控制单元设计举例

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汽车自动天窗控制单元的设计与实现

汽车自动天窗控制单元的设计与实现

汽车自动天窗控制单元的设计与实现作者:杨莉钟正青来源:《物联网技术》2017年第02期摘要:针对目前汽车天窗及其防夹功能存在的隐患,文中设计了以STM8AF6288作为主控芯片的汽车自动天窗控制单元。

该控制单元通过操作开关来控制天窗运行。

继电器闭合对天窗机构进行驱动,实现天窗的平移打开、平移关闭、起翘打开、起翘关闭、防夹回退等控制功能。

一体式电机控制单元代替传统的分体式电机控制单元,使得安装更加方便、简单,节省空间,同时也大大降低了成本。

关键词:天窗;控制器;电机;继电器;防夹中图分类号:TP391.1 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)02-0-030 引言随着汽车电子技术的发展,人们对汽车的安全性和舒适性提出了越来越高的要求,汽车自动天窗已经成为轿车上的重要部件,它可以有效改善车内的空气环境和采光。

天窗在给人们生活带来舒适感的同时也暴露了其所存在的问题,如经常在各种媒体上看到的天窗夹人、天窗关闭不严等问题[1]。

为了保证人身安全(尤其是小孩),急需解决天窗存在的问题。

文中设计了一种适用于汽车自动天窗的防夹控制单元,集控制器PCBA板和电机于一体,通过一系列机械结构将电机的正、反转动作转换为天窗的打开和关闭动作。

通过一定的算法并结合传感器信号进行位置探测,精度高,安装方便,生产成本低,寿命长且具备防夹功能[2]。

1 系统硬件设计电路设计是硬件系统的核心,对于硬件电路设计来说,要优先保证系统的稳定性。

系统的硬件设计结构框图如图1所示。

汽车自动天窗的电子控制系统主要由ECU(电子控制单元)、天窗电机、天窗软轴、天窗开关等组成。

其机械原理是电机安装在天窗前部的框架上,电机齿轮旋转时,天窗玻璃组合受到软轴的拉动实现打开、关闭及起翘。

控制系统设计包括核心控制的MCU模块、电源电路、继电器驱动电机电路、霍尔元件电路以及LIN通讯等。

1.1 MCU模块设计根据汽车自动天窗控制系统的功能需求,控制器MCU模块硬件电路采用ST公司的8位汽车专用STM8A系列作为主控制芯片。

职业教育课程单元设计实例及分析——以《机床电气控制技术》课程为例

职业教育课程单元设计实例及分析——以《机床电气控制技术》课程为例

课题 ( 务 ) 任
授 课时间
略 1
授课 / 班级 地点
能力 目标 :
1 略 1
学 时
i 4 学时
要 依据 ,确定 课程 涉 及 的知 识 内容 ; 以实 现 课程 教 学 目标 为本 ,深 入研 究教 学 内容 和 学 生 的性格 特 点 、认 知规 律 ,认 真设 计
《 机床 电器 控 制技 术 》课 程 的一 个单 元 为 师 ,应 当 从实 用 出发 ,对 原有 的知识 体 系 的课程 单元教 学设 计 。 3 2单 元设计 的教 案头 ( . 见表 32 .) 3 3单 元设计 的教 学过程 ( 表3 3 . 见 .) 以课程 项 目任 务 的需 求 为主 要依 据 ,确 定 课 程涉 及 的知 识 内容 。 系统 的知 识 不是 教 师 讲 出来 ,而 是 学生 在完 成 相关 任务 后 自
教 学 目 标
( )能够 综合 运用 所学 知识 及 教材 中新 知识 找 出实现 电动 机正 反转 控制 的两 种方 案 , 1 并 能实施 方案完 成 指定任 务 。 ( )能够 选用 实验 台 中的元 器件 、熟练地 完成 接 触器联 锁 控制 的正 反转 电路 的接 线 与 2
我们 学 院所 使用 的 课堂 听课 记 录表 中的评 价 项 目及评 分值 。从 中我们 不 难看 出,评
课外 任务 参考 资料
训 练任 务 =・总 结归 纳 ,参与 讨论 并上 台讲解 所设 计 电路 的工作 原理 。 思考 设计 出一个 具有 双重 互锁 的 电动机 正反 转控 制 电路 。 《 机床 电器 与可 编程 序控 制器 》 ,姚 永 刚主编 ,机 械 工业 出版社 《 电器 控制 技术 及应 用 》张连 华主 编 ,机 械 工业 出版社

自动变速器通用控制单元的设计

自动变速器通用控制单元的设计

88AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计自动变速器的关键技术是电控系统,其由输入信号装置(开关信号和各种传感器)、变速器控制单元和执行器三部分组成。

其工作原理为传感器将汽车运行中监测到的各种转速、油温、油压、换挡杆的位置等信号转化为电信号输入到电控单元,经运算后TCU 通过驱动电路转化为电磁阀的动作,从而控制换挡。

1 自动变速器控制单元概述本文以自动变速器TCU 为研究对象,进行采集、转换、处理等硬件电路的设计,硬件电路按照功能分为:单片机最小硬件、电平转换电路、输入量采集电路、电磁阀驱动电路。

本系统选用Freescale 公司生产的MC9S08AW60单片机,其具有低成本、高性能、卓越的EMC 性能的特点。

在TCU 的设计中,MC9S08AW60芯片的选用简化了TCU 硬件设计,同时极大提高了硬件系统的可靠性。

AW60芯片的硬件最小系统较为常规,此处不再详述。

2 电平转换电路电平转换电路将车载蓄电池的+12V 输出电压转化为单片机所需的+5V 稳压电源[1、2],本文选用三端子可调整稳压芯片LM317,如图1。

LM317兼具固定式三端稳自动变速器通用控制单元的设计郝晓敏 冉茂佳 李阿拉木斯 姜海旭 荆大鹏内蒙古大学 内蒙古呼和浩特市 010020摘 要: 本文以Freescale 公司生产的MC9S08AW60单片机作为控制主体,利用Proteus 软件仿真了自动变速器的通用控制器的硬件电路。

