电工电子实验教学中心

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一、课程基本信息

课程名称:单片机原理及应用课程设计

课 程 类 型:专业必修课

        分: 2

适 用 专 业:电子信息工程、电气工程及其自动化、通信工程、自动化

    先 修 课 程:单片机原理及应用、模拟电路、数字电路


二、课程性质和任务

本课程设计是电气信息类(电子信息科学与技术、电子信息工程、电气工程及其自动化、通信工程)专业本科学生的一门实践教学必修课。

通过本课程设计,使学生独立地完成一个典型单片机应用系统的设计和调试任务,深刻地领会和掌握《单片机原理及应用》课程中讲述的基本理论和基本技能,在《单片机原理及应用》课程的基础上,进一步培养学生的综合分析与设计能力和动手能力,为后续课程学习和今后从事电子信息系统及相关领域的实际工作打下坚实的基础。

三、课程教学目标

本课程要求学生根据具体设计题目的要求,综合运用《单片机原理及应用》课程的理论知识与设计课题相关的参考资料,实验室提供的基本开发仪器、工具和具有的其它软硬件环境,设计一个典型的单片机应用系统,并通过实验室提供的系统板和自己在实验板上搭建的简单外围电路调试出结果。

四、理论教学环节和基本要求

主要内容包括理论设计、硬件制作、软硬件调试及报告等几大部分。

理论设计包括总体方案的选择(要求使用Proteus或者Protel软件画出与所选题目有关的应用系统电路图)、硬件结构组成图和软件流程设计图等;

硬件制作部分由实验室统一提供单片机系统板,学生应手工焊接单片机板,并在实验板上或面包板上搭建系统板所不能提供的外围具体应用电路构成整体应用系统;

软件设计利用Keil C51软件开发平台,采用C或汇编语言进行软件程序编写。硬件电路的可靠焊接和软件程序的编写是本课程设计的关键环节,通过软硬件综合调试使学生熟悉并掌握单片机软硬件开发的整个流程。

课程设计的最后要求撰写设计总结报告,把理论设计内容、调试过程及性能指标的测试结果进行全面总结。

      五、实践教学环节和基本要求

以下设计内容每个同学可任选一项,(题目中只给出基本要求,可发挥实现其他功能,实现功能越多则成绩越高),学生也可以采用其他的一些以单片机为核心的实际课题项目作为课程设计的内容。

 

1)广告灯的设计:键盘控制8led发光二极管作N种不同的变幻,每种变幻要求发出不同的提示音。

2)数字计数器:对按键次数进行计数,并在LED数码管上显示计数,要求按键一次只能计数1次。

3)电子密码开关:由键盘控制继电器开关,通过键盘设置密码,当密码输入正确之后,继电器动作。

4)直流电机的控制:产生PWM信号控制电机的转速,通过键盘使电机转速增加或减少。

5)简易四则运算器:键盘进行0-9的数字输入以及加、减、乘、除运算的实现。输入的数据与计算的结果在数码管上显示。

6)乐音键盘的设计:利用键盘矩阵输入1234567等各种音调,单片机IO口输出各种不同频率的脉冲信号驱动小喇叭发出各种不同乐音。

7)简易电压测量仪:利用单片机内部的ADCAD0809等其他AD转换芯片作为数据采集器进行简单的电压测量,能够利用键盘来变换测量的量程,并将测量结果显示在数码管上。

8)电子时钟设计:利用DS1302等时钟芯片制作一个电子时钟,要求能够将年月日时分秒等信息,通过键盘控制分别显示在数码管上显示。

9)简易信号发生器:利用PWM信号或利用DAC0832转换器产生不同频率的正弦波。

11)串口通讯:利用串口和232串行协议与PC机之间进行全双工通讯。利用windows操作系统附件里的超级终端与单片机进行串行联络,通过超级终端控制单片机板上的LED灯的亮灭。

12)温度测量1:利用18B20数字传感器对环境进行温度测量,并数码管显示。

13)温度测量2:利用PT100铂电阻传感器对环境进行温度测量,并数码管显示。

14)温度测量3:利用热敏电阻进行环境温度测量,并数码管显示。

15)湿度测量: 利用数字湿度传感器对环境进行湿度测量,并数码管显示。

16)光照测量:利用光敏传感器检测光线,启动和关闭220V电灯。

17)避障检测:利用红外发光管和接收管,检测障碍物。

18)倒车雷达:利用超声波传感器或红外传感器模拟倒车雷达测距。

19)风扇调速:利用晶闸管实现220V交流电风扇的调速。

20)步进电机控制:控制步进电机模拟电梯的升降。

 

     六、有关教学环节的说明

理论设计及演示,占总成绩20%;

硬件制作和调试结果,占总成绩50%;

设计报告,占总成绩30%。

 

课程设计报告的撰写内容:

包括:封面(设计题目、设计者专业班级、姓名、学号),目录,设计方案,硬件原理设计图,软件流程图,设计的有关算法,操作说明,调试、实验方法及结果,设计总结,参考文献,附录等。程序清单放在附录中。

课程设计报告一律用计算机打印输出电子稿。上交打印稿的同时要上交电子文稿,文件格式为.doc或.pdf。

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