计控课设
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，掌握控制系统的数学模型和性能指标；2. 学会分析控制系统的稳定性、快速性和准确性，并运用相关理论知识对实际控制系统进行优化；3. 掌握计算机控制系统的设计方法和步骤，能结合实际案例进行控制系统设计。
技能目标：1. 能够运用所学知识，对简单的控制系统进行建模、分析和设计；2. 掌握使用计算机辅助设计软件（如MATLAB/Simulink）进行控制系统仿真的基本技能；3. 培养团队协作和沟通能力，通过小组合作完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制系统课程的兴趣，激发他们探索未知、解决问题的热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实践相结合，提高他们的工程素养；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们在课程设计中勇于尝试新方法，培养创新精神和实践能力。
课程性质分析：本课程为专业核心课程，旨在使学生掌握计算机控制系统的基本理论、方法和技能，培养具备实际控制系统设计与分析能力的高级技术人才。
学生特点分析：学生处于本科高年级阶段，已具备一定的控制系统基础知识和实践能力，具有较强的求知欲和自主学习能力。
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，强调动手能力和创新意识的培养。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际控制系统设计，提高解决实际问题的能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 计算机控制系统概述：介绍计算机控制系统的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。
教材章节：第一章 计算机控制系统引论2. 控制系统数学模型：讲解控制系统的微分方程、传递函数、状态空间模型等数学描述方法。
教材章节：第二章 控制系统数学模型3. 控制系统性能分析：分析控制系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标。
教材章节：第三章 控制系统性能分析4. 计算机控制系统设计方法：讲解控制系统设计的基本方法，包括PID控制、状态反馈控制、观测器设计等。
计算机控制原理课程设计
《计算机控制技术》课程设计任务书一、 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。
二、 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DAC0832；由运放构成的被控对象. 2。
控制算法：PID 控制、最少拍控制、大林算法.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、最少拍控制程序等.三、 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：8()(0.21)G s s s =+3. 控制器设计：最少拍控制器。
被控对象有积分环节的按斜坡输入信号设计控制器，否则按阶跃输入信号设计控制器. 4。
定时中断间隔可在10-50ms 中选取，采样周期取采样中断间隔的整数倍，可取1000-2000ms ，由实验结果确定。
四、 课程设计实验结果1. 控制系统能正确运行。
2。
按设计信号下的系统输出响应。
3. 其他典型输入信号下的系统输出响应。
五、 进度安排六、课程设计报告内容：总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1．课程设计的目和设计的任务.2．课程设计的要求。
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。
计控课程设计
目录1 题目背景与意义 (2)2 设计题目介绍 (2)3 系统总体框架 (2)4 系统硬件设计 (2)4.1单片机AT89C52 (2)4.2 A/D转换电路设计 (5)4.2.1A/D转换器 (6)4.2.2A/D转换器的工作原理 (6)4.2.3 A/D转换器的性能指标 (6)4.2.4A/D转换器芯片 (7)4.3D/A转换电路设计 (8)4.3.1D/A转换器 (8)4.3.2D/A转换器的工作原理 (8)4.3.3D/A转换器的性能指标 (9)4.3.4D/A转换器芯片 (9)4.4 显示设计 (11)4.5键盘设计 (13)4.6上位机通讯 (14)4.7 74LS373 (15)4.8信号采样电路 (16)5 系统软件设计 (18)6 结论 (18)参考文献 (18)1 题目背景与意义本课程设计是本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。
通过本课程设计，使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，进一步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；培养学生独立自主、综合分析的思维与创新能力，最终使学生初步具有设计小型计算机控制系统的硬件及软件的能力。
同时，通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的一系列过程，使学生得到一次科学研究工作的初步训练。
从而，在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。
