【正文】 (4) 其它功能 10 總分 25 42 助理總分 75 可以分三次驗(yàn)收：第一次初級(jí)題；第二次助理題 (1)(2)；第三次助理題(3) 評(píng)測人： 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 工程實(shí)訓(xùn)任務(wù)指導(dǎo)書 43 二〇一〇年二月 前 言 電子設(shè)計(jì)工程實(shí)訓(xùn)任務(wù)指導(dǎo)書是為 EDPMCU20xx 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)編寫的實(shí)訓(xùn)配套參考書之一。 本實(shí)訓(xùn)任務(wù)指導(dǎo)書的定位為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)類實(shí)踐課程的教學(xué)，緊密結(jié)合 EDPMCU20xx 實(shí)驗(yàn)箱的資源，以一個(gè)個(gè)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)或者準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)為內(nèi)容，將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融合起來，達(dá)到電子工程實(shí)訓(xùn)的目的。第一部分的實(shí)訓(xùn)可以完全在 EDPMCU20xx 實(shí)驗(yàn)箱上完成，第二部分是需要利用 EDP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的擴(kuò)展模塊才能完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，第三部分則是需要學(xué)生自己設(shè)計(jì)制作擴(kuò)展模塊才能完成的任務(wù)。由于時(shí)間原因，先期編寫第一部分的任務(wù)，后續(xù)再陸續(xù)給出第二部分和第三部分的參考任務(wù)。依據(jù)具體情況，可以集中在一周內(nèi)完成，也可以分散在半個(gè)學(xué)期甚至一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成。在開發(fā)工具選擇問題上，本任務(wù)書中的首選工具是 Keil 和 Proteus， 2 不同院系亦可依據(jù)自己的實(shí)際情況酌情選用。 電子設(shè)計(jì)工程師認(rèn)證項(xiàng)目辦公室 二〇一〇年二月 目 錄 任務(wù)一 EDP 電子工程實(shí)訓(xùn)的硬件開發(fā) ...................... 2 任務(wù)二 EDP 電子工程實(shí)訓(xùn)的軟件開發(fā) ...................... 4 任務(wù)三 字符型 LCD接口電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用 ................... 6 任務(wù)四 簡易數(shù)字鐘設(shè)計(jì) ................................. 6 任務(wù)五 簡易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) ............................ 10 任務(wù)六 簡易溫度監(jiān)控器設(shè)計(jì) ............................ 12 任務(wù)七 簡易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) ........................ 14 任務(wù)八 簡易紅外數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................... 16 任務(wù)九 簡易數(shù)據(jù)采集與 傳送系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................... 18 2 任務(wù)一 EDP 電子工程實(shí)訓(xùn)的硬件開發(fā) 1. 任務(wù)目的 (1) 熟悉 EDPMCU20xx 實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)與使用方法； (2) 掌握線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法； (3) 熟悉 Proteus 軟件的基本使用方法； (4) 熟悉電子工程實(shí)訓(xùn)硬件開發(fā)流程與方法。采用 Proteus 軟件繪制并仿真其功能； (3) 測試電源模塊的功能與指標(biāo)。 (2) 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)參數(shù)，輸入 220V 交流市電，輸出 +5V、 +12V 和 12V三路直流電壓。這一部分可在 Proteus 下完成。 (4) 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 (2) 增加一路 0~+10V 連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源電路。 (2) 4 個(gè)課內(nèi)計(jì)劃教學(xué)學(xué)時(shí)，先簡要講解并演示，后由學(xué)生驗(yàn)證與測試。 (3) 分散教學(xué)時(shí)，要求寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在下次實(shí)驗(yàn)時(shí)上交。 