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题目：数字式秒表的设计一、设计目的（1）熟练掌握计算机控制系统的设计方法。
（2）设计并实现一个简易数字秒表。
二、设计说明1）秒表由6位7段LED显示器显示，其中2位显示分钟，4位显示秒，其中分辨率为0.01秒。
2）计时最大值为99分钟59.99秒。
3）计时误差不得超过0.01秒。
4）具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时功能。
三、设计要求（1）方案论证按系统功能实现要求，决定控制系统的实现方案，选择芯片，作出系统框图。
（2）硬件电路设计。
按控制系统的实现方案，做出硬件原理图。
（3）系统程序设计。
对系统内存进行划分，采用模块化设计方法，作出初始化程序、主程序、显示子程序和模/数转换子程序。
（4）调试及仿真。
（5）用Keil+Proteus进行软件、硬件联合仿真和调试。
具体设计过程一、硬件设计1、总体方案的设计数字秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛应用。
本设计中用单片机和数码管组成数字秒，表力求结构简单。
设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。
硬件电路主要有主控制器、控制按钮与显示电路组成。
主控制器采用单片机AT89C52，显示电路采用四位共阴极数码管显示计时时间。
本设计利用AT89C52单片机的定时器，使其能精确计时。
利用中断系统使其实现启动和暂停的功能，P0口输出段码数据，P2.0~P2.5作为位选，P3.2和P3.3接口的两个按钮分别实现启动和暂停功能。
设计的基本要求是正确性。
硬件电路按下图进行设计。
计时器采用T0中断实现，定时溢出中断周期为1ms ，当溢出中断后向CPU 发出溢出中断请求，每发出10次中断请求就对10ms 位（即最后一位）加一，达到100次就对100ms 位加一，以此类推，直到99.99s 为止。
再看按键的处理。
两个按键采用中断的方法，设置外部中断0和外部中断1位脉冲边沿触发方式，这样一来每当按键按下时便会触发中断，从而实现启动和暂停。
微型计算机控制技术课程设计
微型计算机控制技术课程设计
一、概述
本课程设计旨在通过对微型计算机控制技术的深入学习和实践，使学生掌握计
算机控制系统设计的基本方法和技能，提高学生的实际操作能力和综合素质。
课程设计主要通过实例演示、仿真、实验等方式，引导学生逐步掌握微处理器的编程、外设接口设计、实时控制和调试等关键技术，最终完成一个综合性的计算机控制系统的设计和实现。
二、课程目标和要求
1. 课程目标
通过本课程的学习和实践，使学生能够掌握以下核心知识和技能：
•了解微型计算机控制技术的基本概念和原理；
•掌握基于微处理器的软硬件系统设计，包括编程、外设选型、接口设计等；
•熟悉实时控制和调试的方法和技巧，进一步提高系统的性能和稳定性；
•通过实际项目设计和实现，培养学生的独立思考、创新能力，提高学生的实际操作技能和综合素质。
2. 课程要求
•学生需要具备一定的计算机基础知识和编程基础；
•学生需主动参与课堂学习和实验操作，积极完成相关实验报告和课程设计任务；
•学生需熟练使用计算机软硬件工具和测量仪器，实现系统的设计、调试和测试；
1。
计算机控制技术综合课程设计方案
计算机控制技术综合课程设计方案清晨的阳光透过窗帘，洒在键盘上，伴随着一杯热咖啡的香气，我开始构思这个“计算机控制技术综合课程设计方案”。
这个方案不仅要体现计算机控制的精髓，还要让学生在实践中掌握核心技能，下面是我的思路。
一、课程目标我们要明确课程目标。
这不仅仅是教会学生一些编程语言和算法，更重要的是让他们理解计算机控制系统的设计理念、工作原理和应用场景。
简单来说，我们要培养的是未来的计算机控制系统设计师。
二、课程内容1.基础理论课程的前半部分，我们会重点讲解计算机控制的基础理论，包括控制系统的基本概念、数学模型、控制器设计等。
这部分内容虽然枯燥，但却是后续实践的基础。
我会用生动的例子和实际应用场景来引导学生，让他们对这些理论产生兴趣。
2.编程实践是编程实践环节。
我们会教授学生如何使用C/C++、Python等编程语言来设计计算机控制系统。
在这个过程中，学生将学会如何将理论应用到实际项目中，如何处理各种复杂问题。
3.硬件接口除了编程，我们还会教授学生如何使用各种硬件接口，如串口、网络接口等。
