《微機控制技術(shù)》教學(xué)大綱

1、微機控制技術(shù)課程教學(xué)大綱一、課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程是電氣自動化的一門主干專業(yè)課，主要任務(wù)是使學(xué)生具備從事電氣自動化工作所必需的微機控制技術(shù)的基本知識和基本能力，為全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強學(xué)生的社會適應(yīng)能力，培養(yǎng)良好的職業(yè)技能打下基礎(chǔ)。學(xué)完本課程后，應(yīng)達(dá)到下列基本要求：1、了解微型計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。2、掌握基本的計算機接口技術(shù)和控制算法的計算機實現(xiàn)，使學(xué)生能在實際應(yīng)用的角度，掌握模擬量輸入輸出的接口技術(shù)、人機交互技術(shù)。3、接口技術(shù)和總線接口技術(shù)和PID算法的執(zhí)行方法。提高分析問題和解決問題的能力，為微型計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計打下堅實基礎(chǔ)。4、開闊學(xué)生的眼界、啟迪并激發(fā)學(xué)生的探

2、索和創(chuàng)新精神，更深層次地提升其科學(xué)素質(zhì)。使學(xué)生了解當(dāng)今計算機控制的發(fā)展現(xiàn)狀和前沿狀況。二、教學(xué)內(nèi)容和要求（一）概述1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）微機控制系統(tǒng)的組成（2）微機控制系統(tǒng)的分類（3）微機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢教學(xué)要求：（1） 了解微型計算機系統(tǒng)的基本組成、微型計算機系統(tǒng)的分類以及其發(fā)展概況和趨勢重點： 微型計算機系統(tǒng)的原理（二）微機控制系統(tǒng)的接口技術(shù)1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1） LED顯示器接口技術(shù)（2） 鍵盤接口技術(shù)（3） 模擬量輸入通道（4） 模擬量輸出通道（5） 開關(guān)量輸入/輸出通道教學(xué)要求：（1）理解微機控制系統(tǒng)的LED顯示器接口及鍵盤接口的硬件、軟件程序設(shè)計（

3、2）理解模擬量A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理、接口電路設(shè)計方法及其程序設(shè)計（3）理解開關(guān)量I/O通道的信號調(diào)理方法及驅(qū)動電路的工作原理重點難點：重點： 模擬量、開關(guān)量輸入/輸出通道的工作原理及接口電路設(shè)計方法難點： LED顯示器接口及鍵盤接口的軟、硬件設(shè)計2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生了解一些基本的微機控制系統(tǒng)的接口技術(shù)，初步理解它們的工作原理，逐步培養(yǎng)同學(xué)們的分析微機控制系統(tǒng)接口問題的能力。（三）計算機串行通信接口技術(shù)1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）串行通信的基礎(chǔ)知識（2）MCS-51系列單片機的串行接口（3）其他常見的串行通信接口（4）VB與串行通信接口教學(xué)要求：（1）了解

4、串行通信的基礎(chǔ)知識（2）理解51系列單片機串口的組成和特性（3）了解幾種其他常見的串行通信接口重點難點：重點： 51系列單片機串口的特性難點： 串行通信的軟件編程方法2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生初步掌握MCS-51系列單片機串口通信的基本方法，逐步培養(yǎng)同學(xué)們的識讀硬件接口電路及軟件編程的能力。（四）常用控制程序設(shè)計1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）判斷程序（2）數(shù)據(jù)查找技術(shù)（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計（4）報警程序設(shè)計（5）電動機、步進電機接口技術(shù)教學(xué)要求：（1）理解判斷程序的編程方法（2）理解數(shù)據(jù)查找技術(shù)（3）了解數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方法（4）了解電動機、步進電機的接口技術(shù)及軟件編程

5、方法重點難點：重點： 電動機、步進電機的接口技術(shù)難點： 電動機、步進電機與51單片機的接口程序設(shè)計2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生初步掌握一些常用基本的控制程序設(shè)計，逐步培養(yǎng)同學(xué)們的程序設(shè)計能力。（五）離散控制系統(tǒng)及Z變換1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）離散系統(tǒng)概述（2）Z變換（3）采樣系統(tǒng)差分方程（4）脈沖傳遞函數(shù)教學(xué)要求：（1）理解離散系統(tǒng)的基本概念，搞清其與連續(xù)系統(tǒng)的區(qū)別（2）掌握各種系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)的求解方法2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生初步了解離散系統(tǒng)的特點及脈沖傳遞函數(shù)的求解方法，逐步培養(yǎng)同學(xué)們理解離散控制系統(tǒng)的能力。（六） 數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計1、教學(xué)