2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 采用 Proteus 繪制單片機(jī)最小系統(tǒng)； (2) 編寫一個(gè)簡單的 C51 程序，控制 ，在 Keil 中完成編譯鏈接后，在 Keil 中仿真運(yùn)行并查看其結(jié)果； (3) 采用 Keil 和 Proteus 聯(lián)合調(diào)試的方法開展調(diào)試，逐步查看調(diào)試過程及其結(jié)果； (4) 將編程代碼通過 STCISP 程序下載到 MCU Flash 中運(yùn)行，用萬用表測量 口的輸出電平。 5 4. 發(fā)揮部分 (1) 請思考如何開展 8051 單片機(jī)的系統(tǒng)仿真調(diào)試功能； (2) 了解其它 C51 的開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具，并比較各自的異同； (3) 為單片機(jī)的復(fù)位電路增加看門狗功能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 (2) 4 個(gè)課內(nèi)計(jì)劃教學(xué)學(xué)時(shí)，先簡要講解并演示，后由學(xué)生驗(yàn)證與測試。 (3) 分散教學(xué)時(shí)，要求寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在下次實(shí)驗(yàn)時(shí)上交。采用 Proteus 繪制 8051 的 I/O 擴(kuò)展電路，并通過 8155 驅(qū)動(dòng)字符型 LCD； (2) 編寫 C51 程序，在 LCD 上顯示字符串“ Hello,World！”； (3) 采用 Keil 和 Proteus 聯(lián)合調(diào)試代碼，查看仿真結(jié)果； (4) 將編程代碼通過 STCISP 程序下載到 MCU Flash 中運(yùn)行，并觀察運(yùn)行結(jié)果。 4. 發(fā)揮部分 (1) 增加 LCD 字符的現(xiàn)實(shí)效果； (2) 如果采用串行通信方式，如何實(shí)現(xiàn) MCU 與字符型 LCD 接口； (3) 編制顯示子程序函數(shù)庫（二進(jìn)制），供后續(xù)實(shí)驗(yàn)程序調(diào)用。 (2) 4 個(gè)課內(nèi)計(jì)劃教學(xué)學(xué)時(shí)，先簡要講解并演示，后由學(xué)生驗(yàn)證與測試。 (3) 分散教學(xué)時(shí)，要求寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在下次實(shí)驗(yàn)時(shí)上交。 2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 在任務(wù)三電路圖的基礎(chǔ)上，通過 8155 擴(kuò)展一塊 4 4 矩陣鍵盤； (2) 用 C51 編寫代碼，實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字鐘的基本功能； (3) 采用 Keil 和 Proteus 聯(lián)合調(diào)試代碼，查看仿真結(jié)果； (4) 將編程代碼通過 STCISP 程序下載到 MCU Flash 中運(yùn)行，并觀察運(yùn)行結(jié)果 。小時(shí)計(jì)時(shí)要求為“ 24 翻 1”，分和秒的計(jì)時(shí)要求為 60 進(jìn)位； (3) 具備校時(shí)功能，時(shí)、分、秒可以獨(dú)立校對(duì)，校時(shí)時(shí)計(jì)數(shù)停止； (4) 程序可以在 Proteus 仿真硬件上和 EDP 實(shí)驗(yàn)箱上正常運(yùn)行； (5) 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 5. 訓(xùn)練過程 (1) 課前學(xué)生依照任務(wù)書自行預(yù)習(xí)?？梢园才旁谝淮芜B續(xù)的時(shí)間單元內(nèi)完成。 10 任務(wù)五 簡易數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 1. 任務(wù)目的 (1) 熟悉 SPI 接口協(xié)議； (2) 掌握 TLC1543 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理及使用方法； (3) 熟悉掌握 TL431 基準(zhǔn)電壓源的工作原理； (4) 掌握直流電壓表的工作原理與實(shí)現(xiàn)方法。 3. 實(shí)訓(xùn)要求 (1) 依照 EDP 實(shí)驗(yàn)箱的接口設(shè)計(jì)，在任務(wù)三、四的基礎(chǔ)上補(bǔ)充 AD 采集電路的繪制，可以仿真 EDP 實(shí)驗(yàn)箱的相應(yīng)硬件模塊； (2) 直流電壓測量范圍為 05V，測量結(jié)果在 LCD 上用 3 位數(shù)碼顯示，顯示分辨率為 ，測量誤差不大于 5%+1 字； (3) 程序可以在 Proteus 仿真硬件上和 EDP 實(shí)驗(yàn)箱上正常運(yùn)行； (4) 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 5. 訓(xùn)練過程 (1) 課前學(xué)生依照任務(wù)書自行預(yù)習(xí)?？梢园才旁谝淮芜B續(xù)的時(shí)間單元內(nèi)完成。 12 任務(wù)六 簡易溫度監(jiān)控器設(shè)計(jì) 1. 任務(wù)目的 (1) 熟悉 IIC 接口協(xié)議； (2) 掌握典型 IIC 接口芯片 AT24CXX、 PCF8574 的使用； (3) 掌握 PTC 熱敏電阻測溫的工作原理； (4) 掌握溫度 信號(hào)采集及調(diào)理電路的設(shè)計(jì)方法。 3. 