计算机控制课程设计数据采集系统设计正文
计算机控制系统课程设计--- 最少拍控制系统设计
能源与动力工程学院课程设计报告题目：最少拍控制系统设计课程：计算机控制技术课程设计专业：电气工程及其自动化班级：电气0902 姓名：孙威学号： 091302224第一部分任务书《计算机控制技术》课程设计任务书一、课题名称最少拍控制系统设计二、课程设计目的课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
《计算机控制技术》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。
计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它需要控制理论、程序设计、硬件电路设计等方面的知识融合。
通过课程设计，加深对学生控制算法设计的认识，学会控制算法的实际应用，使学生从整体上了解计算机控制系统的实际组成，掌握计算机控制系统的整体设计方法和设计步骤，编程调试，为从事计算机控制系统的理论设计和系统的调试工作打下基础。
三、课程设计内容设计以89C51单片机和ADC 、DAC 等电路、由运放电路实现的被控对象构成的计算机单闭环反馈控制系统。
1. 硬件电路设计：89C51最小系统加上模入电路（用ADC0809等）和模出电路（用TLC7528和运放等）；由运放实现的被控对象。
2. 控制算法：最少拍控制。
3. 软件设计：主程序、中断程序、A/D 转换程序、滤波程序、最少拍控制程序、D/A 输出程序等。
四、课程设计要求1. 模入电路能接受双极性电压输入（-5V~+5V ），模出电路能输出双极性电压（-5V~+5V ）。
2. 模入电路用两个通道分别采集被控对象的输出和给定信号。
3. 每个同学选择不同的被控对象：510(),()(1)(0.81)(1)(0.41)G s G s s s s s ==++++ 45(),()(0.41)(0.81)G s G s s s s s ==++ 58(),()(1)(0.21)(0.81)(0.21)G s G s s s s s s s ==++++55(),()(0.81)(0.31)(0.81)(0.21)G s G s s s s s ==++++4. 设计无纹波最少拍控制器。
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。
数据采集系统
3.2.3 单片机与74ls165芯片的接口方法
• 单片机与74ls165芯片的接口如图 所示，可 以采集24路数字量:
图6 74ls165与单片机的连接
3.3 串口通信电路设计
• RS－485标准接口是单片机系统中常用的一 种串行总线之一。与RS－232C比较，其性 能有许多改进之处。
图7 RS－485管脚图
• 89C52与MAX485的接口电路如图9.4所示。 P1.7用来控制MAX485的接收或发送，其余 操作同串口 。TXD和RXD分别接到单片机上 的TXD1和RXD1，直接实现下位机到上位机 的电平转化和反向。电路图如下：
图8 89C52与MAX485的接口电路
• 综上所述，整个电路原理图如图9所示：
数据采集系统
班级：测控091 主讲人：XXXXX
数据采集系统的设计
数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自 动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、 处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用 的信息，供显示、记录打印或描绘的系统。 本设计对数据采集系统作了基本的研究。本系 统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)， 20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串 行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方 法。
• 程序流程图如图11所示
开始
使能锁存信号， 将数字 量存入存储器
芯片数据逐次读入
数据存储保持，串行输出
结束
图11 数字量采集子程序流程图
4.3 采集定时子程序
• 此课题要求1ms的采集时间，可使用单片机 内部的Timer定时器。产生1ms的间隔中断。 在每次中断产生的时候，将模拟量、数字 量全部采集，并发送到上位机。定时中断 子程序流程图如图12：
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 。
微型计算机原理及接口技术课程设计-数据采集系统设计
微型计算机原理及接口技术课程设计-数据采集系统设计是一个综合性的项目，需要考虑到硬件和软件两个方面的内容。
以下是一个简单的数据采集系统设计的课程设计思路：一、硬件设计1. 选择合适的微处理器或微控制器，如8051、ARM等。
2. 确定数据采集模块，如AD转换器、传感器等。
3. 选择适当的数据存储模块，如RAM、EEPROM等。
4. 根据系统需求，设计合理的接口电路，如RS-232、RS-485、I2C、SPI等。
5. 确保电路的稳定性和可靠性，进行必要的抗干扰设计。
二、软件设计1. 编写微处理器或微控制器的程序，包括数据采集、处理、存储等环节。
2. 实现与数据采集模块和存储模块的通信，实现数据的实时传输和存储。
