电气本科单片机原理课程设计指导书

1、PAGE 河北科技师范学院欧美学院机电科学与工程系电气工程及其自动化专业本科单片机原理课程设计指导书说明本课程设计是完成单片机原理及应用理论与实验教学以后，为电气工程及电子信息类专业本科学生开设的专业基础必修课。学生通过对一个计算机应用的硬件设计、程序设计和调试（仿真），进一步巩固本课程的理论知识，掌握汇编程序的设计方法及微机接口应用的基本方法。提高学生利用计算机软、硬件技术、综合其他课程知识，分析和解决实际问题的能力。 二、目的及要求1.目的：通过本课程设计，使学生进一步掌握微型计算机应用系统的硬、软件开发方法，输入输出（I/O）接口及存储器的扩展技术，应用程序设计技术并结合专业能设计简单、

2、实用的微型计算机应用系统。主要针对课堂重点讲授内容使学生加深对微型计算机硬件原理的理解及提高汇编语言程序设计的能力，提高学生的开发创新能力。2.基本要求：重点研究微型计算机（包括单片机）、A/D转换器、运算放大器、传感器、LED显示器、固态继电器、微型直流电机等元器件的特性、功能及使用方法；同时掌握主程序、子程序、中断服务程序框图的设计方法与汇编语言程序设计方法。要求设计系统具有可靠性高、可维护、维修性好及检测精度高等优点。设计内容可参考设计题目，也可根据自身情况自己拟定。3.任务要求：了解控制对象、环境参数检测原理，在充分掌握单片机、A/D转换器、运算放大器、传感器、LED显示器、固态继电器

3、、微型直流电机等元器件的工作原理、特性、功能及使用方法的基础上，创造性的、两人一组分工协作（一人偏软、一人偏硬，并且在设计说明书中一定注明）独立的设计本课题的内容。三、设计内容、步骤及材料要求1设计内容画出硬件原理图一张（A4号）；软件框图（包括主程序框图、主要子程序框图、中断服务程序框图等）和系统初始化的汇编语言原程序。提交不少于4000字的设计报告一份（A4纸）。从整体方案的规划设计到各功能模块的设计，可实现功能及各元器件的选择，参数计算均需表述清楚。报告的书写要清除工整，层次清晰，文字流畅。后附5篇以上的参考文献。2设计步骤设计时间为一周（5天），第一天进行查阅资料、确定方案，指导教师审

4、查之后用1天的时间再进行绘制硬件原理图和软件框图，第三、四天编写设计说明书（包括课题来源及意义；硬件设计（原理框图与原理图）、软件设计（系统流程图与各子程序、中断服务程序框图）、系统特色及不足、设计体会、对指导老师的建议等及系统初始化的汇编语言原程序的设计以及自己认为有必要写的内容。第五天答辩。3设计图纸要求（1）硬件原理图的绘制：元件图正确、型号标注要准确、连线清楚.（2）软件框图的绘制：流程清晰。（3）系统初始化的汇编语言原程序的设计：功能齐全、语句简练、注释明确。四、教学手段 教师指导方案分析，小组讨论确定方案，个人绘制草图、硬件原理图、软件框图和系统初始化的汇编语言原程序。五、应注意的

5、问题 设计中要充分调动每个人的积极性，根据平时学习情况，教师确定一些优秀生与一般程度的学生编成小组，以达到互补。随时掌握进度。要给优秀生多布置一些内容，以满足他们需要。教师要做到随时发现问题，随时解决，正确引导，避免设计中出现大的问题。明确学习进度及要求，防止学生互相抄袭现象。要使每个学生在硬件、软件设计上有较大的提高。最后的答辩是不可或缺的步骤，它是检验学生水平的关键一步。六、设计成绩的评定及参考书目 （一）设计成绩的评定 依据各位同学完成的课程设计报告材料、答辩情况，由教研室同头课教师组成评定小组，根据学生平时的工作情况，分析、表达方案的能力，图纸的质与量，独立工作能力，回答教师所提出的问

6、题，出勤等情况，由评定小组评定成绩。设计成绩分为五级：优秀、良好、中等、及格和不及格。1、优秀：目的明确，态度端正，电子、单片机基础知识扎实，总体思路合理、元件选择正确，方案恰当，图面布局合理，格式正确，图纸数量完整，图纸设计质量高，答辩思路清晰、回答正确、表述准确。2、良好：目的明确，态度端正，电子、单片机基础知识比较扎实，总体思路比较合理、元件选择正确，方案恰当，图面布局比较合理，格式正确，图纸数量完整，图纸设计质量较高，答辩思路比较清晰、回答基本正确、表述准确。3、中等：目的基本明确，态度比较端正，电子、单片机基础知识比较扎实，总体思路基本合理、元件选择正确，方案基本得当，图面布局基本合

