机电综合创新设计课程设计题库Word下载.docx

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（4）机械本体结构部分的设计包括：

丝杠导程选择、丝杠支承结构选择、螺旋机构运动部件导向机构选择、步进电机的安装结构以及与丝杠的连接结构设计。

（5）控制器采用MCS一51单片机。

程序流程框图尽量详细，图框中用文字说明。

程序代码用C语言或汇编语言编写，每行都要添加文字注释。

（6）控制程序的功能是实现机械手的匀速循环动作：

开始控制之前机械手的运动部件处于运动范围内的随机位置上，开始控制后，运动部件向任意方向移动。

当位置传感器检测到运动部件到达运动范围的极限位置时，运动部件停止1秒，然后反向移动，在运动范围的中点停下，该位置作为机械手的初始位置。

机械手的运动部件到达初始位置后停2秒，以初始位置为中心，在±

5mm的位置之间移动，移动到±

15mm时停1秒。

5.自动门PLC控制装置

A.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。

B.控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

装配图；

4）计算机控制的设计：

画出实物模型与控制系统的硬件连接图，按图接线，编制控制程序，并画出逻辑图。

6.自动门单片机控制装置

7.键盘按键寿命测试台设计

2）需要测试键盘的有效使用次数，设计一个设备:

模拟人的按键，可以测试其按键次数并显示,当按下键而电气上没有接通,则认为键盘失效,停止按键盘,发出报警声音通知测试结束。

3）完成机构设计

4）完成电器控制硬件图和流程图及相应程序

8.全自动洗衣机控制系统设计

1.设计内容包括：

2.课题内容简介或设计要求：

1）控制装置的硬件组成：

2）控制要求：

（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水

位，关水

（2）2秒后开始洗涤

（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒

（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒

（5）开始清洗，重复

（1）～（4），清洗两遍

（6）清洗完成，报警3秒并自动停机

（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

输入点：

输出点：

启动、低水位检测、启动洗衣机、停止、手动排水、进水阀、

高水位、手动脱水、正转及脱水、中水位、反转、低水位、排水、

排空检测、报警、高水位检测、中水位检测

3.机械部分的设计：

4.计算机控制的设计：

画出全自动洗衣机运行框图及控制程序的编制，并画出硬件接线图。

9.饮料罐装生产流水线的控制设计

（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；

瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作

（2）当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警

（3）一旦系统启动，记录罐装瓶数，设最多不超过9999瓶

（4）可以手动对计数值清零（复位）

饮料罐装生产流水线控制程序设计并画出硬件接线图

10.十字路口交通信号灯控制系统设计

1．设计内容包括：

总体设计，计算机控制系统设计（若采用PLC,则需要画出端子接线图、控制梯形图），编写设计说明书；

2.控制要求包括：

1）系统工作受开关控制，起动开关ON则系统工作；

起动开关OFF则系统停止工作。

2）控制对象有八个：

东西方向红灯两个,南北方向红灯两个，

东西方向黄灯两个,南北方向黄灯两个，

东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个，

东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。

3）根据控制规律画出时序图

4）硬件连接图和相应程序

11.车辆出入库管理

编制一个控制的车辆出入库管理控制程序，控制要求如下：

1）车辆前进时，经过1#→2#传感器后计数器加1，经过2#→1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。

2）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。

3当满时放下横杆禁止车辆再进入,但不能影响车辆出库。

4）横杆可以手动控制

设计显示电路图，并按图连接。

画出I/O端口接线图，并按图接线。

编制控制程序，并画出梯形逻辑图。

12.XY运动工作台控制系统设计

2.负载重量150N,定位精度0.01m,加工范围50mm*50mm,最快移动速度1m/min

3.课题内容简介或设计要求：

完成XY坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计；

完成电机启停的电气控制系统设计。

包括键盘操作、单片机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。

4.机械部分的设计：

装配图

5.控制系统的设计：

单片机控制系统电路原理图的设计；

利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动；

实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警；

工作台运动控制装置采用步进电机驱动。

13.

机械手及控制系统设计

1）利用滚珠丝杆、滑杆气缸、步进电机、驱动模块电磁阀等器件设计一个机械手模型装置,如下图所示,动作包含:

垂直轴转动、上下Z方向、横向X方向运动、机械手转动和夹紧。

垂直轴转动和机械手转动转动由直流电机控制，上下Z方向、横向X方向运动由步进电机控制,夹紧由气动完成。

2）设计内容包括：

14.

