计算机控制技术课程

计算机控制技术
(ComputerContro1Technique)
总学时：48学时理论：48学时实验（上机、实习等）：。

学时
学分：3
课程主要内容：
计算机控制技术主要应用于工业控制和各种电器控制，是一门理论与实际相结合的课程。

其主要内容包括计算机控制系统类型简介、输入通道接口技术、输出通道接口技术、顺序控制与数字程序控制、数字控制器的设计、模糊控制技术、多微处理器控制系统以及计算机控制系统的设计等章节。

学习计算机控制系统中的常用控制算法，计算机控制系统的各组成部分及其工作原理以及计算机控制系统的设计方法,其目的在于能设计出基本的计算机控制系统以及能解决在计算机控制系统实施过程中的实际问题。

先修课程：
《数字电子技术》、《计算机组成原理》、《计算机接口技术》等。

适用专业：
计算机科学与技术专业
教材：
朱玉玺等.《计算机控制技术》（第2版）.北京：电子工业出版社，2010
教学叁考书：
[1]潘新民，王燕芳.《微型计算机控制技术》.北京：高等教育出版社，2002
[2]涂时亮.《单片微机控制技术》.上海：复旦大学出版社，2001
[3]谢剑英.《微型计算机控制技术》.北京：国防工业出版社，2001。

计算机控制技术课程教学大纲Techno1ogyofMicrocomputercontro1学时数：40其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化专业或其它相关专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化类各专业的“主干专业课程”，属工程技术类课程。

通过本课程的学习，使学生了解和掌握以微型机为核心组成的控制系统的硬件、软件基础知识，以及基本的应用技术。

并具备独立设计计算机控制系统的能力，为今后从事工业自动化方面的工作打下一个基础。

二、课程教学的基本要求（一）熟练掌握计算机控制系统的组成与接口技术；（二）掌握和理解计算机控制系统的常用控制算法；（H）熟练掌握计算机控制系统的设计方法和实现过程；（四）了解计算机控制技术的发展趋势及前沿课题。

三、课程的教学内容、重点和难点第一章微型计算机控制系统概述（4学时）基本内容：计算机控制系统的概念、组成，计算机控制系统的分类以及发展。

基本要求：1、熟悉微机控制系统的组成（硬件结构和软件组成）。

2、了解微机控制技术的发展趋势。

重点：计算机控制系统的发展概况。

难点：计算机控制系统的分类。

第二章计算机控制系统的过程通道接口技术（6学时）基本内容：数字量输入、输出通道的设计，模拟量输入通道的设计，模拟量输出通道的设计。

基本要求：1、掌握模拟量输入、输出通道的设计。

2、掌握数字量输入、输出通道的设计。

3、了解过程通道的结构形式。

能够根据控制系统要求选择输入输出通道中所用到的各种器件，掌握工作原理和使用方法。

能正确地绘制出系统的硬件电路原理图。

重点：采样/保持器、D/A转换器、A/D转换器接口设计难点：采样定理与数据采集第三章人机交互接口技术（4学时）基本内容：人机交互输入接口技术，人机交互输出接口技术。

基本要求：1、掌握常用键盘和常用1ED显示器的工作原理及接口设计方法。

2、能够根据控制系统要求正确的设计出键盘和显示器的接口电路，以及接口程序设计。

《计算机控制技术》课程教学大纲课程代码：ABJD(M16课程中文名称:计算机控制技术课程英文名称：ComputerContro1Techno1ogy课程性质：必修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：自动化专业本课程的前导课程：数字电子技术、模拟电子技术、电力电子技术、自动控制原理等一、课程简介该课程是自动化专业一门重要的专业必修课。

