自动化专业课程设计
专升本自动化课程设计
专升本自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动化专业的基本理论知识，掌握自动化系统的组成、工作原理及其应用。
2. 学生能掌握自动控制系统的数学模型、传递函数、稳定性分析等相关知识。
3. 学生能了解自动化领域的前沿技术和发展趋势。
技能目标：1. 学生具备分析自动控制系统的能力，能运用所学知识解决实际问题。
2. 学生能运用自动化软件进行系统仿真、调试和优化。
3. 学生具备一定的自动化设备操作、维护和故障排除能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化专业的热爱，增强专业认同感。
2. 学生树立科技创新意识，关注自动化领域的发展。
3. 学生具备良好的团队协作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为专升本自动化专业核心课程，旨在帮助学生建立扎实的自动化理论基础，提高实践操作能力。
学生特点：学生具有一定的自动化基础知识，但对深入的理论知识掌握不足，需要系统性地学习和实践。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，强化学生的动手能力和创新能力，培养具备实际操作能力的自动化专业人才。
通过分解课程目标，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 自动化系统概述：介绍自动化系统的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。
教材章节：第一章 自动化系统概述2. 自动控制理论基础：讲解自动控制系统的数学模型、传递函数、稳定性分析等基本理论。
教材章节：第二章 自动控制理论基础3. 自动控制系统：分析自动控制系统的类型、性能指标、设计方法及其在实际工程中的应用。
教材章节：第三章 自动控制系统4. 自动化设备与器件：介绍常用自动化设备、执行器、传感器等器件的原理、特性及应用。
教材章节：第四章 自动化设备与器件5. 自动化软件与应用：讲解自动化软件（如PLC、SCADA等）的原理、功能、编程及应用。
教材章节：第五章 自动化软件与应用6. 自动控制系统实践：通过实际案例分析，开展自动化系统的仿真、调试、优化等实践活动。
大学自动化课程设计
大学自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化领域的基本概念，掌握自动化系统的工作原理和关键组成部分；2. 掌握自动控制理论的基本知识，包括控制系统的数学模型、稳定性分析、性能指标等；3. 了解自动化技术在工业、农业、医疗等领域的应用案例，认识自动化技术对社会发展的贡献。
技能目标：1. 能够运用控制理论知识分析自动化系统的性能，并进行简单的控制系统设计；2. 学会使用自动化软件和工具，进行仿真实验，验证控制策略的有效性；3. 培养团队协作能力，通过项目实践，解决实际问题，提高动手操作和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生对自动化技术在国家战略和社会发展中的重要性的认识，提高社会责任感和使命感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，养成主动学习、积极思考的习惯。
课程性质：本课程为大学自动化专业核心课程，旨在使学生掌握自动化领域的基本理论和实践技能。
学生特点：学生具备一定的数学、物理和计算机基础，对自动化技术有一定了解，但对实际应用和深入理论探讨尚需加强。
教学要求：结合理论教学与实践操作，注重培养学生的实际操作能力、创新能力和团队合作精神，提高学生的综合素质。
通过课程学习，使学生达到上述具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 自动化基本概念：介绍自动化技术的起源、发展及应用领域，使学生了解自动化技术的基本框架。
2. 自动控制理论：- 控制系统数学模型：讲解线性连续系统的数学描述方法，如微分方程、传递函数等；- 稳定性和性能分析：探讨控制系统的稳定性、快速性、平稳性等性能指标；- 控制器设计：介绍PID控制器、状态反馈控制器等常见控制器的设计方法。
3. 自动化软件与应用：- 软件工具介绍：学习MATLAB/Simulink、PLC编程软件等自动化工具的使用；- 仿真实验：利用自动化软件进行控制系统仿真，分析实验结果。
自动化专业课教案模板范文
课程名称：自动化控制系统授课对象：工程技术类本科生授课时间： 2课时教学目标：1. 知识目标：使学生掌握自动化控制系统的基本概念、原理、组成和分类。
2. 能力目标：培养学生分析和设计简单自动化控制系统的能力。
3. 素质目标：培养学生的团队协作精神和创新意识。
教学重点：1. 自动化控制系统的基本概念和原理。
2. 常见自动化控制系统的组成和分类。
3. 简单自动化控制系统的设计方法。
教学难点：1. 复杂自动化控制系统的分析。
2. 自动化控制系统的优化设计。
教学过程：第一课时一、导入新课1. 通过提问，引导学生回顾上一节课所学内容，为新课做好铺垫。
2. 介绍自动化控制系统的应用领域，激发学生的学习兴趣。
二、讲授新课1. 自动化控制系统的基本概念和原理- 解释自动化控制系统的定义和作用。
- 阐述自动化控制系统的基本原理，如反馈控制、前馈控制等。
2. 自动化控制系统的组成和分类- 介绍自动化控制系统的基本组成，如传感器、执行器、控制器等。
- 分类自动化控制系统，如模拟控制系统、数字控制系统、混合控制系统等。
三、课堂练习1. 针对讲授内容，布置一些课堂练习题，让学生巩固所学知识。
2. 教师巡回指导，解答学生疑问。
四、总结1. 对本节课所学内容进行总结，强调重点和难点。
2. 布置课后作业，让学生进一步巩固所学知识。
第二课时一、复习导入1. 复习上一节课所学内容，检查学生对知识的掌握情况。
2. 引导学生思考自动化控制系统的设计方法。
二、讲授新课1. 自动化控制系统的设计方法- 介绍自动化控制系统的设计流程，如需求分析、系统设计、调试等。
- 阐述自动化控制系统的设计方法，如PID控制、模糊控制等。
三、案例分析1. 选择一个典型的自动化控制系统案例，分析其设计过程和原理。
2. 通过案例分析，帮助学生理解自动化控制系统的设计方法。
四、课堂讨论1. 将学生分成小组，讨论如何设计一个简单的自动化控制系统。
2. 各小组汇报讨论成果，教师进行点评和总结。
09级自动化课程设计
09级自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化领域的基本概念，掌握自动控制系统的组成、分类及工作原理。
2. 掌握自动化控制系统中常见数学模型的建立方法，了解其物理意义。
3. 学会分析自动化控制系统的性能，了解稳定性、快速性、精确性等评价指标。
技能目标：1. 能够运用所学知识，针对具体自动化控制问题进行数学建模。
