電氣、自動化專業(yè)12級《微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與綜合實驗(實踐)》課程設(shè)計任務(wù)書

電氣、自動化2012級“微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與綜合實驗（實踐）”課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計目的微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與綜合實驗（實踐）課程設(shè)計是電氣工程及其自動化、自動化專業(yè)本科生的必修課。通過本課程設(shè)計，讓學(xué)生對微機系統(tǒng)有一個較全面的理解，對典型數(shù)字接口電路的應(yīng)用技術(shù)有一個較深入地掌握，綜合了對應(yīng)用系統(tǒng)的硬件原理和軟件編程的分析、設(shè)計和調(diào)試，達(dá)到基本掌握簡單微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計方法，提高項目開發(fā)能力的目的。要求同學(xué)獨立完成課題，寫出課程設(shè)計說明書，畫出電路原理圖，說明工作原理，畫出電路印制板圖， 編寫程序流程圖及程序。希望同學(xué)們認(rèn)真閱讀課程設(shè)計任務(wù)書，認(rèn)真查閱資料，完成好上機調(diào)試，圓滿完成本次課程設(shè)計。二、課程設(shè)計內(nèi)容及要求A組題型：完成基于80x86CPU為核心控制器的具備基本I/O接口功能的硬件電路系統(tǒng)原理圖設(shè)計、PCB電路設(shè)計和軟件編程設(shè)計?；綢/O接口電路應(yīng)包括：鎖存器、緩沖器、地址譯碼器、8255接口、8253接口、A/D（D/A）轉(zhuǎn)換電路、串行接口電路等；軟件功能要求完成基本I/O接口電路控制和串口通信功能調(diào)試。設(shè)計題1：信號發(fā)生器功能程序設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、硬件電路基于80x86微機的接口電路； （2）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（3）、程序功能要求：小鍵盤給定、數(shù)碼管（屏幕）顯示，并產(chǎn)生對應(yīng)信號波形（D/A）輸出（信號波形包括正弦波、三角波、方波、鋸齒波）、輸出信號波形幅度、頻率可調(diào)。（注意：按鍵數(shù)量應(yīng)盡量少）。（4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)測功能。設(shè)計題2：信號檢測與顯示功能設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、硬件電路基于80x86微機接口電路的采樣接口電路； （2）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（3）、程序功能要求：小鍵盤給定、數(shù)碼管（屏幕）顯示，完成對數(shù)字開關(guān)量和模擬量的采樣和顯示；（4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)測功能。設(shè)計題3：交通燈控制功能設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（2）、硬件電路基于80x86微機接口；（3）、程序功能要求：小鍵盤給定、數(shù)碼管（屏幕）顯示；（4）、同時具備急救車應(yīng)急響應(yīng)功能和時間倒計時顯示功能。（5）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)控功能。設(shè)計題4：點陣LED顯示功能設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（2）、硬件電路基于80x86微機接口電路；（3）、程序功能要求：小鍵盤給定、數(shù)碼管顯示、控制并顯示“待機”，“歡迎你進入系統(tǒng)！”，“再見”（延時10秒）；（4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)控功能。設(shè)計題5：溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)PID控制設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、設(shè)計基于80x86微機接口控制電路；（2）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（3）、程序功能要求：溫度給定由按鍵分段給定或電位器連續(xù)給定，計算機屏幕和數(shù)碼管同步跟蹤顯示當(dāng)前給定溫度和對象實際溫度。（4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)控功能。設(shè)計題6：直流電機閉環(huán)控制系統(tǒng)PID控制設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、設(shè)計基于80x86微機接口控制電路；（2）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（3）、程序功能要求：速度給定由按鍵分段給定或電位器連續(xù)給定，計算機屏幕和數(shù)碼管同步跟蹤顯示當(dāng)前給定速度和對象實際速度。