單片機課程設計指導書

1、<p>　　《單片機原理及應用課程設計》指導書</p><p><b>　　使用班級： </b></p><p>　　編 寫：高玉芹 陳奎</p><p>　　電子信息科學與技術教研室</p><p><b>　　2012年5月</b></p><p><

2、;b>　　一、課程設計目的</b></p><p>　　《單片機原理及應用》是一門技術性，應用性、實踐性很強的學科。課程設計是學好本門課程的又一重要實踐性教學環(huán)節(jié)，課程設計的目的和任務就是配合單片機的教學和平時實驗，以達到鞏固消化課程的內容，進一步加強綜合應用能力及單片機應用系統(tǒng)開發(fā)和設計能力的訓練，啟發(fā)創(chuàng)新思維，使之具有獨立單片機產品和科研的基本技能，是以培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的過程，是知識

3、轉化為能力和能力轉化為工程素質的重要階段。</p><p><b>　　二、課程設計要求</b></p><p>　　1、每個學生可以從下面的14個課程設計題目中任選一個（也可以根據自己的興趣選題，但選題必須是和單片機應用有關的其他控制或測試系統(tǒng)，同時要通過指導老師確認），一個選題最多2個學生做。選題后按任務書的要求查閱資料，完成系統(tǒng)的總體設計和各個模塊的軟硬件設計。

4、具體實現可以用Proteus仿真，也可以用硬件。</p><p>　　2、進入實驗室以后應根據課程設計實施計劃表的要求，在2周內獨立完成設計、仿真和調試任務。課程設計過程中，要認真記錄資料來源、出現的問題和解決方法。</p><p>　　3、不同的學生如果選題相同，相互之間可以相互探討，但杜絕抄襲。如果發(fā)現雷同，均按零分計算。</p><p>　　4、設計完成后學生

5、要按要求認真撰寫課程設計報告，并于設計完成后2天內交指導老師評閱。同時準備設計系統(tǒng)測試和答辯。</p><p><b>　　三、時間安排</b></p><p>　　1、16周之前完成分組和選題。</p><p>　　2、17周根據任務書的設計要求，查閱相關的資料，完成系統(tǒng)總體方案設計及各模塊的軟硬件設計，并焊接硬件電路。</p>

6、<p>　　3、最遲18周進入實驗室進行仿真、調試，并饌寫設計報告，于19周周一交給指導教師，并準備系統(tǒng)測試和答辯。</p><p><b>　　四、設計作品提交</b></p><p>　　1、課程設計報告書，后面附設計任務書（格式參考學校網站課程中心的單片機原理及應用課程資源）。</p><p>　　2、proteus仿真程序（

7、對于用proteus仿真的學生）</p><p>　　3、硬件實物（對于用實物做設計的學生）及單片機源程序文件</p><p><b>　　五、設計報告的撰寫</b></p><p>　　1、設計報告采用統(tǒng)一的格式，封面包括：課程設計名稱、班級、姓名、學號、設計時間，格式參考學校網站課程中心的單片機原理及應用課程資源上的課程設計封面摸板。<

8、;/p><p>　　2、設計報告書寫規(guī)范，具體分以下幾個部分進行書寫：</p><p>　　1）緒論：介紹設計的背景和意義</p><p>　　2）系統(tǒng)總體方案設計：給出系統(tǒng)設計硬件框圖，說明實現的基本原理。</p><p>　　3）硬件系統(tǒng)設計：針對框圖中的硬件模塊，選擇元器件，畫出詳細的硬件原理圖。</p><p>　

9、　4）系統(tǒng)軟件設計：根據功能劃分功能模塊，畫出系統(tǒng)主程序和個功能模塊的軟件流程圖。并編寫程序，完成系統(tǒng)的仿真調試和正確運行。</p><p>　　5）設計總結：總結設計中存在的問題和解決的方法及設計體會。</p><p>　　6）設計報告的排版格式按照畢業(yè)設計摸板進行。</p><p>　　六、課程設計內容及提示（加*號為擴展內容，可以提高成績）</p>

10、<p>　　題目1：彩燈控制器的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、用16盞以上的LED小燈，實現至少4種彩燈燈光效果（不含全部點亮，全部熄滅） </p><p>　　2、可以輸入按扭在幾種燈光效果間切換。</p><p>　　3、可以通過按扭暫停彩燈效果，使小燈全