2 设计题目介绍设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。
要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。
并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。
标准电压/电流信号此处定为：0～5V/4～20mA (0～20mA)。
3 系统总体框架图一系统总体框图4 系统硬件设计4.1单片机AT89C5289C52（如图二）是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，内含32根双向且分别可寻址的IO线，128字节RAM，2个16位定时计数器，全双工异步串行口，2个中断优先级，5个中断源，片内有时钟振荡器。
计算机控制系统课程设计
课程设计报告学生姓名:学号：学院: 自动化工程学院班级:题目: 计算机控制系统1 题目背景与意义1.1 设计背景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。
使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。
1.2 设计意义通过设计此测控装置，加深对控制系统的理解，达到活学活用的目的。
理论结合实践，锻炼综合运用能力。
2 设计题目介绍2.1设计题目设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。
要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。
并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。
标准电压/电流信号此处定为：0～5V/4～20mA2.2设计要求2.2.1 基本要求设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。
要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。
并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。
计控课程设计
设计步骤一、总体方案设计二、控制系统的建模和数字控制器设计，必须要有相关控制算法的完整叙述（此部分为课程设计重点）三、硬件的设计和实现1.选择计算机机型（采用51内核的单片机）；2.设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等）3.设计输入信号接口电路；4.设计信号输出控制电路；5.其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）四、软件设计1.分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块框图；2.编写A/D转换和位置检测子程序框图；3.编写控制程序和D/A转换控制子程序模块框图；4.其它程序模块（显示与键盘等处理程序）框图。
五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图。
（所有电路图和程序框图必须自己绘制）课程设计说明要求1.课程设计说明书应书写在学校统一设计的课程设计（论文）说明书上，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。
2.论理正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明、表达确切，并提出字迹的见解和观点。
3.课程设计说明书应有目录、摘要、主干内容、主要结论和参考书或文献（3~5篇），附录应有系统方框图和电路原理图（也可在主干内容中出现）。
4.课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。
5.A4纸打印，小四号字体，1.5倍行距，至少7~8页内容。
注意：不得出现雷同报告。
设计步骤一、总体方案设计二、控制系统的建模和数字控制器设计，必须要有相关控制算法的完整叙述（此部分为课程设计重点）三、硬件的设计和实现1.选择计算机机型（采用51内核的单片机）；2.设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等）3.设计输入信号接口电路；4.设计信号输出控制电路；5.其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）四、软件设计1.分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块框图；2.编写A/D转换和位置检测子程序框图；3.编写控制程序和D/A转换控制子程序模块框图；4.其它程序模块（显示与键盘等处理程序）框图。
计算机控制系统课程设计
4.案例分析：
-分析计算机控制系统在工业生产、交通运输、医疗设备等领域的应用案例；
-讨论不同场景下控制系统的设计要点和解决方案。
5.课程设计任务：
-分组进行课程设计，根据任务书要求设计计算机控制系统；
-结合实际案例，自主选择控制器类型，完成控制系统设计。
-指导学生根据仿真和实验结果，对控制系统设计进行优化；
-探讨不同控制策略的优缺点，鼓励学生创新思维，提出改进方案。
3.小组讨论：
-鼓励学生以小组形式进行讨论，分享设计过程中的心得体会；
-分析各自设计的控制系统性能，比较不同设计方案的效果。
4.知识拓展：
-引导学生了解当前计算机控制系统领域的前沿技术和研究动态；
