《毕业论文写作》
题目：基于PLC技术的彩灯控制器
系（院）：机电与汽车工程系专业：机电一体化技术
姓名：卜志康学号： 1009010304
校内指导教师：周月娥职称：讲师
2013年2月27日
【摘要】可编程序逻辑控制器最初只具备逻辑控制、定时、计数的功能，主要是用来取代继电接触器控制。当今的PLC具有可靠性高、控制能力强、组成灵活和操作方便的特点在工业领域广泛运用。本毕业设计的第一章节主要从PLC的特点、结构和工作原理上进行详细地阐述。S7-200系统可编程控制器是西门子公司生产的小型可编程序控制器，全部采用整体式结构，有的只能单机运行，有的可以进行输入输出扩展，有的还可以接特殊功能扩展模块。它结构小巧，可靠性高，运行速度快。在本次毕业设计中主要运用了S7-200系列PLC对彩灯进行控制，设计中涉及到硬件电路接线、STL指令和梯形图，最终实现彩灯系统全过程的自动化控制。
【关键词】可编程控制器 S7-200 彩灯控制梯形图 STL指令
目录
引言 (1)
第一章可编程控制器 (2)
1.1可编程控制器的概述 (2)
1.2PLC的特点 (3)
1.3PLC的结构及工作原理 (4)
1.4PLC的应用领域及发展趋势 (4)
第二章 S7-200可编程控制器 (7)
2.1S7-200可编程控制器概述 (7)
2.2S7-200的系统组成 (7)
2.3S7-200的扫描周期 (8)
2.4S7-200系列CPU的工作方式 (9)
第三章基于PLC的彩灯控制设计 (10)
3.1总体结构框图 (10)
3.2硬件电路设计 (10)
3.3彩灯STL控制指令 (13)
3.4彩灯控制梯形图 (15)
3.5调试 (23)
第四章毕业设计总结 (24)
参考文献 (25)
引言
随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。
在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。
本文就是具体的叙述PLC在彩灯控制中的具体应用。
第一章可编程控制器
1.1 可编程控制器的概述
20世纪60年代末期，由于市场的需求，迫使工业生产从大批量少品种的生产转变为小批量多品种的生产方式。就出现了可编程控制器。在可编程控制器产生之前，是以各种继电器为主要元件的电气控制路线承担着生产过程自动控制的艰巨任务的。由成百上千只各种继电器所构成的复杂的控制系统需要用成千上万根导线连接起来，安装这些继电器需要大量的继电器控制柜，且占据大量的空间。当这些继电器运行时，又会产生大量的噪音，消耗大量的电能。为保证控制系统的正常运行，需安排大量的电气技术人员进行维护，有时某个继电器损坏，甚至某个继电器的触点接触不良，都会影响整个系统的正常运行。如果系统出现故障，要进行检查和排除故障是非常困难的，因为这要依靠电气技术人员长期积累的经验。尽管如此，这种控制系统的功能也仅仅局限于能实现具有粗略定时、计数功能的顺序逻辑控制。因此，人们迫切需要一种新的工业控制装置来取代传统的继电器控制系统，使电器控制系统工作更可靠、更容易、更能适应经常变化的生产工艺要求。
在20世纪60至70年代，电子技术已经有了一定的发展，人们受到计算机的存储器可以反复改写的启发，开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备。1969年，美国数据设备公司为美国通用汽车公司的生产流水线研制了世界上公认的第一台可编程控制器。当时的可编程控制器只能用于执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能，所以被称为可编程序逻辑控制器，简称PLC。
进入20世纪70年代后PLC已不再是仅有逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID控制和数据通信功能，因此被改称为可编程控制器。1987年2月，国际电工委员会把可编程序控制器定义为：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能。
1.2 PLC的特点
PLC的特点具有以下几点：
（1）高可靠性，抗干扰能力强。继电接触器系统中，由于器件的老化，触点的抖动以及触点电弧等现象大大降低了系统的可靠性。而在PLC系统中，接线减少到继电器控制系统的1／10～1／100，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的，加上PLC充分考虑了工业生产环境电磁、粉尘、温度等各种干扰，在硬件和软件上采取了一系列抗干扰措施，因此PLC具有极高的可靠性。
（2）适应性强，应用灵活。由于PLC产品均为系类化生产，品种齐全，多数采用模块式的硬件结构，组合和扩展方便，因此用户可根据自己的需求灵活选用，以满足系统的大小不同及功能繁简的控制要求。
（3）编程方便，易于使用。PLC的编程采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受电气技术人员的欢迎。今年来各生产厂家都加强了通用计算机运行的编程软件的制作，使程序的组织及下载工作更加方便。
（4）功能强，扩展能力强。PLC中含有数量巨大的用于开关量处理的类似继电器的软元件，可轻松地实现大规模的开关量逻辑控制，这是一般的继电器系统所不能实现的。PLC可以方便地与各种类型的输入、输出量连接，实现D／A, A ／D转换及PID运算，实现过程控制、数字控制等功能。PLC具有联网通信功能，它不仅可以控制一台单机及一条生产线，还可以控制一个机群及许多条生产线：不仅可以进行现场控制，还可以用于远程监控。
（5）PLC控制系统设计、安装、调试方便。PLC中相当于继电接触器系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等编程元件，虽然数量巨大，却是用程序代替硬接线，因而安装接线工作量少。设计人员只要有PLC就可进行控制系统设计并可在实验室进行模拟调试。而继电器系统的调试则是靠在现场改变接线进行的，十分繁琐复杂。
（6）维修方便，维修工作量小。PLC有完善的自诊断、履历情报存储及监视功能，对于其内部工作状态、通行状态、异常状态和I／O点的状态均有显示。工作人员通过这些显示功能可以查找故障原因，便于迅速处理。
（7）PLCT体积小、质量轻、易于实现机电一体化。PLC常采用箱体式结构，体积及质量只有通常接触器的大小，易于安装在控制箱中或安装在运动物体中，
开关柜的体积缩小到原来的1／2到1／10。采用PLC的控制系统功能强大，调速、定位等功能都可以通过电气方式完成，可以大大减少机械的结构设计，有利于实现机电一体化。
1.3 PLC的结构及工作原理
按照可编程控制器系统的构成原理，可编程控制器系统由传感器、可编程控制器和执行器组成，可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户程序来实现控制任务。PLC将内部数据存储器分成若干个寄存器区域，其中过程映像区域又称为I／O映像寄存器区域。过程映像区域的输入映像寄存器区域（PII）用来存放输入端点的状态，输出映像寄存器区域（PIQ）用来存放用户程序（OBI）运行的结果。
