《单片机原理及应用》课程设计方案指导书

《单片机原理及应用》课程设计指导书徐小栋编云南能源职业技术学院计算机与信息工程系ﻬ一、课程设计目的《单片机原理及应用》课程设计是在《单片机原理及应用技术》课程的基础上，由同学独立完成一个较为完整的实践性单片机应用系统设计.通过设计,使同学掌握单片机系统以及常用接口电路的设计及调试方法，掌握常用工具软件的使用方法,熟识如何用汇编语言或C语言管理硬件设备等。通过课程设计,训练同学如何综合运用所学知识去分析和解决实际问题，掌握单片机系统硬件和软件设计及调试的基本过程，并学习如何撰写总结报告，以培育同学严谨的工作作风和科学态度以及探究创新精神。二、基本要求依据课题任务书及供应的实验条件各自组独立完成硬件的设计、软件的设计、编程及调试。设计结果达到课题技术要求，功能完善,运行稳定。写出设计报告.要求条理清楚，重点突出，结构合理。对电路有简略分析,所用芯片有简略介绍,并附有完整电路图及带有注释说明的完整的软件源程序清单。课程设计报告的内容包括:设计题目、设计任务和设计要求、性能指标、设计方案、硬件设计、软件设计、Ｐrotｅｕｓ软件仿真与调试过程、课程设计体会、参考文献、附录等。设计成果：课程设计报告一份；Ｐｒotｅuｓ设计文件（包括源程序文件)。三、设计组织方法１．分组选题:每班分若干组，每组任选一个课题(可依据课题工作量大小,合理安排人数），每组设组长一名，负责该组设计工作的协调、分工等。2．设计过程：①按组商量、进行明确分工，并确定设计方案;②在认真查阅理解相关资料基础上，设计系统电路图并在prｏｔeｕs中绘制电路原理图；③在proｔｅｕs软件自带的ASEＭ51编辑器中输入同学们编写的汇编源程序（或者在KeilC51软件中编写C程序），并使之编译通过。④在pｒotｅuｓ中加载程序,观察仿真情况,验证设计的合理性。⑤撰写课程设计报告。四、课程设计成果考核１、考核内容课程设计的考核必须充分重视同学的创新能力和实践能力的培育，全面提高同学的工作能力和综合素养，包括如下几个方面：①工作的责任心；②调查讨论、查阅文献和搜集资料的能力;③工作计划和组织能力;④分析与解决问题能力;⑤实际动手和操作能力;⑥创新意识和制造能力；⑦团结协作、相互沟通能力；⑧课程设计报告撰写能力;2、考核方法①指导老师在评分中应坚持严格要求和实事求是的原则，依据同学在课程设计中独立完成的实际情况和评分标准做出评定。②课程设计成果由平常成果、课程设计作品及课程设计报告三部分组成。其中：平常成果占2０％(其中:出勤１0％、工作表现1０％），课程设计作品占５０%，课程设计报告占３０%。③评分基准:有课程设计报告和Ｐｒｏｔeus设计文件(包括源程序文件），给予60分的基本成果；所设计作品能完成基本功能的，在基本成果基础上加10～１9分;所设计作品能完成全部功能的，在基本成果基础上加20~2９分;所设计作品不但能完成设计指导中所规定的全部功能，而且还有所创新,在基本成果基础上加30~4０分.缺席一次，扣成果分３分；迟到一次，扣成果分1分.有明显抄袭痕迹的直接给予不及格的成果。3、考核成果等级课程设计实际成果一般分五个等级：优秀、良好、中等、及格、不及格。五、时间和地点支配1、时间：2０11-2012学年第一学期:第16—17周，即２0１1年1２月１2日至12月23日.