實(shí)訓(xùn)要求 (1) Proteus 下的硬件設(shè)計(jì)可以參考 EDP 實(shí)驗(yàn)箱電路，要求能與之兼容； (2) 實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控要求，每一秒鐘采用一次實(shí)時(shí)溫度，溫度的監(jiān)控范圍為050℃ ，監(jiān)控結(jié)果在 LCD 上顯示，顯示分辨率為 ℃，測量誤差不大于 ℃。溫度升高達(dá)到報(bào)警溫度后，系統(tǒng)點(diǎn)亮 LED 燈報(bào)警，同時(shí)將本次超溫報(bào)警過程的最高溫度在 EEPROM 中保存。 13 (3) 程序可以在 Proteus 仿真硬件上和 EDP 實(shí)驗(yàn)箱上正常運(yùn)行； (4) 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 5. 訓(xùn)練過程 (1) 課前學(xué)生依照任務(wù)書自行預(yù)習(xí)?？梢园才旁?1~2 個(gè)實(shí)驗(yàn)單元時(shí)間內(nèi)完成。 14 任務(wù)七 簡易正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 1. 任務(wù)目的 (1) 掌握 DAC 的工作原理及使用方法； (2) 掌握濾波器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法； (3) 掌握 DDS 的工作原理； 2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 參考 EDP 實(shí)驗(yàn)箱，在 Proteus 中擴(kuò)展 TLC5615 DAC 轉(zhuǎn)換電路； (2) 采用濾波器輔助設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)一低通濾波器，濾除 DAC 輸出的高頻分量； (3) 采用 DDS 技術(shù)，輸出常用信號(hào)波形； (4) 采用 Keil 和 Proteus 聯(lián)合調(diào)試代碼，查看仿真結(jié)果； (5) 將編程代碼通過 STCISP 程序下載到 MCU Flash 中運(yùn)行，并觀察運(yùn)行結(jié)果。輸出頻率誤差小于 1%，頻率穩(wěn)定度小于 ； (4) 程序 可以在 Proteus 仿真硬件上和 EDP 實(shí)驗(yàn)箱上正常運(yùn)行； (5) 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 5. 訓(xùn)練過程 (1) 課前學(xué)生依照任務(wù)書自行預(yù)習(xí)?？梢园才旁?1 個(gè)實(shí)驗(yàn)單元時(shí)間內(nèi)完成。 16 任務(wù)八 簡易紅外數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1. 任務(wù)目的 (1) 熟悉紅外通信的工作原理； (2) 掌握紅外收發(fā)器件的使用方法； 2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 兩臺(tái) EDP 實(shí)驗(yàn)箱構(gòu)成一組，一臺(tái)發(fā)射 ，一臺(tái)接收，熟悉相應(yīng)的紅外收發(fā)電路模塊； (2) 設(shè)計(jì)簡單的通信協(xié)議； (3) 編寫相應(yīng)的收發(fā)代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的紅外傳輸； (4) 將收發(fā)代碼分別下載到相應(yīng)的 EDP 實(shí)驗(yàn)箱中運(yùn)行，觀察運(yùn)行結(jié)果。 4. 發(fā)揮部分 (1) 實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱的全雙工紅外通信； (2) 提高通信的傳輸碼率； (3) 利用 EDP 紅外模塊，設(shè)計(jì)一個(gè)自學(xué)習(xí)型萬能遙控器。 17 (2) 4 個(gè)課內(nèi)計(jì)劃教學(xué)學(xué)時(shí)，先簡要講解并演示，后由學(xué)生驗(yàn)證與測試。 (3) 分散教學(xué)時(shí)，完成實(shí)驗(yàn)后要求寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在下次實(shí)驗(yàn)時(shí)上交。 2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 熟悉 EDP 實(shí)驗(yàn)箱的 LM75 數(shù)字溫度采集電路； (2) 編寫 C51 程序，將 LM75 采集到的溫度在 LCD 上顯示； (3) 編寫 C51 程序，將采集到的溫度數(shù)據(jù)通過 RS232C 串口傳至上位機(jī) (PC機(jī) )顯示； (4) 將編程代碼分別下載到相應(yīng)的 EDP 實(shí)驗(yàn)箱中運(yùn)行，觀察運(yùn)行結(jié)果。 4. 發(fā)揮部分 (1) 采用 RS485 協(xié)議通信，以提高通信的傳輸距離； (2) 自己編寫上位機(jī)接收與顯示程序； (3) 利用 Labview 進(jìn)行串口編程， 設(shè)計(jì)一個(gè)溫度監(jiān)控窗口，以監(jiān)視單片機(jī)采集到的實(shí)時(shí)溫度。 (2) 6 個(gè)課內(nèi)計(jì)劃教學(xué)學(xué)時(shí)，先簡要講解并演示，后由學(xué)生驗(yàn)證與測試。 (3) 分散教學(xué)時(shí)，完成實(shí)驗(yàn)后一周內(nèi)要求寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告并