重点介绍了开关量、模拟量、频率量的信号采集与处理电路以及电磁阀驱动电路的设计。

关键词:自动变速器;控制单元;信号采集;驱动电路压电路的简单形式与可调节输出电压的特点,具有稳压性能好、噪声低、涟波抑制比高等优点,且使用简便,只需由两个外接电阻来调节输出电压。

3 输入量采集电路开关量采集电路如图1。

在光耦两端并联肖基特二极管保护光耦,防止输入电压发生突变。

开关量经采集电路后直接送到单片的I/O 接口,单片机对开关量经过逻辑判断或运算产生相应指令。

可编程控制器电动机顺序控制单元课程设计

可编程控制器电动机顺序控制单元课程设计

• •
方案比较 提交资料全面
合理 方案
任务 引入 子任务1 提出 要求 学生 操作
全面 资料
子任务2 找错 纠错 提出 要求 学生 操作 找错 纠错
优质 工程
小结 提升 引入 新任务 总结
任务 引入
子任务1 提出 要求 学生 操作 找错 纠错 提出 要求
子任务2 学生 操作 找错 纠错
小结 提升
引入 新任务
提出 要求 学生 操作 找错 纠错 提出 要求
子任务2
学生 操作 找错 纠错
小结 提升
引入 新任务
总结
学生操作
学生设计子任务2:传送带控制 (15分钟)
4、小结提升
• • • • 顺序启动,同时停止 同时启动,顺序停止: 顺序启动,顺序停止 怎样保证设备确实启动,注意要有硬件连 锁,信号反馈。 • 多个设备顺序启动,顺序停止
系统工艺 控制要求
硬件 设计
软件 设计
PLC控制系统设计步骤
客户 需求分析
系统工艺 控制要求
硬件 设计
软件 设计
硬件电路
设备选型
1、任务引入
• • • • 子任务1:风机和其散热风机启动控制 子任务2:传送带控制 资料包:辰欣制药厂车间空调控制要求 控制设备:主风机、散热风机---拓展(排风机)
PLC的整体应用设计
子 项 目
1-1 神奇 的 PLC
1-2
1-3
安装 PLC
操作 PLC
2-1 传动 带的 控制
第9次课 4课时
2-2 电动 机的 正反 转控 制
3-2 长定 时电 路的 设计
3-3电 动机 的顺 序控 制
3-4 舞台 灯光 控制

计算机组成原理10 第十章 CU的设计(2)

计算机组成原理10 第十章 CU的设计(2)

⑨ JMP X
T0
T1 T2 Ad ( IR ) PC
⑩ BAN X
T0
T1 T2 A0 • Ad ( IR ) + A0• PC PC
5. 中断周期 微操作的 节拍安排
T0
T1 T2
10.1
硬件关中断
0
PC MDR
MAR
MDR M ( MAR )
1
W
向量地址
PC
中断隐指令完成
三、组合逻辑设计步骤
T0
EX 执行
1
1 T1
M(MAR) AC
W
(AC)+(MDR) AC T2
MDR
MDR 0
M(MAR)
AC AC 1
1
2. 写出微操作命令的最简表达式
M ( MAR ) MDR
10.1
= FE · 1 + IND · 1 ( ADD + STA + LDA + JMP + BAN ) T T + EX · 1 ( ADD +LDA ) T = T1{ FE + IND ( ADD + STA + LDA + JMP + BAN ) + EX ( ADD +LDA ) }
10.1
微操作命令信号 CLA COM ADD SAT LDA JMP PC 1 M(MAR) ( PC ) +1 MDR OP( IR ) MAR R MDR PC IR ID IND EX 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
FE 取指
T0 T1 T2 PC 1 R MDR PC IR ID

掘进机电控箱控制单元的设计

掘进机电控箱控制单元的设计

L D ( iud C yt i l ) hscnrlu i h sb e ray is l d i ee c i lcnrlbx o e C Lq i rs lD s a .T i ot nt a en a ed nt l n t l t c ot o ft a py o l ae h e ra o h
d vn c i e a d c mp e e h n l e d b g t o h o f ma in o e c s me sat r r cia p r t n i r i g ma h n n o l td t eo — n e u .I g t e c n r t f h u t r f a t l ea i . i t i o t o e p c o o
的肯定 。
关键词: 掘进机; 控制单元 ; 单片机
中图分类号 :D 3 . T 6 22 文献标识码 : B 文章编 号 : 3 — 842 1 )3— 04— 5 1 1 07 {0 10 00 0 0
Co t l i De in o iig Ma hn lc r n r l x nr o Unt sg fDr n c ie E e ti Co t v c o Bo
SUN it g Gu 。i n
( i ya aigSnhs eEetcl ot l qim n M n f tr C . Ld ,Lay a 3 2 1 hn ) La unY xn y t i l r a C nr up e t aua ue o , t. iou n16 0 ,C ia o ez ci oE c
( )工 作原 理 1 控 制 单元 循 环 采集 模 拟 量 , 时检 测 电机 工 作 实 电流 , 子绕 组 和 油箱 温 度 。在 油泵 、 定 截煤 、 载 电 转 机 运行 电流 达到额 定 电流 的 12倍 时 , 持 连 续 运 . 保

