测控课程设计参考题目

发布 2021-02-27 17:03:28 阅读 6783

1、转速测定及数据显示系统

功能说明:设计一台测量电机转速并可显示转速及具有超速报警功能的仪器;

测量范围:0~5000r/min;

精度要求: 3r/min;

显示:led或液晶显示;

要求:画出原理图,硬件**调试,设计软件流程图并编写程序(以单片机为核心)。

2、电子称设计。

功能说明:设计一台电子称;

测量范围:范围分成三档,0~1.999kg、0~19.99kg~199.99kg;量程自动转换;

精度要求:0.1%

显示:led或液晶显示;

要求:画出原理图,设计软件流程图并编写程序(以单片机为核心)。

3、数字温度计。

功能说明:设计制作一支数字温度计;

测量范围:被测温度范围为0~200℃;

精度要求: 0.1℃;

显示:led或液晶显示;

要求:本设计可采用纯电路的方式实现也可以采用单片机实现,画出原理图,硬件**调试,设计软件流程图并编写程序。

4、 数字式γ辐射仪设计。

功能说明:对反应堆工程、核燃料生产厂、医学辐照场所、集装箱检测装置、工业加速器、辐射探伤、辐照装置等场所的γ辐射剂量的连续监测,液晶显示实时测量数据与报警状态,量值用ppmeu (等效铀含量)或其他剂量表示单位表示。

精度要求: ≤15%;

显示:剂量用led显示。

要求:声光报警,画出原理图,硬件**调试,设计软件流程图并编写程序(以单片机为核心)。

5、 汽车防撞测距仪。

功能说明:汽车倒车时,检测车辆后方障碍物位置,并利用指示灯及蜂鸣器报车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶员,起到防撞的作用。

系统能够在高速行驶时,较准确测量与前方事故车的距离,并在车辆行驶到危险距离时,发出急促的报警提醒驾驶员注意刹车。

测量范围:1~2m,30~50m

要求:声光报警,画出原理图,硬件**调试,设计软件流程图并编写程序(以单片机为核心)。

6、 流量检测装置设计。

功能说明:设计一流量检测装置;

显示:led或液晶显示;

要求:本设计可采用纯电路的方式实现也可以采用单片机实现,画出原理图,设计软件流程图并编写程序(以单片机为核心)。

7.测厚仪设计。

功能设计:用于测量金属板材轧制过程中的适时厚度(测量环境温度在100-200℃)

测量范围:1mm~300mm

示值误差: ±1% h+0.1 )mm其中h为标准厚度块的实际值。

显示:led或液晶显示;

要求:可以采用单片机实现,画出原理图,设计软件流程图并编写程序。

一、电机转速测定及数据显示系统。

电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器(或者霍尔元件磁感应)的输出脉冲频率与转速成正比的原理,根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:m法(测频法)、t法(测周期法)和m/t法(频率/周期法)

m法(测频法):规定的检测时间内,检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性,因此m法测量转速在极端情况下会产生士1个转速脉冲的误差。

当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时,才有较高的测量精度,因此m法适合于高速测量。

t法(测周期法):是测量光电脉冲发生器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。

在极端情况下,时间的测量会产生士1个高频脉冲周期,因此t法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时,才有较高的测量精度,所以t法适合于低速测量。

m/t法(频率/周期法):它是同时量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速。由于同时对两种脉冲信号进行计数,因此只要“同时性”处理得当,m/t法在高速和低速时都具有较高的测速度。

二、电子称设计。

电子衡器(或电子秤)是配有电子称量装置的衡器,主要由称重传感器、承载器(俗称秤架)、称重仪表3部分组成。电子衡器的工作原理是将作用在承载器上的质量或力的大小,通过称重传感器转换为与之成正比的电信号,并以模拟或数字量形式在称重仪表上显示出来。

动态称重是在被称物体与称量装置处于相运动状态下实现被称物体的称重测量。例如轧钢生产过程中,从坯料加热至轧制成材要求在连续作业同时,对钢材进行快速称重。

称重传感器是电子称重的核心部件,从原理上分为电阻应变式、压磁式、振弦式等,.

