单片机课程研发设计任务书

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1、单片机课程设计任务书单片机课程工程实践的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不 但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、 印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、 排错调试、焊接技术、相关仪 器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高， 为今后能够独立进行某些单片机应用系 统的开发设计工作打下一定的基础。 着重提高学生在单片机应用方面的实践技能， 树立严谨 的科学作风， 培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。 学生通过单片机的硬件和软

2、件设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐 步熟悉开展科学实践的程序和方法。一、设计目的 单片机工程实践是单片机技术课程的实践教学环节，是对学生学习单片机的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课程的设计、制作、调试来完成的单片机的 工程实践应主要体现在对实际工程应用系统或产品的研制来说，从课题任务的提出到定型生产或投入使用，都要经过方案的总体认证、系统设计、软件及硬件的开发、联机调 试等若干步骤因此，单片机工程实践是以工程项目和工程应用为课题着重培养学生 工程实践能力、独立工作能力及创新能力。单片机应用系统课程工程实践作为独立的教学环节，是自动化及相

3、关专业集中实践性环节系列之一，是学习完单片机原理及应用课程后，并在进行相关课程设计基础 上进行的一次综合练习。其目的在于加深对 MCh51单片机的理解，掌握单片机应用系统的设计方法，掌握常用接口芯片的正确使用方法 ,强化单片机应用电路的设计与分析能力,提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风， 培育学生综合运用理论知识解决问题的能力，力求实现理论结合实际、学以至用。学生通过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试、整理资料等环节，初步掌握 工程设计方法和组织实践的基本技能 熟悉开展科学实践的程序和办法，为今后从事生产技术工作打下必要的基础 ; 学会灵活运用已经学过的知识，并能不断接受新的知识

4、， 大胆发明创造的设计理念。二、设计要求1）根据应用系统的要求，初步掌握总体结构设计的方法和构思，从中选择一种最佳设计方案；2）根据应用系统结构规模的要求，掌握单片机外部扩充系统硬件设计的基本过程；3）根据任务要求和硬件设计要求，首先画出程序的总体流程图，然后进行各控制模块的 程序设计；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。三、单片机课程设计可选题1. 音乐播放系统设计设计一个音乐播放系统，要求：（1）利用单片机的定时器产生乐谱的各种频率方波，信号经过放大后由喇叭发出声音；（2）学会音乐在单片机系统中的转换方法及设置；（3）可自动选取某段音乐令单片机连续播放。2. 出租车

5、计价器系统设计设计一个出租车的计程计价系统，要求：（ 1 ）具有时钟和计程计价显示功能： 按下启动键， 系统开始计程， 同时显示起价和每公里 单价；（2）在行驶过程中，实时显示已行走的里程数和当前累计价格。价格=速度 *时间 *单价， 总价等于其和；利用单片机的定时器 / 计数器定时和计数，用 LED 数码管显示总价 和时间；（3）按下清除键，计价器清 0。3. 医院住院病人呼叫器的设计（ 1）设计一个 8 床位的无线呼叫器，供医院住院病人（或静脉点滴病人）呼叫医护人 员时使用；（ 2）病人可通过按动自己床边的按钮，向医护人员发出呼叫信号；（ 3）当有病人呼叫信号时，医护人员值班室设置的显示器

6、可显示出该病人的床位编号， 同时扬声器发出声音信号，提示值班的医护人员。4. 智力竞赛抢答器的设计设计一个供 8 名选手参加比赛的智力竞赛抢答器，要求：（1）每名选手有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应；（ 2）抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存、显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮， 则该选手指示灯亮， 并在数码管上显示相应编号， 扬声器发出音响提示。同 时，电路应具备自锁功能， 禁止其他选手再抢答， 优先抢答选手的编号一直保持到主持人将 系统清 0 为止；（3）抢答器具有计分、显示功能。预置分数可由主持人设定，并显示在每名选手的计 分牌上，选手答对加 10 分，答错扣

7、10 分；（4）抢答器具有定时抢答的功能。一次抢答的时间由主持人设定，在主持人发出抢答 指令后，定时器立即进行减计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响， 声响时间持续 0.5s 左右；（5）选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器显示选手编 号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清 0 为止；（6）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的 报警，并禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00；（7）抢答器具有犯规提示功能。对提前抢答和超时抢答的选手，扬声器发出报警信号， 并在显示器上显示其编号。5. 自动电梯控制电路的设计设计一个 8 层

8、楼房的电梯自动控制电路，要求：（ 1）电梯内设有对外报警开关，可以在紧急情况下报警。报警装置设在电梯外；（ 2）每层楼梯门边设有上、下楼的请求开关及指示灯，电梯内设有可选择楼层的开关 及相应指示灯；（ 3）设有表示电梯所处上升或下降的状态标志，以及电梯正位于哪层楼的指示显示；（ 4）能记忆电梯外的所有请求信号，并按照电梯的运行规则对信号分批处理，每个请 求信号一直保持到处理后才能撤除。电梯运行规则如下： 电梯上升时，仅响应电梯所在位置以上层的上楼请求信号，依楼层次序逐个执行，直到最后一个请求执行完毕。然后升到有下楼请求的最高层，开始执行下楼请求； 电梯下降时，仅响应电梯所处位置以下层的下楼请求

