數(shù)據(jù)萬挖掘課程設(shè)計(jì)報(bào)告模板

1、河南科技大學(xué)河南科技大學(xué) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說說 明明 書書 課程名稱課程名稱 軟件項(xiàng)目綜合實(shí)踐軟件項(xiàng)目綜合實(shí)踐 題題 目目 院院 系系 國際教育學(xué)院國際教育學(xué)院 班班 級級 計(jì)科計(jì)科 08082 2 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 劉煥文 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 孫士保、白秀玲、趙海霞、楊春蕾 日日 期期 2011.8.292011.8.292011.9.92011.9.9 軟件項(xiàng)目綜合實(shí)踐任務(wù)書軟件項(xiàng)目綜合實(shí)踐任務(wù)書 軟件項(xiàng)目綜合實(shí)踐 題目 【超市商品銷售/圖書借閱/學(xué)生成績】數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng) 姓名學(xué)號專業(yè)班級 組長同組成員 指導(dǎo)教師孫士保 白秀玲 趙海霞 楊春蕾 軟件綜合 實(shí)踐目的 通過綜合實(shí)踐，使學(xué)生鞏

2、固數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)挖掘等知識， 將理論與實(shí)際相結(jié)合，完成一個(gè)小型數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在此 基礎(chǔ)上強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐意識，提高其實(shí)際動手能力和創(chuàng)新能力。 軟件綜合 實(shí)踐環(huán)境 硬件：裝有 windows 操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī) 軟件：SQL Server 2000 及【填寫自己采用的開發(fā)工具 】 。 軟件綜合 實(shí)踐任務(wù) 和要求 任務(wù)：1.進(jìn)行【超市商品銷售/圖書借閱/學(xué)生成績】數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、解釋評估等步驟的設(shè) 計(jì)；2.實(shí)現(xiàn)【超市商品銷售/圖書借閱/學(xué)生成績】數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的 【xx，填寫自己實(shí)現(xiàn)的功能名稱】功能。 要求：1.功能滿足需求說明、界面友好

3、、保證一定性能要求。2.撰 寫出符合要求的軟件項(xiàng)目綜合實(shí)踐報(bào)告。 參考 文獻(xiàn) 學(xué)生自己填寫，按報(bào)告要求的格式學(xué)生自己填寫，按報(bào)告要求的格式 時(shí) 間 進(jìn) 度 安 排 序號起止日期工 作 內(nèi) 容 12011 年 8 月 29 日講授數(shù)據(jù)挖掘概念及其算法，學(xué)生分組 22011 年 8 月 30 日數(shù)據(jù)預(yù)處理，根據(jù)給定的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)形 成挖掘處理所需要的數(shù)據(jù)格式 32011 年 8 月 31 日-9 月 5 日算法設(shè)計(jì) 42011 年 9 月 6 日界面設(shè)計(jì):參數(shù)設(shè)置，閾值設(shè)定；結(jié)果顯 示 52011 年 9 月 7 日程序組裝調(diào)試 62011 年 9 月 8 日形成文檔內(nèi)容及格式撰寫要求，講授文檔

4、撰寫方法，撰寫軟件綜合實(shí)踐報(bào)告 72011 年 9 月 9 日上交軟件綜合實(shí)踐報(bào)告 附：超市商品銷售數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明附：超市商品銷售數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明 一、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法 要求挖掘出超市商品銷售之間的關(guān)聯(lián)，如哪些商品往往會一起購買。 1數(shù)據(jù)管理。對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)工作。 2.數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事務(wù)。 如：事務(wù) 1：牙膏、牙刷、 牛奶、餅干 事務(wù) 2：牛奶，面包，手套 即顧客一次購買的商品名稱。 3 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如事務(wù)：牙膏、牙刷、 牛奶、餅干。可轉(zhuǎn)換為：1，2，3，4 4數(shù)據(jù)挖掘。采用

