嵌入式课程设计指导书.doc

嵌入式课程设计指导书安阳工学院计算机科学与信息工程学院2012年9月课程设计基本目的1. 通过本课程设计的实践及其前后的准备与总结，复习、领会、巩固和运用嵌入式课堂上所学的开发方法和知识，比如，项目的完整设计与开发过程、结构化模块技术方法等。特别是结构化分析、结构化设计、快速原型开发、面向对象分析与面向对象设计。2. 为学生适应毕业后团队合作开发规模稍大项目和综合应用本专业所学习的多门课程知识（例如，软件工程、程序设计语言、嵌入式微控制器、操作系统、微机原理与接口技术、模拟电子技术等）创造实践机会。为学生提供主动学习积极探索与大胆创新的机会。3. 使学生通过参加小组团队的开发实践，了解项目管理、团队合作、文档编写、口头与书面表达的重要性。4使每个学生了解硬件开发平台与嵌入式系统集成开发环境以及嵌入式操作系统对于项目开发的重要性，并且重点深入掌握好一、两种较新或较流行的微控制器（单片机）和程序设计语言、技能（比如，基于mc9s12dg128单片机设计数字温度计，万年历等）。5. 通过“稍大的”富有挑战性的嵌入式系统项目开发实践，为学生提供主动学习（比如，基于mc9s12dg128单片机设计、dubeg128监控程序、CodeWarrior开发环境、嵌入式操作系统等内容的学习）、深入实践的机会，并且通过课程设计实践中，提高学生的自学能力、书面与口头表达能力、创造能力和与团队其他成员交往和协作开发软件的能力，提高学生今后参与开发稍大规模实际软件项目和探索未知领域的能力和自信心。要求、内容与时间分配1要求（含工作量要求）：a 总体要求1) 硬件设计，编程语言的应用和掌握；2)软件工程思想、方法和技术的应用和掌握；3)团队合作、沟通技巧和职业道德方面的训练。b 具体要求完成项目开发计划、需求分析说明书、软件设计说明书、软件测试分析报告2.内容与时间分配：1、命题 由教师命题，以开发小组为单位选择课题，经教师审查调整后确定。2、需求分析 对所选择课题的问题域进行深入调查研究的基础上，对系统的功能及性能需求进行分析，写出需求规格说明书；包括可行性分析报告、系统的需求模型。 本阶段末进行需求方案评审。3、软件设计 软件设计分两个阶段进行：总体设计和详细设计 总体设计：确定系统总体设计方案；建立软件系统的体系结构，完成系统的模块化，建立系统的静态模型及动态模型，进行用户界面设计。 详细设计：对模块内部过程及数据结构进行设计，由小组成员分工完成。 4、编码及软件测试编写程序。要求给出详细的注释，包括：模块名，模块功能，中间过程的功能，变量说明等。 所有测试过程都要求采用综合测试策略；先作静态分析，再作动态测试。应事先制订测试计划，并要求保留所有测试用例，完成测试报告。 由学生完成：模块测试、组装测试、系统（或功能）测试（时间由学生在编码阶段自行安排）。 5、验收测试验收测试由教师完成：以开发小组为单位进行 考核与成绩评定办法根据软件开发文档、源代码和运行系统的质量进行考核，学生成绩以优、良、中、及格、不及格等级评定的方式给出。课程设计题目多机通信和单片机与PC机通信一 描述随着单片机和微机技术的不断发展，由PC机和多台单片机构成的多机网络监控系统已成为单片机技术发展的一个方向。它结合了单片机在实时数据采集和微机对图形处理、显示的优点。同时,Windows环境下后台微机在数据库管理上具有明显的优势，二者结合，使得单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制，而形成了向以网络为核心的分布式多点系统发展的趋势。在许多工业生产中，用计算机对生产过程实行实时监控，对下位单片机采集来的数据进行实时数据处理，以及控制信号的产生与传输等功能。在这种工业生产的特定环境下，计算机要与过程控制的实时信号相联系，因此要求计算机能实现对串行端口的直接操作。二 要求1、目标：实现一个能够一个主机同多个主机通信的系统2、具体任务：为完成目标，在课题中必须完成的任务的详细描述（1）、如果想让主机与从机1通信则闭合与从机1通信的开关，断开其它开关。（2）、然后按下键盘，观察主机发送的数据。（3）、如果再想让主机与从机2通信则断开从机1通信的开关，闭合和从机2通信得开关，接着按下键盘，观察主机发送过来的数据。（4）、如果想和pc机通信则先断开从机2通信得开关，闭合与pc机通信的开关，通过串口精灵观察与主机发送的数据。竞赛抢答器系统一 描述 本系统是借用单片机采用模块化设计的智能抢答器，主控与参赛者设为终端分系统。参赛者分系统设有：抢答按纽、提示功能等（声音提示和LED显示）；主控分系统有：开始控制按钮、时限设定、加分按钮、复位按钮。