这部分内容会让学生了解到计算机控制系统与外部设备之间的通信方式，为后续的实践项目打下基础。
4.项目实践在课程的我们会安排一系列项目实践。
这些项目将涵盖不同的应用领域，如智能家居、工业自动化等。
学生将分组进行项目设计，从需求分析、系统设计到编程实现，全方位锻炼自己的能力。
三、教学方法1.案例教学我会采用案例教学的方法，通过分析经典的计算机控制系统案例，让学生理解理论知识在实际中的应用。
同时，案例教学也能激发学生的兴趣，让他们主动参与到课程中来。
2.实践教学实践教学是本课程的核心。
我会安排大量的实验和项目实践，让学生在实践中掌握计算机控制技术的应用。
还会鼓励学生参加各种比赛和项目，提升他们的实际操作能力。
3.互动教学在教学过程中，我会鼓励学生提问和发表自己的观点。
通过互动，我可以及时了解学生的掌握情况，调整教学进度和难度。
计算机控制技术课程设计整理版.doc
计算机控制技术课程设计目录1 引言 (1)2 课程设计任务和要求 (2)3 直流伺服电机控制系统概述 (2)3.1 直流伺服系统的构成 (2)3.1.1 伺服系统的定义 (2)3.1.2 伺服系统的组成 (2)3.1.3 伺服系统的控制器的分类 (3)3.1.4 直流伺服系统的工作过程 (4)4 直流伺服电机控制系统的设计 (5)4.1方案设计步骤 (5)4.2 总体方案的设计 (5)4.3控制系统的建模和数字控制器设计 (7)4.4数字PID工作原理 (8)4.5数字PID算法的simulink仿真 (8)5 硬件的设计和实现 (9)5.1 选择计算机机型（采用51内核的单片机） (9)5.1.1 80C51电源 (10)5.1.2 80C51时钟 (10)5.1.3 80C51 控制线 (10)5.1.4 80C51 I/O接口 (11)5.2 设计支持计算机工作的外围电路（键盘、显示接口电路等） (11)5.2.1数据锁存器 (11)5.2.2键盘 (11)5.2.3显示器 (12)5.2.4数模转换器ADC0808 (12)5.3 其它相关电路的设计或方案 (13)5.3.1 供电电源设计 (13)5.3.2 检测电路设计 (13)5.3.3 功率驱动电路 (14)5.4 仿真原理图 (14)6软件设计 (14)6.1 程序设计思想 (14)6.2 主程序模块框图 (15)6.3编写主程序 (15)7 总结 (16)附录1 ADC0808程序 (17)附录2 数字控制算法程序 (18)参考文献 (19)1 引言半个世纪来，直流伺服控制系统己经得到了广泛的应用。
随着伺服电动机技术、电力电子技术、计算机控制技术的发展，使得伺服控制系统朝着控制电路数字化和功率器件的模块化的方向发展。
本文介绍直流伺服电机实验台的硬件、软件设计方案。
通过传感器对电机位移进行测量，控制器将实际位移量与给定位移量进行比较，控制信号驱动伺服电机控制电源工作，实现伺服电机的位置控制。
《计算机控制技术课程设计》指导书
《计算机控制技术课程设计》指导书一、设计目的和要求计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要微型机控制理论、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。
课程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，以便使学生掌握计算机控制系统设计的总体思路和方法。
二、设计内容及步骤1．确定控制任务（设计目标参数，技术指标）有如下题目供参考（可选其他）：a.水温控制（过程控制类）b.电机速度控制c.电机角度控制2．系统总体方案设计a. 基本系统选择b. 接口电路的确定（A/D、D/A）c. 系统软件的配置3．硬件系统设计a．单片机基本系统b．A/D接口电路c．D/A接口电路d．开关量输入输出电路4．软件系统设计a. 系统初始参数设定模块b. 检测模块c. 控制模块d. 报警模块e. 键盘、显示接口模块5．控制系统仿真依据所搭建的系统，采用matlab/simulink进行仿真，给出仿真曲线和结果分析。
6．撰写设计报告a. 设计题目b. 任务要求c. 系统总体方案d. 各个硬件模块设计和原理图e. 各个软件模块设计和流程图f. 心得体会和参考资料三、课程设计进度安排（供参考）：要求学生集中时间、争取在3周的时间内完成，进度按排如下。
四、报告基本内容（1）总体方案设计：构建系统的结构框图，确定系统各组成模块的功能和相互关系。
（2）详细设计：硬件部分：选择硬件型号，设计具体电路等。
