單片機原理課程設(shè)計(本)新

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,華中科技大學(xué)文華學(xué)院,通過應(yīng)用各種集成電路完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，加強學(xué)生對單片機原理課程所學(xué)知識綜合運用的能力。,培養(yǎng)對所學(xué)的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識進一步加深認(rèn)識，同時在軟件編程、排錯調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨立進行某些單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作打下一定的基礎(chǔ)。,著重提高學(xué)生在單片機應(yīng)用方面的實踐技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。,學(xué)生通過單片機的硬件和軟件設(shè)計、安裝、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計方法和組織實踐的基本技能，逐步熟悉開展科學(xué)實踐的程序和辦法，為今后從事生產(chǎn)技術(shù)工作打下不要的基礎(chǔ)；學(xué)會靈活運用已經(jīng)學(xué)過的知識，并能不斷接受新的知識，大膽發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)計理念。,一、目的,二、要求,1.根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的要求，初步掌握總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和構(gòu)思，從中選擇一種最佳設(shè)計方案，能較全面地應(yīng)用課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，完成從設(shè)計單元電路到設(shè)計簡單系統(tǒng)的過度；,2.能獨立設(shè)計規(guī)定的系統(tǒng)；,3.根據(jù)任務(wù)要求和設(shè)計要求，首先畫出程序的總體流程圖，然后進行各控制模塊的程序設(shè)計；,4.能獨立地完成實施過程，包括調(diào)試和排除故障。,1.根據(jù),單片機資源分配和使用,制定出設(shè)計方案；,2.說明設(shè)計原理、畫出設(shè)計電路圖,3.軟件設(shè)計整體流程圖,4.畫出各模塊的設(shè)計圖,5.調(diào)試分析:,系統(tǒng)調(diào)試中碰到的問題和解決方法,6.寫出設(shè)計報告,具體要求見下頁,三、任務(wù),目 錄,一、概述,二、設(shè)計原理,三、設(shè)計要求,1、系統(tǒng)要求及功能模塊,2、設(shè)計思想,四、設(shè)計方案,1、系統(tǒng)硬件電路圖,2、系統(tǒng)軟件總流程圖,3、各功能模塊程序流程圖,五、系統(tǒng)檢測與調(diào)試,1、硬件電路調(diào)試,2、軟件各功能模塊的調(diào)試,3、總調(diào)試,六、總結(jié),收獲、體會、經(jīng)驗、教訓(xùn)、建議。,附：系統(tǒng)總程序清單（必須加注釋）,注：手寫程序，不允許打印,四、設(shè)計內(nèi)容,1.根據(jù)課程設(shè)計選題參考,完成課程設(shè)計要求;,2.自己擬定課程設(shè)計題目,經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可,完成,課程設(shè)計要求；,3.可選做多題（加分）。