计算机控制课程设计(电气)
计算机控制系统课设
计算机控制系统课设-(2)目录一、摘要----------------------------------------------1二、硬件设计------------------------------------------21.硬件设计说明--------------------------------------22.工作原理-------------------------------------------23.元器件选择-----------------------------------------34.电路元件表-----------------------------------------6三、软件设计-----------------------------------------71.软件设计说明---------------------------------------72.梯形程序图-----------------------------------------73.程序连接示意图--------------------------------------7四、组态设计------------------------------------------81.MCGS组态软件介绍------------------------------------82.仿真画面的设计--------------------------------------93.通过PLC进行编程------------------------------------13五、系统总原理图--------------------------------------15六、设计总结------------------------------------------16七、参考文献------------------------------------------17一．摘要随着工业自动化水平的不断提高，计算机的广泛运用，人们对工业自动化的要求也越来越高。
河北工业大学计算机控制课程设计——步进电机
计算机控制技术课程设计报告设计题目：步进电机控制系统设计班级：自动化**2班学号：**1001姓名：小枣年糕时间：**年6月21日目录一、系统概述 (3)1.设计目的 (3)2.设计要求 (3)2.设计思路及实现的功能 (3)二、系统硬件设计 (3)1.硬件设计概述 (3)2.硬件资源分配 (3)3.地址分配 (4)4.硬件原理图 (4)三、系统软件设计 (5)1.步进电机工作原理 (5)2.程序流程图 (6)四、设计感想 (7)附录 (8)一、系统概述1.设计目的计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要计算机控制理论、程序设计方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。
设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便掌握计算机控制系统设计的总体思路和方法。
2.设计要求设计一个四相步进电机控制系统，要求系统具有如下功能：1.通电方式选择键三个，分别为单四拍、双四拍和四相八拍；2.启动键和方向控制键；3.正反转指示灯；4.剩余工作步数LED显示。
3.设计思路及实现的功能本系统为步进电机的控制系统设计，通过系统设计实现步进电机的控制要求。
本系统分为硬件设计与软件编程两大部分。
本系统可实现的功能如下：1.步进电机启动键和方向控制键；2.通过按键选择相应的工作模式（单四拍、双四拍和四相八拍）及工作方向；3.用户界面提示（各按键作用、当前操作）；4.正反转显示；5.工作时各相的通电情况显示；6.剩余步数的屏幕显示和每步剩余拍数的LED显示；二、系统硬件设计1.硬件设计概述本系统通过常用并行端口扩展芯片8255作为系统总线与其他外设的接口芯片，外接LED数码管显示单元、步进电机及驱动单元、按键开关单元等硬件资源。
2.硬件资源分配8255各组控制口线分配如下：表2.18255各组控制口线分配表8255各输出口分配的控制单元PA0~PA7按键开关单元PB0~PB4步进电机驱动单元PC0~PC7数码管显示单元3.地址分配表2.28255地址分配表8255各口分配的地址PA口0D200HPB口0D204HPC口0D208H8255控制口0D212H4.硬件原理图图2.1硬件连接图说明：PC口控制LED数码管以显示剩余步数；PB口输出控制步进电机；PA口检测按键。
计算机控制技术课程设计-数据采集系统
计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题: 数据采集系统设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：31-503 设计时间：2012-06-11～2012-06-15计算机控制技术课程设计课程设计课题: 数据采集系统设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：31-503课程设计时间：2012-06-11～2012-06-15计算机控制技术课程设计任务书目录1 引言 (4)1.1 数据采集系统的简介 (4)1.2 数据采集系统的分类 (4)1.3 数据采集系统的基本功能 (4)1.4 数据采集系统的结构形式 (4)1.5 数据采集系统的发展趋势 (5)1.6 课程设计内容和要求 (5)1.7 设计工作任务及工作量的要求 (5)2 总体方案设计 (5)2.1硬件组成 (5)2.2 方案论证 (6)2.3 总体方案 (7)3 硬件电路设计及描述 (8)3.1 8253芯片及工作原理 (8)3.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (11)3.3 单片机89C51的引脚图与功能介绍 (13)3.5 LED显示部分接线及工作原理 (19)4.1 主程序设计思路 (21)5 课程设计体会 (24)参考文献 (25)附录A 系统原理图 (25)附录B 源程序 (26)1 引言1.1 数据采集系统的简介数据采集系统一般包括模拟信号的输入输出通道和数字信号的输入输出通道。