给出系统各个组成部分的接口电路，并进行硬件集成调试。
软件部分：依据采用的控制算法（必须选择至少两种算法，并进行比对，说明最后使用算法的合理性）及计算机控制系统的构成特点，绘制程序流程图，并编写相应的程序代码。
程序的各个关键环节应给出文字注释。
（3）调试：首先在Matlab 软件中对系统进行仿真分析（simulink 仿真环境和纯M文件编程均需要）编译软件；在实验室进行系统的软硬件联调，获得满意的控制效果。
计算机控制技术课程设计数字PID控制系统设计
课程设计报告题目：数字PID控制系统设计（II）课程：计算机控制技术课程设计专业：电气工程与其自动化班级：姓名：学号：第一部分任务书《计算机控制技术》课程设计任务书一、课题名称数字PID控制系统设计（II）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整定工作打下基础。
三、课程设计内容设计以89C51单片机、ADC、DAC等电路和运放电路组成的被控对象构成的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ADC0809和模出电路TLC7528；由运放构成的被控对象。
2. 控制算法：增量梯形积分型的PID控制算法。
3. 软件设计：主程序、定时中断程序、A/D转换程序、滤波程序、D/A输出程序、PID 控制程序等。
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. 被控对象每个同学选择不同：44(),()(0.21)(0.81)G s G s s s s s ==++ 55(),()(0.81)(0.31)(0.81)(0.21)G s G s s s s s ==++++510(),()(1)(0.81)(1)(0.41)G s G s s s s s ==++++88(),()(0.81)(0.41)(0.41)(0.51)G s G s s s s s s s ==++++3. PID 参数整定，根据情况可用扩充临界比例度法，扩充响应曲线法。
计算机控制技术与应用课程设计
计算机控制技术与应用课程设计
1. 背景介绍
计算机控制技术是一种应用电脑技术控制机械设备的技术，其广泛应用于工业自动化领域。
随着工业自动化程度的不断提高，计算机控制技术已成为现代工业制造必不可少的技术之一。
本课程设计旨在通过对计算机控制技术的理论学习和实际案例应用，培养学生的工程实践能力。
2. 课程设计目标
本课程设计的目标是使学生具有以下能力：
1.掌握计算机控制技术的理论知识，并能够灵活运用。
2.熟悉计算机控制系统中各个组成部分的功能和特点。
3.能够运用计算机控制技术设计和调试实际系统，并解决实际问题。
4.培养学生的工程实践能力和动手能力。
3. 课程设计内容
3.1 计算机控制理论基础
在本课程中，将对计算机控制理论基础进行详细介绍。
主要包括以下内容：•计算机控制的基本概念和原理；
•控制系统的基本组成部分；
•控制器的结构和工作原理；
•控制器的编程方法和技巧；
•控制器与外部设备的通信协议。
1。
《微型计算机控制技术》教案
《微型计算机控制技术》教案一、教学目标1. 了解微型计算机控制技术的基本概念、原理和应用。
2. 掌握微型计算机控制系统的组成、工作原理和常用接口。
3. 学会使用微型计算机进行控制程序的编写和调试。
4. 能够分析并解决微型计算机控制技术在实际应用中遇到的问题。
二、教学内容1. 微型计算机控制技术的基本概念1.1 控制技术的分类和发展1.2 微型计算机控制系统的特点和优势2. 微型计算机控制系统的组成2.1 硬件组成：微处理器、输入/输出接口、执行器等2.2 软件组成：系统软件、控制算法、应用程序等3. 微型计算机控制原理3.1 采样与保持技术3.2 模拟量-数字量转换3.3 数字量-模拟量转换3.4 控制算法：PID、模糊控制、神经网络等4. 微型计算机控制系统的应用4.1 工业控制领域：生产线自动化、等4.2 嵌入式系统：家居智能化、汽车电子等4.3 生物医学领域：远程医疗、健康监测等5. 常用接口技术5.1 USB接口5.2串口通信接口5.3以太网接口5.4无线通信接口三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理、方法和应用。
2. 案例分析法：分析实际应用案例，加深对控制技术原理的理解。
3. 实验法：进行实际操作，掌握微型计算机控制系统的使用和调试。
