乳粉干燥微机控制系统设计pangai

第一章绪论

1.1引言

一．牛奶的营养价值

1．乳是哺乳动物出生后赖以生存的发育的唯一食物，它含有适合其幼子生长发育所必需的所有营养素。由于牛乳具有以下特点，所以被公认为迄今为止的一种比较理想的完全食品。

①乳经过杀菌后，不需要进行任何调理即可直接供人食用。

②人们食用牛乳几乎全部消化吸收，并无废弃排泄物。

③牛乳含有促进人类生长发育以及维持健康水平的几乎一切必需的营养成分。

④牛乳所含有各种营养成分比例大体适合人类生理需要。

⑤其他食物由于添加了牛乳，可显著提高这种食物的蛋白质的营养价值。

⑥为了取得牛奶同等数量的营养成分，用其他谷物提供，在数量上要比牛乳消耗好几倍。

2．每100克牛乳所含营养成分：脂肪3.5克、蛋白质3.2克、乳糖4.6克、矿物质0.7克、生理水88克。

3．乳脂肪的营养价值：牛乳脂肪为短链和中链脂肪脂肪酸，熔点低，仅为34.5℃。牛乳脂肪球颗粒小，呈高度乳化状态，所以乳脂肪极易消化吸收。乳脂肪还含有人类必需的脂肪酸和磷脂。因而乳脂肪是一种营养价值较高的脂肪。

4．乳蛋白质的营养价值：牛乳蛋白质含有人体生长发育的一切必需的氨基酸和其他氨基酸。牛乳蛋白质的消化率可达98%～100%，生物价84。而豆类蛋白质消化率为80%。因而乳蛋白为完全蛋白质。

5．牛乳中碳水化合物的营养价值：乳中的碳水化合物只有乳糖一种。乳糖在自然界中仅存在与哺乳动物的乳汁中，其甜度为蔗糖的1/6。一分子乳糖消化时可得一分子葡萄糖和一分子半乳糖。半乳糖可促进脑苷脂类和粘多糖类的生成，因而对幼儿智力发育非常重要。乳糖的一个重要特点是能促进人类肠道健康。乳糖还和糖的代谢有关，在食物中添加乳及乳制品有利于钙的吸收，取得预防小儿佝偻病、中老年人骨质疏松症的效果。因而牛乳中的碳水化合物不仅能提供热量，且营养价值要优于其他碳水化合物。

6．牛乳中矿物质的营养：乳中有丰富的矿物质。如钙、磷、铁、锌、铜、钼等。特别是含钙多，而且钙、磷比例合理，吸收率高。所以牛乳是人体钙最佳来源。钙是人体中含量最多的一种无机盐，是构成骨骼和牙齿的主要成分。人体中90％的钙集中在牙齿和骨骼上。儿童、青少年生长发育期需要充足的钙，同

样孕妇及成人、中老年人，也需要补充钙质，缺乏钙会影响牙齿和骨骼的正常发育，导致佝偻病。成年人每日需钙800毫克，但我国居民的钙摄入量不足400

毫克，由于钙摄入不足，出现骨质疏松，软骨症等，严重影响了我国人民的身体健康。大自然中的钙是以化合态存在的，只有被动、植物吸收后形成具有生物活性的钙，才能更好地被人体所吸收利用。牛奶中含有丰富的活性钙，是人类最好的钙源之一，1升新鲜牛奶中含活性钙约1250毫克，居众多食物之首，它不但钙含量高，而且含维生素D3能促进人体胃、肠壁对钙的吸收，吸收率可高达98％，调节体内钙的代谢，维持血清钙浓度，增进骨骼的钙化。

7．牛乳中维生素的营养价值：牛乳中含有所有已知的各种维生素，尤其是维生素A和B2含量较高，而一般食物中维生素A和B2很少。所以，牛乳还是人类维生素A和B2的重要来源。牛乳中胆固醇含量少，而且还含有降低血胆固醇的3羟—3甲基戊二酸及乳清酸，对中老年尤为适宜。

综上所述，除膳食纤维外，牛乳中含有人体所需要的全部营养物质，其营养价值之高是其他食物所不能比的。一个成年人每日喝500毫升牛乳，能获得15～17克优质蛋白质，可满足每天所需要的必须氨基酸；能获得600毫升的钙，相当于需要量的80%；可满足每日热量需要量的11%。牛奶是人类改善营养、科学补钙、增强体质的最好食品。

二．奶粉生产工艺流程图及其简介[1]

1.原料

用于生产乳粉的牛乳必须在一级品以上，酸度超过20°T会严重影响乳粉的溶解度，在保藏过程中容易发生酸败。乳粉在复水后应还原到鲜乳状态，因此，原料乳需标准化到鲜乳国标要求。

2.预热杀菌

由于乳粉在常温的保藏期长，脂肪酶、蛋白酶、过氧化物酶的残留会对产品的风味、色泽造成严重影响，必须加以钝化；此外，产品中不得有致病菌检出，大肠杆菌和杂菌数也有严格标准。对原料乳的杀菌可以达到以下目的：杀灭存在于牛乳中的全部病源微生物和绝大部分其他微生物，使产品中微生物残存量达到国家卫生标准的要求，成为安全食品；

破坏牛乳中各种酶的活性，尤其要破坏脂酶和过氧化物酶的活性，以延长乳粉的保存期；

提高牛乳的热稳定性；

提高浓缩过程中牛乳的进料温度，使牛乳的进料温度超过浓缩锅内相应牛乳的沸点，杀菌乳进入浓缩锅后即自行蒸发，从而提高了浓缩设备的生产能力，牛乳的进料温度等于浓缩锅内牛乳的沸点，也同样可提高设备的生产能力，并可减少浓缩设备加热器表面的结垢现象；

高温杀菌可提高乳粉的香味，同时因分解含硫氨基酸而产生活性巯基，提高乳粉的抗氧性，延长乳粉的保存期。

因此，乳粉原料奶的杀菌条件比较激烈，一般有中温长时间杀菌法，72～75℃保持15分钟；高温短时间杀菌法，85～90℃，保温3～5分钟；超高温瞬时杀菌法，120～140℃，保温1～2秒钟。实践证明，无论从乳粉的卫生及其他质量指标来看，高温短时加杀菌效果良好，因此，目前乳粉生产上多采用高温短时间杀菌法。超高温瞬时杀菌不但是牛乳经杀菌后处于无菌状况，而且保持牛乳原有的营养成分，但由于设备成本高，未能得到广泛的应用。

3.真空浓缩

牛乳的87％以上都是水，未经浓缩直接干燥的乳粉有许多缺点，通过浓缩可达到如下目的：

提高产品的色、香、味、形，浓缩后干燥的乳粉色泽奶黄到淡黄，而直接干燥的乳粉灰白暗淡；经浓缩的乳粉乳香浓郁、滋味充足，未经浓缩的乳粉乳香淡薄，缺乏乳粉滋味；经过真空浓缩的乳粉颗粒直径大，分散性、冲调性好，反之则性能相反；

节约能源和设备，喷雾干燥时蒸发1Kg水需耗用2.8～3.2Kg蒸汽，真空浓缩只需1～1.2Kg；未浓缩乳喷干需要的干燥室体积比正常的大三分之一，设备

投资高；

便于包装，直接干燥乳粉因颗粒小、密度低，包装过程中容易发生粉尘飞扬和粘滞，包装材料也需多耗10％。

真空浓缩的工艺条件为：单效浓缩，真空度为表压0.08～0.0895MPa,乳温51～56℃，多效浓缩的末效真空度0.08～0.092MPa,末效温度40～45℃；加热蒸汽压力0.1～0.15MPa;浓缩终点，全脂乳粉为11.5～13波美度，相当于含固形物38％～42％。

真空度是浓缩过程的关键之一，真空度过低，乳温必然上升，乳蛋白变性加剧；真空度过高，乳的沸点过低，飞腾面就低，将影响蒸发效率。

4.喷雾干燥

这是本文研究的重点问题，其工艺将在后文中具体介绍。

5.冷却

干燥后乳粉的温度通常都在60～72℃，温度的高低是根据颗粒大小与在干燥室中滞留位置及工艺条件而定。如不及时对乳粉实施冷却，容易引起蛋白质变性；脂肪球因处于超熔点状态，容易破裂而使游离脂肪量增多，尤其在包装过程中，经撞击与摩擦，使乳粉中的脂肪渗出到表面，再保藏阶段容易发生氧化。

传统的冷却方法是将乳粉放入专用的不锈钢箱内，在室温下自然冷却数小时之后筛粉，更先进的是通过干燥室内附带的冷却装置冷却，或使乳粉在卸粉过程中通过自动筛网，并用符合食品卫生要求的冷风进行冷却，使乳粉温度降至25～30℃，低于脂肪熔点。

