【正文】 第一篇：單片機原理及接口技術(shù)課程設計指導書長 沙學院課程設計指導書（部）業(yè)級單片機原理及接口技術(shù)機電工程系機械設計制造及其自動化年月日 課程設計名稱系專班課程名稱：《單片機原理及接口技術(shù)》課程設計課程編號：JX010146主 筆 人：程立志主 審 人：許焰課程設計的目的通過《單片機原理及接口技術(shù)》課程設計，使學生初步具備以下能力：、加深對《單片機原理及接口技術(shù)》所學知識的理解；、掌握單片機內(nèi)部資源的使用方法和步驟；、掌握單片機應用的環(huán)節(jié)和步驟；、進一步熟悉在proteus軟件里進行硬件設計和編程調(diào)試；、能使用匯編語言或C語言編程環(huán)境Keil編寫程序、編譯、仿真和修改程序；、能初步判斷分析單片機系統(tǒng)的簡單故障；、能對自己的實踐工作進行總結(jié)，具備編寫實習報告書能力；、初步具備辯證思維和邏輯分析的能力；、培養(yǎng)學生熱愛科學，實事求是的學風和創(chuàng)新意識、精神，合作精神。課程設計的題目單片機的應用領(lǐng)域非常廣泛，就其基本的控制原理和實現(xiàn)方法無外乎是對一些常見的如：距離或位移（米）、重量（千克）、時間（秒）、電流或電壓（安培）、溫度（開爾文）、等物理量進行測量控制，鑒于單片機當前的應用狀態(tài)和學員對其應掌握的程度，本次課程設計題目的設定主要是以貼近現(xiàn)實生活為主，提出了一些在教學、工業(yè)控制和科研等領(lǐng)域基本常見的課題，其目的是要讓學員們拓寬視野，著重體會其學習基本的原理及控制編程基礎(chǔ)的重要性，以期達到培養(yǎng)學員們的興趣和今后再學習的愿望。；LED流水燈控制設計：拓展：廣告燈的左移右移控制設計；汽車尾燈模擬控制設計；城市景觀燈的控制設計；…、電子日歷、數(shù)字鐘設計：拓展：智能晨起系統(tǒng)控制設計；智能全自動洗衣機控制設計；秒表/時鐘計時器控制設計；…、數(shù)字溫度計的控制設計：拓展：新生兒恒溫箱監(jiān)控系統(tǒng)設計；多點溫度的控制設計；傳導系數(shù)測量儀的應用設計；…、1616 點陣LED漢字顯示設計：拓展：機場、車站、碼頭、商場、銀行、政務等公共服務場所信息指示牌設計；…、1602液晶顯示屏顯示設計：拓展：機場、車站、碼頭、商場、銀行、政務等公共服務場所信息指示牌設計；…、12864點陣LED漢字顯示設計：拓展：機場、車站、碼頭、商場、銀行、政務等公共服務場所信息指示牌設計；…、直流電機控制設計：拓展：傳送帶單控與順序控制設計；電子裝配生產(chǎn)線部件移動控制設計；多層電梯控制設計；…、步進電機控制設計：拓展：機械手動作行程控制設計；安防監(jiān)控自動尋跡云臺的控制設計；條碼打印機的控制設計；…、AD/DA轉(zhuǎn)換控制設計：拓展：簡易數(shù)字電壓表設計；簡易數(shù)字壓力計設計；吊車懸臂角度的控制設計；超聲波測距器的設計…、邏輯算法控制設計：拓展：搶答器控制設計；交通燈設計；多層電梯控制設計；44 矩陣鍵盤計算器設計…、遙控設計：拓展：無線電遙控升降系統(tǒng)控制設計、紅外遙控升降系統(tǒng)控制設計、紅外遙控多路開關(guān)控制設計；…、PWM方式控制設計：拓展：直流電機調(diào)速控制設計；城市立交橋景觀帶的控制設計；…、電子琴設計；拓展：報警發(fā)生器控制設計；函數(shù)信號發(fā)生器的設計；課程設計內(nèi)容（主要技術(shù)關(guān)鍵的分析、解決思路和方案比較等）要求學生根據(jù)所選課題，結(jié)合實際工程應用情況參照以下幾例給出的具體實現(xiàn)功能和控制參數(shù)完成課題的設計任務書。、簡易數(shù)字電壓表的設計利用MCS51系列單片機設計簡易數(shù)字電壓表測量0～5v的8路輸入電壓值，并在四位LED數(shù)碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。，測量誤差約為177。、秒表/時鐘計時器的設計秒表/時鐘計時器要求使用六位LED數(shù)碼顯示管顯示時、分、秒，以24（小時）計時方式。