微机原理开放性实验指导书.docx

1、微机原理开放性实验指导书目录第1章 综合性实验实施方案 21.1综合性实验的目的和意义 21.2综合性实验设计任务书 21.2.1综合性实验的任务 21.2.2综合性实验任务书的写作要求 21.3考核及成绩 3第2章 综合性实验的选题 42.1选题1 音乐循环小彩灯 42.1.1课题概况 42.1.2课题要求 42.1.3验收标准 42.2选题2 数显电子钟制作 52.2.1课题概况 52.2.2课题要求 52.2.3验收标准 52.3选题3 篮球比赛倒计时系统制作 62.3.1课题概况 62.3.2课题要求 62.3.3验收标准 7附录 单片机综合实验实验报告模板 8单片机综合性实验指导书第

2、1章 综合性实验实施方案1.1综合性实验的目的和意义微机原理是一门技术性、应用性很强的学科，实验课教学是它的一个极为重要的教学环节。除了随堂实验教学环节，单片机开放性实验更注重实用性，在这一实践环节安排学生完成涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的系统目标板的设计、安装、调试及在此系统板上完成单片微机应用系统，从而使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面锻炼和提高，为今后能够独立进行单片机应用系统的开发设计工作打下良好的基础。为了使学生

3、能很好的通过这一环节得到实践技能的锻炼，达到预期的效果，本环节的目的大体为：（1） 训练学生电路设计、绘图、组装、排错、测试能力；相关软件的操作技能；相关仪器设备的使用技能。（2） 训练学生正确地应用单片机，解决实际问题的能力。（3） 让学生通过做课题，熟悉单片微机应用系统开发、研制的一般过程，软、硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤。（4） 训练学生独立工作的能力，例如查阅资料、组成系统、焊接、硬件测试、软件编程、调试等；培养学生动手能力和分析问题、解决问题的能力以及创新能力。1.2综合性实验设计任务书1.2.1 综合性实验的任务1利用MCS-51单片机的定时器、中断、串行口、Flash

4、ROM等内部资源，8段数码显示器，可与PC机通讯的RS-232C串行接口等外设，实现并焊接制作一个具有多种I/O接口的综合性功能的电路板，完成电路板的安装、调试。2.单片机应用系统的设计课题：（1）音乐循环小彩灯。此课题为基础课题，主要训练学生基本动手能力和对基本元器件的了解。（2）数显电子钟制作。此课题为中等难度课题，主要训练学生将理论知识与实践相结合，完成一个简易、实用的系统。（3）篮球比赛倒计时系统制作。此课题为较复杂的系统，主要训练学生建立产品设计的概念，为今后能够独立进行单片机应用系统的开发设计工作打下良好的基础。1.2.2综合性实验任务书的写作要求1.封面。（见附录）2.目录。3.

5、正文。4.概述所做课题的意义、系统的主要功能及本人所做的工作，具体内容如下：（1）系统硬件电路设计。（2）系统软件设计流程。（3）源程序代码。5. 综合性实验体会：写出开放性实验设计过程中程序运行结果、现象、体验与收获（包括调试过程中印象深刻的经验和教训等）。6.参考文献。7.格式可参照实验指导书格式。1.3考核及成绩本环节必须有成绩考核。1. 考核办法：演示所设计的系统，回答教师所提出的问题，检查设计报告。2. 考核成绩：设计的最终成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五等。第2章 综合性实验的选题2.1 选题1 音乐循环小彩灯音乐循环小彩灯是一款时尚又实用的新型电子产品，依靠色彩的变换起到

6、愉悦心情、缓解压力和消除疲劳的作用。该控制器可用于音乐彩灯、音乐喷泉、音乐门铃等方面的控制。2.1.1课题概况本课题要求能够实现的功能是10个彩灯循环点亮，同时能发出悦耳的音乐。本课题的硬件部分比较简单，电气原理图、电路板及元器件已经配好，可不再添加其他器件。电路部分采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号。计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此电路中采用十进制计数分频器CD4017，它是一种用途非常广泛的电路。其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2、O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周

