电子信息与自动化学院 电气工程与自动化系
电气控制技术应用设计
一、目的
电气控制技术应用设计是学生必修的实践环节之一，应使学生较系统的完成电子系统设计，从选题、方案论证、软硬件设计、软硬件实现、系统测试、总结报告等基本过程，加深对模拟电路、数字电路、微机原理、单片机、PLC、DSP等相关课程理论知识的分析理解。通过实践引导学生把原理分析与工程设计结合，掌握软硬件系统设计的基本方法和一般规则，提高综合应用能力，培养学生的创新思维和实践能力，为电气工程综合设计和毕业设计打下坚固的基础。
1、培养独立完成一个课题或实际问题的能力 2、培养查阅资料文献手册的能力
3、熟悉元器件类型，掌握合理选取元件的规则 4、锻炼撰写小论文和设计报告的能力 5、培养科学的工作作风和严谨务实的态度
二、设计内容
本设计的主要内容包括：自主选题、理论设计、调试与仿真、撰写设计报告并答辩等。 自主选题题目参见“三、设计题目”。无论选择什么题目，最后完成的方案必须包含MCU模块。除题目明确指定MCU之外，MCU种类不加限制，可在51单片机、AVR、ARM、可编程逻辑控制器、FPGA\\CPLD、DSP、PLC等范围内自行选择。MCU在系统中的作用可简可繁，自行设计。
理论设计包括方案选择、硬件系统设计、软件系统设计等。硬件设计包括单片机最小系统设计、单元电路设计、元器件选择（须选通用芯片）及参数计算；软件设计包括模块化层次结构图、程序流程图等。通过调试与仿真，进一步完善设计，使之达到课程设计要求，使其更接近于实际产品。
最后要求撰写设计总结报告，把理论设计内容，调试过程及性能指标的测试进行全面总结，把实践内容上升到理论高度。并通过答辩过程展现课程设计所做的工作。
三、设计题目
1、简易数字电压表★★★（刘述喜） a) 利用AD转换芯片测量0~2V电压信号 b) 4位显示
c) 系统工作符合一般数字电压表要求 扩展要求：
? 更多量程，如0~200mV，0~20V等 ? 按键切换量程
2、简易数字电流表★★★（刘述喜）
a) 利用AD转换芯片和精密电阻测量0~20mA电流 b) 4位显示
c) 系统工作符合一般数字电流表要求
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扩展要求：
? 更多量程，如0~2mA，0~200mA等 ? 按键切换量程
3、简易可编程恒流源★★★（刘述喜）
a) 利用DA转换芯片输出200-2000mA电流信号 b) 可设置并显示输出电流给定值 c) 系统工作符合一般恒流源要求 扩展要求：
? 可步进输出电流，步进值10mA ? 保护电路
4、简易可编程稳压电源★★★（刘述喜） a) 利用DA转换芯片输出3-12V电压信号 b) 可设置并显示输出电压给定值 c) 系统工作符合一般稳压电源要求 扩展要求：
? 可步进输出电压，步进值0.1V ? 保护电路
5、永磁电机转速控制器★★★（古亮） a) 设计永磁电机转速控制器 b) 电机可调速
c) 系统工作满足一般永磁电机控制要求 扩展要求：
? 永磁电机可正反转 ? 具备能量制动回馈功能
6、自动售货机★★★（古亮）
a) 自动出售多种货物，按键操作及错误提示有指示灯 b) 按键选择货物，利用按键模拟5元和10元纸币输入 c) 系统工作符合一般自动售货机要求 扩展要求： ? 声音提示 ? 退钱功能
7、出租车计费系统★★★（古亮）
a) 脉冲信号模拟车轮转动，3公里以内起步价5元，超过3公里每0.5公里0.9元 b) 功能按键，显示公里数和费用
c) 系统工作符合一般出租车计价器要求 扩展要求：
? 低速时进入等待计时状态，等待计时超过5分钟后，每分钟0.9元 ? 夜班加价功能
8、彩灯音乐控制器★★（古亮）
a) 8个以上彩灯组成圆形，4种以上彩灯花型变化，用数码管显示模式，同时配备对应彩灯花型的音乐。 b) 清零复位
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c) 彩灯（音乐）变换的快慢节拍可以选择 d) 系统工作符合一般彩灯音乐控制器要求 扩展要求：
? 多种花型可以自动变换，循环往复 9、篮球赛计时计分器★★★（贺娟）
a) 倒计时方式显示单节比赛剩余时间，可暂停 b) 显示双方得分，按键输入可修改分值 c) 系统工作符合一般篮球赛计时计分器要求 扩展要求：
? 时间及分值如有错误可修改
? 单节比赛或整场比赛结束时声音提示 10、简易数字钟★★★（贺娟） a) 要求准确显示“时”、“分”、“秒”，24小时制； b) 具有整点报时功能，在每小时59分51秒、53秒、55秒、57秒发出低音，59秒整发出高音；
c) 系统工作符合一般时钟要求。 扩展要求：
? 具有校时功能，用户可修改“时”、“分”，且互不影响； ? 可切换12小时制和24小时制。 11、数字秒表★★（贺娟）
a) 最小显示位10ms，计时范围0~59分59秒990毫秒 b) 一键控制三种工作状态：清零、计时、停止 c) 系统工作符合一般秒表要求 扩展要求：
