單片機課程設計題目及要求2018.doc

單片機課程設計題目及要求單片機課程設計是一門實踐課程，要求學生具有制作調試單片機最小系統及外設的能力，能夠掌握單片機內部資源的使用。單片機課程設計內容：使用PROTEUS軟件進行硬件電路原理圖的設計，并仿真實現設計功能。設計具體內容包括：基本電路設計部分及擴展部分，基本部分即單片機最小系統部分，擴展部分是對單片機內部資源及外部IO口的功能擴展，使制作的單片機系統具有一定的功能。此次出了三個題目，請同學們按三分一比例進行。根據所選題目進行軟件仿真。單片機課程設計計分分為3部分：仿真電路設計占60%，課程設計報告占40%，（增加擴展功能有加分）。一、課程設計題目1、簡易頻率計數器 （學號1-10選題）自制一個單片機最小系統，包括串口下載、復位電路，采用外部計數器T0或T1作為外部頻率輸入，外部頻率由信號源提供，計算出來的頻率顯示在四位一體的數碼管上。2、簡易安防聲光報警器 （學號11-20選題）自制一個單片機最小系統，包括串口下載、復位電路，采用兩路外部中斷輸入門禁和紅外探測兩路信號（采用兩個小按鍵模擬），中斷信號輸入后能將報警信息在四位一體數碼管上顯示，并輸出聲光報警信號。3、簡易數字時鐘（學號21-選題）自制一個單片機最小系統，包括串口下載、復位電路，采用內部定時器計時，設計一個具有秒、分、時的數字時鐘，采用四位一體數碼管顯示相關信息。設計報告需要包括以下內容：設計題目、設計要求、設計仿真過程、總結（包括碰到的問題，以及解決方法）。二、設計要點1、單片機最小系統的概念一個單片機自己是不能獨立工作的，必須給它供電、加上時鐘信號、提供復位信號，如果芯片沒有片內程序存儲器，則還要加上存儲器系統，然后單片機才可能工作。這些提供單片機運行所必須的條件的電路與單片機共同構成了這個單片機的最小系統。 圖 單片機最小系統框圖附錄：1、Proteus ISIS簡介及應用Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是： 實現了單片機仿真和SPICE電路仿真相結合。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。支持主流單片機系統的仿真。目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。提供軟件調試功能。在硬件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。具有強大的原理圖繪制功能。1.啟動Proteus ISIS，界面如下圖。Proteus啟動界面Proteus工作界面2.Proteus的鼠標使用原則在Proteus中，鼠標操作與傳統的方式不同，右鍵選取、左鍵編輯或移動：右鍵單擊選中對象，此時對象呈紅色；再次右擊已選中的對象，即可刪除該對象。右鍵拖拽框選一個塊的對象。左鍵單擊放置對象或對選中的對象編輯對象的屬性。左鍵拖拽移動對象。3.原理圖設計的步驟（1）新建設計文件并設置圖紙參數和相關信息（2）放置元器件（3）對原理圖進行布線（4）調整、檢查和修改（5）補充完善（6）存盤和輸出4.放置元器件（1）選擇元器件單擊圖標工具欄中的圖標，并選擇下圖所示對象選擇器中的按鈕，出現選擇元器件對話框對象選擇器中P按鈕元器件選擇對話框（2）放置元器件在對象選擇器窗口中，選中元器件，將鼠標置于圖形編輯窗口該對象的欲放位置，單擊鼠標左鍵，該對象被完成放置。（3）移動元器件若對象位置需要移動，將鼠標移到該對象上，單擊鼠標右鍵，此時我們已經注意到，該對象的顏色已變至紅色，表明該對象已被選中，按下鼠標左鍵，拖動鼠標，將對象移至新位置后，松開鼠標，完成移動操作。（4）刪除元器件對于誤放置的元器件，右鍵雙擊對象，即可刪除，若不小心進行了誤刪除操作，可通過工具欄的撤銷按鈕進行恢復。（5）調整元器件方位選中元器件，使其高亮顯示，單擊旋轉按鈕，可調整方位。（6）撤銷選中（刷新）編輯窗口顯示正在編輯的電路原理圖，可以通過執(zhí)行菜單命令“View”下的“Redraw”命令來刷新顯示內容，也可以點擊工具欄的刷新命令按鈕回或者快捷鍵“R”，與此同時預覽窗口中的內容也將被刷新。