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微处理器课程设计报告

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桂林航天工业学院

课程设计报告

系(部):电子工程与自动化学院专业班级:xxxx班学生姓名:xxx学号:xxxxxx

课程:微处理器与接口技术课程设计

设计题目:简易波形发生器

完成日期:2016年01月04日

指导教师评语:

成绩(五级记分制):

指导教师(签字):____

摘要

本系统是基于STC89C52单片机的数字式低频信号发生器。采用STC89C52单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(LM324)、按键和8位数码管等。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等,同时用数码管指示其对应的频率。其设计简单、性能优好,可用于多种需要低频信号的场所,具有一定的实用性。

各种各样的信号是通信领域的重要组成部分,其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。为了实验、研究方便,研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。

本文介绍的是利用STC89C52单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源,其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法,STC89C52的基础理论,以及与设计电路有关的各种芯片。文中着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。信号频率幅度也按要求可调。

本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案,不仅在理论和实践上都能满足实验的要求,而且具有很强的可行性。该信号源的特点是:体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。

关键词: STC89C52 DAC0832 LM324 数码管

Abstract

The Waveform The system is a digital signal generator based on single chip computer.STC89c52 is used as a control microcontroller core.The system is composed by digital/analog comversion(DAC0832), imply circuit,button and nixie tube.It can generate the square, triangle and sine wave,with nixie tube.The system can be used for a signal soure in the low-frequency signal soure.It is very practical.

Various signals are an important part of correspondent area. In this area, sine wave, triangle wave and square wave are common signals. In science research and teaching experiment, we often need the occurrence equipment of these signals. In order to make the experiment and research easier, to develop a suitable, full functional and easily used signals

source is essential.

This paper introduces the low frequency sources of different signals that are produced by STC89C52 SCM and DAC0832. Its signal range and frequency can be controlled by requirement. This paper briefly introduces the structure principle and usage of DAC0832, the basic theory of STC89C52 and various chips which relevant to design circuit. this paper emphasized how to use SCM to control the hardware circuit and software program of the signals above which produced by DAC0832. The signal frequency range also can be adjusted by requirement.

This signal source design plan concerns on producing different low frequency signals, not only meet the request of experiment in theory and in practice, but also have strong feasibility. The trait of this signal source is: small volume, low price, stable function, easily achievable, and full function.

Key words:STC89c52, microcontroller, Infrared sensors, PWM

目录

摘要............................................................................................................................ I

Abstract................................................................................................................... I I 目录..........................................................................................................................III 前言 (1)

1 波形发生器概述 (2)

1.1波形发生器的发展状况 (2)

1.2国内外波形发生器产品比较 (3)

2 方案论证与比较 (4)

2.1 方案一 (4)

2.2 方案二 (4)

2.3 方案三 (5)

3 硬件原理 (6)

3.1 STC89c52单片机的内部结构 (6)

3.1.1 内部结构概述 (6)

3.1.2 CPU结构 (7)

3.1.3 存储器和特殊功能寄存器 (8)

3.2 P0-P3口结构 (8)

3.3 时钟电路和复位电路 (9)

3.3.1时钟电路 (9)

3.3.2单片机的复位状态 (9)

3.4 DAC0832的引脚及功能 (10)

4 软件原理 (12)

4.1 主流程图 (12)

4.2 三角波仿真图 (12)

4.3 方波仿真图 (14)

4.4 正弦波仿真图 (15)

总结 (17)

参考文献 (17)

前言

波形发生器也称函数发生器,作为实验信号源,是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前,市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成,且波形种类有限,多为锯齿波,正弦波,方波,三角波等波形。

信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备,传统的可以完全由硬件电路搭接而成,如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路经之一,不用依靠单片机。但是这种电路存在波形质量差,控制难,可调范围小,电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中,如工业过程控制,生物医学,地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意,而且由于低频信号源所需的RC很大;大电阻,大电容在制作上有困难,参数的精度亦难以保证;体积大,漏电,损耗显著更是致命的弱点。一旦工作需求功能有增加,则电路复杂程度会大大增加。

1 波形发生器概述

在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域,经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。

1.1波形发生器的发展状况

波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号,并保证高精度、高稳定性、可重复性和易操作性的电子仪器。函数波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点,不仅可以模拟各种复杂信号,还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制,并能够与其它仪器进行通讯,组成自动测试系统,因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。

在70 年代前,信号发生器主要有两类:正弦波和脉冲波,而函数发生器介于两类之间,能够提供正弦波、余弦波、方波、三角波、上弦波等几种常用标准波形,产生其它波形时,需要采用较复杂的电路和机电结合的方法。这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术,而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点,并且要产生较为复杂的信号波形,则电路结构非常复杂。同时,主要表现为两个突出问题,一是通过电位器的调节来实现输出频率的调节,因此很难将频率调到某一固定值;二是脉冲的占空比不可调节。

在70 年代后,微处理器的出现,可以利用处理器、A/D/和D/A,硬件和软件使波形发生器的功能扩大,产生更加复杂的波形。这时期的波形发生器多以软件为主,实质是采用微处理器对DAC的程序控制,就可以得到各种简单的波形。

90 年代末,出现几种真正高性能、高价格的函数发生器、但是HP公司推出了型号为HP770S的信号模拟装置系统,它由HP8770A任意波形数字化和HP1776A波形发生软件组成。HP8770A实际上也只能产生8 中波形,而且价格昂贵。不久以后,An alogic公司推出了型号为Data-2020的多波形合成器,Lecroy 公司生产的型号为9100 的任意波形发生器等。

