08测控系统综合设计计划

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1、《测控系统综合设计》班级：测控技术与仪器专业10801班10802班时间：2011－2012学年第2学期1、2周学分：2学分指导教师：阮宁君李刚魏勇武洪涛一、目的与任务测控系统综合设计是设置在专业核心课完成之后进行的实践性教学环节，目的是对所学的专业基础知识有一个综合应用的设计训练。通过测量与控制系统的设计使学生掌握程控系统的组成与设计方法，培养学生的分析问题、解决实际问题的能力和创新能力。具体任务是设计一个基本的基于PC机和单片机的测量和控制系统，PC上位机包括串行数据传输，数据显示，数据文件记录，数据绘图显示，下位机包括传感器，信号处理电路，数据采集电路，数据显示电路，键盘控制电路，数

2、据采集程序，数据处理与显示程序，控制参数的计算和控制信号输出程序，完成对所选定物理量和系统工作状态的控制。二、教学基本要求设计题目的选择要与生产实际相结合，整个过程包含三个主要环节，1理论设计（设计方案的论证，设计指标的分解，各个模块的功能和指标要求，程序流程图）；2电路实验（仿真实验和安装和调试，电路功能与指标的测试）；3设计报告。三设计题目设计一个直流电机的转速测量控制系统。下位机功能要求：1小型直流电机转速的检测；2电机转速的控制（PWM技术）；3远程数据传输，波特率9600bps，字符串格式，每秒自动发送1次；44控制参数的上位机设定；5扩展功能：转速的闭环PID控制，多机通信的实

3、现；上位机主要功能：1用户界面设计；2数据通信程序设计；3文件记录程序设计；4绘图功能的设计与实现；5扩展功能：滚动绘图，坐标比率自动选择；四、设计地点与内容安排课程设计地点:长江大学主教701702，设计内容分上位机软件和下位机两大部分，每个部分1周时间，每两人为1组。具体内容安排如下：序号时间设计内容1星期1公布题目并对设计题目进行分析（讲课）查阅相关资料，画出系统的原理框图2星期2数据通信电路设计数据通信程序设计3星期3数据采集接口的设计数据采集接口的电路调试4星期4控制信号电路与控制程序的设计（PWM）控制参数的上位机设置5星期5电机转速的测量电机转速与闭环控制PID控制算法9星期

4、1上位机用户界面的创建上位机数据显示程序设计10星期2通信协议的研究与设计上位机通信程序设计与调试11星期3文件记录格式的研究与设计上位机文件记录程序设计12星期4上位机绘图程序设计图形滚动效果的设计与实现13星期5测试验收撰写课程设计报告五、成绩考核与评定标准（1）考勤与遵守纪律情况20%（2）电路设计和安装与调试50%（3）设计报告30%4及格：遵守纪律，完成理论设计，设计报告书写认真内容正确；中等：完成理论设计，对采集显示进行了安装调试，能够显示采集的数据；良好：完成测量功能，显示数据与物理量有正确的对应关系；优秀：具有控制功能，基本达到控制的目的；六、主要参考书1、单片微机原理教材

5、2、单片机实验指导书3、测控系统原理与设计教材七设计参考方案测控系统由上位机（显示操作平台），现场总线，多个控制设备3大部分构成。显示操作平台的任务是：发布控制命令，显示测控结果，记录历史资料，回放历史资料；现场总线的任务是：实现上下位机之间的数据传输；现场总线分有线和无线系统，有线系统的物理层协议RS232RS485CAN等，无线系统有RF905ZIGBEEWIFI蓝牙等。PC显示操作平台测控设备1测控设备2测控设备N现场总线（数据传输总线）计算机网络供电系统220VAC高压大功率供电低压供电图1测量网络系统结构单片机89C51程序数据显示键盘数据采集接口控制报警电路信号处理图2测控系统

6、原理框图传感器数据传输4各部分的主要作用如下：传感器放置在被测量点上，将物理量变换成为电压信号；信号处理电路将传感器输出的电压变成适合数据采集范围的电压信号；数据采集接口将电压转换成为数值并送入单片机系统；单片机系统完成采集电压到物理量的转换，数据的显示，控制目标的设定，控制信号的计算，测量数据到字符串的转换和串行数据发送；控制报警电路对系统功率进行控制，实现物理量向要求值的改变；键盘和显示电路实现参数的设置和数据显示；数据传输电路完成数据的远程传输。上位机完成：1系统运行状态的现实；2数据通信功能；3系统操作命令的发布；4系统信息及历史数据的记录；5数据的图像现实；6系统流程的动画现实等

7、。填表人武洪涛实验中心主任签字院（系）主管院长（主任）审批意见签名日期4