4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养团队合作能力和解决问题的能力。
四、教学资源1. 教材：《微型计算机控制技术》2. 多媒体课件：讲解微型计算机控制技术的基本概念和原理。
3. 实验设备：微型计算机控制系统实验平台。
4. 在线资源：相关论文、案例、技术文档等。
五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业、实验报告等占总评的40%。
2. 期末考试：闭卷考试，占总评的60%。
3. 综合评价：评价学生在课堂学习、实验操作和问题解决等方面的表现。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，其中理论讲授20课时，实验操作10课时，小组讨论2课时。
2. 授课方式：课堂讲授与实验操作相结合，小组讨论与个人作业相结合。
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
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。
计算机控制技术项目教程课程设计
计算机控制技术项目教程课程设计一、课程设计背景及目的计算机控制技术作为现代工程技术中的重要分支，已经在不同领域得到了广泛应用。
本课程设计旨在通过学生自主选择、设计和实现一个小型控制系统，来帮助学生加深对计算机控制技术的理解和掌握，并提高学生的独立思考、实践操作和团队协作能力。
二、课程设计要求1.每个小组自主选择一个控制系统项目，并完成系统设计、硬件搭建、程序编写等全部工作；2.小组成员分工合作，需要有负责硬件设计和搭建、编程和算法设计、系统集成和测试等角色；3.至少设计一个控制循环，并通过传感器等外部信号输入进行控制；4.控制算法需要包括控制器参数调整、PID控制等部分；5.最终项目需要演示系统性能、测试数据和评估结果。
三、课程设计具体内容及过程1.第一周：授课介绍和项目选择。
介绍计算机控制技术的基础知识、常用应用、项目设计和实现方法，并让同学自主选择并确定项目主题和团队成员。
2.第二周：项目基础搭建和算法设计。
小组成员合作完成系统框架和基础硬件搭建，并开始编写控制算法和程序。
3.第三周：项目功能完善和调试。
小组成员继续完善系统功能和算法设计，以及调试整合各个模块，确保系统正常运行。
4.第四周：项目演示和测试。
每个小组需要通过现场演示演示控制系统性能，并对测试数据和评估结果进行汇报和分析。
四、课程设计评估及考核方式1.项目方案评估占比：20%•组建团队、确定课程设计方案；•设计项目目标、计划和步骤；•确定所需设备、材料和资金预算；•撰写项目方案报告。
2.项目进度评估占比：30%•设计稿、演示稿、小组协作进度；•系统设备算法设计、编程进度。
3.项目成果评估占比：50%•每个小组提交最终产品和测试数据，并进行评估；•在控制能力、用户体验等方面进行评估；•小组报告书、演示视频、测试数据、评估数据等成果。
五、课程设计收获及建议通过这次课程设计，同学们在课程理论知识的基础上，掌握了项目设计与实现的全过程，并在实践中提升了团队协作和解决问题的能力。
计算机控制技术课程设计
计算机控制技术课程设计引言计算机控制技术是指利用计算机对各种物理量进行检测、测量、处理和控制的技术。
它不仅是现代工业自动化的基础技术，也是通往物联网发展的必经之路。
本课程设计旨在通过实际操作，加深学生对计算机控制技术的理解和掌握，提高学生控制系统设计和开发的能力。
实践任务任务一：简单控制系统设计设计一个从传感器到执行机构进行物理量检测、处理和控制的简单控制系统。
任务包括以下几个部分：1.利用Arduino开发板和相关传感器（光敏传感器、温度传感器、压力传感器等）进行物理量检测和数据采集；2.利用计算机对采集到的数据进行处理、分析和显示；3.根据处理结果，控制执行机构（LED灯、电机、舵机等）进行相应的操作。
任务二：智能小车控制系统设计设计一个基于计算机控制技术的智能小车控制系统。
任务包括以下几个部分：1.利用Arduino开发板、电机驱动板、超声波传感器等组成智能小车；2.设计运动控制算法，并利用计算机将算法转化为控制指令；3.对运动过程中的数据进行采集、处理、分析和显示；4.可以根据不同的控制策略（如距离控制、线路规划等）进行控制。
