單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)(本)新

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1、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(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,華中科技大學(xué)文華學(xué)院,通過(guò)應(yīng)用各種集成電路完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)原理課程所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。,培養(yǎng)對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，同時(shí)在軟件編程、排錯(cuò)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(dú)立進(jìn)行某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作打下一定的基礎(chǔ)。,著重提高學(xué)生在單片機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。,學(xué)生通過(guò)單片機(jī)

2、的硬件和軟件設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和組織實(shí)踐的基本技能，逐步熟悉開(kāi)展科學(xué)實(shí)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(huì)靈活運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)，并能不斷接受新的知識(shí)，大膽發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)計(jì)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(jì)的方法和構(gòu)思，從中選擇一種最佳設(shè)計(jì)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(jì)單元電路到設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的過(guò)度；,2.能獨(dú)立設(shè)計(jì)規(guī)定的系統(tǒng)；,3.根據(jù)任務(wù)要求和設(shè)計(jì)要求，首先畫(huà)出程序的總體流程圖，然后進(jìn)行各控制模塊的程序設(shè)計(jì)；,4.能獨(dú)立地完成實(shí)施過(guò)程，包括調(diào)試和排除故障。,1.根據(jù),

3、單片機(jī)資源分配和使用,制定出設(shè)計(jì)方案；,2.說(shuō)明設(shè)計(jì)原理、畫(huà)出設(shè)計(jì)電路圖,3.軟件設(shè)計(jì)整體流程圖,4.畫(huà)出各模塊的設(shè)計(jì)圖,5.調(diào)試分析:,系統(tǒng)調(diào)試中碰到的問(wèn)題和解決方法,6.寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告,具體要求見(jiàn)下頁(yè),三、任務(wù),目 錄,一、概述,二、設(shè)計(jì)原理,三、設(shè)計(jì)要求,1、系統(tǒng)要求及功能模塊,2、設(shè)計(jì)思想,四、設(shè)計(jì)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(cè)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(huì)、經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、建議。,附：系統(tǒng)總程序清單（必須加注釋）,注：手寫(xiě)程序，不允許打印,四、設(shè)計(jì)內(nèi)容,1.根據(jù)課程設(shè)計(jì)選題參考,完

4、成課程設(shè)計(jì)要求;,2.自己擬定課程設(shè)計(jì)題目,經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可,完成,課程設(shè)計(jì)要求；,3.可選做多題（加分）。,五、設(shè)計(jì)步驟,分五步進(jìn)行,1.,總體,方案設(shè)計(jì)與文獻(xiàn)閱讀,下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù),閱讀有關(guān)文獻(xiàn)資料（見(jiàn)參考文獻(xiàn)）,確定設(shè)計(jì)方案，明確設(shè)計(jì)目的，要求和內(nèi)容,落實(shí)小組分工，明確任務(wù)與責(zé)任,2.,系統(tǒng)設(shè)計(jì),功能的設(shè)計(jì)與模擬方案實(shí)施的文字描述。,應(yīng)用系統(tǒng)電路原理框圖設(shè)計(jì),3.,程序設(shè)計(jì),進(jìn)行功能模塊劃分，畫(huà)出每個(gè)模塊的程序框圖。,按功能模塊編寫(xiě)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(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，并畫(huà)出系統(tǒng)邏輯電路圖。（以每個(gè)人為單位進(jìn)行）,報(bào)告要求格式：見(jiàn)前面的

5、格式,六、計(jì)劃進(jìn)度與安排,1,、每個(gè)班,按所發(fā)課表時(shí)間進(jìn)行。每天二個(gè)單元時(shí)間，二周內(nèi)完成。以小組為單位進(jìn)行，每個(gè)小組 2 人。,2.,電路原理圖繪制以及模塊程序設(shè)計(jì)在寢室和實(shí)訓(xùn)樓B303，B306進(jìn)行。,3.,系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)與調(diào)試在,實(shí)訓(xùn)樓B303，B306,微機(jī),接口實(shí)驗(yàn),室進(jìn)行。,4系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)在,實(shí)訓(xùn)樓B303，B306,微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。,5、每組分配一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，固定使用，不得隨意跟換。,七、考核,技術(shù)方面的考核,1.,書(shū)面材料，學(xué)生須按設(shè)計(jì)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(jì)說(shuō)明書(shū)。,圖紙要有標(biāo)題欄，包括圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)者姓名、日期。,程序清單

6、的文檔要規(guī)范，包括程序名稱、功能、開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)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(chǎng)程序驗(yàn)收，學(xué)生準(zhǔn)備好源程序，現(xiàn)場(chǎng)匯編、連接和運(yùn)行。,3.,平時(shí)抽查學(xué)生的工作情況（平時(shí)有不定期的點(diǎn)名）。,遵守紀(jì)律情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、專業(yè)知識(shí)能力,創(chuàng)新精神、思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,團(tuán)隊(duì)精神和互助精神。,八、參考文獻(xiàn),1.現(xiàn)代,微機(jī)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(jì)算機(jī)與接口技術(shù) 李群芳 電子工業(yè)出版社,3.32位微機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),王曉影、林衛(wèi)、陳艷 編,華中科技大學(xué)文,華學(xué)院微機(jī)原理及接口實(shí)驗(yàn)室,4、交報(bào)告和圖紙時(shí)間：課設(shè)完后第3周的周五上午交報(bào)告。,交報(bào)告的地

