51單片機課程設(shè)計報告任務(wù)書

1、-PAGE . z -. - 考試資料單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計指導(dǎo)書班級：09機電1指導(dǎo)教師：高金玉2021517單片機課程設(shè)計指導(dǎo)書一、課程設(shè)計目的單片機課程設(shè)計作為獨立的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)完單片機原理及應(yīng)用課程后，并在進展相關(guān)課程設(shè)計根底上進展的一次綜合練習(xí)。其目的在于加深對MCS-51單片機的理解，掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法；掌握常用接口芯片的正確使用方法；強化單片機應(yīng)用電路的設(shè)計與分析能力；提高學(xué)生在單片機應(yīng)用方面的實踐技能和科學(xué)作風(fēng)；培育學(xué)生綜合運用理論知識解決問題的能力，力現(xiàn)理論結(jié)合實際，學(xué)以致用的原則。學(xué)生通過查閱資料、接口設(shè)計、程序設(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

2、方法和組織實踐的根本技能；熟悉單片機系統(tǒng)及程序的編制過程，為今后從事生產(chǎn)技術(shù)工作打下必要的根底；學(xué)會靈活運用已經(jīng)學(xué)過的知識，并能不斷承受新的知識，大膽創(chuàng)造創(chuàng)造的設(shè)計理念。二、課程設(shè)計要求課程設(shè)計應(yīng)充分表達(dá)教師指導(dǎo)下的以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，以學(xué)生為認(rèn)知主體，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和能動性，重視學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。根據(jù)課程設(shè)計具體課題安排時間，確定課題的設(shè)計、編程和調(diào)試容，分小組進展。根據(jù)合理的進度安排，一步一步、踏踏實實地開展課程設(shè)計活動，按時完成每局部工作。課程設(shè)計集中在教室、機房進展，每天由班長、學(xué)習(xí)委員負(fù)責(zé)考勤，指導(dǎo)教師抽查。在課程設(shè)計過程中，堅持獨立完成，實現(xiàn)課題規(guī)定的各項指標(biāo)，并寫出設(shè)

3、計報告。三、課程設(shè)計時間及進度安排課程設(shè)計集中在1周進展。為保證到達(dá)預(yù)計的教學(xué)任務(wù)及目的，以小組為單位分別進展資料的收集、方案論證、電路設(shè)計、編程、調(diào)試、實驗及改進。具體進度及要求安排如下：時 間 容第1天布置課題，落實任務(wù)，確定課題及組織形式，收集課題相關(guān)的技術(shù)資料及方案論證、分析、討論。第2天電路設(shè)計、設(shè)計各模塊程序框圖及軟件設(shè)計、調(diào)試第34天電路設(shè)計、設(shè)計各模塊程序框圖及軟件設(shè)計、調(diào)試第5天調(diào)試，整理資料、寫課程設(shè)計報告遞交課程設(shè)計報告、總結(jié)四、課程設(shè)計課題及容 具體設(shè)計課題可根據(jù)實際情況選擇，或在以下給出的題目任選一題。題目一 校園作息時間控制系統(tǒng)設(shè)計要求：(1)作息時間能控制電鈴，可

4、以按鍵設(shè)置時間，包括設(shè)置當(dāng)前時間，顯示鬧鈴設(shè)置時間，設(shè)定鬧鈴時間，鬧鈴的ON/OFF設(shè)置等。(2)利用單片機實現(xiàn)，方法自選。整個系統(tǒng)需自行設(shè)計電路，輔助電路及元件自選題目二 交通信號燈控制系統(tǒng)設(shè)計要求： (1)正常情況下穿插路口的輪流通行(主道3個LED紅、黃、綠控制直行，支道3個LED紅、黃、綠，切換時間自行設(shè)定)； (2)特殊情況控制通行方式控制，用按鍵開關(guān)K1控制主道通行，支道禁行，K2控制支道通行，主道禁行，特殊情況控制通行放行。 (3)有緊急情況時用按鍵開關(guān)K0控制兩道均為紅燈； (4)4位LED數(shù)碼管能夠顯示雙直行方向綠燈和紅燈的等待時間。 題目三 環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計要求：(1)