它的目的是使学生通过本课程的学习，获得计算机控制系统的组成、原理、设计等基础知识和基本应用技术。

学习掌握计算机控制系统软硬件设计的基本方法与原则。

通过本课程的学习，使学生具有计算机控制系统硬件设计、应用软件编程与系统调试的基本能力。

二、教学基本内容和要求1 .绪论课程教学内容：计算机控制技术一般概念，计算机控制系统的组成和分类，计算机控制系统的发展概况和趋势。

课程的重点、难点：计算机控制系统工作原理、组成和分类。

课程教学要求：了解计算机控制技术一般概念、计算机控制系统的发展概况和趋势。

理解计算机控制系统控制过程。

掌握计算机控制系统组成结构和分类。

2 .输入输出过程通道与接口技术课程教学内容：模拟量输入输出通道，数字量输入输出通道，人机接口技术，电机控制接口技术。

课程的重点、难点：D/A、A/D转换器接口技术和模板标准化设计，数字量输入输出通道，键盘接口技术，7段显示器接口技术，直流电机和步进电机接口技术。

课程教学要求：了解模拟量输入输出通道、数字量输入输出通道的结构形式组成。

理解D/A、A/D转换的工作原理，人机接口电路工作原理，电机接口电路工作原理等。

掌握模拟量输入输出通道设计技术，数字量输入输出通道设计技术，键盘接口技术，7段显示器接口技术，直流电机和步进电机接口技术。

3 .计算机控制基础理论课程教学内容：计算机控制系统的信号变换理论，计算机控制系统的数学描述，连续系统的离散化方法及特点。

课程的重点、难点：计算机控制系统的信号变换理论，Z变换与反Z变换的定义，连续系统的离散化方法，差分方程的求解。

计算机控制技术课程计算机控制技术在现代社会中起到了重要的作用。

无论是生产制造业中的自动化生产线，还是交通运输系统中的自动驾驶汽车，计算机控制技术都扮演着关键的角色。

它不仅提高了生产效率和产品质量，还能减少人力劳动，降低成本，提高工作的安全性。

1.计算机基础知识：包括计算机硬件的组成、操作系统的原理、计算机网络等方面的知识。

学生需要了解计算机的基本工作原理和数据处理方式，为后续的控制系统设计打下基础。

2.电子技术基础：包括电路基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术等方面的知识。

学生需要掌握电路的基本原理，了解信号与系统的特性，掌握模拟和数字电子技术的应用。

3.自动控制理论：包括控制系统的基本原理、控制器的设计与调节、闭环控制与开环控制、反馈控制和前馈控制等方面的知识。

学生需要掌握控制系统的数学模型，了解控制器的工作原理，学会通过反馈来改善系统的性能等。

4.传感器与执行器：包括各种传感器的原理和应用、执行器的种类和控制方式等方面的知识。

学生需要了解不同传感器在控制系统中的应用，以及执行器的工作原理和控制方法。

5.PLC编程与应用：PLC是常见的工业自动化控制设备，学生需要学习PLC的编程方法、PLC在自动化控制中的应用等方面的知识。

6.控制系统设计与实验：学生需要进行一定的控制系统设计和实验。

通过实践，学生可以学到更多的知识和技能，加深对课程内容的理解。

通过学习计算机控制技术，学生可以掌握自动控制理论和技术，了解和掌握现代控制系统的设计与调节方法，能够独立设计和实现控制系统，提高机电设备的自动化程度，提高生产效率和产品质量。

此外，学生还可以了解计算机控制技术在各个领域的应用，开拓自己的职业发展方向。

总的来说，计算机控制技术课程是一门综合性强、实用性强的学科，对于培养具有计算机控制技术知识和实践能力的人才具有重要意义。

计算机控制技术课程设计计算机控制技术课程设计一、引言随着科技的不断发展和进步，计算机控制技术在工业、交通、能源等领域的应用越来越广泛。

为了更好地理解和应用计算机控制技术，我们需要进行课程设计。

本文将围绕计算机控制技术课程设计的目的、任务和要求，以及设计方法和步骤进行详细阐述。

二、计算机控制技术计算机控制技术是利用计算机对工业过程进行自动控制的一种技术。

它以计算机为控制中心，通过数据输入、处理和控制输出，实现对工业过程的自动化控制。

计算机控制技术的主要内容包括控制系统设计、程序设计、数字信号处理等。

控制系统设计是计算机控制技术的核心，需要根据控制系统的要求，选择合适的硬件和软件，设计出高效、稳定的控制系统。

三、课程设计的目的和任务课程设计的目的在于通过实践，加深学生对计算机控制技术的理解和掌握，提高学生的编程能力、系统设计和调试能力。

课程设计的任务包括：1、设计并实现一个计算机控制系统，能够实现数据的采集、处理和控制输出；2、编写控制系统的程序，实现系统的自动化控制；3、对控制系统进行调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。