5、關(guān)聯(lián)規(guī)則中的 Apriori 算法對超市銷售事務(wù)集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖 掘。挖掘出的結(jié)果形如：牛奶=面包 支持度 2%，置信度 30%，或牛奶、面 包=牙刷 支持度 0.5%，置信度 1% 5結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。 如上述第一例，可解釋為：包含牛奶和面包的交易數(shù)與總交易數(shù)之比為 2%，包 含牛奶和面包的交易數(shù)與包含牛奶的交易數(shù)之比為 30%。 二、決策樹方法 要求挖掘出各類商品的銷售額和利潤之間的關(guān)聯(lián)。 1 數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事 務(wù)。 數(shù)據(jù)集形式 序號食品 類（銷售 額） 洗化 類（銷售

6、 額） 服裝 類（銷售 額） 書籍 類（銷售 額） 家電 類（銷 售額） 利 潤（銷 售額） 113696545621264569 高 25644586932891687 中 3296126565432126 低 其中每條數(shù)據(jù)為一天的銷售情況，利潤為決策屬性，其余為條件屬性，數(shù)字表 示該類商品的銷售額。 2 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如：銷售額100 可轉(zhuǎn)換為 1, 100銷售額5000，100洗化類利潤 Comment MS1: 報(bào)告上不要寫上 高 4結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。 附：學(xué)生成績數(shù)據(jù)挖掘系

7、統(tǒng)需求說明附：學(xué)生成績數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明 一、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法 要求挖掘出學(xué)生各門功課成績間的關(guān)聯(lián)，如什么課程成績好會導(dǎo)致另外課程成 績較好。 1數(shù)據(jù)管理。對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)工作。 2.數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。 事務(wù)集數(shù)據(jù)形式。其中每項(xiàng)的數(shù)字為該門課程的考試成績。 序號離散 數(shù)學(xué) 數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu) 操作 系統(tǒng) 計(jì)算 機(jī)網(wǎng)絡(luò) 組 成原理 面 向?qū)ο?程序設(shè) 計(jì) 1847490847565 2736381765274 3 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 首先將連續(xù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為離散數(shù)據(jù)，如：優(yōu)、良、中、及格、不及格。 接著再進(jìn)行轉(zhuǎn)化，如事務(wù)：離散數(shù)學(xué) 優(yōu)

8、、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 良、操作系統(tǒng) 及、計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò) 中、組成原理 優(yōu)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) 中?？赊D(zhuǎn)換為：1，3，6，7，2，8 4數(shù)據(jù)挖掘。采用關(guān)聯(lián)規(guī)則中的 Apriori 算法對學(xué)生成績集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。 挖掘出的結(jié)果形如：組成原理 優(yōu)=操作系統(tǒng) 優(yōu) 支持度 2%，置信度 30% ， 或組成原理 優(yōu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 良=操作系統(tǒng) 良 支持度 3%，置信度 20% 5結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。 如上述第一例，可解釋為：包含組成原理 優(yōu)和操作系統(tǒng) 優(yōu)的事務(wù)數(shù)與總事務(wù) 數(shù)之比為 2%，包含組成原理 優(yōu)和操作系統(tǒng) 優(yōu)的事務(wù)數(shù)與包含組成原理 優(yōu)的 事務(wù)數(shù)之比

9、為 30%。 二、決策樹方法 要求挖掘出學(xué)生各門功課成績和就業(yè)之間的關(guān)聯(lián)。 1 數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事 務(wù)。 數(shù)據(jù)集形式。其中“就業(yè)情況”為決策。 序號離散數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò) 組成原 理 面向?qū)?象程序 設(shè)計(jì) 就業(yè)情 況 1847490847565 已就業(yè) 2736381769284 未就業(yè) 2 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。數(shù)據(jù)預(yù)處理 Comment MS2: 報(bào)告上不要寫上 方法同關(guān)聯(lián)規(guī)則算法。 3數(shù)據(jù)挖掘。采用決策樹對學(xué)生成績集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，形成決策樹，并形成 分類。決策樹略。分類規(guī)則形如：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