5、多路溫度監(jiān)測：溫度圍0-1500，分辨率0.5，測量誤差10(2)能實時顯示測量的溫度值：*.*，顯示器每隔一分鐘刷新一次溫度值(3)當(dāng)溫度值超過設(shè)定的報警限值時，可用蜂鳴器和發(fā)光管實現(xiàn)聲光報警題目四 太陽能熱水器自動控制系統(tǒng)設(shè)計要求：實現(xiàn)溫度和水位參數(shù)的實時顯示，而且具有溫度設(shè)定、水位設(shè)定與控制功能，停電后再來電時也不用重新設(shè)定，具有故障報警和故障自處理功能；能實現(xiàn)在用水時，假設(shè)日曬水溫達(dá)不到設(shè)定值，則電加熱自動補溫；良好的穩(wěn)定性和抗干擾性能。題目五LED大屏幕滾動顯示電子鐘設(shè)計要求：用LED點陣顯示電子鐘。工作時，先滾動顯示您好，今天是20年月日星期，然后靜止顯示當(dāng)前時間：3秒鐘，如此循環(huán)

6、。題目六單片機脈搏測量儀設(shè)計要求：(1)接觸式測量和非接觸式測量脈搏；(2)測量值顯示題目七八路智能搶答器設(shè)計要求：(1)八路搶答，各用一個搶答按鈕；(2)設(shè)置一個控制開關(guān)，控制系統(tǒng)的清零和搶答的開場；(3)具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能，搶答開場后假設(shè)有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在數(shù)碼管上顯示出選手的編號和搶答時刻，同時揚聲器給出音響提示，此外，要封鎖輸入電路，制止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到系統(tǒng)清零為止；可擴展以下功能：(4)具有定時搶答的功能，選手在設(shè)定的時間搶答有效，且一次搶答的時間設(shè)定為8秒，超時揚聲器報警；(5)定時搶答的時間到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效，系統(tǒng)短

7、暫報警，并封鎖輸入電路，制止選手超時搶答，時間顯示器上顯示00；(6)開場開關(guān)未動作，選手搶答無效，并報警，系統(tǒng)復(fù)位，重新開場。題目八電子計時器設(shè)計要求：(1)上電時自動顯示時、分、秒(2)設(shè)置一個控制按鍵，按下按鍵，則時鐘以秒為單位開場計時(3)運行狀態(tài)下可通過控制按鍵使時鐘暫停，同時顯示已計時數(shù)值(4)停頓狀態(tài)(已上電)，按下復(fù)位鍵，時鐘復(fù)位(清零)并進入下一次計時狀態(tài)題目九 簡易數(shù)字電壓表設(shè)計要求：可以測量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示。題目十 簡易數(shù)字頻率計要求：(1)頻率測量a測量圍 信號：方波、正弦波；幅度：0.5V5V；頻率：1Hz1MHzb

8、測量誤差0.1%(2)周期測量a測量圍 信號：方波、正弦波；幅度：0.5V5V；頻率：1Hz1MHzb測量誤差0.1%(3)脈沖寬度測量 a測量圍 信號：脈沖波；幅度：0.5V5V；脈沖寬度100sb測量誤差1%(4)顯示器 十進制數(shù)字顯示，顯示刷新時間110秒連續(xù)可調(diào)，對上述三種測量功能分別用不同顏色的發(fā)光二極管指示。五、設(shè)計報告中的幾點說明設(shè)計完成后，要求每個同學(xué)寫出設(shè)計報告。設(shè)計報告包括設(shè)計過程、邏輯電路圖、程序框圖、程序、調(diào)試說明、心得體會等容，邏輯電路圖和程序框圖必須按照以下原則畫出。1、程序框圖的原則是： 程序框圖一般有幾個框圖構(gòu)成，通常所有的框圖畫在一圖紙上。所畫框圖不必太詳細(xì)，

9、也不能太模糊，關(guān)鍵是要反映出程序的主要思路，邏輯順序，輸入輸出以及控制點的設(shè)計思想。 框圖要能清晰地表示出控制信息和數(shù)據(jù)信息的流向。信息的流向可以是任意的，通常由左至右、自上到下。 所有框圖和連線必須清晰整齊。2、畫邏輯電路圖的原則是： 一般把電路的輸入端畫在左邊，輸出端畫在右邊，重要的電路畫在上部，不重要的畫在下部 。 所有通路應(yīng)盡量連接，連接線可穿插，但假設(shè)相交則要用一個圓點表示。如果走線擁擠須將通路分開畫時，應(yīng)在斷口兩端做上標(biāo)記。 超出一紙的邏輯電路，應(yīng)使用同一坐標(biāo)系統(tǒng)(像地圖一樣)，標(biāo)出信號從一到另一的引出點和引入點。單片機課程設(shè)計報告電子課程表系統(tǒng)摘要：該實驗設(shè)計基于AVRmega1

