單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

1、長(zhǎng) 沙 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)課程設(shè)計(jì)名稱(chēng) 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 系 （部）機(jī)電工程系 專(zhuān) 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)年 月 日課程名稱(chēng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程編號(hào)：JX010146主 筆 人：程立志主 審 人：許焰1、課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步具備以下能力：1.1、 加深對(duì)單片機(jī)原理及接口技術(shù)所學(xué)知識(shí)的理解；1.2、 掌握單片機(jī)內(nèi)部資源的使用方法和步驟；1.3、 掌握單片機(jī)應(yīng)用的環(huán)節(jié)和步驟；1.4、 進(jìn)一步熟悉在proteus 軟件里進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和編程調(diào)試；1.5、 能使用匯編語(yǔ)言或C 語(yǔ)言編程環(huán)境Keil 編寫(xiě)程序、編譯、仿真和修改程序；1.6

2、、 能初步判斷分析單片機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單故障；1.7、 能對(duì)自己的實(shí)踐工作進(jìn)行總結(jié)，具備編寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)能力；1.8、 初步具備辯證思維和邏輯分析的能力；1.9、 培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)，實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新意識(shí)、精神，合作精神。2、 課程設(shè)計(jì)的題目單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，就其基本的控制原理和實(shí)現(xiàn)方法無(wú)外乎是對(duì)一些常見(jiàn)的如：距離或位移（米）、重量（千克）、時(shí)間（秒）、電流或電壓（安培）、溫度（開(kāi)爾文）、等物理量進(jìn)行測(cè)量控制，鑒于單片機(jī)當(dāng)前的應(yīng)用狀態(tài)和學(xué)員對(duì)其應(yīng)掌握的程度，本次課程設(shè)計(jì)題目的設(shè)定主要是以貼近現(xiàn)實(shí)生活為主，提出了一些在教學(xué)、工業(yè)控制和科研等領(lǐng)域基本常見(jiàn)的課題，其目的是要讓學(xué)員們拓寬視野，著重體

3、會(huì)其學(xué)習(xí)基本的原理及控制編程基礎(chǔ)的重要性，以期達(dá)到培養(yǎng)學(xué)員們的興趣和今后再學(xué)習(xí)的愿望。2.1、；LED 流水燈控制設(shè)計(jì)：拓展：廣告燈的左移右移控制設(shè)計(jì)；汽車(chē)尾燈模擬控制設(shè)計(jì)；城市景觀(guān)燈的控制設(shè)計(jì)；2.2、電子日歷、數(shù)字鐘設(shè)計(jì)：拓展：智能晨起系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)；智能全自動(dòng)洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì)；秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器控制設(shè)計(jì)；2.3、數(shù)字溫度計(jì)的控制設(shè)計(jì)：拓展：新生兒恒溫箱監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)；多點(diǎn)溫度的控制設(shè)計(jì)；傳導(dǎo)系數(shù)測(cè)量?jī)x的應(yīng)用設(shè)計(jì)；2.4、16×16 點(diǎn)陣LED 漢字顯示設(shè)計(jì)：拓展：機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭、商場(chǎng)、銀行、政務(wù)等公共服務(wù)場(chǎng)所信息指示牌設(shè)計(jì)；2.5、1602液晶顯示屏顯示設(shè)計(jì)：拓展：機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭、

4、商場(chǎng)、銀行、政務(wù)等公共服務(wù)場(chǎng)所信息指示牌設(shè)計(jì)；2.6、128×64點(diǎn)陣LED 漢字顯示設(shè)計(jì)：拓展：機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭、商場(chǎng)、銀行、政務(wù)等公共服務(wù)場(chǎng)所信息指示牌設(shè)計(jì)；2.7、直流電機(jī)控制設(shè)計(jì)：拓展：傳送帶單控與順序控制設(shè)計(jì)；電子裝配生產(chǎn)線(xiàn)部件移動(dòng)控制設(shè)計(jì)；多層電梯控制設(shè)計(jì)；2.8、步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計(jì)：拓展：機(jī)械手動(dòng)作行程控制設(shè)計(jì)；安防監(jiān)控自動(dòng)尋跡云臺(tái)的控制設(shè)計(jì)；條碼打印機(jī)的控制設(shè)計(jì)；2.9、AD/DA轉(zhuǎn)換控制設(shè)計(jì)：拓展：簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)；簡(jiǎn)易數(shù)字壓力計(jì)設(shè)計(jì)；吊車(chē)懸臂角度的控制設(shè)計(jì)；超聲波測(cè)距器的設(shè)計(jì)2.10、邏輯算法控制設(shè)計(jì)：拓展：搶答器控制設(shè)計(jì)；交通燈設(shè)計(jì)；多層電梯控制設(shè)計(jì)；4