到了二十一世纪,随着集成电路技术的高速发展,出现了多种工作频率可过GHz 的DDS 芯片,同时也推动了函数波形发生器的发展,2003 年,Agilent的产品33220 A能够产生17 种波形,最高频率可达到20M,2005 年的产品N6030A 能够产生高达500MHz 的频率,采样的频率可达 1.25GHz。由上面的产品可以看出,函数波形发生器发展很快近几年来,国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面:(1)过去由于频率很低应用的范围比较狭小,输出波形频率的提高,使得波形发生器能应用于越来越广的领域。波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和容易。波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存

储器。同时可以利用一种强有力的数学方程输入方式,复杂的波形可以由几个比较简单的公式复合成v=f (t)形式的波形方程的数学表达式产生。从而促进了函数波形发生器向任意波形发生器的发展,各种计算机语言的飞速发展也对任意波形发生器软件技术起到了推动作用。目前可以利用可视化编程语言(如Visual Basic ,Visual C 等等)编写任意波形发生器的软面板,这样允许从计算机显示屏上输入任意波形,来实现波形的输入。

(2)与VXI资源结合。目前,波形发生器由独立的台式仪器和适用于个人计算机的插卡以及新近开发的VXI模块。由于VXI总线的逐渐成熟和对测量仪器的高要求,在很多领域需要使用VXI系统测量产生复杂的波形,VXI的系统资源提供了明显的优越性,但由于开发VXI模块的周期长,而且需要专门的VXI机箱的配套使用,使得波形发生器VXI模块仅限于航空、军事及国防等大型领域。在民用方面,VXI模块远远不如台式仪器更为方便。

(3)随着信息技术蓬勃发展,台式仪器在走了一段下坡路之后,又重新繁荣起来。不过现在新的台式仪器的形态,和几年前的己有很大的不同。这些新一代台式仪器具有多种特性,可以执行多种功能。而且外形尺寸与价格,都比过去的类似产品减少了一半。

1.2国内外波形发生器产品比较

早在1978 年,由美国Wavetek 公司和日本东亚电波工业公司公布了最高取样频率为5MHz ,可以形成256 点(存储长度)波形数据,垂直分辨率为8bit,主要用于振动、医疗、材料等领域的第一代高性能信号源,经过将近30年的发展,伴随着电子元器件、电路、及生产设备的高速化、高集成化,波形发生器的性能有了飞速的提高。变得操作越来越简单而输出波形的能力越来越强。波形操作方法的好坏,是由波形发生器控制软件质量保证的,编辑功能增加的越多,波形形成的操作性越好。

微处理器课程设计报告

桂林航天工业学院 课程设计报告 系(部):电子工程与自动化学院专业班级:xxxx班学生姓名:xxx学号:xxxxxx 课程:微处理器与接口技术课程设计 设计题目:简易波形发生器 完成日期:2016年01月04日 指导教师评语: 成绩(五级记分制): 指导教师(签字):____

摘要 本系统是基于STC89C52单片机的数字式低频信号发生器。采用STC89C52单片机作为控制核心,外围采用数字/模拟转换电路(DAC0832)、运放电路(LM324)、按键和8位数码管等。通过按键控制可产生方波、三角波、正弦波等,同时用数码管指示其对应的频率。其设计简单、性能优好,可用于多种需要低频信号的场所,具有一定的实用性。 各种各样的信号是通信领域的重要组成部分,其中正弦波、三角波和方波等是较为常见的信号。在科学研究及教学实验中常常需要这几种信号的发生装置。为了实验、研究方便,研制一种灵活适用、功能齐全、使用方便的信号源是十分必要的。 本文介绍的是利用STC89C52单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源,其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法,STC89C52的基础理论,以及与设计电路有关的各种芯片。文中着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。信号频率幅度也按要求可调。 本次关于产生不同低频信号的信号源的设计方案,不仅在理论和实践上都能满足实验的要求,而且具有很强的可行性。该信号源的特点是:体积小、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。 关键词: STC89C52 DAC0832 LM324 数码管 Abstract The Waveform The system is a digital signal generator based on single chip computer.STC89c52 is used as a control microcontroller core.The system is composed by digital/analog comversion(DAC0832), imply circuit,button and nixie tube.It can generate the square, triangle and sine wave,with nixie tube.The system can be used for a signal soure in the low-frequency signal soure.It is very practical. Various signals are an important part of correspondent area. In this area, sine wave, triangle wave and square wave are common signals. In science research and teaching experiment, we often need the occurrence equipment of these signals. In order to make the experiment and research easier, to develop a suitable, full functional and easily used signals

热交换器温度控制系统课程设计报告书

热交换器温度控制系统 一.控制系统组成 由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵,变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。 图1换热器出口温度控制系统流程图 控制过程特点:换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象(出口温度)组成闭合回路。被调参数(换热器出口温度)经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c,测量值c与给定值r的差值e送入调节器,调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。 二、设计控制系统选取方案 根据控制系统的复杂程度,可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。对于控制系统的选取,应当根据具体的控制对象、控制要求,经济指标等诸多因素,选用合适的控制系统。以下是通过对换热器过程控制系统的分析,确定合适的控制系统。