-引导学生结合实际应用场景，探索计算机控制系统的创新设计和应用。
4.教学评估：
-收集学生对课程设计的意见和建议，进行教学评估；
-分析评估结果，为后续课程设计和教学改进提供参考。
5.跨学科融合：
-强调计算机控制系统与其他学科领域的融合，如自动化、电子工程、机械工程等；
-鼓励学生拓宽视野，掌握跨学科知识，提升综合应用能力。
6.报告撰写与评价：
-指导学生按照规范撰写课程设计报告，包括系统设计、仿真分析、实验结果等；
-制定评价标准，对学生的课程设计成果进行评价和反馈。
3、教学内容
1.实践操作：
-组织学生进行实验室实践，实际操作计算机控制系统硬件设备；
-引导学生结合理论知识，调试和优化控制器参数，观察控制效果。
2.设计优化：
6.未来规划：
-与学生探讨计算机控制系统在未来的发展趋势和职业规划；
-鼓励学生树立长远目标，为未来从事相关领域工作做好准备。
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。
计控课设
计算机控制系统课程设计题目：单片机交通信号灯控制系统设计目录1 绪论1.1 设计题目 (2)1.2 常见交通信号灯系统概述 (2)1.3 设计目的 (2)2 系统总体方案及设计2.1 总体方案 (3)2.1.1 系统设计要求 (3)2.1.2 设计分析 (3)2.2 单片机选择及参数 (3)2.3 系统设计 (3)2.3.1 系统工作原理 (3)2.3.2 系统硬件设计 (4)2.3.3 系统软件设计 (6)总结 (10)参考文献 (10)1 绪论当前，在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。
为使我国尽快实现经济信息化，赶上发达国家水平，必须加快发展我国的电子信息产业。
而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。
本文主要介绍用单片机来实现复杂的十字路口的交通灯的管理，用以控制过往车辆的正常通行。
1.1设计题目单片机交通信号灯控制系统设计1.2 常见交通信号灯系统概述交通信号灯是交通信号中的重要组成部分，是道路交通的基本语言。
交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成。
绿灯信号是准许通行信号。
按《交通安全法实施条例》规定：绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍被放行的直行车辆和行人通行。
红灯信号是绝对禁止通行信号。
红灯亮时，禁止车辆通行。
右转弯车辆在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。
红灯信号是带有强制意义的禁行信号，遇此信号时，被禁行车辆须停在停止线以外，被禁行的行人须在人行道边等候放行；机动车等候放行时，不准熄火，不准开车门，各种车辆驾驶员不准离开车辆；自行车左转弯不准推车从路口外边绕行，直行不准用右转弯方法绕行。
黄灯亮时，已越过停止线的车辆，可以继续通行。
黄灯信号的含义介于绿灯信号和红灯信号之间，既有不准通行的一面，又有准许通行的一面。
计算机监控系统课程设计
计算机监控系统课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握计算机监控系统的基本原理、组成结构和应用场景。
通过本课程的学习，学生应能够：1.描述计算机监控系统的基本原理和组成结构；2.分析计算机监控系统的应用场景和优势；3.配置简单的计算机监控系统；4.评估计算机监控系统的性能和安全性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.计算机监控系统的原理：介绍计算机监控系统的基本原理，包括数据采集、数据处理和数据展示等；2.计算机监控系统的组成结构：讲解计算机监控系统的各个组成部分，如传感器、数据采集卡、处理器、显示器等；3.计算机监控系统的应用场景：分析计算机监控系统在各个领域的应用，如工业控制、安防监控、医疗诊断等；4.计算机监控系统的配置与维护：介绍如何配置和维护计算机监控系统，包括硬件选择、软件安装和系统优化等；5.计算机监控系统的性能评估：讲解如何评估计算机监控系统的性能，包括图像质量、响应速度和稳定性等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解计算机监控系统的原理、组成结构和应用场景，使学生掌握基本知识；2.讨论法：学生讨论计算机监控系统的配置和维护方法，提高学生的实际操作能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解计算机监控系统在各个领域的应用；4.实验法：安排实验课程，让学生动手操作计算机监控系统，巩固所学知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威的计算机监控系统教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：推荐学生阅读相关参考书籍，拓展知识面；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，直观地展示计算机监控系统的原理和应用；4.实验设备：准备计算机监控系统实验设备，让学生进行实际操作。
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：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其学习态度和理解能力；2.作业：布置适量作业，让学生巩固所学知识，通过作业完成情况评估学生的掌握程度；3.考试：安排期末考试，测试学生对计算机监控系统知识的掌握程度，包括理论知识和实际应用；4.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力，以及实验报告的撰写水平。