10、優(yōu)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)=已就業(yè) 4結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。 附：圖書借閱數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明附：圖書借閱數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)需求說明 一、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法 要求挖掘出所借閱圖書間的關(guān)聯(lián)，如哪些圖書往往會一起借閱。 1數(shù)據(jù)管理。對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)工作。 2.數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。要求至少要有 100 條事務(wù)。 如：事務(wù) 1：數(shù)據(jù)庫原理、SQL Server、 操作系統(tǒng) 事務(wù) 2：組成原理，數(shù)據(jù)挖掘，網(wǎng)頁制作 即顧客一次購買的商品名稱。 3 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如事務(wù)：數(shù)據(jù)庫原理、

11、SQL Server、 操作系統(tǒng)。可轉(zhuǎn)換為：1，2，3 4數(shù)據(jù)挖掘。采用關(guān)聯(lián)規(guī)則中的 Apriori 算法對圖書借閱事務(wù)集合進(jìn)行數(shù)據(jù)挖 掘。挖掘出的結(jié)果形如：數(shù)據(jù)庫原理= SQL Server 支持度 2%，置信度 30%，或數(shù)據(jù)庫原理、SQL Server=Delphi 支持度 0.5%，置信度 1% 5結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。 如上述第一例，可解釋為：包含數(shù)據(jù)庫原理和 SQL Server 的交易數(shù)與總交易數(shù) 之比為 2%，包含數(shù)據(jù)庫原理和 SQL Server 的交易數(shù)與包含數(shù)據(jù)庫原理的交易 數(shù)之比為 30%。 二、決策樹方

12、法 要求挖掘出所借閱圖書和整理圖書間的關(guān)聯(lián)，如哪些圖書借閱量多時(shí)需要對圖 書進(jìn)行整理。 。 1 數(shù)據(jù)采集。從數(shù)據(jù)庫中采集數(shù)據(jù)，形成事務(wù)集合。 數(shù)據(jù)集形式 序號計(jì)算機(jī)類文學(xué)類數(shù)學(xué)類哲學(xué)類生物類整理圖書 1124523956 否 25216211219 是 33687144578 是 其中每條數(shù)據(jù)為圖書一天的借閱量，整理圖書為決策屬性，其余為條件屬性， 數(shù)字表示該類圖書的借閱量。 2 數(shù)據(jù)預(yù)處理。將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的形式。 如：借閱量10 可轉(zhuǎn)換為 1, 10借閱量50，20文學(xué)類整理圖書 是 4結(jié)果顯示與解釋評估。把挖掘出的結(jié)果以一種直觀的方式顯示出來，并對挖 掘出的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)

13、。 目錄目錄 第一章第一章需求分析需求分析.1 1.1 課程設(shè)計(jì)題目.1 1.2 課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.1 1.3 軟硬件運(yùn)行環(huán)境及開發(fā)工具.1 第二章第二章概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì).2 2.1 步進(jìn)電機(jī)流程圖.2 2.2 步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)原理及其方法.2 第三章第三章詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì).3 3.1 硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì).3 3.2 硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).4 第四章第四章系統(tǒng)調(diào)試與操作說明系統(tǒng)調(diào)試與操作說明.7 4.1 系統(tǒng)調(diào)試.7 4.2 操作說明.7 第五章第五章課程設(shè)計(jì)總結(jié)與體會課程設(shè)計(jì)總結(jié)與體會.8 致謝致謝.9 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).10 附錄附錄 步進(jìn)電機(jī)控制程序步進(jìn)電機(jī)控制程序.11 第一章第一章 需

14、求分析需求分析 1.1 課程設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)題目 微機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 目前在社會的各個(gè)方面都有用到了步進(jìn)電機(jī)，比如：打印機(jī)控制打印發(fā)票的長度，工 廠利用步進(jìn)電機(jī)把傳送帶上的各種元件停在不同工人的操作臺前，等等一系列的應(yīng)用。控 制步進(jìn)電機(jī)的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，快速旋轉(zhuǎn)和慢速旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，讓 其在社會上廣泛的應(yīng)用。 1.2 課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 在這次步進(jìn)電機(jī)的課程設(shè)計(jì)中，我們要完成步進(jìn)電機(jī)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，在最后 的測試中可以完成老師所要求的四項(xiàng)功能?？焖夙槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)，慢速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，快速逆時(shí) 針旋轉(zhuǎn)和慢速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 實(shí)驗(yàn)要完成實(shí)驗(yàn)方案論證，電路原理圖

