自动化新技术工程实训任务书-李琦2011.doc

自动化新技术综合实训任务书1、 设计题目通用工业控制器设计。本实训为学生从事单片机系统的软硬件设计开发打下基础，学习基于STM32单片机的硬件设计方法以及基于UCOS嵌入式实时操作系统的软件设计方法。本题目可以应用于工业控制领域，例如过程控制系统、电机调速系统、远程控制系统等，也可用于顺序控制系统（替代PLC）。除了工业控制以外，其延伸的应用涉及到消费电子和民用领域（如手持数据采集终端、各类网关、智能家居等）。2、 教学目的1）掌握基于STM32单片机系统软硬件设计方法；2）掌握嵌入式系统设计的文档规范；3）培养团队合作意识；4）掌握基于单片机的计算机过程控制技术;5）掌握基于ucos-ii操作系统的单片机软件设计方法。3、 设计要求1) 基于STM32单片机设计一个通用工业控制器，具有8路AD、8路IO、2路DA模块，加参数配置功能，最终替代A304实验室工控机完成水箱液位、流量控制。2)完成硬件设计，以STM32为核心控制器完成最小系统、AD、DA、IO的扩展（1-2人）。实物制作中以A304水箱控制对象为例，在开发板基础上制作DA接口电路和AD接口电路。3)软件设计： 基于UCOS/II操作系统，划分任务，编写驱动程序和控制程序，最终替代A304实验室工控机完成水箱液位、流量控制。主要模块包括：AD数据采集模块、闭环控制模块、LCD显示模块及按键控制模块（2-4人）4、 设计成果1） 设计报告：包括概述（描述设计产品的需求分析）、概要设计（框图级设计）、硬件设计（原理图和PCB）、软件设计（需求分析、概要设计、详细设计、编码（源代码）、测试）。2） 实物制作5、 相关理论及知识1）嵌入式系统软硬件设计方法2）ARM、STM32嵌入式微处理器设计方法3）基于UCOS/II嵌入式操作系统设计方法4）protel设计方法5）闭环PID控制系统设计方法6、 涉及到的开发工具1） Protell 99,用于电路原理图设计及PCB设计；2） Keil Uvision 3,用于STM32单片机软件的开发;3） 示波器、万用表，用于电路调试。7、 参考资料自动化新技术综合实训任务书1、 设计题目基于STM32单片机的PLC设计。本实训为学生从事单片机系统的软硬件设计开发打下基础，学习基于STM32单片机的软硬件设计方法。本题目不是采用现成的PLC实现顺序控制，而是从最底层用单片机设计实现一个PLC控制器。本题目可以作为通用PLC应用于工业控制领域的顺序控制，也可以作为一个专用设备的顺序控制部分（例如为变频器增加顺序控制的功能，为数控机床增加顺序控制的功能、为热网远程控制器增加顺序控制的功能等）。本题目所涉及到的软件设计有一定难度，需要对编译原理有一定的了解。2、 教学目的1）掌握基于STM32单片机系统软硬件设计方法；2）掌握嵌入式系统设计的文档规范；3）培养团队合作意识；4）掌握基于单片机的计算机过程控制技术;5）掌握基于ucos-ii操作系统的单片机软件设计方法。3、 设计要求1） 设计一个基于stm32单片机的PLC软硬件系统，支持8入8出，支持modbus协议，支持PLC指令解释。2）完成硬件设计，以STM32为核心控制器完成最小系统、IO的扩展。(1-2人)3）软件设计： 基于UCOS/II操作系统，划分任务，编写驱动程序和控制程序，最终在PLC实验箱上替代PLC完成简单的逻辑控制。主要模块包括PLC扫描模块、PLC指令解释器模块、指令实现模块、通信模块等(2-4人)4、 设计成果2） 设计报告：包括概述（描述设计产品的需求分析）、概要设计（框图级设计）、硬件设计（原理图和PCB）、软件设计（需求分析、概要设计、详细设计、编码（源代码）、测试）。