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计算机
计算机应用能力实践
评语:
考试答辩
(70分)
报告(30分)
总成绩
(100分)
专业:
自动化
班级:
动1502
姓名:
刘旭恒
学号:
201509424
指导教师:
苟军年
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2017年9月14日
一、Word模块
1.题目要求
从学校图书馆下载一篇与毕业设计题目相关的英文文献或者小论文,英文文献翻译为中文,要求论文控制在一页以内,须保证论文结构完整。
论文排版按照毕业论文格式要求。
2.完成结果
基于温度传感器的水温控制
摘要:
系统设计目标是实现炉温的自动控制。
整个系统以单片机为控制核心,由上位机与下位机组成。
上位机应用组态王设计SCADA监控界面,下位机检测机构将实时采集的温度数据传入控制器,控制器对执行机构发出控制命令,执行机构通过继电器通断电热丝实现水温恒定的自动控制。
系统采用PID控制算法来实现水温的自动控制。
该系统可靠性高,操作简便,应用性强。
关键词:
单片机,SCADA监控界面,继电器,PID
Abstract:
Thesystemdesigngoalistoachieveautomaticcontrolofwatertemperature.Thewholesystemmicrocontrollercore,composedbythehostcomputerandthenextcrew.ThehostcomputerapplicationconfigurationKingdesignSCADAmonitoringinterface,thelowercomputerdetectionmechanismwillbereal-timecollectionoftemperaturedataintothecon-troller,thecontrollerissuedacontrolcommandtotheimplementingagencies,theimplementationoftherelaythroughtherelayelectricheatingwiretoachieveconstanttemperaturecontrol.ThedesignsystemusesPIDcontrolalgorithmtoachieveautomaticcontrolofwatertemperature.
Keywords:
microcomputer,SCADAMonitoringInterface,relay,PID
本系统设计的目标是实现可连续精度高的温度控制系统。
水是在生活中不可或缺的,实现水的温度控制可以很大地提升生产效率,节约能源,提高生活品质。
1.水温控制系统的设计概述
本系统设计以STC89C52为控制核心,主要由两大部分组成,一部分是上位机系统一部分是下位机系统。
图3为系统整体结构框图。
上位机系统界面使用组态王编写,对下位机系统监视与控制。
下位机系统完成数据处理、控制、通信、温度值检测等功能。
单片机控制模块作为系统的控制器;继电器控制加热模块作为系统的执行器;温度检测模块作为系统的检测元件,将采集温度值实时反馈回单片机控制器;而键盘输入模块完成给定值输入功能。
再加上被控对象,它们共同构成了典型的闭环控制系统,即负反馈控制系统。
2.硬件系统设计
2.1单片机最小系统电路
所谓单片机最小系统电路,是指能使单片机正常工作的最小硬件单元电路,也叫单片机最小系统时钟电路。
最小系统时钟电路包括时钟电路,另外还包括复位电路,还有电源电路供电。
2.2继电器控制电路
控制温度,需要控制通断电热丝,电热丝是大功率大电流器件,而单片机是弱电器件,其I/O口无法作为直接驱动,必须通过使用继电器来加以控制,系统使用固态继电器(SSR)。
三级管的作用是放大作用,一个是开关作用。
这里三级管主要作用是开关作用,电流放大作用是次要的。
2.3DS18温度测量电路
DS18B20温度测量电路简单,不过需要注意的关键一点是,要对DS18B20的数据I/O引脚接一个上拉电阻。
其中DS18B20是单线通信,接收和发送都是通信脚DQ进行的。
当它接收的时候为高电阻输入,当其发送的时候是开漏输出,即为输出0时通过三极管下拉为低电平,而输出1时为高阻,需要外接上拉电阻将它拉为高电平。
