08单片机课程设计计划.docx
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08单片机课程设计计划
华东交通大学职业技术学院课程设计实施方案
2010～ 2011 年第 1 学期
一、项目名称：
单片机基础课程设计
二、班级：
电子信息2008-1专，信号2008-1专、应用电子2008-1专、电气自动化2008-1专
三、课程设计目的：
1、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。
2、使学生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。
3、使学生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。
四、课程设计具体内容与要求
（一）课题：
同学们可以在以下的课题中任选一项作为设计的课题，鼓励学生自选课题，但必须经任课教师审阅同意。
课题一：
交通信号灯控制系统设计
定时交通信号灯控制
在双干线路口上，交通信号灯的变化是定时的。
假定：
1．放行线，绿灯亮放行25s，黄灯警告5s，然后红灯亮禁止通行。
2．禁止线，红灯亮禁止30s，然后绿灯亮放行。
使两条路线交替地成为放行线和禁止线，就可以实现定时交通控制。
课题二：
简易电子琴设计
设计一个由4×4个按钮（16个）组成的简易电子琴，可以随意弹奏想要表达的音乐。
1．设计系统的硬件和软件设计；
2．程序内至少储存一首歌曲，可自动演奏。
课题三：
抢答器设计
设计一个可供8组同时使用的抢答器。
1．设计系统的硬件和软件设计。
2．要求显示抢答的结果，并有45s的答题时间显示。
（二）基本要求：
1．根据课题的要求规划硬件和接线，画出系统的硬件结构图。
2．编写系统的用户程序，译成机器码并在试验仪上调试。
3．完成课程设计报告。
五、时间、地点、带队指导教师的具体安排
时间：
应用电子专业：
2010年12月16日至2010年12月18日（第16周）
电子信息专业：
2010年12月16日至2010年12月18日（第16周）
电气自动化专业：
2011年1月10日至2011年1月15日（第20周）
信号专业：
2011年1月10日至2011年1月15日（第20周）
指导教师：
卢毓俊
序号
日期
时间
项目
地点
指导老师
仪器设备工具
材料
备注
1
周一上午
0.5天
布置任务
单片机实验室
卢毓俊
2
周一下午
0.5天
硬件设计
单片机实验室
卢毓俊
3
周二
1天
程序设计
单片机实验室
卢毓俊
单片机试验仪
4
周三
1天
写论文
单片机实验室
卢毓俊
单片机试验仪
5
周四
1天
调试
单片机实验室
卢毓俊
单片机试验仪
6
周五
1天
整理论文
单片机实验室
卢毓俊
7
周六
1天
检查、交论文
卢毓俊
六、成绩评定标准与原则
1、考核办法：
①展示实验结果；回答教师所提出的问题，完成实验报告；②查看课程设计报告，随机抽样进行答辩，回答教师所提出的问题；
2、考核成绩：
按“优、良、中、及格和不及格”五个等级评定。
七、纪律要求：
遵守学校的课堂纪律，遵守学校实验室的管理规定。
八、分组：
根据实验室的设备情况，每2~3人一组。
九、交通安排：
（校内进行、实训无此项）
十、经费项目、预算：
本次实训没有材料消耗，但需用电若干。
华东交通大学职业技术学院 机电 系 车辆 教研室
2010年 12月 1日
制定人：
卢毓俊 审核：
批准：
日期：
2010－12－1 日期：
日期：
注：
１、本实施方案在实习（实训）开始前2周报教研室、系、部主任审核，主管院长批准后执行。
２、由教研室保存电子稿,其打印稿一式三份：
交教务科，实习部门或单位，系部各一份，实习前交实习班级若干份。
附：
课程设计论文的规范要求
1.课程设计论文的组成
课程设计论文由封面、课程设计设计（论文）任务书、中文摘要、目录、正文、参考文献、附录等部分组成。
封面由学校统一印制或自己设计，按要求填写。
课程设计（论文）题目一般不超过25个字，要简练准确，可分二行书写；
任务书根据课题的要求填写，自选课题须经指导教师审核签字后生效；
摘要中文摘要字数应在400字左右，包括论文题目、论文搞要、关键词（3至5个）；
目录按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致，主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等；