数据采集系统的输入又称为数据的收集；数据采集系统的输出又称为数据的分配。
1.2 数据采集系统的分类数据采集系统的结构形式多种多样，用途和功能也各不相同，常见的分类方法有以下几种，根据数据采集系统的功能分类：数据收集和数据分配；根据数据采集系统适应环境分类：隔离型和非隔离型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根据数据采集系统的控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号的性质分类：电压信号和电流信号，高电平信号和低电平信号，单端输入(SE)和差动输入(DE)，单极性和双极性；根据信号通道的结构方式分类：单通道方式，多通道方式。
计算机控制课程设计
计算机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机控制系统的基础理论知识，包括控制系统的组成、工作原理和性能指标；2. 使学生了解常见传感器的工作原理，并能运用所学知识分析传感器的选用原则；3. 让学生掌握计算机控制算法的基本原理，如PID控制、模糊控制等。
技能目标：1. 培养学生运用计算机编程软件（如MATLAB）进行控制系统仿真的能力；2. 培养学生设计简单的计算机控制系统硬件电路，并进行调试的能力；3. 提高学生运用所学知识解决实际计算机控制问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制技术产生浓厚的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同探讨、分析和解决问题；3. 增强学生的创新意识，培养学生在面对实际问题时敢于尝试、勇于突破的精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为计算机控制技术的实践性课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生处于高年级阶段，已具备一定的专业基础知识和实践能力。
教学要求注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力和解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 计算机控制系统概述- 控制系统基本概念- 控制系统发展历程- 计算机控制系统的优势与应用2. 控制系统硬件组成- 控制器硬件结构- 传感器及其接口技术- 执行器及其接口技术3. 计算机控制算法- PID控制算法原理- 模糊控制算法原理- 其他先进控制算法介绍4. 控制系统仿真与设计- MATLAB/Simulink软件介绍- 控制系统仿真模型搭建- 控制系统硬件设计及调试5. 实际案例分析与讨论- 典型计算机控制系统案例分析- 学生分组讨论实际控制问题- 创新性控制系统设计实践教学内容安排与进度：第一周：计算机控制系统概述第二周：控制系统硬件组成第三周：计算机控制算法第四周：控制系统仿真与设计第五周：实际案例分析与讨论教材章节及内容列举：第一章：计算机控制系统概述（涵盖教学内容1）第二章：控制系统的硬件与接口技术（涵盖教学内容2）第三章：计算机控制算法（涵盖教学内容3）第四章：控制系统的仿真与设计（涵盖教学内容4）第五章：计算机控制系统应用案例（涵盖教学内容5）三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以充分激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：用于讲解计算机控制系统的基本概念、原理和算法等理论知识。
计算机控制技术课程设计--具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计
《计算机控制技术》课程设计具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计班级：姓名：学号：指导老师：日期：目录一、设计任务 (1)1.1 题目 (1)1.2内容与要求 (1)二、设计思想与方案 (2)2.1控制策略的选择 (2)2.2 硬件设计思路与方案 (2)2.3 软件设计思路与方案 (3)三、硬件电路设计 (3)3.1温度传感器输出端与ADC的连接 (3)3.2 ADC与单片机8051的连接 (4)3.3 单片机8051与DAC的连接 (4)3.4 整机电路 (5)四、系统框图 (7)五、程序流程图 (8)5.1 主程序流程图 (8)5.2 子程序流程图 (9)六、数字调节器的求解 (11)6.1 基本参数的计算 (11)七、系统的仿真与分析 (13)7.1 θ=0时系统的仿真与分析 (13)7.2 θ=0时系统的可靠性与抗干扰性分析 (14)7.2 θ=0.4461时系统的仿真与分析 (16)7.3 θ=0.4461时系统的可靠性与抗干扰性分析 (17)八、设计总结与心得体会 (20)参考资料 (21)一、 设计任务一、题目设计1. 针对一个具有纯滞后的一阶惯性环节()1sKe G s Ts τ-=+的温度控制系统和给定的系统性能指标：✧ 工程要求相角裕度为30°～60°，幅值裕度>6dB✧ 要求测量范围-50℃～200℃，测量精度0.5％，分辨率0.2℃2. 