1、单片机课程设计任务书单片机原理与应用课程设计任务书适用专业 课程名称 单片机原理与应用 电气工程学院年 月单片机课程设计任务书一、 设计的目的、任务目的:系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力,能通过独立思考、查阅工具书、参考文献,寻找解决方案;任务:完成所选题目的分析与设计,达到技术性能要求。提交正式课程设计总结报告一份。设计题目尽可能先用单片机EDA仿真软件Proteus软件仿真,软件仿真通过后,有条件的同学进一步完成硬件电路设计,并调试通过,各题目最后采用的编程语言为Keil C51。二、被选设计题目1、数字音乐盒设计
2、要求:1、利用I/O口产生一定频率的方波,驱动蜂鸣器,发出不同的音调,从而演奏乐曲(最少储存三首乐曲,每首不少于30秒)2、采用LCD显示信息3、开机时有英文欢迎提示字符,播放时显示歌曲序号(或名称)4、可通过功能键选择乐曲,暂停,播放5、选作内容:显示乐曲播放时间或剩余时间6、本设计中用89C51单片机,4*4键盘,蜂鸣器,16*2 LCD,七段显示数码管LED2、出租车计价器设计要求:1、不同情况具有不同的收费标准。白天、晚上、途中等待(10min 开始收费)2、能进行手动修改单价3、具有数据的复位功能4、IO口分配的简易要求,距离检测使用霍尔开关A44E,白天/晚上收费标准的转换开关,数
3、据的清零开关,单价的调整(最好使用 和 按键)5、数据输出(采用LCM103 )单价输出2 位、路程输出2 位、总金额输出3 位6、按键启动计时开关、数据复位(清零)、白天/晚上转换3、数字温度计设计要求:1、基本范围-50-1102、精度误差小于0.53、LED数码直读显示扩展功能1、实现语音报数2、可以任意设定温度的上下限报警功能4、交通灯设计基本要求:1、系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。2、系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。5、电子密码锁基本要求:1、系统能完成开锁、超时报警、超次锁
4、定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。2、还具有调电存储、声光提示等功能,依据实际的情况还可以添加遥控功能。6、用单片机实现的自动拨号器设计要求:1、本课题设计的电话自动拨号器以单片机为核心器件,一旦检测到有告警发生,便自动通过电话线拨打你本人的手机或指定的固定电话。2、通过附加各种探头,不但可用于气体泄漏、防盗等的报警,稍加改制还可用于无人值守台站的通信设备及电源的故障告警。7、电子钟的设计 基本要求:1、主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成2、秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,一般用石英晶体振荡器加分
5、频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计3、译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码,通过六位LED七段显示器显示出来4、整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号,然后去触发一音频发生器实现报时5、校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。 8、交通信号钟的设计一、设计任
6、务与要求1设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设为25秒;2要求黄灯先亮5秒,才能变换运行车道;3黄灯亮时,要求每秒钟闪亮一次 。4根据交通灯控制系统框图,画出完整的电路图和波形图。9、自动豆浆机控制电路1、设计内容:利用单片机设计一个自动控制电路来控制豆浆机的工作,让它能够控制豆浆机把容器中浸泡好的黄豆加工成煮好的豆浆,并按规范制作设计说明书2、主要性能要求:当放入适量浸泡好的黄豆、加入适量的冷水,将豆浆机电源插头插入220V交流电源,豆浆机指示灯亮起、发热管开始对水进行加热。当水温加热到80度左右,豆浆机停止加热。然后开始每粉碎1