15、和元器件布局圖設(shè)計(jì)、電路建構(gòu)、軟件編程、 調(diào)試、運(yùn)行以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書文檔的建立等一整套工作任務(wù)?？刂栖浖?，使用 C 語言。 課程設(shè)計(jì)思想 步進(jìn)電機(jī)是將脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的一種機(jī)電式數(shù)模轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角位 移與輸入脈沖的個(gè)數(shù)成正比；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率成正比；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動 方向與輸入脈沖對繞組加電的順序有關(guān)。因此，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角位移、轉(zhuǎn)速以及方向均 受輸入脈沖的控制。 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式是指各相繞組循環(huán)輪流通電的方式。如四相步進(jìn)電機(jī)有單四拍、 雙四拍、單雙八拍和雙八拍幾種方式。為了實(shí)現(xiàn)對各繞組按一定方式輪流加電，需要一個(gè) 脈沖循環(huán)分配器。循環(huán)分配器可用硬件電路來實(shí)現(xiàn)，也可用

16、軟件來實(shí)現(xiàn)。采用軟件來設(shè)計(jì) 脈沖循環(huán)分配器，又有兩種方法：控制字法和循環(huán)查表法。 1.3 軟硬件軟硬件運(yùn)行環(huán)境及開發(fā)工具運(yùn)行環(huán)境及開發(fā)工具 一、軟硬件運(yùn)行環(huán)境一、軟硬件運(yùn)行環(huán)境 利用 MFID 實(shí)驗(yàn)平臺和自制的步進(jìn)電機(jī)模塊板進(jìn)行硬件連接，利用 MF 集成開發(fā)環(huán)境 進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)，調(diào)試，直到使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行。要求步進(jìn)電機(jī)（四相步進(jìn) 電機(jī)）以雙八拍方式運(yùn)行，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式、方向、速度、啟/停的控制。 二、開發(fā)工具二、開發(fā)工具 實(shí)驗(yàn)所使用的實(shí)驗(yàn)開發(fā)設(shè)備是 MFID 型多功能微機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺，它的硬件由基本系統(tǒng)、外 設(shè)功能模塊和面包板實(shí)驗(yàn)區(qū)三大部分，按模塊化開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成。

17、不僅具有很好的可 添加性和靈活性，而且整個(gè)平臺的硬件資源全部向用戶開放，由用戶自由支配，系統(tǒng)不占 用，給用戶留下廣闊的可資使用的硬件資源，避免了那種大部分硬件資源被占用的固定式 封閉帶來的弊端。 第二章第二章 概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì) 2.1 步進(jìn)電機(jī)流程圖步進(jìn)電機(jī)流程圖 要完成步進(jìn)電機(jī)的四個(gè)功能，首先要用到四個(gè)開關(guān)語句，因?yàn)檫x用的是 C 語言編程， 所以用 Switch 循環(huán)語句來控制，其程序概要的流程圖如下： 開始 8255 初始化，關(guān) 74LS373 Switch 循環(huán)，開 74LS373 退出循環(huán)，關(guān) 74LS373 結(jié)束 圖 2.1 概要流程圖 2.2 步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)原理及其方法步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)原

18、理及其方法 步進(jìn)電機(jī)的速度基本控制電路，由 8255 的 PC0 送出控制脈沖來驅(qū)動功率三極管 TIP122，使用兩種控制方法來控制三級管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。加上反向 器提供功率三極管的基極偏流，加上 LED 可以顯示脈沖的工作情形，只要由 PC0 送入工作 脈沖，LED 便會一閃一閃，同時(shí)使直流電機(jī)轉(zhuǎn)動。 若 PC0 送出低電位則 LED 點(diǎn)亮，功率三極管 TIP122 導(dǎo)通，電機(jī)則全速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng) PC0 送 出高電位，LED 熄滅，三極管 TIP122 截止，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，適當(dāng)?shù)目刂?PC0 的輸出脈沖可 以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制電路,然后，按照