7、理，格式基本正确，图纸数量完整，图纸设计质量一般，差错率小于10%。答辩思路基本清晰、回答基本正确。 4、及格：目的基本明确，态度比较端正，有一定的电子、单片机基础知识，总体思路基本合理、元件选择基本正确，方案基本得当，图面布局基本合理，格式基本正确，图纸数量完整，图纸设计质量一般，差错率小于20%。答辩思路基本清晰、经提示，回答基本正确。5、不及格：目的不明确，态度不端正；电子、单片机基础知识差，总体思路不够合理，方案不够得当，图纸设计质量较差，差错率大于20%。参考书目1.王培容; 黄丽雯;微机原理课程设计的教学探讨。计算机与信息技术。 HYPERLINK /KNS50/Navi/Brid

8、ge.aspx?LinkType=IssueLink&DBCode=cjfd&TableName=cjfdyearinfo&Field=BaseID*year*issue&Value=JISJ*2009*03&NaviLink=%e8%ae%a1%e7%ae%97%e6%9c%ba%e4%b8%8e%e4%bf%a1%e6%81%af%e6%8a%80%e6%9c%af t _blank 2009年 03期2. 宋杰 等编。微机原理与接口技术课程设计高等院校计算机课程设计指导丛书 HYPERLINK /book/SearchBook.aspx?press=机械工业出版社 机械工业出版社3李国栋

9、等.微机原理与接口技术课程设计 浙江大学出版社。4. 康华光.电子技术基础（模拟部分、数字部分）M.第四版.北京:高等教育出版出版社,1998 5. 童诗白.电子技术基础（模拟部分）M.第四版.北京:高等教育出版社,19996. 阎石.电子技术基础（数字部分）M.第四版.北京:高等教育出版社,19997.集成电路速查手册8. 胡汉才.单片机原理及其接口技术M.第二版.北京:清华大学出版社,2002 9. 余永权. ATMEL89系列单片机应用技术M.第二版.北京:北京航天航空大学出版社,2002期刊：上网查资料 河北科技师范学院欧美学院机电科学与工程系 微机原理课程设计指导小组 2013.9附

10、件一： 课程设计参考题目1. 电子密码锁功能描述：开机复位，等待输入输入四位密码，按Enter键结束若密码输入正确，则数码管显示“god”。驱动继电器，使小马达运行。延时五秒返回重新输入。若密码输入不正确，则数码管第一位显示输入次数，后二位显示“ER”，延时三秒后返回重新输入。当错误输入次数满三次时，起动蜂鸣器报警。延时五秒返回重新输入。复位重新起动。2 竞赛抢答器功能描述：在智力抢答赛中，主持人按下开始按钮，抢答开始，如果有选手在比赛过程中按下抢答按钮，则该选手桌前的抢答灯亮起，20秒内该选手如正确做出回答则加分，反之减分。如果20秒内该选手还未做出回答，则做违规处理，桌前蜂鸣器作响，示意回

11、答失败做减分处理。在抢答还未开始之前如果有选手抢先按下抢答按钮也视为违规，桌前抢答灯亮起，蜂鸣器作响，做减分处理。在比赛过程中主持人可以按下分数显示按钮来显示每为选手的得分。3 单片机控制电子表功能描述：利用4个数码管动态显示二十四小时制时和分。显示时间的时、分、秒位可通过相对应的按扭进行设定。闹铃的开启/关闭以及闹铃时间的时、分位可做修改，闹铃进行一分钟后自动关闭。按键声音的开启/关闭，也可调整。可以通过对固定按扭的长按实现一些快捷功能,其中包括分秒的显示和闹铃时间的显示。 1) MENU（通过按此功能键进行各项调整功能切换）2) +（进行增加调整）3) （进行减小调整）4) ESC（退出）

12、可通过按MENU键的次数来进行各项调整功能切换，具体操作方法的如下：（以下的数字为按MENU键的次数）1 时间的时位调整 时位闪烁 8:352 时间的分位调整分位闪烁 8:35时间的秒位调整秒位闪烁 8:35以上3项是进行校时调整的,进入时位调整或分位调整或秒位调整菜单后,可分别按+,-键进行所需时间调整的加减,调完如需继续进行其他调整可继续按MENU键进行下面的调整,否则按ESC键退回时间显示状态.4 闹钟的开/关进行此功能,再按+,-进行开/关的切换.5 闹钟的时位设定闹钟的时位闪烁 07:386 闹钟的分位设定闹钟的分位闪烁 07:385、6两项是进行闹钟时间的设定，进行时位设定选项后,

13、可按+、-对时位或分位进行加、减调整，直至调整到所需的时间。 在正常显示状态下,按一下+、键可切换到显示分、秒.(显示时、分)按完十秒后自动跳回正常显示状态。 在正常显示状态下,按(切记是按住)-键可显示设定的闹钟时间。放开键后，就自动跳回正常显示状态。 在闹钟时间到后,开始响铃,如果没有按任意键停止响铃,闹铃则每五分钟响铃一次直至按了任意键停止或没电。4 单片机频率计功能描述：要求能测量正弦波、三角波、锯齿波、方波等波形。频率范围为0fosc/24。对输入的信号进行频率计数，计数频率结果通过动态数码管显示出来。如果超出频率范围，则频率计进行报警。5 单片机控制红绿灯系统功能描述：西方向的人行

