重庆航天职业技术学院
《微机控制技术及应用》课程标准
课程名称： 微机控制技术及应用
课程代码：
学 时：100
适用专业： 计算机控制技术
系部名称： 电子工程系自动化教研室
一、课程概述
（一）课程性质
本课程是计算机控制技术专业的职业必修课，属考试科目。是理论和实践相结合、软件技术和硬件技术相结合的、多种技术相融合的一门实践为主的课程。本课程以培养学生具备初步的工厂自动化设备设计能力、调试安装、维修维护技能及自动化设备的操作技能为主要目标，学生也具有从事智能玩具、智能家电设计的潜力。本课程的先修课程是《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《传感器技术及应用》、《C语言》等，平行课程为《电子工程制图》、《可编程控制技术及应用》、《智能楼宇设备安装与调试》，后续主要课程为《计算机控制技术专业综合训练》、《毕业实践》。本课程是对单片机技术、PLC技术、网络通讯及传感器技术的集成和提高，在本专业中居于核心地位。
（二）课程设计基本理念
本课程作为一门理论与工程实践结合紧密的技术基础课，既注重理论教学，也注重教学过程中的案例实践教学环节，使学生在掌握基本理论的基础上，通过了解实际控制系统组成，设计实际控制系统，综合培养解决工程实际问题的能力。在本课程教学过程中，应遵循以学生为主体，教师主导的理念，以航天企业和重庆市企业中的过程计算机控制项目实施过程为导向，校企合作，工学结合，在解决企业实际控制需求的同时，提高教师的科研水
平、学生的实践能力。参照国家相关的职业标准和企业的人才需求目标，以培养学生动手能力为重点，加强对职业素养、职业道德的培养。
（三）课程设计思路
遵循循序渐进、由易到难的设计思路，本课程主要包括过程计算机控制原理和过程计算机控制系统设计两大部分。在计算机控制原理部分主要介绍了各种信号的检测与转换，数据的处理、PID调节、常用的驱动设计和算法、抗干扰设计技术和系统设计实践等内容；计算机控制系统设计部分结合实际的项目案例，重点介绍了过程计算机控制系统的组成、设计方法和步骤、计算机控制原理技术的应用等内容。
遵循服务航天、服务重庆的选材思路，在选取课程内容的过程中，以航天企业及重庆市各行业中过程计算机控制典型系统为案例，体现了先进计算机控制技术的应用。
二、课程目标
（一）总目标
《微机控制技术及应用》旨在培养学生获得必须的自动检测与转换基础知识，信号检测与转换电路、程序设计能力、检测数据处理能力、各种机构驱动设计能力以及自动化生产系统的设计能力和使用维护能力，同时注重培养学生的社会能力和自学能力等专业能力，为维修维护生产实习和就业上岗打下坚实基础。
（二） 具体目标：
1． 专业能力目标
1）培养学生获得必须的基于微机的自动检测与控制系统的基础知识
2）具备微机信号检测与转换电路开发能力、程序开发能力
3）具备微机检测数据处理能力
4）具备各种机构驱动设计能力以及自动化生产系统的设计能力和使用维护能力
2. 社会能力目标
1) 具有良好的品德、行为规范和职业道德；
2) 具有良好的心理和身体素质；
3) 具有创新精神；
4) 具有较强的质量意识和客户意识；
5) 具有团队交流和协作能力；
6) 具有严谨的工作作风和良好的职业习惯。
3. 自学能力目标
1) 具有初步的项目调研、项目设计能力；
2) 具有查找维修资料、文献等取得信息的能力；
3) 具有不断取得新技能和知识的能力；
4) 具有较强的口头和书面表达能力；
5) 具有科学思维方法能力；
6) 能够举一反三，总结积累经验；
7) 具有理实结合能力；
8) 熟悉安全生产规范和操作规程。
三、学习内容
表1学习项目内容表格
项目 工作任务 知识内容
和要求 技能内容
和要求 教学
情景 结
果 课时
1：微机控制系统认识 建立起微机控制系统整体概念 会描述微机控制系统的相关概念
会列举微机控制系统实例的组成、分类
在控制实例中体会微机控制系统的工作特点（如实时性、技术集中性、可靠性、高性价比等）。 能分析控制系统软硬件组成；
会从因特网上跟踪了解微机控制系统技术的发展（手册、软件下载，论坛讨论参与） 现场参观
三菱生产线参观
实物展出
视频播放 作业：
1-5
4
2：微机输入输出技术通道接口技术 正确的组成输入/输出过程通道 会进行基于单片机的常用A/D、D/A转换电路设计和编程；基于工控机的模拟量模块选型和程序设计。 会进行典型传感器、执行元件的选型
会根据控制要求对模拟量的I/O进行硬件选型、会设 三菱生产线上传感器、气缸、数字量I/O点讲解。 作业：
1-4,8,14,15
8
