《数字系统综合训练》课程实训任务书.doc

数字系统综合训练课程实训任务指导书课程代号：总学时（或周数）： 3周适用专业：计算机科学与技术专业嵌入式方向先修课程：数字电路与逻辑设计、单片机原理及应用，EDA原理及应用一、课程设计（实践）题目A类：1. 基于单片机的计数显示与基于CPLD的单片机看门狗设计功能要求：用单片机实现加减计数器及秒表，用CPLD实现单片机的看门狗定时器电路。（1） 加1减1计数器采用十进制BCD码。（2） 数码管采用动态显示方式。（3） 按键需进行软件消抖。（4） 利用按键接外部中断使程序进入死循环，来模拟单片机程序跑飞。（5） 单片机程序中适当位置插入发送喂狗脉冲指令。（6） 用CPLD实现硬件看门狗定时器，默认64ms未收到喂狗脉冲则发送单片机复位高电平。（7） 看门狗定时器定时初值可由用户设置。 2单片机与CPLD串口通信设计功能要求：实现CPLD的UART口设计，并与单片机进行串口通信。（1）单片机串口通信采用方式3，第九位数据位为奇偶校验位。（2）实现CPLD的 UART接口模块，主要由波特率发生器、UART发送器、UART接收器组成。（3）双方要做奇偶校验处理。（4）CPLD的UART接口波特率可用按键设置。（5）按键控制单片机向CPLD发送八位数码管阳码，CPLD进行接受并送显示，并由CPLD向单片机发送信号控制单片机点亮LED灯，从而演示通信情况。（6）CPLD采用此波特率的4倍频率进行采样并判断。采样的原则，进行4次采样，如果中间两位是一致的，就认定此值为正确的可以接收；否则丢弃，重新采样。3. 数字频率计设计功能要求：用CPLD实现一个数字频率计检测输入周期信号的频率，用单片机产生待测方波信号。（1）频率计测量范围是1hz1mhz，结果用4个数码管显示。（2）数码管采用动态显示方式（3）量程分为4档，分别是：1999hz、1.0009.999khz、10.0099.99khz、100.0999.9khz。当频率超过量程时，4个数码管全灭。（4）测量时，读数不随计数变化。（5）小数点自动移位。（6）超量程时，4个数码管全灭。（7）按键控制单片机发送不同频率方波给频率计。4. 其它类似以上A类难度且经指导老师同意的自选题目B类：1. 交通灯控制器设计功能要求：设计并实现一个交通灯控制系统。效果如图 （1）带左转和直行两种通行绿灯，用实验仪上八个个LED灯模拟。（2）数码管显示倒计时时间。（3）带紧急按键功能，紧急状态时所有方向均亮红灯，显示数字闪烁。当特殊运行状态结束后，系统恢复中断时的状态，继续正常运行。（4）夜间运行模式按键，按下时所有方向黄灯闪烁。（5）按键消抖处理。（6）两个方向各种信号灯的亮、灭时间能进行设置和修改，使控制器既可以用于两方向通行时间相同的普通交叉路口，也可通过参数的设置或修改用于通行时间不同的主辅路口。 2 出租车计价器设计功能要求： 设计一个出租车计价器（1） 用4位数码管显示里程数（单位公里），最后一位小数位。 用4位数码管显示金额数（单位元），最后一位小数位。 实验仪上只有4个数码管，故需由按键控制分别显示。（2） 单程价格2元/公里，往返1.5元/公里，由“单程”“往返”键控制。（3） 用CPLD发送脉冲信号，模拟传感器检测车轮转动所发脉冲信号。（4） 起步价8元，起步里程3公里。（5）按“暂停”键，计价器暂停计价，显示当前值。（6）“清除”键数据清零。 3 调制解调器设计功能要求： 2ASK和2FSK调制解调器设计（1） 用单片机实现调制器。（2） 用CPLD实现解调器。（3） 将一个8位2进制序列经调制后发送到CPLD，经解调后得到的序列用实验仪上的8个LED灯显示出来，灯亮则对应位为1，灯灭则对应位为0（4） 由按键控制选择ASK或FSK。（5）码元率300。4. 其它类似以上B类难度且经指导老师同意的自选题目C类： 1竞赛抢答器设计功能要求：实现一个知识竞赛抢答器。（1）主持人对参赛各组提出的问题，分为必答题和抢答题两种。具有4路抢答输入（2）答题有时间限制，若在规定时间内未能回答完问题，则发出超时警告。（3）对抢答题，要准确判断哪组优先，能够识别最先抢答的信号，显示该台号，由LED灯予以指示。（4）回答问题的正确与否，由主持人判别并进行加分或减分，成绩评定结果通过数码管显示。（5）进行抢答时，主持人按键，系统进入抢答状态。若超时无人抢答则扬声器报警。（6）如参赛者在规定时间内完成回答问题，主持人可以给出倒计时计数禁止信号，以免扬声器鸣叫。2. 