1.2喷雾干燥技术的发展

通过干燥脱去微生物生长所必需的水分来保存不同食品的方法已经使用了几个世纪。按照马可波罗在亚洲旅行的笔记记载，蒙古人通过在阳光下干燥牛乳以生产奶粉。在过去的150年左右的时间里，许多干燥食品的技术发展起来了，有一些就特别适合于乳粉生产。不容置疑，当今最重要的干燥方法是喷雾干燥，该原理可追溯到一个多世纪前的一项相关的专利，是通过雾化来改良干燥和浓缩的液态物料。尽管喷雾干燥的概念在19世纪后期就存在了，但大多数乳粉生产直到20世纪中叶仍采用滚筒干燥。美国在第一次世界大战前后，Merril-Soul和Grey-Jensen将喷雾干燥的加工方法用于商业化生产，直到50年以后，喷雾干燥才代替了滚筒干燥，成为最经典的乳粉生产方法。滚筒干燥仍然用于某些特殊的乳制品生产中，并且十分广泛地应用于食品工业的其它领域。

喷雾干燥设备在1901年首次用于奶粉工业的生产，在20世纪20年代才真正用于奶粉工业的生产，20世纪40年代末才在我国开始使用。最早的结构是属于压力箱式（卧式），物料的雾化为双流体式，动力消耗量大。到1958年，轻工

部在黑龙江省推广畜力小型压力式喷雾干燥法生产奶粉，1955年哈尔滨松花江牛奶厂首次用离心喷雾的方法生产奶粉。这两种形式的喷雾干燥设备当时都是平底结构，出粉是间歇式的，每工作一个班次人工出粉一次。20世纪60年代中期，箱式压力干燥设备出现了锥底带螺旋出粉器（搅龙）的结构形式。第一台立式多喷头压力喷雾干燥设备诞生在20世纪70年代初，它的出现使喷雾干燥设备的有效容积缩小近一半，而且不用搅龙，连续出粉。20世纪80年代又生产了单喷头的立式压力喷雾干燥设备，它在奶粉工业中的应用事推动我国乳粉工业技术进步的一个关键环节，为促进我国奶粉工业的迅速发展奠定了基础。

1.3干燥过程中的几个问题

在乳粉喷雾干燥过程中有如下几个问题会影响乳粉的质量，这也同样是我们在控制中需要关注的几个问题：

1.干燥温度

加热过程中热、质交换的平衡非常重要，热空气温度过高，易使乳滴表面硬结，内部水分扩散困难，导致部分蛋白质变性及热敏性成分的损失，颗粒疏松，沉降性差，影响产品的复原性能；乳滴过大或浓度过高都易发生在干燥过程中由于乳固体提高，水分扩散减慢而降低品质。反之，干燥温度太低，产品的含水量过高，会引起许多质量问题。

干燥时物料的受热的均一性极为重要，要求雾化液滴与热介质接触良好，物料受热程度一致，否则造成产品水分含量不一致，还会导致热敏性组分变性或损失。

2.喷雾方式与压力

压力喷雾干燥中，高压泵压力的大小是影响乳粉颗粒直径大小因素之一。高压泵的使用压力高，雾化状况好，但雾化的液滴小，产品颗粒小，色泽差；使用压力低，则乳粉颗粒直径就大，但可能造成雾化液滴太大而不易干燥。喷头孔径大，干燥所得的产品颗粒大，但孔径太大易造成潮粉。离心喷雾时，喷头的孔径大小及内孔表面的光洁度状况，也影响乳粉颗粒直径的大小及分布状况，喷头孔径大，内孔光洁度高，则得到颗粒直径大、颗粒大小较为均匀一致的乳粉。

乳粉颗粒的大小随干燥方法的不同而异。一般来说，压力喷雾干燥法生产的乳粉颗粒直径约为10～100微米，平均为45微米；而离心喷雾干燥法生产的乳粉颗粒直径则为30～200微米，平均为100微米。

3.水分含量

水分含量对乳粉质量的影响有以下几个方面：

乳糖。含水分3％～5％的喷雾干燥脱脂乳粉，在37℃保存600日也不结晶化。水分约7.6％时，37℃保存1日，28.5℃保存10日，20℃保存100日开始结

晶；

乳粉的色泽。乳粉在保藏过程中颜色会逐渐变深，这与水分含量关系很大，水分在4％以下不易褐变，水分超过5％，即使抽真空充氮包装也易褐变；

溶解度。水分含量在3％以下，在充氮密封包装后，在室温下保藏二年，溶解度不会下降，水分超过5％，溶解度易下降；

微生物。含水量在5％以下的乳粉经密封包装后一般不会有细菌繁殖，在2％～3％，细菌反而减少，超过5％细菌就容易繁殖并容易产生陈腐味。但水分含量过低（小于1.88％）时，也容易发生氧化臭味。

第二章乳粉干燥工艺介绍及控制方案论证

2.1乳粉喷雾干燥工艺介绍

1．喷雾干燥的过程：喷雾干燥包括浓缩物料微粒加热、表面水分汽化、微粒内部水分向表面扩散以及对干物料的加热。干燥过程可分为以下三个阶段。

预热阶段。浓缩物料的微粒与干燥介质接触的瞬间，干燥过程便开始进行，微粒表面的水分即开始汽化。微粒表面的温度如低于干燥介质的湿球温度，则干燥介质供给的热量使微粒表面迅速达到湿球温度；如微粒表面的温度高于干燥介质的湿球温度，则其表面温度因水分蒸发而迅速下降，直至达到汽化所需热量平衡，此时预热阶段结束，干燥速度迅速增大，进入恒速干燥阶段。

恒速干燥阶段。在恒速干燥阶段，微粒内部的水分不断向表面扩散，表面水分不断汽化，水蒸气分压等于水的饱和蒸汽压，微粒表面温度等于干燥介质的湿球温度（一般为50～60℃）。干燥速度取决于干燥介质的温度、湿度、气流状况。干燥介质温度与微粒表面湿球温度间温差越大、湿度越低，微粒在干燥介质中的分散性越好，干燥速度越大。恒速干燥阶段约0.01～0.04s内完成。

降速干燥阶段。当微粒内部水分扩散速度降至低于颗粒表面的蒸发速度，恒速干燥阶段即告结束，降速干燥阶段开始。在降速干燥阶段，物料颗粒温度将逐步超出干燥介质的湿球温度，并逐步接近干燥介质温度，干物料的水分含量也接近或等于该干燥介质状态的平衡水分。此阶段的干燥时间较恒速干燥阶段长，为10～30s或更长。

2．喷雾干燥的设备：最简单的喷雾干燥的设备是一个具风力传送系统的喷雾干燥器，见图2.1.1

图2.1.1

1 干燥室

2 空气加热器

3 牛乳浓缩缸

4 高压泵

5 雾化器

6 主旋风分离器

7 旋风分离输送系统

深蓝、浅蓝、褐色依次为牛乳、空气、乳粉。

这一系统建立在一级干燥原理上，即从将浓缩液中的水分脱除至要求的最终湿度的过程全部在喷雾干燥塔室内(1)完成。浓缩奶由一个高压泵（4）送至干燥室（1）继续进入喷雾器（5），形成极细小奶滴被喷入混合室与热空气进行混合。

空气由风扇吸入并通过过滤器，然后在加热器（2）处加热到150～250℃，热空气经分散进入喷雾塔，在塔内，经喷雾的乳与热空气完全混合蒸发出奶中的水分。

在干燥过程中奶粉在塔中沉降到塔底排出。奶粉被冷风冷却下来并传送到包装段，冷风由风扇送至输送管道，冷却之后，混着冷风的奶粉流动到排放单元（7），

在包装之前奶粉由空气中分离出来。一些小的、轻的颗粒可能与空气混在一起离

开干燥空间。这些粉在一个或多个旋风分离器（6、7）中分离。经分离后，这些粉再混回到包装奶粉中，干净干燥的空气由风扇自工厂抽出。

3.喷雾干燥的方式：喷雾干燥物料的雾化方式有压力喷雾干燥、离心喷雾干燥和气流喷雾干燥。压力喷雾干燥时物料在多缸柱塞式高压泵下经喷头在干燥室中雾化，与干燥介质进行热、质交换。压力喷雾设备的雾化器是喷头，它必须使浓缩乳能够均匀地分散成微小的液滴目前使用最为广泛的是M型和S型两种。M型喷头的流通能力大，能适应生产能力较大的喷雾干燥设备，喷头喷孔精度高，红宝石喷头硬度大、耐磨性好，因此，浓乳的雾化情况好，操作稳定可靠。S型喷头加工较为方便，价格也较便宜，但流通能力较小，用不锈钢制造的喷头内孔易于磨损，使用寿命较短。