PLC输入模块的输出信号状态与传感器信号相对应，为传感器信号经过隔离和滤波后的有效信号。开关量输入电路通过传感器的0、1电平变化，识别开关的通、断状态。CPU在每个扫描周期的开始扫描输入模块信号状态，并将其状态送入输入映像寄存器区域；CPU根据用户程序中的程序指令来处理传感器信号，并将处理结果送到输出映像寄存器区域。
PLC输出模块具有一定的负载驱动能力，在额定负载以内，直接和负载相连，可以驱动相应的执行器。
1.4 PLC的应用领域及发展趋势
1..4.1 PLC的应用领域
可编程控制器的应用十分广泛，有多种分类方法。有的从产品角度划分，有从被控制物理量的角度划分。从被控物理量的角度可将PLC的应用领域概括如下：
（1）顺序控制
顺序控制即逻辑控制，主要指开关量的控制。这是PLC最基本的应用领域，也是最适合PLC的应用领域。它可以取代传统的继电接触器控制系统，可应用于单机控制，多机群控制或生产线自动控制。例如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、包装生产线、电镀流水线及电梯控制
等。
（2）运动控制
运动控制指通过控制电动机的转速或转角实现运动体运动速度及位置的控制。工厂中最常见的运动控制的例子是数控机床，刀具按照给定的坐标行走。近年来许多PLC制造商在自己的产品中增加了脉冲串输出指令，使PLC方便地用于定位及调速系统。更专业的运动控制方案是选用专门的位置控制模块，PLC把描述目标位置的数据送给模块，模块移动一轴或数轴到目标位置。
（3）过程控制
过程控制指连续生产场合的控制，如石油、化工生产场合，生产一般是不能间断的。这些场合的控制参数叫做过程参数，如温度、压力、速度和流量等。这些参数多为模拟量。PLC通过模拟量单元、比例﹣积分﹣微分模块或主机自带的PID指令实现闭环过程控制。
（4）数据处理
数据处理是计算机最擅长的工作，也是一个内容十分广泛的概念。如数据的四则运算、乘方、开方是数据处理，生产实时数据的收集筛选是数据处理，机械加工中的数控机床也是数据处理。可编程控制器具有大量的功能指令支持这些工作，使PLC在这些应用领域大显身手。
（5）通信和联网
PLC的通信包括主机与远程I／O间的通信、多台PLC之间的通信、PLC与其他智能设备（计算机、变频器、数控装置、智能仪表）之间的通信。随着工业自动化程度的不断提高，多机间的数据联通、远程的数据传送越来越重要。近年来PLC的通信功能不断加强，PLC已经在各类工业控制网络中发挥着巨大的作用。
1.4.2 PLC的发展趋势
目前，PLC的市场竞争十分激烈，各大公司都看好中国这个巨大的PLC市场。西门子公司不断推出新的PLC产品，巩固和发展其领先的技术优势和市场份额。S7—200、S7—300系列可编程控制器在中小型PLC市场中极具竞争力，1996年又推出了高中档的S7—400系列PLC、自带人机界面的C7系列PLC、与AT计算机兼容的M7系列PLC等多种新产品。
随着技术的发展和市场需求的增加，PLC的结构和功能也在不断改进。生产
厂家不断推出功能更强的PLC新产品，如S7—300属中型PLC，有很强的模拟量处理能力和数字运算功能，用户程序容量达96KB，具有许多过去大型PLC才有的功能，它的扫描速度为0.3ms／1000条指令，超过了许多大型PLC。总的看来，PLC的发展趋势主要体现在以下几个方面：
（1）网络化。主要是朝DCS方向发展，使其具有DCS系统的一些功能。网络化和通信能力强是PLC发展的一个重要方面，向下将多个PLC、多个I／O框架连接，向上与工业计算机、以太网等相连构成整个工厂的自动化控制系统。S7—300PLC可以通过多点接口MPI直接与多个计算机、编程器、操作员面板及其他厂家的PLC相连。
（2）多功能。为了适应各种特殊功能的需求，各公司陆续推出了多种智能模块。智能模块是以微处理器为基础的功能部件，它们的CPU与PLC的CPU并行工作，占用主机CPU的时间很少，有利于提高PLC扫描速度和完成特殊的控制要求。智能模块主要有模拟量I／O、PID回路控制、通信控制、机械运动控制、高数计算等。由于智能I／O的应用，使过程控制的功能和实时性大为增强。
（3）高可靠性。由于控制系统的可靠性日益受到人们的重视，一些公司已将自诊断技术、容错技术广泛应用到现有产品中。例如，S7—400即使在恶劣的工业环境下依然可正常工作，在操作运行过程中模版还可热插拔。
（4）兼容性。现代PLC已不再是单个的，独立的控制装置，而是整个控制系统中的一部分或一个环节，兼容性是PLC深层次应用的重要保证。例如，SIMATIC M7—300采用与SIMATIC S7—300相同的结构，可使用SIMATICS7模块，其显著特点是与通用微型计算机兼容，可运行MS—DOS／Windoows程序，适合于处理数据量大、实时性强的工程任务。
（5）小型化，简单易懂。随着应用范围的扩大和用户投资规模的不同，小型化、低成本、简单易用的PLC将广泛应用于各行各业。小型PLC由整体结构向小型模块化发展，增加了配置的灵活性。
（6）编程语言向高层次发展。PLC的编程语言在原有梯形图语言、顺序功能块语言和指令表语言的基础上，正在不断丰富和向高层次发展。
第二章 S7-200可编程控制器
2.1 S7-200可编程控制器概述
S7-200系列PLC采用整体式的基本单元（主机）加扩展（模块）的结构，整体式PLC的CPU、电源、输入、输出点安装于一体，结构紧凑，安装简单。运算速度快，基本逻辑控制指令0.22us／条，可以实现高速控制。编程指令、编程元件较丰富、性能价格比高。
2.2 S7-200的系统组成
SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分组成。
（1）硬件
①基本单元
基本单元又称作CPU模块，也有的称之为主机或本机。它包括CPU、存储器、基本输入输出点和电源等，是PLC的主要部分。它实际就是一个完整的控制系统，可以单独实现一定的控制任务。
②扩展单元
扩展单元是用以扩充数字量输入输出的设备，所能连接的扩展单元的数量和实际所能使用的I/O点数是由多种因数共同决定的。
③特殊功能模块
特殊功能模块是可与主机相连的为完成某种特殊的控制任务而制的装置。
④相关设备
相关设备是为充分和方便地利用SIMATIC S7-200系统硬件和软件资源而开发和使用的一些设备，主要有编程设备、人机操作界面和网络设备等。
（2）工业软件
工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成
2.3 S7-200的扫描周期
S7-200系列PLC CPU连续执行用户任务的循环序列称为扫描。可编程控制器的一个机器扫描周期是指用户程序运行一次所经过的时间，分为输入处理、执行程序、处理信号请求、执行CPU自诊断和输出刷新五个阶段。
（1）输入处理
对于数字量输入和模拟量输入，CPU处理的方式不同。
①处理数字量输入
每个扫描周期的开始，先进行输入扫描，将数字输入点的当前值写入映像存储器中。
②处理模拟量输入