称重仪表采用了低漂移高增益放大器、高分辨率a/d转换器、闪存、电可擦存储器和非易失性随机存储器、rs-232/rs-485通信标准、现场总线等技术。

三、数字温度计。

系统主要由温度传感器、加热器、a/d转换器、单片机、单片机**器和pc计算机等组成,其系统结构图如图1所示。

四。数字式γ辐射仪设计。

r辐射仪的硬件结构如图所示。探头部分用来检测y射线,探测信号经过放大、幅度甄别和脉冲整形后,输出一系列符合ttl电平要求的脉冲,单片机用计数器t1(p3.5)来接收这些脉冲;用4位串行显示来输出y射线的强度(每秒脉冲个数);用发光二极管来指示显示内容的性质;用4个按键来控制系统的运行。

系统设计要求:

1).测量模式:

要求具有定时测量和定数测量两种模式,操作者可以通过修改测量条件来设定测量模式。 当测量条件设置成时,系统工作于定时模式(每次量时间固定为设定置); 当测量条件不是以上数目时,工作于定数模式(每次测量时间不定,以脉冲总数达到设定数目为止,但最少测量4 s,最多测量64 s)。

2)工作方式。

要求具有点测和连测两种工作方式。

在点测方式下,按一次键只进行一次测量;在连测方式下,按—次键后即开始测量,测量结束后间隔4s便自动下一次测量,连测方式可以被任何键终止。

3)数据处理

所有测量结果均应归一化处理,以cps(cycles per second)每秒一个脉冲周期的方式显示。

4)其他要求。

要求系统具有对测点的自动编号功能:为了便于整理测量数据,每测一个数据编号自动加1,操作者能自动设置当前编号。

系统激励:系统激励的作用是使系统状态发生变化,主要有外部激励和内部激励,即外因和内因。

外因主要是指键盘操作命令(包括遥控命令)和外部触发信号。

内因主要是指定时信号和信息条件信号(例如各种数据处理结果满足某一条件时产生的判断信号)。

设计一键多义键盘:

7键合为4键,每个键的功能发生变化,工作方式也发生变化。设计的键盘编码和功能如下:

k1键:“连测/加1“键(键码:01h),在“测量休止期间”用来下达连续测量命令;在“修改状态”下用来使某一位数加1。

k2键:“点测/定位”键(键码:02h),在“测量休止期间”用来下达单次测量命令;在“修改状态”下用来更换修改位置。

k3键:“修改测量条件”键(键码:03h),在“测量休止期间”用来下达修改测量条件的调令;在“修改状态”下用来结束修改工作,返回测量休止状态。

k4键:“修改测点序号”键(键码=04h),在“测量休止期间”用来下达修改测点序号的循令;在“修改状态”下用来结束修改工作,返回测量休止状态。

系统状态简化与编码:

状态简化方法:将相似的状态合并为一个状态,差异部分用软件标志来区分。

r辐射仪设计中,在增加两个软件标志(cont:连测/点测,seting修改/查询)和一个指针(point:千、百、十、个)后,可以把14种状态化简为以下4种状态。

(1)休止期(状态编码00h):仪器停止工作,等待操作命令。数码管显示测量结果cps,led熄灭,需要配合的软件标志为cont(0表示点测休止期;1表示连测休止期)。

2)测量进行中(状态编码01h):仪器正在进行测量,数码管显示当前测点序号,led亮,需配合软件标志为cont(0表示点测进行中;1表示连测进行中)。

(3)测量条件处理(状态编码02h):查阅或修改测量条件,数码管显示测量条件,led慢闪。需配合软件标志为seting(0表示查阅,静态显示;1表示修改,对应位闪烁),定位指针为point(0表示千位;1表示百位;2表示十位;3表示个位)。

(4)测点序号处理(状态编码03h):查阅或修改测点序号,数码管显示测点序号,led快闪,需配合软件标志seting和定位指针point的定义同测量条件处理状态。

系统各状态之间的关系常采用状态转移表和状态转移图两种方法来表示。

状态转移表包括状态名称(编码)、状态特征、转移条件、执行模块(模块编号)和后续状态(次态)各项。

列表时将每个状态下已经规定的操作都列出来,其它未规定操作合并成一项,均作无效处理 (误操作提示告警或者不予理睬)。

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