,五、設(shè)計步驟,分五步進行,1.,總體,方案設(shè)計與文獻閱讀,下達設(shè)計任務(wù),閱讀有關(guān)文獻資料（見參考文獻）,確定設(shè)計方案，明確設(shè)計目的，要求和內(nèi)容,落實小組分工，明確任務(wù)與責(zé)任,2.,系統(tǒng)設(shè)計,功能的設(shè)計與模擬方案實施的文字描述。,應(yīng)用系統(tǒng)電路原理框圖設(shè)計,3.,程序設(shè)計,進行功能模塊劃分，畫出每個模塊的程序框圖。,按功能模塊編寫程序并調(diào)試,4.,系統(tǒng)總調(diào)試,程序連接與調(diào)試,軟,/,硬件聯(lián)調(diào),、修改,5.,寫課程設(shè)計說明書，并畫出系統(tǒng)邏輯電路圖。（以每個人為單位進行）,報告要求格式：見前面的格式,六、計劃進度與安排,1,、每個班,按所發(fā)課表時間進行。每天二個單元時間，二周內(nèi)完成。以小組為單位進行，每個小組 2 人。,2.,電路原理圖繪制以及模塊程序設(shè)計在寢室和實訓(xùn)樓B303，B306進行。,3.,系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計與調(diào)試在,實訓(xùn)樓B303，B306,微機,接口實驗,室進行。,4系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)在,實訓(xùn)樓B303，B306,微機接口實驗室進行。,5、每組分配一個實驗臺，固定使用，不得隨意跟換。,七、考核,技術(shù)方面的考核,1.,書面材料，學(xué)生須按設(shè)計任務(wù)的要求，上交完整、合格的電路圖紙（原理圖）、程序清單,和課程設(shè)計說明書。,圖紙要有標(biāo)題欄，包括圖名、圖號、設(shè)計者姓名、日期。,程序清單的文檔要規(guī)范，包括程序名稱、功能、開發(fā)環(huán)境、開發(fā)者姓名、日期。,程序格式要規(guī)范、整齊，需加注釋。,2.,現(xiàn)場程序驗收，學(xué)生準(zhǔn)備好源程序，現(xiàn)場匯編、連接和運行。,3.,平時抽查學(xué)生的工作情況（平時有不定期的點名）。,遵守紀(jì)律情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、專業(yè)知識能力,創(chuàng)新精神、思考問題解決問題的能力,團隊精神和互助精神。,八、參考文獻,1.現(xiàn)代,微機原理及接口技術(shù)周功業(yè)等編,高等教育出版社,2.單片微型計算機與接口技術(shù) 李群芳 電子工業(yè)出版社,3.32位微機接口技術(shù)實驗指導(dǎo)書,王曉影、林衛(wèi)、陳艷 編,華中科技大學(xué)文,華學(xué)院微機原理及接口實驗室,4、交報告和圖紙時間：課設(shè)完后第3周的周五上午交報告。,交報告的地點：,實訓(xùn)樓B303，B306室,。,課程設(shè)計選題參考,每一題有基本要求部分，有擴展部分，提倡創(chuàng)新。,可以用匯編語言，也可以用C語言。,1、故障報警系統(tǒng),基本要求：,以撥動開關(guān)K0K7作為8個故障源，撥成ON的為產(chǎn)生的故障，當(dāng)中斷鍵為1時為正常工作，6個數(shù)碼管穩(wěn)定顯示“GOOD”，當(dāng)中斷鍵為0（按下）為發(fā)生故障，6個數(shù)碼管齊亮齊滅閃爍亮故障源號碼(定時)。,擴展部分：,1）喇叭用循環(huán)高、低音作為報警聲，直到故障排除，解除警報后,顯示”END”,并恢復(fù)正常工作狀態(tài)。,2）故障數(shù)大于4，為嚴(yán)重事故，閃爍顯示ERROR.,3）創(chuàng)新設(shè)計,2、電梯控制系統(tǒng),基本要求：,開關(guān)K0指示電梯上下(“ON”上；“OFF”下)；,開關(guān)K1K6指示電梯層次；開關(guān)K7故障報警。,準(zhǔn)備階段6只數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示H(跑馬)。