單片機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書

年4月19日單片機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書文檔僅供參考單片機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書12一教學(xué)目標(biāo)1.課程設(shè)計的性質(zhì)本課程是在前導(dǎo)驗證性認(rèn)知實驗以及相關(guān)的理論課基礎(chǔ)上，進行更高層次命題的設(shè)計性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨立查閱資料、設(shè)計、安裝和編程特定功能的電子電路的課程。對于提高學(xué)生的電子工程素質(zhì)和科學(xué)實驗?zāi)芰Ψ浅Ｖ匾?.課程設(shè)計目的本課程旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合數(shù)字電路和單片機知識，解決電子信息方面常見實際問題的能力，并了解一般電子電路與單片機構(gòu)成簡單系統(tǒng)及較為復(fù)雜的編程的方法。促使學(xué)生積累單片機系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗，準(zhǔn)備走向更復(fù)雜更實用的應(yīng)用領(lǐng)域，是參加各類大學(xué)生電子競賽前的技能培訓(xùn)課程。目的在于鞏固基礎(chǔ)、注重設(shè)計、培養(yǎng)技能、追求創(chuàng)新、走向?qū)嵱?。二、課程設(shè)計題目（4個題目）題目一.溫度采集顯示系統(tǒng)功能要求：溫度測量范圍0-99℃。溫度分辨率±1℃。選擇合適的溫度傳感器。使用鍵盤輸入溫度的最高點和最低點，溫度超出范圍時候報警。（報警溫度不需要保存）要求完成的內(nèi)容：（1）系統(tǒng)硬件設(shè)計，并用電子CAD軟件繪制出原理圖，（2）給出流程圖，編寫并調(diào)試程序。（3）撰寫設(shè)計報告。提示：可借助“單片機實驗電路板”實現(xiàn)或驗證軟件、硬件系統(tǒng)的可靠性。題目二.數(shù)控DC/DC電源系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計性能指標(biāo)參數(shù)如下：(1)輸入直流電壓為9.V～15.0V(2)輸出電壓為3.6V～6.0V，步進可調(diào)，最小步距為20mV；紋波電壓為小于5mV。(3)最大輸出電流不小于500mA。(4)效率不小于80%。圖1要求完成內(nèi)容：1.根據(jù)設(shè)計要求，完成數(shù)控DC/DC電源電路硬件設(shè)計，并用電子CAD軟件繪制出原理圖。2.完成系統(tǒng)的安裝與硬件調(diào)試3畫出流程圖，編寫并調(diào)試控制程序。4撰寫設(shè)計報告。題目三：步進電機控制系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計系統(tǒng)硬件模塊圖如圖2所示。圖2硬件框圖功能要求：（1）能經(jīng)過鍵盤控制2個4相步進電機運行狀態(tài)。而且經(jīng)過LED數(shù)碼管，LCD顯示屏顯示當(dāng)前步進電機的運行狀態(tài)（包括方向，步數(shù)）4相電動機可采用4個LED發(fā)光二極管表示其狀態(tài)。步進精度選擇（4相4拍、4相8拍）4相4拍狀態(tài)變化如下：0111，1011，1101，11104相8拍狀態(tài)變化如下：0111，0011，1011，1001，1101，1100，1110，0110方向選擇（X，Y，正，反）步進速度選擇(30步/分～1000步/分，可任意選擇)停止/運行選擇（2）能模擬圖3所示軌跡運行(假設(shè)在4相8拍條件下，每步行進距離為1um)。圖3要求完成的內(nèi)容：1.根據(jù)設(shè)計要求，完成步進電機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計，并用電子CAD軟件繪制出原理圖，在萬能板上制作實驗板上沒有的步進電機運行顯示接口電路(用LED顯示步進電機運行步進狀態(tài)，實驗板上已提供了擴展接口插座)。2.畫出流程圖，編寫并調(diào)試驅(qū)動程序。3.撰寫設(shè)計報告。