课程设计指导书.docx

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课程设计指导书

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一．课程设计概述

微机（单片机）原理及应用课程设计是一门实践性很强的专业基础课程，要求通过理论教学和实验、课程设计等实践性教学环节，使学生能在理论的指导下，主要依靠实践活动，设计出一个小型应用系统。

目的是使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解，掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口等，了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。

学生通过单片机软硬件设计、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。

二．课程设计步骤

1.课程设计要求：

1）根据应用系统的要求，初步掌握总体结构设计的方法和构思，从中选择一种最佳设计方案；

2）根据应用系统结构规模的要求，掌握单片机外部扩充系统硬件设计的基本过程；（硬件设计）

3）根据任务要求和硬件设计要求，首先画出程序的总体流程图、模块流程图，然后进行各软件模块的程序设计；（软件设计）

4）掌握如何应用单片机仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程。

2.课程设计内容、步骤

1）总体方案设计

总体方案设计就是要从宏观上解决“怎么做”的问题。

其主要内容应包括：

技术路线或设计途径、采用的关键技术、系统的体系结构、主要硬件的选型和加工技术、软件平台和开发语言、测试条件和测试方法、验收标准和条文等。

拟定总体设计方案一般要通过认真调研，通过查阅手册、有关文献资料、论证等，最后定稿，以避免方案上的疏忽，造成软、硬件设计产生较大的返工，延误开发进程。

在确定系统的总体方案时，对系统的硬件和软件功能应进行综合性考虑，因为系统的一个控制功能一般是既可以用硬件来完成，也可以由软件来完成，究竟采用什么方式，则要根据系统的实时性及硬件系统的性能价格比综合平衡后加以确定。

一般情况下，用硬件来完成速度快，可节省CPU的大量时间，但这会使系统比较复杂，而且价格会高一些；用软件实现价格便宜，但要占用CPU较多的时间。

所以一般的原则是在CPU时间允许的情况下，尽量采用软件。

具体本课程设计，可以根据设计任务书给定的设计要求和技术指标，选择确定系统硬件的类型，选择相应的硬件模块，确定参数，绘出系统硬件总框图，还应完成软件设计任务分析，确定软件方案、算法，绘出系统软件的总框图。

2）硬件电路设计

硬件设计的主要内容是基于总体方案设计，选择系统所需的各类元器件、设计系统的电子线路图和印刷电路板等。

硬件设计应确保功能设计和接口设计满足系统的需求，并且充分考虑和软件的协调工作关系，注重选用高集成度的器件和采用硬件软化、软件硬化等设计技术。

具体本课程设计，选择Dais实验仿真开发系统作为硬件平台，所以硬件设计比较简单，主要要求熟悉产品说明书，选择模块电路，确定接口电路硬件地址等参数，掌握使用和控制方式等,画出电路总图。