书面设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图，并转化为系统结构图 具体要求：✧ 温度传感器、执行机构的选型✧ 微型计算机的选型（MCS51、A VR 等等）✧ 温度传感器和单片机的接口电路✧ 其它扩展接口电路（主要是输入输出通道）✧ 利用Protel 绘制原理图，制作PCB 电路板（给出PCB 图）3. 软件部分：✧ 选择一种控制算法（最少拍无波纹或Dalin 算法）设计出控制器（被控对象由第4步中的参数确定），给出控制量的迭代算法，并借助软件工程知识编写程序流程图✧ 写出主要的单片机程序4. 用MATLAB 和SIMULINK 进行仿真分析和验证对象确定：K=10*log(C*C-sqrt(C)),rand(‘state ’,C), T=rand(1)考虑θ=0或T/2两种情况，即有延时和延时半个采样周期的情况。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握计算机控制技术的基本原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解计算机控制技术的基本概念、原理和特点；熟悉计算机控制系统的组成和分类；掌握常见的计算机控制算法和应用。
2.技能目标：能够运用计算机控制技术解决实际问题；具备分析和设计简单计算机控制系统的的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对计算机控制技术的兴趣和好奇心，提高学生运用科学技术解决实际问题的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.计算机控制技术概述：计算机控制技术的起源、发展及其在各个领域的应用。
2.计算机控制系统的基本原理：模拟计算机控制系统、数字计算机控制系统、混合计算机控制系统。
3.计算机控制系统的组成：控制器、执行器、传感器、反馈元件等。
4.计算机控制算法：PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。
5.计算机控制技术的应用：工业自动化、交通运输、楼宇自动化等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过讲解计算机控制技术的基本概念、原理和特点，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解计算机控制技术的应用。
3.实验法：让学生动手进行实验，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
4.讨论法：学生进行课堂讨论，激发学生的思考，提高学生的表达能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版社出版的计算机控制技术教材。
2.参考书：提供相关的计算机控制技术参考书籍，供学生自主学习。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，丰富教学手段，提高教学效果。
4.实验设备：准备计算机控制系统实验装置，让学生能够实际操作，加深对知识的理解。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性。
计算机控制课程设计
计算机控制技术课程设计指导书内容：1.计算机炉温控制系统设计2.倒立摆控制系统设计3.网络控制系统设计计算机炉温控制系统设计一．课设目的1.了解温度控制系统的特点、组成和接口电路2.掌握微机与温度控制器、电加热器的接口电路3.掌握C 语言设计控制程序的方法4.应用各种控制算法，实现温箱的闭环控制二．课设内容1.系统整体设计和组成2.最佳控制PID 系统参数测定3.温控系统控制算法设计和比较4.绘图：绘出设计调试的结果5.数据处理和分析三．温控系统简介1.系统的基本工作原理系统结构图如图1.1所示，图中)1/(1)(,/)1()(),/1()(+=-=++=-Ts s G s e s G s K s K K s G p Ts h d i p c 。
图1.1 系统结构图 整个炉温控制系统由两大部分组成。
一部分由计算机和A/D&D/A 卡组成。
主要完成温度采集，PID 运算，产生可控硅的触发脉冲。
另外一部分由传感器信号放大，同步脉冲形成，以及触发脉冲放大等组成。
炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压可在0～140V 内变化。
可控硅的导通角为0～5bH 。
温度传感器是通过一只热敏电阻及其放大电路组成，温度越高其输出电压越小。
外部LED 灯的亮灭表示可控硅的导通与关断的占空比时间，如果炉温低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。
温度控制电路原理图如图1.2所示。
图1.2 温度控制电路原理图2.PID 递推算法如果PID 调节器输入信号为)(t e ，输送信号)(t u ，则离散的递推算法如下：))1()(()2()()(--++=k e k e k k e k k e k k u d i p ,其中)2(k e 是误差累积和。
四．设计步骤1.硬件连接将A/D&D/A 卡插入计算机扩展槽，把A/D&D/A 卡和温控卡控制盒用20芯的扁平信号线连接，然后把温度传感器放入炉内，检查元件无误后接通温控箱220V 电源。
电气专业“计算机控制系统”课程设计
（） ２ 电源输 出电压 ｕ的稳定控制算 法设计 ， 即
电压调 节器 Ｕ Ｃ的设 计 ；
２ 课 程 设 计 方 案
根 据上 述 镀 锡 带 钢 电阻 加 热 软 熔 工 艺 原 理 和
（） ３ 控制系统硬件电路的设计与调试 ； （） ４ 控制系统软件设计与编程 ； （） ５ 实验平台的搭建 、 实验调试 ；
电源电压给定值 ｕ 的确定 ， 由远方控制器根据电阻 软熔工艺要求计算 获得 ； 另外一部分是 电源 电压 “
的稳 定控 制 ， 由本 地控 制器 完成 。