离心喷雾干燥是向水平方向作高速旋转的圆盘上连续供以浓乳，使浓如在离心力的作用下高速甩出，形成薄膜或液滴，借助于周围空气的摩擦、阻碍与撕碎作用使之形成细雾。其设备如下图所示

浓乳在圆盘上的每一质点均受到岁圆盘旋转而产生的切向力与离心力作用而产生的径向力，其结果为以合速度在圆盘上运动，其运动轨迹可以设想为一螺旋形，液体沿此螺旋线自圆盘上被抛出后，分散成很微小的液滴，并受到使其沿圆盘的切线方向运动的离心力以及使其沉降的重力的合力作用。由于微粒的大小不一，所以它们受到的作用力也不一样。这样，就在不同的距离形成一个以转轴为中心对称的圆柱体。由于离心喷雾几乎都是沿水平面作圆周运动，干燥介质的流动方向与浓乳液滴的流动方向呈顺流或混流。

气流喷雾干燥则借助于其他气体的作用挟带物料并经过喷嘴形成微粒再行干燥。此法在化工生产上应用较为普遍，在乳品生产方面很少使用。

4.喷雾干燥的特点：喷雾干燥的过程迅速，干燥温度较低，因此特别适用于热敏性较强物料的干燥，产品能保持原有的营养成分和性能；喷雾干燥设备可以方便的调节及改变干燥条件，能适用于不同质量要求产品的干燥；由于干燥介质与湿物料在空中瞬间接触时发生热交换，因此，对换热设备的壁面材料无需过高的要求；设备生产率很高，无需大量操作人员。但喷雾干燥设备的水分蒸发强度较小，因此，设备体积相当庞大，价格昂贵，所需厂房面积也大；喷雾干燥设备热效率很低，设备热效率在30％以下，是乳品工厂设备中热效率最低的一种换热设备。

5.喷雾干燥的工艺条件：不同的产品对浓缩物料的浓度及浓缩物料的进料量、废气的相对湿度均有不同的要求。浓缩物料的浓度一定程度上决定着喷雾干燥设备的产量和质量，雾化设备的选用队喷雾干燥的质量也有着相当大的影响。在通常情况下，离心喷雾法生产的乳粉颗粒总较压力喷雾法生产的大。在压力喷雾法生产过程中，高压泵的工作压力应控制在10～20MPa，不低于140MPa，喷孔的直径在0.7～3.2mm左右。使用离心喷雾干燥时，离心机圆盘的转速根据不同的直径有所不同，一般在5000～15000rpm，乳品生产所采用的离心机圆盘的圆周速率一般在100～160m/s。进风温度控制在130～170℃，废气的排气温度约在74～85℃，废气的相对湿度在10％～13％。进风机风量=干燥室内水分蒸发量?110％～120％，排风机排出风量=干燥室内水分蒸发量?120％～140％，干燥室内形成2～3.3kPa的负压。产品水分含量不超过2％。

2.2系统控制方案的论证及自动控制变量的确定

正确分析喷雾干燥机理，对自动化控制方案的最后确定至关重要。

衡量干燥设备应用在特定的工艺条件下成功与否的主要指标是干燥产品的产量、质量，包括产品的粒径分布、外观及产品最终含水量等。产品的产量由生产复合的经济性能及热空气发生器所提供的热量、干燥器的干燥强度、热空气流量、料浆中固形物的含量等条件决定。影响产品质量的因素很多：产品的粒径及外观由干燥设备的工艺性能及料浆配置工艺参数决定，而产品的最终含水量与干燥塔热风进口温度、尾气出口温度及干燥塔内负压等参数的选取有直接关系。

在喷雾干燥操作中，干燥温度是控制干燥产品质量的最主要因素。根据过程的物料与热量衡算及雾滴粒子的运动轨迹计算表明，影响干燥温度的因素有物料流量、空气流量和入口空气的温度。系统中可选作调解参数的有：物料流入量、旁路空气量（改变旁路空气量可改变热风温度）、空气加热气的温度等。选其中任何一个调解参数都能够构成温度调节系统，达到控制干燥温度的目的。如下图所示，用调节阀位置代表3种调节方案。图2.2.1～2.2.3是3种调节方案的方框图。

方案1（如图2.2.1所示）：将物料流量作为调节变量，物料经泵送入干燥器，滞后最小，对干燥温度的校正作用最灵敏，而且干扰位置最靠近调节阀，似乎最适宜作为调节参数，但物料流量是生产负荷，需要维持稳定才能保证产量，故它不宜作为调节参数。

方案2（如图2.2.2所示）：以旁路空气流量作为调节变量，旁路空气经与热风混合后，再通过风管进入干燥机，比方案1将物料流量作为调节变量的流量调节通道滞后稍大，灵敏度次之。

方案3（如图2.2.3所示）：是通过加入经直接燃烧加热的空气而改变空气加热器的温度，热空气在调节阀处进入系统。选用热空气流量作为调节参数，调节通道长，容量滞后大，灵敏度最差，所有干扰进入位置都靠近被调参数。

图2.2.1

图2.2.2

图2.2.3

另外，一个控制系统的确定应该考虑多方面的因素。首先应考虑工艺上的合理性。从上述分析，如果从控制系统的角度来看，方案1最好，但由于此方案是以改变生产负荷的方法来达到控制变量温度不变的目的，在工艺上是不允许的，所以不予考虑。其次应考虑可能性。在确定控制系统时，首先应该考虑是否可以检测到所需要的信号。有时即使可以测量，但因测量所需的时间过长，同样可以认为该信号无法测量。另外还应考虑系统是否可以控制。如果所设计的系统基本符合要求，但无法解决控制方法或无法配置调节机构，则此系统仍然不可采纳。最后还需进一步考虑有关控制系统中被控编变量、负荷变化对控制质量影响的评估、调节器控制规律的选用等问题。

只有考虑好了以上问题。才能设计好合理的控制系统。综上所述，同时考虑在线测量装置的经济性及必要性，对于喷雾干燥过程，选用第2种方案，即采用旁路空气量作为调节参数为好[2]。

第三章硬件设计

3.1系统总体设计方案概述

1.控制系统方案的确定

根据设计要求，系统采用以单片机为核心的直接数字控制（DDC）方式。

2.测量元件的选择

与“传统的温度传感器+温度检测电路”相比较数字型温度传感器有着相当明显的优势，因此系统采用了数字型温度传感器DS1820。

3.执行机构的选择

在执行机构的选择上，通过直流伺服电动机与步进电机的优缺点对比，最终决定采用步进电机作为系统的执行机构。

4.输入输出通道及外设

由于采用了数字型温度传感器DS1820故输入通道非常简单，只由单线构成。而步进电机作为执行机构也意味着输出通道仅为一步进电机驱动电路。在显示方面系统采用LED作为外接显示装置。

5.控制系统原理图

即硬件电路图，见附录。

3.2 8031芯片及其外围扩展芯片介绍[3]

3.2.18031芯片介绍

单片机是整个控制系统的核心，它的选择对整个系统有决定性的影响，选择它有以下要求：

①字长。字长能影响数据的精度，指令的数目，寻址能力和执行操作的时间，在过程控制领域，一般选择8位字长的微处理器。

②寻址范围，寻址方式。

③指令的种类和数量。

④内部存储器的种类和数量。

⑤运算速度。

⑥中断处理能力。

根据以上要求以及结合本系统的技术指标，可以选用MCS—51系列的8031。

所选8031的特点是：片内没有程序存储器，使用时需外加程序存储器，使用时灵活方便，成本较低，是我国目前使用最多的一种机型。

以下介绍8031的管脚及部分功能：

控制口线：PSEN（片外取指控制）、ALE（地址锁存控制）、EA（片外存储器选择）、RESET（复位控制）

电源及时钟：Vcc，Vss，XTAL1，XTAL2

I/O口线不能用作用户I/O口线。P3口是多功能口。I/O口线：P0，P1，P2，P3，共四个8位口。

I/O口驱动能力，P0口可驱动8个TTL门电路；P1，P2，P3则只能驱动4个TTL门。

P3口是双重功能口。

图3.2.1-1 8031管脚图

一、8031单片机片内结构

图3.2.1-2 8031片内结构

8031片内结构如图所示。它由7个部件组成。即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。它们都通过片内单一总线连接而成。其基本结构依然是通用CPU加上外围芯片的结构。

二、存储器

8031内部没有程序存储器，只有数据存储器，其结构图如图3.2-3所示：

FFFFH

FFH RAM FFH SFR

存特殊

储80H 功能

器寄存器RAM

80H

I/O

数据缓冲器

位寻址区

工作寄存器

0000H

内部RAM 外部RAM

图3.2.1-3 8031存储器结构图

三、特殊功能寄存器

特殊功能寄存器是用来对片内各功能模块进行管理、控制、监视的控制寄存器和状态寄存器是一个特殊功能的RAM区，位于片内数据存储器之上。其地址为80H—FFH的区域。特殊功能寄存器主要有：

