數(shù)據(jù)萬挖掘課程設(shè)計報告模板

1、河南科技大學(xué)河南科技大學(xué) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 說說 明明 書書 課程名稱課程名稱 軟件項目綜合實踐軟件項目綜合實踐 題題 目目 院院 系系 國際教育學(xué)院國際教育學(xué)院 班班 級級 計科計科 08082 2 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 劉煥文 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 孫士保、白秀玲、趙海霞、楊春蕾 日日 期期 2011.8.292011.8.292011.9.92011.9.9 軟件項目綜合實踐任務(wù)書軟件項目綜合實踐任務(wù)書 軟件項目綜合實踐 題目 【超市商品銷售/圖書借閱/學(xué)生成績】數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng) 姓名學(xué)號專業(yè)班級 組長同組成員 指導(dǎo)教師孫士保 白秀玲 趙海霞 楊春蕾 軟件綜合 實踐目的 通過綜合實踐，使學(xué)生鞏

2、固數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)挖掘等知識， 將理論與實際相結(jié)合，完成一個小型數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。在此 基礎(chǔ)上強(qiáng)化學(xué)生的實踐意識，提高其實際動手能力和創(chuàng)新能力。 軟件綜合 實踐環(huán)境 硬件：裝有 windows 操作系統(tǒng)的計算機(jī) 軟件：SQL Server 2000 及【填寫自己采用的開發(fā)工具 】 。 軟件綜合 實踐任務(wù) 和要求 任務(wù)：1.進(jìn)行【超市商品銷售/圖書借閱/學(xué)生成績】數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、解釋評估等步驟的設(shè) 計；2.實現(xiàn)【超市商品銷售/圖書借閱/學(xué)生成績】數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的 【xx，填寫自己實現(xiàn)的功能名稱】功能。 要求：1.功能滿足需求說明、界面友好

3、、保證一定性能要求。2.撰 寫出符合要求的軟件項目綜合實踐報告。 參考 文獻(xiàn) 學(xué)生自己填寫，按報告要求的格式學(xué)生自己填寫，按報告要求的格式 時 間 進(jìn) 度 安 排 序號起止日期工 作 內(nèi) 容 12011 年 8 月 29 日講授數(shù)據(jù)挖掘概念及其算法，學(xué)生分組 22011 年 8 月 30 日數(shù)據(jù)預(yù)處理，根據(jù)給定的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)形 成挖掘處理所需要的數(shù)據(jù)格式 32011 年 8 月 31 日-9 月 5 日算法設(shè)計 42011 年 9 月 6 日界面設(shè)計:參數(shù)設(shè)置，閾值設(shè)定；結(jié)果顯 示 52011 年 9 月 7 日程序組裝調(diào)試 62011 年 9 月 8 日形成文檔內(nèi)容及格式撰寫要求，講授文檔

4、撰寫方法，撰寫軟件綜合實踐報告 72011 年 9 月 9 日上交軟件綜合實踐報告 附：超市商品銷售數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明附：超市商品銷售數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明 一、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法 要求挖掘出超市商品銷售之間的關(guān)聯(lián)，如哪些商品往往會一起購買。 1數(shù)據(jù)管理。對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)工作。 2.數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事務(wù)。 如：事務(wù) 1：牙膏、牙刷、 牛奶、餅干 事務(wù) 2：牛奶，面包，手套 即顧客一次購買的商品名稱。 3 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如事務(wù)：牙膏、牙刷、 牛奶、餅干。可轉(zhuǎn)換為：1，2，3，4 4數(shù)據(jù)挖掘。采用

5、關(guān)聯(lián)規(guī)則中的 Apriori 算法對超市銷售事務(wù)集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖 掘。挖掘出的結(jié)果形如：牛奶=面包 支持度 2%，置信度 30%，或牛奶、面 包=牙刷 支持度 0.5%，置信度 1% 5結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價。 如上述第一例，可解釋為：包含牛奶和面包的交易數(shù)與總交易數(shù)之比為 2%，包 含牛奶和面包的交易數(shù)與包含牛奶的交易數(shù)之比為 30%。 二、決策樹方法 要求挖掘出各類商品的銷售額和利潤之間的關(guān)聯(lián)。 1 數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事 務(wù)。 數(shù)據(jù)集形式 序號食品 類（銷售 額） 洗化 類（銷售