实践方法1.首先，学生需要学习基本的计算机控制技术理论和实践操作；2.在完成实践任务之前，学生需要练习利用Arduino开发板进行项目开发的基本技能；3.学生需要进行实验设计和实验过程管理，根据实验结果不断迭代优化设计；4.学生需要通过团队合作完成实验任务。
实践成果通过本次课程设计，学生将能够：1.理解并掌握计算机控制技术的基本原理和方法；2.熟悉计算机控制系统的组成和基本运作流程；3.学会利用Arduino开发板进行项目开发；4.掌握运动控制算法的设计、优化和实现方法；5.具备基本的实验设计和实验过程管理能力。
结论计算机控制技术在现代工业自动化和物联网发展中发挥着越来越重要的作用。
通过本次课程设计，学生将从实践中深入理解和掌握计算机控制技术，并为以后的学习和工作打下基础。
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。
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。
计算机控制技术课程设计报告
【计算机控制技术】课程设计单闭环直流电机调速系统1 设计目的计算机控制技术课程是集微机原理、计算机技术、控制理论、电子电路、自动控制系统、工业控制过程等课程根底知识一体的应用性课程，具有很强的实践性，通过这次课程设计进一步加深对计算机控制技术课程的理解，掌握计算机控制系统硬件和软件的设计思路，以及对相关课程理论知识的理解和融会贯穿，提高运用已有的专业理论知识分析实际应用问题的能力和解决实际问题的技能，培养独立自主、综合分析与创新性应用的能力。
2 设计任务2.1 设计题目单闭环直流电机调速系统实现一个单闭环直流电机调压调速控制，用键盘实现对直流电机的起/停、正/反转控制，速度调节要求既可用键盘数字量设定也可用电位器连续调节，需要有速度显示电路。
扩展要求能够利用串口通信方式在PC上设置和显示速度曲线并且进行数据保存和查看。
2.2 设计要求2.2.1 根本设计要求〔1〕根据系统控制要求设计控制整体方案；包括微处理芯片选用，系统构成框图，确定参数测范围等；〔2〕选用参数检测元件及变送器；系统硬件电路设计，包括输入接口电路、逻辑电路、操作键盘、输出电路、显示电路；〔3〕建立数学模型，确定控制算法；〔4〕设计功率驱动电路；〔5〕制作电路板，搭建系统，调试。
2.2.2 扩展设计要求〔1〕在已能正常运行的微计算机控制系统的根底上，通过串口与PC连接；〔2〕编写人机界面控制和显示程序；编写微机通信程序；实现人机实时交互。
3方案比拟方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制。
这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。
方案二：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而到达调速的目的。
但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比拟昂贵。
更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案三：采用由电力电子器件组成的H 型PWM 电路。
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。
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西华大学课程设计说明书第 1 页目录1 前言 (2)2总体方案设计 (3)2.1 主控芯片选择 (3)2.2 显示模块选择 (3)2.3 可燃气体信号采集传感器选择 (4)2.4 A/D 转换部分 (4)2.5 电源的选择 (4)3理论分析与计算 (5)3.1 MQ-2可燃气体信号采集传感器特点及参数 (5)3.2 相关理论值计算 (5)4单元模块电路设计 (8)4.1 可燃气体信号采集部分 (8)4.2 显示部分 (8)4.3 A/D 转换部分 (9)4.4 报警显示部分 (10)4.5 最小系统及按键 (10)5软件设计 (12)5.1 程序结构图 (12)5.2 程序代码 (12)6系统调试 (13)6.1 系统硬件调试 (13)6.1.1 排除逻辑故障 (13)6.1.2 排除元件故障 (13)6.2 系统软件调试 (13)7设计总结 (14)8参考文献 (15)附录一：系统总图 (16)附录二：相关程序 (17)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加，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程度日益增加的同时，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”设计思路。