10、6開發(fā)板平臺，根據(jù)點陣屏和七段數(shù)碼管的根本原理，做出了方便實用的電子課表。關(guān)鍵字：單片機 8*8點陣屏 電子課表前言： AVR單片機是一款功能十分強大，集成度非常高的數(shù)字處理系統(tǒng)。它集成了ADC與DAC的模塊，而且還有硬件濾波器！它根本上能夠處理生活實時性不太強的模擬信號與數(shù)字信號，并實現(xiàn)通信！近年來，廣告的普及和生活水平的提高，點陣大屏的需求日益強烈！ LED因其體積小，耗電量低，高亮度及環(huán)保等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于公共場所的大屏顯示上，LED點陣大屏可應(yīng)用于戶外廣告，交通導(dǎo)航，大廳公告，比賽的多媒體實時顯示等領(lǐng)域。老校公教樓的點陣屏可以用來顯示整幅課表。 我們的課程設(shè)計是基于AVR單片機，用8

11、*8點陣顯示滾動的課程英文名稱，至于教室門口，可即時顯示該教室正在上的課程名稱，方便師生選擇適宜的教室學(xué)習(xí)。所作的點陣屏具有可移植性強，功能簡單，可以簡單繼續(xù)添加更多相關(guān)功能的模型，也可以擴展成多塊點陣屏的組合，以改進顯示效果。正文：一、系統(tǒng)設(shè)計目的、用途以及功能 經(jīng)過一段時間的觀察，我們發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們上自習(xí)是經(jīng)常遇到一個問題。教室中有很多人，但不能確定里面是不是在上課，能不能到里面去自習(xí)。 公教樓進門的地方有電子大屏可以顯示課程安排，但看起來過于麻煩，也不能具體到每一個教室。所以我們設(shè)想，能不能設(shè)計一個電子課表，放在每個教室的門口，顯示當(dāng)前在上的課程，并可以通過一定的按鍵來及時改變課程，以應(yīng)對

12、臨時變化。后來經(jīng)電子設(shè)計大賽的教師提醒，我們曾經(jīng)想設(shè)計一種有控制終端的課程顯示系統(tǒng)。即每個教室門口都有一個電子課表，通過終端的控制完成所有課表的顯示。但后來發(fā)現(xiàn)，以我們的能力做這樣的工作太過復(fù)雜，所以我們選擇了更容易的方式：單一的放在教室門口的電子課表，只顯示當(dāng)前的課程。于是現(xiàn)在的作品應(yīng)運而生。電子課表的根本功能如下： 1、實現(xiàn)LED點陣屏漢字名稱的滾動顯示。2、實現(xiàn)不通課程漢字名稱的自動切換。3、實現(xiàn)按鍵控制課程名稱的臨時更改。4、實現(xiàn)節(jié)日動畫的顯示。5、實現(xiàn)6位七段數(shù)碼管顯示時分秒。6、實現(xiàn)按鍵控制時間的調(diào)整。二、硬件設(shè)計原理及容硬件設(shè)計思想：通過按鍵輸入控制信號，由單片機進展處理，并將行

13、列信號分別通過顯示驅(qū)動輸入點陣屏和數(shù)碼管，控制點陣和數(shù)碼管的顯示. Led 16*16 點陣屏74HC595 ATmega16按鍵控制信號列信號行信號74hc15474hc16474ls138六位七段數(shù)碼管段選*ua=選位 選 Atmega16引腳圖硬件模塊一基于Atmega16單片機,利用4片點陣屏的組合來實現(xiàn)16*16的顯示，從而使?jié)h字的顯示變成可能。我們分別采用兩片74ls595來控制行的顯示，用一塊74ls154來控列的顯示。本來方案要用兩74ls138的級連來控制列的變化，后來在測試中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)一些問題，于是改為74ls154.且154的使用可以減少資源的占用。 如焊接圖所示，將左右點

14、陣屏的行的控制引腳相連接，按照測試好的順序排成015號，通過100歐的電阻后接到三極管上，三極管的作用是增大亮度。在三極管后同樣使用100歐的電阻，最后接入兩片74ls595.將595的電源和接地連好后，控制端連接到單片機的控制端，100歐的電阻起限流作用。 將上下點陣屏的列的控制引腳相連接，同樣按照順序排為015號，接入74LS154芯片，再將154芯片的電源和接地連接，控制端借入單片機的控制端。 設(shè)置普通鍵盤，連到單片機的控制端作為電子課表系統(tǒng)的控制按鍵。該模塊做為電子課程表的核心系統(tǒng)，能直觀的顯示所需目的，簡便、快捷、容易理解。圍繞這一模塊完成以后的拓展工作。模塊一硬件圖硬件模塊二七段數(shù)