2. 能够运用自动控制理论，分析系统性能，并提出改进措施。
3. 能够熟练运用自动化工具软件，完成控制系统的仿真与优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发学生学习热情，提高自主学习能力。
2. 培养学生的团队合作精神，增强沟通与协作能力。
3. 增强学生的工程意识，培养严谨的科学态度和良好的职业道德。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在培养学生掌握自动化领域的基本知识和技能，为后续专业课程学习及实际工程应用打下基础。
学生特点：09级学生已具备一定的理论基础，具有较强的求知欲和自主学习能力，但实践经验相对不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过案例教学、实验操作等手段，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 自动控制原理：包括自动控制系统的基本概念、控制系统数学模型的建立、传递函数的求解、系统稳定性分析等。
教材章节：第一章 自动控制原理内容安排：2学时2. 自动控制系统设计：介绍控制系统设计的基本方法，包括系统建模、控制器设计、系统仿真等。
教材章节：第二章 自动控制系统设计内容安排：4学时3. 自动控制算法：学习PID控制、模糊控制、自适应控制等常见控制算法。
教材章节：第三章 自动控制算法内容安排：6学时4. 自动控制系统性能分析：分析控制系统性能评价指标，如稳定性、快速性、精确性等。
教材章节：第四章 自动控制系统性能分析内容安排：4学时5. 自动化工具软件应用：学习自动化工具软件（如MATLAB、Simulink等）在控制系统仿真与优化中的应用。
自动化专业实验课程设计
自动化专业实验课程设计一、课程设计的意义自动化技术在现代制造业中应用日益广泛，自动化专业的学生需要具备扎实的理论基础和实践经验。
本门实验课程旨在通过实际操作和探索，培养学生严谨的科学态度和创新精神，提高他们的实践能力和解决问题的能力。
二、课程设计内容1. 课程设计目标•理解自动化技术的基本原理和发展历程•熟悉自动化系统的基本组成和结构•掌握PLC编程和控制器配合的基本操作•认识和应用工业控制网络2. 课程设计任务任务1：自动灯光控制系统•要求：设计一个基于PLC的自动灯光控制系统。
•内容：使用SIMATIC S7-200智能控制器，实现光敏电阻控制灯光开关，并设置时间段控制，实现自动控制灯光的开关。
•考核：掌握PLC编程和控制器配合的基本操作。
任务2：自动化流水线控制系统•要求：设计一个基于微型控制器的自动化流水线控制系统。
•内容：使用STM32F103C8T6微型控制器，控制流水线上的电机、传感器、液晶屏等。
实现物品传送、检测、分类、计数等功能。
•考核：理解自动化技术的基本原理和发展历程，熟悉自动化系统的基本组成和结构。
任务3：工业控制网络实验•要求：在TSN网络环境下模拟数据的实时传输。
•内容：使用OMNeT++网络仿真工具，搭建一个时间敏感网络（Time-Sensitive Networking, TSN）模型，实现数据的实时传输和控制。
•考核：认识和应用工业控制网络。
三、课程实验要求1. 实验设计根据实验要求，设计实验方案，明确每个任务的具体要求和步骤。
2. 实验环境建立实验环境，包括硬件平台和软件工具。
硬件设备包括PLC控制器、STM32F103C8T6开发板、传感器、电机等。
软件工具包括SIMATIC Manager、Keil uVision等。
3. 实验操作根据实验方案，操作硬件设备和软件工具，完成实验任务，并记录实验数据。
4. 实验报告根据实验数据，撰写实验报告，包括实验目的、实验流程、实验结果等内容。
自动化系统课程设计
自动化系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化系统的基本概念、原理和应用领域；2. 掌握自动化系统中的关键组成部分，如传感器、执行器、控制器等；3. 了解自动化系统在不同行业中的应用案例，如工业自动化、智能家居等；4. 掌握自动化系统设计的基本流程和方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决简单的自动化系统问题；2. 培养实际操作能力，完成简单的自动化系统搭建和调试；3. 学会使用相关软件工具进行自动化系统的仿真和设计；4. 提高团队协作能力和沟通表达能力，能在小组项目中发挥积极作用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 培养学生关注自动化技术在现实生活中的应用，提高社会责任感和使命感；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，树立正确的价值观；4. 引导学生认识到自动化技术对社会发展的积极影响，树立正确的科技观。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生能够掌握自动化系统的基础知识和设计方法，培养实际操作能力，提高团队协作和沟通能力，同时培养对自动化技术的兴趣和责任感。
为实现课程目标，后续教学设计和评估将注重理论与实践相结合，注重培养学生的实践能力和创新精神。
二、教学内容1. 自动化系统基本概念与原理- 自动化系统的定义、分类及发展历程；- 自动化系统的工作原理和关键技术。
2. 自动化系统关键组成部分- 传感器的原理、分类和应用；- 执行器的原理、分类和应用；- 控制器的原理、分类和应用。
3. 自动化系统应用案例分析- 工业自动化系统案例及分析；- 智能家居系统案例及分析；- 其他行业自动化应用案例及分析。
4. 自动化系统设计流程与方法- 自动化系统设计的基本流程；- 系统建模、仿真与优化方法；- 控制策略的选择与应用。
5. 实践操作与项目制作- 简单自动化系统的搭建与调试；- 相关软件工具的使用；- 小组项目实践与成果展示。
关于自动化的课程设计
关于自动化的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化的基本概念，掌握自动化技术的应用领域。
2. 使学生了解自动化系统的组成，掌握其工作原理。
3. 帮助学生掌握自动化技术在生活中的实际案例，提高对技术发展的认识。
技能目标：1. 培养学生运用自动化知识解决实际问题的能力。
2. 提高学生团队协作、动手实践的能力，通过小组讨论和实践操作，设计简单的自动化系统。
3. 培养学生收集、整理、分析自动化技术相关信息的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发他们探索未知、追求创新的热情。
2. 增强学生对我国自动化技术发展的自豪感，培养他们的爱国情怀。