7、5秒停5秒共5次的粉碎过程。再经过2分钟左右的烧煮,最后豆浆机发出提示音,即告豆浆加工结束。3、注意:在粉碎和烧煮豆浆过程中,会产生较多的泡沫。所以,这两个阶段存在加热与溢出之间的一对矛盾,应有适当的解决方案。10、倒计时秒表设计要求1、可以实现正常秒表的所有功能,包括启动,暂停,复位等2、可以自由设定倒计时时间(10s,20s,30s.),并进行倒计时(10s,20s,30s.)3、显示方式自选4、任选一款51单片机5、扩展功能:在秒表基础上增加时钟功能;倒计时完成时加入报警单元,如声音,灯光等11、一个用于赛场的篮球计时计分器设计要求1、能记录整个赛程的比赛时间,并能修改比赛时间2、能随时
8、刷新甲、乙两队在整个比赛过程中的比分。3、中场交换比赛场地时,能交换甲、乙两队比分的位置。4、比赛结束时,能发出报警声。12、定时闹钟设计要求1、能显示时时分分秒秒。2、能够设定定时时间、修改定时时间。3、定时时间到能发出报警声或者启动继电器,从而控制电器的启停。13、设计一个单片机控制的智力竞赛抢答器设计要求:1、设置两个功能键:开始键、复位键。2、按下开始键后可以进行抢答,按下复位键恢复初始状态。3、能容许26组抢答能显示抢答组号,并给出状态信号。4、各组计分,并能计分显示。5、比赛结束时,能发出报警声。14、设计一个单片机控制的交通灯控制系统设计设计要求:1、A 道和B道上均有车辆要求通
9、过时,A、B道轮流放行。A道放行 5分钟(调试时改为5 秒钟),B道放行4 分钟(调试时改为4 秒钟)。 2、一道有车而另一道无车(实验时用开关 K0 和 K1 控制),交通灯控制系统能立即让有车道放行。 3、有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止普通车辆通行,A、B道均为红灯,紧急车由K2 开关模拟。 4、绿灯转换为红灯时黄灯亮 1秒钟。15、多功能秒表系统设计设计要求:1、能同时记录四个相对独立的时间并分别显示。 2、两位LED显示,显示时间为0099秒。 3、每秒自动加1。 4、一个开始按键、一个复位按键、一个暂停按钮。5、翻页按钮查看四个不同的计时值 。 16、病房呼叫系统设计设计要求:1
10、、设计一个可容64张床位的病房呼叫系统。2、要求每个床位都有一个按钮,当患者需要呼叫护士时,按下按钮。此时护士值班室内的呼叫系统板上显示该患者的床位号,并振铃3秒。3、当护士按下“响应”键时,取消当前呼叫。17、电子万年历设计设计要求:1、显示年月日时分秒及星期信息。2、具有可调整日期和时间功能3、增加闰年计算功能18、一对多串行通信设计设计要求:1、用单片机的串行接口完成多台单片机之间的通信联络。2、具有全双工通信方式。可以将一台单片机设为主机,也可不设主机。19、加热定时器设计设计要求:为系热水器设计一定时器,早7:00-晚10点保证供热水,并要求周六、周日全天供水。20、恒温控制模拟设计
11、设计要求:1、对一定范围的温度进行控制,低于此范围则加热,高于此范围则降温。2、要求给出正常、加热、降温信号。21、电子秤设计设计要求:1、利用压力传感器检测重量信号,经放大和A/D转换,并经单片机处理后在LED上显示出被称重量值。2、最小显示单位为1克。22、步进电机正反转设计设计要求:设置开始、停止以及正反转键。转速以及转向由数码管显示。23、步进电机加减速设计设计要求:1、设置开始、停止以及加减速键。2、要求显示运行状态,并设置一个极限值,当速度超过极限时发出报警信号。24、电子打铃器设计要求:要求按学校上下课铃响铃次序设计电子打铃器,周六周日不打铃。25、直流电机调速设计设计要求:通过
12、改变A/D输入来调节D/A输出,进而控制直流电机的转速。26、频率计设计设计要求:利用单片机的定时器/计数器定时和计数,计算出频率,用LED数码管显示出来。27、报警器设计设计要求:设计一报警器,当第一次触发时发出报警信号,延时后报警信号停止。十秒内没有第二次触发则复位,十秒内触发第二次则持续报警,只可由复位键复位。28、简易数字电压表设计设计要求:1、 利用ADC0809设计一简易数字电压表,要求可以测量05V之间8路输入电压值,电压值有四位LED数码管显示,并在数码管上轮流显示或单路选择显示。2、 测量最小分辨率为0.019V,测量误差约为+0.02V。29、水位计设计设计要求:1、设计一