3. 实现系统的初始化、参数设置、结果显示等功能。
4. 进行必要的测试和调试，确保系统的稳定性和准确性。
具体步骤如下：一、系统总体设计1. 根据需求分析，确定系统的总体结构和功能。
2. 确定数据采集模块的类型和参数要求。
3. 确定存储模块的类型和参数要求。
4. 根据硬件选择，确定微处理器或微控制器的型号和参数要求。
二、硬件电路设计1. 根据系统总体结构和功能，设计合理的接口电路。
2. 根据所选硬件，进行必要的抗干扰设计。
3. 制作电路板，进行必要的调试和测试。
三、软件程序设计1. 根据系统总体结构和功能，编写微处理器或微控制器的程序。
2. 实现与数据采集模块和存储模块的通信协议，实现数据的实时传输和存储。
3. 进行必要的测试和调试，确保程序的正确性和稳定性。
四、系统集成和测试1. 将硬件和软件整合在一起，进行系统的集成和测试。
2. 进行性能测试、精度测试、稳定性测试等，确保系统的稳定性和准确性。
3. 编写系统使用手册和故障排除指南，为用户提供必要的支持和服务。
以上是一个简单的数据采集系统设计的思路和步骤，具体的设计过程还需要根据实际情况进行调整和优化。
同时，还需要注意安全性和环保性等方面的要求，确保系统的安全可靠运行。
计算机控制系统课程设计报告
课程设计报告学生姓名:邱博学号：2学院:自动化工程学院班级:自动133题目:计算机控制系统指导教师：赵波，姜文娟职称: 副教授2016年6月27日目录1 题目背景及意义 (1)2 设计题目介绍 (2)2.1 设计要求 (2)2.2设计意义 (2)3 系统总体框架 (2)3.1 系统设计思路 (2)3.2 系统框架 (2)4 系统硬件设计 (3)4.1单片机部分 (3)4.1.1单片机引脚介绍 (3)4.1.2单片机的最小实现 (4)4.2 A/D转换电路 (5)4.2.1 芯片选择 (5)4.2.2 电路连接 (6)4.3 D/A转换电路 (6)4.4 模拟信号输入通道 (9)4.5 键盘模块 (10)4.6 数码管显示电路 (11)4.6 报警电路 (12)5 系统软件设计 (13)5.1主程序框图 (13)5.2键盘控制程序框图 (13)5.3数据转换程序框图 (14)5.4 显示程序框图 (15)5 结论 (17)参考文献 (18)1 题目背景及意义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，通过完成一个基于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的设计及编程应用，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识及实际应用结合起来，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。
计算机控制系统课程设计
计算机控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解计算机控制系统的基本原理和概念，掌握控制系统的数学模型；2. 掌握常见控制算法，如PID控制、模糊控制等，并能运用至实际控制系统中；3. 了解计算机控制系统在不同领域的应用，如工业控制、智能家居等。
技能目标：1. 能运用所学知识对简单的控制系统进行建模和分析；2. 掌握利用计算机编程实现对控制系统的仿真和优化；3. 能设计简单的计算机控制系统，具备初步的控制系统调试和故障排查能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制系统及自动化技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生的团队协作能力和沟通能力，使其在项目实践中学会合作与分享；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到计算机控制系统在国民经济发展中的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，通过课程设计，使学生在实践中掌握计算机控制系统的相关知识和技能。
学生特点：学生具备一定的计算机基础和控制理论知识，具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高其解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 计算机控制系统概述- 控制系统基本原理- 计算机控制系统的组成与分类- 控制系统性能指标2. 控制系统数学模型- 线性系统数学模型- 非线性系统数学模型- 系统建模方法3. 常见控制算法- PID控制算法- 模糊控制算法- 其他先进控制算法简介4. 计算机控制系统应用案例分析- 工业控制应用案例- 智能家居应用案例- 其他领域应用案例5. 控制系统设计与实践- 控制系统设计方法- 基于计算机的控制系统仿真- 控制系统编程与调试- 故障排查与优化6. 课程项目实践- 项目任务书与要求- 项目实施步骤与方法- 项目成果展示与评价教学内容安排和进度：第1-2周：计算机控制系统概述、控制系统数学模型第3-4周：常见控制算法第5-6周：计算机控制系统应用案例分析第7-8周：控制系统设计与实践第9-10周：课程项目实践与成果展示教材章节关联：第1章：计算机控制系统概述第2章：控制系统数学模型第3章：常见控制算法第4章：计算机控制系统应用案例分析第5章：控制系统设计与实践第6章：课程项目实践与评价三、教学方法1. 讲授法：- 对于计算机控制系统的基本原理、数学模型和控制算法等理论知识，采用讲授法进行教学，使学生在短时间内掌握课程核心内容；- 讲授过程中注重启发式教学，引导学生主动思考问题，提高课堂互动效果。
