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1、自动化2015级“嵌入式微控制器应用系统综合设计”课程设计任务书一、课程设计目的“嵌入式微控制器应用系统综合设计”课程设计是自动化专业本科生的必修课。本课程设计综合了模电/数电技术、微机原理与接口技术和自动控制理论等相关知识应用,通过基于嵌入式微控制器应用系统的硬件原理和软件编程的分析、设计与调试,让学生对嵌入式微控制器系统应用有一个较全面的理解,掌握基于嵌入式微控制器应用系统软硬件设计的基本方法和技术,同时,也为下一阶段相关专业课程的学习和应用设计实验,提供良好基础和平台。本次课程设计任务中的每个题目允许2-3人选择,要求每个同学独立完成所选课题的设计与调试,并独立完成课程设计报告(手工书写
2、)。报告内容应包括:电路原理图,工作原理详述,电路印制板图,程序流程图及程序,系统调试结果及结论分析等。希望同学们认真阅读课程设计任务书,认真查阅资料,圆满完成本次课程设计。二、课程设计内容及要求1、嵌入式微控制器类型选择:在完成本学期“嵌入式微控制器技术”课程学习和相关基本实验基础上,为丰富本次课程设计中可选微控制器类型。实验室提供SST89E554RC微控制器开发板、Freescale系列-MC9S12XS128EVB-A微控制器实验系统、DSP2812开发板、DSP28335开发板、EasyARM2103开发板、EasyARM1138开发板、DSP5402开发板等,每个同学可以根据课题的
3、需求分析和设计任务要求,进行相关类型的微控制器应用设计。2、基于SST89E554RC嵌入式微控制器设计题:题目1:基于实验室小型步进电机控制系统设计 (2-3人选) 设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:通过小键盘给定,实现步进电机启动/停止、正转/反转、加速/减速设置与控制,数码管(或液晶屏)显示当前步进电机状态及相关参数,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示步进电机当前状态及运行参数(数据显示或动画显示),能够从上位机控制下位机之步进电机工作。题目2:基于实验室小型直流电机开环调速系统设计(2-3人选) 设
4、计要求:(1) 使用汇编语言或C语言;(2) 程序功能要求:通过小键盘给定,实现直流电机启动/停止、加速/减速设置与控制,数码管(或液晶屏)显示当前直流电机状态及相关参数,简单故障诊断与报警。(3) 上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示直流电机当前状态及运行参数(数据显示或动态曲线显示),能够从上位机控制下位机之直流电机工作。 题目3:基于实验室小型直流电机闭环调速系统设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:通过小键盘给定,实现直流电机启动/停止、加速/减速设置与控制、数码管(或液晶屏)显示当前直流电机状态及相关参数、在线或
5、离线方式下进行PID参数设置与修改,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示直流电机当前状态及运行参数(数据显示或动态曲线显示),能够从上位机控制下位机之直流电机工作。 题目4:基于实验室小型温度闭环控制系统设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:通过小键盘给定,实现温度对象启动/停止、加温/降温设置与控制、数码管(或液晶屏)显示当前温度对象状态及相关参数、在线或离线方式下进行PID参数设置与修改,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示温度对象当
6、前状态及运行参数(数据显示或动态曲线显示),能够从上位机控制下位机之温度对象稳定工作。题目5:多功能信号发生器设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:通过小键盘和开关给定,实现信号源启动/停止、输出不同类型信号波形(正弦波、三角波、方波、锯齿波等)、具备调压、调频功能、数码管(或液晶屏)显示当前信号源状态及相关参数,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示信号发生器当前状态和相关参数信息,能够从上位机控制下位机的工作。题目6:交通灯控制系统设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2
7、)、程序功能要求:通过小键盘和开关给定,实现交通灯启动/停止、具备在线/离线方式的交通灯时间参数设置与修改、数码管(或液晶屏)显示当前交通灯状态及相关数据、急救车通行功能,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示交通灯当前工作状态和相关数据信息,能够从上位机控制下位机的工作。题目7:点阵LED显示系统设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:通过小键盘和开关给定,实现系统启动/停止、输出三种以上动态文字或图形、数码管(或液晶屏)显示当前系统状态及参数信息,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:
8、通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示点阵LED当前状态和数据,能够从上位机控制下位机的工作。题目8:基于小型直流电机之家用电扇控制实验系统设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、控制器功能要求:设置三个功能分别为风速、类型和停止开关,LED指示灯六个,指示风速强、中、弱,类型为睡眠、自然和正常。指标如下:a). 电扇处于停转状态时,所有指示灯不亮,只有按下“风速”键时,才会响应,进入起始工作状态;电扇在任何状态,只要按停止键,则进入停转状态。b). 处于工作状态时,有:初始状态为:风速-“弱”,类型-“正常”;按“风速”键,其状态由“弱”“中”“强” “弱”