模拟量输入有的采用数字滤波，有的直接输入。模拟量的数字滤波多用于输入信号变化缓慢的场合，如果是高速信号，一般内不用数字滤波。高成本的模拟量模块，通常支持模块内部滤波；对于低成本的模拟量模块，模块不支持内部滤波，其输入可以使用数字滤波器功能进行设置。
（2）执行程序
在这一阶段,CPU从用户程序第一条指令开始执行，直到最后一条指令结束。（3）处理通信请求
在CPU扫描周期的信息处理阶段，CPU自动检测屏除里从各通信端口接受到的任何信息。
（4）执行CPU自诊断
在这一阶段，CPU检测主机硬件，同时也检查所有的I/O模块的状态。在RUN 模式下，还检测用户程序存储器。
当CPU的工作方式从RUN转换到STOP时，由输出状态可通过对CPU组态中的输出设置来选择以下几种：
①数字量输出保持当前值,或设置为输出表中的值
②模拟量的输出保持方式转换前最后写的值
③默认设置是关闭数字输出
（5）输出刷新
每个扫描周期的结尾，CPU把存放在输出映像寄存器中的数据输出给数字量
输出端点，更新输出状态。
2.4 S7-200系列CPU的工作方式
S7-200系列PLC CPU的工作方式有：STOP方式和RUN方式。当CPU处于STOP方式时，对于扫描周期，这两种方式的主要类别是在STOP方式下不运行用户程序，此时可以向CPU装载拥护程序或者进行CPU配置。当CUP工作在RUN方式下的每个扫描周期中执行用户程序。
改变CPU工作方式的方法有：（1）用PLC上的方式开关来手动切换，方式开关有3个档次：STOP、RUN和TERM方式；（2）用STEP 7-Micro/win32编程软件，应首先把主机的方式开关置于TERM或RUN位置，然后在此软件平台用鼠标单击STOP和RUN方式按钮即可；（3）在用户程序中用指令由RUN方式转换到STOP方式，前提是程序逻辑允许中断程序的执行。
第三章基于PLC的彩灯控制设计
3.1 总体结构框图
彩灯控制电路由三个模块构成，分别是显示电路、秒脉冲电路和彩灯维持电路组成。其总体框图如图3-1所示：
图3-1设计总体框图
秒脉冲电路全程为电路提供矩形波信号使彩灯定时发亮，显示电路为维持电路提供电源；彩灯维持电路在显示电路部分提供电源的情况下为电路提供一段较长的高电平，使彩灯在全部变亮后保持一段时间。同时结合显示电路部分所带元件(主要是74LS194)的性质，使彩灯从左（右）往右（左）依次由暗变亮，亮后维持一段时间，然后熄灭，并且不断重复此过程。
3.2 硬件电路设计
（1）实验设备
1）THSMS-A型，THSMS-B型实验装置一台
2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台
3）PC/PPI编程电缆一根
4）锁紧导线若干
（2）S7-200系列PLC外部结构如图3-2所示
图3-2 S7-200系列PLC外部结构（3）彩灯控制实验面板如图3-3所示
图3-3 彩灯控制模拟实验控制面板
(4) 电路接线
在图3-2中，将计算机的I／O接口通过PPI电缆接到S7-200系列PLC的外部通讯接口，把计算机中的STEP7-Micro/WIN32编程软件里面的PLC梯形图传送到S7-200PLC的CPU中。
在图3-3中，右框中1、2、3、4、5、6、7、8、9、10分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1 。启动按钮接主机的输入点I0.0。
3.3彩灯STL控制指令
表3-1 彩灯控制指令表
步序STL 指令步序STL 指令
1 LD I0.0 启动30 LD M10.2
2 AN M0.0 31 O M11.0
3 TON T37，+20 延时2S 32 O M11.2
4 LD T37 33 O M11.3
5 = M0.0 34 O M11.4
6 LD I0.0 35 O M11.5
7 TON T38，+30 延时3S 36 O M12.4
8 AN T38 37 O M12.6
9 = M1.0 38 O M13.0
10 LD M1.0 39 O T47
11 O M0.2 40 = Q0.1 2号灯
12 = M10.0 41 LD M10.3
13 LD M13.5 42 O M10.7
14 TON T39，+20 延时2S 43 O M11.3
15 AN T39 44 O M11.4
16 = M0.2 45 O M11.5
17 LD M0.0 移位输入46 O M11.6
18 SHRB M10.0，M10.1，+29 47 O M12.3
19 LD M10.1 48 O M12.5
20 O M11.1 49 O M12.7
21 O M11.2 50 O T47
22 O M11.3 51 = Q0.2 3号灯
23 O M11.4 52 LD M10.4
24 O M11.5 53 O M10.6
25 O M12.1 54 O M11.3
26 O M12.5 55 O M11.4
27 O M12.7 56 O M11.5
28 O T47 57 O M11.6
29 = Q0.0 1号灯58 O M12.2
步序STL 指令步序STL 指令
59 O M12.6 90 O M12.3
60 O M13.0 91 O M12.5
61 O T47 92 O M12.7
62 = Q0.3 4号灯93 O T47
63 LD M10.5 94 = Q0.6 7号灯
64 O M11.4 95 LD M10.2
65 O M11.5 96 O M11.0
66 O M11.6 97 O M11.5
67 O M11.7 98 O M11.6
68 O M12.1 99 O M11.7
69 O M12.5 100 O M12.0
70 O M12.7 101 O M12.2
71 O T47 102 O M12.6
72 = Q0.4 5号灯103 O M13.0
73 LD M10.4 104 O T47
74 O M10.6 105 = Q0.7 8号灯
75 O M11.4 106 LD M13.4
76 O M11.5 107 O T47
77 O M11.6 108 = Q1.0 9号灯
78 O M11.7 109 LD M13.5
79 O M12.4 110 O T47
80 O M12.6 111 = Q1.1 10号
81 O M13.0 112 LD M13.3
82 O T47 113 O M13.4
83 = Q0.5 6号灯114 O M13.5
84 LD M10.3 115 AN T48
85 O M10.7 116 TON T47，+10 延时1S
86 O M11.5 117 LD T47
87 O M11.6 118 TON T48，+10 延时1S
88 O M11.7 119 END
89 O M12.0
3.4 彩灯控制梯形图
论文设计 设计（论文）题目：基于单片机的温度控制系统 院系：电子信息工程学院 专业班级：电子信息工程11-01 学生姓名：张战锋 指导教师：耿鑫
郑州轻工业学院 二〇一四年十月二十日