19、電路原理，選用一些元器件， 在面包板上分別搭建電路模塊。 由于實(shí)驗(yàn)中要用到 MFID 多功能微機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺板上的 8255A 作接口控制信號，所以要用 兩頭帶插針的軟導(dǎo)線，通過 26 芯電纜的插孔將 8255A 的輸出信號接入面包板，這樣，整個(gè) 的組成了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件。 其次，編寫步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的控制程序，并進(jìn)行調(diào)試。最后，加入軟件控制程序，分 別對這兩個(gè)接口進(jìn)行驅(qū)動，組成了直流電機(jī)控制系統(tǒng)。 第三章第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì) 3.1 硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì) 一、硬件設(shè)計(jì)一、硬件設(shè)計(jì) 1.1.基本系統(tǒng)基本系統(tǒng) 基本系統(tǒng)包括總線驅(qū)動板和實(shí)驗(yàn)平臺。其作用有二： 將系統(tǒng)總線從總線

20、機(jī)內(nèi)引到機(jī)外的實(shí)驗(yàn)平臺上。 在實(shí)驗(yàn)平臺上提供各種典型的接口電路，供連接外設(shè)功能模塊。 2.2.外設(shè)功能模塊外設(shè)功能模塊 這里所說的外設(shè)功能模塊包括微機(jī)的 I/O 設(shè)備和元器件以及指示燈、開關(guān)等。這 些外設(shè)加上各自的驅(qū)動電路就構(gòu)成了不同的外設(shè)功能模塊，它們是微機(jī)接口的控制和 連接的對象。 用戶將外設(shè)功能模塊掛接到平臺辦的接口插座和插槽上，與平臺上的接口芯片相 結(jié)合，可構(gòu)成各種各樣外設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)的接口電路。外設(shè)功能模塊可以任意添加。 3.3.面包板實(shí)驗(yàn)區(qū)面包板實(shí)驗(yàn)區(qū) 面包板實(shí)驗(yàn)區(qū)包括一塊高質(zhì)量面包板和平臺板的接口插座、插槽，以及扁平連接 電纜與連接導(dǎo)線，供用戶自行設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試外設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)電路之用

21、。面包板實(shí)驗(yàn) 區(qū)是新實(shí)驗(yàn)開發(fā)和新產(chǎn)品開發(fā)的強(qiáng)有力的工具。 4.4.步進(jìn)電機(jī)控制區(qū)步進(jìn)電機(jī)控制區(qū) 控制區(qū)包括一個(gè)芯片，一個(gè)LS芯片，四個(gè) TIP122 三極管和 一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的四根控制線分別與四個(gè)三極管相連，不同的信號步進(jìn)電機(jī) 產(chǎn)生不同的動作。 為了控制步進(jìn)電機(jī)的啟/停和運(yùn)行方向，通常采用設(shè)置硬件開關(guān)或軟件開關(guān)的方法。 所謂硬開關(guān)方法，一般是在外部設(shè)置按鍵開關(guān) SW，并且約定當(dāng)某個(gè)開關(guān) SW 按下時(shí)啟動 運(yùn)行或停止運(yùn)行，而另外一個(gè) SW 開關(guān)的開啟可用來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度。為此， 需要在程序中將開關(guān) SW 的狀態(tài)讀入，以便檢測 SW 是否按下。所謂軟開關(guān)方法，就是 利用系統(tǒng)的鍵盤，