正文论文正文包括绪论（或前言、概述等）、论文主体、结论。
工科论文要求符合科技论文格式，正文文字应在2000～5000字左右；
参考文献必须是学生本人真正阅读过的杂志类文献和图书类文献，且要与课程设计（论文）工作直接相关。
附录含外文复印件及外文译文、有关图纸、计算机源程序等。
2.课程设计论文的书写
（1）论文要用统一的课程设计（论文）用纸用中文打印或手写。
手写每页20行，每行20－22字，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印正文用宋或楷体小四号字，版面上空2.5cm，下空2cm，左右空2cm（靠装订线一侧增加0.5cm空白用于装订）。
对字体和字号的要求如下：
题目用一号（分两行书写时用小一号）黑体字；第一层次（章）题序和标题用小二号黑体字，题序和标题之间空两字，不加标点，下同；第二层次（节）题序和标题用小三号黑体字；第三层次（条）题序和标题用四号黑体字；第四层次（款）题序和标题用小四号黑体字；第五层次（项）以下标题和题序与第四层次同。
（2）论文中所涉及到的全部附图，不论计算机绘制还是手工绘制，都应规范化，符号符合国颁标准，手工绘制要用绘图笔，图号标注无误。
参考资料1
交通信号灯模拟控制
用单片机可以进行交通信号灯控制，但真正实现起来又会出现诸如信号的驱动、车辆到达的感知等许多具体问题。
为此我们只讨论以模拟方式从方法上进行说明。
所谓模拟就是以每组有绿、黄、红色3支共两组发光二极管表示交通信号灯，以按动按钮表示车辆的到达。
1．定时交通信号灯控制
在双干线路口上，交通信号灯的变化是定时的。
假定：
·放行线，绿灯亮放行25s，黄灯警告5s，然后红灯亮禁止通行。
·禁止线，红灯亮禁止30s，然后绿灯亮放行。
使两条路线交替地成为放行线和禁止线，就可以实现定时交通控制。
假定以P1口线接6支发光二极管（即交通信号灯），因为电路中有反相器的关系，所以口线输出高电平则“信号灯”熄灭，口线输出低电平则“信号灯”亮。
为了实现上述控制要求，P1口共输出4种控制码，如表1所示。
表1控制码表
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
控制码
状态说明
空
空
B线
绿灯
B线
黄灯
B线
红灯
A线
绿灯
A线
黄灯
A线
红灯
1
1
1
1
0
0
1
1
0F3H
A线放行，B线禁止
1
1
1
1
0
1
0
1
0F5H
A线警告，B线禁止
1
1
0
1
1
1
1
0
DEH
A线禁止，B线放行
1
1
1
0
1
1
1
0
EEH
A线禁止，B线警告
参考程序：
MAIN：
MOVP1，＃0F3H；A线放行，B线禁止
MOVR7，＃19H；延时秒数
MAIN1：
LCALLDELAY；1s延时子程序
DJNZR7，MAIN1
MOVP1，＃0F5H；A线警告，B线禁止
MOVR7，＃05H；延时秒数
MAIN2：
LCALLDELAY；1s延时子程序
DJNZR7，MAIN2
MOVP1，＃0DEH；A线禁止，B线放行
MOVR7，＃19H；延时秒数
MAIN3：
LCALLDELAY；1s延时子程序
DJNZR7，MAIN3
MOVP1，＃0EEH；A线禁止，B线警告
MOVR7，＃05H；延时秒数
MAIN4：
LCALLDELAY；1s延时子程序
DJNZR7，MAIN4
AJMPMAIN
DELAY：
1s延时子程序（略）
2．有时间显示的定时交通信号灯控制
“信号灯”的变化规律如前，同时用2位数码管进行30s递减时间显示。
使用P1口输出“信号灯”的控制代码和LED显示器的段码。
假定：
P3.4作个位LED显示器的位控线
P3.5作十位LED显示器的位控线
程序中使用的工作单元定义如下：
R1：
秒数个位字形码寄存器
R2：
秒数十位字形码寄存器
R3：
信号灯控制码寄存器
R4：
LED显示器位码寄存器
R5：
LED显示器段码寄存器
2AH：
30s显示计数器
主程序MAIN
MAIN：
MOV2AH，＃1FH；设置时间显示初值
MOVR3，＃0F3H；A线放行，B线禁止
MOVR7，＃19H；延时秒数
MAIN1：
LCALLDEL1；1s延时子程序
DJNER7，MAIN1；
MOVR3，＃0F5H；A线警告，B线禁止
MOVR7，＃05H；延时秒数
MAIN2：
LCALLDEL1；1s延时子程序
DJNER7，MAIN2；
