系统的硬件设计方法和步进电动机变频启动的控制技 术。学会编制步进电动机驱动程序的软件设计方法。由于步进电机启动时，通常系统惯性及 负载的影响，启动力矩较大。电机无法从静止状态瞬间加速到正常工作转速。为了防止步进 电机失步，在实际系统中必须采用变频启动的方法：电机低速启动，获得较大的力矩，再通 过增加驱动脉冲的频率，使电机逐步加速到正常工作转速。通过8255输出控制电机的转速，实现步进电机的变频加速启动和角度。并用A/D0809 输入转换为数字量（00HFFH）,作为步进电机步进频率的控制量。从而实现步进电机变频 启动和调速
13、控制。设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图（参见DVCC-DJ4 电机控制机电一体实验仪使用说明书）设计 10：电子秤设计设计内容：以8088CPU为核心设计一个电子秤检测系统（A/D采用ADC0809 ），系统可实 现一路压力信号的采集，在显示器上显示当前质量。利用CZL-1R型桥路（应变片）压力传感器（量程500克）实现R-V物理量变换，将压力传感 器输出的小信号经过放大和低通滤波后，送至A/D转换器ADC0809转换成8位数字量信号。 编制程序，采集并显示压力值（显示质量）。在测量过程中，当压力超过容限后，通过电压比较开通硬件报警电路报警。每隔0.1s 检测一次
14、，连续检测10次，取其平均值，经标度变换，转为BCD码后送显示器显示，每1s 刷新一次显示。显示方式为：例：重量： 500 g设计要求：设计出电路原理图（包含传感器变送部分），说明工作原理，编写程序及程序 流程图。设计 11：步进电动机位置测量与控制设计与应用设计内容：掌握步进电动机控制系统的硬件设计方法，通过机械机构将步进电机的角位移转换为直 线位移，利用电位器和A/D0809转换器，构成步进电机测量位置系统。用8255A输出脉冲信 号，驱动步进电机转动,通过调节脉冲信号的宽度来控制步进电动机速度；改变相线通电顺 序，即改变定子磁场旋转的方向，从而达到控制步进电动机正反转方向控制。当步进电机
15、运 转时，带动电位器旋转，电位器输出值模拟量，通过A/D转换采集数据，电位器输出模拟量 与指针位置成近似线性关系，也就是说，采集的数字量，就反映出指针所指示的位置。然后 把给定位置与反馈位置进行比较，如果反馈位置信号小于给定值，则控制电机正转，反之， 控制电机反转。最终实现步进电机的位置闭环控制，使指针稳定在刻度尺的某一给定位置上。学会编制步进电动机定位和测量指针指示位置程序的软件设计方法。实现步进电动机的 位置闭环自动控制，为了观察比较、给定值和实际测量的位移值，将测量值以十进制数的形 式显示在实验仪的数码管上，单位为厘米。该内容即为机电平台上指针所指示的位置值。设计要求：设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。（参见DVCC-DJ4电机控制 机电一体实验仪使用说明书）设计 12：直流电动机变频调速及方向控制设计设计内容：掌握直流电动机控制系统的硬件设计方法和直流电动机速度调节、方向控制 技术。学会编制直流电动机驱动程序的软件设计方法。通过改变施加于电机两端的电压大小 达到调节直流电机转速的目的。 D/A 采用 DAC0832 转换输出控制直流电机两端电压，达到控 制直流电动机速度；电动机正反转方向控制，要求改变直流电动机的转向，必须改变电磁转 矩的方向。根据左手定则，可以通过改变电枢电流的方向（既D/A0832转换输出正或负