13、自动水位控制器,使其具有均匀水流出。当水位降到一定程度时,停止放水,开始注水。2、当水位升到一定程度时,停止注水,开始放水。要求给出信号。30、点对点串行通信接口设计设计要求:1、用单片机的串行接口完成两台单片机之间的通信联络。具有全双工通信方式,波特率可调。2、可扩展为单片机与通用计算机(RS232口)之间的通信联系。31、微波炉控制设计设计要求:1、设置开始键,功率设置键(设置功率,可以分为大、中、小三档,初始为中档,由LED显示),定时键(设置时间)以及复位键。32、微电脑彩灯控制器设计要求:1、用单片机控制,采用矩阵式输出,使单片机的15根口线可以控制56路彩灯。2、本控制器在电路不变
14、的条件下,通过更改软件,能极方便地实现各种不同的花样控制。33、超声波测距器的设计设计要求:1、设计一个超声波测距器,用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。2、要求测量范围在0.104.00米,测量精度1厘米,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定的显示测量结果。34、16*16点阵LED电子显示屏的设计设计要求:1、设计一个16*16点阵LED电子显示屏2、要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足,可显示图形和文字,显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。35、设计并实现一个各种波形发生电路设计要求:利用单片机P1.0脚输出正弦波、
15、方波、三角波、梯形波、锯齿波,并用示波器观察。36、设计并实现一个电容、电阻参数单片机测试系统设计要求:电阻、电容充放电电路可计算电路时间常数,用A/D转化器测量电压值能测得时间常数值,经单片机计算,算出电阻或电容值,并在LCD上显示。37、简易电子琴设计设计要求:(1)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。(2)要求能通过按键进行贮存编辑的歌曲。38、智能点火系统设计设计要求:1、系统由一片单片机控制,嵌入了能实时检测火焰燃烧情况的检测电路,当火焰熄灭时,系统将自动关闭气阀,防
16、止燃气外泄,还可以在火焰熄灭一段时间后自动重新点火。2、系统由步进电机控制气阀,还设有两个按键来调节步进电机转动的步数,可以控制气阀的开度,从而控制火焰的大小,可以应用于不方便直接用手动调节气阀的场合。39、单片机遥控系统设计设计要求:要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器,另一个单片机系统能被遥控操作。40工业顺序控制系统目的:掌握工业顺序控制程序的简单编程,中断的使用要求:设计并且制作以51单片机为核心的工业顺序控制系统,由P1.0P1.6控制注塑机的七道工序,可以利用七只发光二极管模拟注塑机的七道工序,低电平有效点亮,编制工业顺序控制系统监控程序;编制顺序控制软件,要求每道工序时间延时可
17、以设定,P3.4为开关启动开关,高电平启动。P3.3为外部故障输入模拟开关,低电平报警,P1.7为报警声音输出,设定六道工序只有一位输出 。思考问题:修改程序,使每道工序中有多位输出,考虑注塑机正常使用状态的控制;在此基础上,考虑异常情况时的保护、报警措施。41 IO口扩展与应用 目的:学习单片机系统中扩展IO口的方法;掌握IO口的控制逻辑,学习数据输入输出的种类及程序的编制方法。要求:了解常用的I/O口芯片,硬件扩展,读取开关状态,输出数据并且驱动发光二极管显示出来。思考问题:查询与中断的比较,带有握手信号的并口的控制,输入输出信号的可靠性及保护。42 智能数据采集系统 目的:(1)掌握A/
18、D转换与单片机接口的方法;(2)通过实验了解单片机如何进行数据采集。(3)查询与中断方式进行数据采集的比较;(4)简单数据处理。要求:设计并且制作基于51单片机的数据采集系统,配置AD转换芯片,编制数据采集系统监控软件,数据采集软件,电位器提供模拟输入量(传感器实验系统提供模拟量输入),将模拟量转换成数字量,通过数码管显示出来,分析数据采集精度。问题思考:提高数据采集精度的方法及必要性,AD转换器的种类及各自的特性,改变AD转换器的基准源对转换的影响,查询与中断方式进行数据采集的比较。43 智能信号发生器 目的:(1)了解转换与单片机的接口方法;(2)了解转换芯片的性能及编程方法;(3)了解单