数控两轴旋转工作台设计工作

1）课题内容简介或设计要求：

完成如图所示两轴步进电机驱动运动工作台及控制系统的设计；

要求工作台旋转输出精度2mrad，工作台重20Kg,具备锁住功能，步进电转速<

300rpm，有手动控制旋转角度功能和角度显示功能

2）包括步进电机及驱动器的选择、减速器的设计、单片机控制、输入电路、控制电路、等主要组成部分。

4）设计内容包括：

15.数控机床主轴的变频设计（普通车床改造

数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备，其中主轴运动是整个数控车床的一个重要内容，以完成切割任务，基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换档和无级变速。

采用变频器控制交流主轴电动机。

主轴传动设计计算，装配图

4.控制的设计：

参考现有机床功率和参数选择电机、以及变频器选型和控制。

16.设计一个程序实现如下功能：

1．自动：

通过改变A/D输入端可变电阻来改变，D/A输入检测量大小，进而改变直流电动机的转速。

2．手动：

在键盘上设置两个按键——①直流电动机加速键；

②直流电动机减速键。

在手动状态下，每按一次键，电动机的转速均按照约定的速率改变。

3．用显示器显示的数码移动的速度，来及时的形象的跟踪直流电动机转速的变化情况。

设计环境

硬件：

1、A/D转换芯片ADC0809；

D/A转换芯片DAC0832

2、直流电动机双极性控制：

00H——逆时针转最快，80H——停止，FFH——顺时针转最快。

3、显示器采用164串行输入。

串入段码地址：

0FF06H（D0）串入时钟地址：

0FE04H（D0）显示器位控地址：

0FE02H（D5~D0）

4、键盘列扫描（4×

6）。

行地址：

0FE00H（D3~D0）列地址：

00FE02H（D5~D0）

5、扩展口：

CS0——08000HCS1——0A000HCS2——0C000H

软件：

韦福Lab2000P单片机实验仿真系统

17.单片机控制直流电机调速系统的设计

设计的内容要求：

1．设计的目的和意义：

训练正确地应用单片机，培养解决工业控制，工业检测等领域具体问题的能力；

学生通过所做课题,熟悉单片机应用系统开发研制的过程，软硬件设计的工作方法，工作内容,工作步骤;

对学生进行基本技能训练，例如组成系统、编程、调试、绘图等，使学生理论联系实际,提高动手能力和分析问题，解决问题的能力。

2．设计的任务及步骤：

了解电机调速的工作原理及其单片机控制的工作过程；

设计单片机直流电机调速控制系统；

根据设计的电路,利用单片机仿真机，电动机等完成系统硬件电路的连接和调试.编制程序实现直流电动机系统调速。

3．内容要求：

设计论文内容要正确,概念要清楚;

完成任务书所规定的内容;

附有原理图及程序流程图,以及程序清单;

文字要通顺,书写要工整,设计图纸必须符合规范

18.简易数字电压表的设计

设计要求：

简易数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。

测量最小分辨率为0.019V,测最误差约为0.02V

设计内容：

（1） 

方案总体设计

（2） 

控制系统硬件电路设计（显示采用四位数码管）

（3） 

软件流程图设计，汇编程序编写

（4） 

电气原理图的绘制

19.基于单片机的数字钟

采用单片机实现数字钟的基本功能，要求采用4位数码管，高两位显示小时，低两位显示秒；

采用开关控制数字钟的启动、停止、复位和调整时间；

时间显示采用24小时制

1．方案总体设计

2．控制系统硬件电路设计（显示采用四位数码管）

3．软件流程图设计，汇编程序编写

4．电气原理图的绘制

20.设计并制作一台出租车计价器。

1、基本要求

（1）不同情况具有不同的收费标准。

&

O1548;

&

O1472;

白天

晚上

途中等待（>

10min开始收费）

（2）能进行手动修改单价

（3）具有数据的复位功能

（4）IO口分配的简易要求

距离检测使用霍尔开关A44E

白天/晚上收费标准的转换开关

数据的清零开关

单价的调整（最好使用&

<

47;

＋&

48;