探讨抽水蓄能系统LCU控制单元的设计

探讨抽水蓄能系统LCU控制单元的设计

探讨抽水蓄能系统LCU控制单元的设计1 LCU 的任务和功能现地控制单元LCU是保证电站有效可靠投运,保证机组安全运行的基础层,是全厂监控、检测等系统分布式结构中的智能终端。

由它实现监控系统与电站设备的接口,完成监控系统对抽水蓄能系统设备定时、变位的监控。

它可以作为所属设备的独立监控装置运行,当现地控制单元与主控层失去联系时,由它独立完成对所属设备的监控,包括在现地由人员实行的监控及由现地控制单元对设备的自动记录各个重要事件的动作顺序、事件发生时间、事件名称、事件性质,并根据规定产生报警。

2 系统结构及机组LCU控制流程系统主要由电气一次设备(隔离开关、断路器)、调速器系统(转速控制、负荷控制)、励磁系统(电压调节、电流调节)、辅机系统(油、气、水、自动化元器件)、计算机控制系统上位机、计算机控制系统下位机——LCU组成。

根据转换暂态和运行稳态,定义了相应的转换序列,每一步根据要求控制相应的具体设备。

根据现场设备实际动作情况和保障设备安全运行要求,在执行每一步操作时,设定了单步操作时间。

在操作时间内,相应设备没有达到运行要求时,控制程序将发出超时报警并自动执行相应的停机序列流程。

抽水蓄能机组主要运行工况为发电和抽水,CAE逻辑图如图1所示。

控制程序编程方式采用模块化,每步均由若干辅助模块和一个主模块组成,程序可读性强、结构清晰。

在执行操作中,我们可以根据实际情况设置时间限制。

如果在规定时间内,执行的结果已返回,则自动执行下步操作;如执行的结果没有返回,则程序发超时信号并转停机。

这样可有效防止控制程序出现“死锁”且对现地控制设备可起到有效的保护作用,同时又不会影响机组正常的开机时间。

在程序执行过程中,一直监测与机组运行工况相关的初始条件,一旦初始条件消失,立即转停机。

3 励磁系统3.1 基本组成及保护励磁系统主要包括励磁变、调节柜、两个功率柜及灭磁开关柜。

励磁变接在主变低压侧,可长期带电运行。

调节柜又分为主用、备用调节器,正常运行时,两套互为备用。

微控制器应用课程单元设计

微控制器应用课程单元设计

任务引入 计划、决策 任务实施
检查
错误分析 任务完善 检查、总结 作业
小组讨论、确定实施方案、教师指导
学生实做,小组成员合作学习; 教师巡视,发现问题,解答疑问,提供帮助。
任务引入 计划、决策 任务实施
检查
错误分析 任务完善 检查、总结 作业
1.指导教师检查在Proteus仿真软件下的运行情
任务引入 计划、决策 任务实施
《微控制器应用》——第2次课
单位:山东职业学院 电气工程系 教师:翟庆一
《微控制器应用》单元设计
一、课程背景
1、班级:应电1031 2、地点:微控制器应用实训室(A608) 3、本次任务:使用数码管显示按键次数(2课时)
4、在课程中的位置:
周次 项目 子项 目 1-1 : LED 状 态指示灯控 制 1.1.1 下 载 演 示程序,点 亮单个LED 1.1.2 点 亮 多 个LED 1.1.2 实 现 多 个LED闪烁 1.1.3 实 现 LED 跑 马灯 效 果 1.1.4 实 现 LED 流 水灯 效 果
通信系统设计
任务
《微控制器应用》单元设计
一、课程背景
5、单元教学目标
知识目标
1)理解数码管的显示原理。 2)了解AT89S51微控制器的定 时/计数器结构,掌握计数功 能的使用。 3)理解独立式按键的连接和 识别原理。 4)掌握KEIL开发软件的调试 功能的使用。 5)理解使用C语言数组存储数 码管段码表。
检查
错误分析 任务完善 检查、总结 作业
差的方面 1. 程序书写格式不规范,可读性差,不利于检查错误。 2. 不善于使用开发软件的调试功能排查程序错误。 3. 预习的不充分。
好的方面
1. 小组合作默契,学习积极主动。 2. 使用数组存储显示段码表和查表方法。

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计随着科技的发展,智能家居控制系统已经成为现代家庭的重要组成部分。

