计算机控制技术综合课程设计 题目.pdf

电子信息与自动化学院电子信息与自动化学院 自动化系 检测与控制实验中心 计算机控制技术综合应用设计计算机控制技术综合应用设计计算机控制技术综合应用设计计算机控制技术综合应用设计 一 一 一 一 目的目的目的目的 计算机控制技术综合应用设计是学生必修的实践环节之一 应使学生较系统的完成电子 系统设计 从选题 方案论证 软硬件设计 软硬件实现 系统测试 总结报告等基本过程 加深对模拟电路 数字电路 微机原理 单片机等相关课程理论知识的分析理解 通过实践 引导学生把原理分析与工程设计结合 掌握软硬件系统设计的基本方法和一般规则 提高综 合应用能力 培养学生的创新思维和实践能力 为自动化 电气工程 综合设计和毕业设计 打下坚固的基础 1 培养独立完成一个课题或实际问题的能力 2 培养查阅资料文献手册的能力 3 熟悉元器件类型 掌握合理选取元件的规则 4 锻炼撰写小论文和设计报告的能力 5 培养科学的工作作风和严谨务实的态度 二 二 二 二 设计内容设计内容设计内容设计内容 本设计的主要内容包括 自主选题 理论设计 调试与仿真 撰写设计报告并答辩等 自主选题 每个题目限两组学生 每组学生不超过 3 人 鼓励学生单独完成 每组学生 可申报 5 个以下备选题目 无论选择什么题目 最后完成的方案必须包含 MCU 模块 MCU 种类不加限制 可在 51 单片机 AVR ARM PLC FPGA CPLD DSP PLC 等范围内自 行选择 MCU 在系统中的作用可简可繁 自行设计 理论设计包括方案选择 硬件系统设计 软件系统设计等 硬件设计包括单片机最小系 统设计 单元电路设计 元器件选择 须选通用芯片 及参数计算 软件设计包括模块化层 次结构图 程序流程图等 通过调试与仿真 进一步完善设计 使之达到课程设计要求 使 其更接近于实际产品 撰写设计总结报告 把理论设计内容 调试过程及性能指标的测试进行全面总结 把实 践内容上升到理论高度 小组成员既要分工 又要协作 同一小组成员之间可以相互探讨 协商 可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验 但每个学生必须独立完成设计报告 要 有完整的设计资料 独立撰写设计报告 设计报告雷同率超过 50 的课程设计考核按不及 格处理 最后 通过答辩过程展现课程设计所做的工作 课程设计过程采用相对集中方式 以分组为单位集中到实验室进行 配备计算机 相关 软件及电子元器件等器材设备 实验室提供常见元器件及设备 其他所需器件应提前通知实 验室采购或自行购买 在课程设计过程中 实训教学课堂化 严格考勤制度 在课程设计期间累计旷课达到 10 学时 取消考核资格 需要外出查找资料 购买电子元件时 必须向指导老师请假 经 同意后方可外出 电子信息与自动化学院电子信息与自动化学院 自动化系 检测与控制实验中心 三 三 三 三 设计题目设计题目设计题目设计题目 1 简易数字电流表 万文略 a 利用 AD 转换芯片和精密电阻测量 0 200mA 电流 b 4 位显示 c 系统工作符合一般数字电流表要求 扩展要求 更多量程 如 0 20mA 0 2A 等 按键切换量程 2 简易可编程稳压电源 万文略 a 利用 DA 转换芯片输出 3 9V 电压信号 b 可设置并显示输出电压给定值 c 系统工作符合一般稳压电源要求 扩展要求 可步进输出电压 步进值 0 1V 保护电路 3 模拟数据采集器 万文略 a 利用 AD 转换芯片采集多路 0 5V 模拟信号 b 按键选择显示通道温度值 温度值 T C 与电压 U V 对应关系 T 15 4V c 系统工作符合一般数据采集器要求 扩展要求 循环显示所有通道温度值 对采集数据进行一阶惯性数字滤波 4 简易数字信号发生器 万文略 a 利用 DA 转换输出三角波 方波 正弦波 阶梯波 b 按键切换四种波形的输出 c 系统工作符合一般信号发生器的要求 扩展要求 波形频率可调 波形幅值可调 5 简易交通灯控制系统的设计 熊文 a 利用定时器产生秒信号 控制十字路口红绿黄灯交替点亮和熄灭 b 采用 LED 数码管显示交通灯剩余时间 c 系统工作符合一般交通灯控制要求 扩展要求 能用按键设置通行时间和暂缓通行时间 能根据各向交通流量自动调整通行时间 6 多层电梯控制器 熊文 a 每层电梯入口处有上下开关 