（4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)控功能。設(shè)計題7：基于80x86微機接口電路的數(shù)字PWM控制器設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（2）、基于80x86微機接口硬件電路設(shè)計、調(diào)試；（3）、程序功能要求：在給定連續(xù)模擬信號或小鍵盤給定條件下，通過數(shù)字PWM控制器，實現(xiàn)小型直流電機速度可調(diào)，并數(shù)碼管（屏幕）顯示速度。（4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)控功能。設(shè)計題8：小型步進電機控制系統(tǒng)設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（2）、基于80x86微機接口硬件電路設(shè)計調(diào)試；（3）、控制功能要求：小鍵盤給定分段速度，數(shù)碼管顯示當(dāng)前步進電機啟動與停止、方向、速度信息；（4）、具有本地與遠(yuǎn)程（串行方式下）監(jiān)控功能。設(shè)計題9：家用電扇控制實驗與驅(qū)動電路設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、分別用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（2）、基于80x86微機接口電路控制器設(shè)計與調(diào)試；（3）、驅(qū)動電路（主回路）設(shè)計；（4）、控制器功能要求：設(shè)置三個功能分別為風(fēng)速、類型和停止開關(guān)，LED指示燈六個，指示風(fēng)速強、中、弱，類型為睡眠、自然和正常。指標(biāo)如下：a). 電扇處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時，所有指示燈不亮，只有按下“風(fēng)速”鍵時，才會響應(yīng)，進入起始工作狀態(tài)；電扇在任何狀態(tài)，只要按停止鍵，則進入停轉(zhuǎn)狀態(tài)。b). 處于工作狀態(tài)時，有：初始狀態(tài)為：風(fēng)速-“弱”，類型-“正?！?；按“風(fēng)速”鍵，其狀態(tài)由“弱”“中”“強” “弱” 往復(fù)循環(huán)改變，每按一下按鍵改變一次；按“類型”鍵，其狀態(tài)由“正?！薄八摺薄白匀弧薄罢！?往復(fù)循環(huán)改變；c).風(fēng)速的弱、中、強對應(yīng)于電扇的轉(zhuǎn)動由慢到快。d).類型的不同選擇，分別為：正常電扇連續(xù)運轉(zhuǎn)；自然電扇模擬自然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s，停8s；睡眠電扇慢轉(zhuǎn)，產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)，運轉(zhuǎn) 8s，停轉(zhuǎn)8s；e).按照風(fēng)速與類型的設(shè)置輸出相應(yīng)的控制信號。設(shè)計題10：汽車信號燈控制程序設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、分別用C語言或匯編語言編程或VC+完成硬件接口功能設(shè)計；（2）、基于80x86微機接口控制器硬件電路設(shè)計與調(diào)試；（3）、汽車信號燈微機控制系統(tǒng)，所需執(zhí)行的操作由相應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)反映，所需控制的信號燈有儀表板左/右轉(zhuǎn)彎燈、左右頭燈和左右尾燈共六類燈，其駕駛操作與燈光信號對應(yīng)關(guān)系如下：a).左/右轉(zhuǎn)彎(合上左/右開關(guān))：儀表板左/右轉(zhuǎn)彎燈、左/右頭燈、左/右尾燈閃爍。b).緊急開關(guān)合上：所有燈閃爍。c).剎車(合上剎車開關(guān))：左右尾燈亮。d).左/右轉(zhuǎn)彎剎車：儀表板左/右轉(zhuǎn)彎燈、左/右頭燈、左/右尾燈閃爍，右/左尾燈亮。e).剎車、合上緊急開關(guān)：尾燈亮、儀表板燈、頭燈閃爍。f).左/右轉(zhuǎn)彎剎車，并合上緊急開關(guān)：右/左尾燈亮，其余燈閃爍。g).停靠(合上?？块_關(guān))：頭燈、尾燈以30Hz的頻率閃爍。 （4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)控功能。設(shè)計題11：多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：（1）、用C語言或匯編語言或VC+編程完成硬件接口功能設(shè)計；（2）、基于80x86微機接口的控制器硬件電路設(shè)計與調(diào)試；（3）、功能要求：具有報警功能（如：聲、光、電形式），系統(tǒng)可實現(xiàn)6路溫度信號的巡回采集檢測、各路巡回檢測的溫度范圍 01020 CO（溫度信號用電位器可調(diào)電壓模擬）；4、指標(biāo)要求4CO對應(yīng)數(shù)字量為01H）、每隔2s檢測一次，每一路連續(xù)檢測5次，取其中值，當(dāng)前溫度用4位數(shù)顯示在計算機顯示屏幕上，6路同時顯示，每2s刷新一次顯示。顯示方式為： 例：1號爐溫度：0800 CO 2號爐溫度：1000CO 3號爐溫度：0700CO 4號爐溫度：0800CO 5號爐溫度：0650CO 6號爐溫度：0870CO（4）、具備本地及遠(yuǎn)程（串行方式）監(jiān)控功能。