3. 引导学生认识到自动化技术在提高生活质量、促进社会发展中的重要作用，培养他们积极为社会发展贡献力量的责任感。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，注重培养学生的动手实践能力和创新精神。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师应关注学生的个体差异，因材施教，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与课堂讨论和实践操作。
同时，注重培养学生的团队协作能力和自主学习能力，提高他们的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为未来的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 自动化基本概念：介绍自动化的定义、发展历程及在现代社会中的应用。
教材章节：第一章 自动化概述内容列举：自动化的定义、发展历程、应用领域。
2. 自动化系统组成及工作原理：分析自动化系统的基本组成部分，包括传感器、执行器、控制器等，并探讨其工作原理。
教材章节：第二章 自动化系统组成及工作原理内容列举：传感器、执行器、控制器、工作原理、典型自动化系统案例。
3. 自动化技术在生活中的应用：介绍自动化技术在工业、农业、家居等领域的具体应用，以实例展示自动化技术的优势。
教材章节：第三章 自动化技术应用内容列举：工业自动化、农业自动化、家居自动化、交通自动化等领域的应用案例。
绥化学院自动化课程设计
绥化学院自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握自动化基础理论知识，理解并描述自动化系统的工作原理。
2. 学生能够掌握自动化设备的基本操作方法，了解设备维护与故障排除的基本步骤。
3. 学生能够了解自动化技术在现代工业中的应用与发展。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析和解决简单的自动化系统问题。
2. 学生能够独立操作自动化设备，并进行基本的设备维护。
3. 学生能够通过小组合作，完成一个简单的自动化项目设计。
情感态度价值观目标：1. 学生能够对自动化技术产生兴趣，培养探索精神和创新意识。
2. 学生能够认识到自动化技术在我国经济发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
3. 学生能够在学习过程中，培养团队合作意识，尊重他人意见，形成良好的沟通与协作能力。
课程性质：本课程为自动化专业基础课程，旨在帮助学生建立自动化基本概念，掌握自动化设备操作技能，培养实际工程应用能力。
学生特点：学生具备一定的物理和数学基础，但对自动化技术了解较少，需要通过实践操作来提高兴趣和认识。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调实际操作能力的培养，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与课堂讨论和实践活动。
通过分解课程目标，使学生在完成具体学习成果的过程中，达到课程目标的要求。
二、教学内容1. 自动化基本概念：自动化系统的定义、分类及其应用领域。
2. 自动化系统组成：传感器、执行器、控制器等组件的功能和相互关系。
3. 自动化控制原理：反馈控制、前馈控制、PID控制等基本控制策略。
4. 自动化设备操作与维护：介绍常见自动化设备如PLC、工业机器人、变频器等的使用方法及维护要点。
5. 自动化项目设计：以小组为单位，设计并实现一个简单的自动化控制系统。
教学大纲：第一周：自动化基本概念及系统组成第二周：自动化控制原理第三周：自动化设备操作与维护第四周：自动化项目设计与实践教材章节：第一章：自动化概述第二章：自动化系统组成与工作原理第三章：自动化控制策略第四章：自动化设备与应用第五章：自动化项目实践教学内容安排和进度：1. 前三周进行理论教学，每周安排一次课堂讨论，帮助学生巩固所学知识。
自动化课程设计
自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化的基本概念，掌握自动化系统的工作原理；2. 使学生掌握自动化控制系统的类型及各自的特点；3. 引导学生了解自动化技术在现实生活中的应用，认识到自动化技术对社会发展的意义。
技能目标：1. 培养学生运用自动化知识分析和解决实际问题的能力；2. 培养学生设计简单的自动化控制系统的能力；3. 提高学生的动手实践能力，通过课程实验，学会使用自动化设备。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生的团队合作意识，使其在小组合作中学会相互尊重、相互支持；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到自动化技术对环境保护和资源节约的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生掌握自动化技术的基本知识和技能。
学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的物理、数学和信息技术基础，具备初步的分析问题和解决问题的能力。
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，鼓励学生主动探索、创新，培养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，以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 自动化基本概念：自动化定义、自动化系统组成、自动化控制系统分类；2. 自动化控制原理：反馈控制、开环控制、闭环控制；3. 自动化技术应用：工业自动化、农业自动化、家居自动化；4. 自动化控制系统设计：控制系统的建模、控制器设计、系统仿真；5. 自动化设备及其应用：传感器、执行器、控制器、编程语言；6. 课程实验：自动化控制系统的搭建与调试。
教学大纲安排：第一周：自动化基本概念、自动化系统组成；第二周：自动化控制系统分类、反馈控制原理；第三周：开环控制与闭环控制、工业自动化应用；第四周：农业自动化、家居自动化；第五周：控制系统的建模、控制器设计；第六周：系统仿真、自动化设备介绍；第七周：课程实验一：传感器应用；第八周：课程实验二：执行器与控制器编程；第九周：课程实验三：自动化控制系统搭建与调试。
大学自动化学的课程设计
大学自动化学的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动控制理论的基本概念，掌握自动控制系统的数学模型、传递函数及状态空间表示方法。
2. 掌握线性系统的时域分析方法，包括稳定性、瞬态响应和稳态误差的分析。
3. 了解自动控制系统的频域分析方法，理解Nyquist稳定判据和Bode图的应用。
4. 掌握控制器的设计原理和方法，包括PID控制、状态反馈控制和观测器设计。
技能目标：1. 能够运用数学软件（如MATLAB）建立、分析和仿真自动控制系统。
2. 能够运用控制理论对实际自动控制问题进行模型建立、性能分析和控制器设计。