电梯内有设定到达楼层的停站开关 可以显示电 梯位置及门状态 b 电梯停站时 1s 后开门 4s 后关门 c 系统工作符合一般电梯要求 电子信息与自动化学院电子信息与自动化学院 自动化系 检测与控制实验中心 扩展要求 电梯内设置开关门按钮 电梯门防夹控制 7 自动售货机 熊文 a 自动出售多种货物 按键操作及错误提示有指示灯 b 按键选择货物 利用按键模拟 5 元和 10 元纸币输入 c 系统工作符合一般自动售货机要求 扩展要求 声音提示 退钱功能 8 出租车计费系统 熊文 a 脉冲信号模拟车轮转动 3 公里以内起步价 5 元 超过 3 公里每 0 5 公里 0 9 元 b 功能按键 显示公里数和费用 c 系统工作符合一般出租车计价器要求 扩展要求 低速时进入等待计时状态 等待计时超过 5 分钟后 每分钟 0 9 元 夜班加价功能 9 彩灯控制器 张莲 a 按键切换 4 种以上彩灯花型变化 显示模式 b 清零复位 c 系统工作符合一般彩灯控制器要求 扩展要求 彩灯变换的快慢节拍可以选择 多种花型可以自动变换 循环往复 10 篮球赛计时计分器 张莲 a 倒计时方式显示单节比赛剩余时间 可暂停 b 显示双方得分 按键输入可修改分值 c 系统工作符合一般篮球赛计时计分器要求 扩展要求 时间及分值如有错误可修改 单节比赛或整场比赛结束时声音提示 11 数字秒表 张莲 a 最小显示位 10ms 计时范围 0 59 分 59 秒 990 毫秒 b 一键控制三种工作状态 清零 计时 停止 c 系统工作符合一般秒表要求 扩展要求 可记录多个成绩 秒表精度 0 1s 12 简易数字频率计 张莲 a 用于测量数字信号的频率并显示结果 测频范围 0 1Hz 9999Hz b 通过按键控制频率计的启动和停止 电子信息与自动化学院电子信息与自动化学院 自动化系 检测与控制实验中心 c 系统工作符合一般频率计的要求 扩展要求 测量周期可调 分为 1 秒和 10 秒两档 测频范围扩大到 99999Hz 13 数字抢答器 徐鹏 a 多人抢答器 显示抢答者台号 b 时间显示功能 发出抢答指令后 时间清零 在限时时间内有人抢答 时间停 止 超过限定时间未抢答 时间停止 c 系统工作符合一般抢答器的要求 扩展要求 发出抢答指令时 声音提示 声音停止后才允许抢答 有人抢答或限时时间到 声 音提示 具有计分功能 抢答完毕后打分 答对加 1 分 答错减 1 分 14 简易电子琴 徐鹏 a 八音符电子琴 可通过按键输入来控制发出相应音符 b 音符显示 c 系统工作符合一般电子琴的要求 扩展要求 自动演奏乐曲 录音重放 15 乒乓球游戏机 徐鹏 a 乒乓球台由 9 个发光二极管表示 中间的发光二极管表示球网 乒乓球的位置 和移动方向由灯亮及灯的依次点亮表示 b 按键表示击球 c 系统工作符合一般乒乓球比赛规则 扩展要求 计分功能 击球 得分声音提示 16 掷骰子游戏机 徐鹏 a 随机产生掷骰子结果 b 可选择骰子数量 c 系统工作符合一般掷骰子规则 扩展要求 可作弊 提高或降低某一点数出现的概率 不同点数声音提示 17 RS232 通信 彭小峰 a 双机通过 RS232 通信 b 主机发送并显示 10 以下的随机数 从机显示该数是否为质数 c 系统工作符合一般 232 通信要求 扩展要求 波特率可调 主从机均可发送随机数 在接收机上显示该数是否为质数 电子信息与自动化学院电子信息与自动化学院 自动化系 检测与控制实验中心 18 RS485 通信 彭小峰 a 一主机 二从机 b 从机上报开机信息给主机 主机显示各从机是否开机 c 系统工作符合一般 485 通信要求 扩展要求 主机可主动查询从机是否开机 主机可远程控制从机复位 19 SPI 通信 彭小峰 a 系统包括四个数字键 1 4 按键后将对应键号存放在 AT93C46 中 b 系统复位后显示最近一次按键 c 系统工作满足一般 I2C 通信要求 扩展要求 统计显示系统开机次数 统计显示每个按键的使用次数 20 I2C 通信 彭小峰 a 系统包括四个数字键 1 4 按键后将对应键号存放在 EEPROM24C02 中 b 系统复位后显示最近一次按键 c 系统工作满足一般 I2C 通信要求 扩展要求 统计显示系统开机次数 统计显示每个按键的使用次数 21 电子密码锁 周鹏 a 密码锁采用数字按键 密码有四位数 初始密码为 