◆P0口锁存器P0 80H

◆定时/计数控制寄存器TCON 88H

◆P1口锁存器P1 90H

◆串行口控制SCON 98H

◆P2口锁存器P2 A0H

◆中断允许寄存器IE A8H

◆P3口锁存器P3 B0H

◆中断优先级寄存器IPC B8H

◆程序状态寄存器PSW D0H

◆累加器ACC E0H

◆定时/计数分式寄存器TMOD 89H

SP 81H

DPL 82H

DPH 83H

TL0 BAH

TL1 BBH

TH 8CH

TH 8DH

SBUF 99H

四、定时/计数器

8031单片机内有定时/计数器T0和T1。它们是16位的计数器，即可用于定时，也可用来对片外脉冲计数，T1还可作为串行口的选择波特率发生器，这些功能都可通过软件来设定或修改。

五、以时钟控制为核心的控制器

单片机执行指令时，首先按PC所提供的地址从程序存储器中取出指令码，对该指令码进行译码，产生一系列的定时控制的微操作，送到单片机各部分，控制整个单片机的运行。

控制器的一切工作都是以一个方波信号作基准时钟，这方波信号作基准时钟的产生如图3.2-4所示。图A为内部方式，图B为外部方式。

A图 B图

图3.2.1-4 8031时钟信号的产生

3.2.2程序存储器扩展

一、程序存储器扩展性能

它的扩展特性决定了在其应用系统扩展中程序存储器扩展用的最多，扩展方法也最容易简便。

⑴程序存储器有单独的地址编码（0000H—FFFFH）虽然与数据存储器地址重叠，但不会被占用，使用单独的控制信号和命令，程序存储器的指令、数据读取控制不用数据存储器的RD控制和MOVX命令，而是由PSEN控制，读取数据用MOVC查表指令。

⑵由于大规模集成电路的发展，程序存储器使用的芯片数量越来越少，因此地址选择多半采用线选法。

⑶程序存储器与数据存储器共用地址总线和数据总线。

二、程序存储器EPROM的扩展

程序存储器一般采用只读存储器，因为这种存储器在电源关断后，仍能保存程序，在系统上电后，CPU可取出这些指令予以重新执行。

三、程序存储器扩展芯片

程序存储器扩展时，除必须有EPROM芯片，还必须有锁存器芯片。

地址锁存

程序存储器扩展时，地址锁存信号为ALE，地址锁存器可使用带三态缓冲输出的8D锁存器74LS373。它是透明的带有三态门的8D锁存器。当三态门的使能信号线E为低电平时，三态门处于导通状态，允许Q端输出；当E端为高电平时，输出三态门断开，输出端对外电路呈高阻状态。因此74LS373用作地址锁存器时，首先应使三态门的使能信号E为低电平。这时，当G输入端为高电平时，锁存器输出（1Q―8Q）状态和输入端（1D―8D）的数据锁入1Q―8Q 中。

EPROM程序存储器

在本次设计中，根据实际情况，选择一片2764作为外接程序存储器。

图3.2.2-1 2764引脚图

2764是28线双列直插式三态输出、输入，输出有TTL兼容，有维持工作方式，其引脚如图所示，有OE和CE两个控制端，单一+5V电源，当OE和CE 同时为1时输出有效。

外接程序存储器的地址线A8―A12由P2口提供。A0―A7由P0口提供，且通过地址锁存器74LS373。地址锁存器的锁存信号为ALE，指令数由P0口读入，程序存储器的取指信号为PSEN。

3.2.3数据存储器扩展

数据存储器与程序存储器地址重叠编号（0000H～FFFFH），使用的不同的控制信号和指令，但它与I/O及外围设备实行统一编址，任何扩展的I/O口以及外围设备均占用数据存储器地址，由于数据存储器与程序存储器地址完全重叠，故两者的地址总线和数据总线可完全并联使用.

在8031单片机应用系统中，最常用的静态数据存储器RAM芯片有6116和

6264两种。本设计选用6264。其管脚如图3.4-1所示：

图3.2.3-1 6264管脚图

静态数据存储器与动态RAM相比，静态RAM无须考虑保持数据而设置的刷新电路，故扩展电路较简单。但由于静态RAM是通过有源电路来保持存储器中的数据。因此，消耗功率多，价格也昂贵。

6264是Intel 公司的产品，8K×8位的静态存储芯片，其中62 是系列号，64 是序号，和存储容量有关。

数据存储扩展电路与程序存储扩展电路相似，所用的地址线、数字线完全相同，使写控制线用WR、RD与其它I/O端口芯片进行统一编址。RAM的掉电保护在系统中应用都是易失的，一旦电源掉电，内部的所有信息均破坏，这是不允许的。因此，希望一旦电源掉电，在掉电的瞬间，系统能自动保护RAM中有用的信息和系统运行状态。当电源恢复时，能自动恢复掉电前的工作方式。

掉电保护还可以在掉电瞬间表示系统工作状态的数据送入没有掉电保护的RAM，芯片中加以保护，当电源恢复瞬间，将状态数据送回原来的地方。电源恢复后继续原来的工作状态。本系统所应用的是锂电池供电的掉电保护。因为工作的需要，不必掉电监测，只要电源切断就启动保护电路。

3.3温度传感器的选择及其硬件接口

数字式温度传感器DS1820是美国DALLAS半导体公司推出的单线数字化测温集成电路。它具有独特的单线接口方式，即与微处理器接口时仅需占用1个I/O端口；支持多节点，使分布式温度传感器设计大为简化；测温时无需任何外部元件，可以通过数据线直接供电，具有超低功耗工作方式。测温范围为

-55~+125℃，测温精度为0.5℃,可直接将温度转换值以9位数字码的方式串行

微机原理课程设计报告交通灯

WORD格式微机原理课程设计 设计题目交通灯的设计 实验课程名称微机原理 姓名王培培 学号080309069 专业09自动化班级2 指导教师张朝龙 开课学期2011至2012学年上学期

一、实验设计方案 实验名称：交通灯的设计实验时间：2011/12/23 小组合作：是□否?小组成员：无 1、实验目的： 分析实际的十字路口交通灯的亮灭过程，用实验箱上的8255实现交通灯的控制。（红，黄，绿三色灯） 2、实验设备及材料： 微机原理和接口技术实验室的实验箱和电脑设备等。 3、理论依据： 此设计是通过并行接口芯片8255A和8086计算机的硬件连接，以及通过8253延时的方法，来实现十字路口交通灯的模拟控制。 如硬件连接图所示（在后），红灯（RLED），黄灯（YLEDD）和绿灯（GLED）分别接在8255 的A，B，C口的低四位端口，PA0，PA1，PA2，PA3分别接1，2，3，4（南东北西）路口的红灯，B，C口类推。8086工作在最小模式，低八位端口AD0~AD7接到8255和8253的D0~D7，AD8~AD15通过地址锁存器8282，接到三八译码器，译码后分别连到8255和8253的CS片选端。8253的 三个门控端接+5V，CLOCK0接由分频器产生的1MHZ的时钟脉冲，OUT0接到CLOCK1和CLOCK，2 OUT1接到8086的AD18，8086通过检测此端口是否有高电平来判断是否30s定时到。OUT2产生 1MHZ方波通过或门和8255的B口共同控制黄灯的闪烁。8255三个口全部工作在方式0既基本 输入输出方式，红绿灯的转换由软件编程实现。

4、实验方法步骤及注意事项： ○1设计思路 红，黄，绿灯可分别接在8255的A口，B口和C口上，灯的亮灭可直接由8086输出0，1 控制。 设8253各口地址分别为：设8253基地址即通道0地址为04A0H，通道1为04A2H，通道2 为04A4H，命令控制口为04A6H。 黄灯闪烁的频率为1HZ，所以想到由8253产生一个1HZ的方波，8255控制或门打开的时 间，在或门打开的时间内，8253将方波信号输入或门使黄灯闪烁。 由于计数值最大为65535,1MHZ/65536的值远大于2HZ,所以采用两个计数器级联的方 式,8253通道0的clock0输入由分频器产生的1MHZ时钟脉冲，工作在方式3即方波发生器方 式，理论设计输出周期为0.01s的方波。1MHZ的时钟脉冲其重复周期为T=1/1MHZ=1s，因此 通道0的计数初值为10000=2710H。由此方波分别作为clock1和clock2的输入时钟脉冲，所以 通道1和通道2的输入时钟频率为100HZ，通道1作计数器工作在方式1，计数初值3000=BB8H 既30s，计数到则输出一个高电平到8255的PA7口，8255将A口数据输入到8086，8086检测 到高电平既完成30s定时。通道2工作在方式3需输出一个1HZ的方波，通过一个或门和8086 共同控制黄灯的闪烁，因此也是工作在方波发生器方式，其计数初值为100=64H，将黄灯的状态 反馈到8055的端口PB7和PC7，同样输入到8086，8086通过两次检测端口状态可知黄灯的状态 变化，计9次状态变化可完成5次闪烁。 三个通道的门控信号都未用，均接＋5V即可。 ○ 2硬件原理及电路图 由于8255A与8086CPU是以低八位数据线相连接的，所以应该是8255A的A1、A 0 线分别与 8086CPU的A2、A线相连，而将8086的 1 A 0 线作为选通信号。如果是按8255A内部地址来看， 则在图中它的地址是PA口地址即(CS+000H)，PB口地址为(CS+001H)，PC口地址为(CS+002H)，