3. 能够运用频域和时域分析方法评价控制系统的性能，并据此优化系统设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生主动探索、严谨求实的科学态度，激发其对自动控制科学的好奇心和热情。
2. 增强学生的团队合作意识，培养在团队中有效沟通、协作解决问题的能力。
3. 通过自动控制技术在工程实际中的应用案例分析，提升学生的专业认同感和社会责任感。
课程性质分析：本课程为大学自动化专业核心课程，理论性与实践性相结合，旨在为学生提供控制系统分析、设计与实施的基本理论和方法。
学生特点分析：学生已具备一定的数学基础和控制理论基础知识，具有一定的逻辑思维和分析问题的能力。
教学要求：通过本课程的学习，使学生不仅能掌握自动控制的基础理论，而且能够将这些理论应用于实际控制系统的分析和设计，达到理论联系实际的教学目的。
教学过程中应注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
二、教学内容1. 自动控制基本概念：控制系统定义、开环与闭环控制系统、控制系统的性能指标。
教材章节：第一章 自动控制概述2. 控制系统的数学模型：微分方程、传递函数、状态空间表示。
教材章节：第二章 控制系统的数学模型3. 线性系统的时域分析：稳定性分析、瞬态响应分析、稳态误差分析。
教材章节：第三章 线性系统的时域分析4. 控制系统的频域分析：频率特性、Nyquist稳定判据、Bode图。
自动化专业课程设计
3.自动化系统与智能制造的融合：探讨自动化系统如何与智能制造技术相结合，包括物联网、大数据分析、云计算等新兴技术在自动化领域的应用；
4.自动化技术的未来发展趋势：分析自动化技术的最新进展，如工业4.0、智能制造2025等，以及这些趋势对自动化专业人才技能要求的影响；
3.现场总线技术及其在自动化系统中的应用：介绍基金会现场总线、Profibus等现场总线技术，并探讨其在实际自动化项目中的应用；
4.机器人控制系统的设计与实现：结合工业机器人应用，讲解运动学模型、路径规划、PID控制等在机器人控制系统中的应用；
5.智能控制系统：探讨模糊逻辑、神经网络、专家系统等智能控制技术在自动化系统中的应用案例；
5.自动化系统设计的伦理与法规：讨论自动化系统设计过程中应遵循的伦理原则和法律法规，确保设计符合社会责任和行业标准；
6.综合项目设计：通过一个综合性的项目设计任务，让学生将所学知识综合运用，从需求分析、系统设计到实施验证，全流程参与自动化系统的设计过程，提升学生的综合设计能力和团队协作能力。
5.自动化控制系统的仿真与实验；
6.自动化控制系统在实际工程中的应用案例分析。
本节课将结合教材内容，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和创新意识。
2、教学内容
本节课程将进一步深入以下教学内容：
1.控制系统的稳定性分析：利用劳斯-赫尔维茨稳定性判据、奈奎斯特稳定性判据等方法分析系统的稳定性；
6.自动化系统的安全与可靠性设计：分析自动化系统中的安全风险，介绍安全控制系统设计原则和可靠性工程实践。通过这些内容的教学，旨在提高学生对自动化系统整体设计的能力，以及在实际工程问题中解决问题的能力。
自动化哪些课程设计
自动化哪些课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握自动化的基本概念、原理和应用，培养学生的自动化思维和实际操作能力。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：掌握自动化的基本原理、组成和分类；理解自动控制系统的基本概念和常见类型；了解自动化技术在生产和生活中的应用。
2.技能目标：能够运用自动化知识分析实际问题；具备简单自动化系统的搭建、调试和维护能力；能够使用自动化相关软件进行系统分析和设计。
3.情感态度价值观目标：培养学生对自动化技术的兴趣和好奇心，提高学生学习自动化的积极性；使学生认识到自动化技术在现代社会中的重要性，培养学生的社会责任感和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.自动化基本概念：自动化及其发展历程、自动化系统的组成和分类。
2.自动控制系统：自动控制系统的基本概念、常见类型及其特点；闭环控制系统、开环控制系统和复合控制系统的原理及应用。
3.自动化技术应用：自动化技术在生产、生活和科研领域的应用实例；自动化生产线、自动化机器人、智能交通等。
4.自动化基础设备：传感器、执行器、控制器等自动化设备的工作原理和应用。
5.自动化编程和软件：常用自动化编程语言和软件工具的使用，如PLC编程、组态软件等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解自动化基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的自动化思维和问题解决能力。
3.案例分析法：分析自动化技术在生产和生活中的应用实例，使学生更好地理解自动化原理。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手搭建、调试和维护自动化系统，提高学生的实际操作能力。
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：选用权威、实用的自动化教材，为学生提供系统的理论知识。
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，增强课堂教学的趣味性和生动性。
自动化技术的课程设计
自动化技术的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化技术的基本概念、原理和应用领域；2. 掌握自动控制系统的组成部分，如传感器、执行器、控制器等；3. 学习自动化技术在生活中的具体应用案例，了解其对社会发展的贡献。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析简单的自动控制系统，进行基本的控制策略设计；2. 培养学生动手操作、团队协作的能力，通过实践活动，设计并制作简单的自动化装置；3. 提高学生的问题解决能力，使其能够针对实际问题提出合理的自动化解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发其创新精神；2. 增强学生的科技意识，使其认识到自动化技术在现代社会中的重要作用；3. 引导学生关注自动化技术在可持续发展、环境保护等方面的积极意义，培养其社会责任感。
本课程针对年级特点，结合学科要求，注重理论与实践相结合，旨在培养学生对自动化技术的认知、应用和创新能力。
课程目标具体、可衡量，既关注学生知识技能的掌握，又注重情感态度价值观的培养，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 自动化技术基本概念：自动化技术的定义、分类及其发展历程；相关章节：教材第1章 自动化技术概述。