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》课程设计报告题目：超前滞后矫正控制器设计姓名:学号： 10级自动化2013年12月2日《计算机控制》课程设计任务书指导教师签字：系（教研室）主任签字:2013年11 月25 日1.控制系统分析和设计 1.1实验要求设单位反馈系统的开环传递函数为)101.0)(11.0(100)(++=s s s s G ，采用模拟设计法设计数字控制器,使校正后的系统满足：速度误差系数不小于100,相角裕度不小于40度，截止角频率不小于20.1.2系统分析（1）使系统满足速度误差系数的要求:()()s 0s 0100lim ()lim1000.1s 10.011V K s G s s →→=•==++（2）用MATLAB 画出100()(0.11)(0.011)G s s s s =++的Bode 图为:-150-100-50050100M a g n i t u d e (d B )101010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = 0.828 dB (at 31.6 rad/s) , P m = 1.58 deg (at 30.1 rad/s)Frequency (rad/s)由图可以得到未校正系统的性能参数为： 相角裕度0 1.58γ=︒， 幅值裕度00.828g K dB dB =，剪切频率为:030.1/c rad s ω=, 截止频率为031.6/g rad s ω=（3）未校正系统的阶跃响应曲线0.20.40.60.811.21.41.61.82Step ResponseTime (seconds)A m p l i t u d e可以看出系统产生衰减震荡. （4）性能分析及方法选择系统的幅值裕度和相角裕度都很小，很容易不稳定。
在剪切频率处对数幅值特性以-40dB/dec 穿过0dB 线。
如果只加入一个超前校正网络来校正其相角，超前量不足以满足相位裕度的要求，可以先缴入滞后，使中频段衰减，再用超前校正发挥作用，则有可能满足要求。
ADC0809_多路数据采集和控制系统设计
1. 设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。
2. 设计内容设计一由微机控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上0-5V的模拟电压进行采集的能力，且可以用键盘选择装换通道，选择ADC0809 作为A/D转换芯片。
并在显示器上动态显示采集的数据。
3. 设计要求（1）根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图。
（2）画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。
（3）用protel软件绘制电路原理图。
（4）软件设计，给出流程图及源代码并加注释。
4. 系统总体设计步骤第一步：信号调理电路第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。
考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。
第三步：发送端的数据采集与传输控制器第四步：人机通道的借口电路第五步：数据传输借口电路用单片机作为控制系统的核心，处理来之ADC0809的数据。
经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。
串行通信有同步和异步两种工作方式，同步方式传送速度快，但硬件复杂； 异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单灵活，适用于数据的随机发送和 接受。
采用MAX485芯片的转换接口。
经过分析，本系统数据采集部分核心采用 ADC0809，单片机系统采用8051 构成的最小系统，用LED 动态显示采集到的数据，数据传送则选用 RS-485标 准，实现单片机与PC 机的通信。
数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D ， 单片机，电平转换接口，接收端（单片机、 PC 或其它设备）组成。
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
计算机控制技术课程设计计算机控制技术是一门涵盖计算机科学、自动控制和电子工程等多个学科的交叉学科。
它主要研究在计算机硬件、软件和通讯网络等方面，如何将现代计算机技术与自动控制技术相结合，实现自动化生产和智能化控制。
在计算机控制技术的课程设计中，学生需要掌握一些基本的技能和知识，如计算机系统结构、编程语言、算法和数据结构、数字信号处理、控制理论和实践等等。
下面将从几个方面介绍计算机控制技术的课程设计。
一、计算机系统结构计算机系统结构是计算机控制技术的基础，也是课程设计的重要内容之一。
学生需要掌握计算机系统中各个部件的功能和相互关系，如CPU、内存、硬盘、显卡、主板等等。