交流电流 ， 利用带钢本 身 的电阻产 生热量 ， 对锡层 进 行加 热 。在 实 际生 产 过 程 中 ， 满 足 工 艺 要 求 ， 为
辊 在带 钢 两端施 加 交 流 电压 ， 而 在 带钢 内部 形 成 从
由上述 分析 可 知 ， 电辊 两 端 电压 控 制 是 软 熔 导 系统 的关 键 ， 如控 制 不 当容 易 引起 欠 软熔 、 烧 ， 过 甚 至烧 断 断 带 。这 里 ， 电压 控 制 分 为 两 个 部 分 ： 是 一
由于 电 网电压 ｕ 的波 动 ， 过 三相 不 控 整 流器 通 提 供 的直 流 电压 也会 随之 波动 ， 出交 流 电压 １ 输 １ ， 亦 会处 于波 动状 态 ， 最终 引起 钢 带 温 度 的变 化 。而 当系统 检 测 出 温 度 变 化 时 ， 际 上 已 经 产 生 了 延 实 时， 必然 会影 响镀 锡 钢板软 熔 的质量 。
计算机控制技术及应用课程设计
计算机控制技术及应用课程设计一、简介计算机控制技术是近年来逐渐被广泛应用的技术之一，它与计算机的不断发展密不可分。
计算机控制技术是通过计算机控制来完成一系列的工作，让传统的机械、电子、仪表的控制方式得到升级。
本次课程设计旨在加深对计算机控制技术的理解与应用，通过学习电路基础知识、单片机编程、传感器应用等知识，完成一个小型的自动化控制设备。
二、课程设计内容2.1 设计目标•了解单片机的基础知识，能够编写简单的程序；•掌握传感器的原理及应用方法；•设计一套既能感应野外环境参数数据，又能实现自动调节的小型自动化控制系统。
2.2 设计思路本次设计选用基于单片机的自动化控制系统，将传感器采集到的各种数据通过AD 转换转换为数字信号后交给单片机处理，单片机通过对数据进行分析，再通过数模转换将指令传达给执行机构，以控制器保持设定状态。
2.3 设计步骤1.调试开发环境，掌握VC++、Proteus、Keil等的使用方法和开发技巧；2.设计电路原理图和PCB图；3.选择合适的传感器并设置传感器参数，将数据传输到单片机，实现传感器数据的采集；4.设计单片机程序，包括控制策略、参数设置、模拟量采集、数字量控制、数据处理等内容；5.按照设计要求制作实验装置，调试实验装置，验证设计方案的可行性、准确性和稳定性。
2.4 设计成果以温度控制为例，设计一套能够自动调节温度的小型自动化控制系统，并完成以下功能：1.采集环境温度并以数字量显示；2.设定温度值并以数字量显示；3.自动调节风扇转动速度，维持设定温度；4.实现设定温度范围内（±1℃）的自动调节。
三、心得体会通过此次课程设计，我深刻认识到计算机控制技术在自动化控制系统中的重要作用。
掌握了单片机的基本原理和编程方法，同时也学习了传感器的基本原理和应用方法。
在课程设计中我遇到了一些问题，如设置控制策略时需要考虑各种异常情况，还需要随时进行数据监测，这样才能保证系统的正常运行。
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握计算机控制系统的基本原理、方法和应用，培养学生运用计算机技术分析和解决控制问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解计算机控制系统的基本概念、分类和特点；（2）掌握控制系统的数学模型建立和仿真方法；（3）熟悉常见控制器的设计方法和性能分析；（4）掌握计算机控制系统的实现技术和应用领域。
2.技能目标：（1）能够运用数学模型分析和解决计算机控制系统问题；（2）具备使用控制系统仿真软件进行仿真分析的能力；（3）能够根据实际需求设计合适的控制器，并分析其性能；（4）具备计算机控制系统设计和调试的基本技能。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对计算机控制系统的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索、创新的精神，提高自主学习能力；（3）培养学生团队协作意识和沟通能力；（4）培养学生关注社会热点，将所学知识应用于实际问题的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.计算机控制系统概述：计算机控制系统的定义、分类、特点和应用领域；2.控制系统的数学模型：控制系统数学模型的建立、仿真和分析；3.控制器设计方法：PID控制、模糊控制、神经网络控制等控制器设计方法；4.计算机控制系统实现技术：硬件选型、软件设计、系统调试等；5.计算机控制系统应用案例：工业生产、航空航天、生物医学等领域的应用实例。
三、教学方法为实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地传授理论知识，引导学生掌握基本概念和原理；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解计算机控制系统的应用和设计方法；3.实验法：学生进行实验，提高学生的动手能力和实际问题解决能力；4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作和沟通能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果；4.实验设备：配置合适的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计计算机控制技术课程设计一、引言随着科技的不断发展和进步，计算机控制技术在工业、交通、能源等领域的应用越来越广泛。
为了更好地理解和应用计算机控制技术，我们需要进行课程设计。
本文将围绕计算机控制技术课程设计的目的、任务和要求，以及设计方法和步骤进行详细阐述。
二、计算机控制技术计算机控制技术是利用计算机对工业过程进行自动控制的一种技术。
它以计算机为控制中心，通过数据输入、处理和控制输出，实现对工业过程的自动化控制。
计算机控制技术的主要内容包括控制系统设计、程序设计、数字信号处理等。
