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前言通过对计算机组成原理及实验的学习，设计14条机器指令，并编写相应的微程序，完成由基本单元电路构成一台基本模型机，再经过调试指令和模型机使其在微程序的控制下自动产生各部件单元的正常工作控制信号。
在设计基本模型机5的实验过程中，个别部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本课程设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。
这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一条微程序。
本课程设计以DVCC计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。
1、根据任务要求设计整机系统的方案。
2、存储系统：使用模型机的存储模块，说明存储器的输入输出时序，模块连接方式等。
3、运算器：使用模型机的器件，组成带有片间串行进位8位移位运算功能的运算器。
4、微程序控制器模块：使用教学机的系统，设计微程序控制器。
5、设计模型机指令系统：（含设计微指令格式、微程序流程图，每条指令所对应的微程序等）。
6、了解并说明教学模型机的输入输出模块。
7、在自己设计的指令系统基础上，编制一个汇编语言小程序并进行调试通过。
8、整机设计分模块进行，说明模块中数据和控制信号的来源、去向、功能、时序，以及模块间数据和控制信号的来源、去向、功能、时序等。
本设计的规定项目采用14条机器指令：IN.OUT.STA.LDA.JMP.BZC.CLR.MOV.CMP.SUB.DEC.HLT.RL.RLC。
摘要本次课程设计课题是基本模型机的设计与实现，该设计要求根据计算机组成原理课程所学知识，设计、开发一套简单的模型计算机。
通过对一个简单计算机的设计，以达到对计算机的基本组成、部件的功能与设计、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。
通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深计算机时间和空间概念的理解。
机电综合产品设计方案模板1. 引言在机电综合产品的设计过程中，设计方案的制定是至关重要的一步。
本文旨在提供一个机电综合产品设计方案的模板，帮助设计人员全面、系统地考虑各个方面，确保设计方案的准确性、可行性和可持续性。
2. 产品概述2.1 产品名称2.2 产品功能和特点2.3 产品应用领域3. 技术需求分析3.1 产品性能指标3.2 产品技术要求和标准3.3 产品可靠性要求3.4 产品安全性要求4. 系统结构设计4.1 系统总体结构4.2 系统模块划分4.3 系统模块之间的接口设计5. 功能模块设计5.1 模块功能描述5.2 模块功能流程图5.3 模块功能详细设计6. 电气设计6.1 电气控制系统设计6.2 电气元器件选型6.3 电气布线设计6.4 电气安全设计7. 机械设计7.1 机械结构设计7.2 机械零部件选材7.3 机械加工工艺设计7.4 机械安全设计8. 控制系统设计8.1 控制系统框图8.2 控制系统算法设计8.3 控制系统硬件设计9. 能耗与环保设计9.1 能耗分析与优化9.2 环境友好材料选用9.3 废物处理与循环利用设计10. 制造与工艺设计10.1 制造工艺规划10.2 零部件加工工艺设计10.3 组装工艺设计10.4 质量控制与检测方案11. 综合评价与改进11.1 总体性能评估11.2 用户需求反馈与改进11.3 可持续发展性评估11.4 安全性评价与改进12. 结论本设计方案全面考虑了机电综合产品的各个方面，设计给出了相应的解决方案，保证产品的性能、可靠性、安全性和可持续性。
希望本设计方案能为实际产品设计和开发提供参考，进一步推动机电综合产品的发展和应用。
参考文献：[1] 作者1, 作者2, 作者3. 机电综合产品设计与开发. 出版社, 年份.[2] 作者4, 作者5, 作者6. 机电综合产品设计方法论. 出版社, 年份.。
机电一体化系统设计课程设计指导书邓春岩编著UESTC 机电工程学院第一章绪论1.1 机电一体化课程设计的目的机电一体和课程设计是一个重要的实践教学环节。
学生需综合运用所学的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行机电结合的设计训练，主要目的是：1）学习机电一体化系统总体设计方案的分析、拟定和比较的方法。
2）对机械系统进行设计，掌握典型传动机构和导向机构等工作原理、设计计算方法和选用方法。
3）掌握控制用电机的工作原理，能够对控制用电机、驱动器进行计算与选用。
4）对控制系统进行设计，掌握典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路。
5）根据系统的要求，掌握常用传感器的工作原理和选用方法。