基于单片机的温度控制系统 摘要 温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。 本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。 本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。该设计已应用于花房，可对花房温度进行智能监控。 【关键词】温度箱，AT89S51，单片机，控制，模拟
目录 1 引言 (3) 1.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 (3) 1.2 温度控制系统的目的 (4) 1.3 温度控制系统完成的功能 (4) 2 总体设计方案 (4) 3 DS18B20温度传感器简介 (11) 3.1 温度传感器的历史及简介 (11) 3.2 DS18B20的工作原理 (11) 3.2.1 DS18B20工作时序 (11) 3.2.2 ROM操作命令 (14) 3.3 DS18B20的测温原理 (14) 3.3.1 DS18B20的测温原理: (14) 3.3.2 DS18B20的测温流程 (16) 4.1 设计原则 (16) 4.2 引脚连接 (17) 4.2.1 晶振电路 (17) 4.2.2 串口引脚 (17) 5 系统整体设计 (18)
前言 电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。它不但能巩固我们已所学的电子技术的理论知识，而且能提高我们的电子电路的设计水平，还能加强我们综合分析问题和解决问题的能力，进一步培养我们的实验技能和动手能力，启发我们的创新意识几创新思维。 现代生活中，彩灯越来越成为人们的装饰品，它不仅能美化环境，渲染气氛，还可用于娱乐场所和电子玩具中，现以该课题为例进行分析与设计可编程的彩灯控制电路很多，构成方式和采用的集成片种类、数目更是五花八门，而且有专门的可编程循环彩灯控制电路。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成等。 编者：周滨 2009年1月
目录 一、课题名称 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计要求 (1) 四、设计方案 (1) 五、基本原理框图 (4) 六、模块设计思想 (5) 七、所需元器件 (8) 八、实际操作 (9) 九、具体电路 (10) 十、电路图设计 (10) 十一、安装与调试 (10) 十二、存在的不足与新设想 (11) 十三、心得与体会 (11) 十四、参考资料 (13) 附件一 (13) 附件二 (14) 附件三 (14)
一、课题名称 可编程彩灯控制器 二、设计目的 电子课程设计是电类专业学生重要基础实践课是工科专业的必修课。经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得到一次较全面的工程实践训练。理论联系实际，提高和培养创新能力，为后续课程的学习，毕业设计，毕业后的工作打下基础。 学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡；学会设计报告的撰写方法。 三、设计要求 1、设计脉冲产生电路、图形控制电路和存储电路； 2、用发光二极管行队列（1×16）作为显示电路，显示内容的动面感 要强； 3、能用按键切换不同的显示组合，至少有3个按键切换； 4、每种组合至少有3种变化，每种组合内图形能连续循环； 5、要有数码管显示当前是第几种组合（或是第几个按键）； 6、图形显示间隔（显示频率）至少有3种可选； 7、控制器可有2种控制方式： （1）规则变化：变化节拍有0.5秒和0.25秒，交替出现，每种节拍可有多种花样各执行1或2个周期后轮换；彩灯变化方向有单向移动和双向移动、跳跃移动等； （2）随机变化。变化花样相同，但节拍和花样的轮换随机出现。 四、设计方案 （一）设计思路 通过对硬件编程，将各种图形存储在EEPROM中，通过计数器控制各种图形的地址，再利用显示点阵显示出来。系统所显示的内容可反复循环，直至加电清零，便可以回到初始画面。
电子技术课程设计 ---彩灯控制器 学院：电子信息工程学院 班级： 学号： 指导教师：
彩灯控制器 一、设计任务与要求： 设计一个彩灯控制器，要求： 1.四路彩灯从左向右逐次渐亮，间隔为1秒。 2.四路彩灯从右向左逐次渐灭，间隔为1秒。 3.四路彩灯同时点亮，时间间隔为1秒，然后同时变暗，时间为1秒，反复4 次。 二、总体框图 图（1）总体框图 根据设计要求，电路设计大体思路如下： 由脉冲发生器发出频率脉冲信号，利用计数器加法计数功能输出0000~1111的脉冲信号，经过数据选择器分别在0000~0011，0100~0111，1000~1111三个时段输出不同的高低电平，控制移位寄存器实现右移→左移→置数功能，从而控制
彩灯按照设计要现亮灭。 三、选择器件 本次课程设计所用器件如表一： 表一本次课程设计所用器件 1.同步二进制计数器74LS163
表二7-3 74LS163功能表 根据逻辑图、波形图、功能表分析，74LS163具有如下功能： 管脚图逻辑符号 1)1是同步4位二进制加法计数器，M=16，CP上升沿触发 2)2既可同步清除，也可异步清除。同步清除时，清除信号的低电平将在下一 个CP上升沿配合下把四个触发器的输出置为低电平。异步清除时，直接用 清除信号的低电平把四个触发器的输出置为低电平。 3)3同步预置方式：当LD = 0时，在CP作用下，计数器可并行打入预置数据. 当LD = 1时，使能输入PT同时为高电平，在CP作用下，进行正常计数。 4)PT任一为低时，计数器处于保持状态。 5) 5 CO为进位输出，可用来级联成n位同步计数器。 2．四位双向移位寄存器74LS194
课程设计任务书 课程设计名称: 可编程序控制器应用技术 设计题目: 抢答器的PLC控制系统设计 设计依据、要求及主要内容: 一、实验目的 1、掌握PLC电气控制系统的设计方法。 2、掌握PLC电气系统的设计、调试方法。 二、实验设备 1、 PLC——Ⅲ型可编程控制台。 2、编程器。 3、实验导线。 4、控制要求的其它外围设备。 三、设计内容 ( 一) 控制要求 设计供4组参赛队伍进行抢答的控制系统, 有数字显示和声音提示, 并设有答题时间控制。 1、参赛者只有在主持人按下开始抢答按钮后再开始抢答才有效, 否则按 抢答器按钮或一直按着抢答器按钮不放, 均不起作用。 2、在抢答时显示最先抢到的一组的组号, 扬声器响一声, 其它组均被封 锁。 3、每道答题在规定的时间10S内完成, 超时则自动取消答题资格, 显示
器数字显示0并报警一声。 4、答题完成后由主持人结束答题, 即复位, 显示器数字回到0。( 二) I/O分配 输入: X0主持人开始抢答按钮SB0 X11主持人结束抢答按钮SB11 X1第一组抢答按钮SB1 X2第二组抢答按钮SB2 X3第三组抢答按钮SB3 X4第四组抢答按钮SB4 输出: Y0扬声器控制信号 Y1个位数字a段控制信号 Y2个位数字b段控制信号 Y3个位数字c段控制信号 Y4个位数字d段控制信号 Y5个位数字e段控制信号 Y6个位数字f段控制信号 Y7个位数字g段控制信号 ( 三) 设计要求 1、画出PLC的输入输出设备的接线图; 2、使用经验设计法完成梯形图、指令表的程序设定;