２、地点：新校区第一教学楼六楼3、指导老师与机房支配《单片机原理及应用》课程设计机房支配序号日期周次星期节次指导老师使用机房112月１2日1６一1徐小栋11机房2１2月1２日16一2徐小栋11机房312月１2日16一３徐小栋1机房４１２月13日１6二1徐小栋14机房512月1３日16二2徐小栋１2机房６1２月13日16二3徐小栋17机房7１2月14日16三1徐小栋11机房812月14日1６三２徐小栋1６机房912月１4日16三３徐小栋本班教室１０１2月15日１6四1徐小栋1１机房１１12月15日1６四2徐小栋1机房１2１2月1６日16五１徐小栋17机房１312月１６日16五2徐小栋17机房１412月1６日１６五３徐小栋1７机房1512月1９日１7一1徐小栋1４机房16１２月1９日１7一２徐小栋14机房１71２月1９日1７一３徐小栋13机房１8１２月2０日１7二1徐小栋1４机房1９12月20日17二2徐小栋1４机房20１2月２0日17二3徐小栋13机房２１12月２1日1７三1徐小栋14机房2212月21日17三2徐小栋１4机房23１2月21日１7三3徐小栋12机房2４１2月22日1７四１徐小栋12机房25１2月２2日1７四2徐小栋1２机房２61２月2３日17五１徐小栋1４机房２712月23日17五２徐小栋1４机房2８12月2３日17五3徐小栋1４机房六、程序设计报告格式及要求设计报告书应包括以下几方面内容：1、封面;2、摘要、关键词;３、名目;４、正文：①设计任务(要求)和性能指标；②设计方案;③硬件设计;④软件设计；⑤Prｏteus软件仿真与调试过程;⑥课程设计体会。5、参考文献7、附录:①系统原理图②源程序代码;说明：设计报告以WOＲＤ文档的电子稿形式上交指导老师。

附件一:设计任务书课题1:步进电机掌握器一、设计任务及功能要求利用MCS－５１单片机掌握步进电机的旋转方向和旋转速度,各掌握功能通过按键实现。该设计的功能要求如下：能掌握步进电机正向和反向旋转,有正转和反转掌握按键；在肯定范围内可以掌握步进电机旋转速度,有加速和减速掌握按键;在不切断电源情况下可以停止步进电机旋转，有一个停止按键。二、设计要求首先进行预设计，依据设计的任务要求,先确定系统总体设计方案,然后进行硬件电路的初步设计，在计算机上使用Pｒｏｔeuｓ画出硬件电路原理图，在老师的指导下进行修正硬件电路图，并对所涉及的参数进行设置.该原理图也是后面仿真运行的基础。在确定了硬件设计方案的基础上，要进行软件的总体设计,包括软件主程序的设计以及各子程序的设计，然后进入编程工作。源程序可以使用汇编语言编写，也可使用C语言编写。最后统一在ＫeiluＶisｉon中建立uVｉsｉoｎ工程,编译生成可执行的。Hex文件。最后进入仿真运行和程序调试阶段。运用Ｐrｏteｕｓ软件进行系统的仿真运行，并观察仿真运行的效果.若程序设计有误，可通过ＫeｉｌｕViｓｉoｎ和Proteus的联机调试来发现和找出错误，并修改错误和重新生成可执行文件，直到整个程序调试完成。最后写出课程设计报告。课题2：基于ＤS1３02的数码时钟一、设计任务及功能要求以单片机为核心元件,设计一个基于DS13０2的数码时钟。要求用ＤS13０２芯片完成数码时钟设计，通过扩展按键来实现校准和调时，利用LED数码管显示时、分、秒。显示格式为00—０0—00,若为23－５９-5９后，从00-０0-００重新开头计时。要求人机界面友好，掌握简洁。二、设计要求首先进行预设计，依据设计的任务要求,先确定系统总体设计方案，然后进行硬件电路的初步设计，在计算机上使用Prｏｔeus画出硬件电路原理图,在老师的指导下进行修正硬件电路图，并对所涉及的参数进行设置。该原理图也是后面仿真运行的基础。在确定了硬件设计方案的基础上，要进行软件的总体设计,包括软件主程序的设计以及各子程序的设计,然后进入编程工作。源程序可以使用汇编语言编写,也可使用C语言编写。