计控课设报告
目录1 题目背景与意义 (2)2 设计题目介绍 (2)3 系统总体框架 (2)4 系统硬件设计 (3)4.1 A/D转换电路 (3)4.1.1 A/D转换电路原理 (3)4.1.2 ADC0809 (3)4.2 D/A转换电路 (7)4.2.1 D/A转换电路原理 (7)4.2.2 DAC0832 (7)4.3 AT89C51 (9)4.3.1 AT89C51芯片介绍 (9)4.3.2 AT89C51的内部逻辑结构 (10)4.3.3 AT89C51芯片引脚结构及功能 (11)4.4 LED 显示电路 (13)4.4.1 8155H芯片 (14)4.4.2 7407芯片 (16)4.5 74LS373 (17)5 系统软件设计 (18)6 结论 (18)参考文献 (19)1 题目背景与意义本课程设计以《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。
2 设计题目介绍设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。
要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。
并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。
标准电压/电流信号此处定为：0～5V/4～20mA (0～20mA)3 系统总体框架图3-1系统总体框架图4 系统硬件设计4.1 A/D转换电路4.1.1 A/D转换电路原理A/D转换器是把模拟量转化为与其大小成正比的数字量信号。
根据不同的转换原理，A/D转换器的种类很多，最常见的两种转换器是逐次逼近式和双积分式A/D转换。
本次设计采用的是ADC0809芯片，是逐次逼近式转换器。
4.1.2 ADC0809（1）ADC0809芯片介绍ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。
计控课程设计华工
计控课程设计华工一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握计控课程的基本知识和技能，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握计控课程的基本概念、原理和方法，包括XXX、XXX和XXX等内容。
2.技能目标：学生能够运用所学知识进行XXX、XXX和XXX等操作，提高实际操作能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对计控课程的兴趣和热情，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.XXX：介绍XXX的基本概念、原理和方法，通过实例分析让学生理解并掌握XXX的应用。
2.XXX：讲解XXX的相关知识，包括XXX、XXX和XXX等内容，通过案例分析让学生学会运用所学知识解决实际问题。
3.XXX：介绍XXX的基本原理和方法，通过实验操作让学生掌握XXX的技巧和要点。
三、教学方法为了达到课程目标，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握基本概念和原理。
2.讨论法：通过小组讨论，让学生深入理解和探讨课程内容。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：通过实验操作，让学生掌握实际操作技巧和要点。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：推荐学生阅读相关参考书，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作多媒体课件，生动展示课程内容，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，保证学生能够进行实验操作，提高实际操作能力。
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、提问和小组讨论等，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和运用所学知识的能力。
3.考试：定期进行考试，评估学生对课程知识的掌握程度和应用能力。
计算机控制系统课设
课程设计(综合实验)报告（2011 -- 2012 年度第学期）名称：计算机控制技术与系统题目：数字控制系统I/O通道方案设计与实现院系：自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数： 1成绩：日期：2012 年月日《计算机控制技术与系统》课程设计任务书一．目的与要求1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握；2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力；3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用任务的要求，进行方案的总体设计和分析评估；5.报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。
二、设计正文（一）、相关基础知识回顾：1、DA转换功能定义：随着数字技术，特别是计算机技术的飞速发展与普及，在现代控制、通信及检测等领域，为了提高系统的性能指标，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。