2. 自动控制系统的组成：传感器、执行器、控制器等组件的功能与原理；相关章节：教材第2章 自动控制系统的组成与原理。
3. 常见自动控制策略：如PID控制、模糊控制等；相关章节：教材第3章 自动控制策略。
4. 自动化技术在生活中的应用：智能家居、工业自动化、交通控制等领域案例；相关章节：教材第4章 自动化技术的应用。
5. 自动化技术实践：设计并制作简单的自动化装置，如温度控制器、智能家居系统等；相关章节：教材第5章 自动化技术实践。
教学内容按照课程目标进行科学、系统地组织，注重理论与实践相结合。
教学大纲明确教学内容安排和进度，确保学生在掌握理论知识的同时，能够通过实践活动提高操作技能和创新能力。
教学内容与教材紧密关联，便于学生查阅相关章节，巩固所学知识。
对自动化有用的课程设计
对自动化有用的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化的基本概念，掌握其在现实生活中的应用。
2. 学习并掌握基础自动化元件的功能及工作原理。
3. 了解自动化系统的设计流程及其在工业生产中的重要性。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析并解决简单的自动化问题。
2. 培养学生的动手实践能力，通过小组合作完成一个简单的自动化项目设计。
3. 提高学生的逻辑思维和创新能力，使其能够进行基本的自动化系统设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生的团队合作意识，培养其在团队中的沟通协调能力。
3. 使学生认识到自动化技术在我国经济发展中的重要作用，增强其社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程设计针对高年级学生，已具备一定的学科基础。
课程性质为理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力。
在教学过程中，应充分调动学生的主观能动性，引导其主动探索和解决问题。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学设计和评估中更好地实现教学目标。
二、教学内容1. 自动化基本概念：自动化技术定义、分类及发展历程。
- 教材章节：第一章 自动化技术概述2. 自动化元件：传感器、执行器、控制器等元件的功能及工作原理。
- 教材章节：第二章 自动化元件3. 自动化控制系统：开环控制系统、闭环控制系统的原理及其应用。
- 教材章节：第三章 自动化控制系统4. 自动化设计流程：需求分析、方案设计、硬件选型、软件编程、系统调试。
- 教材章节：第四章 自动化系统设计5. 自动化应用案例：介绍自动化技术在工业生产、智能家居等领域的应用实例。
- 教材章节：第五章 自动化技术的应用6. 实践项目：分组进行一个简单的自动化项目设计，包括方案制定、元件选型、编程调试等。
- 教材章节：第六章 自动化项目实践教学内容安排和进度：第一周：自动化基本概念、发展历程第二周：自动化元件的功能及工作原理第三周：自动化控制系统的原理及其应用第四周：自动化设计流程及实践项目启动第五周：自动化应用案例分析与讨论第六周：实践项目实施与调试第七周：项目展示与评价三、教学方法针对本课程内容的特点和课程目标，采用以下教学方法：1. 讲授法：在课程导入和基本概念、理论知识的讲解中，运用讲授法向学生系统地传授自动化基本概念、元件功能及工作原理等。
北航自动化课程设计
北航自动化课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握北航自动化课程的核心知识，包括自动化理论、控制系统、传感器与执行器等。
在知识目标方面，学生应了解自动化的基本概念、分类及其在工程中的应用；掌握控制理论的基本原理，熟悉常见的控制算法；了解传感器与执行器的工作原理及其在自动化系统中的应用。
在技能目标方面，学生应具备分析自动化系统的能力，能够根据实际需求设计合适的控制系统；能够使用相关软件进行自动化系统的仿真与实验。
在情感态度价值观目标方面，学生应认识到自动化技术在现代社会中的重要性，培养对自动化技术的兴趣和热情，树立正确的科学态度和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括自动化基础、控制理论、传感器与执行器等三个方面。
首先，自动化基础部分包括自动化的基本概念、分类及其在工程中的应用，让学生了解自动化技术的发展历程和现状。
其次，控制理论部分涵盖控制系统的稳定性、瞬态响应和稳态响应等方面的知识，使学生掌握控制算法的基本原理和应用。
最后，传感器与执行器部分介绍传感器和执行器的工作原理及其在自动化系统中的应用，帮助学生了解自动化系统中信息采集和执行的基本环节。
三、教学方法针对本课程的特点和学生的实际情况，采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
主要包括讲授法、案例分析法、实验法和讨论法。
在讲授法中，教师通过系统地讲解自动化相关的基本概念、理论和方法，使学生掌握基本知识。
案例分析法通过分析具体的自动化工程案例，让学生了解自动化技术在实际工程中的应用。
实验法通过动手实验，使学生巩固理论知识，提高实际操作能力。
讨论法鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的思维能力和创新能力。
四、教学资源为了保证本课程的教学质量，将选择和准备一系列适当的教学资源。
教材方面，选择北航自动化课程的经典教材，确保知识的科学性和系统性。
参考书方面，为学生提供相关的学术论文、技术手册等，丰富学生的知识视野。
多媒体资料方面，制作精美的教学PPT，辅助学生理解和记忆课程内容。
北科大自动化课程设计
北科大自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握自动化基本概念，理解自动化系统的组成及其工作原理。
2. 使学生了解自动控制理论的基本知识，如传递函数、稳定性分析等。
3. 引导学生掌握一种自动化编程语言，如PLC编程，并能够运用到实际项目中。
技能目标：1. 培养学生运用自动控制理论分析问题和解决问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能够独立完成简单的自动化系统设计与调试。
3. 培养学生团队协作能力，能够与他人共同完成复杂的自动化项目。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生具备良好的工程素养，关注自动化技术在工程领域的应用。
3. 引导学生认识到自动化技术对社会发展的积极作用，增强社会责任感。
本课程针对北科大自动化专业学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、学习兴趣和实际需求，设定明确的课程目标。