6、內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）概述（2）PID控制及作用（3）PID算法的數(shù)字實現(xiàn)及程序設(shè)計（4）PID參數(shù)的整定方法教學(xué)要求：（1）了解數(shù)字PID調(diào)節(jié)中的實際問題（2）掌握PID算法的數(shù)字實現(xiàn)方法和程序設(shè)計重點難點：重點：PID數(shù)字控制器參數(shù)整定的方法難點：PID控制中各環(huán)節(jié)的作用2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生初步具有整定PID數(shù)字控制器參數(shù)的技能，逐步培養(yǎng)同學(xué)們的理解PID數(shù)字控制器的能力。（七）微機控制系統(tǒng)的設(shè)計1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）微機控制系統(tǒng)設(shè)計的原則、步驟和方法（2）微機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)教學(xué)要求：（1）了解微機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則、設(shè)計步驟和設(shè)計方法（2

7、）了解干擾的種類、傳播途徑及抑制的基本原則（3）了解硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)重點難點：重點：軟硬件抑制干擾的措施 2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生初步具有處理微機控制系統(tǒng)干擾問題的技能，逐步培養(yǎng)同學(xué)們的解決實際干擾問題的能力。（八）微機控制系統(tǒng)應(yīng)用實例1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）微機在煤氣表機心負(fù)壓試漏中的應(yīng)用（2）微機在閥門定位器中的應(yīng)用（3）單片機與微機RS-485通信教學(xué)要求：（1）了解微機控制系統(tǒng)在各種實例中的應(yīng)用 2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生初步具有分析微機控制系統(tǒng)各種實例的能力。（九）現(xiàn)場總線系統(tǒng)1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容：（1）現(xiàn)場總線概述

8、（2）現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點（3）幾種常用的現(xiàn)場總線（4）現(xiàn)場總線的應(yīng)用教學(xué)要求：（1）了解現(xiàn)場總線的基本概念、結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點（2）了解現(xiàn)場總線的分類及應(yīng)用重點難點：DCS的體系結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場總線的體系結(jié)構(gòu)2、能力培養(yǎng)要求通過本單元的教學(xué)，使學(xué)生初步具有判別及選用總線類型的技能，逐步培養(yǎng)同學(xué)們應(yīng)用現(xiàn)代先進微機控制技術(shù)的能力。三、課內(nèi)實訓(xùn)項目實訓(xùn)一 A/D、D/A轉(zhuǎn)換練習(xí)1、內(nèi)容： A/D、D/A轉(zhuǎn)換練習(xí)2、目的：理解微機控制系統(tǒng)的輸入輸出通道的概念3、要求：掌握A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片與CPU的接口方法，并了解轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計方法實訓(xùn)二 微機控制實驗開發(fā)系統(tǒng)的鍵盤操作練習(xí)1、內(nèi)容：微機控制實驗開發(fā)系

9、統(tǒng)的鍵盤操作練習(xí)2、目的：初步了解和熟悉實驗開發(fā)系統(tǒng)的形狀及操作3、要求：熟悉各鍵盤的功能及使用方法，學(xué)會程序的輸入與修改四、學(xué)時分配建議學(xué)時分配建議表序號教學(xué)內(nèi)容學(xué) 時 分 配作業(yè)題數(shù)備注講課課內(nèi)實訓(xùn)小計微機控制系統(tǒng)概述2222微機控制系統(tǒng)的接口技術(shù)1021043計算機串行通信接口技術(shù)62834常用控制程序設(shè)計62825離散控制系統(tǒng)及Z變換2226數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計4427微機控制系統(tǒng)的設(shè)計2228微機控制系統(tǒng)應(yīng)用實例4629現(xiàn)場總線系統(tǒng)222合計3864421五、說明1、本課程為3學(xué)分；2、本教學(xué)基本要求適用于學(xué)制為三年的電氣自動化專業(yè)。完成課程教學(xué)的總學(xué)時數(shù)為50學(xué)時，其中講課38學(xué)時，課內(nèi)實訓(xùn)6學(xué)時，機動4學(xué)時，考查測驗2學(xué)時；3、本課程與其他課程的銜接和分工與課程有聯(lián)系的課程有：學(xué)習(xí)本課程以前，應(yīng)先修微機原理與接口技術(shù)、自動控制理論等課程。六、推薦教材及參考資料推薦教材：微型計算機控制技術(shù) 王洪慶。機械工業(yè)出版社，