会进行数字量的输入设计（包含单片机并口扩展；工控机数字量I/O板卡选型） 计和读懂电路设计、程序设计。
能够判断常见的由于通道引起的系统故障并排除。 单片机模拟量模块实物
3：微机控制系统的输出接口技术 选用人机交互技术。 会描述单片机键盘、LED/LCD的工作原理
识记自动化设备的操作规范
会描述什么是组态，了解组态技术的发展。 会设计基于单片机的键盘、LED/LCD接口电路及程序
会设计基于工控机的人机交互技术，以组态王软件制作操作界面 单片机人机交互仿真
组态王程序开发实例 作业：
3章：4,5,6,9,10
7章：1,2,7
8
4：常用执行器及控制程序设计 建立模块化程序设计思维
建立模块化程序设计思想
会设计常用的控制程序模块
会设计巡回检测电路
会设计报警处理电路和程序
了解电机的种类并根据要求选用电机。 会将一个大程序拆分成若干模块来设计，然后将模块组装成一个系统
会设计分析巡回检测、报警处理、定时、电机（步进电机、伺服电机、直流电机）控制程序。 单片机检测系统仿真
单片机电机控制仿真 作业：
3,4,5
6
5：微机控制系统的数据处理 运用数据处理技术 会描述查表技术（顺序、计算、折半查表法）
会分析数据极性、会描述怎样进行 会在程序设计中使用查表技术
会在程序设计中对数据进行预处理 KEIL C数据处理程序设计调试 作业：
1,2,4,5,7
8
字长的预处理。
会描述常用的非线性补偿方法
会描述常用的程序滤波方法。 会对采样数据进行非线性补偿
会使用软件方法设计程序进行滤波处理，提高数据的处理精度。
6：数字PID控制 建立对PID的认识 会描述什么是PID控制。
初步理解PID算法 会根据控制需要选用PID控制算法。
会进行PID参数的整定。
KEIL C的PID程序设计调试 作业：
1,3,5,6
4
7 工业控制计算机 组装、使用工控机 会描述工业控制计算机的性能、特点
会描述工业控制计算机的一般应用 会选型工业控制计算机
会组装工业控制计算机
会简单的组态开发技术 工业控制计算机组态 4
8：微机控制系统抗干扰技术 正确使用软硬件抗干扰技术 会分析系统中的干扰信号的类型及其传输形式。
领会抗干扰的基本原则。
会采用正确的硬件抗干扰技术
会进行软件抗干扰设计 会进行电源系统、过程通道抗、布线抗干扰设计
会选用正确的接地技术
知道怎样进行软件抗干扰设计 单片机温度控制风扇系统抗干扰分析 作业：
1,3-9
4
9：微机控制系统的设计与实践 小型微机控制系统的建立 会描述微机控制系统设计的基本要求
会描述微机控制系统的设计方法和步骤 会设计温度控制系统（单片机控制系统） 单片机温控系统仿真 作业：
1,2，3
6
（三）实践教学环节
表2 实训环节
序号 实训项目名称 实训内容 应达到的知识、技能要求 结果（报告） 课时
1 生产线参观 三菱生产线分析 会生产线的组成，会操作维护自动化生产线 4
2 模拟量通道设计 A/D转换、D/A转换电路及程序设计 具备对模拟电压进行采集并显示的电路和程序设计技能
具备设计D/A电路输出波形的技能 4
3 键盘、显示设计 键盘扫描显示电路及程序设计 具备设计键盘、LED/LCD显示电路和程序的能力 4
4 电机控制设计 直流电机、步进电机控制电路及程序设计 具备设计直流、步进电机控制电路和程序的能力 4
5 工控计算机 工控计算机组装，软件安装 具备IPC选型和组装能力 4
6 组态软件开发 组态软件设计组态程序 初步具备组态软件画面制作能力，了解脚本程序编写方法 4
7
温室温度控制系统设计 总体方案的论证、确定
温度传感器的选择及检测电路的设计
温度显示电路的设计
控制软件设计
系统调试 会分析温度控制需求，根据需求进行控制方案论证
会设计温度检测、显示系统电路
会设计温控软件
会进行硬件电路的制作、程序的下载
会进行系统的软硬件联合调试 实训报告 16
8
温控电机系统设计 总体方案的论证、确定
温度、转速传感器的选择及检测电路的设计
温度、转速显示电路的设计
控制软件设计
系统调试 会分析控制需求，根据需求进行控制方案论证
会设计温度检测、显示系统电路
会设计温控电机软件
会进行硬件电路的制作、程序的下载
会进行系统的软硬件联合调试 实训报告 16
报告
验收 8
说明：实训1-6为基本实训内容，不写入实训报告，实训7,8为二选一，可以分组进行，本小组的同学完成自己的实训任务并书写实训报告。教师也可根据实际情况选择另外的适合学生制作的项目作为实训内容。
四、实施建议
（一）组织实施建议
在第二学年下学期第四学期设本课程，本课程理论教学学时为60学时，实验学时12