3、完成程序的仿真调试和模拟试验; 4、完成设计说明书。 目录 1概述 (3) 2方案确定 (4) 3硬件参数设计 (4) 3.1 PLC的选型 (6)
沈阳工程学院 课程设计 设计题目：彩灯控制器 系别 XXx 班级 XXX 学生姓名 XXX 学号 XX 指导教师 XXX 职称 XXX 起止日期： 2014年 6月30日起——至2014年7月4日止
沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目：彩灯控制器 系别 XXX 班级 XXX 学生姓名 XXX 学号 XX 指导教师 XXX职称副教授/教授 课程设计进行地点： F座 任务下达时间： 2014年 6 月 18日起止日期：2014年 6月30日起——至 2014年 7月4日止 教研室主任XXX 2014年 6月11日批准
1.彩灯控制器 1.1设计目的：（1）掌握彩光灯控制器的构成、原理与设计方法； （2）熟悉集成电路的使用方法。 1.2基本要求：（1）设计一个具有三种色彩的灯光（红、黄、绿）控制器，三种灯光按红、 黄、绿的顺序依次发光； （2）每次绿灯亮27秒，黄灯亮8秒，红灯亮12秒。 （3）各计时电路显示。 1.3发挥部分：（1）灯光闪烁； （2）其他。 2 设计过程及论文的基本要求 2.1 设计过程的基本要求 （1）基本部分必须完成，发挥部分可任选1个方向： （2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图一份； （3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需在规定时间内在单独在网络教学平台上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 （1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改。 （2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图）。 3 时间进度安排
一．设计目的及要求 1.1 课程设计的目的 1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用ewb 软件或multisim软件对电路仿真。 4、通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 5、培养创新能力和创新思维。 1.2 要求 用中规模集成电路实现6路彩灯控制电路，主要用计数器、译码器、移位寄存器等芯片集成，实现以下5种演示花型： 花型1：6路彩灯同时亮； 花型2：6路彩灯同时灭； 花型3：6路彩灯从左至右逐路点亮； 花型4：6路彩灯左侧三个全亮，同时右侧三个全灭； 花型5; 6路彩灯右侧三个全亮，同时左侧三个全灭；
要求彩灯亮、灭一次的时间可调，花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3、花型4，花型5、花型1······且电路有复位控制，复位按钮闭合时彩灯循环输出，按钮断开彩灯熄灭。 二、设计方案的选择和电路框图 2.1 题目分析 我们设计的流水灯实际上是主要使用一个555定时器、一个74LS160，一个74LS42和两个74HC194，这四个芯片对,6个彩灯进行控制，产生循环控制的效果。 2.2题目设计 花型1,111111；花型2,000000；花型3,100000——010000——001000——000100——000010——000001；花型4,111000；花型5,000111。用74HC194移位寄存器来实现。用74LS42译码器来实现对194的控制，实现194的清零，并行输入，以及右移。用74LS160十进制计数器控制42译码器的输出，555定时器根据滑动电阻的调节来实现输出时钟脉冲周期的不同从而控制160计数的快慢，也就实现了彩灯闪烁时间的可调。 2.3 结构框图
四川信息职业技术学院 毕业设计说明书 设计题目: 基于单片机的彩灯控制系统设计专业: 二0一一年十一月二十日
目录 摘要 0 绪论 (1) 第1章彩灯控制器方案设计和选择 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 系统功能 (2) 1.3 方案选择 (2) 第2章硬件设计 (5) 2.1 系统整体硬件电路和各部分介绍 (5) 2.1.1 单片机AT89C52 (5) 2.1.2 复位电路 (7) 2.1.3 时钟电路 (8) 2.2 74HC595的引脚及功能 (9) 2.3 驱动模块 (10) 2.4 显示模块简介 (12) 2.5 彩灯控制器总图 (13) 第3章软件设计 (15) 3.1 语言选择新型 (15) 3.2 程序功能说明 (16) 3.3 主程序流程图 (16) 3.4 程序简介 (17)
第4章彩灯控制器的调试与仿真 (18) 结论 (25) 参考文献 (27) 附录1 源程序清单 (29) 附录2 整机电路图 (33) 附录3 元器件明细表 (34)
摘要 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。 手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。本设计是一种基于AT89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。 本方案以AT89C52单片机作为主控核心，用32个LED构成显示模块、用74HC595作为驱动模块，由编程实现亮灯循环模式。由在显示模块上有32个LED彩灯,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式. 本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作和阅读等优点。该LED彩灯控制器实际应用效果较好，亮灯模式多。与其他LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在能源比较匮乏的今天，彩灯的循环控制在显示方面更表现出一种节约能源的魅力.这将使彩灯具有更广阔的发展天地。 关键词AT89C52；74HC595；循环LED彩灯
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