6）培养学生独立分析问题、解决问题的能力，学习并初步建立“系统设计”的思想。
7）训练学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。
1.2 课程设计的内容与要求课程设计的内容应是典型的机电一体化系统或产品，如数控机床、工业机器人、三坐标测量仪、自动检测仪、全自动洗衣机、电子秤、自动售货机、家用智能装置等。
设计的内容需包扩：机械系统的设计；执行元件的计算与选择；计算机控制系统的选择、电路的设计和软件的设计；传感检测的选择与电路的设计等，根据专业性质的差异，可以适当调整相应部分设计工作量。
本次设计任务是CNC二维工作台的设计，主要包括：机械系统的设计与计算、控制电机的计算与选择、驱动器的选择与接线图的设计。
1.3 课程设计的原始数据试设计一个用于在水平面内（XOY平面）进行切割的CNC二维工作平台。
切割刀位于Y方向工作台上面，其受力点（X、Y方向的轴向载荷）到Y方向丝杠轴心线的距离为100mm。
其它参数见下表：表1.1 大题目及其参数项目名称大题编号一二三四五六备注行程 mm 500³500500³400500³300400³400400³300300³300X*Y方向的行程X丝杠转速n1200 150 120 80 50 50 单位： r/minY丝杠转速n2200 150 120 80 50 50 单位： r/min理论定位精度δ30 25 20 15 10 5 单位：μm表1.2 小题目（方案）及其参数方案项目名称方案编号ⅠⅡⅢⅣV VIX方向轴向载荷(N)F15000 4500 4000 3500 2000 1200Y方向轴向载荷(N)F24000 3500 3000 2500 1500 1000X方向工作台滑板及组件重量(N) 1000 900 800 700 600 400Y方向工作台滑板及组件重量(N) 600 500 400 400 300 200表1.3 控制实现的轨迹方案项目名称方案编号１２３４二维平台编程控制的轨迹ＮＳＣＬ注：CNC二维工作平台设计题目共五个大题目，每个大题目下面又有三个小题目（即方案）。
《机电控制技术实习》指导书李旭宇、陈耿彪、杨义蛟等编长沙理工大学机电工程系教研室2013年5 月目录模块一：电力电子技术及电机控制 (2)各挂件功能介绍 (2)任务1.1 三相桥式全控整流及有源逆变电路控制 (34)任务1.2 双闭环不可逆直流调速系统 (37)模块二： PLC控制工程设计 (41)任务2.1 自动配料系统PLC控制软件设计 (41)任务2.2 十字路口交通灯PLC控制软件设计 (43)任务2.3 装配流水线PLC控制软件设计 (45)任务2.4 水塔水位PLC控制软件设计 (46)任务2.5 天塔之光PLC控制软件设计 (47)任务2.6 机械手动作PLC控制软件设计 (48)任务2.7 液体混合装置PLC控制软件设计 (49)任务2.8 邮件分拣PLC控制软件设计 (50)任务2.9 轧钢机PLC控制软件设计 (51)任务2.10 三层电梯PLC控制软件设计 (52)任务2.11 运料小车PLC控制软件设计 (53)任务2.12 加工中心PLC控制软件设计 (54)模块三：柔性自动化生产线单元模块操作与控制 (56)特别提醒 (56)模块式柔性自动化生产线实习装置简介 (56)任务3.1 搬运单元 (60)任务3.2 加工操作手单元 (64)任务3.3 提取单元 (69)任务3.4 安装单元 (73)任务3.5 自动仓储单元 (77)任务3.6 成品分装输送单元 (81)模块一：电力电子技术及电机控制各挂件功能介绍以挂件的编号次序分别介绍其使用方法，并简单说明其工作原理和单元电路原理图。
DJK01电源控制屏电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源等；同时为实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。
屏上还设有定时器兼报警记录仪，供教师考核学生实验之用；在控制屏正面的大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验所需挂件，凹槽底部设有12芯、10芯、4芯、3芯等插座，从这些插座提供有源挂件的电源；在控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，此外还设有供实验台照明用的40W日光灯。
1 目录 一、 任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 二、 正文„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
1. 概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
1.1 机电传动控制概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 1.2 课程设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