15、碼管顯示時分秒1.用74hc164實現(xiàn)8路并口輸出的擴展，占用單片機的兩個端口。編寫hc164_send_byte()函數(shù)，程序控制hc164_data(PD6)作為數(shù)據(jù)線，將一字節(jié)由高位到低位，依次輸出，輸出時先根據(jù)該位的數(shù)值置PD6為1”或0”，然后控制hc164_CLK(PA7)輸出1”，再輸出0”，模擬時鐘信號，將PD6數(shù)據(jù)打入74hc164。循環(huán)移位8次后，將1字節(jié)的數(shù)據(jù)由低位到高位串行輸入到74hc164中，即可在74hc164的輸出端得到并行的8位數(shù)據(jù),即七段數(shù)碼管的段碼值。2.用74ls138實現(xiàn)6路并口輸出的擴展，將位選的段碼值依次打入74ls138，74ls138任一時刻只

16、有一個輸出口輸出低電平，對應(yīng)的一位數(shù)碼管被選中，掃描6次后可以實現(xiàn)六位數(shù)碼管的顯示。4.51歐電阻起限流的作用。6.該模塊可以實現(xiàn)時分秒的顯示，補充并強化了電子課表的功能，為了節(jié)省單片機布局有些不合理的端口，用了兩處串入并出的擴展。模塊二硬件圖系統(tǒng)設(shè)計所需資源及參數(shù) Atmega16單片機、88共陽點陣屏4個、74HC595移位存放器 2個、74ls154 譯碼器1個、100歐電阻32個、NPN8050三極管16個、排線假設(shè)干、共陰三位七段數(shù)碼管兩塊，74hc164移位存放器一片，74ls138譯碼器一片，51歐電阻8個1、74HC154參數(shù)：描述: 74HC595是告訴的硅構(gòu)造的CMOS器件

17、， 兼容低電壓TTL電路，遵守JEDEC標(biāo)準(zhǔn)。74HC595是有8位移位存放器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。 移位存放器和存儲器是分別的時鐘。 數(shù)據(jù)在SCHcp的上升沿輸入，在STcp的上升沿進入的存儲存放器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位存放器總是比存儲存放器早一個脈沖。 移位存放器有一個串行移位輸入(Ds)，和一個串行輸出(Q7),和一個異步的低電平復(fù)位，存儲存放器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能OE時(為低電平)，存儲存放器的數(shù)據(jù)輸出到總線。 特點：8位串行輸入 /8位串行或并行輸出 存儲狀態(tài)存放器，三種狀態(tài); 輸出存放器可以直接去除 100MHz的移位頻率。輸出能力： 并行

18、輸出，總線驅(qū)動；串行輸出；標(biāo)準(zhǔn)中等規(guī)模集成電路。2、74HC595參數(shù)：QA-QH: 八位并行輸出端。QH: 級聯(lián)輸出端。SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。74595的控制端說明：/SCLR(10腳): 低點平時將移位存放器的數(shù)據(jù)清零。SCK(11腳)：上升沿時數(shù)據(jù)存放器的數(shù)據(jù)移位。QA-QB-QC-.-QH；下降沿移位存放器數(shù)據(jù)不變。(脈沖寬度：5V時，大于幾十納秒就行了)RCK(12腳)：上升沿時移位存放器的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)存儲存放器，下降沿時存儲存放器數(shù)據(jù)不變。(5V時，大于幾十納秒就行了)，更新顯示數(shù)據(jù)。/G(13腳): 高電平時制止輸出(高阻態(tài))。如果單片機的引腳不緊，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時省力。3、74ls138參數(shù)對3個輸入信號進展譯碼。得到8個輸出狀態(tài)。 G1,G2A,G2B,為數(shù)據(jù)允許輸出端，G2A,G2B低電平有效。G1高電平有效。A,B,C為譯碼信號輸出端，Y0Y7為譯碼輸出端，低電平有效。4、74ls164參數(shù)測試過程及數(shù)據(jù)1測試儀器：CVAVR和AVR Studio軟件 ，JTAG下載線，easyavr開發(fā)板。2測試與分析：(1)測試點陣：把萬用表調(diào)到測二極管的檔，用紅表筆觸行輸入端，用黑表筆觸列輸出端。注意觀察256個點是否正常亮。(2)測試按鍵：直接連接按鍵到單個可用LED發(fā)光二極管(這里采用實驗板上發(fā)光二極管