最后统一在ＫeiluVisioｎ中建立ｕViｓｉoｎ工程,编译生成可执行的.Heｘ文件。最后进入仿真运行和程序调试阶段.运用Prｏｔeuｓ软件进行系统的仿真运行,并观察仿真运行的效果。若程序设计有误，可通过KｅilｕＶｉsｉoｎ和Ｐrotｅｕs的联机调试来发现和找出错误，并修改错误和重新生成可执行文件,直到整个程序调试完成。最后写出课程设计报告。课题3:基于ＤＳ１８B2０的数字温度计一、设计任务及功能要求以单片机为核心元件,设计一个基于DS１302的数码时钟.要求用DS１30２芯片完成数码时钟设计，通过扩展按键来实现校准和调时，利用ＬED数码管显示时、分、秒。显示格式为00-０0-0０，若为23-５９-59后,从0０－０0—00重新开头计时。要求人机界面友好,掌握简洁。二、设计要求首先进行预设计，依据设计的任务要求，先确定系统总体设计方案,然后进行硬件电路的初步设计,在计算机上使用Proｔeus画出硬件电路原理图,在老师的指导下进行修正硬件电路图，并对所涉及的参数进行设置。该原理图也是后面仿真运行的基础。在确定了硬件设计方案的基础上,要进行软件的总体设计，包括软件主程序的设计以及各子程序的设计，然后进入编程工作。源程序可以使用汇编语言编写,也可使用Ｃ语言编写。最后统一在KeiluViｓion中建立uVision工程,编译生成可执行的.Ｈex文件。最后进入仿真运行和程序调试阶段。运用Protｅus软件进行系统的仿真运行，并观察仿真运行的效果.若程序设计有误,可通过ＫeiluVｉsiｏn和Ｐｒoｔeus的联机调试来发现和找出错误，并修改错误和重新生成可执行文件，直到整个程序调试完成。最后写出课程设计报告。课题4:数字电压表一、设计任务及功能要求以单片机为核心元件，设计一个数字电压表。数字电压表要求利用A/D转换器对输入电压值进行采样,得到相应的数字量,再依据数字量与模拟量的比例关系运算得出对应的模拟电压值，通过显示器显示出来。输入电压范围为0～５Ｖ，要求能在7段LED数码管上显示。测量的最小分辨率为0.０１９Ｖ,测量误差为±0．02Ｖ。二、设计要求首先进行预设计，依据设计的任务要求，先确定系统总体设计方案，然后进行硬件电路的初步设计,在计算机上使用Ｐroｔeus画出硬件电路原理图,在老师的指导下进行修正硬件电路图,并对所涉及的参数进行设置.该原理图也是后面仿真运行的基础.在确定了硬件设计方案的基础上,要进行软件的总体设计，包括软件主程序的设计以及各子程序的设计,然后进入编程工作。源程序可以使用汇编语言编写，也可使用C语言编写。最后统一在ＫeｉｌuＶiｓｉon中建立uVｉsion工程,编译生成可执行的.Hex文件。最后进入仿真运行和程序调试阶段。运用Pｒoteuｓ软件进行系统的仿真运行,并观察仿真运行的效果。若程序设计有误,可通过KｅｉluVisiｏｎ和Pｒoteｕｓ的联机调试来发现和找出错误，并修改错误和重新生成可执行文件，直到整个程序调试完成。最后写出课程设计报告。ﻬ附件二：常用芯片引脚图1、MCＳ-51芯片介绍:MＣＳ—51系列单片机是美国Ｉｎtｅl公司开发的８位单片机，又可以分为多个子系列。ＭCS—5１系列单片机共有4０条引脚，包括3２条I/O接口引脚、４条掌握引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚.引脚说明：P0.0～P0．7:P０口８位口线，第一功能作为通用I/Ｏ接口，其次功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。P1.0～P1.７:Ｐ１口8位口线，通用I/O接口无其次功能。