通过课程学习，使学生能够达到以上所述的知识、技能和情感态度价值观目标，为今后从事自动化领域的工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 自动化基本概念：介绍自动化的定义、分类及其在工业生产中的应用。
参考教材章节：第一章 自动化概述2. 自动化系统组成：分析自动化系统的基本构成，包括传感器、执行器、控制器等。
参考教材章节：第二章 自动化系统组成3. 自动控制理论：讲解传递函数、稳定性分析、闭环控制等基本理论。
参考教材章节：第三章 自动控制理论4. PLC编程与应用：学习PLC编程语言，掌握基本指令和程序设计方法，了解其在自动化系统中的应用。
参考教材章节：第四章 PLC编程与应用5. 自动化系统设计与实践：结合实际案例，讲解自动化系统的设计步骤、调试方法及注意事项。
参考教材章节：第五章 自动化系统设计与实践6. 自动化技术发展趋势：介绍当前自动化技术的发展趋势，如工业4.0、智能制造等。
自动化专业教育课程设计
自动化专业教育课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握自动化专业的基本概念、原理和方法，培养学生运用自动化知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）理解自动化的基本概念、原理和分类；（2）掌握常见自动控制系统的设计方法和特点；（3）熟悉自动化仪表和传感器的基本原理及应用；（4）了解自动化领域的最新发展动态。
2.技能目标：（1）能够运用自动化知识分析和解决实际问题；（2）具备自动化系统设计和调试的基本能力；（3）掌握自动化仪表和传感器的选用与安装方法；（4）学会编写自动化控制程序和调试技巧。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队协作精神；（2）增强学生对自动化专业的兴趣和自信心；（3）培养学生关注社会热点，运用专业知识服务社会的责任感。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.自动化基本概念和原理：介绍自动化的定义、分类和发展历程，掌握自动控制系统的组成和基本原理。
2.自动控制系统设计：学习常见自动控制系统的设计方法，如PID控制、模糊控制等，并能应用于实际工程。
3.自动化仪表和传感器：了解自动化仪表和传感器的基本原理，掌握其选用、安装和调试方法。
4.自动化领域的发展动态：关注自动化领域的最新研究成果和技术发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：系统地传授自动化专业知识，帮助学生建立完整的知识体系。
2.讨论法：学生针对实际问题进行讨论，培养学生的思考和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析典型案例，使学生更好地理解自动化原理和方法。
4.实验法：动手实践，培养学生的实际操作能力和创新能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作精美的课件，提高课堂教学效果。
4.实验设备：为学生提供充足的实验设备，确保实验教学的顺利进行。
自动化课程设计正文
自动化课程设计正文一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化基本概念，掌握自动化系统的工作原理与组成。
2. 使学生了解自动化技术在现实生活中的应用，认识到自动化技术对社会发展的重要性。
3. 帮助学生掌握基础的自动化编程知识，能运用所学知识解决简单实际问题。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成简单的自动化项目搭建与编程。
2. 提高学生团队协作能力，学会在项目中进行有效沟通与分工。
3. 培养学生创新思维，敢于尝试新的解决方案，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 增强学生的责任感与自信心，使他们在面对挑战时保持坚持不懈的精神。
3. 培养学生具备良好的团队合作精神，尊重他人，关心集体，树立正确的价值观。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将重点放在理论与实践相结合，注重培养学生的动手操作能力和创新思维。
课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估。
在教学过程中，关注学生的个性化需求，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 自动化基本概念：自动化系统的定义、分类及其应用领域。
教材章节：第一章 自动化概述2. 自动化系统组成：传感器、执行器、控制器、被控对象等。
教材章节：第二章 自动化系统组成3. 自动化编程基础：逻辑控制、顺序控制、函数与子程序等。
教材章节：第三章 自动化编程基础4. 自动化技术应用：工业自动化、智能家居、机器人等。
教材章节：第四章 自动化技术应用5. 实践项目：设计并实现一个简单的自动化系统，如红绿灯控制系统、温度控制器等。
教材章节：第五章 实践项目教学内容安排和进度：第一周：自动化基本概念及系统组成第二周：自动化编程基础第三周：自动化技术应用第四周：实践项目设计与实现教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，制定详细的教学大纲。
在教学过程中，将理论与实践相结合，让学生在掌握基础知识的同时，提高实际操作能力。
菏泽学院自动化课程设计
菏泽学院自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化基本概念，掌握自动化系统的工作原理及组成。
2. 使学生掌握自动化控制系统的数学建模方法，能够进行简单的系统建模。
3. 帮助学生了解自动化技术在工业生产中的应用及发展趋势。
技能目标：1. 培养学生运用自动化理论知识解决实际问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能够设计简单的自动化控制系统并进行调试。
3. 培养学生团队协作能力，能够与他人合作完成自动化项目的设计与实施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的欲望。
2. 培养学生严谨的科学态度，让他们认识到自动化技术在促进社会进步中的重要作用。
3. 引导学生关注自动化技术在环境保护、节能减排等方面的应用，培养他们的社会责任感。
本课程针对菏泽学院自动化专业学生，结合学科特点、学生实际水平和教学要求，设计以上课程目标。
通过本课程的学习，旨在使学生掌握自动化基础知识和技能，提高解决实际问题的能力，同时培养他们的情感态度和价值观，为我国自动化领域的发展贡献力量。