这些系统由多个设备组成,包括传感器、控制器、执行器等,并可通过互联网实现远程控制。

一、系统概述本系统由三个部分组成:传感器、控制单元和执行器。

传感器用于检测环境的状态,比如温度、湿度、光线强度和人体移动等。

控制单元通过单片机实现控制,可以决定何时开启执行器。

执行器可以是灯、风扇、空调等。

二、传感器设计温度、湿度和光线强度传感器使用基于数字式传感器类似于DHT11/22和BH1750等。

这些传感器具有数字输出,并可以直接与单片机通信。

其电路设计可以参考官方规程。

对于人体移动传感器,我们使用PIR传感器。

PIR传感器可用于检测人体的热辐射,当有人或动物经过时,PIR传感器会产生电压信号,该信号的强度与人体的距离和移动速度成正比。

三、控制单元设计本系统采用Atmega8单片机,程序代码使用C语言编写。

单片机与传感器之间使用串行通信进行数据传输。

所要实现的功能涉及到多种控制方式,即基于时间和基于用户输入的控制。

基于时间的控制使用时钟模块实现,当时钟到达预设时间时,控制单元会开启执行器。

基于用户输入的控制,用户可以通过一个开关输入指令,控制执行器的状态。

控制单元还需根据传感器输出的数据来判断何时开启执行器。

例如,当温度超过设定值时,控制单元自动开启空调。

四、执行器设计执行器可以是各种家庭设备,包括灯、风扇、电视、空调等。

执行器需要与控制单元连接,以便根据指令进行开关。

五、总结本设计方案基于单片机实现智能家居控制系统,具有多种控制方式和传感器检测功能。

该系统易于实现和使用,可以大大提高家庭生活的智能化程度,实现真正的智能家居控制。

单片机闪存的控制单元设计

单片机闪存的控制单元设计

o e r g a i m b d d Fls rr p o r m t e e de a h: I P s S


I AP n a al l o e, a l ft e r q ie a n e fc o CU a d p r le d m l o m e u r n i tra ef rM h
利用 S npy 的综合仿真工具对设计进行仿真,结果表明设计 的控制 电路 能实现对 Fa y o ss l h的 完全操作 s 关 键 词 :单 片 机 ; 闪存 ;控 制 中图分类 号 :T 0 N4 2 文献 标 识码 :A 文章编 号 :1 8 —0 0( 0 6) 42 一5 6 1 1 7 2 0 O —3 O
郑 于桦 ,殷 瑞 祥
( 南理T大学电子与信息学院。广尔 广州 5 0 4 16 0)
摘 要 :一般 对单片机 F ah的擦 写有 三种方法 :I P AP技术和 编程 器,而它们都需要 一个硬件 ls S 、I 控 制单元来实现对 Fah的控制操作。文章提 出一种 Fah控制单元硬 件电路 的设计及其 实现的方法 , ls ls
t o to h a ho e ai n Th a e to uc sfcr utd sg ft i o toln n e f c t ea ld oc nr l eFls p rto t ep p ri r d e ic i e i no sc nr l gi t ra ewihd ti n l h i e a ayssa dfow h rs Al r s l r u po db mult no y o s s t o s n l i n l c at l e ut a es p ae y e s ai fS n p y ’ o l o

