接口课程设计指导书（简）.doc

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1、微机原理接口技术课程设计指 导 书一、课程设计目的微机原理与接口技术是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于应用。本课程设计是配合课堂教学的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上所学知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。通过本课程设计希望达到以下目地：1 培养资料搜集和汇总的能力。2 培养总体设计和方案论证的意识。3 提高硬件、软件设计与开发的综合能力。4 提高软件和硬件联合调试的能力。5 熟练掌握相关测量仪器的使用方法。6 掌握相关开发软件、仿真软件的使用方法。二、课程设计内容与要求要求每个学生（或小组）都要自己动手独立设计完成一个典型的微机应用小系统.

2、。设计题目可以在给出的参考题目中选，也可以自己选设计题目，但难度不应小于参考题目，需经指导教师审查后方可确定是否采纳或修改设计题目。课程设计的时间为1周。设计的最终作品包括硬件和软件两个部分，要求能够演示并达到设计指标的要求。每个学生（或小组）在作品完成后，要经指导教师检查，同意拆除后方可拆卸，并分类放回元器件盒内。课程设计报告每个学生一份，由课代表收齐后统一交给指导教师。课程设计成绩评定由3部分组成：作品出勤等40；答辩30；设计报告30。三、课程设计步骤研制一个微机应用系统，可以分为硬件研制和软件研制两个部分，从设计草图开始到样机调试成功，常常要将硬件，软件结合起来考虑，才能取得较好的效果

3、。随着系统的用途不同，它们的硬、软件结构会各有不同，但系统研制的方法和步骤是基本相同的，其研制过程可以归纳为以下所述的四个步骤：.1、确定任务如同任何一个新产品设计一样，微机应用系统的研制过程也是从确定应用系统的任务开始的。首先要明确应用系统要实现哪些功能，其技术参数和技术指标是什么，这是系统设计的起点和依据，它将贯穿于系统设计的全过程。必须认真做好这个工作，在确定任务的阶段中必须明确：1) 本应用系统需要达到的主要目标是什么，有多少个回路，有几个参数需要进行检测和控制？检测和控制的精度为多少？2) 本应用系统有多少输入信号和输出信号？输入信号的形式和电压等级及变化频率情况，输出信号的形式，电

4、压等级和驱动功率有何要求？3) 本应用系统需要提供哪些人机对话功能，如：小键盘要多少个按键，采用何种显示器，通常为数码管，如用数码管应设计几位等。4）考虑本应用系统的经济指标，如成本、可靠性、可维护性以及经济效益等，可参考国内外同类产品的资料，提出比较合理的技术指标和最佳的性能价格比。2、总体设计本阶段的任务是通过调查研究，查阅资料来初步确定系统结构的总体方案，其中主要涉及到硬件和软件的功能划分。应用系统中硬件和软件具有一定的互换性，即某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现。一般说来，用硬件实现的优点是可以提高系统的工作速度，但会增加电路的复杂性和硬件成本；而用软件代替某些硬件的功能可以使电

5、路简化，便于修改设计，降低硬件成本，但软件工作量增大。总体设计时，必须在硬件和软件之间权衡，分工明确，然后分头开始设计。3、硬件研制过程1) 将整个硬件系统划分为若干个功能单元电路，绘出整个系统逻辑电路图。注明各单元电路间的接口信号。必要时，还要画出一些重要控制信号的时序图。.2) 完成各单元电路设计，包括选择合适的元器件和电路板设计(元器件布局和走线等)。3) 各单元电路板装配，分调。4) 整个硬件总体调试，完成后准备与软件联调。4、软件研制过程1) 采用模块化程序结构设计软件，首先将整个软件分成若干功能模块。2) 对各模块编写一个较详细的程序流程图。3) 根据流程图，编写源程序。4) 上机

6、调试各模块程序。5) 各程序模块联调。6) 与硬件一起联调，最后完成全部调试工作。四、课程设计报告的基本格式实践设计报告的基本内容至少包括封面、正文、附录三部分。课程设计报告要求统一格式，字体工整规范。1、封面封面包括“微机接口技术课程设计、实践设计报告”、班级、姓名、学号以及完成日期等信息。2、正文正文是实践设计报告的主体，具体由以下几部分组成：（1）课程设计题目；（2）课程设计任务与要求；（3）设计过程（包括方案论证、设计原理、创新点以及采用的新技术等）；（4）硬件系统框图与说明；（5）软件主要模块流程图与说明；（6）工作总结（包括自己的收获与体会；遇到的问题和解决的方法；技术实现技巧和创

7、新点；作品存在的问题和改进设想等）；3附录附录1：电路原理图附录2：源程序及程序注释附录3：使用元器件一览表（序号、名称、型号、规格、数量、备注）附录4：参考文献五、课程设计参考题目(一) 家用风扇控制器1、设计并制作一个家用风扇控制器，控制器面板为：按钮三个，分别为风速、类型和停止；三个LED指示灯用于指示风速强、中、弱；另外三个LED指示灯用于指示类型为睡眠、自然和正常。2、电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速键”时，电扇才会旋转。电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停转状态。3、风速的强、中、弱分别对应于电扇转动的快速、中速和慢速。4、初始风速为“弱”，类型为“正常”。5、