换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示,冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程,通过热传导,从而使热流体的出口温度降低。热流体加热炉加热到某温度,通过循环泵流经换热器的管程,出口温度稳定在设定值附近。冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程,与热流体交换热后流回蓄电池,循环使用。在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀,可以调节冷热流体的大小。在冷流体出口设置一个电功调节阀,可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。多级离心泵的转速由便频器来控制。 换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大,反应迟缓等缺点,根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏,滞后小等特点,而离心泵转速是通过变频器调节的,因此,本系统中采用变频器作为执行器。 图2换热器的温度控制系统工艺流程图 引起换热器出口温度变化的扰动因素有很多,简要概括起来主要有: (1)热流体的流量和温度的扰动,热流体的流量主要受到换热器入口阀门的开度和循环泵压头的影响。热流体的温度主要受到加热炉加热温度和管路散热的影响。 (2 )冷流体的流量和温度的扰动。冷流体的流量主要受到离心泵的压头、转速

列管式换热器课程设计报告书

——大学《化工原理》列管式换热器 课程设计说明书 学院: 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 时间:年月日

目录 一、化工原理课程设计任务书............................................................................ . (2) 二、确定设计方案............................................................................ (3) 1.选择换热器的类型 2.管程安排 三、确定物性数据............................................................................ (4) 四、估算传热面积............................................................................ (5) 1.热流量 2.平均传热温差 3.传热面积 4.冷却水用量 五、工艺结构尺寸............................................................................ (6) 1.管径和管内流速 2.管程数和传热管数 3.传热温差校平均正及壳程数 4.传热管排列和分程方法 5.壳体内径 6.折流挡板 (7) 7.其他附件 8.接管 六、换热器核算............................................................................ . (8) 1.热流量核算 2.壁温计算 (10) 3.换热器内流体的流动阻力 七、结构设计............................................................................ . (13) 1.浮头管板及钩圈法兰结构设计 2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计 3.管箱结构设计 4.固定端管板结构设计 5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计 (14) 6.外头盖结构设计 7.垫片选择

化工原理设计:列管式换热器设计

化工原理课程设计 设计题目:列管式换热器的设计班级:09化工 设计者:陈跃 学号:20907051006 设计时间:2012年5月20 指导老师:崔秀云

目录 概述 1.1.换热器设计任务书 .................................................................... - 7 - 1.2换热器的结构形式 .................................................................. - 10 - 2.蛇管式换热器 ........................................................................... - 11 - 3.套管式换热器 ........................................................................... - 11 - 1.3换热器材质的选择 .................................................................. - 11 - 1.4管板式换热器的优点 .............................................................. - 13 - 1.5列管式换热器的结构 .............................................................. - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理............................................ - 16 - 1.7确定设计方案.......................................................................... - 17 - 2.1设计参数................................................................................. - 18 - 2.2计算总传热系数...................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸.......................................................................... - 19 - 2.4换热器核算 ............................................................................. - 21 - 2.4.1.换热器内流体的流动阻力 (21) 2.4.2.热流量核算 (22)

简单微处理器的设计

简单微处理器的设计 摘要:本课程设计采用EDA技术设计简单微处理器。系统设计采用自顶向下的设计方法。它由数的输入,数的比较,数的交换和结果输出四部分组成。系统实现采用硬件描述语言VHDL把系统电路按模块化方式进行设计,然后进行编程、时序仿真并分析。系统结构简单,使用方便,功能齐全,精度高,具有一定的应用价值。 关键词:处理器;输入;比较;交换

目录 1 引言 (1) 1.1课题设计的背景、目的 (1) 1.2 课程设计的内容 (1) 2 EDA、VHDL简介 (2) 2.1 EDA简介 (2) 2.2 VHDL简介 (2) VHDL语言的特点 (2) VHDL的设计流程 (3) 3 简单微处理器的设计过程 (4) 3.1设计规划 (4) 3.2 各模块设计及相应程序 (4) 4 系统仿真 (8) 1.数的输入. (8) 2 数的比较。 (8) 3 交换两个数。 (9) 4 结果输出(从小到大). (9) 结束语 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)

1 引言 随着社会的发展,科学技术也在不断的进步。特别是计算机产业,可以说是日新月异,而处理器,作为计算机中的一个重要部分,其性能从很大程度上决定了计算机的性能。本设计介绍的简单微处理器,要求具有以下验证程序所要求的功能:输入包含10个整数(无符号数)的数组M,按从小到大的顺序输出这10个数。 1.1课题设计的背景、目的 微处理器技术的发展是与微电子技术即大规模集成电路技术的发展分不开的。微电子技术以每18个月集成度提高一倍的速度迅速发展。20世纪80年代初,主要是16位微处理器8086/8088。1985年推出了80386微处理器,完成了16位体系结构向32位体系结构的转变。1989年80486出现了。80486的设计目标是提高指令执行速度和支持多处理器系统。80486在芯片内部增加一个8KB的高速缓冲存储器(cache),还增加了相当于80387的浮点部件(FPU),在基本指令的实现上,采用硬布线逻辑而不是微程序技术。1993年3月,Intel公司推出了第一代“奔腾”微处理器(Pentium),微处理器技术发展进入了一个新的阶段。到目前为止,“奔腾”已有四代产品。“奔腾”的设计思想是把如何提高微处理器内部指令执行的并行性作为主导。指令执行的并行性越好,微处理器的性能就越高。 本次设计的目的就是了解并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想,通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际,掌握所学的课程知识,学习VHDL基本单元电路的综合设计应用。通过对实用电子称的设计,巩固和综合运用所学课程,理论联系实际,提高IC设计能力,提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。通过课程设计深入理解VHDL语言的精髓,达到课程设计的目标。 1.2 课程设计的内容 本设计主要介绍的设计一台简单微处理器,要求具有以下验证程序所要求的功能:输入包含10个整数(无符号数)的数组M,按从小到大的顺序输出这10个数。 ( 1 )程序开始及输入10个数据。 ( 2 )数的比较。