7、點(diǎn)：,實(shí)訓(xùn)樓B303，B306室,。,課程設(shè)計(jì)選題參考,每一題有基本要求部分，有擴(kuò)展部分，提倡創(chuàng)新。,可以用匯編語(yǔ)言，也可以用C語(yǔ)言。,1、故障報(bào)警系統(tǒng),基本要求：,以撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K0K7作為8個(gè)故障源，撥成ON的為產(chǎn)生的故障，當(dāng)中斷鍵為1時(shí)為正常工作，6個(gè)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(gè)數(shù)碼管齊亮齊滅閃爍亮故障源號(hào)碼(定時(shí))。,擴(kuò)展部分：,1）喇叭用循環(huán)高、低音作為報(bào)警聲，直到故障排除，解除警報(bào)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(jì),2、電梯控制系統(tǒng),基本要求：,開(kāi)關(guān)K0指示電梯上下(“ON”上；

8、“OFF”下)；,開(kāi)關(guān)K1K6指示電梯層次；開(kāi)關(guān)K7故障報(bào)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(kāi)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(dòng)層次開(kāi)關(guān)Kn,單管顯示0n的值，電梯上升時(shí)，僅響應(yīng)電梯所在位置以上層的上樓請(qǐng)求信號(hào)，依樓層次序逐個(gè)執(zhí)行，直到最后一個(gè)請(qǐng)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(dòng)層次開(kāi)關(guān)Kn,單管顯示n0的值，電梯下降時(shí)，僅響應(yīng)電梯所在位置以下層的下樓請(qǐng)求信號(hào)，依樓層次序逐個(gè)執(zhí)行，直到最后一個(gè)請(qǐng)求執(zhí)行完畢。,擴(kuò)展部分：,1）到達(dá)所需樓層后延時(shí)5S,并閃爍顯示樓層號(hào)(等待),當(dāng)有

9、其他樓層開(kāi)關(guān)撥動(dòng),則轉(zhuǎn)向其他樓層，無(wú)其他樓層開(kāi)關(guān)撥動(dòng),則下到底層，電梯運(yùn)行速度為5秒/層。,2）當(dāng)故障開(kāi)關(guān)K7指示有故障時(shí)，閃爍顯示STOP,并報(bào)警。,3）創(chuàng)新設(shè)計(jì),3、醫(yī)院住院病人呼叫器的設(shè)計(jì),基本要求：,設(shè)計(jì)一個(gè)5床位的無(wú)線呼叫器，供醫(yī)院住院病人（或靜脈點(diǎn)滴病人）呼叫醫(yī)護(hù)人員使用，病人可通過(guò)按動(dòng)自己床邊的按鈕（即開(kāi)關(guān)），向醫(yī)護(hù)人員發(fā)出呼叫信號(hào)。,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(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，4個(gè)數(shù)碼管閃爍顯示“START”，以撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1K5作為5個(gè)病床申請(qǐng)?jiān)矗瑩艹蒓N的為產(chǎn)生請(qǐng)求，對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)在對(duì)應(yīng)數(shù)碼管上閃爍顯示開(kāi)關(guān)病員號(hào)(單個(gè)病員請(qǐng)求)。,擴(kuò)展部分：,1）如有

10、多個(gè)病員請(qǐng)求，則循環(huán)分別顯示病員號(hào)，每個(gè)病員號(hào)顯示5S，當(dāng)某位撥為OFF時(shí)，對(duì)應(yīng)位停止閃爍和停止鳴笛，當(dāng)所有開(kāi)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(gè)病員號(hào)的號(hào)數(shù)。,3）創(chuàng)新設(shè)計(jì),4、智能化公共汽車報(bào)站器的設(shè)計(jì),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(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，4個(gè)數(shù)碼管閃爍顯示“START”。以撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1K5作為5個(gè)?？空镜恼军c(diǎn)，開(kāi)關(guān)撥成ON的為?？空?，并分別在對(duì)應(yīng)數(shù)碼管上閃爍顯示站號(hào)(定時(shí)6S)，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K7作為汽車啟動(dòng)信號(hào)。,2)每到一站，由駕駛員按下相應(yīng)的按鍵，顯示器上

11、顯示”N-go”,系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，等待5S，當(dāng)開(kāi)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(hào)。,擴(kuò)展部分：,1）故障處理，如出現(xiàn)緊急情況，則按中斷鍵,則四個(gè)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(yáng)聲器便發(fā)出“嘟”的叫聲等于?？空镜木幪?hào)次數(shù)。,3）創(chuàng)新設(shè)計(jì),5、計(jì)算器設(shè)計(jì),基本要求：,1）利用4,4矩陣鍵盤(pán)作為用戶輸入接口，輸入運(yùn)算數(shù)據(jù)，6位數(shù)碼管作為運(yùn)算數(shù)據(jù)或計(jì)算結(jié)果顯示，運(yùn)算結(jié)果不超過(guò)6位整數(shù)，運(yùn)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(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始工作，4個(gè)數(shù)碼管閃爍顯示“STAR