8、按“风速键”，其状态由“弱”“中”“强”“弱” 循环往复，每按一下按键，改变一次状态。6、按“类型键”，其状态由“正常”“睡眠”“自然”“正常”循环往复变化。(1) 正常表示电扇连续运转；(2) 自然表示电扇模拟自然风，即转4秒，停8秒；(3) 睡眠表示电扇慢转，产生轻柔的微风，运转8秒。停转8秒。(二) 汽车信号灯控制系统1、设计并制作出汽车信号灯微机控制系统。2、所需执行的操作由相应的开关状态反映，所需控制的信号灯有仪表板左/右转弯绿色指示灯，车前部左/右黄色头灯、车后部左/右黄色尾灯和车后部左右红色刹车尾灯。各种灯在闪烁时其频率为1Hz。驾驶操作与灯光信号对应关系如下：(1) 左/右转弯

9、开关闭合时，对应的仪表板左/右转弯指示灯、左/右转弯头灯和左/右转弯尾灯闪烁。(2) 紧急开关闭合时，所有仪表板左右转弯灯、左右转弯头灯和左右转弯尾灯闪烁。(3) 踩刹车时，刹车开关闭合，刹车灯（左右红色尾灯）亮。 (三) 智力测验抢答器1、 设计并制作出智力测验抢答器。2、 所设计的抢答器允许2人参加。没有出题时，每个参赛队员的LED数码管都显示当前的积分值。初始积分值为“5”，此时每个参赛者前面的红色发光二极管点亮，闪动3次后全灭。3、 在出题后，主持人按下“开始按钮”，表示抢答开始。4、 计时开始后，若A和B 二人中有人按下“抢答按钮”时，LED数码管显示当前的积分值，先按下按钮的红灯保

10、持亮的状态，其余人的红灯全灭。5、 抢答对错由主持人判定，“答对按钮”按下时加1分，“答错按钮”按下时减1分，直到积分值减为0时为止。不论该队员获得的是加分还是减分，其LED数码管都要显示当前的新积分值，并闪烁3次，其余选手的LED数码管则保持不变，并回到未出题时的状态，从新开始。6、 在抢答未开始时，若A、B二人中有人按下按钮，则按下按钮参赛队员的红灯闪烁，并减1分作为惩罚。(四) 反应速度测试仪1、 设计并制作出反应速度测验抢答器。2、 反应速度测试的过程如下：在启动反应速度测试程序后，经过一段随机时间的延迟，处理器控制发出声音和光信号，被测者立即按下按钮。从发出声和光信号到按下按钮的时间

11、即为反应时间，精确到0.1秒。被测者在从发出声和光信号之前按下按钮作违例处理。3、 在发出声和光提示信号之后，当被测试者按下按钮，应显示被测试者的反应时间。(五) 流水线监视器1、 设计并制作出流水线监视器。2、 流水线监视器用以指示目前正在流水线上的产品数量。在流水线的入口与出口分别安装一个传感器。在流水线入口处有信号时，产品件数加1，如出口处有信号则产品件数减1，设流水线上的产品最多不超过9个。3、 使用开关或单脉冲发生器模拟产品进入流水线入口端时传感器给出的脉冲信号，该信号加到可编程计数器的输入端，可编程计数器设置为计数方式，每输入一个信号将产品数量加l并显示。同样以开关或单脉冲发生器模

12、拟出口处信号，也加到可编程计数器的输入端，在有信号时将产品数量减1并显示。产品在流水线上的产品件数可用8255A驱动LED数码管来实现。4、 本设计需要可编程并行接口电路、可编程计数器及LED数码管，也可采用其它器件进行设计。(六) 程控信号发生器1、 设计并制作出流水线监视器。2、 利用数模转换器作一个程控信号发生器，产生的波形由参数进行设置，主要用于产生模拟电路较难产生的波形例如利用模拟电路产生梯形波时，很难保证上升沿和下降沿的线性及其斜率，而用微机加上数模转换器可比较方便地实现。 现要求产生一梯形波，如下图所示。要求上升时间t1、下降时间t3、保持时间t2、信号重复周期T及输出电压幅度V

13、OUT可事先设置。设t1为1.5 ms，t2为3.5 ms，t3为2 ms，输出电压VOUT为3 V，信号重复周期 T为10 ms。 利用微机和数模转换器产生波形有两种方法，一种是每输出一个信号时均先计算出输出数据值，利用这种方法每输出一个信号花费的时间太多，而且每输出一个波形要重新计算一遍，效率较低。另一种方法是事先将要求输出的一个波形计算好，存入存储单元中，在输出波形时直接从存储单元中取出。采用这种方法占用较多的存储器，但输出一个信号所用的时间较少，因此可产生较高频率的信号。(七) 照相机自拍控制器1、 设计并制作出照相机自拍控制器。2、 在启动照相机自拍机构后，在 2 min内启动快门，

