计算机控制技术综合课程设计方案

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、总结报告等基本过程，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基本方法和一般规则，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坚固的基础。

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则4、锻炼撰写小论文和设计报告的能力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、撰写设计报告并答辩等。

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MC U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、A VR、ARM、可编程逻辑控制器、FPGA\CPLD、DSP、PLC等范围内自行选择。

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结构图、程序流程图等。

通过调试与仿真，进一步完善设计，使之达到课程设计要求，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行全面总结，把实践内容上升到理论高度。

并通过答辩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★★★<刘述喜）a)利用AD转换芯片测量0~2V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0~200mV，0~20V等●按键切换量程2、简易数字电流表★★★<刘述喜）a)利用AD转换芯片和精密电阻测量0~20mA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0~2mA，0~200mA等●按键切换量程3、简易可编程恒流源★★★★<刘述喜）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c)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★★★★<刘述喜）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c)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0~5V模拟信号b)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：T=15.4Vc)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●对采集数据进行一阶惯性数字滤波6、简易数字信号发生器★★★<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c)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c)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）a)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；b)采用LED数码管显示交通灯剩余时间；c)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）a)每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。

可以显示电梯位置及门状态b)电梯停站时，1s后开门，4s后关门c)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0.5公里0.9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c)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结束时声音提示14、简易数字钟★★★<贺娟）a)要求准确显示“时”、“分”、“秒”，24小时制；b)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；c)系统工作符合一般时钟要求。

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，计时范围0~59分59秒990毫秒b)一键控制三种工作状态：清零、计时、停止c)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）a)用于测量数字信号的频率并显示结果，测频范围0.1Hz~9999Hz；b)通过按键控制频率计的启动和停止；c)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；●测频范围扩大到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1~4，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1~4，按键后将对应数字存放在A T93C46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●利用温度值进行温度补偿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）a）S7-200PLC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）a）S7-200PLC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组也开始喷，持续5秒后，全部停止喷水，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）a）S7-200PLC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）a）S7-200PLC编程或欧姆龙PLC；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、基本要求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行实训。

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买。

在课程设计过程中，实训教案课堂化，严格考勤制度，在课程设计期间累计旷课达到1 0学时，取消考核资格。

需要外出查找资料，购买电子元件时，必须向指导老师请假，经同意后方可外出。

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验，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，图形绘制规范。

其基本格式如下：●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●阐述方案选择及设计思想。