,按下中斷鍵開始工作,1）當(dāng)K0置“ON”,表示電梯向上，在2、3位上顯示UP,撥動層次開關(guān)Kn,單管顯示0n的值，電梯上升時，僅響應(yīng)電梯所在位置以上層的上樓請求信號，依樓層次序逐個執(zhí)行，直到最后一個請求執(zhí)行完畢。,2）當(dāng)K0置“OFF”,表示電梯向下，在3、4、5、6位上顯示DOUN,撥動層次開關(guān)Kn,單管顯示n0的值，電梯下降時，僅響應(yīng)電梯所在位置以下層的下樓請求信號，依樓層次序逐個執(zhí)行，直到最后一個請求執(zhí)行完畢。,擴展部分：,1）到達所需樓層后延時5S,并閃爍顯示樓層號(等待),當(dāng)有其他樓層開關(guān)撥動,則轉(zhuǎn)向其他樓層，無其他樓層開關(guān)撥動,則下到底層，電梯運行速度為5秒/層。,2）當(dāng)故障開關(guān)K7指示有故障時，閃爍顯示STOP,并報警。,3）創(chuàng)新設(shè)計,3、醫(yī)院住院病人呼叫器的設(shè)計,基本要求：,設(shè)計一個5床位的無線呼叫器，供醫(yī)院住院病人（或靜脈點滴病人）呼叫醫(yī)護人員使用，病人可通過按動自己床邊的按鈕（即開關(guān)），向醫(yī)護人員發(fā)出呼叫信號。,準(zhǔn)備階段6只數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示P(跑馬)，當(dāng)按下中斷鍵，啟動系統(tǒng)開始工作，4個數(shù)碼管閃爍顯示“START”，以撥動開關(guān)K1K5作為5個病床申請源，撥成ON的為產(chǎn)生請求，對應(yīng)開關(guān)在對應(yīng)數(shù)碼管上閃爍顯示開關(guān)病員號(單個病員請求)。,擴展部分：,1）如有多個病員請求，則循環(huán)分別顯示病員號，每個病員號顯示5S，當(dāng)某位撥為OFF時，對應(yīng)位停止閃爍和停止鳴笛，當(dāng)所有開關(guān)撥為OFF，顯示END（5S），中斷返回跑馬。,2）除完成1）以外，喇叭還發(fā)出“嘟”的叫聲數(shù)次等于每個病員號的號數(shù)。,3）創(chuàng)新設(shè)計,4、智能化公共汽車報站器的設(shè)計,基本要求：,1）準(zhǔn)備階段6只數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示1，2，3(跑馬)，當(dāng)K6撥為ON時，啟動系統(tǒng)開始工作，4個數(shù)碼管閃爍顯示“START”。以撥動開關(guān)K1K5作為5個?？空镜恼军c，開關(guān)撥成ON的為?？空?，并分別在對應(yīng)數(shù)碼管上閃爍顯示站號(定時6S)，撥動開關(guān)K7作為汽車啟動信號。,2)每到一站，由駕駛員按下相應(yīng)的按鍵，顯示器上顯示”N-go”,系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，等待5S，當(dāng)開關(guān)K7撥為ON,數(shù)碼管顯示提示信息“K-P-N+1”。,提示：N為到站號。,擴展部分：,1）故障處理，如出現(xiàn)緊急情況，則按中斷鍵,則四個數(shù)碼管顯示STOP,并鳴笛片刻，再次按中斷鍵，恢復(fù)正常工作。,2）每到一站，揚聲器便發(fā)出“嘟”的叫聲等于停靠站的編號次數(shù)。,3）創(chuàng)新設(shè)計,5、計算器設(shè)計,基本要求：,1）利用4,4矩陣鍵盤作為用戶輸入接口，輸入運算數(shù)據(jù)，6位數(shù)碼管作為運算數(shù)據(jù)或計算結(jié)果顯示，運算結(jié)果不超過6位整數(shù)，運算包括加、減、乘、除。,2)準(zhǔn)備階段6只數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示P(跑馬)，當(dāng)按下中斷鍵，啟動系統(tǒng)開始工作，4個數(shù)碼管閃爍顯示“START”，,提示：定義矩陣鍵盤16個按鍵分別為0-9、.