此外，学生还需要了解计算机系统的工作原理和组成结构，以及如何进行系统维护和管理。
在课程设计中，学生可以通过搭建计算机系统来加深对计算机系统结构的理解。
例如，学生可以选择一些常用的硬件和软件，如Intel 处理器、AMD显卡、Windows操作系统等，通过组装和安装来建立自己的计算机系统。
此外，学生还可以通过模拟器等工具来模拟计算机系统的工作过程，加深对计算机系统结构的理解。
二、编程语言编程语言是计算机控制技术中最重要的技能之一，也是课程设计的核心内容之一。
学生需要掌握一种或多种编程语言，如C、C++、Java等，以及编程语言的语法、数据类型、控制语句、函数等基本概念。
在课程设计中，学生可以选择一个合适的编程语言，完成一个小型的编程项目。
例如，学生可以设计一个简单的计算器程序，实现加减乘除等基本运算功能。
通过编程项目的实践，学生可以加深对编程语言的理解和掌握，提高编程能力。
三、算法和数据结构算法和数据结构是计算机控制技术中非常重要的概念和技能，也是课程设计的重要内容之一。
学生需要掌握常见的算法和数据结构，如排序算法、查找算法、链表、栈、队列等等。
在课程设计中，学生可以选择一个算法或数据结构，完成一个小型的程序设计项目。
例如，学生可以设计一个排序算法，实现对一组数据的排序。
计算机控制系统课程设计
基于单片机实现的电子密码锁一:电子密码锁的特点电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。
它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。
现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。
其性能和安全性已大大超过了机械锁，主要特点如下： 1.保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。
随机开锁成功率几乎为零。
2.密码可变。
用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可。
3.以避免因人员的更替而使锁的密级下降。
4.误码输入保护。
当输入密码多次错误时，报警系统自动启动，防止试探密码。
二.设计目标本次设计使用ATMEL公司的AT89C51实现一基于单片机的电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：1.设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。
2.密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能修改密码。
修改密3.码之前必须再次输入旧密码，在输入新密码。
4.报警、锁定键盘功能。
密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。
三.设计的具体体现1.系统概述电子密码锁的设计主要由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。
另外系统还有LED 提示灯，报警蜂鸣器等。
密码锁设计的关键问题1.密码输入功能：按下一个数字键，一个“－”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“－”向左移动一位。
2.密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的最后一位值，并清对应显示。
3.密码更改功能：将输入的值作为新的密码。
4.开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。
系统结构图一系统组成如图二所示系统主要由AT89C51(51系列)、六位位数码管、蜂鸣器、LED、4×4矩阵键盘、复位电路等组成。
系统可行性分析系统工作原理分析：使用AT59C51单片机、4×4矩阵键盘、LED、蜂鸣器等。
计算机控制技术课程设计
目录1 前言 (3)2总体方案设计 (4)2.1 主控芯片选择 (4)2.2 显示模块选择 (5)2.3 可燃气体信号采集传感器选择 (6)2.4 A/D转换部分 (6)2.5 电源的选择 (7)3理论分析与计算 (7)3.1 MQ-2可燃气体信号采集传感器特点及参数 (7)3.2 相关理论值计算 (8)4单元模块电路设计 (11)4.1 可燃气体信号采集部分 (11)4.2 显示部分 (12)4.3 A/D转换部分 (13)4.4 报警显示部分 (14)4.5 最小系统及按键 (15)5软件设计 (17)5.1 程序结构图 (17)5.2 程序代码 (18)6系统调试 (19)6.1 系统硬件调试 (19)6.1.1 排除逻辑故障 (19)6.1.2 排除元件故障 (19)6.2 系统软件调试 (19)7设计总结 (20)8参考文献 (22)附录一：系统总图 (23)附录二：相关程序 (25)1 前言随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类和应用范围在不断增长，这些易燃易爆气体在生产和使用过程中，一旦发生泄漏将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故，人们在对安全生产的重视限度日益增长的同时，对生产技术手段也进行不断的提高，研制一种新型、性能稳定、准确监测可燃性气体报警控制器势在必行。