汽车自动雨刷控制系统的设计

汽车自动雨刷控制系统的设计

汽车自动雨刷控制系统的设计1.系统组成汽车自动雨刷控制系统的主要组成部分包括传感器、控制单元、雨刷电机和雨刷臂。

传感器用于感知降雨量和雨刷工作状态,控制单元根据传感器的反馈信号来控制雨刷电机的启停和调速,雨刷电机通过雨刷臂将雨刷刷片移动到所需位置。

2.传感器选择传感器是汽车自动雨刷控制系统中最关键的部件之一,可以选择光电传感器和雨滴传感器。

前者利用光电原理感知雨滴的存在,后者通过感应特定频率的电流信号来检测雨滴落在车窗上的情况。

选择合适的传感器可确保系统的准确性和可靠性。

3.控制单元设计控制单元是汽车自动雨刷控制系统的核心,它负责接收传感器的信号并进行处理,根据降雨量的大小和雨刷的工作状态来控制雨刷电机的运行。

控制单元应具备高性能的处理器和合适的算法,以快速、准确地响应外部环境变化,并确保雨刷的工作效果。

4.雨刷电机选择雨刷电机是实现雨刷刷片移动的关键部件,可以选择直流电机或步进电机。

直流电机可以通过改变电压和电流来控制速度和运行方向,而步进电机可以通过控制脉冲信号来精确控制移动距离。

根据系统的要求和成本预算,选择合适的电机类型。

5.雨刷臂设计雨刷臂是连接雨刷电机和雨刷刷片的机构,其设计应具备稳定性和可靠性。

雨刷臂的长度和强度应适当,以保证雨刷刷片能够覆盖整个前窗,并在高速行驶时不会产生抖动和噪音。

6.系统控制算法汽车自动雨刷控制系统的控制算法应能够根据降雨量的变化调节雨刷的运行速度和频率。

一种常用的算法是根据传感器的反馈信号判断降雨量的大小,然后根据预设的工作模式来调整雨刷的运行状态。

例如,在小雨情况下,雨刷启动时间间隔可以较长,运行速度可以较慢,而在大雨情况下,启动时间间隔可以较短,运行速度可以较快。

7.系统测试和调试设计完成后,需要对汽车自动雨刷控制系统进行测试和调试,以确保系统的可靠性和稳定性。

测试过程中需要关注系统的动作是否准确、响应速度是否满足要求以及系统的耐久性如何等方面。

总结:汽车自动雨刷控制系统对于驾驶员的行车安全具有重要意义。

发动机控制单元一样

发动机控制单元一样

发动机控制单元一样1.引言1.1 概述发动机控制单元(Engine Control Unit,简称ECU)是现代汽车发动机管理系统的核心部件之一。

它是一种电子装置,负责监测和控制发动机各种参数,以确保发动机能够高效运行,并实现更佳的燃烧效果和低排放。

作为车辆的大脑,ECU通过读取传感器信号和执行器指令,调整点火时间、燃油喷射量、空气流量等参数,以适应不同工况下的需求。

在过去,汽车发动机调整和故障诊断主要依赖于机械和人工的方式,这无疑带来了许多限制。

而ECU的出现在这方面起到了革命性的作用。

它通过先进的电子技术和计算能力,能够实时监测各种传感器信号,如发动机转速、油门开度、水温等,以及执行器的工作状态,如点火系统、喷油系统等。

同时,ECU还内置了复杂的控制算法,根据实时数据和预设的参数进行计算和调整,从而保证发动机的工作效率和稳定性。

发动机控制单元的工作原理可以简单概括为输入、处理和输出三个步骤。

首先,它通过各种传感器获取发动机工作状态的数值输入。

接下来,ECU对这些输入数值进行实时处理和分析,并根据预设的逻辑和程序逻辑,采取相应的措施进行调整和优化。

最后,ECU通过输出指令信号来控制发动机的工作状态,如控制点火系统的点火时机、调整燃油喷射量等。

发动机控制单元在汽车行业中的重要性不言而喻。

它不仅能够提高发动机的燃烧效率和动力输出,还能够降低燃油消耗和排放污染,对于保护环境和提高车辆节能性能有着重要作用。

此外,ECU还能够实现车辆的自诊断和故障码记录,为维修和保养提供指导和便利。

随着科技的不断进步,发动机控制单元也在不断演进,向着更加智能化、可靠化和高效化的方向发展。

综上所述,发动机控制单元在现代汽车中扮演着至关重要的角色。

它通过监测和调整发动机的各种参数,实现了发动机的高效运行和低排放,提升了汽车的性能和环保性。

随着技术的不断发展,我们可以期待发动机控制单元在未来会有更多的创新和进步,推动汽车工业向着更加智能、绿色和可持续的方向迈进。

第9章控制单元的组成原理

第9章控制单元的组成原理
CU
M A R
flag
clk
C0~13 、 ALUop
C2
C1
C3
C4
C5
C12
C7
C6
C8
C11
C9
C10
C0
C13
ALUop
ADD @X的控制-执行
取数:C5、C1、C2 计算:C6、C7 写回:C8
M D R
PC
IR
ACC
ALU
CU
M A R
flag
clk
C0~13 、 ALUop
C2
C1
C3
PC+1 PC
(a)
图9-4 指令操作流程(取指令周期)
取指周期:每条指令都要经历的周期是操作。 取操作数周期:要取源操作数的指令进入此周期。其操作流程与源寻址方式有关。 (1)寄存的寻址,RS中的内容为源操作数,将它送入源操作数寄存器SR; (2)寄存器间接寻址,以RS为地址访问主存一次,从存储器中取出源操作数送入源操作数寄存器SR; (3)自增型寄存器间址,除了完成上述间址操作外,还要修改RS的内容,经ALU增1再送回RS;
9.2.4 指令操作流程 每条指令都可分解为一串操作序列,将这些操作按操作周期归类合并,并以流程图的形式画出,就得到指令的操作流程图。反过来,有了操作流程图后,也能非常清晰的了解一条指令的执行过程。简单指令系统的指令操作流程图如图9-4所示。
PC MAR
READ M
MDR IR
对于图9-2所示的数据通路结构,CU需发出下面的微操作控制信号来完成取指令工作。 (1)打开PC各位与MAR各位之间的门C0。 (2)一个开门信号以允许MAR的内容送到地址总线上—C1。 (3)一个存储器的读控制信号送到控制总线上--CR。 (4)一个允许数据总线上的内容被存入MDR的开门信号C2。 (5)对PC内容加1,并返存PC控制信号-C10。 (6)打开MDR和IR之间门的控制信号C3。 CU是CPU中的最主要的组成部分,后面将讨论CU的组成和设计。

变电站综合自动化通讯控制单元的设计

变电站综合自动化通讯控制单元的设计
维普资讯
第2卷第2 5 期
20 0 2年 4月
合 肥 工 业大 学 学 报 ( 然 版) 自 科学
J OURNAL OF HEF EIUNI RS TY VE I OF TECHNOLOGY
V o _ 5 No 2 l2 . Ap . 0 2 r2 0
m iso y u i g d u l C si n b sn o b e PU . ee tr y tm a h h r ce siso ih rr l b l y a d man Th n ies s e h st ec a a tr t fh g e ei i t n i— i c a i t i a i t S tme t h e u rme t fu m a n d ta so me u sa in . an bl y,O i i est er q i e n so n n e r n fr rs b t t s o Ke r s s b t t n;c mm u ia in s p r iin; o to ;d a— o tRAM y wo d :u sa i o o nc to u e vso c n r l u l r p
监控系统 的接 1功能 2 1 满足远动要求 , 井对 C T远动 规约作 了简要升绍。由于该通讯单元采用取 C U 结构 , D P 使所有的数据 交换并行进行 , 因此系统通信建度快 .整十系统具有较高的可靠 性和可维护性 . 满足了变电站 无人值班的要求 . 关■调 t 电站 F 变 通讯 F 监测控制 ; 取端 口R M A 中田分类号 M7 2 T 2 3 T 6 ; P 7 文献标识码 ; A 文章编号 : 03 56 ( 0 2 0 -1 6 4 1 0 -0 0 9 0 )2 09 - 0

控制单元的课程设计

控制单元的课程设计

控制单元的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解控制单元的基本概念,掌握其工作原理;2. 学生能掌握控制单元在不同场景下的应用,如温度控制、灯光控制等;3. 学生能了解控制单元与传感器、执行器的关系,理解整个控制系统的构成。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的控制单元电路;2. 学生能通过编程,实现对控制单元的控制;3. 学生能分析控制单元在实际应用中出现的问题,并提出相应的解决方案。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对控制单元及电子技术的兴趣,激发创新意识;2. 学生在学习过程中,培养团队合作精神和解决问题的能力;3. 学生能认识到控制单元在日常生活和国家发展中的重要作用,增强社会责任感。

本课程针对学生年级特点,注重理论与实践相结合,以实际应用为导向。

通过本课程的学习,使学生掌握控制单元的基本知识和技能,培养他们在实际情境中发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时激发学生对电子技术的兴趣,提高他们的创新意识和团队合作精神。

课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 控制单元基础理论:- 控制单元的定义与功能;- 控制单元的分类及特点;- 控制单元的基本工作原理。

