08(7)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)李雪飛 編沈陽(yáng)大學(xué)信息工程學(xué)院課程編碼：1233191 適用層次：本科 周數(shù)：1適用專業(yè)：自動(dòng)化 適用學(xué)期:第7學(xué)期 撰寫(xiě)人：李雪飛 審核人：李浚圣 教學(xué)院長(zhǎng)：范立南課程設(shè)計(jì)的目的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)一個(gè)較完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，可以加深對(duì)本門(mén)課程所學(xué)理論知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，還可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，為將來(lái)畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)的基本要求必須按時(shí)完成老師布置的設(shè)計(jì)任務(wù)。能綜合應(yīng)用課程中所學(xué)

2、的理論知識(shí)。課程設(shè)計(jì)成果以課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)體現(xiàn)，字?jǐn)?shù)（含圖表或程序）不少于3000字。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)必須給出打印稿。要求條理清楚，語(yǔ)言通順，繪圖清晰，排版規(guī)范。必須獨(dú)立地完成本課程設(shè)計(jì)，嚴(yán)禁抄襲他人的設(shè)計(jì)結(jié)果。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)抄襲他人設(shè)計(jì)結(jié)果，一律按不及格處理。在課程設(shè)計(jì)期間，學(xué)生應(yīng)保證出勤，嚴(yán)格遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律。課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1題目：（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其主要功能有：可實(shí)現(xiàn)116通道單端模擬量輸入，輸入電壓范圍為010V，分辨率為12位。并且實(shí)時(shí)顯示通道號(hào)和相應(yīng)的輸入電壓值。要求：完成軟、硬件設(shè)計(jì)。（2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（二） 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其主要功能有：可實(shí)

3、現(xiàn)對(duì)116路模擬量輸入信號(hào)的采集，輸入電壓為05V，分辨率為8位，并且實(shí)時(shí)顯示通道號(hào)和相應(yīng)的輸入電壓值。要求：完成軟、硬件設(shè)計(jì)。（3）溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)已知某熱電偶的測(cè)溫范圍為0200，其輸出電壓為02V，設(shè)計(jì)一個(gè)溫度測(cè)量電路。其主要功能有：要求其分辨率為8位，能實(shí)時(shí)顯示溫度值，具有上、下限報(bào)警功能（正常溫度范圍為30180）。要求：完成軟、硬件設(shè)計(jì)。（4）恒溫控制電路的設(shè)計(jì) 已知某溫度測(cè)量系統(tǒng)的溫度參數(shù)由傳感器檢測(cè)，經(jīng)處理后，轉(zhuǎn)換為05V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并通過(guò)ADC0809芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，存儲(chǔ)到內(nèi)存單元中?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)其恒溫電路部分：設(shè)計(jì)具有輸入恒溫值功能的鍵盤(pán)（恒溫范圍020），且當(dāng)實(shí)際溫度超過(guò)

4、或低于設(shè)定的恒溫值2時(shí)，紅色LED發(fā)出信號(hào)，并且控制加熱電阻是否加熱。要求：完成軟、硬件設(shè)計(jì)。（5）電子鐘設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能：開(kāi)機(jī)時(shí)，電子鐘從12：00：00開(kāi)始自動(dòng)計(jì)時(shí)。設(shè)置按鍵，能對(duì)時(shí)、分、秒進(jìn)行調(diào)整。要求：完成硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)。（6）聲光報(bào)警器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能：本報(bào)警器有兩個(gè)按鈕：一個(gè)為報(bào)警按鈕，一個(gè)為報(bào)警解除按鈕，當(dāng)按下報(bào)警按鈕時(shí)揚(yáng)聲器報(bào)警，揚(yáng)聲器用1KHz信號(hào)響100ms，500Hz信號(hào)響200ms，交替進(jìn)行聲響報(bào)警，在報(bào)警期間報(bào)警指示燈亮，當(dāng)按下報(bào)警解除按鈕時(shí)則解除報(bào)警。要求：完成硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)。（7）多路搶答器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能：多路搶答器電路可供不少于8名參賽選手使用。每名