6、 額） 服裝 類（銷售 額） 書籍 類（銷售 額） 家電 類（銷 售額） 利 潤（銷 售額） 113696545621264569 高 25644586932891687 中 3296126565432126 低 其中每條數(shù)據(jù)為一天的銷售情況，利潤為決策屬性，其余為條件屬性，數(shù)字表 示該類商品的銷售額。 2 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如：銷售額100 可轉(zhuǎn)換為 1, 100銷售額5000，100洗化類利潤 Comment MS1: 報告上不要寫上 高 4結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價。 附：學(xué)生成績數(shù)據(jù)挖掘系

7、統(tǒng)需求說明附：學(xué)生成績數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明 一、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法 要求挖掘出學(xué)生各門功課成績間的關(guān)聯(lián)，如什么課程成績好會導(dǎo)致另外課程成 績較好。 1數(shù)據(jù)管理。對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)工作。 2.數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。 事務(wù)集數(shù)據(jù)形式。其中每項的數(shù)字為該門課程的考試成績。 序號離散 數(shù)學(xué) 數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu) 操作 系統(tǒng) 計算 機(jī)網(wǎng)絡(luò) 組 成原理 面 向?qū)ο?程序設(shè) 計 1847490847565 2736381765274 3 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 首先將連續(xù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為離散數(shù)據(jù)，如：優(yōu)、良、中、及格、不及格。 接著再進(jìn)行轉(zhuǎn)化，如事務(wù)：離散數(shù)學(xué) 優(yōu)

8、、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 良、操作系統(tǒng) 及、計算機(jī) 網(wǎng)絡(luò) 中、組成原理 優(yōu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 中。可轉(zhuǎn)換為：1，3，6，7，2，8 4數(shù)據(jù)挖掘。采用關(guān)聯(lián)規(guī)則中的 Apriori 算法對學(xué)生成績集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。 挖掘出的結(jié)果形如：組成原理 優(yōu)=操作系統(tǒng) 優(yōu) 支持度 2%，置信度 30% ， 或組成原理 優(yōu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 良=操作系統(tǒng) 良 支持度 3%，置信度 20% 5結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價。 如上述第一例，可解釋為：包含組成原理 優(yōu)和操作系統(tǒng) 優(yōu)的事務(wù)數(shù)與總事務(wù) 數(shù)之比為 2%，包含組成原理 優(yōu)和操作系統(tǒng) 優(yōu)的事務(wù)數(shù)與包含組成原理 優(yōu)的 事務(wù)數(shù)之比

9、為 30%。 二、決策樹方法 要求挖掘出學(xué)生各門功課成績和就業(yè)之間的關(guān)聯(lián)。 1 數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事 務(wù)。 數(shù)據(jù)集形式。其中“就業(yè)情況”為決策。 序號離散數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng) 絡(luò) 組成原 理 面向?qū)?象程序 設(shè)計 就業(yè)情 況 1847490847565 已就業(yè) 2736381769284 未就業(yè) 2 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。數(shù)據(jù)預(yù)處理 Comment MS2: 報告上不要寫上 方法同關(guān)聯(lián)規(guī)則算法。 3數(shù)據(jù)挖掘。采用決策樹對學(xué)生成績集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，形成決策樹，并形成 分類。決策樹略。分類規(guī)則形如：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

10、優(yōu)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)=已就業(yè) 4結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價。 附：圖書借閱數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明附：圖書借閱數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明 一、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法 要求挖掘出所借閱圖書間的關(guān)聯(lián)，如哪些圖書往往會一起借閱。 1數(shù)據(jù)管理。對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)工作。 2.數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事務(wù)。 如：事務(wù) 1：數(shù)據(jù)庫原理、SQL Server、 操作系統(tǒng) 事務(wù) 2：組成原理，數(shù)據(jù)挖掘，網(wǎng)頁制作 即顧客一次購買的商品名稱。 3 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如事務(wù)：數(shù)據(jù)庫原理、

