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1、华中科技大学文华学院 通过应用各种集成电路完成规定的设计任务，加强学通过应用各种集成电路完成规定的设计任务，加强学生对生对单片机原理单片机原理课程所学知识综合运用的能力。课程所学知识综合运用的能力。 培养对所学的理论知识与实际应用结合起来，而且能够培养对所学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、相关仪器设备的使加深认识，同时在软件编程、排错调试、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，为今后能够独立进用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能
2、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。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，培养学生创造性思维能力。力，培养学生创造性思维能力。 学生通过单片机的硬件和软件设计、安装、调试、整理学生通过单片机的硬件和软件设计、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，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
3、办法，为今后从事生产技术逐步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不要的基础；学会灵活运用已经学过的知识，并能工作打下不要的基础；学会灵活运用已经学过的知识，并能不断接受新的知识，大胆发明创造的设计理念。不断接受新的知识，大胆发明创造的设计理念。一、目的一、目的二、要求二、要求 1. 根据应用系统的要求，初步掌握总体结构设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，计的方法和构思，从中选择一种最佳设计方案，能较全面地应用课程中所学的基本理论和基本方能较全面地应用课程中所学的基本理论和基本方法，完成从设计单元电路到设计简单系统的过度；法，完成
4、从设计单元电路到设计简单系统的过度； 2. 能独立设计规定的系统；能独立设计规定的系统； 3. 根据任务要求和设计要求，首先画出程序的根据任务要求和设计要求，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；总体流程图，然后进行各控制模块的程序设计； 4. 能独立地完成实施过程，包括调试和排除故能独立地完成实施过程，包括调试和排除故障。障。1. 根据根据单片机资源分配和使用单片机资源分配和使用,制定出设计方案；制定出设计方案；2. 说明设计原理、画出设计电路图说明设计原理、画出设计电路图 3. 软件设计整体流程图软件设计整体流程图4. 画出各模块的设计图画出各模块的设计图5. 调试分析调
5、试分析: 系统调试中碰到的问题和解决方法系统调试中碰到的问题和解决方法6. 写出设计报告写出设计报告 具体要求见下页具体要求见下页三、任务三、任务目目 录录一、概述一、概述二、设计原理二、设计原理三、设计要求三、设计要求 1、系统要求及功能模块、系统要求及功能模块 2、设计思想、设计思想四、设计方案四、设计方案 1、系统硬件电路图、系统硬件电路图 2、系统软件总流程图、系统软件总流程图 3、各功能模块程序流程图、各功能模块程序流程图五、系统检测与调试五、系统检测与调试 1、硬件电路调试、硬件电路调试 2、软件各功能模块的调试、软件各功能模块的调试 3、总调试、总调试六、总结六、总结 收获、体会
6、、经验、教训、建议。收获、体会、经验、教训、建议。附：系统总程序清单（必须加注释）附：系统总程序清单（必须加注释）注：手写程序，不允许打印注：手写程序，不允许打印四、设计内容四、设计内容 1. 根据课程设计选题参考根据课程设计选题参考,完成课程设计要求完成课程设计要求; 2. 自己拟定课程设计题目自己拟定课程设计题目,经指导教师认可经指导教师认可,完完成成 课程设计要求；课程设计要求； 3. 可选做多题（加分）。可选做多题（加分）。 五、设计步骤五、设计步骤分五步进行分五步进行1.总体总体方案设计与文献阅读方案设计与文献阅读下达设计任务下达设计任务阅读有关文献资料（见参考文献）阅读有关文献资料
7、（见参考文献）确定设计方案，明确设计目的，要求和内容确定设计方案，明确设计目的，要求和内容落实小组分工，明确任务与责任落实小组分工，明确任务与责任2.系统设计系统设计功能的设计与模拟方案实施的文字描述。功能的设计与模拟方案实施的文字描述。应用系统电路原理框图设计应用系统电路原理框图设计3.程序设计程序设计进行功能模块划分，画出每个模块的程序框图。进行功能模块划分，画出每个模块的程序框图。按功能模块编写程序并调试按功能模块编写程序并调试4.系统总调试系统总调试程序连接与调试程序连接与调试软软/硬件联调硬件联调、修改、修改5.写写课课程程设设计计说说明明书书，并并画画出出系系统统逻逻辑辑电电路路图