11、亮，再次相同按扭后繼續(xù)之前的效果。</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　LED小燈可以采用共陽極或共陰極直接接在并行口，也可以用8255擴展更多的小燈。</p><p>　　多種效果可以放在不同的子程序或函數中，主程序或主函數通過散轉或多分支語句訪問不同的子程序或函數。</p><p>　

12、　暫停效果可以用中斷或定時掃描實現。</p><p><b>　　成品效果圖：</b></p><p>　　題目2：LED點陣廣告牌的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　設計一款能夠顯示不同字符的LED點陣廣告牌，至少顯示兩個漢字。</p><

13、;p>　　設計不同的字符切換效果（如閃爍、左移、右依等）。</p><p>　　設計不同控制按鈕，可以在不同效果間切換。</p><p>　　*能夠顯示圖形或自定義字符。</p><p>　　*通過串行口從電腦上下載更新需顯示的字符。</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p

14、>　　利用8×8點陣4塊組成16×16點陣顯示一個漢字。</p><p>　　使用按鍵實現不同效果間切換。</p><p><b>　　成品效果圖：</b></p><p>　　題目3：電子時鐘的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p>&

15、lt;p>　　1、用6個7段LED數碼管作為顯示設備，設計時鐘功能，</p><p>　　2可以分別設定小時、分鐘和秒，復位后時間為00：00：00</p><p>　　3、秒鐘復位功能，秒復位鍵按下后，秒回到00</p><p>　　4、*日期、時間切換功能</p><p>　　5、*使用LCD 1602取代LED作為顯示設備<

16、/p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　LED宜采用動態(tài)掃描法顯示</p><p>　　如果只進行時間顯示可以利用單片機內部的定時器。</p><p>　　3、如果需要制作電子萬年歷，可以考慮外部擴展專用時鐘芯片，如DS1302等</p><p><b>　　成品效

17、果圖：</b></p><p>　　題目4：多路搶答器的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、設計一個6路或以上的搶答器。</p><p>　　2、設計一個搶答控制開關供主持人使用，開始搶答后才允許答題者搶答</p><p>　　3、設定搶答時間

18、限制，超過時間后，該題作廢。</p><p>　　4、數字LED顯示當前答題者號數；有犯規(guī)的（未按開始鍵就搶答的），顯示其號數</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　主持人使用的搶答控制開關可以單獨使用一個按鍵，并用蜂鳴器提示搶答開始。</p><p>　　采用外部中斷實現不同開關的搶答。&

19、lt;/p><p>　　3、搶答時間采用倒計時形式。</p><p>　　題目5：基于點陣LED的數字式溫度計的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、用溫度傳感器DS18B20設計一款能顯示當前溫度值的溫度計</p><p>　　2、用8×8點陣LED

20、顯示溫度值，精確到小數點后一位</p><p>　　3、*可以實現溫度超限報警功能</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　1、8×8點陣字符可以采用取字模程序獲得，也可以自定義。</p><p>　　2、小數點后一位的獲得可以查表實現。</p><p>&l

21、t;b>　　實物效果圖：</b></p><p>　　題目6：單片機和PC計算機通信系統(tǒng)的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、設計單片機和PC計算機的通信硬件電平轉換連接電路</p><p>　　2、計算機上設計通信界面，可以向單片機發(fā)送命令，控制單片機工作；可

22、以</p><p>　　求單片機發(fā)送數據并完成顯示。</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　調試單片機的通信程序時，可以下載免費的串口調試器進行。</p><p>　　2、單片機的通信程序調試成功后，在VB6.0（或VC）環(huán)境下設計通信界面，利用通信控件MSCOMM編寫通信程序，實現數據的發(fā)

23、送、接收和顯示功能。</p><p>　　題目7：現代交通燈的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、設計一款帶左轉、直行和右轉三種通行綠燈的交通燈系統(tǒng)，參見事物效果圖</p><p>　　2、帶緊急按鈕功能，當緊急按鈕按下時，所有方向均亮起紅燈</p><p&g

24、t;　　3、夜間運行模式按鈕，按下時，所有方向黃燈閃爍</p><p>　　4、*可在線更改紅綠燈等待間隔時間</p><p>　　5、*實現顯示倒計時功能</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　1、Proteus里的traffic模塊為傳統(tǒng)交通燈模型（只有紅、綠和黃三色）；</p&g