MOVR3，＃0DEH；A线禁止，B线放行
MOV2AH，＃1FH；设置时间显示初值
MOVR7，＃019H；延时秒数
MAIN3：
LCALLDEL1
DJNER7，MAIN3
MOVR3，＃0EEH；A线禁止，B线警告
MOVR7，＃05H；延时秒数
MAIN4：
LCALLDEL1；1s延时子程序
DJNER7，MAIN4
AJMPMAIN；循环
1s延时子程序DEL1
DEL1：
DEC2AH；显示秒数减1
MOVA，2AH
MOVB，＃0AH
DIVAB；秒数转换为十进制
ADDA，＃2AH
MOVCA，@A＋PC；查表个位数的字形码
MOVR1，A
MOVA，B
ADDA，＃24H
MOVCA，@A＋PC；查表十位数的字形码
MOVR2，A
MOVR6，＃40H；设置循环次数
LOOP：
MOVA，R2；十位数的字形码
MOVR4，＃0EFH；位控码
ACALLDISP；调用显示子程序
MOVA，R1；个位数的字形码
MOVR4，＃0DFH；位控码
ACALLDISP
MOVA，R3；“信号灯”控制码
MOVR4，＃0FBH；“信号码”共阴极控制
ACALLDISP
DJNZR6，LOOP；循环
RET；返回
TABLE：
DBC0H，F9H，A4H，B0H，99H
DB92H，82H，F8H，80H，90H
显示子程序DISP
DISP：
MOVR0，＃0B0H；设置循环次数
MOVR5，A
DISP1：
MOVA，R5
MOVP1，A；字形码输出
MOVA，R4
MOVR3，A；位控制码输出
DJNZR0，DISP1；循环
RET；返回
3．主支线路口的交通信号灯控制
由主线和支线构成的路口，其交通控制原则是尽可能保证主线的畅通，因此通常情况下都是主线放行。
只有在支线有车辆到达时，才放行支线。
具体描述如下：
·在通常情况下，主线为绿灯，支线为红灯。
当支线有车辆到达时，延迟5s后使主线由绿灯变黄灯。
再过5s，主线由黄灯变绿灯，支线由红灯变绿灯。
·支线绿灯后，如主线到达车辆少于3辆，则支线绿灯维持25s，然后变黄灯，再经5s钟，变为红灯，同时主线由红灯变为绿灯。
·若支线变绿灯后的25s之内，主线有3辆以上车辆到达，则在第三辆车到达之时，支线变为黄灯，延迟5s后变为红灯，同时主线由红灯变为绿灯。
电路连接如图所示。
其中按键K1代表支线有车辆到达，按一下后主线发光二极管黄灯亮，然后转红灯亮，同时支线发光二极管应转绿灯亮。
按键K2代表主线有车辆到达。
如在支线放行期间，按键K2按3次，代表主线有3辆车到达。
这时支线发光二极管立即变黄灯，然后转红灯亮，而同时主线发光二极管转为绿灯亮。
由于按键K1接P1.7，因此通过测试P1.7的电平状态就可以了解支线是否有车辆到达。
而按键K2需按下3次才有效。
为此最好采用中断方式实现，具体说就是计数溢出中断，使用MCS-51的定时器／计数器进行计数。
每按下一次按键K2，计数器加1，按3次后就产生计数溢出。
假定使用定时器／计数器1，根据交通信号灯控制的需要，应采用定时工作方式2，以利用其计数溢出后计数初值自动重装的特点。
保证控制的自动性和连续性。
主程序及中断服务程序流程图如下图。
4．有急救车优先的交通信号灯控制
在定时交通信号灯控制的基础上，增加允许急救车优先通过的要求。
当有急救车到达时，路口的信号灯全部变红，以便让急救车通过。
假定急救车通过时间为10s，急救车通过后交通灯恢复先前的状态。
另假设按键K1代表有急救车到来，并以中断方式进行处理。
主程序
ORG8100H
AJMPMAIN
ORG8003H
AJMPINT
MAIN：
SETBEA；开中断
SETBEX0；允许外中断0
CLRIT0；外中断0电平触发方式
LOOP：
MOVR0，＃0F3H；A线放行，B线禁止
MOVP1，R0
MOVR7，＃19H；延时25s
LOOP1：
LCALLDELAY；调用1s延时子程序
DJNZR7，LOOP1
MOVR0，＃0F5H；A线警告，B线禁止
MOVP1，R0
MOVR7，＃05H；延时5s
LOOP2：
LCALLDELAY；调用1s延时子程序
DJNZR7，LOOP2
MOVR0，＃0DEH；A线禁止，B线放行
MOVP1，R0
MOVR7，＃19H；延时25s
LOOP3：
LCALLDELAY；调用1s延时子程序
DJNZR7，LOOP3
MOVR0，＃0FEH；A线禁止，B线警告
MOVP1，R0
MOVR7，＃05H；延时5s
LOOP4：