而传统的模拟型可燃性气体报警控制器，对于气体传感器的特性补偿、修正，采用匹配补偿传感器的硬件调整方式；这种调整方式虽然具有现场调整方便的优点，但补偿拟合的范围窄，匹配传感器的部件选择困难，而难以获得较好的补偿、修正效果。
因此，本次设计采用了“探测器+单片机控制电路”设计思绪。
本次设计采用以STC89C52芯片为核心，用半导体陶瓷式气体传感器MQ-2来检测外部气体浓度，结合外部硬件电路实现对可燃性气体进行报警控制装置。
STC89C52芯片具有功能强大，性价比高等一系列优点，适合产品大规模生产。
同时，设计出的可燃性气体报警控制器具有操作简朴，实用性强，价格便宜，安全性高等特点，所以非常适合贮气仓库，以及家庭等场合使用，具有很高的实用价值。
多路数据采集系统的设计
目录第一章前言 (3)第二章课题的设计要求、目的及意义 (5)2.1 设计要求 (5)2.2 设计目的 (5)2.3 设计意义 (5)第三章数据采集系统的基本介绍 (7)3.1 数据采集系统的结构原理 (7)3.2数据采集系统的分类 (7)3.3数据采集系统的基本功能 (7)3.4 数据采集系统的结构形式 (8)3.5数据采集系统设计的基本原则 (8)3.6数据采集系统的发展趋势 (8)第四章系统总体方案与说明 (10)第五章系统结构框图与工作原理 (11)5.1 系统框图 (11)5.2 系统工作原理 (11)第六章各单元硬件设计说明 (12)6.1 A/D转换单元 (12)6.2 数据处理单元 (13)6.3 数码管显示单元 (14)第七章软件设计与说明 (15)7.1 程序流程图 (15)7.2 软件说明 (16)7.3初始化程序 (16)7.4中断服务程序 (17)7.5 START1﹑START2子程序 (17)7.6 BCD转换子程序 (20)7.7 显示程序 (21)第八章调试仿真说明与仿真结果 (23)8.1 调试仿真说明 (23)8.2仿真结果 (24)总结 (26)参考文献 (27)附录 A (28)附录 B (29)第一章前言随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。
各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、地震数据采集领域已经得到应用。
随着测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统己经在测控领域中占到了统治地位。
数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作。
数据采集系统的主要功能是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。
国内大大小小很多公司多开发了数据采集器和卡之类的产品，这使信息的数字化提供了极大的方便。
近年来，随着计算机技术的发展数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。
《计算机系统综合设计》计算机系统课程设计me
在课程设计中，学生被分为若干小组进行协作。通过小组内的讨论和分工，学生们的团队 协作能力得到了有效提升，这对于他们未来的工作和学习都是非常有益的。
理论知识与实践结合
本课程设计的另一个重要目标是使学生能够将所学的理论知识与实际操作相结合。通过实 际设计，学生们对计算机系统的组成和工作原理有了更深入的理解。
1 2
加强时间管理培训
在未来的课程设计中，应加入时间管理方面的培 训，帮助学生合理安排时间，确保设计进度和质 量。
分层次布置任务
根据学生技能水平的不同，分层次布置设计任务， 避免部分学生因任务过难而无法完成。
3
强化测试环节
加强对学生测试环节的监督和指导，确保学生充 分测试系统的各项功能，提高作品的质量。
04
课程设计实施过程
设计阶段
需求分析
明确设计目标，收集和分析用户需求， 确定系统功能和性能要求。
系统架构设计
根据需求分析结果，设计系统的整体 架构，包括硬件和软件结构、模块划 分等。
数据结构设计
定义系统中的数据类型、数据关系和 数据流程，设计合适的数据结构以支 持系统功能。
界面设计
设计用户界面，包括菜单、窗口、对 话框等，确保用户友好、易于操作。
应用软件
办公软件、游戏等，满足用户特定需 求。
计算机系统性能评价
运算速度
中央处理器的运算速度，影响 计算机处理任务的速度。
存储容量
存储器能够存储的数据和程序 的大小。
可靠性
计算机系统的稳定性和数据安 全保护能力。
可维护性
计算机系统的故障修复和升级 能力。
03
课程设计题目解析
课程设计题目解析
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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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1 引言数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。
数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。
数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。
数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。