课程设计报告,列管式换热器设计

设计(论文)题目: 列管式换热器的设计 目录 1 前言 (3) 2 设计任务及操作条件 (3) 3 列管式换热器的工艺设计 (3) 3.1换热器设计方案的确定 (3) 3.2 物性数据的确定 (4) 3.3 平均温差的计算 (4) 3.4 传热总系数K的确定 (4) 3.5 传热面积A的确定 (6) 3.6 主要工艺尺寸的确定 (6) 3.6.1 管子的选用 (6) 3.6.2 管子总数n和管程数Np的确定 (6) 3.6.3 校核平均温度差 t m及壳程数Ns (7) 3.6.4 传热管排列和分程方法 (7) 3.6.5 壳体径 (7) 3.6.6 折流板 (7)

3.7 核算换热器传热能力及流体阻力 (7) 3.7.1 热量核算 (7) 3.7.2 换热器压降校核 (9) 4 列管式换热器机械设计 (10) 4.1 壳体壁厚的计算 (10) 4.2 换热器封头选择 (10) 4.3 其他部件 (11) 5 课程设计评价 (11) 5.1 可靠性评价 (11) 5.2 个人感想 (11) 6 参考文献 (11) 附表换热器主要结构尺寸和计算结果 (12) 1 前言 换热器(英语翻译:heat exchanger),是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。 列管式换热器工业上使用最广泛的一种换热设备。其优点是单位体积的传热面积、处理能力和操作弹性大,适应能力强,尤其在高温、高压和大型装置中采用更为普遍。列管式换热器主要有以下几个类型:固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器等。 设计一个比较完善的列管式换热器,除了能满足传热方面的要求外,还应该满足传热效率高、体积小、重量轻、消耗材料少、制造成本低、清洗维护方便和操作安全等要求。 列管式换热器的设计,首先应根据化工生产工艺条件的要求,通过化工工艺计算,确定换热器的传热面积,同时选择管径、管长,确定管数、管程数和壳程数,

课程设计—列管式换热器

课程设计设计题目:列管式换热器 专业班级:应化1301班 姓名:王伟 学号: U201310289 指导老师:王华军 时间: 2016年8月

目录 1.课程设计任务书 (5) 1.1 设计题目 (5) 1.2 设计任务及操作条件 (5) 1.3 技术参数 (5) 2.设计方案简介 (5) 3.课程设计说明书 (6) 3.1确定设计方案 (6) 3.1.1确定自来水进出口温度 (6) 3.1.2确定换热器类型 (6) 3.1.3流程安排 (7) 3.2确定物性数据 (7) 3.3计算传热系数 (8) 3.3.1热流量 (8) 3.3.2 平均传热温度差 (8) 3.3.3 传热面积 (8) 3.3.4 冷却水用量 (8) 4.工艺结构尺寸 (9) 4.1 管径和管内流速 (9) 4.2 管程数和传热管数 (9)

4.3 传热管排列和分程方法 (9) 4.4 壳体内径 (10) 4.5 折流板 (10) 4.6 接管 (11) 4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11) 4.6.2 管程流体进出管时接管 (11) 4.7 壁厚的确定和封头 (12) 4.7.1 壁厚 (12) 4.7.2 椭圆形封头 (12) 4.8 管板 (12) 4.8.1 管板的结构尺寸 (13) 4.8.2 管板尺寸 (13) 5.换热器核算 (13) 5.1热流量衡算 (13) 5.1.1壳程表面传热系数 (13) 5.1.2 管程对流传热系数 (14) 5.1.3 传热系数K (15) 5.1.4 传热面积裕度 (16) 5.2 壁温衡算 (16) 5.3 流动阻力衡算 (17) 5.3.1 管程流动阻力衡算 (17) 5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)

嵌入式系统课程设计---基于ARM微处理器的数码管驱动设计-任务书(1)

河南工业大学嵌入式课程设计 课程设计题目:基于ARM微处理器的数码管驱动设计学院:信息科学与工程学院 班级:电科1304 姓名: 学号:2013160304 指导老师姓名:李智慧