5、5;4 矩陣鍵盤(pán)計(jì)算器設(shè)計(jì)2.11、遙控設(shè)計(jì)：拓展：無(wú)線(xiàn)電遙控升降系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)、紅外遙控升降系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)、紅外遙控多路開(kāi)關(guān)控制設(shè)計(jì)；2.12、PWM 方式控制設(shè)計(jì)：拓展：直流電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì)；城市立交橋景觀(guān)帶的控制設(shè)計(jì)；2.14、電子琴設(shè)計(jì)；拓展：報(bào)警發(fā)生器控制設(shè)計(jì)；函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)；3、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（主要技術(shù)關(guān)鍵的分析、解決思路和方案比較等）要求學(xué)生根據(jù)所選課題，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用情況參照以下幾例給出的具體實(shí)現(xiàn)功能和控制參數(shù)完成課題的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。3.1、簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)利用MCS-51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)量05v 的8路輸入電壓值，并在四位LED 數(shù)碼管上輪流顯示或單路選擇顯

6、示。測(cè)量最小分辨率為0.019V ，測(cè)量誤差約為±0.02V3.2、秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)秒表/時(shí)鐘計(jì)時(shí)器要求使用六位LED 數(shù)碼顯示管顯示時(shí)、分、秒，以24（小時(shí)）計(jì)時(shí)方式。使用按鍵開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)時(shí)分調(diào)整、秒表/時(shí)鐘功能轉(zhuǎn)換功能。3.3、電子日歷的設(shè)計(jì)電子日歷上能顯示陽(yáng)歷年，月，日，星期，時(shí)，分，秒和陰歷年、月，使用按鍵開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)調(diào)整。3.4、超聲波測(cè)距器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波測(cè)距器，可以應(yīng)用于汽車(chē)倒車(chē)、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的位置監(jiān)控，也可用于如液位、井深、管道長(zhǎng)度的測(cè)量等場(chǎng)合。要求測(cè)量范圍在0.10-4.00m ，測(cè)量精度1cm ，測(cè)量時(shí)與被測(cè)物體無(wú)直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定地顯示

7、測(cè)量結(jié)果。3.5、DS18B20數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)利用89C51單片機(jī)、DS18B20溫度傳感器，制作數(shù)字溫度計(jì)。要求測(cè)溫范圍為-50110，精度誤差在0.1以?xún)?nèi)，LED 數(shù)碼管直接顯示測(cè)量溫度值。3.6、1602液晶顯示屏設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用1602液晶顯示屏，要求在目測(cè)條件下LED 顯示屏個(gè)點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。3.7、 六路數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)1）、搶答器同時(shí)供6名選手或6個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用6個(gè)按鈕S0 S5表示。2）、設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S ，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。3）、搶答器具有鎖存與顯示功能

8、。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED 數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4）、搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)" 開(kāi)始" 鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。5）、參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。6）、如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。3.8、 機(jī)械手動(dòng)作行程控

9、制1）、設(shè)“單步”、“單程”、“往返”、“連續(xù)”4個(gè)按鈕及4個(gè)鍵值燈；2）、設(shè)“左上”、“左下”、“右上”、“右下”4個(gè)電磁位置開(kāi)關(guān)及4個(gè)指示燈。3）、設(shè)“左上”為初始位置，根據(jù)不同的選擇按鈕，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的（3臺(tái)）直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)，完成相應(yīng)的行程動(dòng)作。3.9、 三層樓電梯呼叫控制1）、第一層只設(shè)“上”、第二層設(shè)“上”、“下”、第三層只設(shè)“下”共四個(gè)按鈕；2）、每層都設(shè)一個(gè)電磁位置開(kāi)關(guān)，轎廂上下指示燈；共享一臺(tái)直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)。3）、電梯轎廂內(nèi)設(shè)“1”、“2”、“3”三個(gè)樓層鍵及鍵位指示燈，轎廂上下指示燈，開(kāi)關(guān)門(mén)指示燈，電梯根據(jù)當(dāng)前層位和樓層選擇按鈕的先后順序，決定向上或向下，電機(jī)以正反轉(zhuǎn)時(shí)延2秒完成

10、層間動(dòng)作。3.10、16×16 點(diǎn)陣LED 漢字顯示設(shè)計(jì)。1）、點(diǎn)陣顯示漢字“長(zhǎng)沙大學(xué)機(jī)電系”；2）、實(shí)現(xiàn)自定義滾動(dòng)效果，如左滾屏，有滾屏，上、下卷簾等。單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)隨著用途不同，它們的硬件和軟件結(jié)構(gòu)差別很大，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和步驟基本上是相同的。一般包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試、固化程序、應(yīng)用系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行等步驟。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間安排、學(xué)生水平、實(shí)驗(yàn)條件等諸方面的限制，僅要求學(xué)生完成仿真調(diào)試即可, 同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，在試驗(yàn)箱上調(diào)試通過(guò)。由于設(shè)計(jì)時(shí)間緊迫，不要在完成全部設(shè)計(jì)后再編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。而應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中逐步完成。一開(kāi)始不可能設(shè)計(jì)出滿(mǎn)意的主程序框圖。因此，總體設(shè)計(jì)部分在完成全部設(shè)計(jì)任務(wù)后再寫(xiě)。而硬件部分和軟件部分可以在設(shè)計(jì)過(guò)程同步完成。4、注意事項(xiàng)4.1、充分調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)，針對(duì)課題需要進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)的論證，不能盲目生搬硬套，嚴(yán)謹(jǐn)抄襲；4.2、以小組為單位（原則上是3人一組），小組內(nèi)成員分工明確，各司其職，按照