19、片机系统中扩展转换的基本方法要求:利用数字序列输出一个从0V开始逐渐升至5V再降至0V的可变电压,循环并且利用示波器观测波形。制作信号发生器,并且讨论精度及其提高的方法。问题思考:数字信号发生器的精度取决于哪些因素,功率输出时配置的考虑,保护措施的考虑。44 智能仪器设计 目的:掌握8051系统中,扩展输入(键盘)及显示接口的方法要求:人机接口的设计,按下数字键,数码管上相应能显示数字,按下功能键,能相应执行程序问题思考:输入的方式有哪些,如何更有效的利用功能键,监控程序应该考虑哪些问题?45 通用打印机的驱动目的:掌握扩展芯片8255实验应用,通用打印机的初始化编程知识。要求:编制程序,使通
20、用打印机打印RAM区中的ASC码字符。问题思考:使通用打印机打印汉字,数据库的建立,通用表格的生成46. 微型打印机打印字符曲线汉字目的:了解微型打印机和8051系统连接方法,掌握编程技巧。 要求:微型打印机打印实时数据和曲线。47 日历时钟DS12887控制目的:了解日历时钟DS12887A的工作原理;掌握单片机与日历钟芯片的扩展编程。要求:利用系统键盘设置日历、时钟;利用MC3的静态显示器显示年、月、日;利用试验系统的显示器显示时、分、秒。思考问题:在利用单片机编写动态显示程序延迟时间时应该注意些什么?48IC卡存储卡读写实验目的:熟悉IC卡工作原理及IC卡总线结构;利用单片机的IO口线P
21、3.0.P3.1产生IC总线SCL.SDA。要求:以AT24C01A卡为例,根据AT24C01A卡的读写时序编写读写卡的程序,把写入IC卡的数据读到系统内存4000H407EH单元中49语音控制(录音)目的:熟悉语音芯片ISD1420录音工作原理;利用单片机控制语音芯片的分地址录音,增加系统的语音提示功能。要求:把语音芯片ISD1420录音时间分成20段,每段一秒,调用录音子程序,录入语音,建立语音库。50语音控制实验(放音)实验目的:熟悉语音芯片ISD1420放音工作原理;利用单片机控制语音芯片的分地址录音,增加系统的语音提示功能。要求:语音录入结束后,根据段地址,调用放音子程序,还原原来录
22、入语音信号。51步进电机控制目的:了解步进电机控制的基本原理,掌握步进电机的转动编程方法要求:读取显示器上的正反转命令,转速(16级)和转动步数后执行,转动步数减为零时停止转动52. 小直流电机调速实验目的:掌握单片机数控直流电机的速度要求:利用DAC0832芯片进行数/模控制,输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节53. LED16*16点阵显示目的:利用单片机并行控制LED点阵显示;掌握单片机与LED点阵块之间接口电路设计及编程要求:利用取模软件建立标准字库,编制程序实现点阵循环左移显示汉字54.教材所带光盘中的21个课程设计题目三、课程设计报告内容要求1、每b同学在所给课程
23、设计题目当中任选一题,同组中每题最多2人选做,可以自选与单片机相关的设计题目,自选题目最后做出实物。2、概述所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能;3、进行硬件电路设计及描述;4、进行软件设计流程及描述; 5、给出源程序代码及注释;6、画出硬件电路图,给出主程序及流程框图;7、写出课程设计体会 四、分组情况按照行政班进行分组,分组情况如下表:组别班级人数地点指导教师1五、设计时间进程表时间设计内容要求备注1天熟悉题目、查阅资料,拟订方案熟悉内容和要求1.5天按方案进行设计并分析计算完成理论分析计算2天调试或仿真实验整理设计文档完成调试或计算机仿真0.5天答辩答辩小组,将对对题目涉及的专
24、业理论知识、方案的选择、工程技术要求、分析计算等对设计者进行质疑,每人时间15分钟。六、考核办法及成绩:1、考核办法和和依据:、完成设计并提交课程设计报告;、演示所设计的系统;、回答教师所提出的问题;、考勤情况。2、成绩构成、理论方案设计及设计报告,占总成绩40%;、设计制作与调试,占总成绩40%。、答辩,占总成绩20% 3、 考核成绩:分为优、良、中、及格和不及格。1、优秀(1) 遵守纪律,勤于钻研,能按时按量出色地完成任务书中规定的任务,能熟练运用所学理论和专业知识,具有较强的综合分析问题和解决问题的能力,在课题的设计中有独到的见解;完成了制作及调试,功能能达到预期要求;(2) 设计说明书