2. 控制单元的硬件组成:- 传感器的工作原理与应用;- 执行器的工作原理与应用;- 控制单元与传感器、执行器的连接方式。

3. 控制单元的软件设计:- 控制算法的基本概念;- 编程语言及编程环境介绍;- 控制单元编程实例分析。

4. 控制单元的应用案例:- 温度控制系统的设计与实现;- 灯光控制系统的设计与实现;- 其他常见控制单元应用案例分析。

5. 控制单元的故障分析与维护:- 常见故障现象及原因;- 故障排查方法;- 控制单元的日常维护与保养。

教学内容根据课程目标进行科学、系统地组织,以教材相关章节为基础,结合实际应用案例,注重理论与实践相结合。

教学大纲明确教学内容的安排和进度,使学生在学习过程中逐步掌握控制单元的基础知识和技能,培养实际应用能力。

第四章 控制及其设计 单元教学设计 高中通用技术粤科版(2019)必修《技术与设计2》

第四章 控制及其设计 单元教学设计 高中通用技术粤科版(2019)必修《技术与设计2》

通用技术必修《技术与设计2》第四章控制及其设计一、单元基本信息二、单元教学整体规划1、主题名称控制及其设计——无接触手部消毒控制系统的设计2、主题概述控制是一门综合性学科,控制和控制系统在人们的生活和生产中有广泛应用,疫情背景下本单元以无接触手部消毒控制系统的设计为载体,学习控制及其设计的知识,了解不同种类的控制,理解控制系统中控制的目标、控制的过程和控制的机制等的含义,有助于发展良好的逻辑思维及运用控制方法解决问题的能力。

3、单元教学设计意图兼顾理论学习与实践应用,应用所学的控制知识设计制作无接触手部消毒控制系统,并结合所学知识进行优化,培养通用技术学科核心素养:技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力。

三、单元内容分析1.单元内容本单元作为《技术与设计2》的结束单元,是在《技术与设计1》中学习设计的相关知识,经历了完整的设计过程后,再结合结构及其设计、流程及其设计、系统及其设计的相关知识,升级设计理念,运用控制方法解决实际问题。

2.单元项目实施《无接触手部消毒控制系统的设计》在《控制及其设计》的第一节课《了解控制》即可创设情境,抛出设计任务,了解其中的控制现象;然后分析其控制的实现需要哪些组成部分、控制如何一步步实现;接下来让学生尝试进行设计;设计、制作中难免遇到问题,设法去解决;设计制作完成进行测试,发现干扰因素并尝试消除。

整个项目活动过程串连了《了解控制》、《控制系统的组成和描述》、《简单控制系统的设计》、《控制中的干扰》,学生得到的不再是“点”状、“碎片式”的知识,他们的眼中不再是一棵棵树木,而是整片森林。

四、学习者分析控制是生活中常见的技术现象,在此之前学生没有从技术理论层面分析和理解。

在学习了《技术与设计1》和《技术语设计2》前三章的内容,学生对结构、流程、系统的相关知识有一定的储备,学生学习控制的不同类型、控制系统的组成和描述相对较容易,但学会用控制方法解决实际问题存在一定困难。

抽水蓄能系统LCU控制单元的设计

抽水蓄能系统LCU控制单元的设计

2 系统 结 构 及 机 组 L CU控 制 流 程
系 统主要 由电气一次设 备 ( 隔离 开关 、断路器 )、调 速器 系统 ( 转速控制 、负荷控 制 )、励磁 系统 ( 电压调节 、 电流调节 )、辅机 系统 ( 油 、气 、水 、 自动化 元器件 )、
内 ,还 有半箱式 箱变 ,将保 护装置设 备部分安 装在箱 内 、 部分安 装在户外 。这种组合 方式 ,特别适 用于农 网改造 中
参 考 文 献
Hale Waihona Puke 箱式 变 电站是 一种集成式 的变 电站设备 ,在不 同类 的 设备 中 ,项 目的集成方式 和集成 内容 略有不 同。在变 电站 初期建设规划 中 , 一定要对全站整体进行合理 的规划设计 , 合理安 排站 内集 成设备 的布置 、进 出线方式等 。在施工过 程 中,应 尽可能 统筹协调监 理方 、施 工方 、供货 方三者 , 整体实现统筹部署 、协调一致 、分工协作 。
动模式 中 ,多数 依赖人实时 观看监控设 备或巡视 设备 ,这
对事故 的预警性 、应 对性是不 够 的, 目前 箱式变 电站安装
[ 4 】 陈斌 .综合分析3 5 k V箱式变电站在农 网改造工程 中的 应用U ] .广 东科技 ,2 0 0 8 , ( 6 ):1 3 4 -1 3 5 .
2 0 1 3年第 1 8期
( 总 第 2 6 1 期)
中阖高 毒 f } 技术企l 业
I C } N^ ¨ { 0 T£c H E H r£≈P RI £;
NO . 1 8 . 2 0 1 3
( Cu mu I a t i V e t y N O. 2 6 1)
2 _ 2 电站设计 合理化
[ 1 1 】 陈恢军.农 网改造 工程 中3 5 k V箱式变电站 的建设 Ⅲ. 中国技术新产品 ,2 0 1 0 , ( 1 4):1 3 5 — 1 3 6 . 【 2 】 王桂 林 ,谷兵辉 .箱式 变电站在衡 东农 网改造 中的应