? 可记录多个成绩 ? 秒表精度0.1s
12、简易数字频率计★★★（贺娟）
a) 用于测量数字信号的频率并显示结果，测频范围0.1Hz~9999Hz； b) 通过按键控制频率计的启动和停止； c) 系统工作符合一般频率计的要求。 扩展要求：
? 测量周期可调，分为1秒和10秒两档； ? 测频范围扩大到99999Hz
13、基于PLC的交通灯控制系统设计★★★（蒋东荣） a) S7-200PLC编程或欧姆龙PLC； b) 用一个启动开关控制信号灯组；
c) 用LED模拟信号灯，东西、南北黄灯、绿灯、红灯各一组，系统工作符合一般交通灯控制要求。 扩展要求：
? 能用按键设置通行时间和暂缓通行时间； ? 能根据各向交通流量自动调整通行时间。
14、基于PLC的喷泉模拟控制系统设计★★★（蒋东荣）
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a) 用LED模拟三组ABC喷头，一点动开关；
b) 按点动开关，A组先喷5秒，然后BC两组同时喷且A组停，5秒后B组停，而AB两组又同时喷，再经过2秒，C组也开始喷，持续5秒后，全部停止喷水，再经过3秒后重复前述过程；
c) 能用按键选择喷泉式样。 扩展要求：
? 能用按键选择喷泉间隔时间。
15、基于PLC+组态王的自动往返的小车控制系统设计★★★★（蒋东荣） a) S7-200PLC编程或欧姆龙PLC； b) 在组态王里模拟小车；
c) 限位开关用于小车自动往返，动画演示。 扩展要求：
? 能用按键设置小车速度； ? 中途可以任意停车。
16、基于PLC的四层电梯控制系统设计★★★（蒋东荣） a) S7-200PLC编程或欧姆龙PLC； b) 系统工作符合一般电梯工作要求； c) 用LED灯模拟电梯层数、平层操作，平层时，延时1s开门，4s后关门（红色LED）。 扩展要求：
? 电梯内设置开关门按钮； ? 电梯门防夹控制。
17、基于C51的无线通信器的设计★★★（丛超）
a) 使用C51驱动ptr8000+无线通信模块实现数据的发送与接收； b) 需要设计一个上位机模块和一个下位机模块分别实现发送和接收。 c) 发送模块需要设计至少4个按钮以实现数据发送； d) 接收模块需要设计4个led灯作为不同信号的接收； 扩展要求：
? 在程序中设计校验位与校验方法以保证数据传输的可靠性（可用累加和校验） 18、基于单片机与一体化红外接收头的红外遥控终端的设计★★★（丛超）
a) 使用红外遥控器与一体化接收头，利用C51编程实现针对红外信号的接收与控制； b) 使用数码管用于显示接收到的16进制信号； 扩展要求：
? 显示接收到遥控器上的按键符号
19、基于单片机的模拟数据采集装置★★（丛超）
a) 利用单片机以及TLC2543模数转换芯片（或其它类型芯片）进行电压数据的采集 b) 采集的结果显示在数码管上
c) 系统工作符合一般模拟信号采集器的要求 扩展要求：
? 输入的模拟数据可调
20、基于单片机的数字信号发生器★★★（丛超） a) 利用DA转换输出三角波、方波、正弦波、阶梯波 b) 按键切换四种波形的输出
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c) 系统工作符合一般信号发生器的要求 扩展要求： d) 波形频率可调 e) 波形幅值可调
21、简易交通灯控制系统的设计★★★（杨倩）
a) 利用定时器产生秒信号，控制十字路口红绿黄灯交替点亮和熄灭； b) 采用LED数码管显示交通灯剩余时间； c) 系统工作符合一般交通灯控制要求。 扩展要求：
? 能用按键设置通行时间和暂缓通行时间； ? 能根据各向交通流量自动调整通行时间。 22、数字温度计★★★（杨倩）
a) 使用温度传感器（模拟或数字式）测量环境温度 b) 测量结果显示到LED数码管上 c) 系统工作满足一般温度检测的要求 扩展要求：
? 可设定温度报警阈值
? 可存储、查看最高温度和最低温度 23、点阵LED显示屏★★★（杨倩）
a) 单片机控制LED点阵显示屏显示字符和汉字 b) 按键控制显示字符切换
c) 系统工作满足一般点阵LED显示屏要求 扩展要求： ? 滚动显示
? 其他动画字幕效果
24、RS232通信★★★（杨倩） a) 双机通过RS232通信
b) 主机发送并显示10以下的随机数，从机显示该数的阶乘值 c) 系统工作符合一般232通信要求 扩展要求： ? 波特率可调
? 主从机均可发送随机数，在接收机上显示对应阶乘值 25、数字抢答器★★★(米曾真)
a) 多人抢答器，显示抢答者台号；
b) 时间显示功能，发出抢答指令后，时间清零。在限时时间内有人抢答，时间停止。 c) 超过限定时间未抢答，时间停止； 系统工作符合一般抢答器的要求。 扩展要求：
? 发出抢答指令时，声音提示，声音停止后才允许抢答。有人抢答或限时时间到，声音提示
? 具有计分功能，抢答完毕后打分，答对加1分，答错减1分 26、简易电子琴★★★(米曾真)