后续教学设计和评估将围绕以上目标展开，确保课程的有效性和实用性。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 自动化基本概念：介绍自动化的定义、发展历程及分类，使学生了解自动化技术在各个领域的应用。
2. 自动化系统组成：讲解自动化系统的基本结构，包括传感器、执行器、控制器等组成部分，分析各部分的功能及相互关系。
3. 自动化控制原理：阐述自动控制系统的基本原理，包括开环控制、闭环控制、比例积分微分控制等，使学生掌握控制系统的设计方法。
4. 数学建模方法：介绍自动化控制系统的数学建模方法，如传递函数、状态空间方程等，培养学生分析问题和解决问题的能力。
5. 自动化技术应用：分析自动化技术在工业生产、交通运输、医疗保健等领域的具体应用，让学生了解自动化技术的实际价值。
6. 教学大纲安排：- 自动化基本概念（第1章）- 自动化系统组成（第2章）- 自动化控制原理（第3章）- 数学建模方法（第4章）- 自动化技术应用（第5章）本章节教学内容按照课程目标进行科学组织和系统安排，确保学生在掌握基本理论的基础上，能够深入了解自动化技术的实际应用。
南航自动化学院课程设计
南航自动化学院课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握南航自动化学院课程的核心知识，提高学生的实践能力，培养学生的创新精神。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握南航自动化学院课程的基本概念、原理和方法，了解自动化技术在现代工业中的应用。
2.技能目标：学生能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的自动化系统设计和调试能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到的自动化技术在现代社会中的重要性，培养学生的责任感和使命感，激发学生对自动化技术的兴趣和热情。
二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括南航自动化学院课程的基本概念、原理和方法，以及自动化技术在现代工业中的应用。
具体包括以下几个方面：1.自动化学院课程的基本概念：学生需要了解自动化技术的基本原理，掌握自动控制、智能控制等方面的基本概念。
2.自动化学院课程的原理和方法：学生需要学习自动控制系统的分析与设计方法，掌握常用控制算法和控制策略。
3.自动化技术在现代工业中的应用：学生需要了解自动化技术在工业生产、交通运输、医疗保健等领域的应用实例。
三、教学方法为了实现课程目标，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：教师通过讲解南航自动化学院课程的基本概念、原理和方法，使学生掌握基础知识。
2.讨论法：学生通过分组讨论，深入理解自动化技术在现代工业中的应用，培养学生的创新思维。
3.案例分析法：教师通过分析实际案例，引导学生运用所学知识解决实际问题，提高学生的实践能力。
4.实验法：学生在实验室进行自动化系统的设计与调试，培养学生的动手能力和团队协作精神。
四、教学资源为了保证教学效果，本课程将采用以下教学资源：1.教材：选用南航自动化学院课程的经典教材，为学生提供系统、全面的学习材料。
2.参考书：推荐学生阅读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、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
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自动化专业课程设计便携式测距仪系统设计学生学号：2009041227学生姓名：李玉成班级：09412指导教师：王辉起止日期：哈尔滨工程大学自动化学院一、设计要求用单片机设计一套超声波测距检测系统,实现对测距的显示和提示以及临界报警二、设计方案设计思路由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。
利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到工业生产等自动化的使用要求。
超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率、和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。
根据设计要求并综合各方面因素，本文采用STC89C52单片机作为控制器，用1602液晶进行温度及距离的显示，超声波驱动信号用单片机的定时器。
在北方季节温差较大，对声速的影响也就比较大，如果对测量精度要求较高时，传统的那种将声速固定用340m/s 来计算距离的方式就无法满足需求。
所以为了提高测量队精确性，在本设计中加入了以DS18B20为核心的温度补偿装置。
测量时先通过温度传感器DS18B20测出当前环境温度，然后用STC89S52单片机计算出此时的声速，再测量超声波发射和返回的时间差，以此算出最终距离。
本系统的超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，再利用公式S=Ct/2就可以算出距离，通过温度传感器测出当前温度[6]，以此计算出当前声速，测出更加准确的距离值，最终在1602液晶上显示出来。
当测量距离过近货过远时，系统会发出警告。
正常距离予以显示。
为了实现以上功能，系统大致设计了如下几个模块：（1）单片机最小系统（2）液晶显示模块（3）超声波接收、发射模块（4）报警模块（5）温度补偿模块（6）电源模块设计方案的论证超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。
实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。
此次设计采用反射波方式。
测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。
超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。
由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比；而频率高分辨率也高，故短距离测量时应选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。
三、设计内容 超声波测距的原理超声波的产生与接受通常由两只结构完全相同的超声压电换能器分别完成。
超声波的产生是利用压电陶瓷的逆压电效应[7]，在交变电压作用下，压电陶瓷纵向长度周期性地伸缩，产生机械振动而在空气中激发出超声波；超声波的接受则是利用压电陶瓷的正压电效应是声压变化为电压的变化。
超声测距的原理大多采用渡越时间法，本设计采用的是超声波测距最常用的方法渡越时间探测法。
即在声速已知的情况下，通过测量超声波回声所经历的时间来获得距离。
其原理图如图2.1所示。