8、图。（以每个人为单位进行）（以每个人为单位进行）报告要求格式：见前面的格式报告要求格式：见前面的格式 六、计划进度与安排六、计划进度与安排1、每每个个班班按按所所发发课课表表时时间间进进行行。每每天天二二个个单单元元时时间间，二二周周内内完成。以小组为单位进行，每个小组完成。以小组为单位进行，每个小组 2 2 人。人。2.电电路路原原理理图图绘绘制制以以及及模模块块程程序序设设计计在在寝寝室室和和实实训训楼楼B303B303，B306B306进行。进行。3.系系统统功功能能模模块块的的设设计计与与调调试试在在实训楼B303，B306微微机机接接口口实验实验室进行。室进行。4 4系系统统软软硬硬
9、件件联联调调在在实训楼B303，B306微微机机接接口口实实验验室室进进行。行。5、每组分配一个实验台，固定使用，不得随意跟换。、每组分配一个实验台，固定使用，不得随意跟换。七、考核七、考核技术方面的考核技术方面的考核1.书书面面材材料料，学学生生须须按按设设计计任任务务的的要要求求，上上交交完完整整、合合格格的的电电路路图纸（原理图）、程序清单图纸（原理图）、程序清单和课程设计说明书。和课程设计说明书。图纸要有标题栏，包括图名、图号、设计者姓名、日期。图纸要有标题栏，包括图名、图号、设计者姓名、日期。程程序序清清单单的的文文档档要要规规范范，包包括括程程序序名名称称、功功能能、开开发发环环境
10、境、开发者姓名、日期。开发者姓名、日期。程序格式要规范、整齐，需加注释。程序格式要规范、整齐，需加注释。2.现场程序验收，学生准备好源程序，现场汇编、连接和运行。现场程序验收，学生准备好源程序，现场汇编、连接和运行。3.平时抽查学生的工作情况（平时有不定期的点名）。平时抽查学生的工作情况（平时有不定期的点名）。遵守纪律情况、学习态度、遵守纪律情况、学习态度、 专业知识能力专业知识能力创新精神、思考问题解决问题的能力创新精神、思考问题解决问题的能力团队精神和互助精神。团队精神和互助精神。 八、参考文献八、参考文献1.现代代微机原理及接口技术周功业等编微机原理及接口技术周功业等编高等教育出版社高等
11、教育出版社2.单片微型片微型计算机与接口技算机与接口技术李群芳李群芳电子工子工业出版社出版社3.32位微机接口技位微机接口技术实验指指导书王晓影、林卫、陈艳王晓影、林卫、陈艳 编编 华中中科科技技大大学学文文华华学学院院微微机机原原理理及及接接口口实实验室验室4、交报告和图纸时间：课设完后第、交报告和图纸时间：课设完后第3周的周五上午交周的周五上午交报告。报告。交报告的地点：交报告的地点：实训楼B303，B306室。课程设计选题参考课程设计选题参考 每一题有基本要求部分，有扩展部分，提倡创新。每一题有基本要求部分，有扩展部分，提倡创新。 可以用汇编语言，也可以用可以用汇编语言，也可以用C语言。
12、语言。1、故障报警系统、故障报警系统 基本要求：基本要求： 以拨动开关K0K7作为8个故障源，拨成ON的为产生的故障，当中断键为1时为正常工作，6个数码管稳定显示“GOOD”，当中断键为0（按下）为发生故障，6个数码管齐亮齐灭闪烁亮故障源号码(定时)。 扩展部分：扩展部分： 1）喇叭用循环高、低音作为报警声，直到故障排除，解除警报后,显示” END”,并恢复正常工作状态。 2）故障数大于4，为严重事故，闪烁显示ERROR. 3）创新设计2、电梯控制系统、电梯控制系统 基本要求：基本要求： 开关K0指示电梯上下(“ON”上；“OFF”下)； 开关K1K6指示电梯层次； 开关K7故障报警。 准备阶
13、段6只数码管循环轮流显示H(跑马)。 按下中断键开始工作 1）当K0置“ON”,表示电梯向上，在2、3位上显示UP, 拨动层次开关Kn,单管显示0n的值，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。 2）当K0置“OFF”,表示电梯向下，在3、4、5、6位上显示DOUN, 拨动层次开关Kn,单管显示n0的值，电梯下降时，仅响应电梯所在位置以下层的下楼请求信号，依楼层次序逐个执行，直到最后一个请求执行完毕。 扩展部分：扩展部分： 1）到达所需楼层后延时5S,并闪烁显示楼层号(等待),当有其他楼层开关拨动,则转向其他楼层，无其他楼层开关拨动,则
14、下到底层，电梯运行速度为5秒/层。 2）当故障开关K7指示有故障时，闪烁显示STOP,并报警。 3）创新设计3、医院住院病人呼叫器的设计、医院住院病人呼叫器的设计 基本要求：基本要求： 设计一个5床位的无线呼叫器，供医院住院病人（或静脉点滴病人）呼叫医护人员使用，病人可通过按动自己床边的按钮（即开关），向医护人员发出呼叫信号。 准备阶段6只数码管循环轮流显示P(跑马)，当按下中断键，启动系统开始工作，4个数码管闪烁显示“START”，以拨动开关K1K5作为5个病床申请源，拨成ON的为产生请求，对应开关在对应数码管上闪烁显示开关病员号 (单个病员请求) 。 扩展部分：扩展部分： 1）如有多个病员