題目四：電梯運行模擬控制器設(shè)計一個電梯運行模擬控制器，其系統(tǒng)框圖如圖4所示：MCUMCU1位七段數(shù)碼管，3個LED燈（顯示當(dāng)前電梯所處樓層與運行方向以及電梯門的狀態(tài)）鍵盤以及對應(yīng)的LED燈（1－8，開門，關(guān)門）每個數(shù)字按鍵對應(yīng)一個LED燈，按下按鍵燈亮，執(zhí)行完命令燈滅)8個LED燈顯示電梯所處樓層2個燈顯示當(dāng)前電梯運行方向8×2－2＝14個按鍵表示每層樓入口的電梯按鍵圖4電梯運行模擬控制器框圖功能要求：能夠模擬控制一個8層樓梯的電梯的運行。具體要求如下：1.電梯平時沒有接到命令時候或者執(zhí)行完命令后停在1樓，門關(guān)閉.。2.電梯運行速度2秒一層樓3.電梯門在開啟的情況下沒有收到命令10秒中后自動關(guān)閉。在運動中門必須關(guān)閉，（最后3秒能夠設(shè)置音響警告信號）4.一句話，電梯控制器滿足實際電梯的運行要求，電梯在運行的時候能夠最多記住8個命令。而且綜合考慮公平性（先按鍵先執(zhí)行）和有效性（完成任務(wù)的總的行走路徑最短）來執(zhí)行。要求完成的內(nèi)容：1.完成硬件電路的設(shè)計與安裝調(diào)試（可借助單片機實驗電路板），并用CAD軟件畫出原理電路圖。2.畫出流程圖，編寫并調(diào)試驅(qū)動程序。3.撰寫設(shè)計報告。三、教學(xué)環(huán)節(jié)和考核標(biāo)準(zhǔn)1.時間安排5－16周采用分散學(xué)時的辦法進行.2開展方法1)本課程設(shè)計要求每個學(xué)生獨立完成一個設(shè)計。2)學(xué)生自學(xué)與指定設(shè)計題目有關(guān)的參考資料；指導(dǎo)教師在課內(nèi)外給予及時指導(dǎo)和答疑，設(shè)計過程中出現(xiàn)的普遍問題，應(yīng)適當(dāng)集中講授。要求指導(dǎo)老師至少每周安排時間了解學(xué)生的情況。3)學(xué)生能夠在規(guī)定時間內(nèi)到學(xué)院機房借用相關(guān)的實驗板和電腦以及相關(guān)儀器。4)學(xué)生必須完成實物電路的制作和程序的編寫調(diào)試，和設(shè)計報告的撰寫5)指導(dǎo)老師按照設(shè)計題目的要求進行驗收，驗收內(nèi)容包括：實物，程序演示（5－10分鐘），答辯（5－10分鐘），最后指導(dǎo)老師綜合各方面因素給出成績。6）課程設(shè)計結(jié)束后學(xué)生應(yīng)已班級為單位提交1.按照學(xué)號整理好的紙質(zhì)設(shè)計報告，2.設(shè)計報告的電子版和所有相關(guān)的完整的源程序，CAD電路圖。3.課程設(shè)計的考核標(biāo)準(zhǔn)1)電路布局及安裝焊接工藝(20%)2)功能及性能指標(biāo)(50%)3)設(shè)計報告的撰寫(30%)驗收時間：3天。老師根據(jù)學(xué)生設(shè)計全過程的表現(xiàn)，驗收情況以及設(shè)計報告書給出綜合成績（成績分優(yōu)、良、中、及格、不及格五級）。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計報告雷同，一律做不及格處理。四.課程設(shè)計報告要求封面：按照廣工大課程設(shè)計報告的封面要求，要求學(xué)院專業(yè)班別學(xué)號用全稱而且統(tǒng)一格式。正文內(nèi)容包括：1)設(shè)計題目2)設(shè)計任務(wù)和要求3)原理電路和程序設(shè)計：（1）方案比較；（2）整體電路（標(biāo)出原元件型號和參數(shù)、畫出必要波形圖）；（3）單元電路設(shè)計；（4）說明電路工作原理;（5）元件選擇。對報告中的電路圖要求A原理圖中元件電氣圖形符號符合國家標(biāo)準(zhǔn)；B整體布局合理，注標(biāo)規(guī)范、明確、美觀，不產(chǎn)生歧義。C列出完整的元件清單(標(biāo)號、型號及大小、封裝形式、數(shù)量)D圖紙幅面為A4。E流程圖的符號采用國際標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計報告統(tǒng)一采用小四宋體，行距為1.5倍4)電路和程序調(diào)試過程與結(jié)果：對模擬電路應(yīng)有理論設(shè)計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和誤差分析，數(shù)字電路應(yīng)有設(shè)計邏輯流程、波形圖、時序圖或真值表。單片機程序要給出主程序以及每個子程序的流程圖，正文中不能把整個程序列出，可是對于關(guān)鍵程序段能夠列出并詳細(xì)說明，完整的程序用電子文件的形式提交，程序里必須有詳細(xì)的標(biāo)注說明5)總結(jié)總結(jié)作品的優(yōu)點和不足的地方，以后可能的改進方案，經(jīng)過這次課程設(shè)計的心得體會。附錄：完整的電路PCB圖，完整的源程序名列表（不需要把源程序