B組題型：充分利用計算機接口資源和基于Windows 32位應(yīng)用程序開發(fā)工具進行簡單應(yīng)用課題的研究與嘗試，完成相關(guān)選題設(shè)計及綜合實驗。設(shè)計題12：電氣與自動化實驗中心實驗選課系統(tǒng)網(wǎng)站設(shè)計（限2-3人）1、設(shè)計要求：綜合分析實驗選課系統(tǒng)的特點和要求，進行管理項目與功能的規(guī)劃與分析，實現(xiàn)該實驗中心實驗選課系統(tǒng)網(wǎng)站的設(shè)計與調(diào)試。 2、編程語言為SQL、C#、JAVA等語言；3、系統(tǒng)功能具備：（1）、提供便捷的界面以便完成用戶注冊、登陸和各類數(shù)據(jù)錄入；（2）、動態(tài)查詢各類信息（相關(guān)實驗項目時間、地點、學(xué)生姓名、學(xué)號）；（3）、允許合法用戶進行錄入相關(guān)數(shù)據(jù)的修改、刪除操作；（4）、提供實驗中心相關(guān)信息公告欄、宣傳欄、BBS論壇等。（5）、打印統(tǒng)計報表。設(shè)計題13：基于PCI-8333的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計（限1-2人） 設(shè)計要求：（1）、編程語言為VC（或VB或Delphi或LabView）語言；（2）、基于80x86微機PCI-8333硬件接口電路設(shè)計與調(diào)試；（3）、程序功能要求：系統(tǒng)具備數(shù)字示波器的多路采樣、繪制動態(tài)信號趨勢圖，能夠進行通道、分辨率、增益、采樣周期設(shè)置，能夠?qū)π盘枖?shù)據(jù)及動態(tài)曲線進行文件保存，能夠打開相關(guān)備份文件，進行數(shù)據(jù)調(diào)閱和分析。設(shè)計題14：基于USB2.0接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計（限1-2人） 設(shè)計要求：（1）、編程語言為Labview（或VC、VB、Delphi）；（2）、基于80x86微機USB2.0硬件接口電路設(shè)計與調(diào)試；（3）、程序功能要求：系統(tǒng)具備數(shù)字示波器的多路采樣、繪制動態(tài)信號趨勢圖，能夠進行通道、分辨率、增益、采樣周期、顯示方式（數(shù)字或動態(tài)曲線）設(shè)置，能夠?qū)π盘枖?shù)據(jù)及動態(tài)曲線進行文件保存，能夠打開相關(guān)備份文件，進行數(shù)據(jù)調(diào)閱和分析。 設(shè)計題15：基于Matlab的線性控制系統(tǒng)校正面板的設(shè)計（限2-3人）設(shè)計要求：Matlab軟件中，沒有專門設(shè)計校正裝置的函數(shù)，本次課程設(shè)計要求學(xué)生設(shè)計線性控制系統(tǒng)的校正面板，主要功能是輸入線性被控對象的傳遞函數(shù)和要求達(dá)到的性能指標(biāo)，應(yīng)能選擇校正方法（根軌跡或頻域法等）、校正方式（串聯(lián)或反饋校正等）和校正裝置（超前或滯后或超前滯后等），設(shè)計出傳遞函數(shù)形式的校正環(huán)節(jié)，并對校正后系統(tǒng)進行分析，檢驗各項性能指標(biāo)是否滿足要求。附件一：課程設(shè)計報告要求課程設(shè)計報告是對所承擔(dān)課題的總結(jié)論述?；緝?nèi)容要求如下：a) 目錄b) 設(shè)計課題名稱及要求。c) 設(shè)計思想和實施方案論述，給出硬件電路原理圖并分析。d) 典型程序模塊及典型編程技巧分析。e) 課程設(shè)計中遇到的問題及解決方法。f) 程序清單和程序注釋，相關(guān)流程圖。g) 收獲與體會。h) 參考文獻。a) 格式要求： 參見文檔寫作規(guī)劃PDF文檔。報告字?jǐn)?shù)、頁數(shù)不作具體要求，以內(nèi)容論述全面、簡練、生動、清晰為原則。附件二：考核辦法及成績評定a).考核辦法： 演示所設(shè)計的系統(tǒng)；回答教師所提出的問題；查看課程設(shè)計報告；考勤；平時表現(xiàn)情況。 b). 考核成績：成績分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五檔，綜合下面幾個方面，給出各同學(xué)的考核成績。（1）實驗以及討論課考勤記錄，占20%，同時無故缺席兩次以上，最后成績?yōu)椴患案?。?）設(shè)計任務(wù)完成情況，當(dāng)面驗收相關(guān)電路及程序結(jié)果，占40%。（3）按課程設(shè)計報告的要求提交設(shè)計說明書，占40%。微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與綜合實驗（實踐）上機實驗安排表第 11-14 周 5月 5日至6月1日 星期節(jié)數(shù)星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日第12節(jié)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)第34節(jié)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周) 午 休第56節(jié)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)第78節(jié)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-14周)開放(11-13周)開放(11、14周)開放(11-14周)開放(11-14周)第9-10節(jié)備注：1、實驗地點：民主樓138室2、上機時間： 第1-