11、SQL Server、 操作系統(tǒng)?？赊D(zhuǎn)換為：1，2，3 4數(shù)據(jù)挖掘。采用關(guān)聯(lián)規(guī)則中的 Apriori 算法對圖書借閱事務(wù)集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖 掘。挖掘出的結(jié)果形如：數(shù)據(jù)庫原理= SQL Server 支持度 2%，置信度 30%，或數(shù)據(jù)庫原理、SQL Server=Delphi 支持度 0.5%，置信度 1% 5結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價。 如上述第一例，可解釋為：包含數(shù)據(jù)庫原理和 SQL Server 的交易數(shù)與總交易數(shù) 之比為 2%，包含數(shù)據(jù)庫原理和 SQL Server 的交易數(shù)與包含數(shù)據(jù)庫原理的交易 數(shù)之比為 30%。 二、決策樹方

12、法 要求挖掘出所借閱圖書和整理圖書間的關(guān)聯(lián)，如哪些圖書借閱量多時需要對圖 書進(jìn)行整理。 。 1 數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。 數(shù)據(jù)集形式 序號計算機(jī)類文學(xué)類數(shù)學(xué)類哲學(xué)類生物類整理圖書 1124523956 否 25216211219 是 33687144578 是 其中每條數(shù)據(jù)為圖書一天的借閱量，整理圖書為決策屬性，其余為條件屬性， 數(shù)字表示該類圖書的借閱量。 2 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如：借閱量10 可轉(zhuǎn)換為 1, 10借閱量50，20文學(xué)類整理圖書 是 4結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價

13、。 目錄目錄 第一章第一章需求分析需求分析.1 1.1 課程設(shè)計題目.1 1.2 課程設(shè)計任務(wù)及要求.1 1.3 軟硬件運(yùn)行環(huán)境及開發(fā)工具.1 第二章第二章概要設(shè)計概要設(shè)計.2 2.1 步進(jìn)電機(jī)流程圖.2 2.2 步進(jìn)電機(jī)設(shè)計原理及其方法.2 第三章第三章詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)設(shè)計.3 3.1 硬件設(shè)計與軟件設(shè)計.3 3.2 硬件電路的設(shè)計與實現(xiàn).4 第四章第四章系統(tǒng)調(diào)試與操作說明系統(tǒng)調(diào)試與操作說明.7 4.1 系統(tǒng)調(diào)試.7 4.2 操作說明.7 第五章第五章課程設(shè)計總結(jié)與體會課程設(shè)計總結(jié)與體會.8 致謝致謝.9 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).10 附錄附錄 步進(jìn)電機(jī)控制程序步進(jìn)電機(jī)控制程序.11 第一章第一章 需

14、求分析需求分析 1.1 課程設(shè)計題目課程設(shè)計題目 微機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計。 目前在社會的各個方面都有用到了步進(jìn)電機(jī)，比如：打印機(jī)控制打印發(fā)票的長度，工 廠利用步進(jìn)電機(jī)把傳送帶上的各種元件停在不同工人的操作臺前，等等一系列的應(yīng)用?？?制步進(jìn)電機(jī)的順時針旋轉(zhuǎn)，逆時針旋轉(zhuǎn)，快速旋轉(zhuǎn)和慢速旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，讓 其在社會上廣泛的應(yīng)用。 1.2 課程設(shè)計任務(wù)及要求課程設(shè)計任務(wù)及要求 在這次步進(jìn)電機(jī)的課程設(shè)計中，我們要完成步進(jìn)電機(jī)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，在最后 的測試中可以完成老師所要求的四項功能?？焖夙槙r針旋轉(zhuǎn)，慢速順時針旋轉(zhuǎn)，快速逆時 針旋轉(zhuǎn)和慢速逆時針旋轉(zhuǎn)。 實驗要完成實驗方案論證，電路原理圖