使用按鍵開關(guān)可實現(xiàn)時分調(diào)整、秒表/時鐘功能轉(zhuǎn)換功能。、電子日歷的設計電子日歷上能顯示陽歷年，月，日，星期，時，分，秒和陰歷年、月，使用按鍵開關(guān)可實現(xiàn)調(diào)整。、超聲波測距器的設計設計一個超聲波測距器，可以應用于汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控，也可用于如液位、井深、管道長度的測量等場合。，測量精度1cm，測量時與被測物體無直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定地顯示測量結(jié)果。、DS18B20數(shù)字溫度計的設計利用89C51單片機、DS18B20溫度傳感器，制作數(shù)字溫度計。要求測溫范圍為50～110℃，℃以內(nèi)，LED數(shù)碼管直接顯示測量溫度值。、1602液晶顯示屏設計設計一個室內(nèi)用1602液晶顯示屏，要求在目測條件下LED顯示屏個點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。、六路數(shù)字搶答器的設計1）、搶答器同時供6名選手或6個代表隊比賽，分別用6個按鈕S0 ~ S5表示。2）、設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。3）、搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4）、搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響。5）、參賽選手在設定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。6）、如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。、機械手動作行程控制1）、設“單步”、“單程”、“往返”、“連續(xù)”4個按鈕及4個鍵值燈；2）、設“左上”、“左下”、“右上”、“右下”4個電磁位置開關(guān)及4個指示燈。3）、設“左上”為初始位置，根據(jù)不同的選擇按鈕，驅(qū)動相應的（3臺）直流電機正反轉(zhuǎn)，完成相應的行程動作。、三層樓電梯呼叫控制1）、第一層只設“上”、第二層設“上”、“下”、第三層只設“下”共四個按鈕；2）、每層都設一個電磁位置開關(guān)，轎廂上下指示燈；共享一臺直流電機正反轉(zhuǎn)。3）、電梯轎廂內(nèi)設“1”、“2”、“3”三個樓層鍵及鍵位指示燈，轎廂上下指示燈，開關(guān)門指示燈，電梯根據(jù)當前層位和樓層選擇按鈕的先后順序，決定向上或向下，電機以正反轉(zhuǎn)時延2秒完成層間動作。、1616 點陣LED漢字顯示設計。1）、點陣顯示漢字“長沙大學機電系”；2）、實現(xiàn)自定義滾動效果，如左滾屏，有滾屏，上、下卷簾等。單片機的應用系統(tǒng)隨著用途不同，它們的硬件和軟件結(jié)構(gòu)差別很大，但系統(tǒng)設計的方法和步驟基本上是相同的。一般包括總體設計、硬件設計、軟件設計、仿真調(diào)試、固化程序、應用系統(tǒng)獨立運行等步驟。課程設計由于時間安排、學生水平、實驗條件等諸方面的限制，僅要求學生完成仿真調(diào)試即可,同時根據(jù)實際情況，在試驗箱上調(diào)試通過。由于設計時間緊迫，不要在完成全部設計后再編寫設計說明書。而應在設計過程中逐步完成。一開始不可能設計出滿意的主程序框圖。因此，總體設計部分在完成全部設計任務后再寫。而硬件部分和軟件部分可以在設計過程同步完成。注意事項、充分調(diào)研相關(guān)文獻，針對課題需要進行系統(tǒng)詳細的論證，不能盲目生搬硬套，嚴謹抄襲；、以小組為單位（原則上是3人一組），小組內(nèi)成員分工明確，各司其職，按照所分配的任務在規(guī)定的時間內(nèi)合理的完成好。