函数信号发生器设计功能要求：设计一个基于单片机或CPLD的函数信号发生器。（1）能够产生正弦波、三角波和方波。（2）由按键控制三种波形的选择。（3）能按键控制在10kHz到100kHz范围内以10kHz的步进调整（4）按键需进行软件消抖。（5）数码管显示输出信号频率。3. 数字钟设计功能要求：用CPLD或单片机实现一个数字钟。（1）计时功能采用24小时方式，显示小时、分钟和秒。（2）采用双键校时，mode和set，前者选择时钟模式，包括计时、秒校时、分钟校时和小时校时，后者作为校时脉冲。（3）数码管采用动态显示方式。（4）按键需进行消抖。4. 数字密码锁功能要求：设计实现一个简易数字密码锁（1）能实现密码锁重新设置密码。（2）输入密码前要按“输入”键，输入密码后要按“确认”键，密码正确则锁能打开，用实验仪上的LED灯模拟。（3）在输入密码的时候，可随时清除已输入的，并重新输入。（4）连续输入三次错误后，开启警报，用蜂鸣器实现。（5）可随时切换到手动钥匙开启状态，即无论在什么情况下只要输入状态切换密码，密码锁就可以切换到钥匙开锁模式，此时需要插入钥匙才能开锁（用按键模拟钥匙的插入）。5. CRC编码器设计功能要求：设计实现CRC编码器（1）8位信息位8位校验位。（2）用实验仪上的8个按键输入信息位并存储。（3）经编码器生成校验码之后，由实验仪上的LED灯显示出来，灯亮代表相应位为“1” ，否则为“0” 。（4）分别用单片机和CPLD实现设计。（5）根据输入和显示验证编码器的功能是否正确。6. 汽车转向灯控制器功能要求：设计实现一个基于单片机或CPLD的汽车转向灯控制器（1）在左转弯或右转弯时，通过操作杆使左转开关或右转开关合上，从而使左（或右）头灯、仪表板左（或右）转弯灯、左（或右）尾灯闪烁。用按键模拟。（2）合紧急开关时要求上述6个信号灯全部闪烁。（3）刹车时两个尾灯点亮 。（4）如正当急转弯时刹车，则转弯时原应闪烁的信号灯仍应闪烁。（5）以上闪烁为频率1Hz的低频闪烁。（6）停靠时左右头灯、左右尾灯按30Hz频率高频闪烁。7. 其它类似以上C类难度且经指导老师同意的自选题目 二、课程设计（实践）步骤与进度安排工程实训按照教学要求需要三周时间完成，一周中每天（按每周5天）至少要有6学时在实验室进行系统设计与开发工作，多个教学内容在时间上有所穿插，因此，将课程时间安排如下：实训内容时间课题说明及确定项目小组成员1天系统需求分析1天系统概要设计2天系统详细设计2天系统实现5天系统调试与测试2天实训报告组织与编写1天系统演示及答辩1天三、设计（实践）成果要求设计结束后要写出课程设计报告，以作为整个课程设计评分的书面依据和存档材料。设计报告以规定格式的电子文档书写、打印并装订，排版及图、表要清楚、工整。内容及要求如下： 封面：题目、班级、姓名、学号、指导教师和完成日期。正文包括以下7个内容：1需求分析2概要设计3详细设计4调试分析5用户使用说明6测试结果7参考文献四、使用教材与参考资料1、新编MCS-51单片机应用设计，张毅刚等编著，哈尔滨工业大学出版社。2、EDA技术实用教程，潘松等编著，科学出版社。五、考核方式与成绩评定标准n 实训分组进行，每组约5人合作。实训结束时，要求每组提交设计任务书打印件和电子文档各一份，提交设计报告（含需求、概要设计、详细设计（软硬件详细设计）打印件和电子文档各一份（注明每人完成的内容和分工，不少于15页）、可运行的软件系统（包括源程序）电子文档一份。最后成绩有以下几个方面组成：系统运行情况（40分），系统的结构合理与否（10分），说明文档的清晰程度（20分），程序编码的规范程度（10分），设计报告的完整程度（20分）（课程报告雷同者总成绩以0分计算）。n 按照优、良、中、及格，不及格五级给予成绩。（1）优：A类题目完成规定功能，文档规范，回答问题清楚可得优。（2）良：B类题目完成规定功能，文档规范，回答问题清楚可得良。（3）中：C类题目最高可得中。A、B类题目有部分功能不能正确实现，但总体没有错误，报告完整可得中。（4）及格：有部分功能不能正确实现，有少许错误，报告基本完整。（5）不及格：大部分功能不能正确实现。以上同时要结合考勤做适当调整。六、本指导书编写参照系、编写根据、编制人参照清华大学、福州大学等多所高校相关大纲。编制人：刘诗笺。七、注意事项l A类的最高等级可为优，B类题目的最高等级为良，C类题目最高等级为中。l 课程设计报告封面和任务书的样板见后面“附1”和“附2”。附1:闽江学院实训设计说明书题