25、t;<p>　　現可用單管LED或點陣LED來取代左右轉指示或直行指示</p><p><b>　　2、實物效果圖：</b></p><p>　　題目8：波形發(fā)生器的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、設計一款能產生3種以上波形的波形發(fā)生器；&

26、lt;/p><p>　　2、設計波形選擇按鈕，實現對波形的選擇；</p><p>　　3、LED或LCD顯示波形代碼（如1為正弦波，2為方波…）；</p><p>　　4、*能夠同時輸出兩種波形。</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　波形的產生可以用D/A轉換器實現。&

27、lt;/p><p>　　正弦波的產生可以采用查表實現</p><p>　　題目9： 籃球記分器的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、設計一款能夠顯示籃球比分的記分器</p><p>　　2、通過加分按鈕可以給A隊或B隊加分</p><p&g

28、t;　　3、設計對調功能，更換場地后，AB隊分數互換</p><p>　　4、*增加比賽時間倒計時功能</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　1、加分時可以采用按鍵中斷，在中斷服務程序只實現加1。</p><p><b>　　實物效果圖：</b></p>

29、<p>　　題目10：電子音樂盒的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、查閱資料，了解單片機控制單音喇叭發(fā)聲原理</p><p>　　2、設計一款基于單片機的音樂盒</p><p>　　3、通過按鈕可以選擇不同的音樂</p><p><b&g

30、t;　　設計提示：</b></p><p>　　單片機利用定時器產生調制信號實現音樂播放</p><p>　　題目11： 電風扇模擬控制系統(tǒng)設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、用4個LED顯示電風扇的工作狀態(tài)（1、2、3、4四檔風力），顯示風類：“自然風”、“常風”和

31、“睡眠風”。</p><p>　　2、設計“自然風”、“常風”和“睡眠風”三個風類鍵用于設置風類</p><p>　　3、設計一個“定時”鍵，用于定時時間長短設置</p><p>　　4、*設計過熱檢測與保護電路，若電風扇電機過熱，則電機停止轉動，蜂鳴器報警，電機冷卻后電機又恢復轉動。</p><p>　　5、*設計一個“搖頭”鍵用于控制電機

32、搖頭。</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　“自然風”、“常風”和“睡眠風”可以通過控制不同占空比的PWM信號實現。</p><p>　　電風扇的“搖頭”，使用舵機轉向來實現。</p><p>　　過熱檢測采用溫度傳感器。</p><p>　　題目12：多機串行通信

33、的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、設計三個單片機實現主從式串行通信的系統(tǒng)，主機發(fā)送數據到從機，并在LED數碼管上顯示。</p><p>　　2、可通過接在主機上的鍵盤輸入數據，通過主機發(fā)送到從機。</p><p><b>　　設計提示：</b></

34、p><p>　　先設計一臺主機和從機的通信程序，調試通過后再調試其它從機。從機的地址為8位，可以軟件設定，也可以通過波動開關設置。</p><p>　　題目13： 電子密碼鎖的設計</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　系統(tǒng)通過4×4鍵盤輸入或設定開鎖密碼；</p>&l

35、t;p>　　開鎖功能，當按下開鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼比較，正確將開鎖。</p><p>　　*可以通過LCD查看已輸入的字符個數[顯示為*****]</p><p>　　3、*可以通過特殊按鍵方法清除用戶密碼</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　密碼正確開鎖可以通過發(fā)光二極管指示。&

36、lt;/p><p>　　三次密碼輸入錯誤可以用蜂鳴器報警。</p><p>　　題目14：步進電機的控制</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　1、查閱資料，了解步進電機的工作原理。</p><p>　　2、通過單片機給步數，控制電機的轉動。</p><

37、;p>　　3、通過按鈕可控制啟停、正反轉及方向和轉速。</p><p><b>　　設計提示：</b></p><p>　　1、設計4×4鍵盤，10個數字鍵設定電機轉動步數。</p><p>　　2、4個命令鍵控制電機啟動、停止、正轉和反轉。</p><p>　　3、選擇通過單片機的P1 口控制步進電機的

