单片机、可编程控制器实验教学大纲.doc

单片机、可编程控制器实验教学大纲 一、实验课的性质与任务 本实验课是在学生学完单片机原理与应用课程之后，为巩固提高所学知识，而安排的一次综合设计实验。通过本实验使学生将所学的单片机硬件结构、工作原理、编程方法及各种接口技术等知识融会贯通，并应用到一个简单通用的单片机应用系统中，从而锻炼学生的实际设计开发能力。 二、实验目的与要求 实验目的 ( 1)、巩固 所学单片机硬件结构、工作原理、编程方法及各种接口技术等知识。 ( 2)、了解实际单片机应用系统的设计方法。 实验要求 利用 TSC-51 单片机实验开发系 统设计一个单片机应用系统，要求该系统具有键盘显示接口、前向模拟数据采集接口和后向控制输出接口，并用该系统模拟一个温度控制系统。该温控系统用继电器控制的白炽灯模拟加热设备，用直流小电动机模拟降温设备，用电位器的输出模拟温度传感器的输出信号，加热速率和降温速率由键盘设定并可改变，数码管一直显示当前温度值。 三、实验项目及内容提要 单片机综合实验( BB026002) 序号 实验名称 学时 必开 选开 实验类型 内容提要 验证 基本操作 综合 设计 1 单片机应用系统综 合设计实验 9 利用 TSC-51 单片机实验开发系统设计一个单片机应用系统，并用该系统模拟一个有升、降温设备的温度控制系统。 四、实验报告的格式 实验之前应认真准备，写出解决思路，画出接口电路图，画出程序流程图，编好汇编语言源程序。实验过程中，应随时记录碰到的问题、发现的错误以及解决方法。最后画出最终实现电路图原理图，并写出调试无误的汇编语言源程序。 实验报告的格式如下 实验名称 学生姓名 班级 准备日期 实验日期 实验前的准备 (一)实验要求 (二)实验目的 (三)解决思路及原理 (四 )电路原理图 (五)程序流程图 (六)汇编语言源程序 实验过程 (七)发现的问题、错误及解决方法 (八)最终实现电路图原理图 (九)调试无误的汇编语言源程序 五、本课程考核方式、方法及实验评定方法 1、考核法本实验课按实验过程表现和实验报告情况给出成绩。 2、成绩评定方法 按实验过程表现和实验报告情况划分不同等级，分别是优秀、良好、合格、不合格四个等级。 六、实验主要应配套仪器设备及套数(以一个实验教学班( 15 人)为标准) 1、 TSC-51 单片机实验开发系统 8 套 2、微型计算机 ( 486 以上) 8 台 3、直流小电机 8 台 (可编程控制器部分) 学时 9 学时 学分 0、 5 学分 课程性质必修 实验个数 7 个 适应专业电气工程及其自动化 大纲执笔人刘 华 大纲审定人李有安 一、 实验课程的性质与任务 本课程针对电气专业三年级，可编程控制器和可编程控制器实验均是该专业的重要专业技术应用课程；可编程控制器是以计算机控制技术为核心，面向实现高效简 便控制目的的实用控制器；故本门课程的性质决定了在学生掌握基本理论基础的前提下，重点提高学生运用该控制器设计实际控制系统的能力，故组织好可编程控制器实验显得犹为重要；通过几个典型有针对性的实验，有助于学生加深对基础理论知识的理解，培养自己动手解决实际问题的兴趣和能力，切实加强对 PLC 编程的思路和方法的认识，掌握基本的编程方法和典型控制系统的设计方法；达到能够根据具体的控制要求来独立设计、调试、优化典型的 PLC 控制系统。 二、 实验目的与要求 通过本课程的学习，加深对基础理论的理解，掌握 PLC 程序设计的步骤和梯形图 编制和调试的方法，会用编程器输入程序，会用仿真进行软件仿真。重点提高运用 PLC 设计实际控制系统的能力，通过仿真器对自已编好程序进行的仿真和修改，全面提高学生分析、解决实际问题的能力，为未来从事科研和实际工作打下坚实的基础。 三、 实验项目及内容摘要 可编程控制器实验() 序 号 实验名称 学 时 必 开 选 开 实验类型 内容提要 验证 基本操作 综合 设计 1 基本指令的编程练习 1 熟悉 PLC 实验装置，练习手持编程器的使用，熟悉系统操作，掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。 2 定时器 /计数器功能实验 1 掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计时器扩展方法。 3 五相步进电动机控制的模拟 1 了解并掌握移位指令在控制中的应用及其编程方法。 4 装配流水线控制的模拟 1 了解移位寄存器在控制系统中的应用及编程方法。 5 LED 数码显示控制 1 了解并掌握置位与复位指令 SET、 RST 在控制中的应用及编程方法 。 6 电梯控制系统的模拟 2 熟练掌握 PLC 的编程和程序调试方法；熟悉 PLC的 I/O 连接；熟悉三层楼电梯采用轿厢外按钮控制的编程方法。 7 十字口交通灯控制的模拟 2 熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握 PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用 PLC解决一个实际问题全过程。 四、 实验报告的格式 实验完毕，应用专门的实验报告本，根据预习和实验中的现象及数据记录等，及时而认真的写出实验报告，可编程实验报告一般包括以下内容 实验名称 学生姓名 班级 准备 日期 试验日期 (一) 实验目的 (二) 控制要求要求设计的控制系统实现的控制功能 (三) 列出 I/O 表 I/O 通道的分配 (四) 编制 SFC 表描绘出 PLC 工作的基本过程 (五) 编制梯形图并写出实验程序标注出每步程序执行后的结果 (六) 实验结果观察并记录实验结果，如果与预期结果不符，则需要修改程序，记录修改的程序。 (七) 讨论部分分析实验中遇到的问题，及修改的方法；提高分析解决问题的能力。 五、 本课程考核方式、方法、及实验成绩评定方法 1、 实验准备部分检查学生编制的 I/O 分配表， SFC 图，梯形图和实验程序(标 注出每步程序执行后的结果)。( 30 分) 2、 实验操作过程程序的输入操作，程序按调试流程的逐步操作过程。( 20 分) 3、 实验的结果及程序修改过程实验的结果是否正确；若有错误，程序修改的过程和调试过程。( 40 分) 4、 实验报告的编制修改后的程序是否正确合理，各分步是否合理规范。( 10 分) 六、 实验应配套的主要仪器设备及台(套)数(以 15 人试验班为标准) 1、 THPLC-A 型可编程控制器实验模拟装置 8 套 2、手持编程器 8 套 3、实验显示面板 8 套 4、 R232C 连接线 8 套 5、电脑 8 台 附主要教材及参考书目 1、可编程控制器原理与程序设计 谢克明、夏路易主编，电子工业出版社 2002 2、可编程控制器原理与应用 王卫兵等主编，机械工业出版社， 1999 3、工厂电气控制技术方承远主编，机械工业出版社， 1994 4、可编程控制器技术 刘敏主编，机械工业出版社， 2001 5、 THPLC-A 型可编程序控制器实验模拟装置 天煌教仪 6、 OMRON CorP、 THE C-SERIES SOLUTION