、課程設計報告要包括：設計功能要求，設計控制參數(shù)，硬件電路設計（元件選型，硬件電路布局），系統(tǒng)程序的設計（注意總結(jié)出現(xiàn)的問題、疑難以及解決的方法和思路，對以后的借鑒作用等），調(diào)試及性能分析，課程設計小結(jié)、控制源程序清單等；圖包括設計方案框圖、硬件原理圖（要求有描述）、程序流程圖等。第二篇：《單片機原理與接口技術(shù)》課程設計教學大綱《單片機原理與接口技術(shù)》課程設計教學大綱課程編號：課程英文名稱：Course Design of Microcontroller Principle and Interface Technology 學時數(shù)：18學分數(shù)：1 使用層次和專業(yè)：本科電氣工程及其自動化、電子信息工程、機械設計制造及其自動化等專業(yè)一、課程設計的性質(zhì)、目的《單片機原理及接口技術(shù)》課程設計是在基本學完該課程之后，綜合運用所學單片機知識，完成一個單片機應用系統(tǒng)設計，從而加深對單片機軟硬知識的理解，獲得初步的應用經(jīng)驗，為走出校門從事單片機應用的相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。通過該課程設計，主要達到以下目的：鞏固和加深對單片機原理和接口技術(shù)知識的理解，使學生增進對單片機系統(tǒng)的感性認識，加深對單片機理論方面的理解，為順利完成畢業(yè)設計打下基礎(chǔ)。使學生掌握對單片機的內(nèi)部功能模塊的應用，如定時器/計數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口和串行口通訊等，進一步深化和鞏固所學基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識及實驗技能，培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力。培養(yǎng)學生根據(jù)課題需要選學參考書籍、查閱手冊和文獻資料的能力，了解與課題有關(guān)的硬件元器件的工程規(guī)范，能按課程設計任務書的要求編寫課程設計說明書，學會方案論證的比較方法，初步掌握工程設計的基本方法，能正確反映設計和實驗成果，能用計算機繪制電路圖和流程圖。使學生了解和掌握單片機應用系統(tǒng)的軟、硬件設計過程、方法及實現(xiàn)，提高學生的技術(shù)應用能力，為以后設計和實現(xiàn)單片機應用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。這一環(huán)節(jié)對掌握常用儀器、儀表的正確使用方法，學會軟、硬件的設計和調(diào)試方法，掌握單片機技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的應用，提高學生的工程實踐能力、動手能力、創(chuàng)新能力，使學生樹立正確的人生觀，養(yǎng)成嚴謹、踏實的工作作風。二、課程設計的內(nèi)容課程設計主要內(nèi)容包括：理論設計、調(diào)試及寫出總結(jié)報告等，其中理論設計又包括選擇總體方案、硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計。硬件設計包括單元電路、選擇元器件及計算參數(shù)等；軟件設計包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖、程序流程圖等。程序設計是課程設計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過調(diào)試，進一步完善程序設計，使之達到課題所要求的指標，使理論設計更接近于 1實際產(chǎn)品。課程設計的最后要寫出設計總結(jié)報告，把理論設計內(nèi)容，調(diào)試的過程及性能指標的測試結(jié)果進行全面的總結(jié)，把實踐內(nèi)容上升到理論高度。以下8個設計題目每組學生可任選一項： 題目一 智能交通燈控制系統(tǒng)設計設計要求（1）用發(fā)光二極管模擬交通信號燈，用按鍵開關(guān)模擬車輛檢測信號。（2）A、B兩車道交叉組成十字路口，A是主車道，B是支道。