15、和元器件布局圖設(shè)計、電路建構(gòu)、軟件編程、 調(diào)試、運(yùn)行以及實驗指導(dǎo)書文檔的建立等一整套工作任務(wù)。控制軟件，使用 C 語言。 課程設(shè)計思想 步進(jìn)電機(jī)是將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的一種機(jī)電式數(shù)模轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角位 移與輸入脈沖的個數(shù)成正比；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率成正比；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動 方向與輸入脈沖對繞組加電的順序有關(guān)。因此，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角位移、轉(zhuǎn)速以及方向均 受輸入脈沖的控制。 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式是指各相繞組循環(huán)輪流通電的方式。如四相步進(jìn)電機(jī)有單四拍、 雙四拍、單雙八拍和雙八拍幾種方式。為了實現(xiàn)對各繞組按一定方式輪流加電，需要一個 脈沖循環(huán)分配器。循環(huán)分配器可用硬件電路來實現(xiàn)，也可用

16、軟件來實現(xiàn)。采用軟件來設(shè)計 脈沖循環(huán)分配器，又有兩種方法：控制字法和循環(huán)查表法。 1.3 軟硬件軟硬件運(yùn)行環(huán)境及開發(fā)工具運(yùn)行環(huán)境及開發(fā)工具 一、軟硬件運(yùn)行環(huán)境一、軟硬件運(yùn)行環(huán)境 利用 MFID 實驗平臺和自制的步進(jìn)電機(jī)模塊板進(jìn)行硬件連接，利用 MF 集成開發(fā)環(huán)境 進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計，調(diào)試，直到使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行。要求步進(jìn)電機(jī)（四相步進(jìn) 電機(jī)）以雙八拍方式運(yùn)行，同時要實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式、方向、速度、啟/停的控制。 二、開發(fā)工具二、開發(fā)工具 實驗所使用的實驗開發(fā)設(shè)備是 MFID 型多功能微機(jī)實驗平臺，它的硬件由基本系統(tǒng)、外 設(shè)功能模塊和面包板實驗區(qū)三大部分，按模塊化開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計而成。

17、不僅具有很好的可 添加性和靈活性，而且整個平臺的硬件資源全部向用戶開放，由用戶自由支配，系統(tǒng)不占 用，給用戶留下廣闊的可資使用的硬件資源，避免了那種大部分硬件資源被占用的固定式 封閉帶來的弊端。 第二章第二章 概要設(shè)計概要設(shè)計 2.1 步進(jìn)電機(jī)流程圖步進(jìn)電機(jī)流程圖 要完成步進(jìn)電機(jī)的四個功能，首先要用到四個開關(guān)語句，因為選用的是 C 語言編程， 所以用 Switch 循環(huán)語句來控制，其程序概要的流程圖如下： 開始 8255 初始化，關(guān) 74LS373 Switch 循環(huán)，開 74LS373 退出循環(huán)，關(guān) 74LS373 結(jié)束 圖 2.1 概要流程圖 2.2 步進(jìn)電機(jī)設(shè)計原理及其方法步進(jìn)電機(jī)設(shè)計原

18、理及其方法 步進(jìn)電機(jī)的速度基本控制電路，由 8255 的 PC0 送出控制脈沖來驅(qū)動功率三極管 TIP122，使用兩種控制方法來控制三級管的導(dǎo)通時間進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。加上反向 器提供功率三極管的基極偏流，加上 LED 可以顯示脈沖的工作情形，只要由 PC0 送入工作 脈沖，LED 便會一閃一閃，同時使直流電機(jī)轉(zhuǎn)動。 若 PC0 送出低電位則 LED 點(diǎn)亮，功率三極管 TIP122 導(dǎo)通，電機(jī)則全速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng) PC0 送 出高電位，LED 熄滅，三極管 TIP122 截止，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，適當(dāng)?shù)目刂?PC0 的輸出脈沖可 以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 首先，根據(jù)實驗要求，設(shè)計步進(jìn)電機(jī)控制電路,然后，按照