9、 往复循环改变,每按一下按键改变一次;按“类型”键,其状态由“正常”“睡眠”“自然”“正常” 往复循环改变;c).风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。d).类型的不同选择,分别为:正常电扇连续运转;自然电扇模拟自然风,即转4s,停8s;睡眠电扇慢转,产生轻柔的微风,运转 8s,停转8s;e).按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。f).数码管(或液晶屏或点阵LED)显示当前电扇状态及参数,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示电扇当前状态,能够从上位机控制下位机之电扇的工作。题目9:汽车信号灯控制系统设计(2-3人选)设计要求:(
10、1)、使用汇编语言或C语言;(2)、通过小键盘和开关给定,实现系统启动/停止,数码管(或液晶屏)显示当前系统状态及参数信息,简单故障诊断与报警。(3)、程序功能要求:汽车信号灯控制系统,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/右转弯灯、左右头灯和左右尾灯共六类灯,其驾驶操作与灯光信号对应关系如下:a).左/右转弯(合上左/右开关):仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪烁。b).紧急开关合上:所有灯闪烁。c).刹车(合上刹车开关):左右尾灯亮。d).左/右转弯刹车:仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪烁,右/左尾灯亮。e).刹车、合上紧急开关:尾灯亮、仪表
11、板灯、头灯闪烁。f).左/右转弯刹车,并合上紧急开关:右/左尾灯亮,其余灯闪烁。g).停靠(合上停靠开关):头灯、尾灯以30Hz的频率闪烁。(4)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示电扇当前状态,能够从上位机控制下位机之电扇的工作。题目10:多路温度采集系统设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:通过小键盘或开关给定,实现系统启动/停止,具有报警功能(如:声、光、电形式),系统可实现6路温度信号的巡回采集检测、各路巡回检测的温度范围 01020 CO(温度信号用电位器可调电压模拟);4、指标要求4CO对应数字量为01H)、
12、每隔2s检测一次,每一路连续检测5次,取其中值,当前温度用4位数显示在数码管(或液晶屏),6路同时显示,每2s刷新一次显示。显示方式为: 例:1号炉温度:0800 CO 2号炉温度:1000CO 3号炉温度:0700CO 4号炉温度:0800CO 5号炉温度:0650CO 6号炉温度:0870CO(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示下位机当前采样数据(动态曲线显示),保存数据和调阅老数据。题目11:电子密码锁功能设计(2-3人选)设计要求:(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:使用数字小键盘输入六位密码,密码锁在输入密码正确的条件下输出开锁电
13、平,控制电控锁开启,同时显示0字样。当输入密码错误时,发出错误警告声音,同时显示C字样。当六次误码输入的条件下,产生报警信号。还可以实现对密码的修改,修改成功后,蜂鸣发出确认音。根据实验系统的配置,可以通过使步进电机转动180度来模拟开锁和关锁动作,LED显示电子锁当前状态。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示下位机当前采样数据(动态曲线显示),保存数据和调阅老数据。题目12:简易电子琴设计(2-3人选)(1)、使用汇编语言或C语言;(2)、程序功能要求:使用数字小键盘作为电子琴键,按下数字键发出相应的音调,能够保存所演奏的音乐,并重复自动播放,电子琴能够
14、进行三首以上的预置乐曲播放演示;数码管(屏幕)显示相关信息。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示下位机当前采样数据(动态曲线显示),保存数据和调阅老数据。2、基于DSP2812嵌入式微控制器设计题:题目13:基于实验室小型步进电机控制系统设计 (1-2人选) 设计要求:(1)、必做实验:实验九 数码管实验 实验十 矩阵键盘实验 实验十二 12864 液晶实验实验二十二 步进电机实验(四相单四拍) 实验二十三 步进电机实验(四相双四拍) 实验二十四 步进电机实验(四相八拍)(2)、程序设计功能要求:通过小键盘给定,实现步进电机启动/停止、正转/反转、加速/减
15、速设置与控制,数码管(或液晶屏)显示当前步进电机状态及相关参数,简单故障诊断与报警。(3)、上位机监控功能要求:通过串口或USB口实现上/下位机通信,能够显示步进电机当前状态及运行参数(数据显示或动画显示),能够从上位机控制下位机之步进电机工作。题目14:基于实验室小型直流电机开环调速系统设计(2-3人选) 设计要求:(1)必做实验: 实验九 数码管实验 实验十 矩阵键盘实验实验十二 12864 液晶实验实验十六 DA 转换实验 实验十七 RS232 实验实验二十 PWM波形实验实验二十一直流电机实验;(2) 程序设计功能要求:通过小键盘给定,实现直流电机启动/停止、加速/减速设置与控制,数码管(或液晶屏)显示当前直流电机状态及相关参数,简单故障诊断与报警。(3)