单片机原理及应用课程设计20141

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1、 单片机原理及应用课程设计指导书单片机原理及应用课程设计指导书指导教师 宁立全 吕洪武 胡黄水 长春工业大学计算机科学与工程学院2013.12.30-2014.1.101目目 录录一、课程设计的目的与意义.2二、课程设计内容安排及教学要求.3三、单片机应用系统的设计开发过程.4四、课程设计选题原则.5五、课程设计题目6（一） 、设计实现类课题.6（二） 、设计应用类课题.7六、课程设计报告格式.8七、考核及成绩评定办法8八、课程设计的要求9附录：主要模块电路及代码102一、课程设计的目的与意义一、课程设计的目的与意义“单片机原理及应用”课程是电子信息专业的一门重要的工程技术理 论基础课，是一门

2、实践性和实用性都很强的课程, 课程设计是本课程不可 缺少的重要教学环节。 学习的目的在于应用，本课程设计是配合“单片机原理及应用“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。最终应能达到每个学生都最终应能达到每个学生都 能自己动手独立设计完成一个典型的单片机应用系统能自己动手独立设计完成一个典型的单片机应用系统。 学习了单片机原理及应用课程之后，专门安排一段时间运用本课 程所学到的知识，进行有实际意义的设计。通过完成一个课题的理论设计 和实际调试工作，既能加深对所学知识的理解，又能培养综合的实践技能， 从而提高分析

3、问题和解决问题的能力。通过本课程设计可以达到以下几个目的： （1） 、巩固和加强对汇编语言和 c51 程序设计的掌握，以及对接口芯 片种类、使用方法的了解并适当拓宽学生在工控领域的知识面。 （2）初步掌握接口芯片在系统中的设计、使用方法。能根据系统的要 求拟订设计方案；选用合适的接口器件并进行系统设计。 （3）培养独立工作能力，独立设计、准备、调试，在实践中提高对单 片机系统及接口技术的掌握，加强运用所学理论知识解决实际问题的能力。3二、课程设计内容安排及教学要求二、课程设计内容安排及教学要求( (一一) )课程设计内容和进度安排：课程设计内容和进度安排：内容：两部分组成，自选设计题目内容：两

4、部分组成，自选设计题目+ +上机实验题目。上机实验题目。进度：进度：第第 1 1 天：设计动员，教师讲述设计内容、要求和注意事项，学生根据自己天：设计动员，教师讲述设计内容、要求和注意事项，学生根据自己 的情况来选择设计题目和上机实验题目；确定总体设计方案。的情况来选择设计题目和上机实验题目；确定总体设计方案。 第第 2-42-4 天：查资料，初步完成设计题目的资料收集整理；完成上机题目程天：查资料，初步完成设计题目的资料收集整理；完成上机题目程 序的编写、调试，同时上机进行实际测试验收工作；序的编写、调试，同时上机进行实际测试验收工作； 第第 5-75-7 天：完成电路设计，程序编写，同时上

5、机进行汇编、通讯、调试并天：完成电路设计，程序编写，同时上机进行汇编、通讯、调试并 修改程序的操作；实现上机题目的调试工作。修改程序的操作；实现上机题目的调试工作。 第第 8-98-9 天：整理设计说明书，并交给指导教师，教师安排好答辩时间及顺天：整理设计说明书，并交给指导教师，教师安排好答辩时间及顺 序；序； 第第 1010 天：答辩。天：答辩。(二)教学要求 1巩固和加深对 MCS51 基本知识的理解，培养学生根据设计课题的需要， 选用参考文献 资料、查阅有关工程手册的技术数据图表、上网查阅相关文章、从网上下 载相应的软硬件资 料等的能力，提高学生综合运用所学知识和独立解决工程问题的能力。

6、 2掌握伟福仿真器的正确使用，学会简单系统的实验调试和测试方法，提 高学生的动手能力；并能在教师的指导下，完成设计任务。 3通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的科研观点、经济观点、全 局观点。 4初步掌握有关工程设计的方法、步骤，逐步熟悉开展技术设计的基本程 序，为以后参与设计及研制新产品打下初步基础。4三、单片机应用系统的设计开发过程三、单片机应用系统的设计开发过程设计一个单片机应用系统,可以分为硬件设计和软件设计两个部分,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.随着系统的用途不同,它们的硬,软件结构各有不同,但系统研制 的方法和步骤是基本相

7、同的,其研制过程可以归纳为以下所述的四个步骤. (一) 确定任务如同任何一个新产品设计一样, 单片机应用系统的研制过程也是以确 定应用系统的任务开始的。确定应用系统的功能指标和技术参数,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一机对话功能,如:小键盘要多

8、少个按钮,显示 器应有几位等； 4) 本应用系统的工作环境情况，如:温度、湿度、供电质量、电磁干扰等, 是否需要采用特殊的安全保护和抗干扰措施； 5) 本应用系统的经济指标,特别是对新产品的开发,应当综合考虑成本,可靠 性,可维护性以及经济效益和社会效益,参考国内外同类产品的资料,提出比 较合理的技术指标,使所开发的产品具有最佳的性能价格比。 (二) 总体设计 本阶段的任务便是通过调查研究,查阅资料来初定系统结构的总 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 现也可以用软件来完成。一般说来,用硬件实现的优点是可以提高工作速度,