P2。０～Ｐ2。7：Ｐ2口8位口线,第一功能作为通用I／O接口，其次功能作为存储器扩展时传送高8位地址。P3．０~P3．7:Ｐ3口８位口线，第一功能作为通用I/O接口，其次功能作为为单片机的掌握信号.ALE/：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线(输出信号）:片外程序存储器开发信号引脚（输出信号)/Vpp:片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚ＲSＴ/VPD：复位/备用电源引脚2、７４LS373芯片介绍：7４LS373是带有三态门的八D锁存器，当使能信号线OE为低电平常,三态门处于导通状态，允许1Ｑ-8Q输出到OＵＴ１—OUT8，当ＯE端为高电平常,输出三态门断开，输出线ＯUT1-OＵT8处于浮空状态。G称为数据打入线，当７4ＬＳ373用作地址锁存器时，首先应使三态门的使能信号OE为低电平,这时，当G端输入端为高电平常,锁存器输出（1Ｑ－8Q)状态和输入端(1D－８D)状态相同；当G端从高电平返回到低电平（下降沿）时,输入端（1D-8Ｄ）的数据锁入1Q—8Ｑ的八位锁存器中。当用74ＬS3７3作为地址锁存器时,它们的G端可直接与单片机的锁存掌握信号端AＬE相连,在ALE下降沿进行地址锁存。引脚说明如下:D0～D７：锁存器８位数据输入线Q0~Ｑ7：锁存器8位数据输出线GＮＤ：接地引脚Vcc：电源引脚，+５V有效:片选信号引脚G：锁存掌握信号输入引脚３、82５5A芯片说明：82５5A是Inteｌ公司生产的可编程输入输出接口芯片,它具有３个８位的并行I/O口,具有三种工作方式，可通过程序转变其功能,因而使用灵敏，通用性强，可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。8255有三种基本工作方式，三种工作方式由工作方式掌握字决定，方式掌握字由CPU通过输入/输出指令来供应。三个端口中PＣ口被分为两个部分,上半部分随ＰＡ口称为A组，下半部分随PＢ口称为Ｂ组.其中PA口可工作与方式0、1和２，而ＰＢ口只能工作在方式0和1.8２5５共有40个引脚，采纳双列直插式封装，各引脚功能如下:D0—－D7:三态双向数据线，与单片机数据总线连接，用来传送数据信息。：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中.：读出信号线，低电平有效，掌握数据的读出。:写入信号线，低电平有效，掌握数据的写入。Vｃc:+５V电源.PA０--PA7：A口输入／输出线。PB0--PB７:B口输入／输出线。PＣ０－－PC７：C口输入／输出线。REＳEＴ:复位信号线。A１、A0:地址线，用来选择82５5内部端口。ＧND:地线。4、6２64芯片介绍：６2６4是８Ｋ＊8位静态随机存储器芯片,采纳CMOＳ工艺制造，单一＋5V供电，额定功耗2０0mW，典型存取时间2００ｎs,２8线双列直插式封装.其引脚功能说明如下:A0～A１2：地址输入线Ｏ0～Ｏ7：双向三态数据线，有时用Ｄ０~D７表示:片选信号输入端,低电平有效：读选通信号输入线，低电平有效:写选通信号输入线,低电平有效Vcc：工作电源输入引脚,+5ＶNC：为空引脚CＳ：其次选片信号引脚，高电平有效ＧＮＤ:线路地5、74ＬＳ1３8芯片介绍：74LS13８是一个3—8译码器,共16个引脚，其引脚说明如下：Ａ、B、Ｃ:选择端即信号输入端、、Ｅ３：使能端,其中、低电平有效，Ｅ３高电平有效Ｙ０~Ｙ7：译码输出信号,始终只有一个为低电平V