计算机控制技术课程设计指导new

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1、计算机控制技术课程设计指导书18目录一、目的3二、设计内容3三、设计要求及实现步骤41、过程与分工42、焊接与测试43、板卡初始化和程序编写54、基本功能实现65、扩展功能实现66、报告格式6四、通信协议说明9五、电路原理图11六、元件放置图12八、元件清单16九、技术支持(常见问题解答)1818一、目的考查学生的动手能力、综合分析问题能力、处理问题的能力、沟通能力、团队协作能力，将所学的专业知识和专业技能运用到计算机控制技术课程设计中，在规定的时间内完成电路板的焊接、基本功能的实现和课程设计报告。二、设计内容计算机控制技术课程设计采用凌阳系列16位单片机为微处理

2、器，构建一个微型的电机控制系统，实现对步进电机的速度和方向控制，并利用串口通信实现上下位通信，实时监控电机的运行状态。在设计过程中，采用自动控制算法(如PID算法或者其他算法)控制电机的运动，对电机的运行过程进行监控。硬件部分采用单片机的最小系统，检测传感器输入信号，输出电机控制信号，并将数据传送到上位机观测电机运行过程，同时接收上位发出的命令和电机的控制内容，控制电机按照要求运行。设计时间为10天时间。18三、设计要求及实现步骤1、过程与分工本课程设计主要是针对计算机控制技术，以3个同学为一个小组，3人共同协作完成课程设计。在设计规定时间内(10天)完成板卡制作

3、和设计报告，每个小组选出一位小组组长，组长安排所在小组的工作进度，并对每位组员进行明确分工，3位组员共同协作完成课程设计。2、焊接与测试设计过程第一个阶段要求完成板卡的焊接，主要过程如下:（1）练习使用烙铁、镊子、钳子等工具。在焊接正式电路板之前，先熟练焊接过程，练习使用烙铁，配合镊子，焊锡焊接电阻、电容等一些常用的元器件。（2）焊接电源模块器件。首先，使用万用表测试电路板正电源与GND之间是否有短路现象，如发现光板上有短路现象，及时向指导老师报告，更换电路板:然后，认清电源模块器件的类型(电阻、电容、芯片)、放置方向(电解电容的正负极方向、芯片的管脚方向)、摆放

4、位置(见电路原理图和元件放置图);再对电路板电源模块器件进行焊接;最后，使用万用表测试电路板上的电源模块在焊接过程中是否出现短路和断路(虚焊)情况，焊接成功为输出电压正常，电路板电源指示灯亮。（3）焊接主芯片模块。主芯片模块是凌阳单片机CPU18工作模块，包括晶振电路、复位电路、下载电路、锁相环电路。注意主芯片的芯片座管脚方向和下载电路中的'74LS244芯片DIP插座的缺口方向。（4）焊接IO口模块和指示灯模块。IO口模块为输出设备，焊接器件主要是电阻和各种接插件，注意电阻大小和接插件方向:指示灯模块是LED灯，LED灯有正负极，焊接前用万用表量出LED灯的正负

5、极（LED正接万用表时，发出微弱光芒），然后参照电路原理图和制板图，焊接LED。（5）焊接串口模块。串口模块是用串口实现与上位机通信，焊接DB9串口座，贴片电解电容和串口MAX232芯片，先熟悉电解电容的正负极标志，查看电路图上的电容的正负极位置，焊接完成后，先检查电容的正负极是否与电路图保持一致，在确认正确无误的情况下进行上电测试。（6）焊接电机检测信号和控制信号模块。电机检测信号和控制信号模块主要焊接DIP芯片座和输入输出信号接插件，焊接时注意DIP芯片座缺口方向和接插件方向，焊接完成后对74LS245测试，检测芯片的输入输出电压和芯片电压是否正确。3、板卡初

6、始化和程序编写电路板卡初始化主要包括测试板卡的下载电路、IO口电路和串口电路，实现电路板可以进行程序下载，LED指示灯动态闪烁，IO口输出莫频率的方波信号，上下位机进行串口通信。程序主要包括LED闪烁程序，IO方波程序和串口通信程序。184、基本功能实现基本功能实现包括:（1）电路板能正常工作，输出方波信号，检测输入的方波信号的频率。（2）实现与上位机(PC机)串口通信，通信遵守所给出的通信协议。通信过程中与上位机程序对接，要求电路板串口传送的数据在上位机显示。（3）采用PWM和I/O两种方式驱动外部电机，采用PID算法或其他的算法，控制电机转动方向和转速。（4）

7、通过测试，判断电机最高启动频率和电机运行中最大空载转速（忽略码盘的影响）。5、扩展功能实现扩展功能实现包括:（1）电路板IO口能输入模拟信号，并对模拟信号采集。（2）扩展通信协议，如制定用于其他系统的协议设定，如温度侧量、压力测量等。（3）电机控制过程中采用复杂的PID算法或其他的算法，动态的调节电机的速度和方向，并给出测试数据或测试结果。6、报告格式18报告在课程设计完成后提交电子文档和打印纸质文档，报告内容包括:1、课程设计的思路和设计说明。2、设计过程中方案(软件方面或者硬件方面)的比较，论证。3、程序流程图。程序算法中所用到的物理公式或者数学公式要详细说明

8、。4、问题