单片机原理及应用课程设计任务书.docx

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单片机原理及应用课程设计任务书

《单片机原理及应用》课程设计任务书

一、课程设计时间

第*周

二、课程设计题目

参照附录中课程设计题目

三、课程设计要求

参照《单片机原理及应用》课程设计指导书

四、课程设计进度安排

周一：

指导教师讲解设计题目、设计思路和说明书格式。

周二：

学生进行总体设计，完成硬件电路方案设计。

周三：

学生进行课程设计的硬件搭接和软件流程图设计

周四：

学生进行软件设计和系统调试

周五：

撰写课程设计任务书。

五、成绩评定

参照《单片机原理及应用》课程设计指导书

六、设计说明书参考目录

1、前言

单片机的应用价值介绍和课程设计目的和意义

2、设计的目的和要求

1.1设计的目的

1.2设计的基本要求

3、系统方案设计

2.1.设计任务分析及方案设计

2.2.硬件总体设计

2.2.1.系统组成方案

2.2.2.扩展单元编址

2.2.3.键盘、显示功能的定义

2.3、软件总体设计

2.3.1.存储单元的分配、标志位的定义

2.3.2.主程序框图及清单（带有注释）

4、系统硬件设计

介绍本系统所选用的各种芯片的功能、引脚、相应的命令控制字格式等。

5、系统软件设计

介绍本系统的主要子程序、中断服务程序的框图及程序清单（带有注释）

6、系统操作说明

介绍本系统的操作使用方法

7、结束语

简述课程设计的收获、体会以及对本教学环节的意见和建议

8、参考文献

9、系统原理图

A3图纸绘制

课程设计参考题目

题目1:

交通灯控制系统

一、设计题目交通灯控制系统

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

交通灯用于控制行人和车辆依次通过十字路口。

其设计要求如下：

1）首先车行道亮绿灯45s，同时人行道亮红45s；

2）45s后，车行道黄灯闪烁3次，亮、灭各1s，此时人行道仍维持红灯；

3）6s后，转为人行道亮绿灯20s，车行道亮红灯20s；

4）20s后，再转到第1）步，如此循环往复；

5）51系列单片机控制整个系统工作；

6）交通信号灯用LED代替；

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目2:

单片机与PC机通信

一、设计题目单片机与PC机通信

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

单片机与PC机器进行数据交换时候，经常采用RS232总线。

通过单片机的串行口与PC机通信。

其设计要求如下：

1）用MAX232系列芯片扩展单片机串口；

2）51系列单片机控制整个系统工作；

3）单片机具备收发数据的功能；

4）PC机端的收发用串口调试助手实现。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目3:

单片机控制电机

一、设计题目单片机控制电机

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

单片机通过继电器控制电机的启动、停止、正转、反转等。

其设计要求如下：

1）用多个继电器实现电机的控制；

2）51系列单片机控制整个系统工作按如下时间运行：

启动时间：

6秒；正转时间：

60秒；停止时间：

2秒；反转时间：

30秒。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目4:

00－59秒计时器

一、设计题目00－59秒计时器

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

1）该计时器具有计时秒表的功能，计时范围为00—59秒；

2）利用软件延时实现一秒计时功能。

3）设计开始、暂停和清零按钮。

4）计时时间利用数码管显示。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目5:

八路抢答器

一、设计题目八路抢答器

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

1）抢答器同时供八名选手或八名代表在比赛中使用，分别用八个按钮s0—s7表示；

2）设置一个系统清除和抢答控制开关s，该开关由主持人控制；

3）抢答器具有定时抢答功能；且一次抢答时间由主持人设定30秒，当主持人启动开始键后，定时器进行显计时，并在数码管上显示计时时间。

4）该系统采用2个数码管显示，抢答启动后，首先显示时间，当有人抢答时，显示抢答人员所对应的编号

5）抢答器具备锁存与显示功能，当选手按下按钮后，锁存相应的编号，扬声器发生声响提示，并在数码管上显示该选手的编号，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目6:

多按键花样流水灯

一、设计题目多按键花样流水灯

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

1）选择一个I/O口控制八只流水灯。

2）设置四个按键K1—K4，按下K1跑马灯，K2流水灯，K3戏水灯，K4则循环三种控制方式。

3）跑马灯：

共8个LED逐次点亮，每隔100ms点亮一个LED，点亮100ms后关闭。

4）流水灯：

共8个LED逐次点亮，每隔100ms点亮一个LED，点亮100ms后下一个LED点亮，当所有LED灯全部点亮后，延时100ms，然后全灭；然后继续上次操作。

5）戏水灯：

共8个LED，第一次1、3、5、7号灯点亮，延时100ms，关闭，延时100ms，2、4、6、8号灯点亮，延时100ms，关闭，延时100ms。

然后继续上次操作。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目7:

双键呼救器

一、设计题目：

双键呼救器

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

双键呼救器用于病房监控，当病人需要紧急呼救时，按下呼救键，报警器发出声音和灯光报警，通知护理人员采取相应的措施。

设计要求：

1）采用两个按键。

即K1呼救按键，K2解除呼救按键；

2）采用声音和灯光报警呼救；

3）声音采用蜂鸣器报警，当K1按下时，蜂鸣器发出频率为20HZ的声波报警；

4）灯光采用4个绿色LED和4个红色LED报警；当K1按下时，红色LED闪烁报警，绿色LED全灭；正常情况下；

5）正常情况下，绿色LED长亮，蜂鸣器静音。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目8:

A/D转换系统设计

一、设计题目：

A/D转换系统设计

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

1）选择一个目前较为常用的A/D器件，对0～5V的电压信号进行采样；

2）采样的结果用两位十进制数显示；

3）用按键控制每次采样动作：

按一次按键，采样一次，并显示；

4）数码管显示具备锁存功能，上电后显示0“00”，当采样一次后，显示采样结果，并保持到下次采样。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目9:

D/A转换系统设计

一、设计题目

D/A转换系统设计

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

1）选择一个目前较为常用的DAC器件，对00～FFH的数字信号进行DAC转换；

2）用按键设置需要DAC转换的数据；

3）用数码管显示需要DAC转换的数据；

4）用按键控制每次DAC转换动作：

设置数据后，即可按下该键，进行DAC转换；

5）输出0～5V电压信号，控制一个LED灯的发光亮度。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目10:

计数器设计

一、设计题目：

计数器设计

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

设计十进制0～99的计数器，采用按键计数，数码管显示。

1）采用按键产生计数值：

按下按键，计数值增加1；

2）采用2位数码管显示，计数初值为0；

3）当计数达到99时，再次按下按键，计数值从1开始增加；

4）设计一个按键，用于清空计数值。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目11:

倒计时器设计

一、设计题目倒计时器设计

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

倒计时器用于定时，设置初值后，启动倒计时，即可开始工作，当计时结束后，用蜂鸣器报警。

1）可设置计时初值十进制数00～99；

2）采用两位数码管显示定时值，并具备锁存功能；

3）采用一个按键设置计时初值；

4）采用一个按键控制倒计时开始；

5）采用一个按键控制计时停止；

6）采用一个按键清空计时值。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目12:

方波发生器

一、设计题目方波发生器

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

方波在电机的PWM控制中较为常用，而方波发生器用于产生任意占空比的方波信号。

在该系统中可以人为调节方波的占空比。

设计要求如下：

1）方波的占空比可调节。

当占空比为0时，输出一直为低电平；当占空比为100时，输出一直为高电平。

2）方波的周期可调节，调节范围从1ms到100ms；

3）采用3个数码管显示输入的数据，初值为50；

4）采用一个按键输入数据；

5）采用一个按键控制周期的调节，但该键按下时，数码管显示的数据即为方波的频率，单位为ms；

6）采用一个按键控制占空比的调节，但该键按下时，数码管显示的数据即为方波的占空比；

7）采用一个按键进行复位控制。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目13:

数码管动态显示设计

一、设计题目数码管动态显示设计

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

数码管在生活中应用较多，常用在低端的家用电器中，用来做人机界面。

数码管有两种显示控制方法：

动态显示和静态显示。

这里采用动态显示。

设计要求如下：

1）采用10个数码管显示0～9这10个数字；。

2）这个10个数字采用滚动显示；

3）采用一个按键控制显示的启停，按下一次，启动显示，再次按下，暂停显示；

4）采用一个按键进行复位控制。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目14:

定时闹钟设计

一、设计题目定时闹钟设计

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计要求

闹钟在日常生活中应用较多，这里将利用单片机设计一个最大定时时间为60分钟的定时闹钟，当定时时间到点的时候，闹钟播放声音，提醒使用者定时时间到。

设计要求如下：

1）采用2个数码管显示定时时间；

2）用按键调节定时时间1～60，单位为min；

3）采用一个按键启动定时器工作；

4）采用蜂鸣器播放声音；

5）采用一个按键进行复位控制（中断定时，或停止蜂鸣器播放声音）。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。

图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

题目15:

LED显示的电子钟

设计任务：

以89C51单片机为核心，制作一个LED显示的智能电子钟。

设计要求：

计时：

秒、分、时、天、周、月、年。

闰年自动判别。

五路定时输出，可任意关断（最大可到16路）。

时间、月、日交替显示。

自定任意时刻自动开/关屏。

计时精度：

误差≤1秒/月（具有微调设置）。

键盘采用动态扫描方式查询。

所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。

题目16:

数字温度计设计

设计任务：

利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。

设计要求：

利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。

其温度测量范围为-55～125℃，精确到0.5℃。

本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。

数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机89C51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示。

从温度传感器DS18B20可以很容易直接读取被测温度值，进行转换即满足设计要求。

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字读数方式。

DS18B20的性能如下：

独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。

多个DS18B20可以并联在串行传输的数据线上，实现多点组网功能。

无须外部器件。

可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V。

零待机功耗。

温度以9或12位的数字读数方式。

用户可定义报警设置。

报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件。

负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

DS18B20采用3引脚PR-35封装或8引脚SOIC封装。

题目17:

以单片机为核心的频率计

设计任务：

设计一个以单片机为核心的频率测量装置

设计要求：

用89C51单片机的定时器/计数器的定时和计数功能，外部扩展6位LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码管显示出来。

被测频率fx＜110Hz，采用测周法，显示频率×××.×××；fx＞110Hz，采用测频法，显示频率××××××；

利用键盘分段测量和自动分段测量。

完成单脉冲测量，输入脉冲宽度范围是100s～0.1s；

显示脉冲宽度要求如下：

Tx＜1000s，显示脉冲宽度×××。

  Tx＞1000s，显示脉冲宽度××××。

要求画出单片机硬件系统框图、电路原理图、软件流程图。

题目18:

简易电子琴设计

设计任务：

设计一个简易的电子琴

设计要求：

利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出8个不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另一音调的声音。

当系统扫描到键盘上有键被按下，则快速检测出是哪一个键被按下，然后单片机的定时器被启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。

如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下，则启用中断系统，前面键的发音停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音调。

题目19:

植物工厂控制系统设计

一、设计任务：

通过单片机，控制红、蓝LED点亮的时间，采集温度、湿度传感器。

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计任务：

设计一个植物工厂的控制系统

四、设计要求：

设计红、蓝2色灯光控制系统，系统可修改2色灯的光照时间。

通过AD转换设计，可实现温度、湿度和土壤含水量的检测，通过三输入值的阈值设计，实现通风和灌溉的自动化控制。

控制系统应实现温度、湿度和土壤含水量的实时显示。

题目20:

自选题目

一、设计任务：

二、设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

三、设计任务：

设计一个植物工厂的控制系统

四、设计要求：

自行撰写