在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。
随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着更加重要的意义。
本次的课程设计中，我通过查阅有关资料，确定了系统设计方案，并设计了硬件电路图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。
最后利用Protel绘制了电路原理图，Keil编写源代码。
本课程设计采用89C51系列单片机，设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。
数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。
完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。
软件部分用Keil 软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。
程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。
使系统实现了通过一个A/D转换器采样一个模拟电压，每隔一定时间去采样一次，每次相隔的时间由定时器/计数器芯片8253控制，采样的结果送入A/D转换器芯片0809，转换完成后，把转换好的数字信号送入并行接口芯片8255，然后由中断控制器向CPU发出中断请求，在CPU控制下把8225中的数字送入外设即CRT/LED 显示。
2 系统总体方案的确定2．1 系统的设计思路本设计的基本思路是：根据设计指标，首先从整体上规划好整个系统的功能和性能，然后再对系统进行划分，将比较复杂的系统分解为多个相对独立的子系统，特别注意对各个子系统与系统、子系统与子系统之间的接口关系进行精心设计以及技术指标的合理分解。
然后再由子系统到部件、部件到具体元器件的选择和调试。
各部件或子系统各自完成后再进行系统联调，直到完成总体目标。
2．2 系统的设计方案用51单片机和 A/D转换器组成的电路使用方便，51单片机种类多，价格便宜，我们对51系列单片机比较了解，适用范围广，更加适合数据采集与处理系统的应用。
实物图连接电路简单，故最终决定使用此方案。
其系统总体框图如图2.1所示图2.1 系统总体框图3 硬件电路设计及描述3．1 8253芯片控制采样时间3.1.1 8253芯片的组成与功能8253内部有三个计数器，分别成为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。
每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。
每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。
每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。
执行部件实际上是一个16位的减法计数器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通过程序设置的。
输出锁存器的值是通过程序设置的。
输出锁存器OL用来锁存计数执行部件CE的内容，从而使CPU可以对此进行读操作。
CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可以作8位寄存器来用。
8253具有3个独立的计数通道，采用减1计数方式。
在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。
当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。
本次课程设计主要使用8253的循环计时功能，采用8253的方式2，进入这种工作方式 OUT输出高电平，装入计数值n后如果GATE为高电平，则立即开始计数，OUT保持为高电平不变；待计数值减到“1”和“0”之间， OUT将输出宽度为一个CLK周期的负脉冲，计数值为“0”时，自动重新装入计数初值n，实现循环计数，OUT将输出一定频率的负脉冲序列，其脉冲宽度固定为一个CLK周期，重复周期为CLK周期的n倍。
如果在减“1”计数过程中，GATE变为无效（输入0电平），则暂停减“1”计数，待GATE恢复有效后，从初值n开始重新计数。
这样会改变输出脉冲的速率。
如果在操作过程中要求改变输出脉冲的速率，CPU可在任何时候，重新写人新的计数值，它不会影响正在进行的减“1”计数过程，而是从下一个计数操作用期开始按新的计数值改变输出脉冲的速率。
3.1.2 8253芯片与系统的连接8253的数据线与单片机89C51的P0口连接，片选端CS经过反相器后和单片机的P2.1管脚连接，输出端口ADC0809的START及ALE管脚连接，控制着ADC0809的采样速度，与单片机的连接图如图3.1所示图3.1 8253芯片与单片机的连接图3．2 ADC0809采样模拟电压3.2.1 ADC0809模数转换器的组成与功能ADC0809八位逐次逼近式A/D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。
8路转换开关能直接连通8个单端模拟信号中的任何一个。
其内部结构如图3.2所示图3.2 ADC0809内部结构各引脚的功能如下：IN0～IN7：8个通道的模拟量输入端。