38、控制端，使其按一定的控制方式進行轉動。2. 可以選擇采用雙四拍（AB→BC→CD→DA→AB）方式、單四拍（A→B→C→D→A）方式和單雙八拍（A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A）方式編程，控制步進電機的轉動方向和轉速。</p><p><b>　　七、主要參考資料：</b></p><p>　　[1] 林志琦.基于Proteus的單片機可視化軟硬件仿真[M

39、].北京:北京航空航天大學出版社,2006.9</p><p>　　[2] 周潤景,張麗娜.基于PROTEUS的電路及單片機系統(tǒng)設計與仿真[M].北京:北京航空航天大學出版社,2006.5</p><p>　　[3] 張靖武,周靈彬.單片機系統(tǒng)的PROTEUS設計與仿真[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.4</p><p>　　[4] 周潤景,張麗娜.PROTE

40、US入門實用教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.9</p><p>　　[5] 戴俊峰.嵌入式系統(tǒng)大屏幕LED點陣顯示器[J].現代電子技術,2004,27(19):68-89,72.</p><p>　　[6] 馮壽鵬.基于嵌入式系統(tǒng)的LED信息顯示技術研究[J].現代電子技術,2005(1):15-47.</p><p>　　[7] 樓然苗,李光飛.51

41、系列單片機設計實例[M].北京:北京航空航天大學出版社,2003.3</p><p>　　[8] 樓然苗,李光飛.單片機課程設計指導[M].北京:北京航空航天大學出版社,2007.7</p><p>　　[9]. 賈東耀，汪仁煌. 數字溫度傳感器在倉庫溫度檢測系統(tǒng)的應用[J]. 傳感器世界，2001（12）.</p><p>　　[10] DALLAS DS18B2

42、0數據手冊［Z］.http：//www.maximic.com</p><p>　　[11] 付旭,方康玲.利用VB6.0實現PC機與單片口通訊[J].微計算機信息,2002,18(10):30-31</p><p>　　[12] 李江全,張麗,岑紅蕾.Visual Basic串口通信與測控應用技術實戰(zhàn)詳解[M].北京:人民郵電出版社,2007.</p><p>　

43、　[13] 法國Humirel公司.HS1101使用說明手冊.</p><p>　　[14] 長沙太陽人電子有限公司.SMC1602A LCM使用說明手冊.</p><p><b>　　八、參考電路</b></p><p>　　單片機原理及應用課程設計</p><p>　　任務書（范例，3頁）</p>&l

44、t;p>　　學 院： 信 電 學 院</p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程技術</p><p>　　設計題目： </p><p>　　1、課程設計的內容和要求</p><p><b>　　內容：</b></p>&

45、lt;p>　　1. 熟悉AT89C51/52單片機的硬件資源</p><p>　　2. 掌握Keil μVision 單片機集成開發(fā)環(huán)境的使用，掌握 C/ASM程序的編輯、編譯、調試、仿真的方法。</p><p>　　3. 掌握雙機串行通信的基本原理。</p><p>　　4. 了解雙機串行通信在實際生活中的應用。</p><p>

46、<b>　　要求：</b></p><p>　　在Keil μVision 單片機集成開發(fā)環(huán)境下實現信號的發(fā)送和信號的接收。</p><p>　　編寫完整單片機C51程序，生成HEX文件。</p><p>　　繪制PROTEUS單片機仿真軟件，實現Keil μVision和PROTEUS單片機聯合調試和仿真。</p><p&

47、gt;　　根據實際工業(yè)儀表、儀器的工作功能和流程，在完成基本要求的情況下適當增加軟件、硬件功能。（提高要求）</p><p><b>　　2、主要參考文獻</b></p><p>　　1.謝維成等.單片機原理與應用及C51程序設計.北京：清華大學出版社，2006</p><p>　　2.譚浩強.C程序與設計（第三版）.北京：清華大學出版社，20

48、03</p><p>　　3.張培仁.基于C語言編程MCS-51單片機原理與應用.北京：清華大學出版社，2003</p><p>　　4.王建校等.51系列單片機及C51程序設計.北京：科學出版社，2002</p><p>　　5.趙亮等.單片機C語言編程與實例.北京：人民郵電出版社，2003</p><p>　　3、課程設計進度計劃<

49、/p><p><b>　　4、考核方式</b></p><p>　　課程設計的考核采取論文評閱、結果演示和答辯相結合的原則。嚴禁抄襲。</p><p>　　指導老師簽字： </p><p>　　教研室主任簽字： </p