) 抢答器PLC控制系统设计 一、抢答器PLC电气控制系统设计任务书 1．抢答器工艺的技术要求 实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC 本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。 2．抢答器电气控制系统设计要求 1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。 2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 ~ 4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间秒左右。 5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 二、抢答器PLC电气控制系统总体设计过程 （二）系统设计要求及工作原理 1.设计要求 （1）抢答器同时为8组选手分别提供按钮，按钮分别为 PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、PB7； （2）设置一个复位按钮PB10，实现系统电路的复位，由 主持人控制； （3）当主持人打开启动开关SW1后，在设定时间T0内， 如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路①发出声响， 指示灯L1亮，并且在8段数码管显示器（如图1所示）上显 示出抢答成功的组号，此时电路实现互锁，其它组再按下抢 答按钮为无效； （4）如果在时间T0内，无人应答，则驱动音效电路② 发出声响，指示灯L2亮，表示抢答者均放弃该题；
彩灯控制器的设计 一.内容提要： 随着社会的发展，街道、商场或公共场所通常都装有各种五彩斑斓的灯饰，这些霓虹灯既可以美化人们的生活空间，也给这个社会增添了不少色彩。特别是每逢节日晚上都能看到街道旁都挂起五彩缤纷彩灯，给人一种节日的气氛。然而，彩灯作为我们生活中的一部分，我们既要知道其然，还要知其之所以然。因此，我们有必要去研究彩灯的工作原理。本次设计主要阐述了由电子电路设计一个彩灯控制器，控制红绿黄三个灯，按一定规律依次点亮。即由电子电路实现一个可循环效果的彩灯控制器。 本设计主要讲述了彩灯控制器的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。 二设计主要要求及指标 1、控制红、绿、黄一组彩灯循环闪亮，变化的规律是：红→红绿→绿→ 黄绿→黄→全亮→全灭→红，如此循环，产生“流水”般的效果。 2、彩灯白天不亮，夜晚自动亮。 3、“流水”的速度由快到慢，再由慢到快循环变化。 三、设计提示 原理框图如图1所示 1、彩灯的亮灭共有七种情况，可设计一个七进制的计数器，用计数器的状态控 制彩灯的亮灭；计数器应能够自启动。 2、“流水”的速度的控制可用两片555定时器电路实现。两片555接成振荡频 率不同的多谐振荡器，用频率低的振荡器上积分电容的三角波信号，调制另一个频率高的振荡器的振荡频率，使其高低往复变化。 3、用光敏器件（光敏电阻、光敏二极管、光敏二极管等）检测周围环境的光强， 以区分白天、夜夜，控制彩灯的亮灭。
图1 彩灯控制器框图 四．设计思路 根据题目要求，整体结构为脉冲信号源输出一定频率的脉冲给七进制计数器，七进制计数器受脉冲控制输出Q 1、Q 2、Q 0的不同状态，从而控制逻辑电路，逻辑电路输出控制彩灯的亮灭，达到要求。 根据所学内容，可分别确定所需元件,脉冲信号源有很多种，但要频率可控，可采用CB555定时器组成的多谐振荡器和滑动变阻器完成，多谐振荡器是常用的一种矩形波发生器，滑动变阻器通过改变其内部电阻来改变其输出矩形波的频率。七进制计数器可通过74LS160型同步十进制计数器改接而得。逻辑电路可使用74LS138型3位二进制译码器控制彩灯。 光敏器件检测电路 脉冲发生 七进制计数逻 辑 电 路 红 黄 绿 Q2 Q1 Q0 D CP 加减控制 循环结束结束判别 时钟快慢 控制
摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could
课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：四花样彩灯控制器 学院名称：信息工程学院 专业：通信工程班级：110422 学号：姓名：陈粤龙 评分：教师： 20 13 年9 月23 日 数字电路课程设计任务书20 12 －20 13 学年第 1 学期第19 周－20周 题目四花样彩灯控制 内容及要求 (1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动 (2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动 (3) 四亮四灭，从左向右移动 (4) 从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭 (5) 四种花样自动变换。 进度安排 1.?布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备：2天 2.?仿真、画PCB线路图：2天 3.?领元器件、制作、焊接：3天 4.?调试：2天 5.?验收：1天 6.?提交报告：2013-2014学年第一学期?2-3周 学生姓名：陈粤龙
注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 前 言 彩灯控制器有着非常广泛的运用，如：LED 彩灯，音乐彩灯控制器，二维彩灯控制器等等，现简单介绍如下： 随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用 彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一 指导时间:2周 指导地点： E610 任务下达 2013年 9月 22日 任务完成 2013 年 9 月 25日 考核方式 1.评阅 □ 2.答辩 □ 3.实际操作□ 4.其它 □ 指导教师 系（部）主任 摘 要 彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。 本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。首先要分析设计要求，从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。可通过八位右移寄存器74LS164实现八个彩灯的向右移动，从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。根据四种花样确定这四种码，可通过模十六计数器74LS161的输出端接与门74LS08和非门74LS04产生。要实现彩灯的自动转换，把四种码输入四选一数据选择器74LS153的四个输入端，它的地址输入端接双D 触发器74LS74的两个输出端，74LS74可产生四种循环的状态，从而实现彩灯的自动转换。时钟信号由两个555产生，一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D 触发器。当彩灯完成一种花样时，双D 触发器输出状态改变，数据选择器选择另一种码输出，彩灯变为下一种花样，直到完成四种花样再循环变化。 经实验验证，所设计的四花样彩器能完成四花样变换，每一种花样循环两次，四种花样不断循环。 关键字：时钟脉冲 分频 自动转换 控制器 数据选择器
