计算机控制-自主学习项目任务书-2018年

常熟理工学院电气与自动化工程学院

计算机控制技术自主学习项目任务书

2017年2月

一、计算机控制自主学习的同学需要完成以下项目设计，并且在实

验室或自行购买的开发板上调试通过。

二、参加自学习的同学，每周需定期向教师汇报学习进展情况，接

受教师对课程内容以及项目设计等多方面的指导。

三、期末考核办法

参加自学习的同学，计算机控制技术课程考试采用“实践操作+项目设计报告+答辩+实验”方式，考核在实验室里分批进行。

学生在完成本任务书指定的项目设计后，在此基础上自行拟定自主设计的项目课题，课题应能体现本课程的主要内容，具有一定的工作量，涉及到硬件系统构建和软件编程两大方面，并经过教师认定后，在教师指导下，开始自主设计项目的设计和编程及调试工作，并在实验室或自行购买的开发板上调试通过后，自己对所作项目进行综合，设计一个综合性的项目或者自拟有一定意义的项目，完成项目的程序编写和实验室调试，撰写项目报告，参加自主设计项目操作和答辩考核。考核时对所设计的项目进行操作演示及说明，递交项目的报告，回答教师提出的问题。

四、综合成绩评定：

最终成绩由实验成绩和自主设计项目加权求和获得，两者的权重分别为20%、80%。其中自主设计项目成绩由项目操作演示、项目答辩、项目报告3部分组成。

项目一键盘及数码显示系统设计

一、项目任务

利用实验室现有资源或自行购买的开发板，构建一个键盘和数码显示电路，按下某个按键时，在数码管上显示出相应的按键内容。当S11按下时在数码管上显值“0”，当S12按下时在数码管上显值“1”……，即依次将S11至S26按下，在数码管上依次显示十六进制数“0-F”。

二、具体要求

1、学习书本关于键盘、显示部分相关知识。

2、按键的构成，包括独立键盘和行列式键盘两大类。

3、数码显示内容包括数字0-9以及字母A-F。

4、画出完整的电路硬件接线图。

5、用C51编写实现上述功能的程序并进行调试。

6、画出程序流程图。

三、参考电路

图1-1 矩阵键盘接口电路

图1-2 数码管接口电路原理图

项目二液位控制系统及显示电路设计

一、项目任务

本项目要求用51单片机和ADC0809芯片，利用实验室现有资源或自行购买的开发板，设计一个液位采集、与显示系统。所采集的液位范围为0-15cm，已由液位传感器后变送为0-5V的标准电压信号。将所采集的实际液位数据送到显示器显示出来。

二、具体要求

1、学习书本关于ADC0809芯片及相关知识。

2、电路的构建。

3、考虑到实验箱上只有电位器，可以使用电位器来代替液位传感器输出的电压信号。

4、画出完整的电路硬件接线图。

5、显示部分使用数码显示，有能力的同学也可以使用LCD显示。

6、系统需要设置启动和停止按钮。

7、用C51编写实现上述功能的程序并进行调试。

8、画出程序流程图。

AD0809的时序图及其工作过程：

图2-2 ADC0809工作时序图

ADC0809引脚分配表

项目三锯齿波、三角波、梯形波波形发生器

一、项目任务

本项目要求运用单片机及相关电路器件，产生锯齿波、三角波、梯形波三种不同的波形，并将波形当前值送到数码管进行显示。

二、具体要求

1、学习书本关于D/A转换芯片DAC0832的相关知识；

2、运用实验箱或者自己购买的开发板，设计基于单片机及DAC0832的波

形发生器电路。

3、画出完整的电路硬件接线图。

4、显示部分使用数码显示，有能力的同学也可以使用LCD显示。

5、系统需要设置启动和停止按钮。

6、用C51编写实现上述功能的程序并进行调试。

7、画出程序流程图。

三、参考资料及电路

1、参考电路

2、单片机与DAC0832引脚对接表

单片机与DAC0832引脚对接表

3、DAC0832控制时序图

图3-2 DAC0832控制时序图

项目四直流电动机PWM调速控制

一、项目任务

直流电机在小功率拖动系统中，依然有很广泛的应用。本项目运用单片机，对直流电机进行PWM调速控制，通过PWM方法，改变直流电机两端电压来控制电机运行的速度。

二、具体要求

1、学习书本关于直流电机PWM调速相关知识；

2、运用实验箱或者自己购买的开发板，设计基于单片机的直流电机PWM调速

控制电路。

3、画出完整的电路硬件接线图。

4、使用中断方式通过检测编码器的脉冲来检测直流电机的速度

5、画出完整的电路硬件接线图

6、将检测到的速度送显示器显示，显示部分使用数码显示，有能力的同学也可

以使用LCD显示。

7、系统需要设置启动和停止按钮。

8、用C51编写实现上述功能的程序并进行调试。

9、画出程序流程图。

三、参考资料及电路

1、直流电机闭环控制结构框图

图直流电机闭环控制结构框图

2、相关电路模块

图单片机与直流电机接口电路图3、单片机与DAC0832引脚对接表

4、注意事项：

（A）将实验箱上P1口的总开关置于“关”的状态；

（B）在本实验中，请接入外部9V电源模块。

项目五步进电机控制系统设计

一、项目任务

步进电机在现实的工业生产中应用非常广泛，尤其在机电传动控制领域，可以实现数字化的控制，是精确控制方式，比如在经济型数控机床中，使用步进电机进行刀具位置的控制。

本项目要求以单片机为核心，结合相关电路，构建步进电机控制系统，实现对步进电机正转和反转的控制，同时，在步进电机启动和停止时，实现加速和减速的控制。

二、具体要求

1、学习书本关于步进电机及其控制的相关知识；

2、运用实验箱或者自己购买的开发板，设计基于单片机的步进电机启动停止

和加速减速控制电路。

3、画出完整的电路硬件接线图。

4、系统需要设置启动和停止按钮。

5、步进电机的速度可以改变，及能够实现调速功能。

6、步进电机在启动和停止时实现加速和减速控制功能。

7、用C51编写实现上述功能的程序并进行调试。

8、画出程序流程图。

三、参考资料及电路

1、独立键盘设置

2、步进电机模块；

通过ULN2003模块的驱动步进电机，将单片机的P00-P03和ULN2003的IN1-IN4相接，步进电机的ABCD四相和ULN2003的OUT1-OUT4相接。ULN2003模块的GND接地，COM口接一个5V电源，其他端口悬空。

步进电机A相AX=P0^0;

步进电机B相BX=P0^1;

步进电机C相CX=P0^2; 步进电机D相DX=P0^3;

项目六基于组态王的恒压供水控制系统

一、项目任务

设计一个恒压供水控制系统，上位机使用组态王设计操作界面，要求界面配色合理，布局得当，美观大方。同时，界面上需要设计有相应的操作按钮，通过动画连接，连接到PLC的对应存储器。此外，界面上应有启动、停止按钮功能。具有实时曲线显示恒压供水压力，此外有能力的同学，课在设计相应的报警功能。

二、具体要求

1、学习书本关于组态王的相关知识；

2、自行通过百度搜索，到相关网站下载组态王软件并安装到自己的电脑上

3、设计基于组态王的主监控操作界面

4、定义外部链接。

5、定义数据库。

6、对按钮、实时曲线等进行动画连接。

7、进行调试运行。

三、参考资料

1、系统登陆界面；

2、主界面。

3、数据词典。