19、電路原理，選用一些元器件， 在面包板上分別搭建電路模塊。 由于實驗中要用到 MFID 多功能微機(jī)實驗平臺板上的 8255A 作接口控制信號，所以要用 兩頭帶插針的軟導(dǎo)線，通過 26 芯電纜的插孔將 8255A 的輸出信號接入面包板，這樣，整個 的組成了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件。 其次，編寫步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的控制程序，并進(jìn)行調(diào)試。最后，加入軟件控制程序，分 別對這兩個接口進(jìn)行驅(qū)動，組成了直流電機(jī)控制系統(tǒng)。 第三章第三章 詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)設(shè)計 3.1 硬件設(shè)計與軟件設(shè)計硬件設(shè)計與軟件設(shè)計 一、硬件設(shè)計一、硬件設(shè)計 1.1.基本系統(tǒng)基本系統(tǒng) 基本系統(tǒng)包括總線驅(qū)動板和實驗平臺。其作用有二： 將系統(tǒng)總線從總線

20、機(jī)內(nèi)引到機(jī)外的實驗平臺上。 在實驗平臺上提供各種典型的接口電路，供連接外設(shè)功能模塊。 2.2.外設(shè)功能模塊外設(shè)功能模塊 這里所說的外設(shè)功能模塊包括微機(jī)的 I/O 設(shè)備和元器件以及指示燈、開關(guān)等。這 些外設(shè)加上各自的驅(qū)動電路就構(gòu)成了不同的外設(shè)功能模塊，它們是微機(jī)接口的控制和 連接的對象。 用戶將外設(shè)功能模塊掛接到平臺辦的接口插座和插槽上，與平臺上的接口芯片相 結(jié)合，可構(gòu)成各種各樣外設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)的接口電路。外設(shè)功能模塊可以任意添加。 3.3.面包板實驗區(qū)面包板實驗區(qū) 面包板實驗區(qū)包括一塊高質(zhì)量面包板和平臺板的接口插座、插槽，以及扁平連接 電纜與連接導(dǎo)線，供用戶自行設(shè)計、安裝、調(diào)試外設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)電路之用

21、。面包板實驗 區(qū)是新實驗開發(fā)和新產(chǎn)品開發(fā)的強(qiáng)有力的工具。 4.4.步進(jìn)電機(jī)控制區(qū)步進(jìn)電機(jī)控制區(qū) 控制區(qū)包括一個芯片，一個LS芯片，四個 TIP122 三極管和 一個步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的四根控制線分別與四個三極管相連，不同的信號步進(jìn)電機(jī) 產(chǎn)生不同的動作。 為了控制步進(jìn)電機(jī)的啟/停和運(yùn)行方向，通常采用設(shè)置硬件開關(guān)或軟件開關(guān)的方法。 所謂硬開關(guān)方法，一般是在外部設(shè)置按鍵開關(guān) SW，并且約定當(dāng)某個開關(guān) SW 按下時啟動 運(yùn)行或停止運(yùn)行，而另外一個 SW 開關(guān)的開啟可用來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度。為此， 需要在程序中將開關(guān) SW 的狀態(tài)讀入，以便檢測 SW 是否按下。所謂軟開關(guān)方法，就是 利用系統(tǒng)的鍵盤，

22、定義某一個鍵，當(dāng)該鍵按下時，啟動或停止運(yùn)行。為此，在程序中 要利用 DOS 系統(tǒng)功能調(diào)用來檢測鍵盤輸入。本次課程設(shè)計中使用的使硬開關(guān)的方法。 設(shè)置了 SW1 和 SW2 兩個硬開關(guān)，分別連接到 8255A 的 PC0 和 PC1，分別用以控制步進(jìn)電 機(jī)的啟/停和方向控制。 二、軟件設(shè)計二、軟件設(shè)計 考慮到步進(jìn)電機(jī)有四個動作快速順時針旋轉(zhuǎn)；慢速順時針旋轉(zhuǎn)；快速逆時針旋轉(zhuǎn)； 慢速逆時針旋轉(zhuǎn)。所以需要用到一個switch語句，里面包括四個 case 語句，分別來控 制選擇步進(jìn)電機(jī)的四個動作。 快速順時針旋轉(zhuǎn)時，就用正的相序表和短延時；慢速順時針旋轉(zhuǎn)時，就用正的相序表 和長延時；快速逆時針旋轉(zhuǎn)，反的相