课程设计(论文) 题目名称8个彩灯控制电路设计 课程名称单片机原理及接口技术 学生姓名何辉 学号0941201058 系、专业电气工程系测控类 指导教师杨波 2011年6 月25 日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 年级专 业 09级电气工程系学生姓名何辉学号0941201058 题目名称8个彩灯控制电路设计计时间2011年6月7日—2011 年7月3日 课程名称单片机原理及在 电气测控学科中 的应用 课程编号121200105 设计地点 数字控制与PLC实验 室\创新实验室 （214）（305） 一、课程设计（论文）目的 通过课程设计，进一步熟悉和掌握AT89S51单片机的结构及工作原理，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。为今后从事相应打下基础。 二、已知技术参数和条件 1、系统电路的构成用AT89S51单片机和中规模集成芯片，及电子元件。 2、WA VE 软件或KEIL 软件编译 三、任务和要求 任务： 用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。 要求： 1 从左到右排列，编号为1～8号。系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2 号→3号→...→7号→8 号，时间间隔为1S。8根彩灯全亮后，持续10S。然后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再从8号灯管开始，按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。全部点亮后持续20S，再按照1号→2号→3号→...→7号→8号的顺 序熄灭，时间间隔仍为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。 2、用proteus仿真 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效； 2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
基于模糊控制算法的温度控制系统的毕业设计 第1章绪论 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。 1.1 课题背景 1965年,美国著名控制论学者L.A.Zadeh发表了开创性论文,《FUZZY SETS》首次提出了一种完全不同于传统数学与控制理论的模糊集合理论。在短短的30年里,以模糊集理论为基础发展而来的模糊控制策略已经成功为将人的控制经验纳入自动控制策略之中。在现今的模糊控制领域中，经典模糊控制理论已经在很多方面取得了一大批有实际意义的成果（如90年代日本家电模糊控制产品和工业模糊控制系统）。此外经典模糊控制也得到了相应的改善，如模糊集成系统、模糊自适应系统、神经模糊控制等。 现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。 温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理，才能达到性能指标，塑料的定型过程中也要保持一定的温度［2］。
随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况[3]。对于这些系统来说采用传统的方法包括基于现代控制理论的方法往往不如一个有实践经验的操作人员的手动控制效果好，而模糊控制理论正是以人的经验为重要组成部分。这就使模糊控制在一般情况下比传统控制方法更有效、更安全。 将模糊控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。 模糊控制是基于模糊数学上发展起来的一门新的控制科学[3]。其运算过程中有很多都要用到矩阵运算，但控制其级别很少的时候可以进行离线计算，很方便的完成矩阵运算。这样一来模糊控制就已经简化了，甚至比一般的PID运算还更简单。运用一般的处理机，如单片机就能完成。 1.2 设计指标 设计一个基于模糊控制算法的温度控制系统具体化技术指标如下。 1. 被控对象可以是电炉或燃烧炉，温度控制在0~100℃，误差为±0.5℃； 2. 恒温控制； 3. LED实时显示系统温度，用键盘输入温度; 4. 采用模糊算法，要求误差小，平稳性好。 1.3 本文的工作 详细分析课题任务，对模糊控制和温度控制的历史和现状进行分析，并对模糊控制和温度控制的原理进行了深入的研究，并将其综合。然后根据课题任务的要求设计出实现控制任务的硬件原理图和软件，并进行访真调试。
学号:2014012304 控制技术课程设计报告 题目: 抢答器PLC控制系统设计 学院(系): 机械与电子工程学院 专业年级: 机电143 学生姓名: 黄颖石 指导教师: 刘利王转卫 完成日期: 2017年7月10日
目录 1、设计目的及要求 (1) 1、1 设计的目的 (1) 1、2 课程设计的任务要求 (1) 2、设计方案 (1) 2、1整体功能介绍 (1) 2、2基本原理框图 (2) 2、3整体流程设计 (2) 2、4系统所用元器件 (4) 2、5 PLC的选型 (4) 2、6 外部接线设计 (5) 3、程序设计 (6) 4、系统调试及分析 (9) 4、1抢答举例 (9) 4、2程序的组态仿真 (10) 5、设计心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录: (14)
1、设计目的及要求 1、1 设计的目的 (1)结合实际抢答器的工作情况,设计抢答器信号控制原理设计,掌握复杂情况下抢答器定时及减数功能的实现。 (2)进一步熟悉控制系统设计中元器件选型,及组态环境下控制系统仿真与调试,掌握控制系统原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计。 (3)提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。 1、2 课程设计的任务要求 （1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛分别用8个按钮S0~S7表示。 （2）设置一个系统清除与抢答控制开关S,该开关由主持人控制。 （3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮,锁存相应的编号,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 （4）抢答器具有定时抢答功能,,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声音,声响持续的时间0、5秒左右。 （5）参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号与抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 （6）如果定时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。 2、设计方案 2、1整体功能介绍 竞赛抢答器,顾名思义就就是用于比赛时,跟对手比反应时间,思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展,它的应用场合也随之增加;技术含量
