單片機原理與接口技術課程設計任務書

年4月19日單片機原理與接口技術課程設計任務書文檔僅供參考單片機原理與接口技術課程設計任務書12一教學目標1.課程設計的性質本課程是在前導驗證性認知實驗以及相關的理論課基礎上，進行更高層次命題的設計性的教學環(huán)節(jié)，是學生在教師指導下獨立查閱資料、設計、安裝和編程特定功能的電子電路的課程。對于提高學生的電子工程素質和科學實驗能力非常重要。2.課程設計目的本課程旨在培養(yǎng)學生綜合數(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成簡單系統(tǒng)及較為復雜的編程的方法。促使學生積累單片機系統(tǒng)的開發(fā)經驗，準備走向更復雜更實用的應用領域，是參加各類大學生電子競賽前的技能培訓課程。目的在于鞏固基礎、注重設計、培養(yǎng)技能、追求創(chuàng)新、走向實用。二、課程設計題目（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）要求完成的內容：（1）系統(tǒng)硬件設計，并用電子CAD軟件繪制出原理圖，（2）給出流程圖，編寫并調試程序。（3）撰寫設計報告。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)硬件與軟件設計性能指標參數(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，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要求完成內容：1.根據(jù)設計要求，完成數(shù)控DC/DC電源電路硬件設計，并用電子CAD軟件繪制出原理圖。2.完成系統(tǒng)的安裝與硬件調試3畫出流程圖，編寫并調試控制程序。4撰寫設計報告。題目三：步進電機控制系統(tǒng)硬件與軟件設計系統(tǒng)硬件模塊圖如圖2所示。圖2硬件框圖功能要求：（1）能經過鍵盤控制2個4相步進電機運行狀態(tài)。而且經過LED數(shù)碼管，LCD顯示屏顯示當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(假設在4相8拍條件下，每步行進距離為1um)。圖3要求完成的內容：1.根據(jù)設計要求，完成步進電機控制系統(tǒng)硬件設計，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，編寫并調試驅動程序。3.撰寫設計報告。題目四：電梯運行模擬控制器設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)）鍵盤以及對應的LED燈（1－8，開門，關門）每個數(shù)字按鍵對應一個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秒中后自動關閉。在運動中門必須關閉，（最后3秒能夠設置音響警告信號）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（完成任務的總的行走路徑最短）來執(zhí)行。要求完成的內容：1.完成硬件電路的設計與安裝調試（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，編寫并調試驅動程序。3.撰寫設計報告。三、教學環(huán)節(jié)和考核標準1.時間安排5－16周采用分散學時的辦法進行.2開展方法1)本課程設計要求每個學生獨立完成一個設計。2)學生自學與指定設計題目有關的參考資料；指導教師在課內外給予及時指導和答疑，設計過程中出現(xiàn)的普遍問題，應適當集中講授。要求指導老師至少每周安排時間了解學生的情況。3)學生能夠在規(guī)定時間內到學院機房借用相關的實驗板和電腦以及相關儀器。4)學生必須完成實物電路的制作和程序的編寫調試，和設計報告的撰寫5)指導老師按照設計題目的要求進行驗收，驗收內容包括：實物，程序演示（5－10分鐘），答辯（5－10分鐘），最后指導老師綜合各方面因素給出成績。6）課程設計結束后學生應已班級為單位提交1.按照學號整理好的紙質設計報告，2.設計報告的電子版和所有相關的完整的源程序，CAD電路圖。3.課程設計的考核標準1)電路布局及安裝焊接工藝(20%)2)功能及性能指標(50%)3)設計報告的撰寫(30%)驗收時間：3天。老師根據(jù)學生設計全過程的表現(xiàn)，驗收情況以及設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)設計報告雷同，一律做不及格處理。四.課程設計報告要求封面：按照廣工大課程設計報告的封面要求，要求學院專業(yè)班別學號用全稱而且統(tǒng)一格式。正文內容包括：1)設計題目2)設計任務和要求3)原理電路和程序設計：（1）方案比較；（2）整體電路（標出原元件型號和參數(shù)、畫出必要波形圖）；（3）單元電路設計；（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準；B整體布局合理，注標規(guī)范、明確、美觀，不產生歧義。C列出完整的元件清單(標號、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準。設計報告統(tǒng)一采用小四宋體，行距為1.5倍4)電路和程序調試過程與結果：對模擬電路應有理論設計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和誤差分析，數(shù)字電路應有設計邏輯流程、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，可是對于關鍵程序段能夠列出并詳細說明，完整的程序用電子文件的形式提交，程序里必須有詳細的標注說明5)總結總結作品的優(yōu)點和不足的地方，以后可能的改進方案，經過這次課程設計的心得體會。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