23、序表和短延時；慢速逆時針旋轉(zhuǎn)，反的相序表和長延 時。程序流程圖如下： 圖 3.2 詳細(xì)流程圖 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方向是采用設(shè)置相序表的指針進(jìn)行控制，其相序表如下： 表 3.1 相序表 3.2 硬件電路的設(shè)計與實現(xiàn)硬件電路的設(shè)計與實現(xiàn) 步進(jìn)電機(jī)接口的硬件部分主要是提供輸送相序代碼的并行數(shù)據(jù)線，以及保護(hù)電機(jī)的繞 組的器件，所以接口電路以 8255 為主芯片，將 PA 口作為數(shù)據(jù)口，傳送加點(diǎn)代碼，再加上 鎖存器 74LS373 作繞組保護(hù)。另外，還有功率驅(qū)動管 TIP122,以及二極管，按鍵開關(guān) SW 等， 其電路原理圖如下： 圖 3.3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊電路連接圖 一、實驗平臺并行接口插座一、實驗平臺并

24、行接口插座 并行接口插座有 26 根信號線，其中 24 根信號線是來自 8255 的三個端口（A 口、B 口 和 C 口） ，輸出有鎖存功能，輸入有緩存功能。可作三個獨(dú)立的 8 位傳送，也可作 16 位傳 送，為用戶提供設(shè)計各種并行設(shè)備控制模塊的并行接口電路。J5 還包括了+5V 電源線和地 線。 二、二、8255A 的基本特性的基本特性 8255A 是個具有兩個 8 位（A 口和 B 口）和兩個 4 位（C 口高/低 4 位）并行 I/O 端口 的接口芯片，它為 Intel 系列 CPU 與外部設(shè)備之間提供 TTL 電平兼容的接口，如打印機(jī)、 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換器、鍵盤、步進(jìn)電機(jī)以及需要同

25、時兩位以上信息提供傳送的一切形式的并行 接口。并且它的 PC 口還具有按位置位/復(fù)位功能，為按位控制提供了強(qiáng)有力的支持。 D0D7：雙向數(shù)據(jù)線，用于 CPU 向 8255A 發(fā)送命令、數(shù)據(jù)和 8255A 向 CPU 回送狀態(tài)、 數(shù)據(jù)。 CS:選片信號，低電平有效，由系統(tǒng)的高位地址線經(jīng) I/O 端口地址譯碼電路產(chǎn)生。 A1，A0：芯片內(nèi)部端口地址信號。 RD：讀信號，低電平有效。 WR:寫信號，低電平有效。 RESET:復(fù)位信號。 PA0PA7：端口 A 的輸入/輸出線。 PB0PB7：端口 B 的輸入/輸出線。 PC0PC7：端口 C 的輸入/輸出線。 三、三、PCB 圖和圖和 3D 效果圖效

26、果圖 下面的 PCB 圖是用 Protel 軟件經(jīng)過自動布線后生成： 圖 3.4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊 PCB 圖 這是由 PCB 圖生成的 3D 效果圖： 圖 3.5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊 3D 效果圖 第四章第四章 系統(tǒng)調(diào)試與操作說明系統(tǒng)調(diào)試與操作說明 4.1 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試 把電路接好以后，首先用平臺上封裝好的程序?qū)﹄娐愤M(jìn)行測試，如果步進(jìn)電機(jī)能夠正 常運(yùn)轉(zhuǎn)就開始編寫自己的程序。不過在調(diào)試硬件的時候常常會遇到一些意想不到的結(jié)果， 如：步進(jìn)電機(jī)根本就不旋轉(zhuǎn)、左右擺動等等。 步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)，可能是因為開關(guān)沒有接正確，或是端口號搞錯了；左右擺動則是因 為步進(jìn)電機(jī)的四根控制線的順序接錯了。 硬件調(diào)試好了就要