和&

－&

按键）

（5）数据输出（采用LCM103）

单价输出2位

路程输出2位

总金额输出3位

（6）按键

启动计时开关

数据复位（清零）

白天/晚上转换

1.设计电路图

2.编写程序

3.撰写设计说明书

21.电子实时时钟/万年日历系统

：

1．基本要求：

⑴显示准确的北京时间（时、分、秒），可用24小时制式；

⑵随时可以调校时间。

2．发挥要求：

⑴增加公历日期显示功能（年、月、日），年号只显示最后两位；

⑵随时可以调校年、月、日；

⑶允许通过转换功能键转换显示时间或日期。

建议方案考虑：

1、硬件方案：

⑴显示器采用6位LED数码管（共阳），可分别显示时间或日期；

（通过KB键可切换）

⑵显示器的驱动采用动态扫描电路形式，以达到简化电路的目的。

但要注意所需的驱动电流比静态驱动时要大，因此要增加驱动电路。

可采用74LS244或者晶体管；

其中74ls244是用来驱动段选码，晶体管是驱动位选码。

4.设计电路图

5.编写程序

6.撰写设计说明书

22.程控直流稳压电源

1．设计指标 

参数均由自己指定，要求具有可测试性

2．原理图设计（用C51系列单片机控制的），要细化到芯片

3．软件实现：

用Keil 

C编程（即熟悉对8051用C编程）

软件要有流程图。

注释完整。

包含初始化程序。

中断程序。

2.编写程序

3.撰写设计说明书

23.交通信号灯控制

十字路口的交通指挥信号灯如图所示：

控制要求如下：

（1）信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。

当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

（2）南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。

（3）南北红灯亮维持25S。

在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20S。

到20S时，东西绿灯闪烁，闪烁3S后熄灭。

在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。

到2S时，东西黄灯熄，东西红灯亮。

同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

（4）东西红灯亮维持30S。

南北绿灯亮维持25S。

然后闪烁3S，熄灭。

同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

（5）周而复始。

7.设计电路图

8.编写程序

9.撰写设计说明书

24.三层电梯自动控制

三层电梯分别用1F、2F和3F表示1层、2层和3层。

电梯必须具有如下功能：

（1）电梯停于1F或2F时，按3F按钮呼叫，电梯上升到3F才停止；

（2）电梯停于2F或3F时，按1F按钮呼叫，电梯下降到1F才停止；

（3）电梯停于1F时，按2F按钮呼叫，电梯上升到2F停止；

（4）电梯停于3F时，按2F按钮呼叫，电梯下降到2F停止；

（5）电梯停于1F，2F和3F均有按钮呼叫，电梯先上升到2F，暂停2S，然后上升到3F停止；

（6）电梯停于3F，2F和1F均有按钮呼叫，电梯先下降到2F，暂停2S，然后下降到1F停止；

（7）电梯上升途中或下降途中，任何反方向按钮呼叫均无效；

（8）每层楼之间到达时间应在12S内完成，否则电梯停机；

（9）电梯内有意外，有声光报警。

10.设计电路图

11.编写程序

12.撰写设计说明书

25.声光显示智力竞赛抢答器

抢答器可供同时多名选手抢答。

它有声、光同提示的功能，能发声，又能显示抢答者的号数。

另外，抢答者必须在规定时间抢答，否则抢答器自动报警，以示本题抢答时间已过。

（1）画出整机电路方框图；

（2）抢答部分电路；

（3）计时电路；

（4）译码显示电路；

（5）音响电路；

（6）电路原理图；

（7）使用说明及工作分析。

26.电子密码锁的设计

设计由编码器，集成逻辑门电路，声光报警指示电路构成的密码锁电路，并用设计软件仿真。

1.设计电路图

27.数字电子钟的设计

1）画出电路逻辑图并分析工作原理。

2）根据原理图选好元器件。

3）写出设计报告，分析故障产生原因，说明解决办法。

28.用8051单片机设计一交通信号灯模拟控制系统

（1）正常情况下A、B道（A、B道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道）轮流放行，A道放行1分钟（其中5秒用于警告），B道放行30秒（其中5秒用于警告）。

（2）一道有车而另一道无车（用按键开关K1、K2模拟）时，使有车车道放行。

（3）有紧急车辆通过（用按键开关K0模拟）时，A、B道均为红灯。

29.利用proteus设计6人抢答器并仿真

1）设计一个6人抢答器电路并用该软件将电路原理图制作出来并仿真。

2）设计一个晶体管音频功率放大器用该软件将电路原理图制作出来并仿真。

设计指标：

额定输出功率：

P0=10w

负载阻抗:

RL=8欧姆

频率响应：

f的范围在20HZ-16kHZ.

失真度（主要是非线性失真）小于3%

30.设计一个程序实现如下功能：

31.单片机直流电机调速系统的设计

文字要通顺,书写要工整,设计图纸必须符合规范。

32.简易数字电压表的设计

简易数字电压表可以测量0～