图2.1 超声波测距原理图即：/2D c t =⋅ （2.1）式中：D 为换能器与障碍物之间的距离；c 为声波传播速度，/c RT m γ= （2.2）γ为气体定压比热与定容比热之比-1-1R=8.314J mol K ⋅⋅，R 为普实气体常数；T 为绝对温度；m 为气体的分子量；t 为超声波发射到返回的时间间隔。
在本设计中，超声波传播的介质默认为是空气，因为北方温差较大，为了提高精确度加入了温度补偿装置，但为了使设计简便，忽略了湿度对声速的影响。
随意声速c 的最终计算公式为c 331.41T/273=⋅+ （2.3）超声波测距仪的工作原理通常为：在单片机的控制下，超声波发射电路产生40 kHz 脉冲，经过放大后驱动发射端发射。
同时单片机内部计数器开始计数，超声波被反射后再接收端转换为电信号，经过滤波放大后送给检波器，一旦检波器收到了回波，计数器就停止工作，得到计数值。
然后单片机根据计数频率和温度补偿电路测得声速，计算并得到待测距离。
超声波测距仪的模块电路本设计的超声波测距仪分为7个模块[8]。
超声波发射模块、超声波接收模块，温度测量模块，单片机控制模块，显示模块，报警模块，电源模块组成。
7个模块协同工作共同完成检测任务。
图2.2 系统硬件结构图障 碍 物单 片 机超声波接收滤波放大倍整压流比较电路超声波发射整形及功放发射震荡温度补偿显示报警电源超声波测距系统的硬件设计本文设计的硬件电路主要包括单片机系统、超声波发射电路、超声波接收电路、液晶显示电路部分、温度补偿部分、报警电路和电源电路。
电源部分可以通过电池或是电源来为整个系统供电；单片机系统用来产生控制脉冲，控制超声波的发射，并且对接收回来的信号进行处理计算；超声波发射电路部分主要用来产生40KHz的超声波，并且有驱动电路发射换能器发射出去；超声波接收电路部分用来检测超声波回波信号，超声波回波经超声接收换能器，放大滤波，检波电路后进入比较器，比较器输出端的信号进入单片机产生中断，用于计时；温度补偿部分将测得的温度输入单片机中，方便单片机计算出当前温度下的声速；最终单片机将计算的距离值在液晶1602上面显示出来。
（1）STC89C52RC单片机最小系统STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，2个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。
另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
复位电路时钟电路单片机最小系统电路单片机与PC机接口部分（2）超声波发射电路1、发射电路主要由六反向器芯片74HC04和超声波换能器构成，P3.7端口输出的40khz方波信号一路经反向器送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种方式可以提高超声波的发射强度。
电路图如图2.7所示。
每次启动超声发射换能器所使用的脉冲数目不宜过多也不宜过少，过少则容易衰减，过多则发射波与反射波会产生叠加干扰，一般以8～16个脉冲为宜。
系统通过单片机输出相应的有效电平与40KHz方波逻辑与实现激励脉冲数目的控制。
测量盲区：超声波在发射的时候,是一个高压脉冲,并且脉冲结束后,换能器会有一个比较长时间的余震，会有一部分声波未经反射直接到达接收换能器，产生虚假反射波,然后接受换能器才能收到真正的反射波，这段时间从几百个us到几个ms都有可能, 因此在这个时间段内,声波的回波信号是没有办法跟发射信号区分的。
因此,被测物体在这个范围内,回波和发射波区分不开,也就没有办法测距,也就形成了测量的盲区。
图2.7 超声波发射电路2、74HC04概述74HC04是一款高速CMOS器件[15]，74HC04引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。
74HC04遵循JEDEC标准NO.7A。
（1）74HC04提供了6路反相缓冲器。
其逻辑图如图2.8所示。
其中Y代表数据输出，A代表数据输入。
实际就是6个反相器集成在一个芯片中，在电路中可以单独使用一个或同时使用几个反相器。
（2）74HC04特性兼容JEDEC标准NO.8-1AESD保护HBM EIA/JESD22-A114-A超过2000VMM EIA/JESD22-A115-A超过200V温度范围-40～+85℃-40～+125℃（3）74HC04 基本参数电压：2.0～6.0V驱动电流：+/-5.2mA传输延迟：7ns@5V（4）74HC04其他特性逻辑电平CMOS功耗考量：低功耗或电池供电应用图2.8 74HC04逻辑图（3）超声波接收电路集成电路CX20106A 是一款红外线检波接受的专用芯片, 常用于电视机红外遥控接收器。
考虑到红外遥控常用的载波频率38kHz与测距的超声波40kHz较为接近,可以利用它制作超声波检测接收电路,适当更改电容C4 的大小可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。
CX20106Aa的内部结构图如图2.9所示。
前置电路将接收到的信号，转换成CX20106A可以接收的标准数字信号，送到CX20106A的1脚，CX20106A的总放大增益约为80dB,其7脚输出的控制脉冲序列信号幅度在3.5~5V范围内。
总增益大小由2脚外接的R2、C2决定，R2越小或C2越大，增益越高。
但取值过大时将造成频率响应变差，C2为3.3uF。
采用峰值检波方式检波电容C3为3.3uF。
R3为带通滤波器中心频率f0的外部电阻。
积分电容C4取330pF。
通过CX20106a芯片的信号，在输出端会产生一个下降沿，并将此接到AT89S52单片机的外部中断上。
在本电路的调试过程中，如果一直发射超声波，在7脚将会有周期的低电平产生。
因此在此基础上只要通过AT89S52单片机来计算发射信号到接收到信号时产生下降沿这段时间的长度，再通过数学计算，转化为距离，然后在LCD 上面显示出来。
CX20106A内部结构图超声波接收芯片的外围电路（4）显示部分显示部分采用字符型LCD1602液晶显示所测距离值，将P0与LCD的数据线相连，P1口与LCD的控制线相连，3脚电位器控制液晶背光亮度。
电路如图3.3所示：显示电路（5）电源电路为了实现超声波测距仪的便携性，本设计中加入了由电池供电的电源电路。
电源电路采用两节3V锂电池供电，回路中加入了一个自锁开关以便于控制电路的通断。
因为电池随着使用电压会发生变化，所以还加入了一个1K的滑动变阻器和一个稳压二极管，随时可以调节电压的大小，使电路供电稳定。
最后为了便于观察电路的通断，回路中加入了一个绿色LED。
电源部分电路如图2.14所示。
除了电池供电外，本设计预留了电源接头，也可以通过稳压电源直接进行5V供电。
此外，还可以通过USBASP下载器直接用电脑通过USB接口供电。
电源电路（6）报警电路报警电路作为超声波测距仪的一个拓展功能也被加入了设计中，其由一个有源蜂鸣器，一个S8050的NPN三极管，一个1K电阻和一个红色LED组成，在这种设计中，三极管起到开关的作用。