微机原理课程设计电压报警器实验报告

南通大学电子信息学院 微机原理课程设计 报告书 课题名： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期: xxx

目录 1.设计目的 (2) 2.设计内容 (2) 3.设计要求 (2) 4.设计原理 (3) 5.硬件电路图 (3) 6.程序代码 (5) 7.程序及硬件系统调试情况 (19) 8.设计总结与体会 (19)

一、设计目的 课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节。它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一个重要教学环节。 通过课程设计，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。 通过课程设计实践，不仅要培养学生事实求是和严肃认真的工作态度，培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅资料，撰写设计报告表达设计思想和结果的能力。 二、设计内容 设计一个电压报警器，要求采集实验箱提供的0~5V的电压，当输入电压在3V以内，显示电压值，如2.42。当输入电压超过3V，显示ERR，并报警。电压值可在七段数码管显示，点阵广告屏显示或液晶屏显示。报警形式自行设计，

微机控制技术实验报告

《微机控制技术》课程设计报告 课题：最少拍控制算法研究专业班级：自动化1401 姓名： 学号： 指导老师：朱琳琳 2017年5月21日

目录 1. 实验目的 (3) 2. 控制任务及要求 (3) 3. 控制算法理论分析 (3) 4. 硬件设计 (5) 5. 软件设计 (5) 无纹波 (5) 有纹波 (7) 6. 结果分析 (9) 7. 课程设计体会 (10)

1.实验目的 本次课程设计的目的是让同学们掌握微型计算机控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法、控制算法的设计、硬件设计的方法。学习并熟悉最少拍控制器的设计和算法；研究最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成；熟悉最少拍无纹波控制系统控制器的设计和实现方法。复习单片机及其他控制器在实际生活中的应用，进一步加深对专业知识的认识和理解，使自己的设计水平、对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。 2.控制任务及要求 1.设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍有纹波控制和无纹波控制。 对象特性G （s ）＝ 采用零阶保持器H 0（s ），采样周期T ＝,试设计单位阶跃，单位速度输入时的有限拍调节器。 2.用Protel 、Altium Designer 等软件绘制原理图。 3.分别编写有纹波控制的算法程序和无纹波控制的算法程序。 4.绘制最少拍有纹波、无纹波控制时系统输出响应曲线，并分析。 3.控制算法理论分析 在离散控制系统中，通常把一个采样周期称作一拍。最少拍系统，也称为最小调整时间系统或最快响应系统。它是指系统对应于典型的输入具有最快的响应速度，被控量能经过最少采样周期达到设定值，且稳态误差为定值。显然，这样对系统的闭环脉冲传递函数)(z φ提出了较为苛刻的要求，即其极点应位于Z 平面的坐标原点处。 1最少拍控制算法 计算机控制系统的方框图为： 图7-1 最少拍计算机控制原理方框图 根据上述方框图可知，有限拍系统的闭环脉冲传递函数为： ) ()(1)()()()()(z HG z D z HG z D z R z C z +==φ (1) )(1)()(11)()()(1z z HG z D z R z E z e φφ-=+== (2) 由(1) 、(2)解得：

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基础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通，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 基本设计要求 （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基础上，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方案比较 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，从而达到调速的目的。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较昂贵。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。用单片机控制电力电子器件使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在电力电子器件的饱和截止模式下，效率非常高；H 型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极佳，是一种广泛采用的PWM 调速技术。 兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调整围广、过载能力大，因此本设计采用方案三。 4单闭环直流电机调速系统设计 4.1单闭环调速原理 4.1.1 闭环系统框图 4.1.2 调速原理 直流电机转速有： 常数Ke Ka 不变，Ra 比较小。 所以调节Ua 就能调节n 。 n n I K R K U K R I U n d d a e e d ?-=Φ -Φ=-=0φa a a U I U ≈-

微机原理课程设计报告

微机原理课程设计报告 课程设计是每一个大学生在大学生涯中都不可或缺的， 它使我们在实践中了巩固了所学的知识、在实践中锻炼自己的动手能力，本文就来分享一篇微机原理课程设计报告，希望对大家能有所帮助！ 微机原理课程设计报告（一）以前从没有学过关于 汇编语言的知识，起初学起来感觉很有难度。当知道要做课程设计的时候心里面感觉有些害怕和担心，担心自己不会或者做不好。但是当真的要做的时候也只好进自己作大的努力去做，做到自己最好的。 我们在这个过程中有很多自己的感受，我想很多同学都 会和我有一样的感受，那就是感觉汇编语言真的是很神奇，很有意思。我们从开始的担心和害怕渐渐变成了享受，享受着汇编带给我们的快乐。看着自己做出来的东西，心里面的感觉真的很好。虽然我们做的东西都还很简单，但是毕竟是我们自己亲手，呵呵，应该是自己亲闹做出来的。很有成就感。 我想微机原理课程设计和其他课程设计有共同的地方， 那就是不仅加深和巩固了我们的课本知识，而且增强了我们自己动脑，自己动手的能力。但是我想他也有它的独特指出，那就是让我们进入一个神奇的世界，那就是编程。对于很多学过汇编或者其他的类似程序的同学来说，这不算新奇，但是对于我来说真的新奇，很有趣，也是我有更多的兴趣学习微机原理和其他的汇编。 微机原理与接口技术是一门很有趣的课程，任何一个计 算机系统都是一个复杂的整体，学习计算机原理是要涉及到整体的每一部分。讨论某一部分原理时又要涉及到其它部分的工作原理。这样一来，不仅不能在短时间内较深入理解计算机的工作原理，而且也很难孤立地理解某一部分的工作原理。所以，在循序渐进的课堂教学过程中，我总是处于“学会了一些新知识，弄清了一些原来保留的问题，又出现了些新问题”的循环中，直到课程结束时，才把保留的问题基本搞清楚。 学习该门课程知识时，其思维方法也和其它课程不同，

计算机控制系统设计性实验

计算机控制系统设计性实验报告 学生姓名:学号： 学院:自动化工程学院 班级: 题目:

设计性实验撰写说明 正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1 2、2.1、2.1.1……。 1、选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。 2、方案论证(设计理念)：说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。 3、过程论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。 4、结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。 5、结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。 6、设计心得体会。 课程设计说明书（报告）要求文字通顺，语言流畅，无错别字，用A4纸打印并右侧装订。

《计算机控制系统》设计性实验 一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤： 对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。 1、了解和掌握被控制对象的特性； 2、选择合理的传感器（量程、精度等）； 3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）； 4、制定先进的、合理的控制算法； 5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计； 6、画出系统硬件、软件框图； 7、系统调试。 二、具体完成成品要求： 1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等； 2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计； 3、达到课题要求的各项功能指标； 4、系统设计文字说明书； 5、按照学号循环向下作以下7个题目。 三、系统控制框图： 控制系统硬件框图

计算机控制技术课设

西安石油大学 课程设计 电子工程学院自动化专业自0802班题目《计算机控制技术》课程设计油库安全监控系统硬件设计六（采用板卡、模块方案）学生 指导老师徐竟天 二○一一年十二月

《计算机控制技术》 课程设计任务书 题目油库安全监控系统硬件设计六（采用板卡、模块方案）学生姓名学号专业班级 设计内容与要求 课程设计主要完成某油库安全监控系统硬件设计。要求运用已学过各类传感器、输入输出模块、工控计算机、现场总线等的知识，完成安全监控系统硬件方案、设备选型、总体设计等各功能的设计。 要求熟悉相关计算机安全监控系统的硬件组成与设计方案，学会计算机监控系统硬件设计的步骤和方法，具有初步设计小型计算机安全监控系统硬件方案的能力。 课程设计内容及基本要求如下： 1.熟悉油库工艺流程、监控目标及监控要求。 2.学会常用的监控系统I/O硬件（各类板卡、智能仪表、智能模块、PLC等）参数及使用，了解其工作原理。 3.学会不同自动化设备厂家各类板卡、智能仪表、智能模块、PLC 等的选型，能用所选厂家硬件搭建符合工艺流程和监控目标的硬件系统。 4.完成监控系统硬件方案设计，画出原理图。 5.课程设计时间一周，完成课程设计报告。 起止时间2011年12月19日至2011年12月25日指导教师签名年月日 系（教研室）主 任签名 年月日学生签名年月日