3） 实物制作5、 相关理论及知识1）嵌入式系统软硬件设计方法2）ARM、STM32嵌入式微处理器设计方法3）基于UCOS/II嵌入式操作系统设计方法4）protel设计方法5）PLC逻辑控制6）编译原理6、涉及到的开发工具1）Protell 99,用于电路原理图设计及PCB设计；2）Keil Uvision 3,用于STM32单片机软件的开发;3）示波器、万用表，用于电路调试。7、参考资料自动化新技术综合实训任务书1、 设计题目基于stm32的网络收音机设计。本实训为学生从事单片机系统的软硬件设计开发打下基础，学习基于STM32单片机的软硬件设计方法。本题目的应用领域为消费电子和民用领域（如手持数据采集终端、各类网关、智能家居等），但其所涉及到的软硬件设计技术可以延伸到工业控制领域（如工业以太网）。2、 教学目的1）掌握基于STM32单片机系统软硬件设计方法；2）掌握嵌入式系统设计的文档规范；3）培养团队合作意识；4）掌握基于RT-Thread操作系统的单片机软件设计方法;3、 设计要求1） 设计一个基于stm32单片机的网络收音机，可以通过以太网接口收听豆瓣等网络电台。2）完成硬件设计，以STM32为核心控制器硬件系统的设计，包括最小系统、音频电路、LCD电路、存储扩展、以太网电路、SD卡电路的设计。3）软件设计： 基于RT-Thread操作系统，划分任务（线程），编写驱动程序和应用程序（包括图形应用程序），最终实现网络收音机。4、 设计成果1)设计报告：包括概述（描述设计产品的需求分析）、概要设计（框图级设计）、硬件设计（原理图和PCB）、软件设计（需求分析、概要设计、详细设计、编码（源代码）、测试）。2）实物制作5、 相关理论及知识1）嵌入式系统软硬件设计方法2）ARM、STM32嵌入式微处理器设计方法3）基于RT-Thread嵌入式操作系统设计方法4）protel设计方法5）TCP/IP通信协议6）音频的解码6、涉及到的开发工具1）Protell 99,用于电路原理图设计及PCB设计；2）Keil Uvision 3,用于STM32单片机软件的开发;3）示波器、万用表，用于电路调试。7、参考资料RT-Thread实时操作系统编程指南-基于stm32的网络收音机自动化新技术综合实训任务书1、 设计题目通用GPRS DTU设计。本实训为学生从事单片机系统的软硬件设计开发打下基础，学习基于STM32单片机的软硬件设计方法。基于嵌入式系统，设计通用的无线数传终端GPRS-DTU。该DTU具备如下功能：1、接入GPRS通信网络；2、具有透明传输数据的能力；3、通信参数远程和本地设置的能力；4、发送心跳包永远在线、自动重启、重连等容错能力；5、具有RS-232和RS-485接口。本题目可以应用于工业控制领域，如远程控制系统等，也可应用到消费电子和民用领域（如智能家居等）。本题目涉及到GSM模块的软硬件设计方法，要求对TCP/IP协议及网络通信过程有一定了解。2、 教学目的1）掌握基于STM32单片机系统软硬件设计方法；2）掌握嵌入式系统设计的文档规范；3）培养团队合作意识；4）掌握GSM模块通信协议编程方法;3、 设计要求1)设计一个基于stm32的GPRS DTU具有透明数传的功能。2）完成硬件设计，以STM32为核心控制器硬件系统的设计，包括最小系统、串口电路、存储扩展(EEPROM)、GSM模块（EM310）电路的设计。（1-2人）3）软件设计：采用模块化设计思想，编写驱动程序和应用程序，最终实现透明传输的功能，要求能够通过串口配置数据中心IP等参数，主要模块包括参数配置模块（存储在EEPROM）、串口驱动模块（必须采用中断方式）、数据传输模块、通信连接维护模块（涉及到GSM模块的AT命令）（2-4人）。4、 设计成果1)设计报告：包括概述（描述设计产品的需求分析）、概要设计（框图级设计）、硬件设计（原理图和PCB）、软件设计（需求分析、概要设计、详细设计、编码（源代码）、测试）。2）实物制作5、