7、期。表1为元件清单。表1 元件清单序号名称型号数量序号名称型号位号数量1音乐芯片KD-930017芯片CC401712瓷片电容10428电池盒5号两连13电阻680K19红色发光二极管3mm54电阻4.7K110绿色发光二极管3mm55电阻2001011蜂鸣器5v直流LS116芯片NE555112电路板2.1.2课题要求1拿到本套件后清查元器件的数量、质量，并及时更换不合格的元件。2确定元件的安装方式，电阻采用卧式安装，其它元件采用立式安装。3电烙铁焊接时间应控制在2-3S，烙铁温度高时焊接时间短，低时焊接时间长。4电阻焊完后剪掉腿脚用于插接跳线。5插接集成块时要注意方向，U型口对着U型口。6

8、加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊及短路，焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，确认无误后可通电。2.1.3验收标准1.在现有电路板上完成硬件电路焊接。2.完成硬件调试，实现预定功能。3.通过验收，提交报告。2.2选题2 数显电子钟制作钟在日常生活中的使用极为广泛，用单片机实现钟的走时功能，构成电脑时钟，实用性很强。学生在学习了单片机理论知识并进行了单片机实验的基础上，将已掌握的单片机理论知识和实践技能连贯起来，再进行综合性课题的开发，对提高单片机应用系统的独立设计和编程能力帮助很大。在课题设计过程中，学生可对照自己的钟表进行检验和思考，提高学习兴趣。同时，以电脑时钟为基础，还可以延伸、拓展出许

9、多其他用途的课题。2.2.1课题概况 用单片机来模拟时钟，显示时、分、秒。数显电子钟主要具有以下功能：正常情况是一上电六个数码管显示为00-00-00，然后电子钟就开始走。快速按下功能键，进入节电模式，数码管熄灭，但时钟仍在走，再快速按一下，数码管又进入显示模式。长时间按下功能键进入调整模式，可以调整时和分。本套制作共有6 个数码管分别显示时、分、秒。另外设有一个功能键，可以切换调整时、分、秒，增加数值，熄灭节电等功能全部集一键，很方便实用。表2为元件清单。表2 元件清单序号名称型号数量序号名称型号数量1芯片AT89C205118电容30P22共阳数码管0.5寸6920腿底座13三极管9012

10、610电阻10K14电阻47K611电解电容10UF15电阻1K712电路板16晶振12M113电池盒5号三连17按键6mm*6mm12.2.2设计要求1.以AT89C2051单片机为核心器件，组成一个电子时钟系统。2.系统显示器由6位数字型数码管组成，分别显示时间值的小时、分、秒。3.能够对当前的时间进行调整。4.能够实现节能功能。2.2.3验收标准1.在现有电路板上完成硬件电路焊接。2.完成该课题的程序设计，提交程序设计框图及程序设计清单。3.完成硬件与软件综合调试，实现预定功能。4.通过验收，提交报告。2.3选题3 篮球比赛倒计时系统制作现如今,篮球比赛已成为人们日益热爱的一项活动,它不

11、仅能够强身键体而且能够体现一个国家的全民素质,它已成为一种全民性的体育运动项目。因此，篮球比赛的公平性是十分重要的，倒计时系统的准确制作则是体现这一公平性的最重要的途径。篮球比赛倒计时系统是计时器的一个特殊运用。篮球比赛倒计时系统改变了以前用眼睛看时间再吹哨子的来控制时间的方法。使用单片机来制作篮球比赛倒计时系统是用编好的程序来控制计时和警报的，这样节约了人力资源，智能化也公平化许多。并且所有的东西都嵌在小小的芯片上，携带起来也比较方便。单片微型计算机是微型计算机发展的一个重要分支，它以其独特的结构和性能，越来越普遍地应用到国民经济建设的各个领域，而且采用AT89S51单片机设计，能使仪表向数