LCALLDELAY；调用1s延时子程序
DJNZR7，LOOP4
AJMPMAIN；循环
1s延时子程序DELAY（略）
中断服务程序
INT：
MOVP1，＃0F6H；两线都禁止
MOVR7，＃0AH；延时10s
INT1：
ACALLDELAY
DJNZR7，INT1
MOVP1，R0；恢复原状态
RETI；中断返回
参考资料2
乐曲演奏器（简易电子琴设计）
声音是由物体振动产生的。
乐器中弓和弦的摩擦振动，交变电流推动喇叭纸盘的振动等，都会发出声音。
振动频率不同，所发出的声音也就不同，有规律的震动发出的声音叫“乐音”。
乐谱中每一个音符都与一个频率相对应，例如，C调中音“1”，其频率
。
音乐中所用的音频大约在27Hz~4.1KHZ，而人耳能听到的音频大约在18HZ~18KHZ。
单片机用作可编程乐曲演奏器的原理是：
通过控制定时器的定时来产生不同频率的方波，驱动喇叭便发出不同音阶的声音，再利用延迟来控制发音时间的长短，即可控制音调中的节拍。
把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延迟常数，做成数据表格存放在存储器中。
有程序查表得到定时常数和延迟常数，分别用于控制定时器产生方波的频率和发出该方波的持续时间。
当延迟时间到时，再查下一个音符的定时常数和延迟常数。
一次进行下去，就可以自动演奏出悦耳动听的乐曲。
下面是歌曲“新年好”的一段简谱：
1=C1115|3331|1355|432—|
用定时器T0方式1来产生歌谱中个音符对应频率的方波，由P1.0输出驱动喇叭。
节拍的控制可通过调用延时子程序D200（延时200ms）次数来实现，以每拍800ms的节拍时间为例，那么一拍需要循环调用D200延时子程序4次。
同理，半拍就需要调用D200子程序2次。
设单片机晶振频率为6MZ，乐曲中的音符、频率及定时常数三者的对应关系如下：
音符
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
频率
（HZ）
392
440
494
524
588
660
698
784
880
988
半周期
（ms）
1.28
1.14
1.01
0.95
0.85
0.76
0.72
0.64
0.57
0.51
定时值
FD80
FDC6
FE07
FE25
FE57
FE84
FE98
FEC0
FEE3
FF01
乐曲演奏控制程序如下：
ORG000BH
MOVTH0，R1；定时器T0中断入口
MOVHL0，R0；重装定时初值
CPLP1.0
RETI
ORG1000H
MAIN：
MOVTMOD，#01H；主程序
MOVIE，#82H；定时器T0方式1
MOVDPTR，#TAB；表格首地址
LOOP：
CLRA；查表
MOVCA，@A+DPTR；定时初值高8位存R1
MOVR1，A
INCDPTR
CLRA
MOVCA，@A+DPTR
MOVR0，A；定时初值低8位存R0
ORLA，R1
JZNEXT0；R0、R1全0为休止符
MOVA，R0；R0、R1全1为乐曲结束
ANLA，R1
CJNEA，#0FFH，NEXT
SIMPMAIN
NEXT：
MOVTH0，R1；装入定时初值
MOVHL0，R0
SETBTR0；启动定时器
SJMPNEXT1
NEXT0：
CLRTR0
NEXT1：
CLRA；查表
MOVCA，@A+DPTR；延时常数存R2
MOVR2，A
INCDPTR
LOOP1：
ACALLD200
DJNZR2，LOOP1
INCDPTR
AJMPLOOP
D200：
MOV#81H；延时200ms子程序
D200B：
MOVA，#0FFH
D200A：
DECA
JNZD200A
DECR3
CJNER3，#00H，D200B
RET
TAB：
DB0FEH，25H，02H，0FEH，25H，02H
DB0FEH，25H，04H，0FDH，80H，04H
DB0FEH，84H，02H，0FEH，84H，02H
DB0FEH，84H，04H，0FEH，25H，04H
DB0FEH，25H，02H，0FEH，84H，02H
DB0FEH，0C0H，04H，0FEH，0C0H，04H
DB0FEH，98H，02H，0FEH，84H，02H
DB0FEH，57H，08H，00H，00H，04H
DB0FFH，0FFH
END
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