由于系统的实际对象往往都是一些模拟量（如温度、压力、位移、图像等），要使计算机或数字仪表能识别、处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号；而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。
这样，就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路--模数和数模转换器。
将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称A/D转换器）；将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器（简称D/A转换器）；A/D转换器和D/A转换器已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
本报告中采用的设计是51单片机与4个DAC0832组成一个4路同步D/A转换输出电路，可以将4组不同的数字信号进行同步转换输出，再将小信号通过放大器进行放大输出，得到所需要的可以观察的模拟信号。
2、D/A器件性能参数：⑴分辨率。
分辨率是指最小输出电压（对应于输入数字量最低位增1所引起的输出电压增量）和最大输出电压（对应于输入数字量所有有效位全为1时的输出电压）之比，例如，4位DAC的分辨率为1/(24-1)=1/15=6.67%（分辨率也常用百分比来表示）。
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。
计算机控制课程设计
1 题目背景与意义1.1 课程设计的意义本课程设计以《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。
1.2 设计内容与要求设计一个基于单片机的具有A/D和D/A功能的信号测控装置。
要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。
并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。
标准电压/电流信号此处定为：0～5V/0～20mA。
1.3 设计的任务水箱液位定点控制系统设计1)显示：4个绿色LED竖排显示高、中、低、超低液位；1个双色LED代表模拟水泵（红色亮开/绿色亮停）；1个黄色LED超低液位报警，要求闪亮（1秒亮，1秒暗）2）可选操作：A按键（按下启动）——低液位LED灭时，启动水泵开启并保持；当高液位LED亮时，停止水泵运转。
B按键（按下启动）——超低液位LED灭时发出报警信号（黄色LED 闪亮），同时启动水泵开启并保持；当高液位LED亮时，停止水泵运转。
3）模拟液位信号产生：应用单片机内定时器编程设定输出模拟液位信号——a.停泵后5秒，高位LED灭；10秒后，中位LED灭；15秒后，低位LED灭；20秒后，超低LED灭。
b.开泵后5秒，超低LED亮；10秒后低位LED亮；15秒后中位LED亮；20秒后高位LED亮。
4）控制驱动设定：用高位信号驱动延时3秒停泵；用低位（常规）或超低（报警）信号驱动延时3秒开泵。
2系统总体方案及硬件设计2.1水箱液位定点控制系统方案论证2.1.1方案系统功能要求，决定控制系统采用AT89S51单片机，该电路采用LED显示水箱动态液位。
以AT89S51和其他一些外围元器件组成的具有LED显示水箱液位定点控制。
该电路采用各色LED灯显示的水箱动态液位。
通过两个按键分别控制单片机的两种工作模式。
计控课设
目录一设计任务及分析 (1)二方案设计 (1)三系统硬件设计 (2)3.1 系统硬件设计 (2)3.2 系统硬件选择 (3)四控制算法 (3)4.1 PID控制度的作用 (3)4.2 积分分离判断 (3)4.3 PID控制算法 (4)五系统仿真 (5)5.1 仿真程序及图形设计 (5)5.2 仿真结果 (6)六总结 (9)参考文献 (10)一 设计任务及分析设计依据、要求及主要内容：热阻丝加热电炉是利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加电压，改变流经热阻丝的电流，从而改变炉内温度。
可控硅控制器输入0-5V 时，对应炉内温度0-300°，温度传感器的测量值对应也是0-5V 。
被控对象的特性是带有纯滞后环节的一阶系统，惯性时间常数30s ，滞后时间10s. 基本要求：1. 设计温度控制系统的计算机硬件系统，画出框图；2. 编写积分分离PID 算法程序，从键盘上接受p K ，i T ，d T ，采样周期T 和阈值 ；3. 计算机仿真被控对象，编写仿真程序；4. 通过数据分析i T 的改变对超调量的影响；5. 总结与思考；6. 撰写课程设计说明书。
本次设计是对电炉的温度控制，而电炉的温度是通过放在其中的热阻丝来控制的，而热阻丝的电流由可控硅控制器控制热阻丝两端所加电压来控制。
对电炉温度的控制是个动态的过程，不可能一下子就达到我们想要的温度，需要用到一些仪器比如热电偶来测量电路的温度，通过传感器将炉温转换成电压信号，送入A/D 转换器，通过采样和模数转换，所检测到的电压信号和炉温给定值的电压信号送入计算机程序中作比较，得出给定值与实际值之间的偏差，单片机对偏差进行运算，将运算结果送给晶闸管调压器来调节热阻丝的电流，以此来调节电电炉的温度。
二 方案设计电炉的温度控制是个动态的控制过程，需要借助计算机，单片机等很多器件的硬件连接来实现。
而电炉温度的直接控制是通过热阻丝的加热来实现的，热阻丝的加热是由流经热阻丝的电流老控制的，而热阻丝的电流是通过可控硅控制器控制热阻丝两端所加电压来控制，电压的调节是通过可控制硅控制。