2. 总体设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
2.1 控制要求的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 2.2液压控制回路中电磁阀被控逻辑表达式„„„„„„„„„„„„„„9
3. 局部设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
3.1 原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3.1.1 主电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3.1.2 控制电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 （1） 电机控制回路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 （2） 液压控制回路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 3.1.3 辅助电路（照明显示）„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 3.2 接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 3.3 元件选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 （1） 电动机的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 （2） 熔断器的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 （3） 热继电器的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 （4） 交流接触器、中间继电器与时间继电器的选型„„„„„„14 （5） 照明与显示灯的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„15 （6） 变压器的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 （7） 按钮及刀开关的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„15 三、 小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 四、 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16 五、 附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 附表1：元器件选型明细表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 附图1：原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 附图2：接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 2
机电一体化系统设计课程设计指导书本课程设计指导书详细介绍了机电一体化系统的设计过程，通过本课程的学习，能够掌握机械设计、电气控制、程序编写等方面的技能，从而实现对机电一体化系统的全方位掌握。
第一部分：课程设计的背景和意义。
机电一体化系统是现代制造业中的重要技术，它将机械设计和电气控制有机地结合起来，通过计算机程序控制，从而实现自动化生产。
机电一体化系统能够提高生产效率，降低人工成本和生产成本，减少生产过程中的事故发生率等。
因此，掌握机电一体化系统设计技术对于现代制造业来说具有重要的意义。
第二部分：课程设计的教学目标。
本课程设计的教学目标主要包括以下方面：熟悉机电一体化系统的基本原理和设计流程、掌握机械设计和电气控制的技能、学会利用电气软件和编程语言进行系统的设计和控制、培养学生的计算机编程能力以及团队协作和创新能力等。
第三部分：课程设计的教学内容及要求。
本课程设计的教学内容主要包括以下几个方面：机电一体化系统的概述与原理、机械传动系统的设计、电气控制系统的设计、编程语言的基础知识、控制系统的软件设计、系统测试与调试等。
同时，对于学生，需要满足以下要求：1.能够独立完成机电一体化系统的设计与调试；2.掌握机械设计和电气控制的基础知识；3.了解编程语言和控制系统的软件设计；4.具备独立思考和解决问题的能力；5.能够合理地分工合作，完成项目中自己的任务。
第四部分：课程设计的考评方法。
本课程设计考核主要由课程设计报告和现场演示两个环节组成。