22、定義某一個(gè)鍵，當(dāng)該鍵按下時(shí)，啟動或停止運(yùn)行。為此，在程序中 要利用 DOS 系統(tǒng)功能調(diào)用來檢測鍵盤輸入。本次課程設(shè)計(jì)中使用的使硬開關(guān)的方法。 設(shè)置了 SW1 和 SW2 兩個(gè)硬開關(guān)，分別連接到 8255A 的 PC0 和 PC1，分別用以控制步進(jìn)電 機(jī)的啟/停和方向控制。 二、軟件設(shè)計(jì)二、軟件設(shè)計(jì) 考慮到步進(jìn)電機(jī)有四個(gè)動作快速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；慢速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；快速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)； 慢速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以需要用到一個(gè)switch語句，里面包括四個(gè) case 語句，分別來控 制選擇步進(jìn)電機(jī)的四個(gè)動作。 快速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，就用正的相序表和短延時(shí)；慢速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，就用正的相序表 和長延時(shí)；快速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反的相

23、序表和短延時(shí)；慢速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反的相序表和長延 時(shí)。程序流程圖如下： 圖 3.2 詳細(xì)流程圖 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方向是采用設(shè)置相序表的指針進(jìn)行控制，其相序表如下： 表 3.1 相序表 3.2 硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 步進(jìn)電機(jī)接口的硬件部分主要是提供輸送相序代碼的并行數(shù)據(jù)線，以及保護(hù)電機(jī)的繞 組的器件，所以接口電路以 8255 為主芯片，將 PA 口作為數(shù)據(jù)口，傳送加點(diǎn)代碼，再加上 鎖存器 74LS373 作繞組保護(hù)。另外，還有功率驅(qū)動管 TIP122,以及二極管，按鍵開關(guān) SW 等， 其電路原理圖如下： 圖 3.3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊電路連接圖 一、實(shí)驗(yàn)平臺并行接口插座一、實(shí)驗(yàn)平臺并

24、行接口插座 并行接口插座有 26 根信號線，其中 24 根信號線是來自 8255 的三個(gè)端口（A 口、B 口 和 C 口） ，輸出有鎖存功能，輸入有緩存功能?？勺魅齻€(gè)獨(dú)立的 8 位傳送，也可作 16 位傳 送，為用戶提供設(shè)計(jì)各種并行設(shè)備控制模塊的并行接口電路。J5 還包括了+5V 電源線和地 線。 二、二、8255A 的基本特性的基本特性 8255A 是個(gè)具有兩個(gè) 8 位（A 口和 B 口）和兩個(gè) 4 位（C 口高/低 4 位）并行 I/O 端口 的接口芯片，它為 Intel 系列 CPU 與外部設(shè)備之間提供 TTL 電平兼容的接口，如打印機(jī)、 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換器、鍵盤、步進(jìn)電機(jī)以及需要同

25、時(shí)兩位以上信息提供傳送的一切形式的并行 接口。并且它的 PC 口還具有按位置位/復(fù)位功能，為按位控制提供了強(qiáng)有力的支持。 D0D7：雙向數(shù)據(jù)線，用于 CPU 向 8255A 發(fā)送命令、數(shù)據(jù)和 8255A 向 CPU 回送狀態(tài)、 數(shù)據(jù)。 CS:選片信號，低電平有效，由系統(tǒng)的高位地址線經(jīng) I/O 端口地址譯碼電路產(chǎn)生。 A1，A0：芯片內(nèi)部端口地址信號。 RD：讀信號，低電平有效。 WR:寫信號，低電平有效。 RESET:復(fù)位信號。 PA0PA7：端口 A 的輸入/輸出線。 PB0PB7：端口 B 的輸入/輸出線。 PC0PC7：端口 C 的輸入/輸出線。 三、三、PCB 圖和圖和 3D 效果圖效

26、果圖 下面的 PCB 圖是用 Protel 軟件經(jīng)過自動布線后生成： 圖 3.4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊 PCB 圖 這是由 PCB 圖生成的 3D 效果圖： 圖 3.5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊 3D 效果圖 第四章第四章 系統(tǒng)調(diào)試與操作說明系統(tǒng)調(diào)試與操作說明 4.1 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試 把電路接好以后，首先用平臺上封裝好的程序?qū)﹄娐愤M(jìn)行測試，如果步進(jìn)電機(jī)能夠正 常運(yùn)轉(zhuǎn)就開始編寫自己的程序。不過在調(diào)試硬件的時(shí)候常常會遇到一些意想不到的結(jié)果， 如：步進(jìn)電機(jī)根本就不旋轉(zhuǎn)、左右擺動等等。 步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)，可能是因?yàn)殚_關(guān)沒有接正確，或是端口號搞錯(cuò)了；左右擺動則是因 為步進(jìn)電機(jī)的四根控制線的順序接錯(cuò)了。 硬件調(diào)試好了就要