15、请求，则循环分别显示病员号，每个病员号显示5S，当某位拨为OFF时，对应位停止闪烁和停止鸣笛，当所有开关拨为OFF，显示END（5S），中断返回跑马。 2）除完成1）以外，喇叭还发出“嘟”的叫声数次等于每个病员号的号数。 3）创新设计4、智能化公共汽车报站器的设计、智能化公共汽车报站器的设计 基本要求：基本要求： 1）准备阶段6只数码管循环轮流显示1，2，3(跑马)，当K6拨为ON时，启动系统开始工作，4个数码管闪烁显示“START”。以拨动开关K1K5作为5个停靠站的站点，开关拨成ON的为停靠站，并分别在对应数码管上闪烁显示站号 (定时6S)，拨动开关K7作为汽车启动信号。 2) 每到一站，
16、由驾驶员按下相应的按键，显示器上显示”N-go”,系统处于等待状态，等待5S，当开关K7拨为ON,数码管显示提示信息“K-P-N+1”。 提示：N为到站号。 扩展部分：扩展部分： 1）故障处理，如出现紧急情况，则按中断键,则四个数码管显示STOP,并鸣笛片刻，再次按中断键，恢复正常工作。 2）每到一站，扬声器便发出 “嘟”的叫声等于停靠站的编号次数。 3）创新设计5、计算器设计、计算器设计 基本要求：基本要求： 1）利用44矩阵键盘作为用户输入接口，输入运算数据，6位数码管作为运算数据或计算结果显示，运算结果不超过6位整数，运算包括加、减、乘、除。 2)准备阶段6只数码管循环轮流显示P(跑马)
17、，当按下中断键，启动系统开始工作，4个数码管闪烁显示“START”， 提示：定义矩阵键盘提示：定义矩阵键盘16个按键分别为个按键分别为0-9、.(小数点小数点) 、+ 、- 、 、 、=，程序循环执行键盘扫描和显示，根据按下键的，程序循环执行键盘扫描和显示，根据按下键的不同类型分别进入不同的处理分支中，根据按下的是等号键还不同类型分别进入不同的处理分支中，根据按下的是等号键还是运算符键决定是否输入第二个操作数，再根据保存的运算符是运算符键决定是否输入第二个操作数，再根据保存的运算符进行计算，显示结果，如果采用进行计算，显示结果，如果采用A和和B运算后结果存入运算后结果存入A，还可，还可以进行连
18、算。以进行连算。 扩展部分：扩展部分： 1）在超出6位显示范围时，以科学计数法显示浮点数； 2）除完成1）以外，喇叭还发出“嘟”的叫声片刻； 3）创新设计6、用单片机控制直流电动机并测量转速、用单片机控制直流电动机并测量转速 基本要求：基本要求： 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-直流电动机加速器键；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。 扩展部分：扩展部分： 1）直流电动机
19、双极性控制：00H-逆时针转最快，80H-停止，FFH-顺时针转最快。 2）创新设计7、音乐盒设计、音乐盒设计 基本要求：基本要求： 编程实现你熟悉的2-3首乐曲，在喇叭上进行播放，音调和节拍基本准确。 1）拨动不同开关播放不同乐曲。 2）用开关控制乐曲的顺放和倒放。 扩展部分：扩展部分： 1）数码管显示乐曲序号或和播放乐曲同时显示音符。 2）能控制暂停播放和继续播放。 3）创新设计创新设计设计原理：设计原理： 声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个口线的制单片机某个口线的“高高”电平或低电平，则在该口线上就能电平或低电
20、平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制若再利用延时程序控制“高高”“低低”电平的持续时间，就能改电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。变输出频率，从而改变音调。 已知各调的频率就可知其周期，每过半个周期，已知各调的频率就可知其周期，每过半个周期，P1.0取反，取反，送到送到P1.0接的喇叭上，喇叭即发出该音调的声音。接的喇叭上，喇叭即发出该音调的声音。例如：要产生200HZ的音频信号，在P1.0口接入喇叭，利用子程序延时，当R3为1时，延时时间约为10us,R3中存放延时常数
21、。 对200HZ音频，其周期为：1/200秒，即5ms 扩展部分：扩展部分： 能随时切换音乐,能随时结束音乐. 当P1.4的高电平或低电平的持续时间为2.5ms,即R3的时间常数取 2500/20=125(7DH)时,就能发出200HZ的音调。改变延时常数就可改变音调。 乐曲中，每一音符对应着确定的频率。乐曲中，每一音符对应着确定的频率。 （做一个音符与频率（HZ）的对应关系表） 要准确奏出一首曲子，必须准确地控制乐曲节奏，要准确奏出一首曲子，必须准确地控制乐曲节奏，即一音符的持续时间。即一音符的持续时间。 音符的节拍可以用定时器音符的节拍可以用定时器T0来控制，送入不同的来控制，送入不同的初值，就可以产生不同的定时时间。初值，就可以产生不同的定时时间。 （做一个节拍与时间的对应关系表） 结束符和休止符可以分别用代码结束符和休止符可以分别用代码00H和和FFH来表示：来表示： 若查表结果为若查表结果为00H，则表示曲子终了；，则表示曲子终了； 若查表结果为若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。，则产生相应的停顿效果。最后送最后送6个字个字:信心、信心、 耐心、细心耐心、细心