13级电科专业课程设计任务书

基于ARM微处理器的数码管驱动设计 一、设计要求 1.1实验内容: 1. 利用ARM微处理器实现数码管显示驱动; 2.能够显示0 1 2 3 4 5 6 7 8 9等数字,且循环显示; 3. 通过按键改变循环显示速度; 1.2实验设备: 硬件:PXA270 实验平台,PXA270 ARM 标准/增强型仿真器套件,PC 机。 软件:VMware Workstation、Ubuntu、win7。 二、设计方案 本次试验选用的芯片为 PXA270 ,使用的是 PXA270集成试验箱。基于 IntelXScale 架构的 PXA270处理器,集成了存储单元控制器、时钟和电源控制器、 DMA控制器、 LCD控制器、 AC97控制器、 I2S 控制器、快速红外线通信 (FIR) 控制器等外围控制器,可以实现丰富的外围接口功能。其低电源运行模式以及动态电源管理技术可以有效的降低电源的功耗。使用试验箱上的 4X4 的矩阵键盘作为输入,用来控制数码管显示的快慢速度,将需要输出的各个数码管状态从两个数码管中输出。 三、设计原理 1、数码管结构 七段数码管由 8 个发光二极管排列组成(包括小数点位)如下图所示: 这 8 个独立的二极管通常被命名: a.b.c.d.e.f.g.h 。 h 表示小数点。利用 7 段数码管能显示所有数字以及部分英文字母。 数码管有 2 种不同的形式:一种是 8 个发光二极管的阳极都连一起,成为共 阳极 8 段数码管如图所示: 共阳极 8 段数码管的 8 个发光二极管的正极一起接 VCC ,要控制数码管中的某一段亮,比如 A段,只须要控制数码管的 A 脚为低电平就可以了,反之熄灭 A 段就控制 A 脚为高电平。

列管式换热器设计

酒泉职业技术学院 毕业设计(论文) 2013 级石油化工生产技术专业 题目:列管式换热器设计 毕业时间: 2015年7月 学生姓名:陈泽功刘升衡李侠虎 指导教师:王钰 班级: 13级石化(3)班 2015 年 4月20日 酒泉职业技术学院 2013 届各专业 毕业论文(设计)成绩评定表

答辩小 组评价 意见及 评分 成绩:签字(盖章)年月日 教学系 毕业实 践环节 指导小 组意见 签字(盖章)年月日 学院毕 业实践 环节指 导委员 会审核 意见 签字(盖章)年月日 一、列管式换热器计任务书 某生产过程中,需用循环冷却水将有机料液从102℃冷却至40℃。已知有机料液的流量为2.23×104 kg/h,循环冷却水入口温度为30℃,出口温度为40℃,并要求管程压降与壳程压降均不大于60kPa,试设计一台列管换热器,完成该生产任务。 已知: 有机料液在71℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值) 密度 定压比热容℃ 热导率℃

粘度 循环水在35℃下的物性数据: 密度 定压比热容K 热导率K 粘度 二、确定设计方案 (1)选择换热器的类型 (2)两流体温的变化情况: 热流体进口温度102℃出口温度40℃;冷流体进口温度30℃,出口温度为40℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用浮头式换热器。 (3)管程安排 从两物流的操作压力看,应使有机料液走管程,循环冷却水走壳程。但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的热流量下降,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。 三、确定物性数据 定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。故壳程混和气体的定性温度为 T= =71℃ 管程流体的定性温度为 t=℃ 根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。对有机料液来说,最可靠的无形数据是实测值。若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。有机料液在71℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值) 密度

列管式换热器设计方案计算过程参考

根据给定的原始条件,确定各股物料的进出口温度,计算换热器所需的传热面积,设计换热器的结构和尺寸,并要求核对换热器压强降是否符合小于30 kPa的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下:设计要求: =0.727Χ10-3Pa.s 密度ρ=994kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=62.6Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下: 进口温度:80.1℃出口温度:40℃ =1.15Χ10-3Pa.s 密度ρ=880kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=14.8Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量:1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 热负荷:Q=WhCph(T2-T1)=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W 冷却水用量:Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s

4、传热面积的计算。 平均温度差 确定R和P值 查阅《化工原理》上册203页得出温度校正系数为0.8,适合单壳程换热器,平均温度差为 △tm=△t’m×0.9=27.2×0.9=24.5 由《化工原理》上册表4-1估算总传热系数K(估计)为400W/(m2·℃) 估算所需要的传热面积: S0==75m2 5、换热器结构尺寸的确定,包括: (1)传热管的直径、管长及管子根数; 由于苯属于不易结垢的流体,采用常用的管子规格Φ19mm×2mm 管内流体流速暂定为0.7m/s 所需要的管子数目:,取n为123 管长:=12.9m 按商品管长系列规格,取管长L=4.5m,选用三管程 管子的排列方式及管子与管板的连接方式: 管子的排列方式,采用正三角形排列;管子与管板的连接,采用焊接法。(2)壳体直径; e取1.5d0,即e=28.5mm D i=t(n c—1)+2e=19×(—1)+2×28.5=537.0mm,按照标准尺寸进行整圆,壳体直径为600mm。此时长径比为7.5,符合6-10的范围。

化工原理课程设计说明书(换热器的设计)

中南大学 化工原理课程设计 2010年01月22日 <

目录 一、设计题目及原始数据(任务书) (3) 二、设计要求 (3) 三、列环式换热器形式及特点的简述 (3) 四、论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择 (8) 五、换热过程中的有关计算(热负荷、壳层数、总传热系数、传热 面积、压强降等等) (10) ①@ 14 ②物性数据的确定……………………………………………… ③总传热系数的计算 (14) ④传热面积的计算 (16) ⑤工艺结构尺寸的计算 (16) ⑥换热器的核算 (18) 六、设计结果概要表(主要设备尺寸、衡算结果等等) (22) 七、主体设备计算及其说明 (22) 八、主体设备装置图的绘制 (33) 九、? 33十、课程设计的收获及感想………………………………………… 十一、附表及设计过程中主要符号说明 (37) 十二、参考文献 (40)