基于SOPC技术的通信系统控制单元的设计

基于SOPC技术的通信系统控制单元的设计
胡 向 峰 , 璐 娟 任
( 1河 北 省 气 象 局 人 工 影 响 天 气 办 公 室 , 家 庄 002 ; 5 0 1
2中北 大 学 电 子 测 试 技 术 国家 重 点 实 验 室 , 原 太
00 5) 3 0 1
摘 要 : 药 测 试 系统 布设 在 无 公 网信 号 覆 盖 的 区 域 . 试 数 据 的 传 输 成 为 一 个 亟 待 解 决 的 问 题 。 因 此 提 出 弹 测 了一 种 新 的解 决 方 案 , 各 基 站 的 控 制 单 元 控 制 无 线 数 传 电 台 进 行 组 网通 信 。该 控 制 单 元 通 过 在 F GA 芯 即 P
c mmu ia i n b o to l g t er do o n c t y c n r l n h a i .Th o to n twa e l e y c n t u tn h OPC mi i u s s e o PGA h p o i e c n r lu i srai db o sr cigt eS z n m m y t m na F c i.
Ke ywor s: on r lun t d c t o i ;SO PC ; FPGA ; I c e P or
Absr t The a m u to e ts t m s l a e tno pu i e w o k ar a i a ov r g tac : m niin t s ys e i oc t d a n— blc n t r e sofsgn lc e a e; ta m ison oft e m e s r d da a r ns s i h a u e t b c e n u ge t pr blm . The eor e om s a r n o e r f e.a n w ol ton wa r p e e s u i s p o os d, whih s t on r ‘ i v r t ton c r isOU e tn c i hec t oluntofe e y s a i a re tn t ig

电动执行机构现场控制单元的设计

电动执行机构现场控制单元的设计

电动执行机构现场控制单元的设计电动执行机构现场控制单元是一种用来控制电动执行机构的装置,主要用于控制现场设备的开关、调节和传动等功能。

设计一个高效可靠的电动执行机构现场控制单元需要考虑多个方面的因素,如控制方式、通信方式、保护措施等。

以下是一个关于电动执行机构现场控制单元设计的示例,供参考:1.控制方式电动执行机构现场控制单元可以采用多种控制方式,如手动控制、自动控制、远程控制等。

手动控制通常通过按钮或开关来实现,自动控制可以通过传感器或编程实现,远程控制则需要通过网络或无线通信来实现。

根据实际需求和应用场景选择合适的控制方式。

2.信号传输方式电动执行机构现场控制单元可以通过有线通信或无线通信方式传输信号。

有线通信可以通过串行通信、Modbus通信、以太网等来实现,无线通信可以通过蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、LoRa等来实现。

选择合适的信号传输方式要考虑到通信距离、抗干扰性能、网络拓扑结构等因素。

3.保护措施保护措施是电动执行机构现场控制单元设计中非常重要的一环。

主要包括电路保护、设备保护、环境保护等。

电路保护可以通过采用过电流保护、过压保护、短路保护等电路保护元件来实现;设备保护可以通过设置电机过载保护、过热保护、断相保护等功能来实现;环境保护可以通过设计防尘、防水、防腐蚀等措施来实现。

4.接口标准电动执行机构现场控制单元需要与其他设备进行数据交互,为了确保数据的准确传输和兼容性,需要规定统一的接口标准。

常见的接口标准有4-20mA电流回路、0-10V电压回路、Modbus协议、Profibus协议、CAN总线等。

根据实际需求选择合适的接口标准。

5.可扩展性电动执行机构现场控制单元应具备一定的可扩展性,以便根据实际需求进行升级和扩展。

例如,可以预留一些接口或插槽用于添加新功能模块,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。

这样可以在后期根据需要进行功能扩展,提高控制单元的灵活性和应用范围。

总之,电动执行机构现场控制单元的设计是一个复杂而重要的过程,需要综合考虑多个因素,并根据实际需求进行灵活选择和设计。

汽车电子控制单元ECU设计与开发

汽车电子控制单元ECU设计与开发

汽车电子控制单元ECU设计与开发汽车电子控制单元(ECU)设计与开发随着科技的不断进步,汽车电子控制单元(ECU)在汽车行业中扮演着至关重要的角色。

ECU是汽车电子系统的核心,负责监控和控制车辆的各种功能,如引擎控制、制动系统控制、安全控制和驾驶辅助系统控制等。

本文将探讨汽车ECU的设计与开发过程,旨在让读者了解ECU的基本原理以及设计开发过程中的一些关键要素。

一、ECU的基本工作原理汽车ECU是一种用于控制车辆功能和运行的微型计算机系统。

它通常由处理器、储存器、输入/输出接口和各种传感器组成。

ECU的主要工作原理是通过读取传感器所采集的车辆数据信息,并根据预定义的算法和程序进行处理和决策,最终控制相应的车辆功能。

二、ECU设计与开发的关键要素1. 硬件设计ECU的硬件设计是整个开发过程中的重要一环。

它需要考虑到汽车电子系统的特点,如高温、振动等环境因素的影响。

硬件设计师需要选择适合的元器件和电路设计方案,并进行可靠性验证和性能测试,以确保ECU能够在各种复杂条件下正常工作。

2. 软件开发ECU的软件开发是实现各种功能和逻辑的关键。

开发人员需根据车辆的功能需求和设计要求,编写嵌入式软件程序。

这包括算法的设计与开发、硬件驱动的编写、故障检测和诊断功能的实现等。

软件开发过程需要经过严格的测试和验证,以确保ECU能够稳定可靠地工作。

3. 通信协议由于车辆内部的各个电子控制单元之间需要进行信息交换和协作,通信协议的设计是ECU开发中的重要一环。

常见的通信协议包括CAN (Controller Area Network)总线、LIN(Local Interconnect Network)总线等。

根据车辆系统的需求和通信速率的要求,选择合适的通信协议是确保ECU正常工作的关键。

4. 故障检测与诊断为了确保车辆的安全性和可靠性,ECU需要具备故障检测和诊断功能。

开发人员需要编写相应的软件程序来监测和检测车辆系统中的故障,并提供相应的警报和诊断信息。

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模型机指令系统极其简单,仅有15条指令,其中非访存指令9条、访存指令2条、控制指令4条,且转移目标和存储访问均为直接寻址。