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目录1 设计目的及要求 (1)1.1 设计目的及意义 (1)1.2 设计要求 (1)2 工作原理及元器件选择 (1)2.1 单片机简介 (1)2.2引脚简介 (2)2.3 A/D转换装置 (5)2.3.1 A/D转换基本原理 (5)2.3.2 A/D转换器的主要技术参数 (5)2.3.3 ADC0809内部构造 (6)2.4 D/A转换装置 (8)2.4.1 D/A转换基本原理 (8)2.4.2 D/A转换器的主要性能指标 (8)2.4.3 DAC0832内部构造 (10)2.4.4 DAC0832的工作方式 (10)2.5键盘模块 (11)2.6锁存器 (12)2.6.1 锁存器74LS373性能特点 (12)2.7 其它电路 (13)2.7.1报警显示电路 (13)2.7.2 上位机通讯电路 (14)2.7.3 LED动态显示电路 (14)2.7.4分频器 (15)2.7.5调理电路 (16)2.7.6稳压电源 (17)3 系统工作过程 (18)3.1 ADC0809工作过程 (18)3.2 DAC0832工作过程 (18)4 系统软件设计 (19)4.1主程序框图 (19)4.2键盘控制程序框图 (20)4.3数据转换程序框图 (21)4.4显示子程序框图 (22)5 基本程序 (23)6 参考文献 (25)1 设计目的及要求1.1 设计目的及意义本课程的课程设计的目的在于加深对计算机控制技术理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力，提高对实际问题的分析和解决能力，以达到理论学习的目的,并培养学生应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力，加深对控制系统理解，将所学的知识灵活穿插并运用起来。
1.2 设计要求设计一个基于单片机具有A/D，D/A功能的信号测控装置，要求能够接入典型传感器信号，输入标准电压/电流，抗干扰，通用，安全，性价比高。
2 工作原理及元器件选择2.1 单片机简介在单片机应用系统中，被测量的温度、压力、流量、速度等非电物理量，需要经传感器先转换成连续变化的模拟电信号（电压或电流），这些模拟电信号必须转换成数字量后才能在单片机中用应用软件进行处理。
我们通常所讲的“单片机”又称微控制器，它并不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出设备等系统集成到一块电路芯片中。
技术在进步，现在某些型号的单片机芯片中也集成了A/D——Analog to Digital Conversion（模拟-字转换），D/A——Digital to Analog Conversion（数字-模拟转换）等功能模块。
简单的讲：这块芯片就成了一台计算机。
它具有体积小、重量轻、价格低廉的特点。
目前用的较多是Intel MCS-51 系列单片机，它有三个版本：8031、8051、8751（8位机）。
本设计中我采用的是89C51单片机。
89C51单片机芯片采用40引脚双列直插封装（DIP）形式，引脚如图1所示。
图1 AT 89C51引脚图2.2引脚简介⑴主电源和时钟振荡电路引脚Vcc（40引脚）：运行和程序校验时接+5V电源。
Vss（20引脚）：电源地。
XTAL1（19引脚）：接外部晶振的一个引脚。
该引脚内部是一个反相放大器的输入端。
这个反相放大器构成了片内振荡器。
如果采用外部晶体振荡器时，此引脚应接地。
XTAL2（18引脚）：接外部晶振的另一端，在该引脚内部接至内部反相放大器的输出端。
若采用外部时钟振荡器时，该引脚接收时钟振荡器的信号，即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。
⑵输入输出I/O引脚共4个8位的并行I/O口，32根I/O线。
P0.0-P0.7（32-39引脚）：统称为P0口。
在不接片外存储器与不扩展I/O 口时，可作为准双向输入/输出口。
在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。
P1.0-P1.7（1-8引脚）：统称为P1口。
可作为准双向I/O口使用。
对于52子系列，P1.0与P1.1还有第二功能：P1.0可用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2，P1.1可用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。
P2.0-P2.7（21-28引脚）：统称为P2口。
一般可作为准双向I/O口使用；在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时，P2口用作高8位地址总线。
P3.0-P3.7（10-17引脚）：统称为P3口。
除作为准双向I/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可以独立定义为第一功能的输入输出或第三功能。
P3口的第二功能如表1所示。
表1 P3口第二功能RST/（9引脚）：RST（RESET）是复位信号的输入端，高电平有效。
当VPD单片机运行时，在此引脚加上持续时间大于两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。
在此单片机正常工作时，此引脚应为≤0.5V 低电平。
VPD为本引脚的第二功能，即备用电源输入端。
当主电源Vcc发生故障，降低到某一规定值的低电平时，将+5V电源自动接入RST端，为内部RAM提供备用电源，以保证片内RAM中信息不丢失，从而使单片机在复位后能继续正常运行。