8888 密码可修改 b 连续三次输入错误密码后 系统被锁定 可通过预设超级密码还原系统 c 系统工作符合一般电子密码锁要求 扩展要求 密码正确或错误时有不同声音提示 每输入一位数时有短暂显示 方便确认 然后显示变为 号 22 步进电机控制 周鹏 a 设计步进电机控制器 b 步进电机可正反转 c 系统工作满足一般步进电机控制要求 扩展要求 步进电机可调速 可指定角度转动 23 点阵 LED 显示屏 周鹏 a 单片机控制 LED 点阵显示屏显示字符和汉字 b 按键控制显示字符切换 c 系统工作满足一般点阵 LED 显示屏要求 扩展要求 滚动显示 其他动画字幕效果 电子信息与自动化学院电子信息与自动化学院 自动化系 检测与控制实验中心 24 PWM 脉宽调速 周鹏 a 输出 PWM 控制信号 调整小功率直流电机快慢 b 直流电机可正反转 c 系统工作满足一般 PWM 脉宽调制要求 扩展要求 按键调速 可设定加速度 四 四 四 四 进度安排进度安排进度安排进度安排 时间项目学时数 DAY1总体方案设计6H DAY2 软 硬件设计及仿真18HDAY3 DAY4 DAY5 申领元器件并进行软 硬件调试 18HDAY6 DAY7 DAY8 撰写设计报告12H DAY9 DAY10答辩与总结6H 五 五 五 五 设计报告设计报告设计报告设计报告 设计报告需独立完成 格式符合要求 文字 不含图形 程序 不少于 3000 字 图形 绘制规范 其基本格式如下 封面 参见附页 摘要 目录 正文 参考文献 其中 正文应包括以下内容 一 概述 1 所做题目的意义 2 本人所做的工作 3 系统主要功能 二 硬件电路设计及描述 1 阐述方案选择及设计思想 针对一种方案来谈 阐述为什么要采用这种方案 它有什么优势 或者提出两种以上方 电子信息与自动化学院电子信息与自动化学院 自动化系 检测与控制实验中心 案 通过比较它们的优缺点 确定一种方案 2 绘制原理框图 描述各功能单元之间的逻辑关系 将硬件设计按功能划分若干部分或单元 每一部分用一个方框表示 将各部分之间的逻 辑关系用带方向的线连接起来 表示信息流向等 3 简述工作原理 结合原理框图 用文字和图形 如波形图等 将工作原理阐述清楚 4 绘制原理电路图 描述各元器件之间的实际连接关系 电路图要注意详尽 应画出各元器件之间的所有引脚 至少应画出本设计中所使用到的 元器件的引脚 包括电源和接地 应画出各元器件之间的所有连接关系 包括电源线 地线 的连接 以及电源滤波电容等 标出所有元器件编号和型号 这里的编号指的是在图中对 元器件的编号 如电容编号 C1 C2 电阻编号 R1 R2 集成芯片编号 U1 U2 开关编号 K1 K2 指示灯编号 LED1 LED2 等 标出所有引脚序号和名称 标 出元件的标称值 如电容的容量 电阻的阻值等 画电路图应注意规范 最好用电路 CAD 软件绘制 另外 若使用课程没有学过的器件 还需对它们的功能进行单独说明 5 绘制元器件清单列表 元器件清单中应列出数量 如有金额更好 元器件的编号和型号 应与原理电路图一致 三 软件设计流程及描述 1 绘制系统模块层次结构图 软件总体设计方案应遵循结构化程序设计思想 自顶向下 逐步求精 将系统功能划分 为多个模块 通过模块层次结构图阐述系统各个组成模块的层次结构和功能关系 2 程序流程图 软件的设计思路用流程图描述可以一目了然 流程图的绘制要力求规范 如处理为矩 形框 判断为棱形框等 流程图不易太粗 要能清楚地描述软件思路 并且以文字说明来阐 述软件工作原理 3 源程序代码 报告应给出完整的程序清单 并加以注释 个别较重要的程序还要特别加以说明 例如 体现关键功能的程序段 使用了某些技巧的程序段 有独到之处或有所创新的程序段等 四 测试 课程设计题目均未给出性能指标要求 需自行测试 要求写出测试方法 测试设备 实 测数据 最后给出系统指标 五 总结 以上各部分 硬件电路设计和软件程序设计部分为报告的重点 但并非所有题目都是软 硬兼施 应根据实际题目和实际方案来侧重详略 六 六 六 六 考核方法考核方法考核方法考核方法 本课程设计考核方式为考查 考核结果为五级计分制 分数在 90 100 为优秀 80 89 为良好 70 79 为中等 60 69 为及格 59 以下为不及格 考核成绩记录表参见附页 封面 主要包括以下内容 1 设计质量 50