控制系统设计是计算机控制技术的核心，需要根据控制系统的要求，选择合适的硬件和软件，设计出高效、稳定的控制系统。
三、课程设计的目的和任务课程设计的目的在于通过实践，加深学生对计算机控制技术的理解和掌握，提高学生的编程能力、系统设计和调试能力。
课程设计的任务包括：1、设计并实现一个计算机控制系统，能够实现数据的采集、处理和控制输出；2、编写控制系统的程序，实现系统的自动化控制；3、对控制系统进行调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。
四、课程设计的要求课程设计的要求包括：1、设计出的控制系统应具有高效性、稳定性和可靠性；2、程序应具有良好的可读性和可维护性；3、测试数据应具有完整性和准确性。
五、设计方法及步骤课程设计的具体方法和步骤如下：1、确定控制系统的需求和分析；2、选择合适的硬件和软件，设计出控制系统的总体结构；3、编写控制系统的程序，实现数据输入、处理和控制输出；4、对控制系统进行调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。
六、总结通过本次课程设计，我们深入了解了计算机控制技术的核心内容和实现过程，掌握了控制系统设计、程序设计和数字信号处理等关键技术。
我们也发现了课程设计中存在的一些问题和不足之处，需要我们在后续的学习和实践中不断改进和完善。
希望通过本次课程设计，能够为我们在计算机控制技术领域的学习和实践打下坚实的基础。
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计是计算机专业学生在学习过程中必不可少的一门重要
课程，通过这门课程的学习，学生能够掌握计算机控制系统的设计、实现和调试等能力。
在这门课程中，学生需要完成一个课程设计项目，来展示他们对于课程知识的掌握程度和实际应用能力。
首先，进行计算机控制系统课程设计时，需要明确设计的目的和要求，确定设
计的范围和内容。
在确定设计的范围和内容时，需要结合课程学习的知识和实际需求，确保设计的项目既符合课程要求，又具有一定的实用性和可行性。
其次，设计计算机控制系统时，需要考虑系统的整体架构和功能模块的设计，
合理划分系统的功能，确定各个模块之间的关系和通信方式。
在设计过程中，需要充分考虑系统的稳定性、可靠性和扩展性，确保系统能够正常运行和满足实际需求。
另外，设计计算机控制系统时，需要选择合适的硬件和软件平台，根据系统的
需求和性能要求选择合适的处理器、传感器、执行器等硬件设备，同时选择合适的编程语言和开发工具，设计和实现系统的控制算法和界面。
在完成设计后，需要进行系统的调试和测试，验证系统的功能和性能是否符合
设计要求，发现并解决系统中的问题和bug，确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说，计算机控制系统课程设计是一项综合性的实践项目，需要学生充分
运用课程学习的知识和技能，设计和实现一个完整的控制系统，从而提升学生的实际应用能力和解决问题的能力，为日后的工作和学习打下良好的基础。
希望学生能够认真对待这门课程设计，努力完成设计项目，不断提升自己的能力和水平。
计算机控制技术课程设计教学大纲
《计算机控制技术》课程设计Curriculum Design of Computer Control Technology课程编号：05360930 学时：1周学分：1先修课程：微机原理及应用、自动控制理论I、计算机控制技术适用专业：自动化一、目的与任务《计算机控制技术课程设计》是自动化专业教学计划中具有承上启下、融会贯通意义的实践性课程，它建立在微机原理及应用、自动控制理论、计算机控制技术等课程知识的基础上，为自动化专业的学习打好坚实的基础。
《计算机控制技术课程设计》的任务是在所掌握的计算机控制技术理论知识的基础上，利用现有的实验平台，掌握利用微机技术进行直流电机转速测量与控制的基本原理和方法。
二、要求、内容与进度安排1．要求（含工作量要求）（1）学生在上机前要进行充分准备，事先充分查阅所需设计资料（2）能按照所给电路图选择所需器件，并在实验平台上搭建实验电路（3）根据所给样程，编写相关程序，并进行调试（4）完成课程设计报告并进行答辩以上各要求所需工作量为5天。
1．内容本设计内容参照《计算机控制技术课程设计指导书》执行。
（1）采用PID控制算法实现直流电机转速的测控，并利用FD-ST8088A实验平台动态显示转速大小等信息，转速给定由键盘置入（2）采用模块化结构编制测控程序，定时中断和转速利用8253T0、T1编制相应的服务程序，显示相关信息调用INT14（3）将调速系统按照接线图连接无误后，再将编好的源程序汇编、链接，形成可执行文件并下载到FD-ST8088A实验平台进行调试、运行，直到满意为止。
3．进度安排（学时）（1）硬件接线 1.5天（2）软件编程调试3天（3）答辩0.5天共计5天（1周）三、考核与成绩评定考核主要由指导教师在最后一次上级考核，分为优、良、中、及格、不及格五个档次。
评分依据：1．答辩过程中回答问题是否基本正确2．课程设计报告是否清晰准确3．平时上机是否不迟到不早退，工作是否认真能完成上述几条的，且能独立自主完成课程设计的可评为优。
计算机控制系统课程设计(东北电力大学)资料
目录1 题目背景与意义 (1)1.1设计目的 (1)2 设计题目介绍 (2)2.1设计内容和要求 (2)2.1.1基本要求 (2)2.1.2发挥部分 (2)3 系统总体框架 (3)4 系统硬件设计 (4)4.1单片机选型 (4)4.1.1 AT89C51功能介绍： (5)4.1.2晶振电路 (6)4.1.3复位电路 (6)4.2 A/D转换电路 (7)4.2.1 ADC0832功能介绍： (7)4.3 D/A转换电路 (7)4.3.1 DAC0808功能 (8)4.4显示器 (8)4.4.1LM016L引脚说明 (8)4.5 总电路 (9)5 系统软件设计 (10)5.1 主程序框图 (10)5.2数据程序框图 (10)5.3显示程序框图 (11)6 总结 (12)7 参考资料 (13)1 题目背景与意义1.1设计目的本课程设计以《计算机控制系统》课程理论为基础，以其他电子类、计算机及接口类相关课程内容为辅助，在实践中锻炼学生的系统设计能力、理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力，提高其实践能力、创新意识与创业精神。