5、參賽選手各有一個(gè)搶答按鈕，在主持人用按鈕清零并發(fā)出搶答指令后，進(jìn)行搶答。電路配有LED數(shù)碼顯示，能顯示優(yōu)先搶答的選手編號(hào)，同時(shí)配有語(yǔ)音提示電路；數(shù)碼顯示和語(yǔ)音提示可由主持人用清除按鈕清除。設(shè)有啟動(dòng)和停止功能，并能顯示啟動(dòng)狀態(tài)。要求：完成硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)。（8）倒計(jì)時(shí)數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能：設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)系統(tǒng)，定時(shí)范圍：5900秒，每秒減1，并有數(shù)碼管顯示。還要有啟動(dòng)和停止功能。要求：完成硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)。（9）基本波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能：設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，利用DAC0832輸出方波、三角波、梯形波和鋸齒波，并將DAC0832輸出的電流轉(zhuǎn)換成電壓形式。要求：完成硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)

6、。（10）基本直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能：設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，利用ADC0809將直流模擬電壓信號(hào)（05V）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并顯示電壓值，精度為0.01V。要求：完成硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)。2主要的設(shè)計(jì)步驟（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體分析，充分了解所要設(shè)計(jì)電路的功能及要求，明確應(yīng)完成的任務(wù)。（2）方案選擇與論證通過(guò)查閱資料對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較論證，選擇合適的設(shè)計(jì)方案，力爭(zhēng)做到合理、可靠、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)、便于實(shí)現(xiàn)。繪制出整體框圖。（3）硬件電路設(shè)計(jì)確定各功能模塊的電路結(jié)構(gòu)，選擇芯片型號(hào)，繪制出完整的電路原理圖。（4）軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)已設(shè)計(jì)好的硬件電路及題目的功能要求，畫(huà)出主要的程序框圖及

7、編寫(xiě)出必要的程序。選擇合適的語(yǔ)言編寫(xiě)程序，編寫(xiě)時(shí)盡量采用現(xiàn)有的子程序以提高程序設(shè)計(jì)速度。（5）調(diào)試與修改：在有條件的情況下，可以進(jìn)行調(diào)試。（6）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)使用規(guī)定格式的用紙。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括如下內(nèi)容：設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)（用模板打印，在學(xué)院網(wǎng)上自行下載）設(shè)計(jì)方案論證：包括設(shè)計(jì)方案選擇論證的基本過(guò)程，選定設(shè)計(jì)方案的框圖。硬件電路設(shè)計(jì)過(guò)程：包括各功能模塊的電路結(jié)構(gòu)，具體芯片的選擇，電路的工作原理等。軟件的設(shè)計(jì)：畫(huà)出主要的程序框圖及編寫(xiě)出必要的程序，完成相應(yīng)的功能。設(shè)計(jì)體會(huì)：對(duì)設(shè)計(jì)作出評(píng)價(jià)，說(shuō)明本設(shè)計(jì)特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，提出改進(jìn)意見(jiàn)，心得體會(huì)。參考文獻(xiàn)：列出3篇

8、以上，應(yīng)符合格式要求。3課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，具體安排如下：序號(hào)設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)間1布置課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求、查閱相關(guān)資料進(jìn)行可行性分析與研究周一2根據(jù)給出的技術(shù)要求，確定總體設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)周二3根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能要求，結(jié)合硬件系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的軟件編程周三4對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與修改，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。周四5完善課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)并提交，對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收周五四、主要技術(shù)關(guān)鍵的分析、解決、方案比較（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（一）16路模擬量輸入信號(hào)的控制，可通過(guò)多路開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)；A/D轉(zhuǎn)換器要選擇分辨率為12位，輸入電壓值要經(jīng)過(guò)標(biāo)度變換、轉(zhuǎn)換為BCD碼后送去顯示。（2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的