硬件设计中对于可靠性设计，抗干扰设计等作为了解性的内容。

3）软件设计

本阶段的主要任务是：

基于软件工程的思想，拟制出系统软件设计方案，确定控制算法，划分出主要的软件模块、根据需要绘制部分软件模块的流程图、各个软件模块的编写、调试程序和测试软件编写等。

对于微机控制应用型系统，确定控制算法是非常重要的问题。

其主要任务就是确定系统的数学模型，根据数学模型确定系统的控制算法。

常见控制算法如PID控制、自适应控制等。

具体本课程设计，按要求画出系统软件工作流程图，采用C51或汇编语言写出源程序，硬件连接好后进行软硬件联合调试。

软件设计是本课程设计的核心内容。

4）系统功能调试与测试

系统设计完成之后，需对整个系统进行调试。

调试的内容和具体步骤如下：

（1）系统硬件调试：

硬件调试的主要任务是排除硬件故障，其中包括设计错误和工艺性故障。

首先应对系统硬件的不同功能部件进行调试，检查硬件各部件的正确性，然后进行系统硬件联调。

硬件调试方法包括：

a.脱机检查。

用万用表逐步按照电路原理图检查印制电路板中所有器件的各引脚，电源的连接，数据总线、地址总线和控制总线是否有故障等。

b.软件调试。

可以通过一些简单的测试软件来查看各个模块电路工作是否正常。

如果运行测试结果与预期不符，很容易根据故障现象判断故障原因并采取针对性措施排除故障。

（2）系统软件调试：

软件调试的任务是利用开发工具进行在线仿真调试，发现和纠正程序错误。

软件的调试应一个模块一个模块地进行，首先单独调试各功能子程序，检验程序是否能够实现预期的功能，接口电路的控制是否正常等；其次逐步将各子程序连接起来总调，最后将调试好的程序固化在存储器中。

（3）系统硬软件联调：

当系统硬件和软件分别调试完成后，在实验平台上进行系统硬软件联调。

5）撰写设计报告

写出课程设计说明书，参加答辩。

课程设计说明书包含：

（1）写出设计的基本步骤及方案；

（2）硬件设计原理图；

（3）完整的程序框图和程序清单；

（4）软硬件的调试过程和调试方法；

（5）设计者的心得体会；

（6）列出参考文献，格式为作者、文献名、出版单位、出版时间。

三．课程设计考核

1）设计结果占50%；

2）设计报告占50％。

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

多功能时钟

主要任务与

目标

通过设计一个多功能时钟，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的多功能时钟完成以下功能：

①实时显示当前时间（6位数码管显示，2位显示小时，2位显示分钟，2位显示秒）。

②半点及整点时间用蜂鸣器报时，半点短鸣，整点长鸣对应的次数。

22点至6点不鸣。

③能用键盘修改当前时钟。

计划进度与安排：

1）布置任务，分析任务；（1天）

2）方案设计，相关知识学习；（1天）

3）硬件原理图设计；（2天）

4）软件设计；（3天）

5）软硬件调试；（5天）

6）撰写设计报告；（1天）

7）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

多功能倒计时表

主要任务与

目标

通过设计一个多功能倒计时表，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的多功能倒计时表完成以下功能：

①实时显示当前倒计时的天数（6位数码管显示，2位显示年，2位显示月，2位显示日）。

②能用键盘修改当前年、月、日。

（用按键依次切换年、月、日）

③具有秒表功能，显示秒和百分秒，用按键启动和停止。

计划进度与安排：

8）布置任务，分析任务；（1天）

9）方案设计，相关知识学习；（1天）

10）硬件原理图设计；（2天）

11）软件设计；（3天）

12）软硬件调试；（5天）

13）撰写设计报告；（1天）

14）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

多功能电子万年历

主要任务与

目标

通过设计一个多功能电子万年历，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的多功能电子万年历完成以下功能：

①能显示阳历年、月、日。

②能显示星期、小时、分钟。

③能显示阴历月、日，能显示是否闰年。

④可用键盘切换上述功能，且可修改。

计划进度与安排：

15）布置任务，分析任务；（1天）

16）方案设计，相关知识学习；（1天）

17）硬件原理图设计；（2天）

18）软件设计；（3天）

19）软硬件调试；（5天）

20）撰写设计报告；（1天）

21）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

数字电压表

主要任务与

目标

通过设计一个数字电压表，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、A/D转换、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的数字电压表完成以下功能：

1准确测量各个通道输入的模拟电压值0~5V,精度0.02V；

②显示电压值（4位数码管显示，1位显示通道，3位显示电压）。

③自检、自校准功能（键盘配合）。

计划进度与安排：

22）布置任务，分析任务；（1天）

23）方案设计，相关知识学习；（1天）

24）硬件原理图设计；（2天）

25）软件设计；（3天）

26）软硬件调试；（5天）

27）撰写设计报告；（1天）

28）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

数字波形发生器

主要任务与

目标

通过设计一个数字波形发生器，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、D/A转换、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的数字波形发生器完成以下功能：