在自动控制系统的实际工程中，经常需要检测被测对象的一些物理参数，如温度、流量、压力、速度等，这些参数都是模拟信号的形式。
它们要由传感器转换成电压信号，再经A/D转换器变换成计算机能够处理的信号。
同样，计算机控制外设，如电动调节阀、模拟调速系统时，就需要将计算机输出的数字信号经过D/A转换器变换成外设能接受的模拟信号。
本次《计算机控制系统》课程设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机A/D和D/A多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、等方面的知识进一步加深认识，同时在系统设计、软件编程、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
帮助同学们增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，从而更好的掌握单片机的内部功能模块的应用以及A/D和D/A功能的实现。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机控制技术的基本原理，理解计算机控制系统的工作流程。
2. 使学生了解计算机控制技术在工业、医疗、家居等领域的应用。
3. 帮助学生掌握计算机控制系统的硬件和软件设计方法。
技能目标：1. 培养学生运用计算机控制技术解决实际问题的能力。
2. 提高学生进行计算机控制系统编程、调试和优化的技能。
3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能够就计算机控制技术问题进行讨论和分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制技术的兴趣，激发学生的创新意识。
2. 引导学生关注计算机控制技术在我国经济发展和社会进步中的作用，增强学生的社会责任感。
3. 培养学生严谨、细致的学习态度，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为专业选修课，旨在让学生在掌握计算机控制技术基本原理的基础上，提高实际应用能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。
学生特点分析：学生为高中二年级学生，具有一定的计算机基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力。
2. 案例教学，结合实际应用场景，提高学生的学习兴趣。
3. 加强课堂互动，鼓励学生提问、讨论，提高学生的参与度。
4. 注重过程性评价，及时了解学生的学习进度，调整教学策略。
二、教学内容1. 计算机控制技术基本原理：包括计算机控制系统的组成、工作原理和性能指标，涉及课本第二章内容。
- 计算机控制系统的组成与分类- 控制器、执行器和被控对象的作用及相互关系- 性能指标：稳定性、快速性、精确性等2. 计算机控制技术在各领域的应用：介绍计算机控制技术在工业、医疗、家居等领域的实际应用，结合课本第三章实例进行分析。
- 工业自动化控制- 医疗设备控制- 智能家居控制3. 硬件和软件设计方法：包括控制器硬件设计、编程环境搭建以及软件编程，涉及课本第四章和第五章内容。
- 控制器硬件设计：微控制器、接口电路等- 编程环境：C语言、汇编语言、开发工具等- 软件编程：控制算法、程序设计等4. 计算机控制系统编程、调试和优化：以实际项目为例，讲解编程、调试和优化方法，涉及课本第六章内容。
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计计算机控制系统课程设计是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，其主要目的是培养学生的计算机控制系统设计能力。
本文将从计算机控制系统的概念、课程设计的目的、设计流程、设计要点等方面进行阐述，帮助读者更好地理解和掌握这门课程。
一、计算机控制系统概念计算机控制系统是指采用计算机技术实现对物理系统、生产过程等进行控制的系统。
它是现代工业自动化的重要组成部分，能够提高生产效率、质量和安全性。
计算机控制系统包括硬件和软件两个方面，硬件部分包括传感器、执行器、控制器等，软件部分包括控制算法、编程语言等。
二、课程设计目的计算机控制系统课程设计的主要目的是培养学生的计算机控制系统设计能力。
通过课程设计，学生能够掌握计算机控制系统的基本原理和设计方法，熟练掌握计算机控制系统的软硬件环境，能够设计出符合实际应用的计算机控制系统。
三、设计流程计算机控制系统课程设计的设计流程一般包括以下几个步骤：1.需求分析：明确设计的目标和需求，确定系统的功能和性能指标。
2.系统设计：根据需求分析结果，确定系统的结构和组成部分，设计控制算法和控制策略，选择硬件和软件平台。
3.软件设计：编写程序代码，实现控制算法和控制策略，进行软件测试和调试。
4.硬件设计：选择传感器、执行器等硬件设备，进行电路设计和制作，进行硬件测试和调试。
5.系统集成：将软件和硬件部分进行集成，进行系统测试和调试。
6.系统应用：将设计的计算机控制系统应用于实际场景，进行实际测试和应用。
四、设计要点1.需求分析要充分：在需求分析阶段，要充分考虑实际应用场景的需求，确定系统的功能和性能指标，尽量避免遗漏或不准确的需求。