目录 第1章绪论 (1) 1.1 油库的简介 (1) 1.1.1油库的工艺流程 (1) 1.1.2油库的监控目标及要求 (2) 第2章系统总体方案设计 (3) 2.1系统初步设计 (3) 2.2I/O点数统计 (3) 第3章硬件系统设备选型 (5) 3.1板卡选型 (5) 3.2模块选型 (5) 第4章监控系统方案详细设计 (6) 第5章结论 (8) 参考文献 (9)

微机原理课程设计流水灯控制系统.doc

微机原理课程设计 流水灯控制系统 姓名 :XX 学院：物理电气信息学院 班级： 2010 电子 姓名 :12010245

流水灯控制系统 一、设计内容： 本课程设计选用8086 对 8255A的 A口控制来实现模拟流水灯功能的 实现。编写相关程序，通过proteus仿真软件来实现我名字“安亮” 两个字的闪烁，“安”字接 8255 的 A 口的 P0，“亮”字接 A 口的 P1。先让“安”字和“亮”字同时点亮，再让两个字同时暗，接着让“安”字点亮，再让“亮”字点亮，然后让“安”字和“亮”字同时亮暗闪 烁八次，再跳到开始，以此循环。 二、设计目的： 1、了解流水灯的基本工作原理 2、熟悉 8255A 并行接口的各种工作方式和应用 3、利用 8255A 接口，LED 发光二极管，设计一个流水灯模拟系统，让我的名字“安亮”两个字按一定规律点亮。 三、实验原理 在 8086 系统中，采用 16 位数据总线，进行数据传输时，CPU

总是将低 8 位数据线上的数据送往偶地址端口，而过高8位数据线上 的数据送往奇地址端口反过来，从偶地址端口取得的数据总是通过低 8 位数据线传送到CPU，从奇地址端口取得的数据总是通过高8 位数据线送到 CPU。在 8086 系统中，将 8255A的 A1端和地址总线的 A29255A 在对 CPU并且，相连， A1 端和地址总线的 A0 的 8255A 而将相连， 的端口进行访问时，将地址总线的 A0 位总是设置为 0。本课程设计通 过对 8255A 的 A 口控制来实现模拟流水灯功能的实现。“安”接 A 口 的 P0，“亮”接 A口的 P1，实现两个字按一定规律的一个闪烁。 8255 的内部结构 255A 内部结构由以下四部分组成：数据端口A、B、C；A组控制和 B 组控制；读 / 写控制逻辑电路；数据总线缓冲器。 端口 A：包括一个 8 位的数据输出锁存 / 缓冲器和一个 8 位的数据 输入锁存器，可作为数据输入或输出端口，并工作于三种方式中的任何一种。

微机原理课程设计报告

微型计算机技术课程设计 指导教师： 班级： 姓名： 学号： 班内序号： 课设日期： _________________________

目录 一、课程设计题目................. 错误！未定义书签。 二、设计目的..................... 错误！未定义书签。 三、设计内容..................... 错误！未定义书签。 四、设计所需器材与工具 (3) 五、设计思路..................... 错误！未定义书签。 六、设计步骤(含流程图和代码) ..... 错误！未定义书签。 七、课程设计小结 (36)

一、课程设计题目：点阵显示系统电路及程序设计 利用《汇编语言与微型计算机技术》课程中所学的可编程接口芯片8253、8255A、8259设计一个基于微机控制的点阵显示系统。 二、设计目的 1．通过本设计，使学生综合运用《汇编语言与微型计算机技术》、《数字电子技术》等课程的内容，为今后从事计算机检测与控制工作奠定一定的基础。 2．掌握接口芯片8253、8255A、8259等可编程器件、译码器74LS138、8路同相三态双向总线收发器74LS245、点阵显示器件的使用。 3．学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。 4．掌握微型计算机技术应用开发的全过程，包括需求分析、原理图设计、元器件选用、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。 三、设计内容 1．点阵显示系统启动后的初始状态 在计算机显示器上出现菜单： dot matrix display system 1.←left shift display 2.↑up shift display 3.s stop 4.Esc Exit 2．点阵显示系统运行状态 按计算机光标←键，点阵逐列向左移动并显示：“微型计算机技术课程设计，点阵显示系统，计科11302班，陈嘉敏，彭晓”。 按计算机光标↑键，点阵逐行向上移动并显示：“微型计算机技术课程设计，点阵显示系统，计科11302班，陈嘉敏，彭晓”。 按计算机光标s键，点阵停止移动并显示当前字符。 3．结束程序运行状态 按计算机Esc键，结束点阵显示系统运行状态并显示“停”。 四．设计所需器材与工具 1．一块实验面包板(内含时钟信号1MHz或2MHz)。 2．可编程芯片8253、8255、74LS245、74LS138各一片，16×16点阵显示器件一片。

计算机控制技术课程设计任务书

计算机控制技术课程设计任务书 题目1：通用数字PID调节器设计 1、主要技术数据和设计要求 主要技术数据：8路模拟量输入：适配1～5V输入，量程自由设定；8路输出控制信号：1～5V标准电压输出；输入模拟量转换精度：0.1%；RS232串行通讯通口。 控制模型：数字PID控制算法；PID参数范围：比例带Kp：1-999.9%，积分时间Ti：1-9999秒（Ti=9999时积分切除），微分时间Td:：0-9999秒（Td=0时微分切除）。 调节控制器使用51内核的单片机，完成对8路模拟信号的切换、信号变换、A/D转换；单片机对数据处理后（含数字滤波、数值变换），送到显示和通讯部分，并经PID运算处理后通过D/A转换器输出。经信号变换和信号分配后输出8路控制信号。设计中应充分考虑干扰问题。 2、设计步骤 一、总体方案设计、控制系统的建模和数字控制器设计 二、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端口等）； 3. 设计键盘、显示接口电路； 4. 设计8路模拟量输入输出通道； 5. 设计RS232串行通讯通口； *6. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）。 三、软件设计 1. 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块； 2. 编写数字PID调节器软件模块； 3. 编写数字滤波程序； *4. 编写A/D、D/A转换器处理程序模块； *5. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序)。 四、编写课程设计报告，绘制完整的系统电路图。

计算机控制技术课程设计任务书 题目2：双闭环直流电动机数字调速系统设计 1、主要技术数据和设计要求 主要技术数据：直流电动机（对象）的主要技术参数如下：直流电动机Ped=3kW，Ued=220v ，ned=1500r/min，电枢回路总电阻R=2.50欧姆，电动机回路电磁时间常数TL=0.017s，机电时间常数TM=0.076s，电势常数Ce=0.1352V/r·min)，晶闸管装置放大倍数Ks=30，整流电路滞后时间Ts=0.0017s。 主要技术指标：速度调节范围0-1500r/min，速度控制精度0.1%（额定转速时），电流过载倍数为1.5倍。 主要要求：直流电动机的控制电源采用PWM控制方式，在其输入电压为0-5伏时可以输出0-264伏电压，为电机提供最大25安培输出电流。速度检测采用光电编码器，且假定其输出的A、B两相脉冲经光电隔离辨向后获得每转1024个脉冲的角度分辨率和方向信号。电流传感器采用霍尔电流传感器，其原副边电流比为1000：1，额定电流为50安培。采用双闭环（速度和电流环）控制方式。 2、设计步骤 一、总体方案设计、控制系统的建模和数字控制器设计 二、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端口等）； 3. 设计键盘、显示接口电路； 4. 设计输入输出通道（速度反馈、电流反馈电路、输出驱动电路等）； *5.它相关电路的设计或方案（电源、通信等）。 三、软件设计 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块； 2. 编写数字调节器软件模块； 3. 编写A/D转换器处理程序模块； *4.编写输出控制程序模块； *5.其它程序模块(数字滤波、显示与键盘等处理程序)。 四、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图。

微机原理课程设计——洗衣机控制系统

微机原理与接口技术课程设计 设计题目：洗衣机控制系统设计 设计者: 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号:

一课程设计的意义 1.1 洗衣机的发展状况概述 1．洗衣机的发展史 洗衣服是每个家庭都无法逃避的家庭劳动。洗衣机的出现给人们的生活带来了相当大的方便，它的普及大大降低了大多数家庭的体力劳作。 1858年，美国人汉密尔顿·史密斯制成了第一台洗衣机。1874年，美国人比尔·布莱克斯发明了第一台人工搅动式洗衣机，使得“手洗时代”受到了挑战。1910年美国人研制出了第一台电动式洗衣机。1922年美国玛塔依格公司生产出了第一台搅拌式洗衣机。1932年美德克斯航空公司研制成功了第一台前装式滚筒式洗衣机，这台机衣机能够使洗涤、漂洗、脱水三个步骤在同一个滚中操作。与此同时，世界各地也相继出现了洗衣机。洗衣机工业快速迅猛地发展起来。 1937年第一台自动洗衣机问世。1955年日本研制出波轮式洗衣机。60年代日本出现了半自动洗衣机。70年代生产出了波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期以电脑控制的全自动洗衣机在日本问世。80年代“模糊控制”开始应用于洗衣机中，使得洗衣机能够通过模糊控制使洗衣机操作更加简单，实现智能化。近半个多世纪里，在工业发达国家，全自动洗衣机技术得到广的应用，其年总产量及社会普及率均以达到相当高的水平。 2．我国洗衣机的发展现状 洗衣机在中国起步较晚，1978年才开始正式生产家用洗衣机。随着改革开放的不断深入，经济的持续增长，人民生活水平的普遍提高，人们对于洗衣机的认识也在不断发展，进入80年代后，中国洗衣机行业一直保持着旺盛的发展形

势。目前，洗衣机在我国城市甚至广大农村已得到大围的普及。中国洗衣机市场正处于快速更新换代阶段，市场潜力巨大，随着家用电器的自动化、智能化发展，人们对于洗衣机的期望也越来越高。1983年，中国洗衣机产量由1978年的400台增至365万台。此后全国各处都大规模的引进国外先进洗衣机技术。中国的洗衣机发展突飞猛进，先进技术的引进、吸收和创新，极促进了中国洗衣机的生产能力和产业质量。经过三十年的发展，我国的洗衣机年产量已位于世界第一，将近为世界总年产量的四分之一。 1.2课程设计的意义 课程设计进一步锻炼同学们在微机原理应用方面的实际工作能力。计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧密联系实际：掌握这方面的知识更要强调解决实际问题的能力。学会面对一个实际问题，如何去自己收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地去分析和解决前进道路上的问题。《微机原理与接口技术》课程是我们电气工程及其自动化专业本科生必修的一门技术基础课程。通过该课程的学习使学生对微机系统有一个全面的了解、掌握常规芯片的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法。 二洗衣机控制系统的设计 2.1 设计容 系统设计并建立一个由微机控制的洗衣机控制系统，并完成：

汇编与微机原理课程设计报告

微机接口课程设计报告 （题目：模拟自动门） 指导老师郭兰英 班级2015240204

目录 一概述 (1) 1.1 课程设计名称 (1) 1.2 课程设计要求 (1) 1.3 课程设计目的 (1) 二设计思想 (1) 三实施方案 (2) 3.1 获得传感器和“门”的状态 (2) 3.2 驱动步进电机和点阵模块 (2) 3.3 实现硬件延时 (3) 四硬件原理 (3) 4.1 中断控制器8259 (4) 4.2并行接口8255 (4) 4.3 定时/计数器8254 (5) 4.4 点阵LED显示屏 (5) 4.5 步进电机 (6) 4.6 红外距离传感器 (7) 五软件流程 (8) 六程序运行结果及分析 (11) 6.1 开门状态 (11) 6.2 关门状态 (12) 6.3 关门操作进行时中断到开门操作 (14)

6.4特殊状态 (15) 七个人感想 (16) 八附录 (18)

一、概述 1.1课程设计名称 模拟自动门 1.2课程设计要求 1)用汇编语言编程完成硬件接口功能设计。 2)硬件电路基于80x86微机接口。 3)程序功能包含:步进电机转动、点阵显示开关门、传感器检测是否有人、8254延时。 4)传感器检测有人时开门，门全开后延时几秒关门，若关门时检测到有人，立刻开门。 1.3课程设计目的 通过本课程设计，让学生对微机系统有一个较面的理解，对典型数字接口电路的应用技术有一个较深入的掌握，并对应用系统进行硬件原理和软件编程进行分析、设计和调试，达到基本掌握简单微型计算机应用系统软硬件的设计方法，提高项目开发能力的目的。要求同学分组完成课题，写出课程设计说明书，画出电路原理图，说明工作原理，编写设计程序及程序流程图。 二、设计思想 本程序主要功能是模拟商场等公共场所的自动门，实现有物体靠近并被传感器检测到时发生一系列变化的效果，模拟实现开门关门的功能。 为了尽量模拟真实场景下的自动门状态变化，本程序主要可以实现以下功能： 1、当传感器可检测范围内检测到物体，并且“门”为“关”的状态，立即“打开门”，即用一系列的硬件动作模拟自动门打开的动作和状态。 2、当“门”完全打开后一段时间后，传感器范围内检测不到物体时，立即“关闭门”, 用一系列的硬件动作模拟自动门关闭的动作和状态。

计算机控制技术课程设计

计算机控制技术课程设计 业：自动化 班级：动201xxx 姓名：xxx 学号：2013xxxxxx 指导教师：xxx 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016 年 07 月 15 日

水箱液位控制系统设计 1设计目的 通过课程设计使学生掌握如何应用微型计算机结合自动控制理论中的各种控制算法构成一个完整的闭环控制系统的原理和方法；掌握工业控制中典型闭环控制系统的硬件部分的构成、工作原理及其设计方法；掌握控制系统中典型算法的程序设计方法；掌握测控对象参数检测方法、变送器的功能、执行器和调节阀的功能、过程控制仪表的PID控制参数整定方法，进一步加强对课堂理论知识的理解与综合应用能力，进而提高解决实际工程问题的能力。 2 设计要求 设计双容水箱液位控制系统，由水泵1、2分别通过支路1、2向上水箱注水，在支路一中设置调节阀，为保持下水箱液位恒定，支路二则通过变频器对下水箱液位施加干扰。设计串级控制系统以维持下水箱液位的恒定，双容水箱液位控制系统示意图如下图1所示。 图1 双容水箱液位控制系统示意图 3 设计方法 为保持水箱液位的稳定，设计中采用闭环系统，将下水箱液位信号经水位检测器送至控制器（PID），控制器将实际水位与设定值相比较，产生输出信号作用于执行器（控制阀），从而改变流量调节水位。当对象是单水箱时，通过不断调整PID参数，单闭环控制系统理论上可以达到比较好的效果，系统也将有较好的抗干扰能力。该设计对象属于双水箱系统，整个对象控制通道相对较长，如果采用单闭环控制系统，当上水箱有干扰时，此干扰经过控制通路传递到下水箱，会有很大的延迟，进而使控制器响应滞后，影响控制效果，在实际生产中，如果干扰频繁出现，无论如何调整PID参数，都将无法得到满意的效果。考虑到串级控制可以使某些主要干扰提前被发现，及早控制，在内环引入负反馈，检测上水箱液位，将液位信号送至副控制器，然后直接作用于控制阀，以此得到较好的控制效果。 4设计方案及原理 系统功能介绍 整个过程控制系统由控制器，执行器，测量变送，被控对象组成，在本次控制系统中控制器为单片机，采用算法为PID控制规律，执行器为电磁阀，采样采用A/D芯片,测量变送器为A，被控对象为流量B。整个控制过程，当系统受到扰

计算机控制系统课程设计

《计算机控制》课程设计报告 题目: 超前滞后矫正控制器设计 姓名: 学号: 10级自动化 2013年12月2日

《计算机控制》课程设计任务书 指导教师签字：系（教研室）主任签字： 2013年11 月25 日

1.控制系统分析和设计 1.1实验要求 设单位反馈系统的开环传递函数为) 101.0)(11.0(100 )(++= s s s s G ，采用模拟设 计法设计数字控制器，使校正后的系统满足：速度误差系数不小于100，相角裕度不小于40度，截止角频率不小于20。 1.2系统分析 （1）使系统满足速度误差系数的要求: ()() s 0 s 0100 lim ()lim 100 0.1s 10.011V K s G s s →→=?==++ (2)用MATLAB 画出100 ()(0.11)(0.011) G s s s s = ++的Bode 图为： -150-100-50050 100M a g n i t u d e (d B )10 -1 10 10 1 10 2 10 3 10 4 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Gm = 0.828 dB (at 31.6 rad/s) , P m = 1.58 deg (at 30.1 rad/s) Frequency (rad/s) 由图可以得到未校正系统的性能参数为： 相角裕度0 1.58γ=?， 幅值裕度00.828g K dB dB =, 剪切频率为：030.1/c rad s ω=， 截止频率为031.6/g rad s ω=