27、開始調(diào)試軟件了，這個(gè)系統(tǒng)的程序比較簡單主要的就是四個(gè)開關(guān)語 句，調(diào)試軟件的時(shí)候一定要注意相序表的順序，如果相序表里的八個(gè)數(shù)字的順序搞錯(cuò)了， 步進(jìn)電機(jī)也會亂旋轉(zhuǎn)。 4.2 操作說明操作說明 把連接好的硬件通過芯數(shù)據(jù)線連接到 MFID 平臺上，在平臺上運(yùn)行已編輯好的程序， 運(yùn)行通過后，在提示語言下，輸入命令：按回車后，步進(jìn)電機(jī)快速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；按回 車后，步進(jìn)電機(jī)慢速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；按回車后，步進(jìn)電機(jī)快速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；按回車后， 步進(jìn)電機(jī)慢速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；按回車后，步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。運(yùn)行后的會出現(xiàn)下面的提示： 圖 4.1 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行界面 至此，基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確。 第五章第五章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)

28、與體會課程設(shè)計(jì)總結(jié)與體會 在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中，我主要負(fù)責(zé)進(jìn)行硬件的連接和調(diào)試工作，通過將近一個(gè)星期的學(xué) 習(xí)和探索，終于按老師的要求完成了各項(xiàng)任務(wù)，用軟件控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方 向。作為該小組的組長，不僅完成了自己的工作,而且還協(xié)助我們小組的其他成員完成他們 的工作。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)階段，不僅學(xué)會了怎么協(xié)調(diào)分工，讓每個(gè)組員能夠參與到課程設(shè) 計(jì)中來，而且還學(xué)會了很多書本上沒有的東西。 但是在整個(gè)課程設(shè)計(jì)階段，自己還有很多不足的地方，一旦遇到很難解決的問題，陷 入困境后，很難自己獨(dú)立的解決問題，常常需要老師的引導(dǎo)。在今后的學(xué)習(xí)工作過程中還 要加強(qiáng)獨(dú)立解決問題的能力。 作為開放式設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)，不僅

29、僅可以激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識，讓學(xué)生感受、 理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維習(xí)慣，重視培養(yǎng)學(xué)生收集信 息的能力，獲取新知識的能力， 更可以提高學(xué)生實(shí)際動手能力，熟練的使用各種儀器和實(shí) 際布線能力。 剛開始拿到哪個(gè) 6 針腳的開關(guān)時(shí),不知道怎么用。最后在老師的指導(dǎo)下，用萬用表測量 一對一對的針腳，當(dāng)開關(guān)沒有按下時(shí)，三對針腳，任何一對都不通，當(dāng)按鈕按下時(shí)，有兩 對針腳是通的，搞清了開關(guān)按下時(shí)是哪兩個(gè)針腳是通的，順利的完成了開關(guān)的連接。通過 這件事讓我們知道了一個(gè)道理，以后在工作中碰到的很多問題都是我們沒見過的，但是在 這些陌生問題前千萬不能退縮，要想辦法通過各種途徑來解

30、決問題。 作為開放式設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，對于軟件方面的調(diào)試，先只是需要在編譯環(huán)境中編譯、連接 通過。然后連接硬件線路，連接之前先檢測元器件，方法見上，能夠?qū)τ布为?dú)檢測的， 最好先單獨(dú)檢測硬件電路。最后是軟硬件聯(lián)合起來調(diào)試。 剛開始的時(shí)候，總覺得做這個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)沒有什么用，只是當(dāng)作一份作業(yè)來完成，能 達(dá)到要求就行。后來通過和張老師的一次長談后，讓我們認(rèn)識到了一個(gè)問題，不管是多么 簡單的或是多么難的課題，我們都要認(rèn)真的對待，其實(shí)步進(jìn)電機(jī)在我們的生活中已經(jīng)應(yīng)用 到了各個(gè)方面，比如，超市里打印發(fā)票的打印機(jī)，工廠里的定點(diǎn)傳送帶等等。再由這個(gè)小 小的實(shí)驗(yàn)推廣開來，有很多我們熟悉的實(shí)驗(yàn)都可以得到應(yīng)用。 設(shè)計(jì)完步進(jìn)