2.系统设计要合理：在系统设计阶段，要合理选择硬件和软件平台，设计控制算法和控制策略，确保系统的可靠性和稳定性。
3.软件设计要规范：在软件设计阶段，要编写规范的程序代码，注意程序的可读性和可维护性，进行软件测试和调试，确保软件的正确性和稳定性。
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基于单片机的鸡雏孵化室恒温控制器设计姓名：南翠华学号：B11040103日期：2014-5-18第一章、概述 (1)（一）温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (1)（二）本设计的应用及意义 (1)第二章、控制要求和工艺分析 (1)（一）控制要求 (1)（二）方案比较与论证 (2)1.温度的采集取样 (2)2.温度的显示 (2)3.单片机的控制 (2)4.温度加热 (2)5.温度散热 (2)（三）单元模块设计 (3)1. 温度检测模块 (3)2.显示模块 (4)3.报警模块 (5)4.温度控制模块 (5)5.单片机模块 (5)（四）、DS18B20温度传感器简介 (5)1．温度传感器的历史及简介 (5)2. DS18B20的工作原理 (5)3. DS18B20的测温原理 (7)第三章．总体设计方案 (8)（一）设计框图 (8)（二）硬件设计 (9)1.温度采集电路 (9)2.显示电路 (9)3.时钟电路 (10)4.复位电路 (10)5.报警电路 (11)6.按键电路 (11)7.总电路 (11)8.PCB板电路： (12)（三）软件设计 (13)1．主程序流程图 (13)2.本设计源码 (13)3．程序仿真图 (13)第四章、心得体会 (14)附录 (15)参考文献 (22)第一章、概述（一）温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。
针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。
温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。
在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。
比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。
没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。
因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。
可见，温度的测量和控制是非常重要的。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。
随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。
近年来，人类的生产和生活方式发生了巨大的变化，产生这一变化的重要原因就是计算机技术的飞速发展。
第一台计算机诞生至今仅仅几十年的时间，计算机的性能已经大大提高，价格不断的下降，从而使之可以迅速而广泛地应用于人类的生产和生活的各个领域。
然而鸡雏孵化室的温度控制的发展无疑得益于计算机技术的发展。
（二）本设计的应用及意义本设计以保质、节能、安全和方便为基准设计了一个鸡雏孵化室恒温控制器，根据需要进行相应的数据分析和处理，由此完成对鸡雏孵化室温度的采样和控制。
通过本设计掌握使用高级语言对单片机编程技术以及一线总线制在单片机方面的应用及利用继电器控制加热装置，从而控制大功率的加热设备，提高实际工作技能。
本设计以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用，在很大程度上提高了生产、生活中对鸡雏孵化室温度的控制水平。
本文的设计正是一个本着学习、创新和服务人类的思想的机器设计，让机器按照自己预定的想法和目的运作。
第二章、控制要求和工艺分析（一）控制要求本设计是对鸡雏孵化室温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动按程序设计的顺序利用继电器使加热装置对鸡雏孵化室进行加温，使温度上升。
当温度上升到下限温度以上时，按顺序停止加热装置加温；当温度达到设定温度时，系统停止加温。
当温度高于设定上限温度时，系统自动按程序设计的顺序利用散热装置对鸡雏孵化室进行降温。
温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。
四个数码管即时显示温度，精确到小数点后一位。
（二）方案比较与论证1.温度的采集取样方案一：采用热敏电阻。
热敏电阻是一种随温度变化阻值随之变化的器件。
当温度变化时热敏电阻的阻值，电阻两端产生的电压也随之变化。
通过比较器设置的电压进行比较，对电压的变化来判断温度的变化。
从而可以控制加热的时间。
采用热敏电阻时，比较电路需要很精确的设计，且对电路要求跟高。
方案二：采用温度芯片DS18B20进行温度采集。
该温度芯片不需要接外围电路，可以直接接至单片机，通过单片机直接读取温度值。
这样可以省掉部分电路的设计，同时电路也变得更简洁，控制更好。
综合上述的方案，我们采用方案二。
方案二电路比较简单合理。
2.温度的显示方案一：采用LED显示。
LED点阵可以显示多种字符以及图形，可用软件进行调制，有很强的兼容性以及可操作性。
但是对于本系统来说其成本比较高。
方案二：采用数码管显示。
数码管体积小，又便于单片机控制。
本系统需要显示1到9，硬件只需通过控制单片机来直接控制数码管的显示。
采用数码管节约I/O口，同时减少成本。
综合上述的方案，我们采用方案二。
3.单片机的控制方案一：采用普通继电器控制电热器加热。
通过单片机输出的PWM脉冲来控制继电器的接通和断开。