一、设计题目及原始数据(任务书) 1、生产能力:17×104吨/年煤油 # 2、设备形式:列管式换热器 3、设计条件: 煤油:入口温度140o C,出口温度40 o C 冷却介质:自来水,入口温度30o C,出口温度40 o C 允许压强降:不大于105Pa 每年按330天计,每天24小时连续运行 二、设计要求 1、选择适宜的列管式换热器并进行核算 【 2、要进行工艺计算 3、要进行主体设备的设计(主要设备尺寸、横算结果等) 4、编写设计任务书 5、进行设备结构图的绘制(用420*594图纸绘制装置图一张:一主视图,一俯视图。一剖面图,两个局部放大图。设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。) 三、列环式换热器形式及特点的简述 换热器概述

列管式换热器课程设计

(封面) XXXXXXX学院 列管式换热器课程设计报告 题目: 院(系): 专业班级: 学生姓名: 指导老师: 时间:年月日 目录

1、设计题目(任务书) (2) 2、流程示意图 (3) 3、流程及方案的说明和论证 (3) 4、换热器的设计计算及说明 (4) 5、主体设备结构图 (10) 6、设计结果概要表 (11) 7、设计评价及讨论 (12) 8、参考文献 (12) 附图:主体设备结构图和花版设计图 一.任务书

(一)设计题目: 列管式冷却器设计 (二)设计任务: 将自选物料用河水冷却或自选热源加热至生产工艺所要求的温度 (三)设计条件: 1.处理能力:G=学号最后2位×300t物料/d; 2.冷却器用河水为冷却介质,考虑广州地区可取进口水温度为20~30C;加热器用热水或水蒸气为热源,条件自选; 3.允许压降:不大于105Pa; 4.传热面积安全系数5~15% 5.每年按330天计,每天24小时连续运行。 (四)设计要求: 1.对确定的设计方案进行简要论述; 2.物料衡算、热量衡算; 3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸; 4.计算阻力; 5.选择合宜的列管换热器并运行核算; 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构(3号图纸)、花板布置图(3号图纸); 7.编写设计说明书(包括:①.封面;②.目录;③.设计题目;④.流程示意图;⑤.流程及方案的说明和论证;⑥设计计算及说明;⑦主体设备结构图;⑧设计结果概要表;⑨对设计的评价及问题讨论;⑩参考文献。) (五)设计进度安排: 备注:参考文献格式: 期刊格式为:作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号(期号):起止页码。专著格式为:作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码。 二.流程示意图

化工原理课程设计报告(换热器)

《化工原理课程设计任务书》(1) 一、设计题目: 设计一台换热器 二、操作条件: 1.苯:入口温度80℃,出口温度40℃。 2.冷却介质:循环水,入口温度35℃。 3.允许压强降:不大于50kPa。 4.每年按300天计,每天24小时连续运行。 三、设备型式: 管壳式换热器 四、处理能力: 1. 99000吨/年苯 五、设计要求: 1.选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2.管壳式换热器的工艺计算和主要工艺尺寸的设计。 3.设计结果概要或设计结果一览表。 4.设备简图。(要求按比例画出主要结构及尺寸) 5.对本设计的评述及有关问题的讨论。 一、选定管壳式换热器的种类和工艺流程 1.选定管壳式换热器的种类 管壳式换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备。与其他种类的换热器相比,其主要优点是:单位体积具有的传热面积较大以及传热效果较好;此外,结构简单,制造的材料范围较广,操作弹性也较大等。因此在高压高温和大型装置上多采用管壳式换热器。 管壳式换热器中,由于两流体的温度不同,管束和壳体的温度也不相同,因此他们的热膨胀程度也有差别。若两流体的温度差较大(50℃以上)时,就可能由于热应力而引起设备变形,甚至弯曲或破裂,因此必须考虑这种热膨胀的影响。根据热补偿方法的不同,管壳式换热器有下面几种形式。

(1)固定管板式换热器 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一些列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以致管子扭弯或是管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。但补偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于60-70℃和壳程流体压强不高的情况下。一般壳程压强超过0.6MPa时,补偿圈过厚,难以伸缩,失去温差补偿作用,就要考虑其他结构。其结果如下图所示: (2)浮头式换热器 换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器称为浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不受壳体约束,因此当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点是结构复杂,造价高。其结构如下: (3) U型管换热器 这类换热器只有一个管板,管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。其结构如下图所示: (4)填料函式换热器 这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低廉。但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理一易挥发、易燃易爆和有毒的介质。其结构如下: 由设计书的要求进行分析: 一般来说,设计时冷却水两端温度差可取为5℃~10℃。缺水地区选用较大的温度差,水资源丰富地区选用较小的温度差。青海是“中华水塔”,水资源 相对丰富,故选择冷却水较小的温度差6℃,即冷却水的出口温度为31℃。T m -t m =80+4025+31 -=32 22 ℃<50℃,且允许压强降不大于50kPa,可选择固定管板式换 热器。 2.工艺流程图 主要说明:由于循环冷却水较易结垢,为便于水垢清洗,所以选定循环水走管程,苯走壳程。如图所示,苯经泵抽上来,经加水器加热后,再经管道从接管C进入换热器壳程;冷却水则由泵抽上来经管道从接管A进入换热器管程。两物质在换热器中进行换热,苯从80℃被冷却至40℃之后,由接管D流出;循环冷却水则从25℃变为31℃,由接管B流出。 二、管壳式换热器的工艺计算和主要工艺尺寸的设计 1.估算传热面积,初选换热器型号 (1)基本物理性质数据的查取

