单片机原理及应用课程设计指导书(学生).doc

常州工学院单片机原理及应用课程设计指导书主编：范力旻 电子信息与电气工程学院电气工程教研室目 录一、课程设计的基本要求1二、课程设计选题1三、课程设计的内容2四、课程设计的工作程序2五、课程设计的成绩评定2六、课程设计报告格式2七、设计步骤举例3八、参考用书6附录1：设计说明书参考样式7单片机原理及应用是一门技术性，应用性、实践性很强的学科。课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的和任务就是配合单片机的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。一、课程设计的基本要求课程设计的任务分为基本要求和附加要求两类。基本要求是每个参加课程设计的学生必须完成的内容，附加要求则是学生根据自己对单片机掌握和运用的情况选做应用系统设计的课题。总体要求如下：1、根据应用系统的要求，初步掌握总体结构的方法和构思，从中选择一种最佳的设计方案。2、根据应用系统结构规模的要求，掌握在单片机外部扩展系统硬件设计的基本过程：例如硬件接口的设计，正确合理选用所需元器件，绘制应用系统与单片机连接的电路图等项工作。3、根据设计任务和要求，首先画出程序总体流程图，然后进行各控制模块程序的设计、编写系统程序。4、掌握如何应用单片机仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程。例如先进行各模块调试，然后进行各程序模块的联调，最后与硬件一起进行联调，反复检测和修改直至开发结束。5、认真地编写设计报告说明书，学会编制技术资料的方法。6、树立正确的设计思想和严谨的工作作风，培养学生的团队精神和全局意识。二、课程设计选题1、闪烁LED小灯的设计2、数码管时钟电路的设计3、6车道交通信号灯控制4、作息钟系统5、水塔控制系统6、8×8点阵LED字符显示器设计7、数字温度测量显示电路的设计8、15路电器遥控器的设计（发送部分）9、自行车里程/速度计的设计10、 汽车行驶信息发送与接收器的设计11、电子定时器的设计12、温度报警器的设计13、15路电器遥控器的设计（接收部分）14、直流电机驱动的设计15、步进电机驱动的设计17、八路跑马灯的设计18、拨码跟踪显示实验19、其它(或由聘请的老师指导选题)三、课程设计的内容1、根据题目要求，比较后设计出硬件系统接口电路图2、选择合适的单片机型、接口芯片及有关电子元器件3、画出软件设计的系统框图4、编制具体软件，进行调试5、写出完整的设计报告书(10页纸以上)，并附图四、课程设计的工作程序设计时间：具体安排： 第一周：周1下达任务，收集资料，设计准备。周2周3方案确定。周4周5硬件设计及编程。第二周：周1编程。周2周3调试。周4写设计说明书。周5完成设计说明书，答辩。五、课程设计的成绩评定通过设计答辩方式，并结合学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，设计报告说明书、答辩水平、实物制作以及学习态度综合考评。平时考核占10%20%、实物制作占20%、答辩占20%30%、设计说明书占30%40%。成绩分优、良、中、及格和不及格五等。六、课程设计报告格式（一）封面（二）目录（三）正文一、 概述(课题背景介绍、指标要求等)二、 总体方案设计与选择（硬件框图、单片机选型等）三、 硬件设计1、 最小系统设计（时钟、复位、电源（7805转换）2、 输入部分设计 （1） 信号采集（传感器）（2） 放大（变送器）（3） 信号转换（A/D）（4） 键盘3、 输出部分设计（1） 显示（2） 报警（3） 输出控制（继电器）四、 软件设计（设计思想、流程图、程序加注释）1、 主程序设计2、 子程序设计五、 硬件制作（元器件的购买，焊接过程介绍）六、 调试与仿真1、 软件仿真、调试(keil)2、 硬件仿真、调试( protues仿真) （可以不做）3、 整机调试（软硬件实物整体调试）七、 总结八、 参考文献九、 附录1、 元器件清单2、 原理图3、 程序清单4、 PCB板图5、 实物图七、设计步骤举例1、6车道交通信号灯控制 设计一个6车道交通灯控制系统，如图1所示，东西方向的两组灯控制信号一致，南北方向的两组灯控制信号也一致。图1 6车道交通信号灯示意图硬件思路：用P1.0-P1.6作为信号等的控制信号的输出，后接功率放大器。 图2：交通信号灯硬件框图可以根据图2来画出硬件电路图，硬件信号到功放之间要用光电隔离（一般选用5214）。软件思路：可将交通灯的工作流程排成相应的时间段，每个时间段有自己的延时时间，分别由软件来延时。调试按钮主要任务是用来改变每个时间段的延时时间。 图3 调试用键盘 图4 显示原理图2、作息钟系统1）硬件思路：工程对象为大家所熟悉的学校作息钟，要求有显示和调试键盘。键盘只是用来对作息钟系统进行设置和调试，所以比较简单，如图3所示。显示采用7段数码管，并用8155可编程接口来实现。如图4所示。件思路：软件包括时钟部分、60进制计数、显示、键盘等几个模块。如图5所示。程序均采用模块化，分块调试。图5 主程序与中断服务程序3、水塔控制系统这是生活中的工程对象，只有两个输出的开关量控制，要求，当水位达到低水位或低水位以下时开起大、小水泵；当水位到中水位以下低水位以上时开起大水泵；当水位到高水位以下中水位以上时开起小水泵；当水位到上水位时关大、小水泵；水塔的示意图如图6所示。本题不作更细的说明。 图6 水塔的示意图八、参考用书1、单片微型机原理、应用与实验（第三版） 张友德 复旦大学出版社2、单片机程序设计基础 周行慈 北京航空行天大学出版社3、MCS51单片机应用系统设计 何立民 北京航空行天大学出版社4、单片微机测控系统设计大全 王福瑞 北京航空行天大学出版社附录1：设计说明书参考样式（空2行）目录（4号黑体，居中）一、设计目的（作为正文第一章，小4号宋体，行距18磅，下同） 1二、方案论证××××××（正文第二章） Y2.1 ××××××（正文第二章第1条） Y 22 ××××××（正文第二章第2条） Y 2××××××（正文第二章第X条） Y 三、××××××（正文第三章） Y （略） X ××××××（正文第X章）Y小结 Y附录A××××（必要时）Y附录B××××（必要时）Y注：1目录中的内容一般列出“章”、“条”二级标题即可。2X、Y表示具体的数字。