27、開始調(diào)試軟件了，這個系統(tǒng)的程序比較簡單主要的就是四個開關(guān)語 句，調(diào)試軟件的時候一定要注意相序表的順序，如果相序表里的八個數(shù)字的順序搞錯了， 步進(jìn)電機(jī)也會亂旋轉(zhuǎn)。 4.2 操作說明操作說明 把連接好的硬件通過芯數(shù)據(jù)線連接到 MFID 平臺上，在平臺上運(yùn)行已編輯好的程序， 運(yùn)行通過后，在提示語言下，輸入命令：按回車后，步進(jìn)電機(jī)快速順時針旋轉(zhuǎn)；按回 車后，步進(jìn)電機(jī)慢速順時針旋轉(zhuǎn)；按回車后，步進(jìn)電機(jī)快速逆時針旋轉(zhuǎn)；按回車后， 步進(jìn)電機(jī)慢速逆時針旋轉(zhuǎn)；按回車后，步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。運(yùn)行后的會出現(xiàn)下面的提示： 圖 4.1 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行界面 至此，基本實現(xiàn)了實驗要求，實驗結(jié)果正確。 第五章第五章 課程設(shè)計總結(jié)

28、與體會課程設(shè)計總結(jié)與體會 在這個課程設(shè)計中，我主要負(fù)責(zé)進(jìn)行硬件的連接和調(diào)試工作，通過將近一個星期的學(xué) 習(xí)和探索，終于按老師的要求完成了各項任務(wù)，用軟件控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方 向。作為該小組的組長，不僅完成了自己的工作,而且還協(xié)助我們小組的其他成員完成他們 的工作。在整個課程設(shè)計階段，不僅學(xué)會了怎么協(xié)調(diào)分工，讓每個組員能夠參與到課程設(shè) 計中來，而且還學(xué)會了很多書本上沒有的東西。 但是在整個課程設(shè)計階段，自己還有很多不足的地方，一旦遇到很難解決的問題，陷 入困境后，很難自己獨(dú)立的解決問題，常常需要老師的引導(dǎo)。在今后的學(xué)習(xí)工作過程中還 要加強(qiáng)獨(dú)立解決問題的能力。 作為開放式設(shè)計型的實驗，不僅

29、僅可以激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識，讓學(xué)生感受、 理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維習(xí)慣，重視培養(yǎng)學(xué)生收集信 息的能力，獲取新知識的能力， 更可以提高學(xué)生實際動手能力，熟練的使用各種儀器和實 際布線能力。 剛開始拿到哪個 6 針腳的開關(guān)時,不知道怎么用。最后在老師的指導(dǎo)下，用萬用表測量 一對一對的針腳，當(dāng)開關(guān)沒有按下時，三對針腳，任何一對都不通，當(dāng)按鈕按下時，有兩 對針腳是通的，搞清了開關(guān)按下時是哪兩個針腳是通的，順利的完成了開關(guān)的連接。通過 這件事讓我們知道了一個道理，以后在工作中碰到的很多問題都是我們沒見過的，但是在 這些陌生問題前千萬不能退縮，要想辦法通過各種途徑來解

30、決問題。 作為開放式設(shè)計型實驗，對于軟件方面的調(diào)試，先只是需要在編譯環(huán)境中編譯、連接 通過。然后連接硬件線路，連接之前先檢測元器件，方法見上，能夠?qū)τ布为?dú)檢測的， 最好先單獨(dú)檢測硬件電路。最后是軟硬件聯(lián)合起來調(diào)試。 剛開始的時候，總覺得做這個小小的實驗沒有什么用，只是當(dāng)作一份作業(yè)來完成，能 達(dá)到要求就行。后來通過和張老師的一次長談后，讓我們認(rèn)識到了一個問題，不管是多么 簡單的或是多么難的課題，我們都要認(rèn)真的對待，其實步進(jìn)電機(jī)在我們的生活中已經(jīng)應(yīng)用 到了各個方面，比如，超市里打印發(fā)票的打印機(jī)，工廠里的定點(diǎn)傳送帶等等。再由這個小 小的實驗推廣開來，有很多我們熟悉的實驗都可以得到應(yīng)用。 設(shè)計完步進(jìn)