（7）編輯對象先用鼠標右鍵點擊選中對象，然后用鼠標左鍵點擊對象，此時出現屬性編輯對話框。這里你可以改變元器件標號、值、PCB封裝以及是否把這些東西隱藏等，修改完畢，點擊“OK”按鈕即可。5.對原理圖布線Proteus的智能化可以在你想要畫線的時候進行自動檢測。Proteus具有線路自動路徑功能(簡稱WAR)，當選中兩個連接點后，WAR將選擇一個合適的路徑連線。單擊繪圖工具欄中的總線按鈕，使之處于選中狀態(tài)。將鼠標置于圖形編輯窗口，繪制出總線。單擊繪圖工具欄中的導線標簽按鈕，在圖形編輯窗口，完成導線或總線的標注。我們會發(fā)現許多器件沒有Vcc 和GND引腳，其實他們隱藏了，在使用的時候可以不用加電源。如果需要加電源可以點擊工具箱的接線端按鈕，這時對象選擇器將出現一些接線端。在器件選擇器里點擊對應符號，將鼠標移到原理圖編輯區(qū)，左鍵點擊一下即可放置。6.Keil C與Proteus連接仿真調試在Keil C中編譯輸出*.HEX文件，右鍵選中工作區(qū)中單片機芯片，左鍵單擊打開屬性對話框，如下圖所示，按下按鈕，在彈出的選擇文件對話框中選擇相應的*.HEX文件。通過控制仿真，可以看到程序的運行過程。線路原理圖PROTEUS原理圖元器件庫詳細說明 -Proteus 仿真庫簡介元件名稱 中文名 說明 7407 驅動門 1N914 二極管 74Ls00 與非門 74LS04 非門 74LS08 與門 74LS390 TTL 雙十進制計數器 7SEG 4針BCD-LED 輸出從0-9 對應于4根線的BCD碼 7SEG 3-8譯碼器電路BCD-7SEGsize=+0轉換電路 ALTERNATOR 交流發(fā)電機 AMMETER-MILLI mA安培計 AND 與門 BATTERY 電池/電池組 BUS 總線 CAP 電容 CAPACITOR 電容器 CLOCK 時鐘信號源 CRYSTAL 晶振 D-FLIPFLOP D觸發(fā)器 FUSE 保險絲 GROUND 地 LAMP 燈 LED-RED 紅色發(fā)光二極管 LM016L 2行16列液晶 可顯示2行16列英文字符，有8位數據總線D0-D7，RS，R/W，EN三個控制端口（共14線），工作電壓為5V。沒背光，和常用的1602B功能和引腳一樣（除了調背光的二個線腳）LOGIC ANALYSER 邏輯分析器 LOGICPROBE 邏輯探針 LOGICPROBEBIG 邏輯探針 用來顯示連接位置的邏輯狀態(tài) LOGICSTATE 邏輯狀態(tài) 用鼠標點擊,可改變該方框連接位置的邏輯狀態(tài) LOGICTOGGLE 邏輯觸發(fā) MASTERSWITCH 按鈕 手動閉合,立即自動打開 MOTOR 馬達 OR 或門 POT-LIN 三引線可變電阻器 POWER 電源RES 電阻 RESISTOR 電阻器 SWITCH 按鈕 手動按一下一個狀態(tài) SWITCH-SPDT 二選通一按鈕 VOLTMETER 伏特計 VOLTMETER-MILLI mV伏特計 VTERM 串行口終端 Electromechanical 電機 Inductors 變壓器 Laplace Primitives 拉普拉斯變換 Memory Ics Microprocessor Ics Miscellaneous 各種器件 AERIAL-天線；ATAHDD；ATMEGA64；BATTERY；CELL；CRYSTAL-晶振；FUSE；METER-儀表； Modelling Primitives 各種仿真器件 是典型的基本元器模擬，不表示具體型號，只用于仿真，沒有PCB Optoelectronics 各種發(fā)光器件 發(fā)光二極管，LED，液晶等等 PLDs & FPGAs Resistors 各種電阻 Simulator Primitives 常用的器件 Speakers & Sounders Switches & Relays 開關，繼電器，鍵盤 Switching Devices 晶閶管 Transistors 晶體管（三極管，場效應管）TTL 74 series TTL 74ALS series TTL 74AS series TTL 74F series TTL 74HC series TTL 74HCT series TTL 74LS series TTL 74S series Analog Ics 模擬電路集成芯片Capacitors 電容集合CMOS 4000 series Connectors 排座，排插Data Converters ADC,DACDebugging Tools 調試工具ECL 10000 Series-PROTEUS元件庫元件名稱及中英對照AND 與門 ANTENNA 天線 BATTERY 直流電源 BELL 鈴,鐘 BVC 同軸電纜接插件 BRIDEG 1 整流橋(二極管) BRIDEG 2 整流橋(集成塊) BUFFER 緩沖器 BUZZER 蜂鳴器 CAP 電容 CAPACITOR 電容 CAPACITOR POL 有極性電容 CAPVAR 可調電容 CIRCUIT BREAKER 熔斷絲 COAX 同軸電纜 CON 插口 CRYSTAL 晶體整蕩器 DB 并行插口 DIODE 二極管 DIODE SCHOTTKY 穩(wěn)壓二極管 DIODE VARACTOR 變容二極管 DPY_3-SEG 3段LED DPY_7-SEG 7段LED DPY_7-SEG_DP 7段LED(帶小數點) ELECTRO 電解電容 FUSE 熔斷器 INDUCTOR 電感 INDUCTOR IRON 帶鐵芯電感 INDUCTOR3 可調電感 JFET N N溝道場效應管 JFET P P溝道場效應管 LAMP 燈泡 LAMP NEDN 起輝器 LED 發(fā)光二極管 METER 儀表 MICROPHONE 麥克風 MOSFET MOS管 MOTOR AC 交流電機 MOTOR SERVO 伺服電機 NAND 與非門 NOR 或非門 NOT 非門 NPN NPN三極管 NPN-PHOTO 感光三極管 OPAMP 運放 OR 或門 PHOTO 感光二極管 PNP 三極管 NPN DAR NPN三極管 PNP DAR PNP三極管 POT 滑線變阻器 PELAY-DPDT 雙刀雙擲繼電器 RES1.2 電阻 RES3.4 可變電阻 RESISTOR BRIDGE ? 橋式電阻 RESPACK ? 電阻 SCR 晶閘管 PLUG ? 插頭 PLUG AC FEMALE 三相交流插頭 SOCKET ? 插座 SOURCE CURRENT 電流源 SOURCE VOLTAGE 電壓源 SPEAKER 揚聲器 SW ? 開關 SW-DPDY ? 雙刀雙擲開關 SW-SPST ? 單刀單擲開關 SW-PB 按鈕 THERMISTOR 電熱調節(jié)器 TRANS1 變壓器 TRANS2 可調變壓器 TRIAC ? 三端雙向可控硅 TRIODE ? 三極真空管 VARISTOR 變阻器 ZENER ? 齊納二極管 DPY_7-SEG_DP 數碼管 SW-PB 開關 - PROTEUS原理圖元器件庫詳細說明 Device.lib 包括電阻、電容、二極管、三極管和PCB的連接器符號ACTIVE.LIB 包括虛擬儀器和有源器件DIODE.LIB 包括二極管和整流橋DISPLAY.LIB 包括LCD、LEDBIPOLAR.LIB 包括三極管FET.LIB 包括場效應管ASIMMDLS.LIB 包括模擬元器件VALVES .LIB 包括電子管ANALOG.LIB 包括電源調節(jié)器、運放和數據采樣ICCAPACITORS.LIB 包括電容COMS.LIB 包括 4000系列ECL.LIB 包括ECL10000系列MICRO.LIB 包括 通用微處理器OPAMP.LIB 包括 運算放大器RESISTORS.LIB 包括 電阻FAIRCHLD .LIB 包括FAIRCHLD 半導體公司的分立器件