PROGALE/（30引脚）：ALE引脚输出为地址锁存允许信号，当单片机上电正常工作后，ALE引脚不断输出正脉冲信号。
当单片机访问外部存储器时，ALE输出信号的负跳沿用于单片机发出的低8位地址经外部锁存器锁存控制信号。
即使不访问外部锁存器，ALE 端仍有正脉冲信号输出，此频率为时钟振荡器频率的1/6。
如果想初步判断单片机芯片的好坏，可用示波器查看ALE 端是否有正脉冲信号输出。
如果有脉冲信号输出，则单片机基本上是好的。
PROG 为本引脚的第二功能。
在对片内EPROM 型单片机编程写入时，此引脚作为编程脉冲输入端。
PSEN （29引脚）：访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。
在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生2次PSEN 信号。
在执行片内程序存储器取指令时，不产生PSEN 信号；在访问外部数据存储器时，亦不产生PSEN 信号。
PP V EA /：EA 为内外程序存储器选择控制端。
当EA 引脚为高电平时，单片机访问片内程序存储器，但在PC （程序计数器）值超过0FFFH 时，即超出片内程序存储器的4KB 地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。
当EA 引脚为低电平时，单片机则只访问外部程序存储器，不论是否有内部存储器。
图2 89C51最小系统2.3 A/D转换装置2.3.1 A/D转换基本原理单片机在日常生活中用得越来越多，其集成度也越来越高，目前拥有多种单片机都集成有A/D转换功能，如PIC，AVR，SUNPLUS，SH等。
处理器的位数从4位到32位或更高，转换精度从6位，8位，10位或更高。
单片机内集成的A/D转换，一般都有相应的特殊功能寄存器来设置A/D的使能标志，参考电压，转换频率，通道选择，A/D输入口的属性（模拟量输入还是普通的I/O口），启动，停止控制等。
有了这些寄存器，使得我们控制单片机的模拟量采集变得非常方便。
A/D转换的基本原理是：将参考电平按最大的转换值量化，再利用输入模拟电平与参考电平的比例来求得输入电平的测量值（V测=V参*（AD量化值/AD转换的最大值））。
有些MCU A/D转换的参考电平可以选择由一个外部引脚输入，这样使得用户可以对A/D转换进行更好的控制。
值得注意的一点就是A/D转换的输入电平必须比参考电平低或相等，不然测试的结果就会有很大的偏差。
下面以参考电平为5V，转换的精度为8位为例来说明如何取得实际的测量值是多少。
如果AD量化值为128，则V测= 5*128/256=2.5V。
因为V测=V参*（AD量化值/AD转换的最大值）=AD量化值*（V参/AD转换的最大值），而针对具体的硬件电路，“V参/AD转化的最大值”是一个固定的系数。
而这个系数，就相当于测试的精度了。
对于10位的A/D，5V的参考电压的测试精度约5毫伏，而用2.048伏的参考电压，精度就可以达到2毫伏。
当然测试的电压范围相应的也减小了。
我曾经就用这种减小测量范围来提高精度，使用PIC16F76做A/D测量，使得正负误差不超过5毫伏的高精度测试电源。
当误差超过5毫伏时，电路发出报警声，提示操作员，重新调解电压到规定范围内。
2.3.2 A/D转换器的主要技术参数（1）分辨率分辨率指输出数字量的位数，常用的有 8位、10位、12位、14位等。
一般地，位数越多，价格越贵。
分辨率表示的是转换器对微小输入量变化敏感程度。
例如：8位 ADC 的分辨率是 8位，数字量变换范围是 0～ 255，当输入电压满刻度为 5 V 时，转换电路对输入模拟电压的分辨能力为5 V/255≈19.6 mV。
（2）转换精度转换精度是指对应于输入的模拟电压得到的数字量与应得到的理想数字量之间的差值。
通常用数字量的最低有效位（LSB）来表示。
（3）转换时间转换时间指完成一次 A /D 转换所需要的时间，一般为几个至几百微秒。
（4）线性度模拟电压输入与 A /D 转换后得到的数字量成线性增加的程度。
本设计采用的是ADC0809是 NSC公司生产的 CMOS逐次比较式 A /D 转换器。
2.3.3 ADC0809内部构造ADC0809的内部结构框图如图3所示。
通过引脚 IN0～ IN7 可输入 8路模拟电压，但每次只能转换一路，其通道号由地址信号 ADDA、ADDB、ADDC 译码后选定，片内有地址锁存和译码器。
转换结果送入三态输出锁存缓冲器，当输出允许信号 OE 有效时才输出到数据总线上。
图3 ADC0809的内部结构ADC0809引脚信号及功能如下所示。
ADC0809为28引脚。
其主要引脚如下：图4 ADC0809引脚图图4 ADC0809引脚图（1）ST为启动模/数转换引脚，当该引脚收到高电平时，开始启动A/D转换。
（2）EOC为模/数转换结束输出引脚，转换结束时，该引脚输出高电平。
在启动 A/D转换后，可以通过对该引脚状态查询（读入）得知模/数转换是否完成（3）OE为输出允许控制，该引脚用于控制选通三态门。
A/D转换完成得到的数字量存在芯片内。
当OE=1时，三态门打开，A/D转换后得到的数字量才可通过三态门到达数据总线，进而被读入CPU。
OE＝0，输出数据线呈高阻状。
（4）CLK为外加时钟输入引脚。
其频率为50～800kHz，使用时常接500～600kHz（5）ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。
当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A， B，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。