列管式换热器的设计

化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 班级: | 姓名学号: 指导教师: $

目录§一.列管式换热器 ! .列管式换热器简介 设计任务 .列管式换热器设计内容 .操作条件 .主要设备结构图 §二.概述及设计要求 .换热器概述 .设计要求 ~ §三.设计条件及主要物理参数 . 初选换热器的类型 . 确定物性参数 .计算热流量及平均温差 壳程结构与相关计算公式 管程安排(流动空间的选择)及流速确定 计算传热系数k 计算传热面积 ^ §四.工艺设计计算 §五.换热器核算 §六.设计结果汇总 §七.设计评述 §八.工艺流程图 §九.主要符号说明 §十.参考资料

: §一 .列管式换热器 . 列管式换热器简介 列管式换热器又称为管壳式换热器,是最典型的间壁式换热器,历史悠久,占据主导作用,主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动,其行程称为管程;另一种流体在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 其主要优点是单位体积所具有的传热面积大,传热效果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广,操作弹性大,因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速,往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍流程度大为增加。 列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大(50℃以上)时,就可能由于热应力而引起设备的变形,甚至弯曲或破裂,因此必须考虑这种热膨胀的影响。 设计任务 ¥ 1.任务 处理能力:3×105t/年煤油(每年按300天计算,每天24小时运行) 设备形式:列管式换热器 2.操作条件 (1)煤油:入口温度150℃,出口温度50℃ (2)冷却介质:循环水,入口温度20℃,出口温度30℃ (3)允许压强降:不大于一个大气压。 备注:此设计任务书(包括纸板和电子版)1月15日前由学委统一收齐上交,两人一组,自由组合。延迟上交的同学将没有成绩。 [ .列管式换热器设计内容 1.3.1、确定设计方案 (1)选择换热器的类型;(2)流程安排 1.3.2、确定物性参数 (1)定性温度;(2)定性温度下的物性参数 1.3.3、估算传热面积 (1)热负荷;(2)平均传热温度差;(3)传热面积;(4)冷却水用量 % 1.3.4、工艺结构尺寸 (1)管径和管内流速;(2)管程数;(3)平均传热温度差校正及壳程数;(4)

列管式换热器课程设计

化工原理课程设计说明书列管式换热器的选用和设计

目录 1 化工原理课程设计任务书 2 设计概述 3 换热器方案的确定 3.1 确定设计方案 3.2确定物性数据 3.3 计算总传热系数 4 计算换热面积 5 工艺结构尺寸 5.1 管径和管内流速 5.2 管程和传热管数 5.3 平均传热温差校正及壳程数 6传热管的排列和分程方法 7换热器核算 8 换热器的主要结构尺寸和计算结果表 9 设计评述 10 参考资料 11 主要符号说明 12 特别鸣谢

1化工原理课程设计任务书 欲用自来水将2.3万吨/年的异丁烯从300℃冷却至90℃,冷水进、出口温度分别为25℃和90℃。若要求换热器的管程和壳程压强降不大于100kpa,试选择合适型号的列管式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。 名称水异丁烯 密度 996 12 比热 4.08 130 导热系数 0.668 0.037 粘度 0.37×10^-3 13×10^-3 2.概述与设计方案简介 换热器的类型 列管式换热器又称为管壳式换热器,是最典型的间壁式换热器,历史悠久,占据主导作用,主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动,其行程称为管程;另一种流体在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 其主要优点是单位体积所具有的传热面积大,传热效果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广,操作弹性大,因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速,往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍流程度大为增加。列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大(50℃以上)时,就可能由于热应力而引起设备的变形,甚至弯曲或破裂,因此必须考虑这种热膨胀的影响。 2.1换热器 换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同,故换热器的类型也是多种多样。 按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类:混合式、蓄热式、间壁式。 间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中,冷、热流体被固体壁面隔开,互不接触,热量从热流体穿过壁面传给冷流体。该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。间壁式换热器的应用广泛,形式繁多。将在后面做重点介绍。

微原课程设计

微机原理课程设计 学院机电工程学院 专业自动化 姓名颜秦鑫 学号 指导教师千博董瑞军

第一章绪论 1.1课程设计的意义: 《微机原理与接口技术》是自动化专业的专业基础课,在总课程体系种占有重要的位置。课程设计的目的是使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识,加深对微机应用的理解,以达到巩固课堂教学内容,并进一步加强学生的应用能力和创新能力,是培养学生综合素质,提高动手能力,增强发现问题和解决问题能力的重要部分。 1.2课程设计的目的: 1.掌握8088最小系统的实现方法 2.掌握利用8088最小系统完成存储器的设计及其扩展方法 3.掌握系统设计时的地址空间分配及其译码电路设计 4.掌握利用8088最小系统完成接口设计的方法 5.掌握8255、8253、0809、0832等芯片的使用方法 1.3 课程设计的要求: 1.构成8088最小工作系统 2.分别采用两片6264和2764完成存储器电路的设计 3.采用ADC0809组成8位温度AD变换接口电路 4.采用DAC0832组成8位DA变换接口电路驱动直流电机 5.采用8255和8253组成步进电机的控制电路 第二章设计思路说明 2.1 设计任务分析: 系统要求采用8088工作于最小方式下,在这种方式中,8088CPU引脚直接产生存储器或I/O口读写的所有控制信号。首先利用8284提供时钟信号,同时也提供了复位信号和准备好信号。然后利用3片74LS373锁存器芯片形成20位地址总线,利用1片74LS245双向数据收发器芯片形成8位数据总线,至此形成