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单，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，以及家庭等场所使用，具有很高的实用价值。
正是由于可燃性气体报警控制器对于安全生产的重要性，国内外有众多厂家研制、生产这一产品。
从运用所学知识和实际意义出发，研制一种固定式可燃性气体报警控制器，它主要对以烷类气体为主的多种可燃性气体进行检测控制。
2总体方案设计2.1主控芯片选择方案一：STC89C52系列单片机，此系列单片机比较常用、价格便宜、操作简单、独立的I/O口数量较多，方便购买。
但属于8位单片机，计算能力一般，功耗高，加密性能弱，体积大。
方案二：DSP430系列单片机电压低，功耗低,3.3V供电，16位，运行速度快，内置硬件乘法器，乘除法运算都为单周期指令，片内集成资源丰富，有两组普通I\O口具有中断功能。
但是相对STC89C52系列单片机成本较高，耐压值低，容易被烧毁。
方案三：ARM32位系列单片机以及处理器，与传统的8位微处理器相比速度更快，性能更强，资源丰富，比如中断、AD、LCD控制器、DMA、存储系统等等。
ARM开发一般重点是操作系统和应用程序。
缺点就是在低端应用时ARM性价比较低，开发难度也更大，新手入门较困难。
确定方案：考虑到实际开发中，STC89C52系列单片机性能已经完全足够，同时基于成本考虑，主控芯片采用STC89C52。
2.2显示模块选择方案一: LCD1602液晶也叫LCD1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
方案二:LCD12864液晶，能显示汉字，字符，数字等，但是体积较为庞大，所占空间较大。
方案三:诺基亚5110液晶,该模块具有以下特点：84x48 的点阵LCD，可以显示4 行汉字，采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有9 条。
支持多种串行通信协议（如AVR 单片机的ＳＰI、MCU51的串口模式０等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间。
方案四：数码管，显示较为稳定，抗干扰较强，但是显示能力单一，显示内容会受到一定限制。
确定方案：实际开发中，不需要功能相对强大的液晶显示屏，显示可燃气体浓度用数码管显示简洁明了，同时功耗和成本都较低，确定显示模块采用数码管。
2.3可燃气体信号采集传感器选择方案一：MQ-2，广泛的探测范围、高灵敏度、快速响应恢复、优异稳定性、寿命长、简单的驱动电路MQ-2应用: 可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。
方案二：TGS813，后期电路简单；长寿命，低功耗；对甲烷、乙烷、丙烷等可燃气体的高敏感度，但价格相对MQ-2要高一些。
方案确定：MQ-2的高灵敏度和优异的稳定性以及较低的价格适合本项目的开发，决定采用MQ-2作为可燃气体信号采集传感器。
2.4A/D转换部分方案一：AD7888，微功耗8通道12位AD转换器，是高速、低功耗的12位AD转换器，单电源工作，电压范围为2.7V～5.25V，转换速率高达125ksps ，输入跟踪-保持信号宽度最小为500ns，单端采样方式。
AD7888包含有8个单端模拟输入通道。
方案二：ADC0804是一个早期的A/D转换器，因其价格低廉而在要求不高的场合得到广泛应用。
ADC0804是一个8位、单通道、低价格A/D转换器，主要特点是：摸数转换时间大约100us；方便的TTL或CMOS标准接口；可以满足差分电压输入；具有参考电压输入端；内含时钟发生器；单电源工作电压为0-5V。
方案确定：ADC0804开发简单，资料齐全，适合项目开发，通过分析对比采用ADC0804作为AD转换器。
2.5电源的选择方案一：采用两节五号的干电池作为主控芯片的供电电源。
此方案简单易行，但是此系统是处于长期工作状态对电量的消耗比较大。
方案二：采用汽车自带的汽车电瓶12V电源降压后供电。
此方案较好的利用汽车自身能源，避免单独电源给防撞系统供电，可使系统长期安全不掉电工作。