可输入0～5V 待转换的模拟电压。
D0～D7：8位转换结果输出端。
三态输出，D7是最高位，D0是最低位。
A 、B 、C ：通道选择端。
当CBA=000时，IN0输入；当CBA=111时，IN7输入。
ALE ：地址锁存信号输入端。
该信号在上升沿处把A 、B 、C 的状态锁存到内部的多路开关的地址锁存器中，从而选通8路模拟信号中的某一路。
START ：启动转换信号输入端。
从START 端输入一个正脉冲，其下降沿启动ADC0809开始转换。
脉冲宽度应不小于100～200ns 。
EOC ：转换结束信号输出端。
启动A/D 转换时它自动变为低电平。
OE ：输出允许端。
CLK ：时钟输入端。
ADC0809的典型时钟频率为640kHz ，转换时间约为100μs 。
REF(-)、REF(+)：参考电压输入端。
ADC0809的参考电压为＋5V 。
VCC 、GND ：供电电源端。
ADC0809使用＋5V 单一电源供电。
当ALE 为高电平时，通道地址输入到地址锁存器中，下降沿将地址锁存，并译码。
在START 上升沿时，所有的内部寄存器清零，在下降沿时，开始进行A/D 转换，此期间START 应保持低电平。
在START 下降沿后10us 左右，转换结束信号变为低电平，EOC 为低电平时，表示正在转换，为高电平时，表示转换结束。
OE 为低电平时，D0～D7为高阻状态，OE 为高电平时，允许转换结果输出。
3.2.2 ADC0809模数转换器与系统的连接ADC0809与51单片机的硬件接口有3种形式，分别是查询方式、中断方式和延时等待方式，本题中选用中断接口方式。
由于ADC0809无片内时钟，时钟信号可由单片机的ALE 信号经D 触发器二分频后获得。
ALE 引脚得脉冲频率是8051时钟频率的1/6。
该题目中单片机时钟频率采用6MHz,则ALE输出的频率是1MHz，二分频后为500Hz,符合ADC0809对频率的要求。
由于ADC0809内部设有地址锁存器，所以通道地址由P0口的低3位直接与ADC0809的A、B、C相连。
通道基本地址为0000H～0007H。
控制信号：将P2.7作为片选信号，在启动A/D转换时，由单片机的写信号和P2.7控制ADC的地址锁存和启动转换。
由于ALE和START连在一起，因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换。
在读取转换结果时，用单片机的读信号和P2.7引脚经或非门后，产生正脉冲作为OE信号，打开三态输出锁存器。
与系统连接如图3.4所示。
图3.4 ADC0809模数转换器与系统的连接图3．3 单片机89C51最小系统在MCS-51单片机系列芯片中，用89C51芯片可以构成最小系统。
因为片内有ROM/EPROM的单片机，用这种芯片构成的单片及最小系统简单、可靠。
单片机在开机时都需要复位，以便中央处理器CPU以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
51的RST引脚是复位信号的输入端。
复位电平是高电平有效，持续时间要有24个时钟周期以上。
由单片机构成的最小系统特点：1、受集成度所限，只能用于小型控制单元。
2、有可供用户使用的大量的I/O口线。
3、仅有芯片内部的存储器，故存储器的容量有限。
4、8051的应用软件要依靠半导体掩膜技术植入，适于在大批量生产的应用系统中使用。
单片机最小系统如图3.5所示图3.5 单片机最小系统3．4 8255并行口芯片作为接口电路3.4.1 8255并行口芯片的组成与功能8255芯片是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O 口。
具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。
其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。
8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
各引脚功能如下：RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
CS:芯片选择信号线。
RD:读信号线。
WR:写入信号。
D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。
PA0～PA7:端口A输入输出线。
PB0～PB7:端口B输入输出线。
PC0～PC7:端口C输入输出线。
A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口, 图3.6 8255芯片PC口和控制寄存器。
8255具有3个相互独立的输入/输出通道端口，用+5V单电源供电，能在一下三种方式下工作。
方式0：基本输入输出方式；方式1：选通输入/出方式；方式三：双向选通输入/输出方式。
8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。
同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。
由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分：⑴数据总线缓冲器：这是一个双向三态的8位数据缓冲器，它是8255A与微机系统数据总线的接口。