（3）未校正系统的阶跃响应曲线 024******** 0.20.40.60.811.2 1.41.61.8 2Step Response Time (seconds) A m p l i t u d e 可以看出系统产生衰减震荡。 （4）性能分析及方法选择 系统的幅值裕度和相角裕度都很小，很容易不稳定。在剪切频率处对数幅值特性以-40dB/dec 穿过0dB 线。如果只加入一个超前校正网络来校正其相角，超前量不足以满足相位裕度的要求，可以先缴入滞后，使中频段衰减，再用超前校正发挥作用，则有可能满足要求。故使用超前滞后校正。 1.3模拟控制器设计 （1）确定剪切频率c ω c ω过大会增加超前校正的负担，过小会使带宽过窄，影响响应的快速性。 首先求出幅值裕度为零时对应的频率，约为30/g ra d s ω=，令 30/c g rad s ωω==。 （2）确定滞后校正的参数 2211 3/10 c ra d s T ωω= ==, 20.33T s =,并且取得10β=

微机原理课程设计实验报告DOC

河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：学号： 专业班级： 课程名称： 学年学期： 指导教师： 年月

课程设计成绩评定表 学生姓名学号成绩 专业班级起止时间2011.12.24—2012.11.28 设计题目字符串动画显示 指 导 教 师 评 语 指导教师： 年月日

目录 一、课程设计的目的 (1) 二、设计题目 (1) 三、设计内容要求 (2) 四、设计成员及分工 (2) 五、课程设计的主要步骤 (2) 六、课程设计原理及方案 (3) 七、实现方法 (3) 八、实施结果 (8) 九、总结 (8) 十、体会感受 (8)

一、课程设计的目的 课程设计是以自己动手动脑，亲手设计与调试的。它将基本技能训练、基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践和创新能力。课程设计的意义，不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。作为信息时代的大学生，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。 课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节，它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一种较好方法。 《微机原理及应用》是一门应用性、综合性、实践性较强的课程，没有实际的有针对性的设计环节，学生就不能很好的理解和掌握所学的技术知识，更缺乏解决实际问题的能力。所以通过有针对性的课程设计，使学生学会系统地综合运用所学的理论知识，提高学生在微机应用方面的开发与设计本领，系统的掌握微机硬软件设计方法。 通过课程设计实践，不仅要培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书，掌握工程设计手段和软件工具，并能以图纸和说明书等表达设计思想和结果的能力。培养学生事实求是和严肃认真的工作态度。 通过设计过程，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的系统方案论证设计、编程、软件调试、查阅资料、编写说明书等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练的熟练掌握微机系统的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的软件开发工具的使用方法。 二、设计题目

微机原理课程设计报告-数字时钟的实现(附代码)

合肥工业大学 计算机与信息学院 课程设计 课程：微机原理与接口技术设计专业班级：计算机科学与技术x班学号： 姓名：

一、设计题目及要求： 【课题6】数字时钟 1．通过8253 定时器作产生秒脉冲定时中断。在中断服务程序中实现秒、分、小时的进位（24小时制）。 2．在七段数码管上显示当前的时分秒（例如，12 点10 分40 秒显示为121040）。 3．按“C”可设置时钟的时间当前值（对准时间）。 二、设计思想： 总体思想： 1、功能概述： 实验箱连线： 本实验建立在Dais实验箱基础上完成的基本连线及程序如下: 138译码器： A,B,C,D,分别连接A2,A3,A4,GS； y0连接8253的CS片选信号； y1连接8259的CS片选信号； 8253连线： 分频信号T2接8253的CLK0； 8253的OUT0接8259的IR7； 8253的gate信号接+5V； 8259连线： 8259的数据线接入数据总线；

本程序包括显示模块，键盘扫描模块，时间计数模块，设置模块等几个模块， （1）程序运行后，LED显示000000初始值，并且开始计数 （2）按C键进行设置初始时间，考虑到第一个数只能是0，1，2，当第一个数显示2时第二个数只能显示0~4，同理下面各位应满足时钟数值的合理的取值； （3）在手动输入初始值时，按D键进行回退1位修改已设置值，连续按D键可以全部进行删除修改。 2、主程序设计 主程序中完成通过调用子程序完成对8253及8259的初始化，对8259进行中断设置。主要在显示子程序和键盘子处理程序之间不断循环，8253每一秒给8259一个刺激，当8259接受到刺激后会给CPU一个中断请求，CPU会转去执行中断子程序，而中断子程序设置成时间计数加，即完成电子表的整体设计。详细流程图见图三-1。 3、LED显示子程序设计 本程序显示部分用了6个共阳极LED作为显示管，显示程序要做到每送一次段码就送一次位码，每送一次位码后，将位码中的0右移1位作为下次的位码，从而可以实现从左到右使6个LED依次显示出相应的数字。虽然CPU每隔一定时间便执行显示程序，但只要这个时间段不太长，由于人眼的视觉作用，就可以在6个LED上同时见到数字显示。 4、键盘扫描子程序设计 本程序需要用键盘对时间的初始值进行设置，因此对键盘扫描的子程序需要满足的功能如下： 判断是否是C键，若不是就返回至主程序，若是C键就开始对时间初始值进行设置，同时因注意到第一个值不可以超过2，第一个数是2时第二数不能超过4，余下的同理要满足时间数值的取值范围呢，若不是合法输入不予反应继续等待输入。当遇到输入数值错误时可以按下D键进行删除一位重新设置；当6位初始值全部设置成功后，电子表将自动开始走表。 5、时间运算子程序设计 该子程序的主要功能是对时、分、秒的运算，并把运算出的最终结果存到事先已经开辟

8086.8088微机原理课程设计

8086/8088微机原理课程设计 1、课程设计说明 “微机原理与接口技术课程设计”主要是测试学生的8086/8088系统输入输出技术应用能力、数字电路应用能力和程序设计能力。 设计题目中综合了《数字逻辑》、《微机原理与接口技术》和《程序设计基础》等课程中的相关知识点。特别是电气工程系各专业学习了《模拟电子》、《传感器技术》、《单片机技术》等课程，给题目的扩展和实际应用提供了基础。本课程的课程设计实际上是一个综合性应用的设计和制作。 这里只给出了部分课程设计的题目，主要和接口电路有关，每个题目的实现方式和扩展空间都很大，指导教师可根据学生的具体情况决定设计题目的内容和设计量。纯汇编语言软件的设计未在这里列出。 欢迎学生自拟题目，经指导教师审核其难易程度和确定所用器材，优先选用。 2、课程设计计分办法 课程设计的计分由课设题目（60）、课设报告（20）、考勤（20）三部分组成。 一、题目的选择 设计题目分为星级制（★），根据选择题目的难易程度确定成绩，以百分制计算，按比例计入总成绩。要根据个人情况合理选择题目，不可多组选择同一题目。 1、无星为最简题目，做完多个题目仅记分为及格（69分及以下）。 2、1星（★）为简单题目，做完1个题目记分为良（70～89分）。 3、2星（★★）为较难题目，做完1个题目记分优（90～100分）。 4、星级题目多做可提高分值。 5、课设一般为分组实施，主要设计者记原星级分值，辅助者减1星。 6.、未完成设计者视设计程度减星计分。 7、无星题目可单人完成，但不选题目者记0分。 二、报告要求 课设报告应按规定格式书写，并按时上交。报告原则上要求手工书写，如要打印必须是独立版本，遇雷同课设报告均不计入总成绩。 三、考勤 考勤。点名一次未到扣5分，5次以上记0分。

计算机控制系统及技术课程设计方案

计算机控制系统及技术课程设计方案

课程设计报告 ( -- 年度第 2 学期> 名称：计算机控制系统 题目：嵌入式处理器技术及其应用发展 院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 成绩： 日期：年月日

《计算机控制系统》课程设计 任务书 一、目的与要求 1．经过本课程设计教案环节，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方案的要求，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、主要内容 1、数字控制算法分析设计； 2、现代控制理论算法分析设计 3、模糊控制理论算法分析设计 4、过程数字控制系统方案分析设计； 5、微机硬件应用接口电路设计；

6、微机应用装置硬件电路、软件方案设计； 7、数字控制系统I/O通道方案设计与实现； 8、PLC应用控制方案分析与设计； 9、数据通信接口电路硬软件方案设计与性能分析； 10、现场总线控制技术应用方案设计； 11、数控系统中模拟量过程参数的检测与数字处理方法； 12、基于嵌入式处理器技术的应用方案设计 13、计算机控制系统抗干扰技术与安全可靠性措施分析设计 14、计算机控制系统差错控制技术分析设计 15、计算机控制系统容错技术分析设计 16、工程过程建模方法分析 三、进度计划 四、设计成果要求 1．针对所选题目的国内外应用发展概述； 2．课程设计正文内容，包括设计方案、硬件电路和软件流程，以及综述、分析等； 3．课程设计总结或结论以及参考文献；