14、道和车道为红灯, 南北方向的人行道和车道为绿灯,50秒后,南北方向的人行道和车道的绿灯开始闪烁同时其人行道的数码管开始倒数10秒,10秒后, 东西方向的人行道和车道为绿灯, 南北方向的人行道和车到为红灯,50秒后,东西方向的人行道和车道的绿灯开始闪烁同时其人行道的数码管开始倒数10秒,10秒后,循环。P3.7有键按下后，东西及南北方向各车道均为红灯，但东西方向和南北方向的人行道都为绿灯，30秒后恢复正常即任务1。当人行道绿灯亮的时候，蜂鸣器是慢叫，闪烁的时候是快叫。6 单片机发报机功能描述：实现一方发送信息，一方接收信息，其中信息发送方可在电路初始化时选择，。发送方以密码方式呼叫接收方，当接收

15、方密码校验正确后，接收方可选择是否接收信息。选择接收信息，则发送方开始发送信息，接收方开始接受信息。在信息发送接收过程中，可以通过信息发送方停止键按键或60秒计时时间到的方式，用于结束信息的发送与接收。7 电子宠物功能描述：电子宠物在8*8点阵LED上呈动态输出。电子宠物随着时间的流逝会渐渐长大，当然也会饥饿和不开心。电子宠物如果一直没有人照顾，会死亡。设置喂食系统，给宠物喂食。电子宠物在饥饿时，会提醒主人喂食。8 步进电动机正反转及停止的控制功能描述：送电时，步进马达停止，彩灯全部点亮。拨动按钮开关，步进马达正转，彩灯产生正向循环运转。拨动按钮开关，步进马达逆转，彩灯产生反向循环运转。拨动按

16、钮开关，步进马达停止运转，彩灯全部点亮。用数码管显示步进电机的圈数9 数字显示的趣味游戏机功能描述：编程使LED数码管可以显示不同的从09的随机数。利用一个自锁开关作为控制按钮，在按下的时候，LED数码管上不断跳动的数字会停下来。要求利用中断延时程序可以让三个LED数码管上的数字会在不同的时间停下来。10 电子琴功能描述：1设定开关1、2为自动播放乐曲。开关1闭合自动播放乐曲1；开关2闭合自动播放乐曲2。2设定开关3为手动弹奏乐曲。用十二个按键开关来分别控制产生低音“5、6、7”、中音“1、2、3、4、5、6、7”和高音“1、11 可调分秒的倒计时功能描述：分秒在LED共阴极管上动态显示。分秒

17、课根据个人的需要分别调整好，从调好的时间开始倒计时。倒计叫完后，蜂鸣器叫按复位键可重新设置时间。12 投票计数器功能描述：利用2个数码管显示赞成和反对必须按P3.7才开始投票。同时按P3.2和P3.3显示赞成和反对的投票数。60秒内计时，60秒投票终止。13 电梯控制功能描述： 利用89C2051单片机实现电梯的控制。初始状态是在6楼，按哪一个键到哪层（依次显示楼层），按一下复位键回到6楼，电梯有6个开关控制，代表1到6楼。到达目的地后灯闪一下，同时蜂鸣器叫一下。14 双功能时钟电路功能描述： 功能一：两数码管从0099循环显示，作秒表用，到99秒够蜂鸣器叫开始时，数码管不亮 第一次把开关拨向

18、“0”时，开始从0099计时。第二次把开关拨向“0”时，停止计时。第三次把开关拨向“0”时，计时归零。功能二：60秒倒计时 P3口的P37、P34、P35口分别接了一个开关、一个按钮和一个蜂鸣器。P1口接了两个数码管。 P37控制功能一、P34控制功能二。15、音乐播放系统设计 主要方法和要求：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。选取某段音乐令单片机连续播放。设计一个音盒，用按键控制演奏不同的乐曲。设计一简易电子琴，按不同的按键可进行乐曲演奏。乐谱和频率可查相关资料16、出租车计价器系统设计主要方法和要求：原理是，价格=速度*时间*单价，总价等于其和；利用单

19、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。17、电子钟系统设计利用单片机的定时器/计数器定时，用LED数码管显示出年、月、日来。并具有声音提醒功能。a.具有交替显示年、月、日和显示时、分、秒的功能；b.具备校正功能；c.具备设定闹钟和定时闹钟响功能；d.具备准点报时和生日提醒功能（功能a必备，功能b-d择其一进行系统设计）18、温度测量系统设计主要方法和要求：利用热敏电阻和电桥电路测量温度变化信号，经过放大后送到ADC0809转换成数字信号，计算后在LED数码管显示其温度值。19、电机脉宽调速设计主要方法和要求：设计测速系统，检测电机的转速。以AT89C系列单片机为核心，根据给定转速使单片机产生调速脉冲信号实现直流电机的脉宽调速。20、模拟交通灯控制 模拟十字路口交通灯的变化情况，编制软件程序，进行调试。假设有一个十字路口，1、3为