参赛者系统，除享有抢答按纽的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能；主控系统的控制按钮做开始控制，根据活动参赛者的层次，对提前抡答者的行为设定为无效，对回答问题限时设为倒计时式，并有公示性显示。 本系统采用模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和复位等7个键。在后台主持人可以设置选手回答问题的时间。新时间开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号，在最后十秒扬声器发生提示。计时完毕回答结束。抢答主板是整个抢答器的核心，其关键是单片机AT89C51。内部电路设计用汇编语言编写。它完成了时间参数的设定，抢按号码的译码，保存；显示；输出，抢按及答题倒计时功能等。显示及指示：本设计中，有一个共阴的数码管组，四个数码管。其中三个显示时间，一个空位，一个显示抢答号码。主持人依次下复位键（RESET），开始抢答键后开始抢答。抢按无效。若选手抢按成功，则可以答题，数码管显示主持人设置的时间同时也显示选手号码。抢答器的基本工作原理:在抢答竞赛或呼叫时2，有信号送入主电路中，抢答器内部的寄存器工作，并识别、记录号码，同时内部的定时器开始工作，记录有关时间并产生超时信号。在整个抢答器工作过程中，显示电路、语音电路等还要根据现场的实际情况向外电路输出相应信号。抢答器的工作流程分为、系统复位、抢答开始、设置回答倒计时、回答开始、计分等几部分。二 要求1设计一个智力竞赛抢答器，晶振12MHZ，可同时提供8路选手或8个代表对参加比赛，编号为1，2，3，4，5，6，7，8各用一个按钮。2节目主持人5个控制开关，用来控制清零和抢答开始，即时开始，以及抢答时间和限时时间的调节。3抢答器具有数字锁存功能，显示功能和声音提示功能。抢答开始，若有选手按动抢答器按钮，编号立即锁存，并在LED上显示选手的编号，同时灯亮且伴有声音提示。此外，要封锁输入电路，禁止其它选手抢答。4最先抢答的选手编号一直保持到主持人讲系统清零。5（1）4位LED分功如下：开始抢答：抢答时间选手编号当某选手固定后：显示限答时间（2）主持人功能键K1选手加十分K2选手加五分K3回答时间设置（+50s）限时开始 K4回答时间设置（+10s）K5抢答开始K6RST键，清零K7回答开始单片机温度控制系统项目要求用AT89552控制一个电烤箱，要求满足下列要求：（1）数码管能实时的显示电炉当前的温度（2）在不超过最高温度下能够通过按键来设置想要的温度并显示键K1K4的功能分别是：K1-设置键（按下后开始设置相当于选位）K2-加一键（对选中位的数加一）K3-减一键（对选中位的数减一）K4-启动/复位键（启动功能：对设置完三位的值后的确认并转去实时显示当前的温度值。复位功能：报警消除）（3）DS18B20温度采集（4）超过设置值-5+5摄氏度时能发出超限报警（5）恒温控制，误差在-2+2摄氏度遥控器控制步进电机系统一 描述随着红外技术的发展，红外遥控以其安全方便的特点越来越受人们喜爱，本文的设计就是基于简单红外遥控而设计的，用简单的红外技术遥控步进电机，带动天车运动，以达到省时省力之目的。二 要求1整个系统要求用4个功能键控制步进电机（天车用）；2整个系统分红外发射单元和红外接收单元；（1）红外发射单元：每按一下键即发送其键值对应的红外脉冲例如：1号键发一个脉冲 2号键发二个脉冲 （2）红外接收单元：接收完相应的脉冲后，求出键值，从而转到相应的控制（进、倒、停）；3停、倒为天车遥控器，控制功能（1）天车位移距离050m（设步进电机转5步天车移动1m）（2）K11左移，0右移K21启动，0停止K3给定值（十位）K4给定值（个位）4系统功能（1）按位移设定好给定值后，按下启动键，步进电机即可带动天车到给定的位置为止；（2）可根据预先设定值正反转（左右移动），启动/停止键进行人工控制；5四位显示：图3前两位显示给定值（050m）后两位显示控制值（精确到m）单片机交通灯控制系统一 描述1现实需求 当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化、方便人、车、路三者关系的协调，多值化方向发展随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道路建设完成初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。