31、電機(jī)的控制系統(tǒng)，就我個人來說，加深了對 8255A 芯片和 74LS373 芯片這 兩個芯片工作原理的理解，了解了在 MFID 微機(jī)實驗平臺上進(jìn)行微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的方案、 過程。在硬件方面，增強(qiáng)了我的實際動手能力，能夠熟練的使用萬用表檢測元器件， ；就軟 件方面，進(jìn)一步熟練了 C 語言編程，學(xué)會了使用 Protel 來繪制電路原理圖。通過論文的撰 寫，提高了我的綜合思維能力和文字表達(dá)能力。另外，提高了我的分析問題和解決問題的 能力，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時候，不是全部將線取下后再次連接，而是就電路中出現(xiàn)的情況 進(jìn)行分析，找出錯誤的原因，從而，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。 致謝致謝 在這篇論文即將完成之時，我

32、要在這里特別的感謝一下在我的畢業(yè)設(shè)計過程中幫助和 關(guān)心過我的老師和同學(xué)。 在畢業(yè)設(shè)計的整個實驗過程中，龔義建，張緒輝,陳宇三位老師給了我很多的關(guān)心和幫 助。陳老師更是直接指導(dǎo)了課程設(shè)計工作。龔老師態(tài)度謙遜、專業(yè)知識深厚，在接口技術(shù) 方面有很深的造詣,對我的畢業(yè)設(shè)計工作給予了極大的支持和最熱誠的幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué) 態(tài)度、親和的工作作風(fēng)以及深厚的科研知識，都給我留下了深刻的印象。從龔老師身上， 我學(xué)到了很多東西，不僅是學(xué)術(shù)知識，還有工作方式、治學(xué)態(tài)度等。 張緒輝老師在我整個設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中，給了我很多非常好的建議和幫助，使 我能順利地完成課題的實際操作工作。還有同組的何長江,徐愛萍,詹靜昀同

33、學(xué)，都對我給 予了幫助，在此一并表示感謝。 最后，再一次向所有關(guān)心過我、幫助過我的老師和同學(xué)送上最深的謝意和最真摯的祝 福！ 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 32 位微機(jī)實驗指導(dǎo)書,華中科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 2 劉樂善等，微型計算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用，武漢，華中科技大學(xué)出版社， 3 王元珍等,IBM-PC 宏匯編語言程序設(shè)計 4 清華大學(xué)計算機(jī)教研室，微型計算機(jī)及外部設(shè)備常用芯片手冊，清華大學(xué)出版社， 2001，152-155 5 江思明，電路工程設(shè)計Protel99 實例演練，人民郵電出版社 6 附錄附錄 步進(jìn)電機(jī)控制程序步進(jìn)電機(jī)控制程序 ( (備注：軟件設(shè)計類源代碼可以不打印，但提交的電子文檔中不能省略備

34、注：軟件設(shè)計類源代碼可以不打印，但提交的電子文檔中不能省略) ) /*-*/ /* hushichao.cpp(微機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制接口實驗) */ /* 步進(jìn)電機(jī) Source File */ /*- */ #include #include #include #include void main() int zheng8=0 x05,0 x15,0 x14,0 x54,0 x50,0 x51,0 x41,0 x45;/正相序表 int fan8=0 x45,0 x41,0 x51,0 x50,0 x54,0 x14,0 x15,0 x05;/反相序表 int i=0;/正循環(huán)初值 int j=0;/反循環(huán)初值 int a;/開關(guān)選擇 outportb(0 x303,0 x81);/初始化 outportb(0 x303,0 x09);/置 PC4=1 關(guān)閉 74LS373 printf(n1 kuai shu zheng