课程设计报告应包括系统设计流程、系统组成部分的详细设计、系统测试与调试等内容。
现场演示应展示课程设计的系统实现效果，并结合实验环节进行现场演示和讲解。
学生将按照报告的质量和现场演示的表现情况分数。
第五部分：总结。
机电一体化系统设计是一个综合性强，涉及面广的学习课程，需要学生熟练掌握机械设计、电气控制、编程语言等方面的知识，才能达到理论与实践相结合的目的。
因此，在课程设计中，需要教师根据学生的实际情况，采取不同的授课方式，增强学生的学习兴趣和参与度，从而提高学生的学习效果。
题目1：交流伺服电机驱动的刀库换刀控制设计一个圆形刀库如图所示。
在刀库架上装有8种刀具，分别放在0#到7#位置。
每个刀具位置有一个感应铁，在刀库下方为换刀位，换刀位有一个原位检测传感器。
每个刀位有一个指示灯，分别为HL0-HL7。
有8个选刀按钮SB0-SB7。
刀库电机为交流伺服电机。
控制要求：当按下某个选刀按钮时，对应刀位指示灯亮，通过计算，确定电机行走位移，按照最近路径正转或者反转，直至所选刀位转至换刀位，停下。
电机运行过程加速--匀速--减速-低速运行--到换刀位停下。
假设已知加速度、匀速、低速的速度以及相邻2个刀位的距离。
刀库换刀示意图题目2：步进电机驱动的刀库换刀控制设计一个圆形刀库如图所示。
在刀库架上装有8种刀具，分别放在0#到7#位置。
每个刀具位置有一个感应铁，在刀库下方为换刀位，换刀位有一个原位检测传感器。
每个刀位有一个指示灯，分别为HL0-HL7。
有8个选刀按钮SB0-SB7。
刀库电机为步进电机。
控制要求：当按下某个选刀按钮时，对应刀位指示灯亮，通过计算，确定电机行走位移，按照最近路径正转或者反转，直至所选刀位转至换刀位，停下。
电机运行过程加速--匀速--减速-低速运行--到换刀位停下。
假设已知加速度、匀速、低速的速度以及相邻2个刀位的距离。
刀库换刀示意图题目3：交流电机与变频器（模拟量）驱动的刀库换刀控制设计一个圆形刀库如图所示。
在刀库架上装有8种刀具，分别放在0#到7#位置。
每个刀具位置有一个感应铁，在刀库下方为换刀位，换刀位有一个原位检测传感器。
每个刀位有一个指示灯，分别为HL0-HL7。
有8个选刀按钮SB0-SB7。
刀库电机为可以变频调速的交流电机，变频器通过模拟量控制。
控制要求：当按下某个选刀按钮时，对应刀位指示灯亮，通过计算，确定电机行走位移，按照最近路径正转或者反转，直至所选刀位转至换刀位，停下。
电机运行过程加速--匀速--减速-低速运行--到换刀位停下。
假设已知加速度、匀速、低速的速度以及相邻2个刀位的距离。
机电设备控制技术课程设计说明书学院：机电工程学院设计题目：M7120平面磨床的电气控制系统设计专业班级： 11机械电子工程一班学生：曹方迪2014年7月东北林业大学机电设备控制技术课程设计任务书设计题目 M7120平面磨床的电气控制系统设计指导教师孙雪副教授专业11机械电子工程一班学生曹方迪目录1.电气原理的分析1.1控制要求 (1)1.2电气原理的分析 (1)2电气系统图的拟定2.1电气系统功能分析 (1)2.2电气系统图的拟定 (2)2.3电气系统图的绘制 (2)3电器元件的计算与选择3.1确定电机及功率 (3)3.2接触器元件及辅助元件的选择 (3)3.3元件列表 (4)4PLC控制系统的设计4.1PLC的硬件设计4.1.1PLC的选型 (4)4.1.2 PLC 的外部接线图的绘制 (5)4.2PLC的软件设计4.2.1 PLC的I/O地址分配表 (5)4.2.2 PLC控制系统的梯形图 (5)4.2.3 PLC 语句表 (6)4.2.4 PLC控制系统仿真图 (7)5设计总结6 参考文献1.电气原理的分析1.1 控制要求M7120型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘（又称电磁工作台），砂轮架、滑座、立柱等部分组成。
M7120型平面磨床共有4台电动机，砂轮电动机直接带动砂轮旋转，对工件进行磨削加工，是平面磨床的主运动；砂轮升降电动机使滑座（砂轮架安装在滑座上）沿立柱导轨上下移动，用以调整砂轮的位置；工作台和砂轮的往复运动是靠液压泵电动机进行液压传动的，能实现无极调速与平稳传动，保证加工精度；冷却泵电动机带动冷却泵供给砂轮和工件冷却液，同时利用冷却液带走磨削下来的铁屑。
机械电子工程专业方向课程设计指导书【内容简介】该课程是本专业本科教学的专业综合素质训练，同时为毕业设计打前站。
本课程的特点是侧重专业知识，内容丰富，实践性强，涉及机电系统方方面面，包括：机械、电气、液压、气动等各种传动方式及相应的控制系统。
【课程目标】●巩固专业基础知识●理论联系实际●获得航空航天系统感性认识●以工程观点看待设计任务，了解工程设计规范●培养团队合作精神【进度安排】●课程设计时间为2周，分组协作完成，4-6人一组，各组题目不得项目。
●三次集中课，其他时间可联系老师指导答疑。
【文档与PPT要求】●课程设计报告，8000字以上，具体要求见模板。
●中期进展汇报PPT为5分钟，课程答辩PPT为10分钟，具体要求见模板。
【纪律要求】除本学期未结课程外，全部时间用于本课程，未经批准不可离开北京。