四、课程设计的要求课程设计的要求包括：1、设计出的控制系统应具有高效性、稳定性和可靠性；2、程序应具有良好的可读性和可维护性；3、测试数据应具有完整性和准确性。

五、设计方法及步骤课程设计的具体方法和步骤如下：1、确定控制系统的需求和分析；2、选择合适的硬件和软件，设计出控制系统的总体结构；3、编写控制系统的程序，实现数据输入、处理和控制输出；4、对控制系统进行调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。

六、总结通过本次课程设计，我们深入了解了计算机控制技术的核心内容和实现过程，掌握了控制系统设计、程序设计和数字信号处理等关键技术。

我们也发现了课程设计中存在的一些问题和不足之处，需要我们在后续的学习和实践中不断改进和完善。

希望通过本次课程设计，能够为我们在计算机控制技术领域的学习和实践打下坚实的基础。

目录1 前言 (3)2总体方案设计 (4)2.1 主控芯片选择 (4)2.2 显示模块选择 (5)2.3 可燃气体信号采集传感器选择 (6)2.4 A/D转换部分 (6)2.5 电源的选择 (7)3理论分析与计算 (7)3.1 MQ-2可燃气体信号采集传感器特点及参数 (7)3.2 相关理论值计算 (8)4单元模块电路设计 (11)4.1 可燃气体信号采集部分 (11)4.2 显示部分 (12)4.3 A/D转换部分 (13)4.4 报警显示部分 (14)4.5 最小系统及按键 (15)5软件设计 (17)5.1 程序结构图 (17)5.2 程序代码 (18)6系统调试 (19)6.1 系统硬件调试 (19)6.1.1 排除逻辑故障 (19)6.1.2 排除元件故障 (19)6.2 系统软件调试 (19)7设计总结 (20)8参考文献 (22)附录一：系统总图 (23)附录二：相关程序 (25)1 前言随着城市煤气、天然气事业及化学工业的迅速发展，易燃、易爆的气体种类和应用范围在不断增长，这些易燃易爆气体在生产和使用过程中，一旦发生泄漏将会引起中毒、火灾、爆炸等重大事故，人们在对安全生产的重视限度日益增长的同时，对生产技术手段也进行不断的提高，研制一种新型、性能稳定、准确监测可燃性气体报警控制器势在必行。

而传统的模拟型可燃性气体报警控制器，对于气体传感器的特性补偿、修正，采用匹配补偿传感器的硬件调整方式；这种调整方式虽然具有现场调整方便的优点，但补偿拟合的范围窄，匹配传感器的部件选择困难，而难以获得较好的补偿、修正效果。