内江师范学院毕业论文 开题报告 论文题目：基于单片机音乐彩灯控制器的设计 学生姓名XX指导教师 XXX 二级学院工程学院专业名称电子信息工程班级09级2班学号 XXXX XXX年9 月9 日
毕业论文（设计）开题报告 论文题目基于单片机的音乐彩灯控制器的设计 一、选题的背景与意义（本研究的现状综述、理论价值与实际意义） 音乐彩灯是一种被普遍用于娱乐、酒店、饭店酒吧的一种电路装置，我们能在很多场合看到音乐彩灯的应用。 背景：在当今这个社会，音乐彩灯的发展非常广泛，各种娱乐场所，酒店，广场等都采用了彩灯烘托环境的美好。而音乐彩灯能在音乐的节奏下闪耀，更能给客人以全新的感觉。随着电子技术的发展，音乐彩灯有很高的发展前景。 意义：1、相比传统的中小规模集成电路和计算机控制，采用单片机来设计彩灯控制器具有体积小、功耗低、可靠性高、调节灵活等优点。 2、基于单片机的音乐彩灯的控制器有较强的抗干扰能力、低污染、低环境影响、不影响人体且适应性广等优点。对本课题的研究与设计，还能进一步提高自己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用； 二、研究的主要内容和预期目标（研究的框架，要求列到一级提纲） 研究的主要内容： 音乐彩灯控制器主要要求将音乐分成四个不同的频段，将彩灯分为四组，各组彩灯颜色不同，每组彩灯包含两个颜色相同的彩灯。彩灯和音乐的同步控制，用软硬件结合的方法来实现。设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，通过3个按键进行数据的输入，编程控制单片机进行音乐播放和彩灯闪烁，并通过小喇叭输出声音，通过LED彩灯和12864液晶屏输出显示。通过软件来控制音乐频率以及发光二级管该亮哪组，亮几盏。在控制彩灯的同时去控制扬声，这样能较好的达到音乐与彩灯的同步控制。 研究的框架： 1 系统的总体设计 2 系统的硬件设计 3 系统的软件设计 4 实验调试 5 设计心得 6 参考文献 7 致谢
西安文理学院机械电子工程系 课程设计报告 专业班级电子信息工程（1）班 课程数字电子技术 题目彩灯控制器 学号 学生姓名 指导教师 2010年 1月
西安文理学院机械电子工程系 课程设计任务书 学生姓名专业班级学号 指导教师职称教授教研室 课程数字电子技术 题目 彩灯控制器 任务与要求 1.掌握NE555定时器的原理及使用方法。 2.学习74LS138译码器的使用方法。 3.掌握CD4040计数器的使用方法。 4.按照设计图连好电路，实现所需功能。 5.攥写课程设计报告 开始日期 2009年12月28日完成日期2010年1月8日 2010年1月8日
目录 设计目的 (1) 设计任务和要求 (1) 总体设计方案 (2) 功能模块设计与分析 (5) 电路的安装与调试 (8) 实验仪器及元器件清单 (11) 心得体会 (10) 附录一系统电路图 (9)
一、设计目的 用CD4040芯片、LS138芯片、NE555芯片完成彩灯控制器。 二、设计要求和任务 通过循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深对理论知识的理解，有效地提高了动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。重点提高在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 基本要求： （一）．掌握数字逻辑电路分析和设计的基本方法 1.根据设计任务和指标，初选电路； 2.通过调查研究、设计计算，确定电路方案； 3.选测元器件，安装电路，独立进行试验，并通过调试改进方案； 4.分析课程设计结果，写出设计报告。 （二）．培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力 1.学会分析、找出解决问题的方法； 2.对设计中遇到的问题，能独立思考，查阅资料，寻找答案； 3.掌握一些测试电路的基本方法，课程设计中出现一般故障，能通过“分析、观察、判 断、试验、再判断”的基本方法独立解决； 4.能对课程设计结果进行分析和评价。 （三）．掌握安装、布线、调试等基本技能 1.掌握常用的仿真软件，并能够利用仿真软件进行一定的电路调试、改进； 2.掌握数字电路布线、调试的基本技巧； 3.巩固常用仪器的正确使用方法。 （四）．培养实践能力 通过严格的科学训练和工程设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并培养团结协作的精神。
论文题目:温度自动控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
物理与电气工程学院课程设计报告 多路彩灯控制器 姓名 ** ** 学号 ********* 班级电气工程及其自动化1班 年级 2011级 指导教师李 *** 成绩 日期 2013.4.8
摘要八路循环彩灯控制器整体电路由三部分组成：脉冲发生电路、移位寄存器、控制电路。其中用时钟脉冲来启动电路，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲，控制发光二极管，使电路更好的工作。主要采用 74LS194 芯片接成扭环形结构的移位器来实现，最后做到两种花型的彩灯循环控制。 一、实验目的： 根据知识掌握情况和兴趣选择题目，给出功能设计方案，插接、调试电路，完成要求的任务，达到巩固和应用“电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程基本理论和方法，初步掌握模拟与数字电路系统设计基本方法的目的。 二、实验要求： 设计一个4路移存型彩灯控制器，彩灯用发光二极管LED模拟，具体要求如下： 1、能演示三种花型，花型自拟。 2、选作：彩灯明暗变换节拍为1.0s和0.5s，两种节拍交替运行。 三、实验元件： 555定时器 1个 74194 2个 74161 2个 7404 2个
电阻150kΩ 1个 电阻4.7KΩ 1个 电阻20Ω 8个 电容4.7uF 1个 电容0.1 uF 1个 四、总体方案的设计： 经过分析问题及初步的整体思考，设计方案如下： 需要实际时钟产生电路，循环控制电路和彩灯左右移，及全亮全灭输出电路。时钟脉冲产生电路由脉冲发生器产生连续的脉冲。循环电路采用74LS161 ，74LS194实现彩灯的循环控制。具体主要通过两片双向移位寄存器74LS194 来实现彩灯电路控制，通过脉冲发生器来产生连续时钟信号的输入，由74LS161 计数器来控制信号的移动方向，实现左移，右移及亮灭的功能。总体电路原理图如下： 五、单元电路的设计：