12、字化、智能化、多功能化、柔性化方向发展，使监测、处理、控制等功能一体化，重量大大减轻，便于携带和使用，具有很高的性价比。2.3.1课题概况本设计采用AT89S51单片机芯片、十二个数码管、四个按键、一个复位开关、晶振、蜂鸣器等部件完成。它不仅可以很好地实现开启、暂停、复位功能，而且可以精确到毫秒。在篮球比赛中有广泛的应用价值。上电显示00-00-00，12.00，说明比赛开始，累计加时开始动作，按P3.6倒计时开始，进入显示000-000，12.00计分倒计时状态。P3.6是暂停/启动/切换键，按P3.4给一个队加分，按P3.5给另一个队加分。本设计有四种显示模式，00-00-00计时模式，0

13、00-000计分模式，H000-000给前一个球队加分模式，000-H000给后一个球队加分。模式操作流程：上电进入计时模式-P3.6键按下进入计分模式，再按又进入计时模式-P3.4键按下进入H000-000模式，P3.5加分，P3.6减分，再按P3.4进入正常计分模式-P3.5键按下进入000-H000模式，P3.4加分，P3.6减分，再按P3.5进入正常计分模式。表3为元件清单。表3 元件清单序号名称型号数量序号名称型号数量1芯片AT89S5118瓷片电容10442四位数码管05643A3920腿底座13三极管90121210电阻10K14电阻47K1311电解电容10UF15电阻4302

14、12电路板16晶振12M113电池盒5号三连17按键6mm*6mm114蜂鸣器5v直流12.3.2设计要求1.以AT89S51单片机为核心器件，组成一个篮球比赛倒计时系统。2. 由人工控制按动计时按钮，可完成倒计时比赛工作，当倒计时结束时，蜂鸣器报警，指示灯亮。当重新倒计时时仍需人工操纵按钮。3.能够完成四种显示模式，00-00-00计时模式，000-000计分模式，H000-000给前一个球队加分模式，000-H000给后一个球队加分。4.能够实现暂停、启动切换功能。2.3.3验收标准1.在现有电路板上完成硬件电路焊接。2.完成该课题的程序设计，提交程序设计框图及程序设计清单。3.完成硬件与

15、软件综合调试，实现预定功能。4.通过验收，提交报告。附录 单片机综合实验实验报告模板 单片机综合实验实验报告班级：姓名：学号：目录第1章 音乐循环小彩灯 21.1系统硬件 21.1.1硬件原理图 21.1.2制作过程 31.2实验体会 4第2章数显电子钟制作 52.1系统硬件 52.1.1硬件原理图 52.1.2制作过程 52.2系统软件及流程图 62.3综合调试 72.4实验体会 7第3章篮球比赛倒计时系统制作 83.1系统硬件 83.1.1硬件原理图 83.1.2制作过程 83.2系统软件及流程图 93.3综合调试 103.4实验体会 10第4章 结论与展望 11参考文献 12附录 程序代

16、码 13第1章 音乐循环小彩灯1.1硬件系统1.1.1 系统总图图1.1 循环小彩灯原理图1.1.2 各个部分原理图 （1）电源：本实验的音乐循环小彩灯的电源为采用由两节五号电池串联组成的电池组，对外可提供稳定输出的3V直流电，电路图表示如下：1.1.3制作过程（1）数据清单：对所给的配件的认识，对所给电阻电阻值的读取。观察电板、所给的芯片和所给电路图。初步分析电路的安排。表1.1 元件清单序号名称型号数量序号名称型号数量1音乐芯片KD-930017芯片CC401712瓷片电容10428电池盒5号两连13电阻680K19红色发光二极管3mm54电阻4.7K110绿色发光二极管3mm55电阻2001011蜂鸣器5v直流16芯片NE555112电路板