①能产生正弦波、方波。

②可用键盘切换波形，频率设定（频率：

0~1kHz；步进：

1Hz）。

③能显示当前产生频率，设定的频率。

计划进度与安排：

29）布置任务，分析任务；（1天）

30）方案设计，相关知识学习；（1天）

31）硬件原理图设计；（2天）

32）软件设计；（3天）

33）软硬件调试；（5天）

34）撰写设计报告；（1天）

35）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

多点温度检测系统

主要任务与

目标

通过设计一个多点温度检测系统，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的多点温度检测系统完成以下功能：

①检测的温度范围：

0℃～100℃,精度：

0.5℃。

②能检测多点。

③各检测器单元可显示检测的温度值。

④可通过串行传输线实现上位机温度数据的显示。

计划进度与安排：

36）布置任务，分析任务；（1天）

37）方案设计，相关知识学习；（1天）

38）硬件原理图设计；（2天）

39）软件设计；（3天）

40）软硬件调试；（5天）

41）撰写设计报告；（1天）

42）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

电梯控制器设计

主要任务与

目标

通过设计一个电梯控制器，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的电梯控制器完成以下功能：

①当某层有呼叫并呼叫信号显示时，桥厢模型（步进电机）作相应的运动。

假设平均每层高2mm，要求每层运行时间不超过3秒，平层结束时给出提示信号。

②当有多层呼叫时，桥厢模型（步进电机）将按运行规则作相应的运动，并依次在呼叫的楼层停留5秒。

③能自动显示桥厢模型当前到达的楼层编号。

计划进度与安排：

43）布置任务，分析任务；（1天）

44）方案设计，相关知识学习；（1天）

45）硬件原理图设计；（2天）

46）软件设计；（3天）

47）软硬件调试；（5天）

48）撰写设计报告；（1天）

49）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

电机控制器设计

主要任务与

目标

通过设计一个电机控制器，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的电机控制器完成以下功能：

①上位机能通过串行口设定直流电机转速、方向、启动、停止。

②下位机实时显示电机转速、状态。

③下位机具备可通过外部电压调节电机转速功能。

计划进度与安排：

50）布置任务，分析任务；（1天）

51）方案设计，相关知识学习；（1天）

52）硬件原理图设计；（2天）

53）软件设计；（3天）

54）软硬件调试；（5天）

55）撰写设计报告；（1天）

56）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

交通灯控制器设计

主要任务与

目标

通过设计一个交通灯控制器，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的交通灯控制器完成以下功能：

①按照交通灯变化规律控制灯（4组，每组3个）的变化。

②显示器显示倒计时，最后5秒闪烁。

③能用键盘修改各个方向红灯/绿灯时间。

计划进度与安排：

57）布置任务，分析任务；（1天）

58）方案设计，相关知识学习；（1天）

59）硬件原理图设计；（2天）

60）软件设计；（3天）

61）软硬件调试；（5天）

62）撰写设计报告；（1天）

63）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日

浙江理工大学本科课程设计任务书

专业：

班级：

课程设计名称

智能密码锁

主要任务与

目标

通过设计一个智能密码锁，掌握设计、调试单片机应用系统的方法。

任务涉及的知识点包括汇编（C51）程序语言、MCS-51单片机I/O应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等。

主要内容与基本要求

要求设计的智能密码锁完成以下功能：

（1）设置4位密码,密码通过键盘输入，输入时数码管同时显示。

若密码正确,则锁（继电器模拟）打开。

（2）密码可由用户修改设定。

（3）现场报警功能。

密码输入错误3次,则报警。

报警由蜂鸣器发出报警声实现。

计划进度与安排：

64）布置任务，分析任务；（1天）

65）方案设计，相关知识学习；（1天）

66）硬件原理图设计；（2天）

67）软件设计；（3天）

68）软硬件调试；（5天）

69）撰写设计报告；（1天）

70）答辩。

（1天）

实习地点：

15-202

指导教师

签名

年月日

系意见

系主任签名：

年月日