嵌入式计算机系统及实践-作业安排-2026

《嵌入式计算机原理及实验》作业安排（2026版）一．作业的评分参考思路清晰，过程步骤规范，逻辑严谨。40%计算结果正确，实验或者评估结果合理，且有相应分析。30%书写工整，板书规范。10%按时完成并及时提交。10%积极参与作业的交流与讨论。10%二．作业提交格式要求每次作业单独压缩成一个压缩包上传，作业及设计文档或者研究报告以word文档撰写（也可手写拍照贴在word文档中），并同时转换一份pdf格式的文档一起打包上传。文件名的格式为：学生姓名_作业几_作业的内容名称简称.rar，切勿以文件夹的形式不压缩就上传。如果有源代码，请将包含源代码的整个工程文件夹压缩，以附件的形式一起提交。电子件版本的作业必须全部提交，纸质打印版本根据老师的要求上交。电子件上载Canvas相应目录下。纸质的作业由课代表统一收齐，交给老师。除明确说明以小组形式完成的大作业，一个组完成一篇项目报告，内容包含各成员的分工且给出组内的贡献排序，并附带原始设计文档代码等之外，其余的作业每一位同学独立完成。三．大作业安排1.评分标准：1.实现基本功能，使用IO扩展技术，中断，定时器和UART等外设，70分2.基本功能完备，能稳定演示80分3.从实际角度考虑，如精度，实用性等方面有考虑更加完备904.完美无缺100分。2．项目要求（每组二选一）项目1：在Proteus环境下，基于MCS-51，仿真设计心电放大采集显示传输系统，具体设计参考包括微弱信号的发生可以试着直接用Proteus中的信号发生器自己设计放大电路，可以将模拟心电的微弱信号放大通过ADC，将放大之后的数字信号输入51单片机对输入的模拟心电信号进行处理，可以参考选择如下两种方法之一计算输入信号的频率（模拟心率），并在8段码LED上显示设计点阵LCD，并在点阵LCD上显示波形5）通过蓝牙或者UART有线传输，将结果传输给另外一台单片机或者PC。整个项目的功能应该包含上述内容，但是可不限于上述内容，同学们可以锦上添花，自由发挥。项目2：在Proteus环境下，基于MCS-51，采用并行接口的ADC0809模数转换器和模拟温度传感器，设计一个数字体温计，具体包括1）模拟温度信号的采集和模数转换，2）AD采集，以及ADC与单片机的接口，3）单片机对输入数字信号的处理，显示和传输（基于UART的蓝牙传输和接收）等功能。整个项目的功能应该包含上述内容，但是可不限于上述内容，同学们可以锦上添花，自由发挥。3.完成的时间节点要求：第一周组队确定组长和成员，并明确分工；第二周确定系统功能架构，并开始模块设计；第三周完成设计文档，包括关键元器件的选型，整个系统的功能定义；第四周完成Proteus硬件设计，保证硬件原理图的正确，51单片机能正常工作，测试LED能正常工作，有完善的最小系统；第五周各功能模块的独立调试，ADC可以采集到正确的数据，LCD可以显示需要显示的数据等。第六周完整的系统设计，Proteus硬件设计，并实现串口通信，整个系统必须要用到中断，定时器和串口通信（至少完成UART的硬件设计）。第七周完成大作业的系统设计，并在Proteus中完成硬件设计原理图，并进行必要的硬件仿真测试，形成3-4页的设计文档，包括系统架构框图，外围接口的设计原理，在前期工作的基础上，通过UART实现心率/温度信息的向外传输，或者两片51之间的串口通信，各模块功能都已经实现。完成包括串口在内的所有功能。第八周完成大作业的baseline（基线版本），包括1）、设计文档，包括系统设计，关键元器件选型，比如ADC与放大电路以及MCS51单片机的接口，硬件设计图，软件流程和代码，演示结果（截图），问题解决情况，心得体会等。2）、Proteus硬件原始设计（附件1），3）Keil完整的ASM原始代码（附件2）。4、所有定义的基本功能全部实现。四．平时作业第一次作业（本次作业只需要提交电子件，不需要打印纸质）1、重复“实验相关课件1-Keil的使用入门”的内容安装学习Keil软件，该软件是MCS-51的编译调试软件。