14、在前 30 秒的时间里每 2 秒点亮一次红色发光二极管（占空比 1：1），在 3060 秒的时间段内，每 1秒点亮一次，在 6090 秒的时间段内，每 0.5 秒点亮一次，在 90120 秒的时间段内，每0.1秒点亮一次,120 秒之后指示用的红色发光二极管熄灭，绿色发光二极管点亮一秒钟，以表示快门开启。 (八) 洗衣机控制器1. 设计并制作出洗衣机控制器。2. 按下启动按钮后先进水，等到达高水位后，启动洗衣马达转动 4 min，如在洗衣过程中发现水位低于高水位，则停止洗衣马达转动并报警，并在水位到达高水位后再次启动马达。洗衣结束后启动排水开关，待水位到达低水位后，则启动脱水马达，转动 2 m

15、in。如此重复三次，要求在每一动作之间有2秒的间隔。3. 高低水位由水位传感器检测，在此用两个开关模拟水位传感器，当水位高于高水位或低于低水位时，两个开关的状态分别为0。启动开关用一个开关表示，进水、排水、洗衣马达、脱水马达及报警分别用一个发光二极管表示。（九）LED七段数码管数字钟1. 设计并完成LED七段数码管数字钟电路。2. 数字钟显示格式为：HH：MM：SS。 3. 具有通过键盘能够调整时、分、秒的功能。自选题 各位学员也可根据自身工作实际，选取合适的课程设计题目，所选题目难度应不低于以上题目。读取时钟方法：MOV AH,2CHINT 21H出口： CH：CL：DH： = 时：分：秒：

16、1/100秒 十六进制一、课程设计的目的和任务课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节，它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一种较好方法。微机原理及应用是一门应用性、综合性、实践性较强的课程，没有实际的有针对性的设计环节，学生就不能很好的理解和掌握所学的技术知识，更缺乏解决实际问题的能力。所以通过有针对性的课程设计，使学生学会系统地综合运用所学的理论知识，提高学生在微机应用方面的开发与设计本领，系统的掌握微机硬软件设计方法。通过课程

17、设计实践，不仅要培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书，掌握工程设计手段和软件工具，并能用设计报告表达设计思想和结果的能力。培养学生事实求是和严肃认真的工作态度。通过设计过程，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用

18、8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。二、课程设计指导及要求在课程设计时，3-5人一组，在教师指导下，各组可以集体讨论，但设计报告由学生独立完成，不得互相抄袭。教师的主导作用主要在于指明设计思路，启发学生独立设计的思路，解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。学生必须发挥自身学习的主动性和能动性，主动思考问题、分析问题和解决问题，而不应处处被动地依赖指导老师。同组同学要发扬团队协作精神，积极主动的提出问题、解决问题、讨论问题，互相帮助和启发。学生在设计中可以引用所需的参考资料，避免重复工作，加快设计进程，但必须和题目的要求相符合，

19、保证设计的正确。指导教师要引导学生学会掌握和使用各种已有的技术资料，不能盲目地、机械地抄袭资料，必须具体分析，使设计质量和设计能力都获得提高。学生要在老师的指导下制定好自己各环节的详细设计进程计划，按给定的时间计划保质保量的完成个阶段的设计任务。设计中可边设计，边修改，软件设计与硬件设计可交替进行，问题答疑与调试和方案修改相结合，提高设计的效率，保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。三、课程设计的主要步骤课程设计可以分为硬件设计和软件设计两个部分，其设计过程可以归纳为以下所述的四个步骤：1总体设计本阶段的任务是通过调查研究，查阅资料来初步确定系统结构的总体方案，其中主要涉及到硬件和软件的功

20、能划分。应用系统中硬件和软件具有一定的互换性，即某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现。一般说来，用硬件实现的优点是可以提高系统的工作速度，但会增加电路的复杂性和硬件成本；而用软件代替某些硬件的功能可以使电路简化，便于修改设计，降低硬件成本，但软件工作量增大。总体设计时，必须在硬件和软件之间权衡，分工明确，然后分头开始设计。2硬件设计过程利用实验箱的硬件资源，结合课程设计题目，设计硬件原理图，搭建硬件电路。3软件设计过程（1）采用模块化程序结构设计软件，可将整个软件分成若干功能模块。（2）画出程序流程图。（3）根据流程图，编写源程序。（4）上机调试程序。4软、硬件联调。四、课程设计报告内容及要求课程设计报告包括以下内容：1设计题目2设计过程（设计过程、原理和实现方法等）3电原理图4课程设计总结（改进意见及建议）课程设计报告要求书写工整、内容充实、结论正确、符合设计要求。五、进度安排具体进度安排要求如下：1熟悉设计题目，查阅相关资料，确定总体方案，软、硬件功能划分，硬件接口原理图设计，程序设计等工作可以在题目分配后提前做准备工作，课程设计的题目在课程设计之前下达给学生，学生可以在课余时间，利用学习到的理论知识提前为课程设计做准备。2讨论设计任务，完成设计方案 1天3完成硬件电路设计、软件编写 1天4软、硬件联调 2天5现场验收答辩 1天