由于电磁继电器相应存在延迟（20MS-25MS左右）相对于单片机而言相当长的时间，而且存在电火花（弧）等不安全因素。
普通继电器性能不是很优越，反映慢。
方案二：采用固态继电器控制电热器加热。
通过单片机输出的PWM脉冲来控制继电器的接通和断开。
固态继电器交流端采用无触点接通和断开，性能优越反映快。
方案三：利用MOC3021光电耦合器控制加热装置，响应及时。
不会存在安全隐患。
综合上述的方案，我们采用方案二。
4.温度加热方案一：采用电烙铁加热。
电烙铁价格较贵，存在一些安全隐患，并且加热区域较小。
方案二：采用100W灯泡加热。
100W灯泡价格便宜，使用方便，材料常见，便于更换。
方案三：采用电热管加热。
电热管加热不够安全。
由于灯泡价格便宜，且设计简单，易于采购，所以采用方案二。
5.温度散热方案一：采用制冷空调散热降温。
空调价格比较昂贵，不易于安装。
散热速度快，但经常启动停止会致使空调损坏。
方案二：采用电风扇散热降温。
电风扇价格比较便宜，且便于放置和更换。
由于空调价格昂贵，而电风扇价格便宜，且方便利于普及，所以采用方案二。
（三）单元模块设计本设计主要分为5个模块：1、温度检测模块2、显示模块3、报警模块4、温度控制模块5、单片机模块1. 温度检测模块该模块是温度检测模块主要由DS18B20构成，主要作用是将实际温度通过DS18B20传输给单片机。
用于单片机判断与设定温度的差值，再去控制继电器模块的开或闭。
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。
这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。
数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚DQ脚传到单片机的P2.7口，单片机接受温度并存储。
此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单。
1）.DS18B20的性能特点如下：（1）独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；（2）多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；（3）无须外部器件；（4）可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V；（5）零待机功耗；（6）温度以4位数字显示；（7）用户可定义报警设置；（8）报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；（9）负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
2）.DS18B20的内部结构 :图4—1 DS18B20封装图4—2 DS18B20内部结构DS18B20采用3脚PR－35封装，如图4-1所示；DS18B20的内部结构，如图4-2所示。
3）.DS18B20工作原理及应用 :DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。
其一个工作周期可分为两个部分，即温度检测和数据处理。
在讲解其工作流程之前我们有必要了解DS18B20的内部存储器资源。
18B20共有三种形态的存储器资源，它们分别是：ROM只读存储器，用于存放DS18B20编码，其前8位是单线系列编码（DS18B20的编码是19H），后面48位是芯片唯一的序列号，最后8位是以上56位的CRC码。
数据在出产时设置不由用户更改。
DS18B20共64位ROM。
RAM数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。
第1、2个字节是温度转换后的数据值信息，第3、4个字节是用户EEPROM(常用于温度报警值储存)的镜像。
在上电复位时其值将被刷新。
第5个字节则是用户第3个EEPROM的镜像。
第6、7、8个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的温度分辨率而设计的，同样也是内部温度转换、计算的暂存单元。
第9个字节为前8个字节的CRC码。
EEPROM非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在镜像，以方便用户操作。
DS18B20的主要特征：全数字温度转换及输出，先进的单总线数据通信。
最高12位分辨率，精度可达正负0.5摄氏度，12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。
可选择寄生工作方式。
检测温度范围为-55°C~+125°C（-67°F~+257°F）内置EEPROM,限温报警功能。
64位光刻ROM,内置产品序列号，方便多机挂接。
多样封装形式，适应不同硬件系统。
DS18B20引脚功能：GND电压地，DQ单数据总线，VDD电源电压，NC 空引脚。
DS18B20C采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装。
2.显示模块显示部分采用数码管显示方式。
数码管用四位一体的共阳数码管。
段选直接有单片机控制，位选通过单片机P1口接上8550进行驱动数码管。
3.报警模块利用蜂鸣器进行报警功能。
4.温度控制模块利用继电器控制加热装置和散热装置5.单片机模块单片机STC89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM,32个I/O口线，两个16位定时/计数器，5个中断源,一个全双工串口通信口，内置一个精密比较器，片内振荡器及时钟电路，同时，STC89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式:低功耗的闲置和掉电模式。