方案确定：选择方案一，五号干电池易于得到，便于开发。
3理论分析与计算3.1MQ-2可燃气体信号采集传感器特点及参数MQ-2/MQ-2S气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。
当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。
使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
MQ-2/MQ-2S气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。
这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。
MQ-2/MQ-2S气敏元件的结构和外形如图2-3-1所示(结构 A 或 B), 由微型Al2O3陶瓷管、SnO2 敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。
封装好的气敏元件有６只针状管脚，其中４个用于信号取出，２个用于提供加热电流。
基本电路图3.1 结构和外形3.2相关理论值计算MQ-2灵敏度特性：图3.2 MQ-2灵敏度特性曲线MQ-2 温/湿度的影响：图3.3 MQ-2温/湿度曲线图3.4是传感器的基本测试电路。
该传感器需要施加2 个电压：加热器电压（VH）和测试电压（VC）。
其中VH用于为传感器提供特定的工作温度。
VC 则是用于测定与传感器串联的负载电阻（RL）上的电压（VRL）。
这种传感器具有轻微的极性，VC 需用直流电源。
在满足传感器电性能要求的前提下，VC 和VH 可以共用同一个电源电路。
为更好利用传感器的性能，需要选择恰当的RL值。
传感器电阻（Rs），可用计算公式： Rs=(Vc/VRL-1)×RL求得。
图3.4 传感器基本测试回路4单元模块电路设计4.1可燃气体信号采集部分在本设计中，采用MQ-2传感器作为信号采集器件，器件的1、3、4脚连接电源的正极（+5V），2、5、6脚连接地。
采集到的信号通过1k欧姆电阻后送到ADC0804的模拟输入端，R2用来调节输出信号的大小。
具体电路连接如图4.1所示：图4.1 信号采集部分4.2显示部分显示模块采用共阳极数码管显示。
单片机P0口控制 LED数码管显示，其中P0接4.7k欧姆的上拉电阻后8个管脚接1k欧姆的限流电阻后分别于控制数码管的a，b，c，d，e，f，d连接。
LED显示0-9的段码为0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90。
具体电路连接如图4.2所示：图4.2 数码管显示部分4.3A/D转换部分由MQ-2传感器采集到的电压信号接10k欧姆的电阻后接到ADC0804的Vin+端；ADC0804的A-GND和Vin-端接地；CLK-IN端接104电容后接地；CLK-R接10k欧姆电阻接104电容接地；Vref/2接2.5V电压，电路中采用两个1k欧姆的电阻分压得到；DB0-DB7分别连接单片机的P1.0-P1.7用于单片机采集转换后的数字信号；CS、RD、WR三端分别连接P3.0、P3.1、P3.2用于控制单片机于ADC0804进行通信。
具体电路连接方式如图4-3-1所示：图4.3 A/D转换部分4.4报警显示部分采集到的数字信号经过单片机计算后如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时，单片机将控制蜂鸣器报警，同时LED闪烁。
LED的正极接电源正极（+5V），负极接1K欧姆电阻后接单片机P2.0端。
蜂鸣器采用NPN3041三极管来驱动，三极管集电极接电源正极（+5V），基极接5.1k欧姆电阻后接P2.1端，射极接蜂鸣器，通过蜂鸣器后接地。
具体电路连接方式如图3-4-1所示：图4.4 报警部分4.5最小系统及按键单片机接+5V电源；晶体振荡器频率为12MHz，晶振的两个引脚分别连接在单片机的XTAL1和XTAL2端，晶振的两端再分别连接一个22pF电容后接地；复位电路经电源正极（+5V）接10uF电容后接1k欧姆电阻接地，单片机复位端RST 接在电容和电阻之间。
在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。
当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。