假设模型机采用定长机器周期同步控制,且每个机器周期含有三个节拍T1→T2→T3。

对于模型机指令系统,由于寻址方式中没有设置间址寻址,所以不存在间址周期。

每个机器周期包含许多微操作及其控制信号,还需要根据机器周期的节拍和微操作的次序做出规定。

微操作及其控制信号的节拍安排需要遵循三个原则:①有些微操作的次序是不能改变的,在规定微操作的节拍时,必须满足微操作的先后次序;②操作对象不同的微操作,能在一个节拍内执行,则规定在同一个节拍内,以节省时间;③当有些微操作的时间短时,允许它们在一个节拍内执行且可保证先后次序。

由此,各种机器周期的微操作及其控制信号的节拍安排如下:
(1)取指周期。

T1 (PC)→MAR:PC out、MAR in;且MAR→ABUS为硬微操作,根据原则③也安排在T1节拍内。

T2 DBUS→MDR、(PC)+1→PC:Read、MDR in、(PC)+1;其中ABUS→M和M→DBUS由Read 控制。

T3 (MDR)→IR:MDRP out、IR in;且IR(OP)→ID→CU和ID译码、CU产生控制信号序列等微操作为硬微操作,根据原则③也安排在T3节拍内。

(2)取数周期。

T1 IR(Add)→MAR:IR(Add)out、MAR in;且MAR→ABUS为硬微操作,根据原则③也安排在T1节拍内。

T2 DBUS→MDR:Read、MDR in;其中ABUS→M和M→DBUS由Read控制。

T3 (MDR)→AC:MDRP out、AC in。

(3)实施周期。

●累加器清0指令CLA
T1
T2
T3 AC清0:CLA
●累加器非指令COM
T1 (AC)→ALUR:AC out、ALUR in;且ALUR→ALU为硬微操作,根据原则③也安排在T1节拍内。

T2
T3 (ALUR)→AC:非、JPCL out、AC in;且ALU→JPCL为硬微操作,根据原则③也安排在T3节拍内。

●累加器加1指令INC
T1
T2
T3 (AC)加1:(AC)+1
●累加器算术右移指令SHR
T1
T2
T3 AC算术右移:SHR
●累加器循环左移指令CSL
T1
T2
T3 AC循环左移:CSL
●停机指令STP
T1
T2
T3 G清0:R
●加法指令ADD GR i,EA
T1 AC→ALUX:AC out、ALUR in。

T2 GR i→PUS:GRi out。

T3 (ALUR)+(PUS)→AC:+、JPCL out、AC in,且ALUR→ALU和ALU→JPCL为硬微操作,根据原则③也安排在T3节拍内。

●减法指令SUB GR i,EA
T1 AC→ALUX:AC out、ALUR in。

T2 GR i→PUS:GRi out。

T3 (ALUR)-(PUS)→AC:-、JPCL out、AC in,且ALUR→ALU和ALU→JPCL为硬微操作,根据原则③也安排在T3节拍内。

●与指令AND GR i
T1 AC→ALUX:AC out、ALUR in。

T2 GR i→PUS:GRi out。

T3 (ALUR)∧(PUS)→AC:AND、JPCL out、AC in,且ALUR→ALU和ALU→JPCL为硬微操作,根据原则③也安排在T3节拍内。

●或指令AND GR i
T1 AC→ALUX:AC out、ALUR in。

T2 GR i→PUS:GRi out。

T3 (ALUR)∨(PUS)→AC:OR、JPCL out、AC in,且ALUR→ALU和ALU→JPCL为硬微操作,根据原则③也安排在T3节拍内。

●无条件转移指令JMP EA
T1
T2
T3 IR(Add)→PC:IR(Add)out、PC in。

●零转移指令JZ EA
T1
T2
T3 Z=1时IR(Add)→PC:IR(Add)out(Z=1)、PC in(Z=1),Z为结果为零标志位。

●进位转移指令JC EA
T1
T2
T3 C=1时IR(Add)→PC:IR(Add)out(C=1)、PC in(C=1),C为结果为零标志位。

(4)存数周期。

T1 IR(Add)→MAR:IR(Add)out、MAR in(直接寻址存在该微操作,间址寻址不存在);且MAR→ABUS为硬微操作,根据原则③也安排在T1节拍内。

T2 (AC)→MDR:Write、AC out、MDR in;其中ABUS→M由Write 控制。

T3 (MDR)→DBUS:MDR out;其中DBUS→M由Write 控制。

6.6.4 组合逻辑控制信号序列发生器设计
微操作控制信号的时序
PC out=FT·T1
MAR in=FT·T1+ST·T1·(ADD+SUB+LDA)+DT·T1·STA
Read=FT·T2+ST·T2·(ADD+SUB+LDA)
IR(Add)out=ST·T1·(ADD+SUB+LDA)+ET·T3·(JMP+JZ·Z+JC·C)+DT·T1·STA SS= FT·T1·(ADD+SUB+LDA)
6.6.4 存储逻辑控制信号序列发生器设计
第0~25位为微操作控制信号,第26和27位为标志位。

END I为一条机器指令结束标志,END I=1表示机器指令处理结束;ZUB为微指令转移标志,ZUB=0表示转取指微程序入口地址(入口地址为0)或机器指令执行阶段微程序入口地址(由操作码生成),ZUB=1表示顺序生成微地址。

本例由操作码生成机器指令执行阶段微程序入口地址的规则为:①执行阶段为1~2条微指令的微程序入口地址是“操作码高位补二个0+11”;②执行阶段为3条微指令的微程序入口地址是“操作码高位补二个0+低三位×100”;③执行阶段为3条微指令的微程序入口地址是“操作码高位补二个0+低三位×101”。

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