因此，本次设计采用了“探测器+单片机控制电路”设计思绪。

本次设计采用以STC89C52芯片为核心，用半导体陶瓷式气体传感器MQ-2来检测外部气体浓度，结合外部硬件电路实现对可燃性气体进行报警控制装置。

STC89C52芯片具有功能强大，性价比高等一系列优点，适合产品大规模生产。

同时，设计出的可燃性气体报警控制器具有操作简朴，实用性强，价格便宜，安全性高等特点，所以非常适合贮气仓库，以及家庭等场合使用，具有很高的实用价值。

课程《微型计算机控制技术》电子教案课件第一章：微型计算机控制技术概述1.1 课程介绍让学生了解微型计算机控制技术的基本概念、发展和应用领域。

介绍微型计算机控制技术的基本原理和组成部分。

1.2 微型计算机控制系统的组成讲解微型计算机控制系统的硬件和软件组成部分。

介绍控制器、执行器、传感器和接口等基本元素的功能和作用。

1.3 微型计算机控制技术的应用领域分析微型计算机控制技术在工业、医疗、家居等领域的应用案例。

探讨微型计算机控制技术的未来发展前景。

第二章：微控制器基础2.1 微控制器简介让学生了解微控制器的定义、特点和分类。

介绍常见微控制器的品牌和型号。

2.2 微控制器的结构和原理讲解微控制器的基本结构和组成部分。

介绍微控制器的时钟、寄存器、定时器、中断等关键特性。

2.3 微控制器的编程和应用介绍微控制器的编程语言和编程方法。

通过实例分析微控制器在实际应用中的编程和实践技巧。

第三章：微型计算机控制算法3.1 控制算法概述让学生了解控制算法的定义、作用和分类。

介绍常见控制算法的原理和特点。

3.2 比例-积分-微分控制算法（PID）讲解PID控制算法的原理和数学模型。

分析PID控制算法在实际应用中的优缺点和调整方法。

3.3 现代控制算法简介介绍现代控制算法如模糊控制、神经网络控制、自适应控制等。

探讨现代控制算法在微型计算机控制中的应用和优势。

第四章：接口技术4.1 接口概述让学生了解接口的定义和作用。

讲解接口的基本原理和分类。

4.2 数字/模拟接口介绍数字/模拟接口的功能和应用。

讲解数字/模拟接口的电路设计和编程实现。

4.3 串行通信接口讲解串行通信接口的原理和协议。

分析串行通信接口在微型计算机控制中的应用和实例。

第五章：微型计算机控制系统的实践应用5.1 控制系统的设计与实现讲解微型计算机控制系统的设计流程和原则。

分析控制系统中的硬件选择、软件设计和系统调试等环节。

5.2 温度控制系统实例通过温度控制系统实例分析微型计算机控制技术的应用。

计算机控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机控制技术的基本原理，理解计算机控制系统的工作流程。

2. 使学生了解计算机控制技术在工业、医疗、家居等领域的应用。

3. 帮助学生掌握计算机控制系统的硬件和软件设计方法。

技能目标：1. 培养学生运用计算机控制技术解决实际问题的能力。

2. 提高学生进行计算机控制系统编程、调试和优化的技能。

3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能够就计算机控制技术问题进行讨论和分析。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机控制技术的兴趣，激发学生的创新意识。

2. 引导学生关注计算机控制技术在我国经济发展和社会进步中的作用，增强学生的社会责任感。

3. 培养学生严谨、细致的学习态度，树立正确的价值观。

课程性质分析：本课程为专业选修课，旨在让学生在掌握计算机控制技术基本原理的基础上，提高实际应用能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。

学生特点分析：学生为高中二年级学生，具有一定的计算机基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。

教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力。

2. 案例教学，结合实际应用场景，提高学生的学习兴趣。

3. 加强课堂互动，鼓励学生提问、讨论，提高学生的参与度。

4. 注重过程性评价，及时了解学生的学习进度，调整教学策略。

二、教学内容1. 计算机控制技术基本原理：包括计算机控制系统的组成、工作原理和性能指标，涉及课本第二章内容。

- 计算机控制系统的组成与分类- 控制器、执行器和被控对象的作用及相互关系- 性能指标：稳定性、快速性、精确性等2. 计算机控制技术在各领域的应用：介绍计算机控制技术在工业、医疗、家居等领域的实际应用，结合课本第三章实例进行分析。

- 工业自动化控制- 医疗设备控制- 智能家居控制3. 硬件和软件设计方法：包括控制器硬件设计、编程环境搭建以及软件编程，涉及课本第四章和第五章内容。

- 控制器硬件设计：微控制器、接口电路等- 编程环境：C语言、汇编语言、开发工具等- 软件编程：控制算法、程序设计等4. 计算机控制系统编程、调试和优化：以实际项目为例，讲解编程、调试和优化方法，涉及课本第六章内容。

计算机控制技术
Techno1ogyofMicrocomputercontro1
总学时：40 理论40实验（上机、实习等）0
学分：2.5
课程主要内容：本课程是电气工程与自动化专业的一门应用性很强的专业必修课。

本课程以8086PC机为背景机，内容包括微型计算机的接口技术，如A/D、D/A的工作原理和使用方法；关于计算机常用控制方法、概念、理论及设计方法和步骤方面，包括数字控制器的模拟化设计方法和P1D算法的数字化，掌握最少拍无差系统、最少拍无纹波系统设计，掌握大林算法的原理和使用方法，了解振铃现象及其抑制，了解空间设计法的含义及设计方法。

为学生熟练地将微机控制技术应用于工业自动化设备、过程自动控制及智能仪器仪表奠定基础。

先修课程：《微机原理》、《自动控制理论》、《电子技术》，《检测技术》，《电力电子技术》、《电
气控制技术》等课程
适用专业：电气工程与自动化专业或其它相关专业
教材：
张德江.《计算机控制系统》.北京：机械工业出版社，2008。

教学参考书：
[1]李华.《计算机控制系统》.北京：机械工业出版社，2007。