9、 但使电路复杂,增加了硬件成本,而用软件代替某些硬件的功能可以使电路简 化,硬件成本降低,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。 (三) 硬件设计过程 1、 将整个硬件系统划分为若干功能单元电路,绘出整个系统逻辑电路图,注 明各单元电路间接口信号,并画出一些重要控制信号的时序图。 2、 完成各单元电路设计: 包括选择合适的各类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、整个硬件联机调试,完成后准备与软件联调。 (四) 软件设计过程51、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、对各模块设计

10、写一个详细的程序流程图; 3、根据流程图,编写源程序; 4、上机调试各模块程序; 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、课程设计选题原则四、课程设计选题原则课程设计是对理论教学进行消化、吸收并发展的一个教学环节，它可 以帮助学生进一步理解理论知识，并能与实践结合起来，达到学以致用的 效果。所以，课程设计的选题显得尤为重要。课程设计的选题一般应遵循以下几个原则： 1、课题内容综合教学要求课题内容应与单片机原理及应用课程理论教学内容相符，可适当深化与 拓宽知识面。 2、课题内容的难度应适当课题内容的难易程度应保证大多数学生在规定时间内通过努力能完成设 计。同时，课题内

11、容也应多样化，以便不同层次、不同水平、不同兴趣的 学生有选择的余地。 3、课题内容应具有较强的实践性 让学生有较多的机会进行调整、测试，从而锻炼动手能力。同时，也应 有一定的实用性，以利于调动学生对课程设计的积极性。 4、课题内容应适当反映该课程在工程技术领域中的应用。6五、课程设计题目五、课程设计题目本课程设计题目分两大类：（一） 、设计实现类：进行软、硬件设计， 并上机编程、联线、调试、实现；（二） 、应用系统设计类：不须上机，查 资料完成软、硬件设计画图。 （一）（一） 、设计实现类（上机实验课题）、设计实现类（上机实验课题）该类题目既要进行硬件设计，又要进行软件设计。硬件设计不用自己

12、制作电路板，而是使用单片机综合实验箱。该系统中，CPU 与各种接口芯 片均已连接好，我们在使用时，只需选择实验系统提供的模块选择开关， 切换到 89s52 端即可。上机实验的设计题目如下：至少完成三个实验。 课题一：液晶显示系统课题一：液晶显示系统 设计要求：显示课程设计名称和本人名字。 课题二：电子时钟课题二：电子时钟 设计要求： （1）在 LED 上显示分秒数,每隔一秒秒数加 1; （2）定时时间为 1 秒； （3）用中断完成时间的处理； 课题三：点阵显示课题三：点阵显示 设计要求：显示本人名字，两个汉字。 课题四：键盘液晶显示系统课题四：键盘液晶显示系统 设计要求：按下键并在液晶上显示出

13、键值。 课题五：课题五：A/D,D/A 控制系统控制系统 设计要求：能简单实现模数，数模的采集输出。 课题六：课题六：18b20 温度采集显示温度采集显示 课题七：电子音乐发声（自己选曲）课题七：电子音乐发声（自己选曲） 课题八：电机调速课题八：电机调速7（二）（二） 、设计应用类课题、设计应用类课题选题采用教师指定和自选题目两种方式。题目不须上机实现，要求能 正确完成硬件电路和软件程序设计。参考题目如下： 测量类测量类：相关传感器，信号调理，单片机数据接收和处理，显示，测量精 度 1.工频检测 工频频率的测量 工频电压、电流相位差及功率因数的测量 工频电压、电流瞬时值测量及有功 P 和无功

14、Q 的测量 有、无功电量的测量 2热敏电阻式温度检测 热敏电阻温度转换原理，基本电路，程序设计 3电感电容电阻参数检测 控制类控制类： 4恒温箱控制 5. 大棚温湿度控制 6步进电机控制 步进电机的控制原理，步进电机的单片机控制 7交通信号灯模拟控制 定时交通信号灯控制 有时间显示定时交通信号灯控制 主支线路口的交通信号灯控制 有急救车优先的交通信号灯控制 8水塔水位控制 9生产线流水作业顺序控制 10作息时间控制系统 其他其他： 11函数发生器 单片函数发生器的原理和线路 真、有效值转换电路，AD 转换器的接口电路 利用软件来提高仪器的准确度，单片机的最小系统 12波形发生 硬件电路及原理，

15、系统软件以上题目仅供参考。可以自己查资料选题目。8六、课程设计报告格式六、课程设计报告格式（一）封面范例:【就是填写课程设计任务书】 单片机原理及应用课程设计报告题目： 姓名: 班级: 学号: 完成日期:2014 年 1 月 10 日 （二）报告内容 1. 设计题目、任务与要求设计题目、任务与要求 2. 硬件框图与电路图硬件框图与电路图 3. 软件及流程图软件及流程图 （1）主要模块流程图）主要模块流程图（2）源程序清单与注释）源程序清单与注释 4. 总结总结 5. 参考资料参考资料 6.附录附录 实验上机调试内容实验上机调试内容七、考核及成绩评定办法七、考核及成绩评定办法课程设计的成绩采用平时考勤、检查进度完成情况和答辩考核相结合； （一）考核方法： 1每天指定时间考勤、检查进度、根据情况给分； 2不按规定时间考勤者，当天成绩以 0 分计； 3考勤累计 2 天不来者，视为不及格处理； （二）成绩评定方法： 报告质量占 30，答辩占 50，平时表现占 20。 设计成绩采用比例方式，即按班级人数划分，优秀30%，良好50%，中等、及格和不及格适当分配。9八、课程设计的要求八、课程设计的要求、不允许迟到及早退。迟到或