1）先下载安装，然后找一个汇编语言的实例，编译，链接，运行，查看结果（请课代表统一软件版本）。推荐大家统一使用Keiluvision5C51或者接近版本，确保Keil环境能稳定运行。（记录运行演示的过程，写成读书报告，word文档，提交Canvas系统）2、重复“实验相关课件2-keil和proteus的联调”的内容安装学习使用Proteus，安装好之后，先找一些实例。比如重复实验课件PPT2的内容，通过按键点亮LCD等的实例。确保Keil和Proteus能稳定联合工作。（记录运行演示的过程，写成读书报告，word文档，提交cavans系统）推荐大家统一使用Protues8.6或者接近版本，3、在Proteus下完成MCS-51的最小系统原理图设计，并用仿真示波器测试复位电路（上电复位和按键复位），记录分析其时序是否满足系统要求的复位电平（在MCS-51单片机的RST管脚，记录两个机器周期长度的高电平）。（写成读书报告，word文档，提交Canvas系统）4、上半学期大作业规划起来。（先小组规划，无需提交电子作业）第二次作业在Keil环境中运行如下汇编代码：将第二个ORG后面的040H，改变为0100H，重新编译运行，看看机器码在程序memory中的位置如何跟着变化，了解伪指令ORG的作用。给出程序中所有指令对应的机器码，以及在程序存储器中的位置。观察寄存器SP的初始值，以及MOV指令执行后的变化。记录整个程序执行过程中（从上电复位到最后），程序指针PC内容的变化轨迹。START与LOOP在这个代码中的含义是什么？源程序ORG0000HLJMPSTARTORG040HSTART：MOVSP，#5FH;设堆栈LOOP：NOPLJMPLOOP；循环END；结束在上一个工程的基础上，在Keil环境下，编写一小段程序，验证加法指令，减法指令，乘法指令，除法指令运算对PSW寄存器相关bit的影响，如AC，CY，P，OV等的变化。熟悉MCS-51单片机的指令执行过程。第一个工程的基础上，在Keil环境下，编写一小段程序，验证PUSH，POP指令，观察SP的初值以及PUSH和POP指令之后的变化，并掌握SP寄存器和堆栈的使用原理；观察PUSH和POP指令执行时，SP所指数据Memory的结果内容的变化。熟悉MCS-51单片机的指令执行过程，掌握A，B寄存器的值是如何入栈保护，并最终恢复原值的。参考代码：ORG0000HLJMPSTARTORG040HSTART：MOVSP，#5FH;设堆栈MOVA，#69H;MOVB,#12H;PUSHACCPUSHBMOVA，#0H;MOVB,#0H;POPBPOPACC;LOOP：NOPLJMPLOOP；循环END；结束4.复现《实验相关课件3-数字键盘控制7段LED显示--2025-10》的内容，尽可能理解硬件接口和代码原理。5.大作业进展阶段汇报，每组做一个PPT，内容包括系统架构设计，成员分工，核心元器件选择，比如ADC等，时间进度安排等内容，同学们如果没有合适的分组组员，也可以独立完成；第三次作业复现《实验相关课件4---模数转换器ADC0809扩展技术2025-45》中的内容，完成MCS51与ADC0808之间的硬件接口，掌握两者之间的接口原理，并能将从ADC采集到的模拟信号的量转化为数字信号，并将模拟信号的大小显示在七段码LED/LCD上，可以参考老师给出的PPT的内容，PPT中有两个实例，第一个通过中断方式读取ADC的转换结果，并通过P口投射到LED上，第二个例程，通过查询方式读取ADC的转换结果，并转换成数字显示在七段码LED上。2.基于proteus，扩展外部程序RAM和ROM，运行一条MOVX读/写指令（指令存放在外部ROM中），从外部RAM中读/写一个数据，并将proteus中的逻辑分析仪接在数据总线，地址总线，以及各种读写控制总线上，试着抓取如下所示的总线上的读写时序（读和写分别抓取）。