25、内容完整,分析正确,概念清楚,条理分明,文字通顺,书写工整,图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准;2、良好(1)工作努力,遵守纪律,能按时按量独立完成任务书中规定的任务,能较好地运用所学理论和专业知识,具有较强的综合分析问题和解决问题的能力,完成了制作及调试;(2)设计说明书内容完整,分析正确,概念清楚,条理分明,文字通顺,书写工整,图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准;3、中等(1)工作较努力,遵守纪律,基本上能按时按量独立完成任务书中规定的任务,能基本正确运用所学理论和专业知识,理论设计方案基本合理;基本完成了制作及调试。(2)设计说明书内容完备,分析基本正确,概念较清楚,书写较工
26、整,图纸齐全、符合国家有关标准; 4、及格(1)工作态度及表现一般,在规定时间内勉强完成任务书中规定的任务,基本达到了教学要求,理论设计方案基本合理,硬件设计和软件编制未进行调试,存在一定的错误。(2)设计说明书内容基本正确,书写较工整,图纸齐全、基本符合国家有关标准或仅有局部非原则性错误;5、有下列情况之一者成绩视为不及格(1)工作不努力,有违纪行为,表现差;(2)未能达到设计所规定的基本要求,或设计中有原则性错误;(3)弄虚作假,有抄袭行为,或部分内容由其他学生代做;(4)设计说明书概念不清,图纸不齐全或不符合国家标准;七、课程设计报告的内容及其文本格式(如果进行打印)1.课程设计报告要求
27、用16k纸排版,单面打印,并装订成册,装订顺序:封面设计评语目录正文(设计计算说明书、研究报告、研究论文等)参考文献2.目录格式要求:标题“目录”(三号、黑体、居中)章标题(四号字、黑体、居左)节标题(小四号子、宋体)页码(小四号子、宋体、居右)3.正文格式要求:页边距:上2.5cm,下2.5cm,左2.5cm,右2cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订;字体:章标题,四号字、黑体、居左;节标题,小四号子、宋体;正文文字,小四号字、宋体;行距:1.5倍行距;页码:底部居中,五号;4.参考文献格式要求:标题:“参考文献”,小四,黑体,居中。示例:(五号宋体)期刊类:序号作者1,作者2,
28、作者n.文章名.期刊名(版本).出版年,卷次(期次):页次.图书类:序号作者1,作者2,作者n.书名.版本.出版地:出版社,出版年:页次.八、设计时使用的主要参考书及手册1、单片机原理及应用(“十五”国家级规划教材) 张毅刚 主编 高教出版社2、单片机原理与应用实验指导书 (自编)3、单片微型计算机原理及应用张坤毅等编 西安电子科技大学出版社 1997年4、单片机原理及接口技术 胡汉才编 清华大学出版社 5、依据图书馆现有资料及网络资源。九、建议通过课程设计,可使学生将所学过的电子技术、模数转换技术、传感器技术、单片机技术及智能仪器等知识综合串联起来,通过理论联系实际,从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的标定等这一完整的实验过程,培养学生正确的设计思想,使学生充分发挥主观能动性,去独立解决实际问题,以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用,从而培养和提高学生的独立工作能力及解决实际问题的能力。为毕业设计和以后的工作打下一个良好的基础。当然课程设计不仅仅是要求学生完成所规定的题目要求,同时还要培养学生养成良好的科学态度和严谨的设计习惯。建议学生在课程设计时完成如下文档资料:1. 设计思想和设计说明 2. 硬件原理框图3. 硬件原理图与其软件配合介绍4. 程序存储器和数据存储器的单元分配5. 程序流程图6. 源程序清单 7. 芯片资料
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