(小數(shù)點)、+、-、=，程序循環(huán)執(zhí)行鍵盤掃描和顯示，根據(jù)按下鍵的不同類型分別進入不同的處理分支中，根據(jù)按下的是等號鍵還是運算符鍵決定是否輸入第二個操作數(shù)，再根據(jù)保存的運算符進行計算，顯示結(jié)果，如果采用A和B運算后結(jié)果存入A，還可以進行連算。,擴展部分：,1）在超出6位顯示范圍時，以科學(xué)計數(shù)法顯示浮點數(shù)；,2）除完成1）以外，喇叭還發(fā)出“嘟”的叫聲片刻；,3）創(chuàng)新設(shè)計,6、用單片機控制直流電動機并測量轉(zhuǎn)速,基本要求：,1）通過改變A/D輸入端可變電阻來改變A/D的輸入電壓，D/A輸入檢測量大小，進而改變直流電動機的轉(zhuǎn)速。,2）手動控制：在鍵盤上設(shè)置兩個按鍵-直流電動機加速器鍵；直流電動機減速鍵。在手動狀態(tài)下，每按一次鍵，電動機的轉(zhuǎn)速均按照約定的速率改變；,3）用顯示的數(shù)碼移動的速度，來及時的形象的跟蹤直流電動機轉(zhuǎn)速的變化情況。,擴展部分：,1）直流電動機雙極性控制：00H-逆時針轉(zhuǎn)最快，80H-停止，F(xiàn)FH-順時針轉(zhuǎn)最快。,2）創(chuàng)新設(shè)計,7、音樂盒設(shè)計,基本要求：,編程實現(xiàn)你熟悉的2-3首樂曲，在喇叭上進行播放，音調(diào)和節(jié)拍基本準(zhǔn)確。,1）撥動不同開關(guān)播放不同樂曲。,2）用開關(guān)控制樂曲的順放和倒放。,擴展部分：,1）數(shù)碼管顯示樂曲序號或和播放樂曲同時顯示音符。,2）能控制暫停播放和繼續(xù)播放。,3）,創(chuàng)新設(shè)計,7、音樂播放系統(tǒng)設(shè)計,基本要求：,1）利用單片機的定時器產(chǎn)生樂譜的各種頻率方波，信號經(jīng)過放大后由喇叭發(fā)出聲音；,2）學(xué)會音樂在單片機系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換方法及設(shè)置；,3）可自動選取某段音樂令單片機連續(xù)播放。,通過開關(guān)選擇曲目，用中斷0控制節(jié)拍，定時器T0,工作方式1來實現(xiàn)輸出：頻率常數(shù)，節(jié)拍常數(shù)，且通過P1口變反，輸出音頻。,如果碰到結(jié)束符，延時1秒，回到開始再來一遍，若碰到休止符，延時100ms，繼續(xù)取下一音符,設(shè)計原理：,聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單片機某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。,已知各調(diào)的頻率就可知其周期，每過半個周期，P1.0取反，送到P1.0接的喇叭上，喇叭即發(fā)出該音調(diào)的聲音。,例如：要產(chǎn)生200HZ的音頻信號，在P1.0口接入喇叭，利用子程序延時，當(dāng)R3為1時，延時時間約為10us,R3中存放延時常數(shù)。,對200HZ音頻，其周期為：1/200秒，即5ms,擴展部分：,能隨時切換音樂,能隨時結(jié)束音樂.,當(dāng)P1.4的高電平或低電平的持續(xù)時間為2.5ms,即R3的時間常數(shù)取 2500/20=125(7DH)時,就能發(fā)出200HZ的音調(diào)。改變延時常數(shù)就可改變音調(diào)。,樂曲中，每一音符對應(yīng)著確定的頻率。,（做一個音符與頻率（HZ）的對應(yīng)關(guān)系表）,要準(zhǔn)確奏出一首曲子，必須準(zhǔn)確地控制樂曲節(jié)奏，即一音符的持續(xù)時間。,音符的節(jié)拍可以用定時器T0來控制，送入不同的初值，就可以產(chǎn)生不同的定時時間。,（做一個節(jié)拍與時間的對應(yīng)關(guān)系表）,結(jié)束符和休止符可以分別用代碼00H和FFH來表示：,若查表結(jié)果為00H，則表示曲子終了；,若查表結(jié)果為FFH，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。,最后送6個字:,信心、耐心、細(xì)心,