12、T”，,提示：定義矩陣鍵盤(pán)16個(gè)按鍵分別為0-9、.(小數(shù)點(diǎn))、+、-、=，程序循環(huán)執(zhí)行鍵盤(pán)掃描和顯示，根據(jù)按下鍵的不同類型分別進(jìn)入不同的處理分支中，根據(jù)按下的是等號(hào)鍵還是運(yùn)算符鍵決定是否輸入第二個(gè)操作數(shù)，再根據(jù)保存的運(yùn)算符進(jìn)行計(jì)算，顯示結(jié)果，如果采用A和B運(yùn)算后結(jié)果存入A，還可以進(jìn)行連算。,擴(kuò)展部分：,1）在超出6位顯示范圍時(shí)，以科學(xué)計(jì)數(shù)法顯示浮點(diǎn)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(jì),6、用單片機(jī)控制直流電動(dòng)機(jī)并測(cè)量轉(zhuǎn)速,基本要求：,1）通過(guò)改變A/D輸入端可變電阻來(lái)改變A/D的輸入電壓，D/A輸入檢測(cè)量大小，進(jìn)而改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。,2）手動(dòng)控制：在鍵盤(pán)上

13、設(shè)置兩個(gè)按鍵-直流電動(dòng)機(jī)加速器鍵；直流電動(dòng)機(jī)減速鍵。在手動(dòng)狀態(tài)下，每按一次鍵，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速均按照約定的速率改變；,3）用顯示的數(shù)碼移動(dòng)的速度，來(lái)及時(shí)的形象的跟蹤直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況。,擴(kuò)展部分：,1）直流電動(dòng)機(jī)雙極性控制：00H-逆時(shí)針轉(zhuǎn)最快，80H-停止，F(xiàn)FH-順時(shí)針轉(zhuǎn)最快。,2）創(chuàng)新設(shè)計(jì),7、音樂(lè)盒設(shè)計(jì),基本要求：,編程實(shí)現(xiàn)你熟悉的2-3首樂(lè)曲，在喇叭上進(jìn)行播放，音調(diào)和節(jié)拍基本準(zhǔn)確。,1）撥動(dòng)不同開(kāi)關(guān)播放不同樂(lè)曲。,2）用開(kāi)關(guān)控制樂(lè)曲的順?lè)藕偷狗拧?擴(kuò)展部分：,1）數(shù)碼管顯示樂(lè)曲序號(hào)或和播放樂(lè)曲同時(shí)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(jì),7、音樂(lè)播放系統(tǒng)設(shè)計(jì),基本

14、要求：,1）利用單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生樂(lè)譜的各種頻率方波，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后由喇叭發(fā)出聲音；,2）學(xué)會(huì)音樂(lè)在單片機(jī)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換方法及設(shè)置；,3）可自動(dòng)選取某段音樂(lè)令單片機(jī)連續(xù)播放。,通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇曲目，用中斷0控制節(jié)拍，定時(shí)器T0,工作方式1來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出：頻率常數(shù)，節(jié)拍常數(shù)，且通過(guò)P1口變反，輸出音頻。,如果碰到結(jié)束符，延時(shí)1秒，回到開(kāi)始再來(lái)一遍，若碰到休止符，延時(shí)100ms，繼續(xù)取下一音符,設(shè)計(jì)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(lái)控制單片機(jī)某個(gè)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(shí)程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時(shí)間

15、，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(guò)半個(gè)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(hào)，在P1.0口接入喇叭，利用子程序延時(shí)，當(dāng)R3為1時(shí)，延時(shí)時(shí)間約為10us,R3中存放延時(shí)常數(shù)。,對(duì)200HZ音頻，其周期為：1/200秒，即5ms,擴(kuò)展部分：,能隨時(shí)切換音樂(lè),能隨時(shí)結(jié)束音樂(lè).,當(dāng)P1.4的高電平或低電平的持續(xù)時(shí)間為2.5ms,即R3的時(shí)間常數(shù)取 2500/20=125(7DH)時(shí),就能發(fā)出200HZ的音調(diào)。改變延時(shí)常數(shù)就可改變音調(diào)。,樂(lè)曲中，每一音符對(duì)應(yīng)著確定的頻率。,（做一個(gè)音符與頻率（HZ）的對(duì)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(lè)曲節(jié)奏，即一音符的持續(xù)時(shí)間。,音符的節(jié)拍可以用定時(shí)器T0來(lái)控制，送入不同的初值，就可以產(chǎn)生不同的定時(shí)時(shí)間。,（做一個(gè)節(jié)拍與時(shí)間的對(duì)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(lái)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(gè)字:,信心、耐心、細(xì)心,