正常情況下，A、B兩車道輪流放行，A放行50s，B放行30s，各含5s警告時間。（3）交通繁忙時，該系統(tǒng)應有手受控開關(guān)緩解交通擁擠狀況，其中一車道放行期間，另一車道繁忙，可通過開關(guān)獲得15s放行時間。（4）有緊急車輛通過時，另需一開關(guān)設置兩車道均禁止通行20s。主要功能模塊智能交通燈控制系統(tǒng)主要功能模塊包括電源電路、單片機主控電路、按鍵控制電路和道路顯示電路組成。根據(jù)具體情況選擇合適型號的單片機，發(fā)光二極管，開關(guān)等硬件設備進行設計。題目二 溫度控制系統(tǒng)設計設計要求（1）用單片機控制一個由1kw電爐加熱的電烤箱，最高溫度不超過120℃。（2）電烤過程恒溫控制，溫度可通過系統(tǒng)設置，誤差不超過177。2℃。（3）實時顯示溫度和設置溫度，顯示精確為1℃。（4）溫度超出設置溫度177。5℃時發(fā)超限報警，對升溫和降溫過程不作要求。主要功能模塊溫度控制系統(tǒng)的主要功能模塊包括溫度測量（溫度傳感器、放大器、ADC轉(zhuǎn)換器）、溫度控制（光電隔離、驅(qū)動電路、可控硅電路、電爐）、溫度給定（按鍵）、溫度顯示和報警等幾部分。根據(jù)具體情況選擇合適型號的單片機，溫度傳感器、ADC轉(zhuǎn)換器等硬件設備進行設計。題目三 點陣LED電子顯示屏的設計（第8章）設計要求（1）設計4個1616的LED電子顯示屏，能穩(wěn)定、清晰地顯示圖形或文字。（2）圖形或文字顯示通過編程能實現(xiàn)靜止、左移和右移等多種顯示方式。（3）采用動態(tài)掃描方式，保證在目測條件LED顯示屏可亮度均勻地顯示圖形和文字，并且穩(wěn)定、清晰、無串擾。主要功能模塊LED電子顯示屏系統(tǒng)的主要功能模塊包括單片機主控模塊、1616的點陣顯示、行驅(qū)動電路、列驅(qū)動電路、譯碼電路幾部分。根據(jù)具體情況選擇合適型號的單片機等硬件設備進行設計。題目四 密碼鎖設計設計要求（1）要求密碼鎖可以設置8位密碼，每位密碼值范圍為1~8，用戶可以自行設定和修改密碼。（2）若輸入的8位開鎖密碼不正確，則報警5s，連續(xù)錯3次要報警1分鐘，報警期間輸入密碼無效；輸入的8位開鎖密碼完全正確才能開鎖，開鎖時有1s提示音（3）鎖內(nèi)有備用電池，內(nèi)部上電復位時才能設置或修改密碼；電磁鎖的電磁線圈每次通電5s，然后恢復初態(tài)；密碼鍵盤上只允許有8個密碼按鍵，密碼設定完畢后要有2s的提示音。主要功能模塊密碼鎖系統(tǒng)主要功能模塊包括主控模塊、按鍵掃描模塊、蜂鳴器、電源電路、復位電路、晶振電路、驅(qū)動電路幾部分。根據(jù)具體情況選擇合適型號的單片機，三極管等硬件設備進行設計。題目五 LED點陣顯示電子鐘設計設計要求（1）時鐘的顯示由LED點陣構(gòu)成。（2）能正確顯示時間，上電顯示為12點，時間能夠由按鍵調(diào)整。（3）誤差小于1s。主要功能模塊LED點陣顯示電子鐘系統(tǒng)主要功能模塊包括主控模塊、LED點陣掃描模塊、電子鐘模塊組成。其中電子鐘由顯示電路、行驅(qū)動電路、列驅(qū)動電路、按鍵電路和復位電路、晶振電路、驅(qū)動電路幾部分組成。根據(jù)具體情況選擇合適型號的單片機，鎖存驅(qū)動器、譯碼器等硬件設備進行設計。題目六 智能搶答器設計設計要求（1）設計一個智力競賽搶答器，可同時供8名選手或8個代表隊參加比賽，分別使用一個按鈕，編號從0~7。（2）設置一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答開始。（3）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能、顯示功能和聲音提示功能。搶答開始后，有選手按動搶答按鈕，鎖存對應編號，并在LED數(shù)碼管上顯示選手的編號，同時燈亮且伴隨聲音提示。同時鎖存電路，禁止其他選手搶答，顯示編號一直保持到系統(tǒng)清零。主要功能模塊智能搶答器系統(tǒng)主要功能模塊包括主控模塊、復位電路、電源電路、選手按鍵、控制開關(guān)按鈕，聲音提示和數(shù)碼顯示等部分組成。根據(jù)