9、信号，依楼层次序逐个执行，直到最后一个请求执行完毕。然后降到有上楼请求的最低层，开始执行上楼请求； 一旦电梯执行完全部请求信号后，应在原位置停止，等待新的请求信号到来时再 处理。（ 5）电梯运行速度为 5 秒/ 层；（ 6）电梯到达有请求的楼层停下时，该层指示灯亮。经1 秒后，电梯门自动打开，经10 秒后，电梯门自动关闭（指示灯显示）。电梯到达新楼层后，原楼层指示灯灭。6. 智能化公共汽车报站器的设计 设计一个公共汽车自动报站器，要求：（ 1）具有 20 个停靠站的报站能力；(2 )每到一站，由驾驶员按下相应的按键，扬声器便发出相应的报站语音(如“某站 到了，请下车”)，系统处于等待状态，一旦

10、检测到汽车启动信号，扬声器发出 相应的提示音(如“车开了，请坐好，下站是XX站”)；(3) 在语音报站的同时，用汉字显示出到站的站名。7. 自动往返电动车的设计设计一台自动往返电动车，要求：(1 )电动车自主前进、遇到障碍后返回；(2 )电动车行驶过程中不能出现擦墙行驶，或撞墙故障；(3)自动测量显示里程数、行车时间；(4 )误差要求：总里程数：3%行车时间：3% 识别距离：515cm。8. 简易IC卡收费器的设计设计制作一台简易IC卡收费器，要求：(1) 实现IC卡数据的读/写；(2) 显示当前IC卡内金额、消费金额和余额；(3) 具有误操作报警功能。9. 消毒柜控制电路的设计设计一台消毒柜

11、控制系统，要求：(1 )显示消毒柜温度、保持时间；(2) 可以键盘设定消毒柜温度、定时时间；(3) 可以实现实时中断功能；(4) 消毒后自动关机；(5) 测温误差：0.5 C;(6) 定时误差：20秒/月。10. 单片机与单片机之间的串行数据发送/接收功能基本要求：独立程序的串行接收/发送，两个单片机利用串行口进行方式1的全双工串行通信，波特率可从键盘上进行设定，可选的波特率为：1200, 2400, 4800, 9600。附加要求:单片机与PC机之间的串行通讯 (PC机侧已提供“ VC串口调试助手”程序)； 在发送数据的同时不影响继续计数；在计数中接收数据并从收到的数开始新的计数；11. 低

12、频信号发生器设计制作低频信号发生器，要求利用单片机产生正弦波、方波及三角波等波形。(1) 正弦波用单片机实现正弦波的输出；输出的波形有 1Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz 5种可选频率；输出电压范围为 05V可调(峰峰值)；用6位数码管显示频率；频率误差1%。(2) 方波频率范围：0.01Hz100kHz ；频率误差：0.1 %；电压范围：01OM(3) 三角波频率范围： O.01HZ10kHz ；频率误差：0.1 %；电压范围： O- 20V(峰一峰值);失真率：r 3%。12. 火灾报警器设计制作火灾报警器，要求如下 :(1) 装置对火灾能自动探测报警和控制；(2) 装设感

13、烟传感器及感温的差温传感器，能对室内的烟雾及温度的突变进行报警；(3) 对传感器的布线故障、内部元件的损坏能进行声、光报警；(4) 如果两个传感器中有一个动作表示室内有异常现象(如烟雾浓度过大或室内温差 大于设定值 ) ，装置能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理；(5) 如烟感、温感同时动作，说明有火灾，装置能发出火灾报警；(6) 火灾报警 10s 后不解除，则控制启动灭火器灭火器喷气前，还能发出停机、关 门等顺序动作信号；( 7)故障、异常、火灾报警声音各不相同，有明显的区别。13. 多输入端报警电路设计制作一个多输入端报警电路，要求如下 :(1) 有报警输入控制端 16 个，报警音响信

14、号输出端 1个；(2) 报警输入端中的任意一端出现报警信号时，电路自动发出类似警报的音响信号；(3) 报警音响信号持续 11s 自动停止 如果输入信号继续存在， 报警音响信号又重新启 动； 音调、频率、响度、持续时间等参数，均可通过“T”，“J”键调 整。14. 热敏电阻温度计设计制作一台热敏电阻温度计，要求如下 :(1) 测量温度为10150 C;(2) 温度误差不大于 0.5% ；(3) 温度用 4位数码管显示;(4) 以热敏电阻作为温度检测元件;(5) 对输入值进行线性化处理。15. 电容、电阻参数单片机测试系统的设计设计要求： 电阻、电容充放电电路可计算电路时间常数;用 A/D 转换器

15、测量电压值能测得时间常数值，经单片机计算，算出电阻或电容值，并 在 LCD 上显示。16用单片机控制直流电动机并测量转速主要硬 件： A/D 转换 芯片 ADC0809 ; D/A 转 换芯片 DAC0832 设计要求：(1) 通 过 改 变 A/D 输 入 端 可 变 电 阻 来 改 变 A/D 的 输 入 电 压 ， D/A 输 入 检 测 量大小，进而改变直流电动机的转速;(2) 手 动控制 ： 在 键盘上设置两 个按键 直流电 动机 加速键; 直 流 电动机减速键。在 手动状态下，每 按一次键，电 动机的转速均按照约定的 速率改变;(3) 用显示器显示的数码移动的速度，来及时的形象的跟踪直流电动机转 速的变化情况;直流电动机双极性控制：00H 逆时针转最快，80H 停止，FFH 顺时针转最快；(5) 显 示 器 ： 采 用 74LS164 串 行 输 入 。 串 行 输 入 段 码 地 址 ： 0FF06H ( D0 ) 串入时 钟地址： 0FE04H (D0) 显示器位控 地址： 0FE02H