在现代化的大城市中, 十字交叉路口越来越多,在每个交叉路口都需要使用红绿灯进行交通指挥和管理,红、黄、绿灯的转换要有一个准确的时间间隔和转换顺序,这就需要有一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理,该系统是用于城市交通数据检测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 2. 对功能的要求该系统能够自动且准确无误的控制路口的各个方向的红绿灯的亮灭和准确的车辆的行与等待时间及人行道通行与等待的控制，且能够一直的循环下去。不受外界的干扰（除非人为的根据车行情况而去控制各个道路的通行改变的按键）。 该系统设置了3个按键，分别为K，K2，K3。K1按键控制，当A道车辆拥挤时，但B道无车辆通行时，按下按键K1，使A道通行，B道禁行15S，以缓解A道的交通压力。K2按键控制，当B道车辆拥挤时，但A道无车辆通行时，按下按键K2，使B道通行，A道禁行15S，以缓解B道的交通压力。K3按键控制，当有紧急车辆通过时，各道都禁止通行，以便让紧急车辆通行20S，以便紧急事件及时处理。3. 对性能的要求（1）时间特性按键响应时间约为10ms。LED显示为倒计时（单位为1秒）。（2）灵活性各个道路能够自动循环控制，而互不干扰。4交通规则的要求交通规则1：A1道通行和左拐，人行道4 放行，时间为30S。交通规则2：A2道通行和左拐，人行道3 放行，时间为30S。交通规则3：B道通行，人行道1和人行道2 放行，时间为20S。交通规则4：B道左拐和右拐，人行道禁行，时间为20S。交通规则如下图所示： 图3 交通规则图2 要求整个十字路口分A道和B道路，A为主道，B为支道，设计要求如下：(1)、晶振采用12MHZ。(2)、用发光二极管模拟交通信号灯，共4组，每组有红，黄，绿三个灯，如下图所示： 图1 路口交通灯摆放图(3)、正常情况下，A，B两车道轮流放行，A车道放行30S，其中要用5S用于警告，B车道放行20S，其中5S用于警告。(4)、在交道繁忙时，交通灯控制子系统应有手动开关，可人为的改变支道灯的状态，以缓解交道的拥挤状况。在B车道放行期间，若A道有车而B道无车，按下开关K供A车道放行15S；在A车道放行期间，若A道有车而B道无车，按下开关K2供B车道放行15S。(5)、在紧急车辆通过时，按下开关K3，使A，B车道均为红灯，放行20S。(6)、A道或B道通过是有倒计时LED显示（两位）。提示：项目要求4用INT1；项目要求5用INT0；智能密码锁系统1描述随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要求可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。传统的门锁既要备有大量的钥匙，又要担心钥匙丢失后的麻烦。另外，如：宾馆、办公大楼、仓库、保险柜等，由于装修施工等人住时也要把原有的锁胆更换，况且钥匙随身携带也诸多便。随着单片机的问世，出现了带微处理器的密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化、科技化等功能。从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。目前西方发达国家已经大量应用智能门禁系统， 设计本课题时构思的方案：采用以AT89S52为核心的单片机控制方案，能防止多次试探而不被破译，从而有效地克服了现实生活中存在的许多缺点。2 要求（1）总共可以设置8位密码，每位密码值范围18。（2）用户可以自行设定和修改密码。（3）按每个密码键时都有声音提示。（4）若键入的8位开锁密码不完全正确，则报警5秒钟。（5）开锁密码错3次要报警1分钟，报警期间输入密码无效，以防窃贼多次试探密码。（6）键入的8位开锁密码完全正确才能开锁，开锁时要有1秒的提示音。（7）电磁锁的电磁线圈每次充电5秒，然后恢复初态。（8）密码键盘上只有8个密码按键，锁内有备用电池，只有内部上电复位时才能设置或修改密码，因此，仅在门外按键是不能修改或设置密码的。（9）密码设定完毕后要有2秒的提示音。基于CAN总线的温度传感器设计与实现一个基于CAN总线的温度传感器。基于CAN总线的湿度传感器设计与实现一个基于CAN总线的湿度传感器。基于RS232与CAN接口适配器设计与实现一个基于RS232与CAN接口适配器。袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