31、電機(jī)的控制系統(tǒng)，就我個(gè)人來說，加深了對 8255A 芯片和 74LS373 芯片這 兩個(gè)芯片工作原理的理解，了解了在 MFID 微機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案、 過程。在硬件方面，增強(qiáng)了我的實(shí)際動手能力，能夠熟練的使用萬用表檢測元器件， ；就軟 件方面，進(jìn)一步熟練了 C 語言編程，學(xué)會了使用 Protel 來繪制電路原理圖。通過論文的撰 寫，提高了我的綜合思維能力和文字表達(dá)能力。另外，提高了我的分析問題和解決問題的 能力，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時(shí)候，不是全部將線取下后再次連接，而是就電路中出現(xiàn)的情況 進(jìn)行分析，找出錯(cuò)誤的原因，從而，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。 致謝致謝 在這篇論文即將完成之時(shí)，我

32、要在這里特別的感謝一下在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中幫助和 關(guān)心過我的老師和同學(xué)。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，龔義建，張緒輝,陳宇三位老師給了我很多的關(guān)心和幫 助。陳老師更是直接指導(dǎo)了課程設(shè)計(jì)工作。龔老師態(tài)度謙遜、專業(yè)知識深厚，在接口技術(shù) 方面有很深的造詣,對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作給予了極大的支持和最熱誠的幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué) 態(tài)度、親和的工作作風(fēng)以及深厚的科研知識，都給我留下了深刻的印象。從龔老師身上， 我學(xué)到了很多東西，不僅是學(xué)術(shù)知識，還有工作方式、治學(xué)態(tài)度等。 張緒輝老師在我整個(gè)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試過程中，給了我很多非常好的建議和幫助，使 我能順利地完成課題的實(shí)際操作工作。還有同組的何長江,徐愛萍,詹靜昀同

33、學(xué)，都對我給 予了幫助，在此一并表示感謝。 最后，再一次向所有關(guān)心過我、幫助過我的老師和同學(xué)送上最深的謝意和最真摯的祝 福！ 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 32 位微機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 2 劉樂善等，微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用，武漢，華中科技大學(xué)出版社， 3 王元珍等,IBM-PC 宏匯編語言程序設(shè)計(jì) 4 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)教研室，微型計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備常用芯片手冊，清華大學(xué)出版社， 2001，152-155 5 江思明，電路工程設(shè)計(jì)Protel99 實(shí)例演練，人民郵電出版社 6 附錄附錄 步進(jìn)電機(jī)控制程序步進(jìn)電機(jī)控制程序 ( (備注：軟件設(shè)計(jì)類源代碼可以不打印，但提交的電子文檔中不能省略備

34、注：軟件設(shè)計(jì)類源代碼可以不打印，但提交的電子文檔中不能省略) ) /*-*/ /* hushichao.cpp(微機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制接口實(shí)驗(yàn)) */ /* 步進(jìn)電機(jī) Source File */ /*- */ #include #include #include #include void main() int zheng8=0 x05,0 x15,0 x14,0 x54,0 x50,0 x51,0 x41,0 x45;/正相序表 int fan8=0 x45,0 x41,0 x51,0 x50,0 x54,0 x14,0 x15,0 x05;/反相序表 int i=0;/正循環(huán)初值 int j=0;/反循環(huán)初值 int a;/開關(guān)選擇 outportb(0 x303,0 x81);/初始化 outportb(0 x303,0 x09);/置 PC4=1 關(guān)閉 74LS373 printf(n1 kuai shu zheng