【课设题目】●单自由度位置摇摆系统●电惯量模拟系统●二自由度平面运动位置伺服系统●液压位置随动力矩加载系统●稳定回路控制系统●防滑刹车控制系统●伺服阀测试台设计【课设任务书】题目1单自由度位置摇摆系统●功能背景：模拟实现稳定平台的工作环境，即位置与速度的闭环控制，为测试其在此工作环境下的性能指标提供环境参数。
●设计要求1.总体方案，包括机械结构、传动和控制系统等；2.机械结构设计，包括机械框架，执行元件、控制元件的安装结构及布置；3.测控系统，包括数据采集、处理，控制器和传感器等。
4.元件选型：包括执行元件、测控元件等；5.部件机械图，如台体等。
●指标负载为100Kg,轴对称，圆柱体●工作量要求1.系统总体方案，系统原理图；2.系统机械布置图；3.元件选型及相关计算；4.部件机械图。
5.课程设计说明书，8000字左右。
题目2电惯量模拟系统●功能：利用电动机转动力矩模拟运动物体的惯量●设计内容：总体方案，包括机械结构、传动和控制系统等；机械结构设计，包括机械框架，执行元件、控制元件的安装结构及布置；测控系统，包括数据采集、处理，控制器和传感器等。
机电产品模型设计及控制
一、实验目的
1.了解常用机械传动机构的形式和使用条件。
2.了解典型机电系统的布置形式及工作原理。
3.了解机械系统的基本运动控制方法。
4.培养综合设计、优化设计机械系统的能力。
5.培养动手能力、创新能力和编程能力。
二、实验原理
本实验使用的器材为德国慧鱼公司出品的“慧鱼创意组合模型”（见附
录Ⅳ）。该模型由多种构件组成，通过接口板和计算机相连，使用软件控制
模型的运动。
慧鱼创意组合模型提供了工业机器人、移动机器人、实验机器人、仿生
机器人、气动机器人等套装产品，这些套件中除了少数特殊零件外（如工业
机器人的机械手、移动机器人的车轮、启动机器人的气动元件、实验机器人
的链条和齿条等），大部分零件是相同的，可以通用。
慧鱼创意组合模型由各种各样的构件组合拼装而成，因此“构件”是模
型的最小组成部分。它的构件大体上可以分为机械构件、电气构件和气动构
件3类。
机械构件组要包括六面拼接体、连杆、链条、履带、齿轮（普通齿轮、
锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮）、出轮轴、齿条、蜗轮、蜗杆、凸轮、弹簧、
曲轴、万向节、差速器、齿轮箱等。
电气构件主要包括直流电机、大功率电机、传感器（光敏、热敏、螆敏、
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小型开关）、灯泡、电磁气阀、直流变压器、可充电电源、红外线遥控装置、
电脑接口板（串口、并口、USB端口）、PLC接口板等。
气动构件主要包括储气罐、气缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、
气管等。
通过以上基本构件，学生可自行设计并组装机电产品模型，并通过软件
或高级语言编程控制模型的运动，实现预期的设计目的。
三、实验内容
1.观察慧鱼工业培训模型，了解常用机械传动机构、传感器布置模式、
典型机电液系统。
2.遵照实例组装机电产品模型，了解慧鱼创意组合模型的基本使用方法。
四 实验步骤
1.观察工业培训模型“带输送带的冲床”
该模型是使用慧鱼创意组合模型拼装而成的，模拟工业现场冲床和输送
带相结合实例。传动和检测功能由2个直流电动机、2个小型开关、5个光
敏传感器组成（见图7-1）。
图7-1 带输送带冲床
2.观察工业培训模型“三自由度机械手”
该模型是使用慧鱼创意组合模型拼装而成的，模拟工业现场中的三自由
度机械手。传动和检测功能由4个直流电动机、8个小型开关组成。机械手
的活动范围为：围绕底座在180°范围内旋转，以底座为中心在半径方向上
前后移动100mm，高度上进行160mm的升降（见图7-2）。
图7-2 三自由度手
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3.观察工业培训模型“气动加工中心”
该模型是使用慧鱼创意组合模型拼装而成的，模拟工业现场中气动加工
中心的实例。由1个料仓、1个旋转工作台、1条传送带、1套空气压缩机、
3个汽缸、2个直流电动机、2个光敏传感器、9个小型开关组成（见图7-3）。
图7-3 气动加工中心
4.观察工业培训模型“双工作台操作流水线”
该模型是使用慧鱼创意组合模型拼装而成的，模拟工业现场中的加工流
水线。工件从输送带一端放入，经过一系列加工后被送到成品区。该模型使
用12个传感器、8个电动机实现检测和控制功能（见图7-4）。
图7-4 双工作台操作流水线
5.按样例组装模型，熟悉拼接方法
根据个人兴趣，组装工业机器人、移动机器人、仿生机器人或气动机器
人模型1个，熟悉慧鱼模型的零件和拼接方法。
五、思考题
1.简述“带输送带的冲床”的工作过程。
2.简述“三自由度机械手”的工作过程。
3.简述“气动加工中心”的工作过程。
4.简述“双工作台操作流水线”的工作过程。
5.在以上模型中，使用了哪些机械传动方式？