总线逻辑电路和最小系统工作电路。存储器设计分别采用2片2764和2片6264进行扩展,分别形成16KB的ROM和16KB的RAM。温度变换电路采用AD590采集温度信号送入0809的通道进行AD转换,并用8259对其产生的EOC信号产生中断控制。将系统数据送入0832进行DA转换,完成控制直流电机。系统的定时计数器8253完成对步进电机定时计数,采用8255并行接口控制步进电机。以上各模块译码电路均由74LS138产生。 2.2 系统各模块地址空间分配: 存储器模块: ROM:FC000H—FFFFFH RAM:00000H—03FFFH 温度变换模块: ADC0809:000H—007H 8259:008H—009H 直流电机驱动模块: DAC0832:00AH 步进电机控制模块: 8253:00CH—00FH 8255:010H—013H 键盘显示模块: 8255:014H—017H 第三章电路总体构成 3.1 最小系统设计: 3.1.1 8088芯片介绍 1.8088芯片简介:

列管式换热器设计

第一章列管式换热器的设计 1.1概述 列管式换热器是一种较早发展起来的型式,设计资料和数据比较完善,目前在许多国家中已有系列化标准。列管式换热器在换热效率,紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器,但是它具有结构牢固,适应性大,材料范围广泛等独特优点,因而在各种换热器的竞争发展中得以继续应用下去。目前仍是化工、石油和石油化工中换热器的主要类型,在高温高压和大型换热器中,仍占绝对优势。例如在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜(或再沸器)和冷凝器、化工厂中蒸发设备的加热室等,大都采用列管式换热器[3]。 1.2列管换热器型式的选择 列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分,主要有以下几种:(1)固定管板式换热器:这类换热器的结构比较简单、紧凑,造价便宜,但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。因此,当管壁与壳壁温度相差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以致管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏整个换热器。 为了克服温差应力必须有温度补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。 (2)浮头换热器:换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以便管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上来连接有一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。这种型式的优点为:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不受壳体的约束,因而当两种换热介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂,造价高。 (3)填料函式换热器:这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构与比浮头式简单,造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能,壳程终不应处理易挥发、易爆、易燃和有毒的介质。 (4)U型管换热器:这类换热器只有一个管板,管程至少为两程管束可以抽出清洗,

16位cpu设计课程设计

石家庄经济学院 信息工程学院 计算机组成原理课程设计报告 题目16位模型计算机的设计 姓名 学号 班号 指导老师 成绩 2011年1月

目录 1. 课程设计目的 (3) 2. 开发工具选择 (3) 3. 方案选择 (3) 4.指令系统设计 (4) 5. 模型机框图设计 (4) 6. 指令流程图 (5) 7.微指令格式(微程序控制器)设计 (6) 8.微程序(微程序控制器)设计 (7) 9. VHDL程序代码 (9) 10. 调试仿真 (16) 11. 课程设计回顾总结 (18) 参考文献 (18)

1. 课程设计目的 (1)、计算机组成原理课程设计的主要任务是让学生通过动脑和动手解决计算机设计中的实际问题。综合运用所学计算机组成原理知识,在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成系统构造一台基本的模型计算机,掌握整机概念,并设计机器指令系统,编写程序,在所设计的模型计算机上调试运行。 (2)、通过一台模型机的设计过程,明确计算机的控制原理与控制过程,巩固和灵活应用所学的理论知识,掌握计算机组成的一般设计方法,提高学生设计能力和实践操作技能,为从事计算机研制与设计打下基础。 2. 开发工具选择 使用QUARTUS 5.0软件编写并调试VHDL程序,然后做功能仿真。 3. 方案选择 本次实习的内容为16位模型计算机的设计,单总线,采用微程序控制方式,有四种寻址方式:直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址和变址寻址。 微程序控制方式由微指令译码产生。微程序中一条机器指令往往分成几步执行,将每一步操作所需的若干为命令以代码编写在一条微指令中,若干条微指令组成一段微程序,对应一条机器指令。然后根据系统的需要,事先编制各段微程序,将它存入一个专用寄存器(即控制存储器)中。 微程序执行过程:如图1所示,为微程序控制基本框: (1)从控存中逐条取出“取指令操作”,执行取指令公共操作。 (2)根据指令的操作码,经过微地址形成部件,得到这条指令的入口地址,并送入微地址寄存器中。 (3)从控存中逐条的取出对应的微指令并执行。 (4)执行完一条机器指令对应的微程序后又回到取指微程序的入口地址,继续第(1)步,以完成取下一条机器指令的公共操作。 IR PSW PC 微地址 形成电路 微地址寄 存器μAR 微指令寄存器μIR 译码器 控制存储器CM 指令代码 运行状态 …… 微命令字段微地址字段 …… 微命令序列 图1 微程序控制基本框

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