因此,需要外接上拉电阻,否则无法输出1。
本设计测量水的温度,采用不锈钢封装的DS18B20传感器。
3.软件系统设计
单片机程序整体设计流程图如图4所示。
首先,初始化串口、定时器。
串口初始化中采用定时器1工作二模式,作为波特率发生器。
定时器初始化主要是定时器0的初始化,一方面作为PWM波发生器。
另一方面作为系统时基,结合中断,用于数码管动态显示。
系统默认先进行温度设定值的设定,然后开启水温控制,数码管显示实际水温度值,保留小数点后两位。
控制过程中如需再次改变温度设定值,则需要通过按键关闭水温控制,切换到水温设定模式,数码管显示温度设定值,设定值为整数。
上述程序流程放在主函数大循环中执行,循环中通过加入按键判断,控制起停判断,减少不必要的程序扫描时间。
4.结束语
本文以STC89C52单片机为控制核心,由组态王设计上位机监控界面,设计制作了一套水温自动控制系统。
本系统应用非常广泛,功能很强大,方便携带。
本系统的搭建,十分有利于其它改进型PID控制器的扩展研究,而且也可以扩展应用到其它过程控制中。
参考文献
[1]胡寿松.自动控制原理[M].5版.北京:
科学出版社,2007
[2]钱学森,宋健.工程控制论[M].北京:
科学出版社,1983
[3]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].4版.北京:
高等教育出版社,2003
[4]阎石.数字电子技术基础[M].5版.北京:
高等教育出版社,2006
[5]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].5版.北京:
机械工业出版社,2009
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35-37
[8]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,2003
二、Excel模块
1.题目要求
(1)建立excel文件,以“姓名_学号.xls”命名
(2)建立工作表sheet1,按照下列要求将你所拿到的成绩数据录入sheet1,并保存。
要求:
a)将这些同学共有课程的考试成绩录入sheet1,按照学号由小到大输入,例如:
b)设置学号、姓名为文本格式,成绩格式为数值类型(平均学分成绩保留小数两位),如成绩为优,按照80分替换,良按照70分替换,及格按照60分替换,不及格按照40分替换。
c)对学生的成绩小于60分的以粗体、红色字、12.5%灰色底纹显示。
对学生的成绩大于80分的以粗体、蓝色字、12.5%灰色底纹显示。
【提示】使用条件格式。
(3)设置sheet1工作表标题栏行高25,调整表格每一栏宽度,表格标题栏设置为“黑体”“四号”“居中对齐”;表格内容栏行高18,设置为“宋体”“小四”“居中对齐”。
(4)使用函数计算每名学生的课程总分、平均学分成绩:
(课程1成绩×课程1学分+课程2成绩×课程2学分+课程3成绩×课程3学分……)/课程总学分。
(5)使用数据排序列出学生平均学分成绩排名,并使用数据筛选算出该学生不及格门数。
(6)将数据表复制到sheet2中,并对sheet2工作表按照平均学分成绩进行排序。
在sheet2中使用函数计算每门课程的平均分,算出每门课程小于60分及大于80分的人数,并计算各自人数所占比例。
在当前工作表中嵌入柱状图,选择平均分最低的三门课程,分析这三门课程小于60分及大于80分人数的情况,图表标题为“课程高低分分析图”如:
(8)为工作表建立页眉、页脚,在页眉中插入日期,在页脚中插入页码。
2.完成结果
图1班级学生成绩表
图2课程高低分分析图
三、Visio模块
1.题目要求
根据本人所做毕业论文的内容,设计制作论文中需要的流程图,系统原理图,总体结构图或电路图,要求图形绘制正确,整体美观,排版合理。
2.完成结果
图3水温控制系统结构框图
图4单片机程序整体设计流程图
四、PowerPoint模块
1.题目要求
以《单片机原理与应用系统设计》课程为基础,每人一章制作课件,且内容组织有条理,逻辑性强,并根据章节要求有文字图片排版,有超链接,有动画效果等。
2.完成结果
组织有条理,逻辑性强,并根据章节要求有文字图片排版,有超链接,有动画效果等。
3.完成结果
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机