9、設(shè)計(jì)（二）可直接選擇一個(gè)分辨率為8位，具有16路模擬量輸入通道的A/D轉(zhuǎn)換器，通道號(hào)的選擇可以通過(guò)微機(jī)來(lái)選擇，輸入電壓值要經(jīng)過(guò)標(biāo)度變換、轉(zhuǎn)換為BCD碼后送去顯示。（3）溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)注意熱電偶的輸出電壓為02V，若所選的分辨率為8位的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍不是02V，則應(yīng)加入放大器環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)溫度要經(jīng)過(guò)標(biāo)度變換、轉(zhuǎn)換為BCD碼后送去顯示。報(bào)警電路可采用聲光報(bào)警，也可自行選擇其他形式的報(bào)警電路。（4）恒溫控制電路的設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)部分不必設(shè)計(jì)，只需設(shè)計(jì)恒溫控制部分電路。關(guān)鍵問(wèn)題是鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)，比如可以設(shè)置部分?jǐn)?shù)字鍵，再設(shè)置一個(gè)“增1鍵”和一個(gè)“減1鍵”來(lái)實(shí)現(xiàn)020恒溫值的設(shè)定，報(bào)警部分直

10、接通過(guò)軟件比較程序即可實(shí)現(xiàn)，當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，可采用自然冷卻，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度時(shí)，使微機(jī)發(fā)出一個(gè)控制命令接通加熱電阻加熱。（5）電子鐘的設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵是：數(shù)碼管接口方法與動(dòng)態(tài)掃描原理，時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)單元的地址分配及BCD碼的調(diào)整方法，按鍵的識(shí)別與消除抖動(dòng)的方法。（6）聲光報(bào)警器的設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵是：用定時(shí)器交替產(chǎn)生1kHz和500Hz信號(hào)的方法，用定時(shí)器交替實(shí)現(xiàn)100ms和200ms定時(shí)的方法。（7）八路搶答器的設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵是：外部中斷源的擴(kuò)展與中斷源的識(shí)別，定時(shí)器工作方式的選擇，中斷服務(wù)子程序的編寫(xiě)。（8）倒計(jì)時(shí)數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵是：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算及設(shè)置方法。（9）基本波形發(fā)生器的

11、設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵是：DAC0832的工作方式和輸出方式的選擇，各種輸出波形的程序的編寫(xiě)。（10）基本直流數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵是：ADC0809的編程方法，標(biāo)度變換和顯示電路的設(shè)計(jì)與編程。五、課程設(shè)計(jì)考核方式與標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計(jì)成績(jī)由指導(dǎo)教師結(jié)合平時(shí)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)的合理性、說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)情況及簡(jiǎn)單答辯情況進(jìn)行綜合評(píng)定。成績(jī)按五級(jí)記分：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格，同時(shí)附有指導(dǎo)教師的評(píng)語(yǔ)。課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定項(xiàng)目評(píng)分成績(jī)出勤及表現(xiàn)情況20分設(shè)計(jì)方案10分電路設(shè)計(jì)的正確與合理性30分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30分答辯10分總分100分備注：成績(jī)等級(jí)：優(yōu)秀（90分100分）、良好（80分89分）、中等（70分79分）、及格（60分69分）、60分以下為不及格。六、主要參考資料1潘新民，王燕芳編著微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M北京：電子工業(yè)出版社，20032何立民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編（1）M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1995，63劉國(guó)榮，梁景凱計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與應(yīng)用M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999，54齊維毅，丁言鎂，齊振國(guó)單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)M 沈陽(yáng)：遼寧大學(xué)出版社，2006，55李華MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993，86潘新民，王燕芳編著單片微型計(jì)算機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M北京：人民郵電出版社，1992內(nèi)