并能抓取到指令的地址，指令的机器码，数据的地址和数据的内容。（这道题学有余力的同学可以选作）3、在keil运行，并输出参看结果。注意：这不是完整的工程文件，请在一个完整的工程文件中插入下面代码再开始仿真测试。（本例请在Keil上仿真）4、请在Keil和protues上完成如下两个例程，注意：这不是完整的工程文件，请在一个完整的工程文件中插入下面代码再开始仿真测试。1）16位数的带借位减法，请基于Keil仿真运行2）通过读取按键状态，控制P1口的输出，（下面作业请在proteus上仿真）5.大作业进展阶段汇报，每组做一个PPT，内容包括系统架构设计，成员分工，核心元器件选择，比如ADC等，时间进度安排等内容，同学们如果没有合适的分组组员，也可以独立完成；第四次作业先分析《嵌入式计算机系统及实验之8---MCS51程序设计V2》PPT中的实例，并请在keil上运行查看结果是否正确。（上机完成本章中例1,2,3,4,5）2、混合编程示例1）工程1：（主程序与子程序全部用C语言）在8051的调试环境Keil下，用C语言编程完成如下操作。编写一个子函数实现C=A*A+B*B；其中A，B可以作为参数从主程序输入，子函数完成运算之后，将乘加的结果返回给主程序。2）工程2：（主程序与子程序全部用ASM语言）在8051的调试环境下，用ASM语言编程完成如下操作。编写一个子函数实现C=A*A+B*B；其中A，B可以作为参数从主程序输入，子函数完成运算之后，将乘加的结果返回给主程序。3）工程3：（主程序用C语言与子程序用ASM语言）用混合编程的方法完成上面第2）题的内容，主程序用c语言完成，子函数用汇编语言完成。注意参数传递过程。其中工程1和工程3可以并在一个工程中完成，工程2则独立实现，比较三种情况的结果是否一致！3、先复现第九讲ppt最后例题keil结合protues联合完成软件仿真。通过外部中断控制八盏灯循环点亮。通过P1口扩展八盏灯，在INT1引脚接一个按钮开关到地，每按一下按钮就申请一次中断，点亮一盏灯，中断服务则是：依次点亮八盏灯中的一盏。采用边沿触发。硬件电路如下图所示。在上题的基础上，做如下几点修正，1）改用INT0中断，2）采用低电平有效的中断触发方式，外部管脚在按键没有按下时，上拉为高电平，按下为低电平。3）P1口输出低电平点亮LED。4.大作业进度，请组长负责协调，希望至少能做到完成波形的输入，以及ADC正确采数据，并显示采样值的大小；第五次作业定时器章节的实例运行，用Keil和proteus联合仿真“嵌入式计算机系统及实验之a---MCS51定时器原理及应用2025”中的实例4.1实例，“4.1应用案例1-测量外部中断管脚输入的正脉冲的宽度”，当外部脉冲宽度发生变化时，可以正确测量并显示其变化。定时器章节的实例运行，用Keil和proteus联合仿真“嵌入式计算机系统及实验之a---MCS51定时器原理及应用2025”中的实例3：、利用定时/计数器T0的方式1，产生10ms的定时，并使P1.0引脚上输出周期为20ms的方波，采用中断方式，设系统时钟频率为12MHz，并能显示输出的波形，用示波器查看显示结果。基于定时/计数功能，实现外部管脚输入的方波的频率测量，下面是老师给出的设计仅供参考，不一定要完全按照老师参考来完成。参考设计：将定时器0设为工作方式3，且TH0用来定时，TL0用来计数。当定时器计到1s时，读取计数器的值，读走之后并清零，读取的值并在LED显示，清零是为了下个周期计数。注意输入脉冲的频率不要设的太高，以免一秒之内，计数器发生溢出，如果发生溢出，计数值就不再是期望的值，会造成频率计算的错误。4．串口通信章节实例运行，两个mcs51之间的串口通信，在proteus和keil联合仿真，推荐使用串口收发中断来处理收发事件，并扩展收发控制按键和收发显示验证模块。（比如，通过按键控制什么时候开始收发，接收端的数据可以显示出来以便和发送端比较，是否一致等）。具体演示例程